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JP2004151499A - Toner supply roller - Google Patents

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JP2004151499A
JP2004151499A JP2002318055A JP2002318055A JP2004151499A JP 2004151499 A JP2004151499 A JP 2004151499A JP 2002318055 A JP2002318055 A JP 2002318055A JP 2002318055 A JP2002318055 A JP 2002318055A JP 2004151499 A JP2004151499 A JP 2004151499A
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JP
Japan
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polyol
toner supply
supply roller
image
polyisocyanate
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Pending
Application number
JP2002318055A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoko Kato
陽子 加藤
Tadahiro Okabe
忠広 岡部
Yoshie Takahashi
美江 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Chemicals Inc
Original Assignee
Canon Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Canon Chemicals Inc filed Critical Canon Chemicals Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner supply roller whose roller performance is stabilized, which has properties such as proper open cell ratio, impact resistance and compression set and with which an image of high quality without having density unevenness can be obtained. <P>SOLUTION: The toner supply roller whose surface layer is at least formed of a polyurethane foam obtained by using a long chain polyol and polyisocyanate, is characterized in that the long chain polyol component incorporates a polyoxyethylene polyoxypropylene polyol where ethylene oxide is added and polymerized by 60-95 mol% at random. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー供給ローラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、複写装置や画像記録装置、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、電子写真感光体や静電記録誘導体等からなる像担持体上に形成した静電潜像を現像装置により現像して、トナー像として可視化することが行われている。
【0003】
このような現像装置は、ホッパー内に収容された所定のトナー(現像剤)を像担持体側に供給するための、軟質の弾性ローラからなるトナー供給ローラが内蔵されている。
【0004】
近年、デジタル化された画像の需要が増し、これにともないより高精細、高品位な画像がもとめられ、この結果カラー画像と電子写真画像の改良が必要となっている。このような現像装置におけるトナー供給ローラには、ポリウレタンフォーム(スポンジ)からなる弾性ローラが用いられてきている。
【0005】
従来、軟質ポリウレタンフォームは、たとえば、特開平8−245746号公報に示されているようにその優れたクッション性を生かし家具、寝具、車輌用等に、特に自動車等のクッション材に広く使用されてきた。
【0006】
この軟質ポリウレタンフォームからなるクッション材の製造方法としては、発泡剤として水とフロン11やフロン123等の低沸点弗素化合物を組み合わせて使用する方法が知られている。
【0007】
また、自動車等のシートクッションは主にモールド成形法が用いられている。
【0008】
ポリウレタン製トナー供給ローラは、例えば次のような方法で製造される。
【0009】
トナー供給ローラの製造は、トナー搬送ローラ用成形型を準備し、この成形型内に、ポリイソシアネート、ポリオール成分(ポリオール、整泡剤、触媒、水など)を含有する組成物をワンショット製法で混合した後で注入し、これを型内で発泡させ、ついで成形物を脱型する。
【0010】
また、導電性と耐熱性の観点から、例えば、特開平9−8735号公報に示されるように、導電性部材として、エチレンオキシドを3〜50質量%ランダム付加重合させたポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルを用いている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
従来の成形型を用いたトナー供給ローラは、脱型後、そのまま放置すると収縮を起こし、その表面状態が不均一なため画像に不具合を生じる。
【0012】
この問題点を解消するために、強制的にセル膜を破壊して連続気泡率を高めるクラッシングを行ない、この収縮を防止している。クラッシング方法としてはローラークラッシング法や真空クラッシング法があるが、連続気泡率が低い場合は、セル膜の破壊が十分に行われず収縮が大きく形状が充分に戻らないため、表面状態が不均一となり画像に色抜けや濃度むらが発生する。
【0013】
また、低沸点弗素化合物を使用せずに水単独で発泡を行う場合は、得られる軟質ポリウレタンフォームの反発弾性および圧縮永久歪などの物性が悪化し、耐久性が損なわれ、画像に色抜けなどが周期的に発生するという問題点があった。また得られる軟質ポリウレタンフォームの反発弾性および圧縮永久歪などの物性が悪化しない程度に水部数を減らすと発泡が不十分になりセル開口性が損なわれ、トナー不供給により画像に濃度ムラなどが発生するという問題点があった。
【0014】
本発明は、適正な連続気泡率、反発弾性および圧縮永久歪などの物性を有する、色抜けや濃度ムラのない高品質の画像が得られ、ローラ性能が経年変化のない安定したトナー供給ローラを提供することを目的とするものである。
【0015】
【特許文献1】
特開平8−245746号公報
【特許文献2】
特開平9−87354
【0016】
【課題を解決するための手段】
本願発明は以下の態様を包含する。
(1) 少なくとも表面層が長鎖ポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォームで形成されているトナー供給ローラにおいて、エチレンオキシド60〜95モル%ランダム付加重合させたポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルを上記長鎖ポリオール成分中に含有して用いることを特徴とするトナー供給ローラ。
(2) 上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルが平均官能基数2〜6である(1)に記載のトナー供給ローラ。
(3) 上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルの末端のエチレンオキシドが3〜20モル%含まれている(1)または(2)に記載のトナー供給ローラ。
(4) 上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルが上記長鎖ポリオール成分中に0.5〜10質量%含有している(1)〜(3)のいずれか1項に記載のトナー供給ローラ。
(5) 上記ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルが水酸基を20〜70mgKOH/g含有している(1)〜(4)のいずれか1項に記載のトナー供給ローラ。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明は、表面層がエチレンオキシドを60〜95モル%ランダム付加重合させたポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルを含有する長鎖ポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォームで形成されているトナー供給ローラを提供する。
【0018】
本発明によれば、適正な連続気泡率、反発弾性および圧縮永久歪などの物性を有する、色抜けや濃度ムラのない高品質の画像が得られ、ローラ性能が経年変化のない安定した、トナー供給ローラを提供することができる。
【0019】
次に、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0020】
エチレンオキシド(以下、EOと略す。)付加ポリオールは、大きく分けて3種類に分類される。
【0021】
1つめは、EOを末端のみ(水酸基の直前)に付加したタイプ、2つめは、EOを内部のみに付加したタイプ、3つめは、末端と内部の両方に付加したタイプである。
【0022】
EO末端付加ポリオールは、ポリオキシプロピレングリコールのイソシアネートとの反応性(樹脂化)を高めるために、水酸基の前にEOを付加したポリオールで、水酸基の1級化率が高いポリオールである。末端部以外はプロピレンオキシド(以下POと記す)でありPOリッチのため、水よりもイソシアネートとの相溶性に優れ、反応性が高められた水酸基はイソシアネートと反応しやすく、独立気泡性の高い(強樹脂化の)ポリウレタンフォームが形成されやすい。
【0023】
これに対し、EO内部付加ポリオールは、末端部以外はEOリッチであるため、水との相溶性に優れ、水酸基が2級であるために、水−イソシアネートの反応が優先される。つまり、強ガス化(高連続気泡性)のため、EO内部付加ポリオール単独で使用されることはあまり無い。また、水酸基の反応性が低いため、高い反応性を必要とするモールド用として使用されることはほとんど無い。スラブフォームの改質剤として、少量添加され使用される場合がほとんどである。
【0024】
EOランダム付加ポリオールは、末端にEOを付加することで水酸基の反応性を高めていると同時に、独立気泡性の改善のため内部にもEOを付加しているポリオールである。末端と内部のEO付加率・配列などにより、ガス化・樹脂化のバランスが異なる。
【0025】
少なくとも表面層が長鎖ポリオールとイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォームで形成されているトナー供給ローラにおいて、EOを60〜95%ランダム付加したポリオールを、長鎖ポリオール成分中に含有させることでポリウレタンフォームの低連続気泡性を改善し、適正な連続気泡率が得られることを発見した。
【0026】
例えば、本発明に用いられるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルは長鎖ポリオールを得るために用いた活性水素基を2個以上有する化合物の単独又は任意の混合物を開始剤として、エチレンオキシド60〜95モル%、好ましくは65〜90モル%ランダム付加重合させたものである。
【0027】
エチレンオキシドを長鎖ポリオール中に60モル%以上含有すれば、内部EOが低いために低連続気泡性ポリオールになることがないので十分な連続気泡性が得られ開口性が損なわれる事はないので十分なセル開口性を得るために、多量の原料を添加する必要がない。
【0028】
エチレンオキシドを長鎖ポリオール中に95モル%以下の含有であれば、高内部EOのため高連続気泡性ポリオールとなることもない。ポリオールは少量の添加でも高連続気泡性が得られるが、長鎖ポリオール中に95モル%を越えて添加しなければ、セル自体の粗大化や、いくつかのセル合体を引き起こすことがないので、所定の安定したセル開口性をもつトナー供給ローラを得ることができる。
【0029】
本発明に用いられるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルは、好ましくは平均官能基数(MW(分子量)/EW(当量))2〜6であり、より好ましくは2.5〜4.0である。
【0030】
平均官能基数が2以上であれば十分に発泡し、6以下であれば得られたポリウレタンフォームが硬くなることもない。6を越えるとポリウレタンフォームの硬さが増しトナーが劣化するので好ましくない。
【0031】
本発明に用いられるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルは末端のエチレンオキシドが好ましくは3〜20モル%、より好ましくは5〜15モル%である。
【0032】
3モル%以上であれば十分反応し発泡し、20モル%以下であれば水酸基の1級化率が高まり樹脂化が向上し、独立気泡性が増し収縮が大きくなり正常フォームが得られにくくなることもない。
【0033】
本発明に用いられるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルは長鎖ポリオール成分中にポリオール成分の総量を100質量%としたとき、好ましくは0.5〜10質量%、より好ましくは1〜3質量%である。この範囲であればポリウレタンフォームの気泡が連続気泡化されクラッシングが容易になると同時に圧縮永久歪が向上する。
【0034】
0.5質量%以上であれば上記の効果が十分得られ、10質量%以下であれば混合が不均一になる事もない。
【0035】
本発明に用いられるポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルは好ましくは水酸基を20〜70mgKOH/g含有している(以下、OH価と略す)。OH価が20以上であれば十分に反応し、70以下であれば樹脂化が強くセルを開口しにくく、硬くなってしまうこともない。
【0036】
上記長鎖ポリオールとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリオールの中から、適宜選択して使用することが出来る。このポリオールの例としては、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキシレンアジペート(PHA)、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体、ダイマー酸系ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリカプロラクトンポリオール等のポリエステルポリオールや、ポリオキシアルキレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。
【0037】
これらのポリオールは、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、また、シュークローズ、グルコース等のシュガー系アルコール、ビスフェノールA、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トルエンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシリレンジアミン等のような、活性水素を2個以上有する化合物の一種又はそれ以上を開始剤として、EO、PO、ブチレンオキシド、アミレンオキシド、グリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、t−ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル等のモノマーの一種又はそれ以上を公知の方法により付加重合することによって製造される。好ましくは、EO、PO等を付加重合して得たもので、分子量2000〜10000、官能基数2〜4、更に好ましくは2.5〜3.5であり、エチレンオキシド末端含有量5〜30モル%、更に好ましくは10〜25モル%である。
【0038】
これらポリオールを単独、若しくは混合して、分子量を2000〜10000に調整して使用することが好ましい。すなわち、2000以上であれば硬度が高くなることもなく、トナーの劣化を促進し耐久性に劣る傾向はみられない。また、10000以下であればポリオールの粘度が高くなり、反応時の作業性が悪くなる傾向もみられない。
【0039】
なお、上記ポリオールのうち、ポリエーテルポリオールを用いると、耐湿熱耐久性に優れた軟質高弾性ポリウレタン製造に好適である。更に、エチレンオキシドを5モル%以上含有するポリエーテルポリオールを使用すると、成形性が良く好ましい。また、あらかじめポリイソシアネートと重合させたプレポリマーとして用いても差し支えない。
【0040】
ポリエーテルポリオールの少なくとも一部を、ポリエーテルポリオール中でエチレン性不飽和単量体の重合により変性した通称ポリマーポリオール(商品名:三井武田ケミカル)で置き換えることも出来る。
【0041】
上記ポリマーポリオールを一部併用することによりフォームの湿熱耐久性を低下させることなく、通気性向上、硬度向上等を図ることが出来る。
【0042】
エチレン性不飽和単量体は、特に限定されないが、アクリロニトリル、スチレン、メタクリル酸メチル、塩化ビニリデン等であり、これらの重合体は通常直径0.1〜10μの微粒子状で分散される。
【0043】
また、上記ポリイソシアネートとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することが出来る。
【0044】
このポリイソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネート(以下、TDIと略す。)やジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート及びその誘導体、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート及びその誘導体などが挙げられる。
【0045】
ポリイソシアネート誘導体としては、例えば、多核体、ポリオールなど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、カルボジイミド変性物、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を挙げることが出来る。
【0046】
これらのポリイソシアネートの中で、TDIやジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体を主成分とするものは、得られるトナー供給ローラの低硬度化、湿熱耐久性を向上させるので好適である。
【0047】
本発明においては、TDIやジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体を一種用いても良く、二種以上を組み合せて用いても良い。また、所望により、本発明の目的が損なわれない範囲で、前記TDIやジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネート及びその誘導体とともに、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ポリイソシアネート及びその誘導体を併用することが出来る。これらポリイソシアネートの配合量としては特に制限は無いが、NCOインデックスが60〜120%になるように配合量を設定することが好ましく、より好ましくは70〜105%の範囲である。
【0048】
60%以上120%以下であれば、未反応分が染み出したり、経時変化を引き起こしたりすることもない。
【0049】
また、上記ポリイソシアネート、長鎖ポリオールとともに用いられる整泡剤としては、ポリジメチルシロキサンとEO/POとも重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサン、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等が挙げられる。この中でもポリエーテルポリオール系整泡剤としては、水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。
【0050】
ホットモールドフォームは、スラブフォームに比べてゲル化が速いこと、型にオーバーパックされることからポリウレタンフォームの通気性が低くなる傾向にある。このため、スラブ用と基本的には類似しているが、やや整泡力が弱く通気性を高くする整泡剤が選ばれる。
【0051】
また、高弾性フォームは、系の粘度が高いことや反応性が高いことから、通常の軟質フォーム用整泡剤を用いると泡の安定化が過剰となり、連通化度が低下してフォームの収縮を生じる。このために、分子量の小さいコポリマーが用いられる。
【0052】
ポリエーテル鎖の代わりに有機官能基を付加したものが用いられることもある。整泡剤の使用量は、活性水素を持つ化合物とポリイソシアネートとの総量に対して0.1〜3.0質量%が用いられる。
【0053】
上記ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いられる発泡剤は、水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロライド、トリクロロフルオロメタン、n−およびイソ−ペンタン、特にこれらの工業的混合物、n−およびイソ−ブタン、プロパンのような液状炭化水素、フラン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテルのようなエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メチルホルマート、ジメチルオキサラート、エチルアセタート等のカルボン酸アルキルエステル等、二酸化炭素等が単独で、又は混合して使用されるが、環境保護の観点から水を単独で使用することが好ましい。
【0054】
発泡剤の使用量は、使用ポリオール100質量部に対して1.0〜5.0質量部が好ましい。1.0質量部以上であればスキンが生成することもなく、5.0質量部以下であれば芳香族ポリ尿素が多量に発生し圧縮永久歪などの物性が悪化し、耐久性が損なわれる事もない。
【0055】
本発明に用いられる触媒としては、公知のもので特に限定はないが、例えば、アミン系触媒としては、1,2−ジメチルイミダゾール、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、ヘキサデシルジメチルアミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン、N−オクタデシルモルホリン、ジエチレントリアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルブタンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチル−1,3−ブタンアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス〔2−(N.N−ジメチルアミノ)エチル〕エーテル、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、N,N,N′,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレンジアミンの塩類、第一及び第二アミンのアミノ基のオキシアルキレン付加物、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5、N,N−ジアルキルピペラジン類のようなアザシクロ化合物、種々のN,N′,N″−トリアルキルアミノアルキルヘキサヒドロトリアミン類等があり、有機金属系ウレタン化触媒としては、酢酸錫、オクチル酸錫、オクテタン酸錫、オレイン酸錫、ラウリン酸錫、ジブチル錫ジクロリド、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、テトラ−i−プロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト等があり、アミン系触媒及び有機金属系触媒の初期活性を低下させた有機酸塩触媒(カルボン酸塩やホウ酸塩等)がある。
【0056】
これらの触媒は、単独で又は混合して用いられ、その使用量は活性水素を持つ化合物に対して0.001〜10質量%が適当である。
【0057】
また、必要により使用される架橋剤の構造は特に限定されないが、アルキレングリコール、1,4−ブタンジオール(1,4BD)等のジオール類、グリセリン、トリメチロールプロパン(TMP)等のトリオール類、ペンタエリスルトール等のテトラオール類、エチレンジアミン(EDA)等のジアミン類、ジエタノールアミン(DEA)、トリエタノールアミン(TEA)等のアミノアルコール類等を、単独、又は混合して使用することが出来る。
【0058】
また、必要により導電性を付与するための導電性材料としては、一般の導電性付与剤が使用でき、例えばイオン導電性物質も用いることができる。
【0059】
イオン導電剤としては、第四級アンモニウム塩等があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。
【0060】
これらの導電性材料の配合量は、使用ポリオール100質量部に対して、通常0.5〜50質量部、特に0.5〜10質量部の範囲が好ましい。
【0061】
すなわち、導電剤の配合量が0.5質量部以上であれば電気抵抗が下がり、10質量部以下であれば電気抵抗が上がる事も、イオン導電剤が表面にブルームする事もない。
【0062】
その他添加剤として、難燃剤、着色剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、酸化防止剤等を必要に応じて使用することが出来る。
【0063】
混合操作の容易性や得られるトナー供給ローラの特性から、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤の好適組み合せは、ポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネートとTDIを混合したものを用い、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、整泡剤としては水溶性ポリエーテルシロキサンとを用いた組み合せである。
【0064】
また、ポリウレタン成形品は、湿熱永久歪率が15%以下であることが好ましい。すなわち、得られるトナー供給ロールが、上記範囲内で特に優れた湿熱耐久性を発揮するからである。なお、ここで言う湿熱永久歪率とは、図2(a)に示される如く、トナー供給ローラを、その両端の芯金部分において支持し、そしてそのポリウレタンフォーム層に、φ16mmのスリーブを1.5mm変位(圧縮)させた状態で、温度40℃湿度95%RH下に72時間放置し、取り出し解放後30分経過した後の復元度合いを示したものである(JIS K 6202: C=(t−t)/1.5×100、C:圧縮永久歪率(%)、t:初めの成形品の半径(mm)、t:試験後の成形品の半径(mm))。また、測定ポイントは、図2(b)に示される如く、中央値部を測定した。
【0065】
本発明のトナー供給ローラの製造方法については、特に制限は無く常法によれば良い。その一例を示せば次の通りである。まず、前記の長鎖ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、破泡剤及び所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤などを均質に混合した後、加熱して反応硬化させることにより、本発明のトナー供給ローラが得られる。原料を混合する際の温度や時間については特に制限は無いが、混合温度は、通常10〜90℃、好ましくは20〜60℃の範囲であり、混合時間は、通常1秒〜10分間、好ましくは3秒〜5分間程度である。
【0066】
また、加熱して反応硬化させる際、従来公知の方法により、発泡させることにより、ポリウレタンフォームからなるトナー供給ローラを作製することが出来る。ここでの発泡方法については特に制限は無く、発泡剤を用いる方法、機械的な撹拌により気泡を混入する方法など、いずれの方法をも用いることが出来る。なお、発泡倍率は、適宜定めればよく、特に制限はない。
【0067】
本発明の画像形成装置部品は、このようにして得られた画像形成装置部品用高分子材料を用いたものであって、上記画像形成装置部品がローラである場合には、通常、鉄にメッキを施したものやステンレス鋼などからなる芯金を、前記のポリウレタンフォームで被覆することにより製造される。
【0068】
金属部材とポリウレタン部材の接合方法については特に制限は無いが、金属部材を予めモールド(成形型)内部に配設しておきポリウレタン組成物を注型硬化する方法や、ポリウレタン部材を所定の形状に成形した後接着する方法などを用いることが出来る。どちらの方法でも、必要に応じて金属部材とポリウレタンフォームの間に接着層を設けることが出来、この接着層としては、接着剤やホットメルトシートなどの公知の材料を用いることが出来る。
【0069】
本発明のポリウレタン部材の形成方法としては特に制限は無く、公知の方法、例えば前述した所定の形状のモールドに注型する方法のほかに、ブロックから切削加工により、所定の寸法に切り出す方法、研磨処理により所定の寸法にする方法、或いはこれらの方法を適宜組み合せる方法などを用いることが出来る。
【0070】
図1は、本発明のトナー供給ローラを装着した電子写真方式の画像形成装置の一例を示す説明図であって、本発明に係るトナー供給ローラ3と静電潜像を保持した画像形成体1との間に現像ローラ2がその外周面を画像形成体1の表面に近接させた状態で配設され、かつ画像形成体1に紙などの記録媒体8を介して、転写ローラ5を当接させた構造を示している。トナー供給ローラ3、現像ローラ2及び画像形成体1を矢印方向に回転させることにより、トナーがトナー供給ローラ3により、現像ローラ2の表面に供給され、層規制ブレード4によって均一な薄層に整えられた後、画像形成体1上の潜像に付着し、上記潜像が可視化される。そして画像形成体1と転写ローラ5との間に電界を発生させることにより、画像形成体1上のトナー画像を記録媒体8に転写させる。また、6はクリーニングローラであり、このクリーニングローラ6により、転写後に画像形成体1表面に残留するトナーが除去される。なお、7は帯電ローラである。
【0071】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【0072】
(実施例1〜5、比較例1、2)
まず、下表1に示す組成のポリオール成分(ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオール、長鎖ポリオール、整泡剤、触媒、水など)、ポリイソシアネートを液温25℃に調整した。そして、両液を、各NCOインデックスとなるように配合し、撹拌羽根で5秒撹拌した後、60℃に温調したトナー供給ロール用成形型に注入してトナー供給ロールを製造し、成形性、各種物性を評価した。セル開口性は全面にわたり開口しているものを○として表示し、一部スキンを形成したものは△、半分以上スキンを形成したものを×として表示した。
【0073】
また、各トナー供給ロールをフルカラーレーザービームプリンタ(接触現像方式)のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各トナーカートリッジに組み込み、連続耐久用のテキストページを連続4000枚耐久出力し、1晩以上放置後の各色ベタ画像を作像して下記の方法に従って評価した。これらの結果を下記の表1に示す。
【0074】
(画像評価)
印刷したベタ画像を目視し評価した。そして、良好なものを○として表示し、欠点の発生したもの(色抜け、濃度ムラ)は×として表示した。色抜けとはイメージのあるところにトナーが供給されていないものをいう。濃度ムラとはベタ画像が不均一になることを言う。
【0075】
【表1】

Figure 2004151499
配合量=質量部
【0076】
1)分子量3500、官能基数3、水酸基48mgKOH/g含有、エチレンオキシドを70モル%ランダム付加
2) 分子量3000、官能基数3、水酸基55.2mgKOH/g含有、エチレンオキシドを20モル%ランダム付加
3) 三洋化成工業(株)製ポリエーテルポリオール、分子量7000、官能基数3、水酸基24.3mgKOH/g含有
4) 東ソー(株)製アミン触媒
5) 東ソー(株)製アミン触媒
6) 日本ユニカー(株)製シリコーン整泡剤
7) 三井武田ケミカル(株)製TDI、ジフェニルメタンジイソシアネート混合体、NCO=40%
8)三井武田ケミカル(株)製TDI、ジフェニルメタンジイソシアネート混合体、NCO=45%
9)日本ポリウレタン(株)製TDI、ジフェニルメタンジイソシアネート混合体、NCO=36%
比較例1、2では、画像耐久試験中にベタ黒画像に濃度ムラまたは色抜けが周期的に発生した。
【0077】
これに対し実施例1〜3では、湿熱圧縮永久歪率14%以下、セル開口が十分であり、収縮もなく、画像耐久試験では問題なく良好な画像が得られた。実施例4では、湿熱圧縮永久歪率17%、セル開口が十分であり、収縮が少々あるがクラッシングで容易に戻り、画像耐久試験では問題なく良好な画像が得られた。実施例5では、湿熱圧縮永久歪率16%、セル開口が1部不十分ではあるが、収縮はなく、画像耐久試験では問題なく良好な画像が得られた。本結果より本実施例に示したトナー供給ローラは、耐久性に優れていることがわかる。
【0078】
【発明の効果】
本発明により、適正な連続気泡率、反発弾性および圧縮永久歪などの物性を有し、色抜けや濃度ムラのない高品質の画像が得られ、ローラ性能が経年変化のない安定したトナー供給ローラが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置部品をトナー供給ローラとして装着した電子写真方式の画像形成装置の一例を示す説明図である。
【図2】トナー供給ロールのポリウレタンフォーム層の湿熱圧縮永久歪の測定方法を示す説明図であって、(a)は平面説明図、(b)は側面説明図である。
【符号の説明】
1.画像形成体
2.現像ローラ
3.トナー供給ローラ
4.層規制ブレード
5.転写ローラ
6.クリーニングブレード
7.帯電ローラ
8.記録媒体
9.スキン層
10.芯金
11.ポリウレタンフォーム層
12.スリーブ(φ16mm)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner supply roller.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copying apparatuses, image recording apparatuses, printers, and facsimile machines develop an electrostatic latent image formed on an image carrier made of an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording derivative by a developing device. And visualization as a toner image.
[0003]
Such a developing device has a built-in toner supply roller composed of a soft elastic roller for supplying a predetermined toner (developer) contained in the hopper to the image carrier.
[0004]
In recent years, the demand for digitized images has increased, and accordingly, higher definition and higher quality images have been demanded. As a result, it is necessary to improve color images and electrophotographic images. An elastic roller made of polyurethane foam (sponge) has been used as a toner supply roller in such a developing device.
[0005]
Conventionally, flexible polyurethane foams have been widely used for furniture, bedding, vehicles, and the like, and particularly for cushioning materials of automobiles, etc., by making use of their excellent cushioning properties as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-245746. Was.
[0006]
As a method for producing a cushion material made of this flexible polyurethane foam, a method is known in which water is used in combination with a low-boiling fluorine compound such as Freon 11 or Freon 123 as a foaming agent.
[0007]
In addition, a molding method is mainly used for a seat cushion of an automobile or the like.
[0008]
The polyurethane toner supply roller is manufactured, for example, by the following method.
[0009]
To manufacture the toner supply roller, a molding die for a toner conveying roller is prepared, and a composition containing a polyisocyanate and a polyol component (polyol, foam stabilizer, catalyst, water, etc.) is prepared in the molding die by a one-shot manufacturing method. After mixing, the mixture is poured, foamed in a mold, and then the molded product is released from the mold.
[0010]
From the viewpoints of conductivity and heat resistance, for example, as disclosed in JP-A-9-8735, a polyoxyethylene polyoxypropylene polyol obtained by random addition polymerization of 3 to 50% by mass of ethylene oxide is used as a conductive member. -Is used.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
A toner supply roller using a conventional molding die shrinks if left as it is after demolding, and the surface condition is non-uniform.
[0012]
In order to solve this problem, crushing is performed to forcibly break the cell membrane and increase the open cell ratio, thereby preventing the shrinkage. As the crushing method, there are a roller crushing method and a vacuum crushing method. However, when the open cell ratio is low, the cell state is not sufficiently destructed, the shrinkage is large, and the shape does not return sufficiently, so that the surface state is not good. The image becomes uniform, and color loss or uneven density occurs in the image.
[0013]
In addition, when foaming is carried out with water alone without using a low boiling point fluorine compound, physical properties such as rebound resilience and compression set of the obtained flexible polyurethane foam are deteriorated, durability is impaired, and color loss occurs in images. Is generated periodically. In addition, if the number of water parts is reduced to such an extent that physical properties such as rebound resilience and compression set of the obtained flexible polyurethane foam are not deteriorated, foaming becomes insufficient and cell opening property is impaired, and non-supply of toner causes uneven density in an image. There was a problem of doing.
[0014]
The present invention provides a stable toner supply roller that has physical properties such as an appropriate open cell ratio, rebound resilience, and compression set, is capable of obtaining a high-quality image without color omission and density unevenness, and whose roller performance does not change over time. It is intended to provide.
[0015]
[Patent Document 1]
JP-A-8-245746
[Patent Document 2]
JP-A-9-87354
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes the following aspects.
(1) In a toner supply roller in which at least a surface layer is formed of a polyurethane foam obtained by using a long-chain polyol and a polyisocyanate, polyoxyethylene polyoxypropylene polyol obtained by random addition polymerization of 60 to 95 mol% of ethylene oxide. Is used in the above long-chain polyol component.
(2) The toner supply roller according to (1), wherein the polyoxyethylene polyoxypropylene polyol has an average number of functional groups of 2 to 6.
(3) The toner supply roller according to (1) or (2), wherein the terminal ethylene oxide of the polyoxyethylene polyoxypropylene polyol is contained in an amount of 3 to 20 mol%.
(4) The toner supply roller according to any one of (1) to (3), wherein the polyoxyethylene polyoxypropylene polyol is contained in the long-chain polyol component in an amount of 0.5 to 10% by mass. .
(5) The toner supply roller according to any one of (1) to (4), wherein the polyoxyethylene polyoxypropylene polyol contains a hydroxyl group in an amount of 20 to 70 mgKOH / g.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a toner in which the surface layer is formed of a polyurethane foam obtained by using a polyisocyanate and a long-chain polyol containing polyoxyethylene polyoxypropylene polyol obtained by random addition polymerization of ethylene oxide at 60 to 95 mol%. A supply roller is provided.
[0018]
According to the present invention, a toner having a proper open cell ratio, physical properties such as rebound resilience and compression set, a high-quality image without color omission and density unevenness, and stable roller performance without aging can be obtained. A supply roller can be provided.
[0019]
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0020]
Ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) addition polyols are roughly classified into three types.
[0021]
The first is a type in which EO is added only to the terminal (immediately before the hydroxyl group), the second is a type in which EO is added only to the inside, and the third is a type in which EO is added to both the terminal and the inside.
[0022]
The EO-terminal-added polyol is a polyol in which EO is added before a hydroxyl group in order to increase the reactivity (resinification) of polyoxypropylene glycol with isocyanate, and is a polyol having a high degree of primary conversion of the hydroxyl group. Except for the terminal part, it is propylene oxide (hereinafter referred to as PO) and is rich in PO, so that it has better compatibility with isocyanate than water, and the hydroxyl group with increased reactivity easily reacts with isocyanate and has high closed-cell properties ( Polyurethane foam (of strong resin) is easily formed.
[0023]
On the other hand, since the EO internal addition polyol is EO-rich except for the terminal portion, it has excellent compatibility with water, and since the hydroxyl group is secondary, the reaction of water-isocyanate is prioritized. That is, because of strong gasification (high open cell properties), the EO internal addition polyol is rarely used alone. Further, since the reactivity of the hydroxyl group is low, it is hardly used for molds requiring high reactivity. In most cases, a small amount of a slab foam modifier is added and used.
[0024]
The EO random addition polyol is a polyol in which the reactivity of the hydroxyl group is increased by adding EO to the terminal, and at the same time, EO is also added inside to improve the closed cell properties. The balance between gasification and resinization differs depending on the EO addition rate and arrangement at the end and inside.
[0025]
In a toner supply roller in which at least a surface layer is formed of a polyurethane foam obtained by using a long-chain polyol and an isocyanate, a polyol to which 60 to 95% of EO is added at random is contained in a long-chain polyol component. Has been found to improve the low open cell properties of, and obtain an appropriate open cell ratio.
[0026]
For example, the polyoxyethylene polyoxypropylene polyol used in the present invention may be prepared by using a compound having two or more active hydrogen groups used for obtaining a long-chain polyol alone or an arbitrary mixture as an initiator. Molar%, preferably 65 to 90 mole%, is obtained by random addition polymerization.
[0027]
When ethylene oxide is contained in the long-chain polyol in an amount of 60 mol% or more, the internal EO is low, so that the polyol does not become a low open cell polyol. Therefore, sufficient open cell properties are obtained and the opening property is not impaired. It is not necessary to add a large amount of raw materials to obtain a proper cell opening property.
[0028]
If ethylene oxide is contained in an amount of 95 mol% or less in the long-chain polyol, the polyol does not become a highly open-cell polyol due to the high internal EO. Although high open cell properties can be obtained by adding a small amount of polyol, unless the content is more than 95 mol% in the long-chain polyol, the cell itself will not be coarsened and some cell coalescence will not occur. A toner supply roller having a predetermined stable cell opening property can be obtained.
[0029]
The polyoxyethylene polyoxypropylene polyol used in the present invention preferably has an average number of functional groups (MW (molecular weight) / EW (equivalent)) of 2 to 6, and more preferably 2.5 to 4.0. .
[0030]
If the average number of functional groups is 2 or more, the foam is sufficiently foamed, and if it is 6 or less, the obtained polyurethane foam does not become hard. If it exceeds 6, the hardness of the polyurethane foam increases, and the toner deteriorates.
[0031]
In the polyoxyethylene polyoxypropylene polyol used in the present invention, the terminal ethylene oxide is preferably 3 to 20 mol%, more preferably 5 to 15 mol%.
[0032]
If it is 3 mol% or more, it reacts and foams sufficiently, and if it is 20 mol% or less, the primary ratio of hydroxyl groups increases, resinification improves, closed cell properties increase, shrinkage increases, and it becomes difficult to obtain a normal foam. Not even.
[0033]
The polyoxyethylene polyoxypropylene polyol used in the present invention is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 3% by mass, when the total amount of the polyol component in the long-chain polyol component is 100% by mass. %. Within this range, the cells of the polyurethane foam become open cells, which facilitates crushing and at the same time improves compression set.
[0034]
When the content is 0.5% by mass or more, the above effect is sufficiently obtained, and when the content is 10% by mass or less, the mixing does not become uneven.
[0035]
The polyoxyethylene polyoxypropylene polyol used in the present invention preferably contains 20 to 70 mg KOH / g of hydroxyl groups (hereinafter abbreviated as OH value). When the OH value is 20 or more, the reaction is sufficiently performed, and when the OH value is 70 or less, the resin is hardened and the cell is hardly opened, and the cell is not hardened.
[0036]
The long-chain polyol is not particularly limited, and may be appropriately selected from conventionally known various polyols and used. Examples of the polyol include polyethylene adipate (PEA), polybutylene adipate (PBA), polyhexylene adipate (PHA), a copolymer of ethylene adipate and butylene adipate, dimer acid-based polyol, castor oil-based polyol, and polycaprolactone. Examples include polyester polyols such as polyols and polyether polyols such as polyoxyalkylene glycols.
[0037]
These polyols include, for example, ethylene glycol, propanediol, butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5- Pentanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, sugar alcohols such as sucrose, glucose, bisphenol A, ethylenediamine, propylenediamine, diethylenetriamine, toluenediamine, metaphenylenediamine, diphenylmethanediamine, xylylenediamine, etc. EO using one or more compounds having two or more active hydrogens as an initiator PO, butylene oxide, amylene oxide, glycidyl ethers, methyl glycidyl ether, t- butyl glycidyl ether, are prepared by addition polymerization by a known method monomers one or more of such phenyl glycidyl ether. Preferably, it is obtained by addition polymerization of EO, PO, etc., and has a molecular weight of 2,000 to 10,000, a functional group of 2 to 4, more preferably 2.5 to 3.5, and an ethylene oxide terminal content of 5 to 30 mol%. , More preferably 10 to 25 mol%.
[0038]
It is preferable to use these polyols singly or as a mixture, adjusting the molecular weight to 2,000 to 10,000. That is, if it is 2000 or more, there is no tendency that the hardness is increased and the deterioration of the toner is accelerated and the durability is inferior. If the molecular weight is 10,000 or less, the viscosity of the polyol becomes high, and there is no tendency that the workability during the reaction deteriorates.
[0039]
When a polyether polyol is used among the above polyols, it is suitable for the production of a soft and highly elastic polyurethane having excellent resistance to wet heat. Further, the use of a polyether polyol containing 5 mol% or more of ethylene oxide is preferable because of good moldability. Further, it may be used as a prepolymer previously polymerized with polyisocyanate.
[0040]
At least a part of the polyether polyol can be replaced by a so-called polymer polyol (trade name: Mitsui Takeda Chemical) modified by polymerization of an ethylenically unsaturated monomer in the polyether polyol.
[0041]
By partially using the above polymer polyol, it is possible to improve the air permeability and the hardness without lowering the wet heat durability of the foam.
[0042]
The ethylenically unsaturated monomer is not particularly limited, but includes acrylonitrile, styrene, methyl methacrylate, vinylidene chloride, and the like, and these polymers are usually dispersed in the form of fine particles having a diameter of 0.1 to 10 μm.
[0043]
The polyisocyanate is not particularly limited and may be appropriately selected from conventionally known polyisocyanates.
[0044]
Examples of the polyisocyanate include aromatic polyisocyanates and derivatives thereof such as toluene diisocyanate (hereinafter abbreviated as TDI) and diphenylmethane diisocyanate, aliphatic polyisocyanates and derivatives thereof such as hexamethylene diisocyanate, and alicyclic rings such as isophorone diisocyanate. Examples include the formula polyisocyanate and derivatives thereof.
[0045]
Examples of the polyisocyanate derivative include a polynuclear compound, a urethane-modified product modified with a polyol, a dimer formed by uretdione, an isocyanurate-modified product, a carbodiimide-modified product, a uretonimine-modified product, an allohanate-modified product, a urea-modified product, and a buret-modified product. Things can be mentioned.
[0046]
Among these polyisocyanates, those containing an aromatic polyisocyanate such as TDI or diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof as a main component are preferable because the resulting toner supply roller has low hardness and improved wet heat durability.
[0047]
In the present invention, one kind of aromatic polyisocyanate such as TDI and diphenylmethane diisocyanate and derivatives thereof may be used, or two or more kinds thereof may be used in combination. Further, if desired, an aliphatic polyisocyanate such as hexamethylene diisocyanate and an alicyclic polyisocyanate such as isophorone diisocyanate together with the aromatic polyisocyanate such as TDI and diphenylmethane diisocyanate and derivatives thereof as long as the object of the present invention is not impaired. Isocyanates and their derivatives can be used in combination. The amount of these polyisocyanates is not particularly limited, but is preferably set so that the NCO index is 60 to 120%, and more preferably 70 to 105%.
[0048]
When the content is 60% or more and 120% or less, unreacted components do not exude or change with time.
[0049]
Examples of the foam stabilizer used together with the polyisocyanate and the long-chain polyol include water-soluble polyether siloxane from polydimethyl siloxane and EO / PO, a sodium salt of sulfonated ricinoleic acid, and polysiloxane and polysiloxane. Examples thereof include a mixture with an oxyalkylene copolymer. Among them, a water-soluble polyether siloxane is preferable as the polyether polyol-based foam stabilizer.
[0050]
Hot-molded foams tend to gel faster than slab foams, and tend to have poor air permeability of polyurethane foams due to overpacking in the mold. For this reason, a foam stabilizer which is basically similar to that for slabs, but has a slightly lower foam regulating power and a higher air permeability is selected.
[0051]
In addition, since the high elastic foam has a high viscosity and high reactivity of the system, when a normal foam stabilizer for flexible foam is used, foam stabilization becomes excessive, the degree of communication decreases, and the foam shrinks. Is generated. For this purpose, low molecular weight copolymers are used.
[0052]
What added an organic functional group instead of the polyether chain may be used. The amount of the foam stabilizer used is 0.1 to 3.0% by mass based on the total amount of the compound having active hydrogen and the polyisocyanate.
[0053]
Blowing agents used with the above polyisocyanates and polyols include water, trichloromonofluoromethane, dichlorodifluoromethane, methylene chloride, trichlorofluoromethane, n- and iso-pentane, especially industrial mixtures thereof, n- and iso-butane. , Liquid hydrocarbons such as propane, ethers such as furan, dimethyl ether and diethyl ether, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, carboxylic acid alkyl esters such as methyl formate, dimethyl oxalate and ethyl acetate, and carbon dioxide And the like are used alone or as a mixture, but it is preferable to use water alone from the viewpoint of environmental protection.
[0054]
The amount of the foaming agent used is preferably 1.0 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyol used. When the amount is 1.0 part by mass or more, no skin is formed, and when the amount is 5.0 parts by mass or less, a large amount of aromatic polyurea is generated, physical properties such as compression set are deteriorated, and durability is impaired. Nothing.
[0055]
The catalyst used in the present invention is a known catalyst and is not particularly limited. Examples of the amine catalyst include 1,2-dimethylimidazole, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, hexadecyldimethylamine, N- Methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N-octadecylmorpholine, diethylenetriamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylpropylenediamine, N, N, N ' , N'-tetramethylbutanediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,3-butanamine, N, N, N', N'-tetramethylhexamethylenediamine, bis [2- (N .N-dimethylamino) ethyl] ether, N, N-dimethylbenzylamine, N, N-dimethyl Rohexylamine, N, N, N ', N', N ", N" -pentamethyldiethylenetriamine, triethylenediamine, salts of triethylenediamine, oxyalkylene adducts of amino groups of primary and secondary amines, 1,8 Azacyclo compounds such as -diazabicyclo (5,4,0) undecene-7,1,5-diazabicyclo (4,3,0) nonene-5, N, N-dialkylpiperazines, various N, N ', N "-Trialkylaminoalkylhexahydrotriamines and the like, and organometallic urethanization catalysts include tin acetate, tin octylate, tin octetate, tin oleate, tin laurate, dibutyltin dichloride, dibutyltin dilaurate, Dibutyltin diacetate, tetra-i-propoxytitanium, tetra-n-butoxytitanium, tetrakis 2-ethylhexyloxy) titanium, lead naphthenate, nickel naphthenate, cobalt naphthenate, etc., and an organic acid salt catalyst (carboxylate, borate, etc.) having reduced initial activity of an amine catalyst and an organometallic catalyst. ).
[0056]
These catalysts are used alone or as a mixture, and the amount of the catalyst used is suitably 0.001 to 10% by mass based on the compound having active hydrogen.
[0057]
The structure of the crosslinking agent used if necessary is not particularly limited, but diols such as alkylene glycol and 1,4-butanediol (1,4BD), triols such as glycerin and trimethylolpropane (TMP), and pentane Tetraols such as erythritol, diamines such as ethylenediamine (EDA), amino alcohols such as diethanolamine (DEA) and triethanolamine (TEA) can be used alone or in combination.
[0058]
In addition, as the conductive material for providing conductivity as necessary, a general conductivity-imparting agent can be used, and for example, an ionic conductive material can be used.
[0059]
Examples of the ion conductive agent include quaternary ammonium salts and the like, and are used alone or in combination.
[0060]
The compounding amount of these conductive materials is usually in the range of 0.5 to 50 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyol used.
[0061]
That is, when the amount of the conductive agent is 0.5 parts by mass or more, the electric resistance decreases. When the amount is 10 parts by mass or less, the electric resistance does not increase and the ionic conductive agent does not bloom on the surface.
[0062]
As other additives, a flame retardant, a colorant, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an antioxidant, and the like can be used as needed.
[0063]
From the ease of mixing operation and the characteristics of the obtained toner supply roller, the preferred combination of polyisocyanate, polyol and foam stabilizer is a mixture of diphenylmethane diisocyanate and TDI as the polyisocyanate, and polyether as the polyol. A combination using a water-soluble polyether siloxane as the polyol and the foam stabilizer.
[0064]
In addition, the polyurethane molded product preferably has a wet heat permanent distortion rate of 15% or less. That is, the obtained toner supply roll exhibits particularly excellent wet heat durability within the above range. The term "moisture heat permanent distortion ratio" as used herein means, as shown in FIG. 2 (a), that the toner supply roller is supported at the metal core portions at both ends thereof, and that the polyurethane foam layer has a sleeve of φ16 mm. In the state of displacement (compression) of 5 mm, it was left for 72 hours at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% RH, and showed a degree of restoration after 30 minutes had passed after removal and release (JIS K 6202: C). S = (T 0 -T 1 ) /1.5×100, C S : Compression set (%), t 0 : Radius (mm) of the first molded product, t 1 : Radius (mm) of the molded article after the test. The measurement point was measured at the median as shown in FIG. 2 (b).
[0065]
The method for manufacturing the toner supply roller of the present invention is not particularly limited, and may be a conventional method. An example is as follows. First, after uniformly mixing the long-chain polyol, polyisocyanate, catalyst, foaming agent and optionally used foam stabilizer, water, other auxiliaries, and the like, heating and reaction-curing the present invention, A toner supply roller is obtained. The temperature and time for mixing the raw materials are not particularly limited, but the mixing temperature is usually in the range of 10 to 90 ° C, preferably 20 to 60 ° C, and the mixing time is usually 1 second to 10 minutes, preferably Is about 3 seconds to 5 minutes.
[0066]
In addition, when heating and reacting and curing, a toner supply roller made of polyurethane foam can be manufactured by foaming by a conventionally known method. The foaming method here is not particularly limited, and any method such as a method using a foaming agent and a method of mixing bubbles by mechanical stirring can be used. The expansion ratio may be determined as appropriate, and is not particularly limited.
[0067]
The image forming apparatus component of the present invention uses the polymer material for the image forming apparatus component thus obtained, and when the image forming apparatus component is a roller, it is usually plated with iron. And a core metal made of stainless steel or the like is coated with the above-mentioned polyurethane foam.
[0068]
There is no particular limitation on the joining method of the metal member and the polyurethane member. However, a method in which the metal member is disposed in advance in a mold (molding mold) and the polyurethane composition is cast and cured, or the polyurethane member is formed into a predetermined shape. A method of bonding after molding can be used. In either method, an adhesive layer can be provided between the metal member and the polyurethane foam as required, and a known material such as an adhesive or a hot melt sheet can be used as the adhesive layer.
[0069]
There is no particular limitation on the method of forming the polyurethane member of the present invention, and in addition to a known method, for example, a method of casting a mold having a predetermined shape as described above, a method of cutting a block to a predetermined size by cutting, polishing, and the like. It is possible to use a method of processing to a predetermined size, a method of appropriately combining these methods, or the like.
[0070]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an electrophotographic image forming apparatus equipped with a toner supply roller of the present invention, and shows an image forming body 1 holding a toner supply roller 3 and an electrostatic latent image according to the present invention. Between the developing roller 2 and the image forming body 1, the outer peripheral surface of which is disposed close to the surface of the image forming body 1, and the transfer roller 5 is brought into contact with the image forming body 1 via a recording medium 8 such as paper. The structure shown is shown. The toner is supplied to the surface of the developing roller 2 by the toner supply roller 3 by rotating the toner supply roller 3, the developing roller 2, and the image forming body 1 in the direction of the arrow, and is formed into a uniform thin layer by the layer regulating blade 4. After that, the latent image adheres to the latent image on the image forming body 1, and the latent image is visualized. Then, by generating an electric field between the image forming body 1 and the transfer roller 5, the toner image on the image forming body 1 is transferred to the recording medium 8. Reference numeral 6 denotes a cleaning roller which removes toner remaining on the surface of the image forming body 1 after transfer. Reference numeral 7 denotes a charging roller.
[0071]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0072]
(Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2)
First, a polyol component (polyoxyethylene polyoxypropylene polyol, long-chain polyol, foam stabilizer, catalyst, water, etc.) having the composition shown in Table 1 below and a polyisocyanate were adjusted to a liquid temperature of 25 ° C. Then, the two liquids were blended so as to have the respective NCO indexes, and the mixture was stirred for 5 seconds with a stirring blade, and then poured into a mold for a toner supply roll adjusted to a temperature of 60 ° C. to produce a toner supply roll. And various physical properties were evaluated. Regarding the cell opening properties, those having openings over the entire surface were indicated by ○, those with partial skin formation were indicated by Δ, and those with half or more skin formation were indicated by x.
[0073]
In addition, each toner supply roll is incorporated into each toner cartridge of cyan, magenta, yellow, and black of a full-color laser beam printer (contact development system), and continuously outputs 4000 continuous text pages for continuous durability. The solid images of each color were formed and evaluated according to the following methods. The results are shown in Table 1 below.
[0074]
(Image evaluation)
The printed solid image was visually observed and evaluated. Good samples were indicated by "O", and samples having defects (color loss, density unevenness) were indicated by "X". Color loss refers to a case where toner is not supplied to a place where an image is present. Density unevenness means that a solid image becomes non-uniform.
[0075]
[Table 1]
Figure 2004151499
Compounding amount = parts by mass
[0076]
1) Molecular weight 3500, number of functional groups 3, containing hydroxyl group 48mgKOH / g, random addition of ethylene oxide 70mol%
2) 3000 molecular weight, 3 functional groups, containing 55.2 mg KOH / g hydroxyl group, random addition of 20 mol% ethylene oxide
3) Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd. polyether polyol, molecular weight 7000, 3 functional groups, containing 24.3 mg KOH / g hydroxyl group
4) Amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation
5) Amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation
6) Silicone foam stabilizer manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.
7) TDI manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., diphenylmethane diisocyanate mixture, NCO = 40%
8) TDI manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., diphenylmethane diisocyanate mixture, NCO = 45%
9) TDI manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd., diphenylmethane diisocyanate mixture, NCO = 36%
In Comparative Examples 1 and 2, density unevenness or color omission occurred periodically in the solid black image during the image durability test.
[0077]
In contrast, in Examples 1 to 3, the wet heat compression set was 14% or less, the cell openings were sufficient, there was no shrinkage, and good images were obtained without any problem in the image durability test. In Example 4, the wet heat compression set ratio was 17%, the cell opening was sufficient, and although the shrinkage was a little, it easily returned by crushing, and a good image was obtained without any problem in the image durability test. In Example 5, although the wet heat compression set ratio was 16% and the cell opening was insufficient for one part, there was no shrinkage, and a good image was obtained without any problem in the image durability test. From this result, it can be seen that the toner supply roller shown in this embodiment has excellent durability.
[0078]
【The invention's effect】
According to the present invention, a stable toner supply roller having proper open cell ratio, rebound resilience, compression set, and other physical properties, obtaining a high-quality image without color omission or density unevenness, and having no roller performance aging. was gotten.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of an electrophotographic image forming apparatus in which an image forming apparatus component of the present invention is mounted as a toner supply roller.
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams illustrating a method of measuring the wet heat compression set of a polyurethane foam layer of a toner supply roll, wherein FIG. 2A is a plan explanatory diagram and FIG.
[Explanation of symbols]
1. Image forming body
2. Developing roller
3. Toner supply roller
4. Layer control blade
5. Transfer roller
6. Cleaning blade
7. Charging roller
8. recoding media
9. Skin layer
10. Mandrel
11. Polyurethane foam layer
12. Sleeve (φ16mm)

Claims (1)

少なくとも表面層が長鎖ポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるポリウレタンフォームで形成されているトナー供給ローラにおいて、エチレンオキシド60〜95モル%ランダム付加重合させたポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオ−ルを上記長鎖ポリオール成分中に含有して用いることを特徴とするトナー供給ローラ。In a toner supply roller in which at least the surface layer is formed of a polyurethane foam obtained by using a long-chain polyol and a polyisocyanate, polyoxyethylene polyoxypropylene polyol obtained by random addition polymerization of ethylene oxide at 60 to 95 mol% is used. A toner supply roller used by being contained in a chain polyol component.
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