WO2019150764A1 - 現像ローラ及び画像形成装置 - Google Patents

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WO2019150764A1
WO2019150764A1 PCT/JP2018/045107 JP2018045107W WO2019150764A1 WO 2019150764 A1 WO2019150764 A1 WO 2019150764A1 JP 2018045107 W JP2018045107 W JP 2018045107W WO 2019150764 A1 WO2019150764 A1 WO 2019150764A1
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WO
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polyol
developing roller
mass
surface layer
parts
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PCT/JP2018/045107
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Inventor
考之 杉村
熱海 陽彦
宏高 田河
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
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    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer

Definitions

  • the present invention relates to a developing roller and an image forming apparatus.
  • an image forming body such as a photoconductor 11 that holds an electrostatic latent image and an image forming body in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
  • a developing roller 1 that makes the electrostatic latent image visible by attaching toner 15 held on the surface in contact with the toner and a toner supply roller 13 for supplying toner to the developing roller 1 are provided. Then, image formation is performed by a series of processes in which the toner 15 is conveyed from the toner container 14 to the image forming body (photosensitive body 11) via the toner supply roller 13 and the developing roller 1.
  • Patent Document 1 discloses a technique for suppressing damage to toner and lowering of slidability of a roller by including resin particles for imparting roughness in the surface layer of a conductive roller. Yes.
  • an object of the present invention is to provide a developing roller that can suppress the occurrence of filming and has excellent durability. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the occurrence of image defects for a long period of time.
  • the present inventors have studied a developing roller having a shaft and at least an elastic layer and a surface layer on the outer peripheral side of the shaft in order to solve the above problems.
  • attention has been paid to the fact that the surface layer of the developing roller does not contain particles for imparting roughness, and the stress applied to the toner can be reduced by forming a certain roughness only by painting.
  • the present inventors have included a polytetramethylene glycol ether polyol and a polycarbonate polyol in the composition for the surface layer constituting the surface layer, and set these contents within an appropriate range.
  • the developing roller of the present invention is a developing roller having a shaft and at least an elastic layer and a surface layer on the outer peripheral side of the shaft,
  • the surface layer is composed of a composition for a surface layer containing polytetramethylene glycol ether polyol and polycarbonate polyol, and the mass ratio of the polytetramethylene glycol ether polyol to the polycarbonate polyol is 25:75 to 75:25 It is characterized by being.
  • the polytetramethylene glycol ether polyol and the polycarbonate polyol each have a molecular weight of 1000 to 2000. This is because the occurrence of filming can be more reliably suppressed.
  • the surface layer composition further contains a conductive agent. This is because the conductivity of the surface layer can be further increased.
  • the elastic layer is urethane foam molded by a mechanical floss method. This is because excellent elasticity of the elastic layer can be secured.
  • the image forming apparatus of the present invention includes the above-described developing roller of the present invention. With the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of image defects for a long time.
  • the present invention it is possible to provide a developing roller that can suppress the occurrence of filming and has excellent durability.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention. It is sectional drawing which showed typically one Embodiment of the developing roller of this invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention
  • FIG. 2 schematically shows an embodiment of the developing roller of the present invention. It is.
  • the size and shape of each member may be different from the actual size.
  • the developing roller of the present embodiment is a developing roller 1 including a shaft 2 and at least an elastic layer 3 and a surface layer 4 on the outer peripheral side of the shaft 2.
  • the elastic layer 3 constituting the developing roller 1 of the present embodiment is a layer formed on the shaft 2 as shown in FIG.
  • the material constituting the elastic layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • it can be formed of rubber or resin, or a foam (foam) thereof.
  • a rubber composition using, for example, polyurethane, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, polynorbornene rubber, styrene-butadiene-styrene rubber, epichlorohydrin rubber or the like as a base rubber.
  • it is particularly preferable to use polyurethane foam.
  • the raw material for forming such a polyurethane foam is not particularly limited as long as it contains a urethane bond in the resin.
  • polystyrene resin examples include a polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, a polytetramethylene ether glycol, a polyester polyol obtained by condensing an acid component and a glycol component, a polyester polyol obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, and a polycarbonate diol. Etc. can be used.
  • polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide include water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, and methylglucotite. , Aromatic diamine, sorbitol, sucrose, phosphoric acid, etc. as starting materials, and those obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. Particularly, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane. Those starting from hexanetriol are preferred.
  • the ratio of ethylene oxide is preferably 2 to 95% by mass, more preferably 5 to 90% by mass, and ethylene oxide is added to the terminal. preferable.
  • the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.
  • the molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol or ethylene glycol is used as a starting material, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 6000, preferably in the range of 400 to 3000. Is more preferable.
  • glycerin, trimethylolpropane, and hexanetriol are used as starting materials, they are trifunctional and preferably have a weight average molecular weight in the range of 900 to 9000, more preferably in the range of 1500 to 6000.
  • a bifunctional polyol and a trifunctional polyol can be appropriately blended and used.
  • Polytetramethylene ether glycol can be obtained, for example, by cationic polymerization of tetrahydrofuran, and those having a weight average molecular weight in the range of 400 to 4000, particularly in the range of 650 to 3000 are preferably used. It is also preferable to blend polytetramethylene ether glycols having different molecular weights. Furthermore, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide can also be used.
  • a blend of polytetramethylene ether glycol and a polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide it is preferable to use such a blend ratio that the weight ratio is in the range of 95: 5 to 20:80, particularly 90:10 to 50:50.
  • a polymer polyol obtained by modifying the polyol with acrylonitrile, a polyol obtained by adding melamine to the polyol, a diol such as butanediol, a polyol such as trimethylolpropane, or a derivative thereof may be used in combination.
  • aromatic isocyanate or a derivative thereof aliphatic isocyanate or a derivative thereof, alicyclic isocyanate or a derivative thereof is used.
  • aromatic isocyanate or a derivative thereof is preferable, and in particular, tolylene diisocyanate (TDI) or a derivative thereof, diphenylmethane diisocyanate (MDI) or a derivative thereof is preferably used.
  • Tolylene diisocyanate or derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, these These are urea-modified products, burette-modified products, carbodiimide-modified products, urethane-modified products modified with polyols, and the like.
  • diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof for example, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or a derivative thereof is used.
  • Examples of the derivatives of diaminodiphenylmethane include polynuclear bodies, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from a polynuclear body of diaminodiphenylmethane, and the like can be used.
  • Regarding the number of functional groups of polymeric diphenylmethane diisocyanate a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymeric diphenylmethane diisocyanate having various functional groups is usually used, and the average number of functional groups is preferably 2.05 to 4.00, more preferably 2.50 to 3.50. Is used.
  • Derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or their derivatives such as urethane-modified products modified with polyols, dimers formed by uretidione formation, isocyanurate-modified products, carbodiimide / uretonimine-modified products, allophanate-modified products , Urea-modified products, burette-modified products, and the like can also be used. Also, several types of diphenylmethane diisocyanate and its derivatives can be blended and used.
  • the isocyanate may be prepolymerized with a polyol in advance, and as a method thereof, a method of keeping a temperature at 40 to 70 ° C. for 6 to 240 hours, more preferably 24 to 72 hours, called a polyol can be mentioned.
  • the ratio of the amount of polyol and isocyanate is preferably adjusted so that the isocyanate content of the resulting prepolymer is 4 to 30% by mass, more preferably 6 to 15% by mass. If the isocyanate content is less than 4% by mass, the stability of the prepolymer is impaired, and the prepolymer may be cured during storage, making it impossible to use.
  • the isocyanate content exceeds 30% by mass, the content of isocyanate that has not been prepolymerized increases, and this polyisocyanate undergoes a prepolymerization reaction with the polyol component used in the subsequent polyurethane curing reaction.
  • the effect of using the prepolymer method is diminished because it cures by a reaction mechanism similar to the one-shot process.
  • diols such as ethylene glycol and butanediol
  • polyols such as trimethylolpropane and sorbitol, and derivatives thereof Can also be used.
  • polyurethane foam raw materials may contain a conductive agent, a foaming agent (water, low-boiling substances, gas bodies, etc.), a cross-linking agent, a surfactant, a catalyst, an adjusting agent, as desired.
  • a foaming agent etc. can be added and it can be set as the elastic layer as desired by this.
  • the conductive agent it is preferable to use two kinds of conductive carbon such as ketjen black and acetylene black and aliphatic quaternary ammonium sulfate in combination.
  • the blending amount is not particularly limited and can be appropriately selected as desired.
  • the conductive carbon is contained in an amount of 0.5 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component constituting the elastic layer, and
  • the quaternary ammonium sulfate is preferably added at 0.2 to 3 parts by mass.
  • Catalysts used for the polyurethane foam curing reaction include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, tetra Triamines such as methylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, cyclic amines such as methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxy Alcohol amines such as ethyl piperazine and hydroxyethyl morpholine , Ether amines such as bis (dimethylaminoethyl) ether, ethylene
  • a silicone foam stabilizer it is preferable to blend a silicone foam stabilizer and various surfactants during blending of polyurethane foam in order to stabilize the cells of the foam material.
  • a silicone foam stabilizer a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is preferably used, and a composition comprising a dimethylpolysiloxane moiety having a molecular weight of 350 to 15000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of 200 to 4000 is particularly preferable. .
  • the molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and its molecular terminal is preferably ethylene oxide.
  • the surfactant include cationic surfactants, anionic surfactants, ionic surfactants such as amphoteric, nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polyol component and the isocyanate component. .
  • a foaming method of the polyurethane foam raw material in the present invention conventionally used methods such as a mechanical froth method, a water foaming method, and a foaming agent froth method can be used.
  • a mechanical froth method a water foaming method
  • a foaming agent froth method a foaming agent froth method
  • foaming agent froth method a mechanical floss method in which foaming is performed by mechanical stirring. This is because excellent elasticity of the elastic layer can be obtained.
  • the inert gas used in the mechanical froth method may be an inert gas in the polyurethane reaction, and in addition to inert gases in a narrow sense such as helium, argon, xenon, radon, krypton, nitrogen, carbon dioxide, drying
  • inert gases in a narrow sense such as helium, argon, xenon, radon, krypton, nitrogen, carbon dioxide, drying
  • the gas which does not react with urethane foam raw materials, such as air is mentioned.
  • the molding conditions for the elastic layer made of such polyurethane foam raw material are not particularly limited, and may be according to ordinary conditions.
  • the surface layer 4 constituting the developing roller 1 of the present embodiment is a layer formed on the elastic layer 3 directly or through an intermediate layer such as an adhesive layer.
  • the said surface layer consists of a composition for surface layers containing a polytetramethylene glycol ether polyol and a polycarbonate polyol,
  • the mass ratio of the said polytetramethylene glycol ether polyol and the said polycarbonate polyol is 25: 75-75: 25.
  • toner deterioration is toner deterioration.
  • This toner deterioration may be caused by stress on the toner by the developing roller.
  • the stress on the toner by the developing roller may be improved by reducing the hardness of the surface layer of the developing roller, but in that case, the durability of the developing roller may be reduced. Therefore, in the present invention, the kind of polyol and the content ratio in the composition for the surface layer are controlled within a specific range (specifically, including the tetratetramethylene glycol ether polyol and the polycarbonate polyol, and the mass ratio thereof) 25:75 to 75:25), a concavo-convex structure can be formed on the surface while keeping the hardness of the surface layer moderate. As a result, the developing roller of the present invention is excellent in the durability of the roller and can effectively suppress the occurrence of filming.
  • the surface layer can be formed of various solvent-based paints such as urethane, acrylic, acrylurethane, and fluorine.
  • the surface layer forming the roller surface is made of urethane, acrylic, silica, or the like.
  • the surface roughness can be adjusted by containing fine particles.
  • the surface layer can also be provided with desired conductivity by appropriately containing the above-described ionic conductive agent or electronic conductive agent as a conductive agent. If desired, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, or aging can be provided. An inhibitor or the like can be added as appropriate.
  • the surface layer is formed by applying a predetermined solvent-based paint on the elastic layer 3 using a known method such as dip coating, spray coating, or roll coater coating, drying, and heating and curing as desired. It is possible to form.
  • the surface layer forms from the composition for surface layers.
  • the surface layer composition can appropriately contain isocyanate and a known additive such as a conductive agent as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the polyol includes at least polytetramethylene glycol ether polyol and polycarbonate polyol.
  • polytetramethylene glycol ether polyol By containing a certain amount of the polytetramethylene glycol ether polyol, it is possible to increase the adhesion of the surface layer and to suppress the surface layer from becoming excessively hard. Further, by containing a certain amount of the polycarbonate polyol, the surface layer can be hardened and the adhesive strength can be increased.
  • these polyols have different properties, the inclusion of both makes it possible to form minute irregularities on the surface of the formed surface layer.
  • the mass ratio of the polytetramethylene glycol ether polyol and the polycarbonate polyol contained in the surface layer composition is 25:75 to 75 from the viewpoint of obtaining the durability of the roller and the effect of suppressing the occurrence of filming. : Requires 25. If the polytetramethylene glycol ether polyol is less than this mass ratio and the polycarbonate polyol is increased, the surface layer becomes too hard, resulting in increased stress on the toner and sufficient filming. Cannot be suppressed. On the other hand, when this mass ratio is deviated and the amount of polytetramethylene glycol ether polyol is large and the amount of the polycarbonate polyol is small, the durability of the roller cannot be sufficiently obtained.
  • the molecular weight of the polytetramethylene glycol ether polyol and the polycarbonate polyol is not particularly limited, but in terms of more reliably suppressing the occurrence of filming, both are preferably 1000 to 4000, More preferably, it is 1000 to 2000.
  • the molecular weight of the polytetramethylene glycol ether polyol and the polycarbonate polyol is 1000 or more, excessive hardening of the surface layer can be suppressed, and by setting the molecular weight to 4000 or less, As a result, the occurrence of filming can be more reliably suppressed, and the durability of the roller can be further improved.
  • polyols other than the polytetramethylene glycol ether polyol mentioned above and a polycarbonate polyol can also be suitably contained according to the objective.
  • other polyols such as polytetramethylene glycol ether polyol mentioned above and a polycarbonate polyol (henceforth "other polyols")
  • polyether polyol such as polyethylene glycol ether polyol mentioned above
  • polyester polyol such as polybutadiene polyol
  • hydrogenated polybutadiene polyol such as alkylene oxide modified polybutadiene polyol
  • polyisoprene polyol etc.
  • the polyol mentioned above may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • the isocyanate is not particularly limited as long as it has an isocyanate index described later, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • tolylene diisocyanate TDI
  • prepolymerized tolylene diisocyanate prepolymerized tolylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • CAde MDI crude diphenylmethane diisocyanate
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • hydrogenated diphenylmethane diisocyanate hydrogenated triphenyl
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate are advantageous in that it is easy to ensure the flexibility of the surface layer.
  • the surface layer composition preferably further contains a conductive agent in addition to the above-described polyol and isocyanate. This is because the conductivity of the surface layer can be further increased, and defects in the printed image can be more reliably suppressed.
  • the conductive agent is not particularly limited, and known ones can be used.
  • These electrically conductive agents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • ionic conductive agent tetrachlorammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium, perchlorates such as modified fatty acid dimethylethylammonium, chlorate, hydrochloride, bromate, Ammonium salts such as iodate, borofluoride, sulfate, ethyl sulfate, carboxylate, sulfonate; alkali metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, magnesium, perchlorine of alkaline earth metals Examples thereof include acid salts, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, sulfates, trifluoromethyl sulfates, sulfonates, and the like.
  • Examples of the electronic conductive agent include fine particles of metal oxides such as ITO, tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; fine particles of metals such as nickel, copper, silver, and germanium: developed titanium oxide whiskers, developed barium titanate whiskers, and the like. And development whiskers. Further, as the electronic conductive agent, developed carbon such as ketjen black and acetylene black, carbon black for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT and MT, carbon for color subjected to oxidation treatment, etc. Black, pyrolytic carbon black, natural graphite, artificial graphite and the like can be used.
  • the said composition for surface layers can contain another component as needed in addition to the polyol, isocyanate, and electrically conductive agent mentioned above.
  • another component there is no restriction
  • Other components include, for example, elastomers other than the urethane component formed from the polyol and isocyanate described above, catalysts, foam stabilizers, fine particles, crosslinking agents, fillers, peptizers, foaming agents, plasticizers, softeners, Examples thereof include a tackifier, an anti-tack agent, a separating agent, a release agent, an extender, a colorant, and a vulcanizing agent. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the said composition for surface layers can also contain elastomers other than the urethane component formed from the polyol and isocyanate mentioned above.
  • elastomers other than the urethane component formed from the polyol and isocyanate mentioned above.
  • silicone ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), natural rubber (NR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), polynorbornene rubber Butyl rubber (IIR), chloroprene rubber (CR), acrylic rubber, epichlorohydrin rubber (ECO), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA); and mixtures thereof.
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • NBR acrylonitrile-butadiene rubber
  • NR natural rubber
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • BR butadiene rubber
  • IR isoprene rubber
  • IIR polynorbornene rubber Butyl rubber
  • chloroprene rubber CR
  • acrylic rubber epichlorohydrin rubber
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • the catalyst examples include organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin thiocarboxylate, tin octenoate, and monobutyltin oxide; inorganic such as stannous chloride Tin compounds; organic lead compounds such as lead octenoate; monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine; diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine and tetramethylhexanediamine; pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine; Triamines such as tetramethylguanidine; triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, methylmorpholine, dimethylamine Cyclic amines such as noeth
  • organotin compounds are preferred. These catalysts may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The amount of the catalyst used is preferably in the range of 0.001 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol.
  • the surface layer composition may further contain fine particles from the viewpoint of increasing the conductivity of the developing roller.
  • the type of the fine particles is not particularly limited, and for example, urethane resin particles, acrylic resin particles, silica, and the like can be used.
  • urethane resin particles acrylic resin particles, silica, and the like
  • the particles may stress the toner and promote filming, image density, and roller durability. From the viewpoint of preventing the problem that the surface layer may be lowered, it is preferable not to contain fine particles in the surface layer.
  • the crosslinking agent is an auxiliary agent usually used for the reaction between the polyol and the polyisocyanate.
  • the type is not particularly limited, and known types can be used.
  • crosslinkers such as glycols, hexanetriol, trimethylolpropane, amines and the like can be mentioned.
  • the developing roller 1 of the present invention includes a shaft 2, an elastic layer 3, and a surface layer 4, but may further include other layers as necessary.
  • middle layer etc. which are formed between the elastic layer 3 and the surface layer 4 are mentioned.
  • the intermediate layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the types of the elastic layer and the surface layer. For example, a moisture curable resin may be used, or a thermosetting resin may be used.
  • the developing roller 1 of the present invention includes a shaft 2 as shown in FIG.
  • the material constituting the shaft 2 is not particularly limited as long as it has good conductivity.
  • it can be a shaft made of metal, a shaft made of a highly rigid resin base material, or a combination thereof. Further, it may be a metal or hollow cylinder made of a highly rigid resin hollowed inside.
  • the conductive agent dispersed in the high-rigidity resin carbon black powder, graphite powder, carbon fiber, metal powder such as aluminum, copper and nickel, metal oxide powder such as tin oxide, titanium oxide and zinc oxide, conductive A powdery conductive agent such as conductive glass powder is preferred.
  • electrically conductive agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the blending amount of the conductive agent is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 40% by mass, and more preferably in the range of 5 to 20% by mass with respect to the entire highly rigid resin.
  • the material of the metal shaft or metal cylinder includes iron, stainless steel, aluminum, etc., and these may be plated with zinc or nickel.
  • the material of the high-rigidity resin base material 1B includes polyacetal, polyamide 6, polyamide 6 and 6, polyamide 12, polyamide 4 and 6, polyamide 6 and 10, polyamide 6 and 12, polyamide 11, polyamide MXD6, poly Butylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polycarbonate, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polysulfone, polyetheretherketone, polyethylene terephthalate, polyarylate, liquid crystal polymer, polytetrafluoroethylene, polypropylene, ABS resin, Examples include polystyrene, polyethylene, melamine resin, phenol resin, and silicone resin.
  • polyacetal, polyamide 6/6, polyamide MXD6, polyamide 6/12, polybutylene terephthalate, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, and polycarbonate are preferable.
  • These highly rigid resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the image forming apparatus of the present invention includes the above-described conductive roller of the present invention.
  • the occurrence of filming can be suppressed, and the development roller of the present invention having excellent durability can be provided to prevent the occurrence of image defects for a long period of time.
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of the image forming apparatus of the present invention.
  • the developing roller 1 of the present invention is used as a developing roller. ing.
  • the photosensitive member 11 holding the electrostatic latent image, the charging roller 12 positioned near the photosensitive member 11 (upward in the drawing) to charge the photosensitive member 11, and the toner storage The toner supply roller 13 for supplying the toner 15 in the section 14, the developing roller 1 disposed between the toner supply roller 13 and the photoconductor 11, and the vicinity of the developing roller 1 (upward in the drawing) are provided.
  • the image forming apparatus of this embodiment can further include a known component (not shown) that is normally used in the image forming apparatus.
  • the charging roller 12 is brought into contact with the photoreceptor 11, and a voltage is applied between the photoreceptor 11 and the charging roller 12 to charge the photoreceptor 11 to a constant potential. After that, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 11 by an exposure machine (not shown). Next, the photoreceptor 11, the toner supply roller 13, and the developing roller 1 rotate in the direction of the arrow in the drawing, so that the toner 15 on the toner supply roller 13 is sent to the photoreceptor 11 through the developing roller 1. It is done.
  • the toner 15 on the developing roller 1 is adjusted to a uniform thin layer by the cleaning blade 17 and rotates while the developing roller 1 and the photosensitive member 11 are in contact with each other, so that the toner 15 is transferred from the developing roller 1 to the photosensitive member 11.
  • the latent image is visualized by adhering to the electrostatic latent image.
  • the toner 15 attached to the latent image is transferred to a recording medium such as paper by the transfer roller 18, and the toner 15 remaining on the photoconductor 11 after the transfer is removed by the cleaning roller 19.
  • a surface coating material (surface layer composition) was prepared under the following conditions, and the prepared liquid was applied by dipping and dried at 105 ° C for 120 minutes to form a surface layer with a thickness of 20 ⁇ m. Each sample of the developing roller was produced.
  • the intermediate layer coating composition (intermediate layer composition) shown below was applied on the elastic layer by dipping, and then subjected to the conditions of 105 ° C. and 120 minutes. Was dried to form an intermediate layer having a thickness of 10 ⁇ m.
  • Example 1 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG1000SN: OH number 112) 25 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5651: OH number 112) 75 parts by mass total 100 parts by mass
  • Example 2 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG1000SN: OH value 112) 25 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56) 75 parts by mass total 100 parts by mass
  • polytetramethylene glycol ether polyol Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000SN: OH value 56
  • polycarbonate polyol Asahi Kasei Co., Ltd., T5651: OH value 112
  • Example 5 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG1000SN: OH value 112) 75 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5651: OH value 112) 25 parts by mass total 100 parts by mass
  • Example 6 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG1000SN: OH value 112) 75 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56) 25 parts by mass total 100 parts by mass
  • Example 7 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000SN: OH value 56) 75 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5651: OH value 112) 25 parts by mass total 100 parts by mass
  • Example 8 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000SN: OH value 56) 75 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56) 25 parts by mass total 100 parts by mass
  • Example 9 50 parts by mass of polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG1000SN: OH value 112) and 50 parts by mass of polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56) total 100 parts by mass.
  • Example 10 50 parts by mass of polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000SN: OH value 56) and 50 parts by mass of polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56)
  • Example 11 About the surface layer coating material, the same one as in Example 1 was used.
  • urethane paint manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., Seika Bond T729.
  • Example 12 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG650SN: OH number 173) 25 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH number 56) 75 parts by mass total 100 parts by mass
  • Example 13 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG650SN: OH number 173) 25 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH number 56) 75 parts by mass total 100 parts by mass
  • Comparative Example 1 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000SN: OH value 56) 15 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56) 85 parts by mass total 100 parts by mass
  • Comparative Example 2 Polytetramethylene glycol ether polyol (Hodogaya Chemical Co., Ltd., PTG2000SN: OH value 56) 85 parts and polycarbonate polyol (Asahi Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56) 15 parts by mass total 100 parts by mass
  • polycarbonate polyol Aligni Kasei Co., Ltd., T5652: OH value 56
  • the present invention it is possible to provide a developing roller that can suppress the occurrence of filming and has excellent durability.

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Abstract

フィルミングの発生を抑制できるとともに、耐久性に優れた現像ローラを提供することを目的とする。 上記課題を解決するべく、本発明の現像ローラ1は、シャフト2と、該シャフト2の外周側に、少なくとも、弾性層3と、表層4とを備えた現像ローラ1であって、前記表層4が、ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、及び、ポリカーボネートポリオールを含む表層用組成物からなり、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールとの質量比が、25:75~75:25であることを特徴とする。

Description

現像ローラ及び画像形成装置
 本発明は、現像ローラ及び画像形成装置に関する。
 一般に、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置等における現像部には、図1に示すように、静電潜像を保持する感光体11等の画像形成体と、この画像形成体に当接して表面に担持したトナー15を付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラ1と、この現像ローラ1にトナーを供給するためのトナー供給ローラ13とが設けられており、トナー15を、トナー収容部14からトナー供給ローラ13及び現像ローラ1を介して画像形成体(感光体11)まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。
 ここで、上述した電子写真方式の画像形成装置については、印字枚数の増加ニーズがある。ただし、印字枚数が増加するにしたがって、前記トナー15の劣化が進み、現像ローラ1や、クリーニングブレード17等への付着(フィルミング)が発生する結果、印刷画像の不良を引き起こすという問題があった。このフィルミングについては、近年のトナーの低融点化に伴い、トナーの硬度が柔軟になることで、発生頻度がより高くなることが考えられる。
 また、印刷枚数の増加に伴って、トナーの劣化を抑制するだけでなく、現像ローラ等のローラ自体の耐久性向上も望まれていた。
 そのため、フィルミングの発生を抑制し、ローラの耐久性を高めることを目的として、種々の技術が開発されている。例えば特許文献1には、導電性ローラの表層中に、粗さを付与するための樹脂粒子を含有させることによって、トナーへのダメージ及びローラの摺動性低下の抑制を図る技術が開示されている。
特開2016-99527号公報
 しかしながら、特許文献1の技術では、表層の粗さ付与のために含有した粒子の硬度が、表層のベースとなる樹脂の硬度とは異なることから、トナーへ与えるストレスが大きくなり、逆にフィルミングの発生頻度が高くなるという問題があった。
 そのため、本発明の目的は、フィルミングの発生を抑制できるとともに、耐久性に優れた現像ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、長期間画像不良の発生を抑制できる画像形成装置を提供することにある。
 本発明者らは、シャフトと、該シャフトの外周側に、少なくとも、弾性層と、表層とを備えた現像ローラについて、上記課題を解決するべく検討を行った。その結果、現像ローラの表層については、粗さを付与するための粒子を含有させず、塗装のみで一定の粗さを形成することで、トナーへ与えるストレスを低減できることに着目した。そして、本発明者らは、さらに鋭意研究を行った結果、表層を構成する表層用組成物中に、ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール及びポリカーボネートポリオールを含有させ、且つ、これらの含有量を適正範囲に制御することで、トナーへ与えるストレスを低減し、現像ローラの状態に起因したフィルミングの発生を抑制できるとともに、ローラの耐久性についても、高いレベルで維持できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明の現像ローラは、シャフトと、該シャフトの外周側に、少なくとも、弾性層と、表層とを備えた現像ローラであって、
 前記表層が、ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、及び、ポリカーボネートポリオールを含む表層用組成物からなり、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールとの質量比が、25:75~75:25であることを特徴とする。
 上記構成を具えることによって、フィルミングの発生を抑制できるとともに、耐久性に優れた現像ローラの提供が可能となる。
 また、本発明の現像ローラについては、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールの分子量が、いずれも、1000~2000であることが好ましい。フィルミングの発生をより確実に抑えることができるためである。
 さらに、本発明の現像ローラについては、前記表層用組成物が、導電剤をさらに含むことが好ましい。表層の導電性をより高めることができるためである。
 さらにまた、本発明の現像ローラについては、前記弾性層が、メカニカルフロス法によって成型された発泡ウレタンであることが好ましい。優れた弾性層の弾力性を確保できるためである。
 本発明の画像形成装置は、上述した本発明の現像ローラを備えたことを特徴とする。
 上記構成によって、長期間画像不良の発生を抑制できる。
 本発明によれば、フィルミングの発生を抑制できるとともに、耐久性に優れた現像ローラを提供できる。また、本発明によれば、長期間画像不良の発生を抑制できる画像形成装置を提供できる。
本発明の画像形成装置の一実施形態を、模式的に示した部分断面図である。 本発明の現像ローラの一実施形態を、模式的に示した断面図である。
 以下、本発明の一実施形態について、必要に応じて図面を用いて説明する。
 ここで、図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態を、模式的に示した断面図であり、図2は、本発明の現像ローラの一実施形態を、模式的に示したものである。なお、図1及び2では、説明の便宜のため、各部材の寸法や、形状が実際の寸法とは異なるものもある。
<現像ローラ>
 本実施形態の現像ローラは、図2に示すように、シャフト2と、該シャフト2の外周側に、少なくとも、弾性層3と、表層4とを備えた現像ローラ1である。
 以下、本実施形態の現像ローラの各構成部材について説明する。
(弾性層)
 本実施形態の現像ローラ1を構成する弾性層3は、図2に示すように、シャフト2上に形成された層である。
 前記弾性層を構成する材料については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム若しくは樹脂、又はこれらの発泡体(フォーム)で形成することができ、具体的には例えば、ポリウレタンや、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、エチレン-プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン-ブタジエン-スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物及びこれらの発泡体が挙げられる。
 本発明においては、中でも特に、ポリウレタンフォームを用いることが好ましい。かかるポリウレタンフォームを形成するための原料としては、樹脂中にウレタン結合を含むものであれば、特に制限はない。
 前記ポリオール成分としては、例えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。
 エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が好ましくは2~95質量%、より好ましくは5~90質量%であり、末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましい。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの配列は、ランダムであることが好ましい。
 なお、かかるポリエーテルポリオールの分子量としては、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は2官能となり、重量平均分子量で300~6000の範囲のものが好ましく、400~3000の範囲のものがより好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は3官能となり、重量平均分子量で900~9000の範囲のものが好ましく、1500~6000の範囲のものがより好ましい。更に、2官能のポリオールと3官能のポリオールとを適宜ブレンドして用いることもできる。
 また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得ることができ、重量平均分子量が400~4000の範囲、特には、650~3000の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。
 さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましい。この場合、これらのブレンド比率が、重量比で95:5~20:80の範囲、特には90:10~50:50の範囲となるよう用いることが好適である。
 また、前記ポリオール成分とともに、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やこれらの誘導体を併用することもできる。
 また、ポリウレタンフォームを構成するイソシアネート成分としては、芳香族イソシアネート又はその誘導体、脂肪族イソシアネート又はその誘導体、脂環族イソシアネート又はその誘導体が用いられる。これらの中でも芳香族イソシアネート又はその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネート(TDI)又はその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)又はその誘導体が好適に用いられる。
 トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネートと2,6-トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物、ポリオール等で変性したウレタン変性物等が用いられる。ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン又はその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは2.05~4.00、より好ましくは2.50~3.50のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド/ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体をブレンドして用いることもできる。
 また、イソシアネートをポリオールにより予めプレポリマー化しても良く、その方法としては、ポリオールとい40~70℃に、6~240時間、より好ましくは24~72時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオールとイソシアネートとの分量の比率は、得られるプレポリマーのイソシアネート含有率が4~30質量%となるように調節することが好ましく、より好ましくは6~15質量%である。イソシアネートの含有率が4質量%未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供することができなくなるおそれがある。また、イソシアネートの含有率が30質量%を超えると、プレポリマー化されていないイソシアネートの含有量が増加し、このポリイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応において用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経ないワンショット製法に類似の反応機構により硬化するため、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。イソシアネートをあらかじめポリオールによりプレポリマー化したイソシアネート成分を用いる場合のポリオール成分としては、上記ポリオール成分に加えて、エチレングリコールやブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンやソルビトール等のポリオール類やそれらの誘導体を用いることもできる。
 さらに、ポリウレタンフォーム原料中には、これらポリオール成分及びイソシアネート成分に加えて、所望に応じ、導電剤や発泡剤(水、低沸点物、ガス体等)、架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤等を添加することができ、これにより所望に応じた弾性層とすることができる。
 導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンと、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートとの2種を併用することが好ましい。その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、例えば、弾性層を構成する樹脂成分100質量部に対し、導電性カーボンを0.5~3質量部にて、また、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートを0.2~3質量部にて、配合することが好ましい。
 ポリウレタンフォームの硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明においては、ポリウレタンフォーム配合中にシリコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン-ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量350~15000のジメチルポリシロキサン部分と分子量200~4000のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリオール成分とイソシアネート成分との総量100質量部に対して0.1~10質量部とすることが好ましく、0.5~5質量部とすることが更に好ましい。
 本発明におけるポリウレタンフォーム原料の発泡方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法、水発泡法、発泡剤フロス法等の方法を用いることができるが、特には、不活性ガスを混入しながら機械的攪拌により発泡させるメカニカルフロス法を用いることが好ましい。弾性層の優れた弾力性を得ることができるためである。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化炭素、乾燥空気等のウレタンフォーム原料と反応しない気体が挙げられる。なお、本発明において、かかるポリウレタンフォーム原料からなる弾性層の成形条件については特に制限はなく、通常の条件に従えばよい。
(表層)
 本実施形態の現像ローラ1を構成する表層4は、図2に示すように、前記弾性層3上に、直接又は接着層等の中間層を介して形成された層である。
 そして、本発明では、前記表層が、ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、及び、ポリカーボネートポリオールを含む表層用組成物からなり、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールとの質量比が、25:75~75:25であることを特徴とする。
 画像不良の原因となるフィルミングについては、その原因の1つとして、トナーの劣化が挙げられ、このトナーの劣化は、現像ローラによるトナーへのストレスに起因するものもある。現像ローラによるトナーへのストレスは、現像ローラ表層の硬度を小さくすること等で改善されることもあるが、その場合、現像ローラの耐久性が低下することが考えられる。
 そのため、本発明では、表層用組成物中のポリオール種類及び含有量比について特定の範囲に制御する(具体的には、リテトラメチレングリコールエーテルポリオール及びポリカーボネートポリオールを含み、且つ、これらの質量比を25:75~75:25とする)ことによって、表層の硬度を適度に保ちつつ、表面に凹凸構造を形成することができる。その結果、本発明の現像ローラは、ローラの耐久性に優れ、さらに、フィルミングの発生についても効果的に抑制することが可能となる。
 ここで、前記表層については、ウレタン系、アクリル系、アクリルウレタン系、フッ素系等の各種溶剤系塗料により形成することができ、特に、ローラ表面をなす表層については、ウレタン、アクリル、シリカ等からなる微粒子を含有させることで、表面粗さを調整することができる。また、表層についても、導電剤として前述したイオン導電剤や電子導電剤を適宜含有させることで、所望の導電性を付与することができ、所望に応じ、加硫剤や加硫促進剤、老化防止剤などを適宜添加することも可能である。上記表層は、弾性層3上に、ディップ塗布、スプレー塗布、ロールコーター塗布などの公知の手法を用いて、所定の溶剤系塗料を塗工し、乾燥して、所望に応じ加熱硬化させることにより、形成することが可能である。
 なお、前記表層については、表層用組成物から形成される。
 前記表層用組成物は、上述した少なくとも2種類のポリオールに加えて、イソシアネートや、導電剤等の公知の添加剤を、本発明の目的を害しない範囲で適宜含むことができる。
 ここで、前記ポリオールとしては、少なくとも、ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、及び、ポリカーボネートポリオールを含む。
 前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールを一定量含有することで、表層の接着力を高めることができるとともに、表層が過度に硬質化するのを抑えることができる。また、前記ポリカーボネートポリオールを一定量含有することで、表層の硬質化を図り、接着強度を高めることができる。加えて、これらのポリオールは、性状が異なるため、両方を含有することによって、形成された表層の表面に微小な凹凸を形成することが可能となる。
 また、前記表層組成物中に含有する、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールとの質量比は、ローラの耐久性及びフィルミングの発生抑制効果を得る点から、25:75~75:25であることを要する。この質量比を外れて、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールが少なく、前記ポリカーボネートポリオール多くなる場合には、前記表層の硬度が大きくなりすぎるため、トナーへのストレスが大きくなり、フィルミングの発生を十分に抑制できない。一方、この質量比を外れて、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールが多く、前記リカーボネートポリオール少なくなる場合には、ローラの耐久性を十分に得られない。
 また、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールの分子量については、特に限定はされないが、フィルミングの発生をより確実に抑える点からは、いずれも、1000~4000であることが好ましく、1000~2000であることがより好ましい。
 前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール及び前記ポリカーボネートポリオールの分子量をいずれも1000以上とすることで、表層の過度な硬質化を抑えることができ、前記分子量をいずれも4000以下とすることで、表層の過度な軟質化を抑えることができる結果、フィルミングの発生をより確実に抑えることができ、ローラの耐久性のさらなる向上も図ることができる。
 また、前記ポリオールについては、上述したポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール及びポリカーボネートポリオール以外のポリオール(以下、「その他のポリオール」ということがある。)についても、目的に応じて適宜含有することができる。
 前記その他のポリオールの種類については、例えば公知の、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、アルキレンオキサイド変性ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、等を含むことができる。なお、上述したポリオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 また、イソシアネートとしては、後述するイソシアネートインデックスを有することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、プレポリマー化トリレンジイソシアネート(プレポリマー化TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート(クルードMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI);これらのイソシアヌレート変性物、カルボジイミド変性物、グリコール変性物等;等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 これらの中でも、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートなどの脂肪族系イソシアネートが、表層の柔軟性を確保しやすくなる点などで有利である。
 また、前記表層用組成物は、上述したポリオール及びイソシアネートに加えて、導電剤をさらに含むことが好ましい。表層の導電性をより高めることができ、印刷画像の不良をより確実に抑えることができるためである。
 ここで、前記導電剤としては、特に限定はされず公知のものを用いることができる。例えば、イオン導電剤や電子導電剤を用いることが好ましい。これら導電剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記イオン導電剤については、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩;リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。
 前記電子導電剤としては、ITO、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物の微粒子;ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属の微粒子:現像酸化チタンウィスカー、現像チタン酸バリウムウィスカー等の現像ウィスカー等が挙げられる。さらに、前記電子導電剤として、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の現像カーボン、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボンブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト等を使用することができる。
 なお、前記表層用組成物は、上述したポリオール、イソシアネート及び導電剤に加え、必要に応じてその他の成分を含むことができる。
 その他の成分については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その他の成分としては、例えば、上述したポリオール及びイソシアネートから形成されるウレタン成分以外のエラストマー、触媒、整泡剤、微粒子、架橋剤、充填剤、しゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤、加硫剤、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 なお、前記表層用組成物は、上述したポリオール及びイソシアネートから形成されるウレタン成分以外のエラストマーを含むこともできる。前記エラストマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、シリコーン、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、天然ゴム(NR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、ポリノルボルネンゴム、ブチルゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム(ECO)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA);これらの混合物;などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
 前記触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズチオカルボキシレート、ジブチルスズジマレエート、ジオクチルスズチオカルボキシレート、オクテン酸スズ、モノブチルスズオキシド等の有機スズ化合物;塩化第一スズ等の無機スズ化合物;オクテン酸鉛等の有機鉛化合物;トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類;テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類;ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類;トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール、ピリジン等の環状アミン類;ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類;ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類;p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、フルオロ硫酸等の有機スルホン酸;硫酸、リン酸、過塩素酸等の無機酸;ナトリウムアルコラート、水酸化リチウム、アルミニウムアルコラート、水酸化ナトリウム等の塩基類;テトラブチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等のチタン化合物;ビスマス化合物;四級アンモニウム塩等が挙げられる。これら触媒の中でも、有機スズ化合物が好ましい。これら触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記触媒の使用量は、前記ポリオール100質量部に対して0.001~2.0質量部の範囲が好ましい。
 なお、前記表層用組成物は、現像ローラの導電性を高める等の観点から、微粒子をさらに含むことも可能である。前記微粒子の種類については、特に限定はされず、例えばウレタン樹脂粒子や、アクリル樹脂粒子、シリカ等を用いることができる。
 ただし、本発明の現像ローラでは、粗さを付与するための粒子を含む場合、粒子がトナーにストレスを与え、フィルミングの発生を促進させるおそれがあるという問題や、画像濃度やローラ耐久性についても低下させるおそれがあるという問題を防ぐ観点から、前記表層中に微粒子を含有させないことが好ましい。
 前記架橋剤については、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとの反応に通常使用される助剤である。その種類については、特に限定はされず、公知のものを用いることができる。例えば、グリコール類、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アミン類等の架橋剤が挙げられる。
(その他の層)
 本発明の現像ローラ1は、図2に示すように、シャフト2と、弾性層3と、表層4とを備えるが、必要に応じて、その他の層をさらに備えることができる。
 前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、弾性層3と表層4との間に形成される中間層等が挙げられる。前記中間層ついては、特に限定はされず、弾性層及び表層の種類に応じて、適宜選択することが可能である。例えば、湿気硬化タイプの樹脂を使用してもよいし、熱硬化タイプの樹脂を使用してもよい。
(シャフト)
 本発明の現像ローラ1は、図2に示すように、シャフト2を備える。前記シャフト2を構成する材料は、良好な導電性を有する限り、特に制限はなく、例えば、金属からなるシャフトや、高剛性の樹脂基材からなるシャフト、又は、これらの組み合わせとすることができ、内部を中空にくりぬいた金属製又は高剛性樹脂製の円筒体等であってもよい。
 なお、前記シャフトに高剛性の樹脂を使用する場合、高剛性樹脂に導電剤を添加・分散させて、十分に導電性を確保することが好ましい。ここで、高剛性樹脂に分散させる導電剤としては、カーボンブラック粉末やグラファイト粉末、カーボンファイバー、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末等の粉末状導電剤が好ましい。これら導電剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。導電剤の配合量は、特に制限されるものではないが、高剛性樹脂の全体に対して、5~40質量%の範囲が好ましく、5~20質量%の範囲がより好ましい。
 前記金属シャフトや金属製円筒体の材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等が挙げられ、これらに対して、亜鉛やニッケルのめっきを施したものでもよい。また、上記高剛性の樹脂基材1Bの材質としては、ポリアセタール、ポリアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド12、ポリアミド4・6、ポリアミド6・10、ポリアミド6・12、ポリアミド11、ポリアミドMXD6、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアセタール、ポリアミド6・6、ポリアミドMXD6、ポリアミド6・12、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートが好ましい。これら高剛性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<画像形成装置>
 本発明の画像形成装置は、上述した本発明の導電性ローラを備えたことを特徴とする。
 画像形成装置中に、フィルミングの発生を抑制できるとともに、耐久性に優れた本発明の現像ローラを備えることによって、長期間画像不良の発生を抑制できる。
 ここで、図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態を模式的に示したものであるが、本実施形態の画像形成装置100では、現像ローラとして、本発明の現像ローラ1を用いている。本実施形態の画像形成装置では、静電潜像を保持した感光体11と、感光体11の近傍(図では上方)に位置して感光体11を帯電させるための帯電ローラ12と、トナー収容部14中のトナー15を供給するためのトナー供給ローラ13と、トナー供給ローラ13と感光体11との間に配置された現像ローラ1と、現像ローラ1の近傍(図では上方)に設けられたクリーニングブレード17と、感光体11の近傍(図では下方)に位置する転写ローラ18と、感光体11に隣接して配置されたクリーニングローラ19とを備える。
 なお、本実施形態の画像形成装置は、さらに、画像形成装置に通常用いられる公知の部品(図示せず)を備えることができる。
 図1に示す画像形成装置100では、まず、感光体11に帯電ローラ12を当接させて、感光体11と帯電ローラ12との間に電圧を印加し、感光体11を一定電位に帯電させた後、露光機(図示せず)により静電潜像を感光体11上に形成する。次に、感光体11と、トナー供給ローラ13と、現像ローラ1とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ13上のトナー15が現像ローラ1を経て感光体11に送られる。現像ローラ1上のトナー15は、クリーニングブレード17より、均一な薄層に整えられ、現像ローラ1と感光体11とが接触しながら回転することにより、トナー15が現像ローラ1から感光体11の静電潜像に付着して、潜像が可視化される。潜像に付着したトナー15は、転写ローラ18で紙等の記録媒体に転写され、転写後に感光体11上に残留するトナー15は、クリーニングローラ19によって除去される。
 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
<実施例1~13、比較例1~4>
 以下に記載の条件によって、現像ローラの各サンプルを作製した。
(弾性層の作製)
 プレポリマー化イソシアネート(旭硝子(株)製 800BP)100質量部と、導電性カーボンブラック(電気化学工業(株)製「デンカブラック」)3.5質量部と、イオン導電剤(昭島化学(株)製「MP-100」)1質量部と、シリコーン整泡剤3質量部と、スズ触媒0.1質量部が配合されたエーテル系ポリオールとを混合し、メカニカルフロス法で発泡させて、金属軸がセットされた金型に注入した。その後、この混合物を110℃30分にて加熱硬化させて、金属軸の外周に厚み6mmの弾性層を形成した。
(表層の作製)
 以下の条件で、表層用塗料(表層用組成物)を調製し、調製した液を、ディッピング法により塗装し、105℃、120分の条件で乾燥させることで、厚さ20μmの表層を形成し、現像ローラの各サンプルを作製した。なお、実施例11については、表層を形成するのに先立って、以下に示す中間層用塗料(中間層用組成物)を弾性層上にディッピング法で塗装した後、105℃、120分の条件で乾燥させることで、厚さ10μmの中間層を形成した。
実施例1:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG1000SN:OH価112)25部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5651:OH価112)75質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK217質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例2:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG1000SN:OH価112)25部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)75質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK175質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例3:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)25部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5651:OH価112)75質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK175質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例4:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)25部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)75質量部の合計100質量部に対し、
カーボンブラック20質量部を、MEK161質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
 このようにして得られた塗料を実施例1の塗料に代えて用いた。
実施例5:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG1000SN:OH価112)75部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5651:OH価112)25質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK217質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例6:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG1000SN:OH価112)75部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)25質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK175質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例7:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)75部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5651:OH価112)25質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK175質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例8:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)75部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)25質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK161質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例9:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG1000SN:OH価112)50部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)50質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK247質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例10:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)50部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)50質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK219質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例11:
 表層用塗料については、実施例1と同じものを用いた。
 中間層用塗料については、ウレタン塗料(大日精化工業(株)製、セイカボンドT729)を用いた。
実施例12:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG650SN:OH価173)25部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)75質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK219質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
実施例13:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG650SN:OH価173)25部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)75質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK219質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
比較例1:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)15部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)85質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK232質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
比較例2:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)85部と、ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)15質量部の合計100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK306質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
比較例3:
 ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール(保土谷化学工業(株)製、PTG2000SN:OH価56)100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK232質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
比較例4:
 ポリカーボネートポリオール(旭化成(株)製、T5652:OH価56)100質量部に対し、カーボンブラック20質量部を、MEK232質量部に分散させ、次にイソシアネート硬化剤(東ソー(株)製、コロネートHx:NCO%=21%)をNCO/OHのインデックスが1.2になるように添加し、攪拌モーターで30分間攪拌し、表面層用塗料を調製した。
(評価)
 作製した現像ローラの各サンプルについて、以下の評価を行った。
(1)表層の表面粗さ(Rz)
 現像ローラの各サンプルの表層の表面について、東京精密(株)製サーフコム1400Gを用いて、最大高さ粗さRzを測定した。測定結果については、表1に示す。
(2)画像濃度
 現像ローラの各サンプルについて、印刷装置(レックスマークインターナショナル(株)製 「モノクロMS812dn」)に取り付けて、低温低湿環境(温度10℃、湿度15%RH)、及び、高温高湿環境(温度30℃、湿度80%RH)の条件下で、100%濃度の黒画像及び30%濃度の黒画像の印刷を実施した。その後、印刷画像を目視にて観察し、以下の基準に従って評価を行った。評価結果を表1に示す。
○:濃度ムラなし
△:若干の濃度ムラがあるものの、概ね問題がない
×:濃度ムラが多い
(3)フィルミング及びローラの耐久性
 現像ローラの各サンプルについて、印刷装置(レックスマークインターナショナル(株)製 「モノクロMS812dn」)に取り付けて、低温低湿環境(温度10℃、湿度15%RH)、及び、高温高湿環境(温度30℃、湿度80%RH)の条件下で、2000枚ごとに、100%濃度画像、30%濃度画像、0%濃度画像に切換え、印字率2.8%の両面間欠印刷を実施した。印刷画像に縦スジが発生した際の枚数を計測し、以下の基準に従って評価を行った。評価結果を表1に示す。
◎:50000枚以上の印刷後に、縦スジが発生
○:40000枚以上、50000枚未満の印刷で、縦スジが発生
△:20000枚以上、40000未満の印刷で、縦スジが発生
×:20000枚未満の印刷で、縦スジが発生
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
*1:ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、保土谷化学工業(株)製「PTG1000SN」、分子量1000、OH価112 
*2:ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、保土谷化学工業(株)製「PTG2000SN」、分子量2000、OH価56
*3:ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、保土谷化学工業(株)製「PTG650SN」、分子量650、OH価173
*4:ポリカーボネートポリオール、旭化成(株)製 「T5651」、分子量1000、OH価112
*5:ポリカーボネートポリオール、旭化成(株)製 「T5652」、分子量2000、OH価56
*6:カーボンブラック
 表1の結果から、実施例の範囲に属する現像ローラのサンプルは、画像濃度についても良好な結果を示すとともに、フィルミング及びローラ耐久性についても比較例の各サンプルに比べて良好な結果を示すことがわかった。
 本発明によれば、フィルミングの発生を抑制できるとともに、耐久性に優れた現像ローラを提供できる。また、本発明によれば、長期間画像不良の発生を抑制できる画像形成装置を提供できる。
  1  現像ローラ
  2  シャフト
  3  弾性層
  4  表層
  11 感光体
  12 帯電ローラ
  13 トナー供給ローラ
  14 トナー収容部
  15 トナー
  17 クリーニングブレード
  18 転写ローラ
  19 クリーニングローラ
  100 画像形成装置

Claims (5)

  1.  シャフトと、該シャフトの外周側に、少なくとも、弾性層と、表層とを備えた現像ローラであって、
     前記表層が、ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオール、及び、ポリカーボネートポリオールを含む表層用組成物からなり、前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールとの質量比が、25:75~75:25であることを特徴とする、現像ローラ。
  2.  前記ポリテトラメチレングリコールエーテルポリオールと、前記ポリカーボネートポリオールの分子量が、いずれも、1000~2000であることを特徴とする、請求項1に記載の現像ローラ。
  3.  前記表層用組成物が、導電剤をさらに含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の現像ローラ。
  4.  前記弾性層が、メカニカルフロス法によって成型された発泡ウレタンであることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の現像ローラ。
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の現像ローラを備えたことを特徴とする、画像形成装置。
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