(57)【要約】【課題】表面樹脂層の厚膜化や中間層の導入の必要なく、汚染物質の侵入／染み出しを可及的に防止し、することできる現像ローラを提供することを目的とする。【解決手段】弾性層１を形成するポリウレタンエラストマーが、重量平均分子量３０００〜１５０００のポリオール（１）と、重量平均分子量２００〜１０００のポリオール（２）とを含有すると共に、上記ポリオール（２）の含有量が全ポリオール中の１４質量％以上であり、かつアセトン抽出量０．５％以下であることを特徴とする現像ローラ【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンエラストマーからなる弾性層を具備した現像ローラにおいて、
上記弾性層を形成するポリウレタンエラストマーが、重量平均分子量３０００〜１５０００のポリオール（１）と、重量平均分子量２００〜１０００のポリオール（２）とを含有すると共に、上記ポリオール（２）の含有量が全ポリオール中の１０質量％以上であり、かつアセトン抽出量０．５％以下であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
カーボンが、全ポリオール成分の合計量１００質量部に対して０．０５〜６．５質量部添加された請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
ローラ表面に、厚さ０．５〜６μｍの表面樹脂層が形成された請求項１又は２記載の現像ローラ。
【請求項４】
上記表面樹脂層が、上記弾性層上に直接形成されたものである。請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラ。
【請求項５】
上記ポリオール（１）及びポリオール（２）が、いずれもポリエーテルポリオールである請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタンエラストマーからなる弾性層を具備した現像ローラに関し、更に詳述すると、弾性層を形成するポリウレタンエラストマー中への汚染物質の侵入／染み出しを可及的に防止することができ、表面樹脂層の薄膜化や中間層の省略を可能とする現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの電子写真装置に用いられている現像ローラとして、芯金の外周にゴムやウレタンフォームなどで弾性層を形成し、更にその上に表面樹脂層を形成したものが従来から知られている（特許文献１：特開平９−１７６２６９号公報、特許文献２：特開平９−２１１９３０号公報）。
【０００３】
ここで、ゴムで弾性層を形成する場合、一般にゴム材料は圧縮永久歪みが大きく、ゴムを低硬度化するためにオイルを軟化剤として添加する必要がある。しかしながら、オイルを添加すると使用中にオイルが染み出し、印字不良を生じるおそれがある。
【０００４】
一方、ウレタンフォームで弾性層を形成した場合、ウレタンフォームはゴムと比べて柔軟性に富むため、圧縮永久歪みを緩和し、低硬度化の達成が容易である。しかしながら、ウレタンの場合、形成後に外部から汚染物質が内部に侵入し易く、侵入した汚染物質が未使用時に染み出す、再染み出しが発生するおそれがある。
【０００５】
このような、オイルの染み出しや汚染物質の侵入／染み出しを防止する方策としては、弾性層上に形成する表面樹脂層を厚膜化する方法や、弾性層上にバリヤー効果のある中間層を形成し、その上に表面樹脂層を形成する方法などがある。
【０００６】
しかしながら、表面樹脂層を厚膜化すると、圧縮永久歪みが大きくなり、また表面粗さの制御が困難になる。更に中間層を形成する方法は、製造工程数が増え、材料費も上昇するためコスト高を招くことになる。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１７６２６９号公報
【特許文献２】特開平９−２１１９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、表面樹脂層の厚膜化や中間層の導入の必要なく、汚染物質の侵入／染み出しを可及的に防止することできる現像ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記目的を達成するため、鋭意検討を行った結果、ポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて得られたポリウレタンエラストマーで現像ローラの弾性層を形成する場合に、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜１５０００のポリオール（１）と、重量平均分子量２００〜１０００のポリオール（２）とを併用すると共に、ポリオール（２）の含有量を全ポリオール中の１０質量％以上とすることにより、アセトン抽出量０．５％以下のポリウレタンエラストマーが得られ、このポリウレタンエラストマーにより形成された現像ローラの弾性層は、汚染物質の侵入や染み出しが可及的に防止され、表面樹脂層の厚膜化や中間層の導入を要することなく、汚染物質の染み出しによる画像不良の発生を可及的に防止し得ることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１０】
従って、本発明は、ポリウレタンエラストマーからなる弾性層を具備した現像ローラにおいて、上記弾性層を形成するポリウレタンエラストマーが、重量平均分子量３０００〜１５０００のポリオール（１）と、重量平均分子量２００〜１０００のポリオール（２）とを含有すると共に、上記ポリオール（２）の含有量が全ポリオール中の１０質量％以上であり、かつアセトン抽出量０．５％以下であることを特徴とする現像ローラを提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の現像ローラによれば、アセトン抽出量が０．５％以下のポリウレタンエラストマーを弾性層として用いたことにより、表面樹脂層の厚膜化や中間層の導入の必要なく、汚染物質の侵入／染み出しを可及的に防止することできるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の現像ローラは、上記のように、ポリウレタンエラストマーで弾性層を形成したものであり、例えば図１に示したように、芯金１の外周にポリウレタンエラストマーからなる弾性層２を形成し、更にこの弾性層２上に表面樹脂層３を形成した構成を例示することができる。
【００１３】
本発明では、ポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて上記弾性層を形成するポリウレタンエラストマーを形成する場合に、上記ポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜１５０００のポリオール（１）と、重量平均分子量２００〜１０００のポリオール（２）とを併用するものである。
【００１４】
この場合、上記ポリオール（１）及び（２）としては、上記分子量が満足されていればよく、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及び両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリオールなどが挙げられ、またポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオールなどを使用することもできる。
【００１５】
ここで、上記ポリオール（１）と（２）とは同種のものであっても異なる種類のものであってもよいが、通常分子量が異なる同種のものを用いることが好ましい。また、ポリオール（１）及び（２）のいずれも、１種又は２種以上を用いることが可能であり、この場合分子量の異なる同種のものを組み合わせても、異種のものを組み合わせてもよい。
【００１６】
上記ポリオール（１）は重量平均分子量３０００〜１５０００のものであるが、好ましくは３０００〜１００００、より好ましくは重量平均分子量３０００〜６０００のものが用いられる。また、上記ポリオール（２）は重量平均分子量２００〜１０００のものであるが、好ましくは２００〜８００、より好ましくは重量平均分子量３００〜７００のものが用いられる。
【００１７】
なお、上記ポリオール（１）及び（２）以外のポリオールを併用することもできる。つまり、重量平均分子量１０００超〜３０００未満のポリオールや重量平均分子量５０００超のポリオールを併用することもできる。
【００１８】
本発明では、重量平均分子量２００〜１０００の上記ポリオール（２）を全ポリオール中の１０質量％以上、好ましくは１０〜２０質量％、より好ましくは１２〜１６質量％配合したものである。この場合、配合量が１０質量％未満であると、得られるポリウレタンエラストマー中に外部の汚染物質が侵入しやすくなり、また侵入した汚染物質が外部へと染み出しやすくなり、本発明の目的を達成し得ない。一方、配合量が２０質量％を超えると、相対的に上記ポリオール（１）の配合割合が少なくなり、硬度が高くなって現像ローラとして適切な硬度が得られない、などの不都合を生じやすくなる。
【００１９】
なお、上記ポリオール（１）の配合量は、特に制限されるもではないが、全ポリオール中の８０〜９０質量％、特に８４〜８８質量％とすることが好ましい。
【００２０】
これらポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させると共に、発泡させることによりポリウレタンエラストマーが得られ、これを上記弾性層２とするものである。
【００２１】
上記イソシアネート成分としては、従来公知の各種イソシアネート化合物の中から、適宜選択して使用することができる。具体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ），ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ），ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、変性ＴＤＩ，変性ＭＤＩ，変性ＨＤＩなどが例示され、特に変性ＴＤＩ，変性ＭＤＩ，変性ＨＤＩが好ましく用いられる。この場合、変性体の種類としては、特に制限されるものではないが、ウレタン変性体が好ましく、中でもウレタン変性ＭＤＩが上記ポリオール（１）や（２）との組み合わせで、特に好ましく用いられる。
【００２２】
このように、本発明では、弾性層を形成するポリウレタンエラストマーを構成するポリオール成分として、重量平均分子量３０００〜１５０００のポリオール（１）と重量平均分子量２００〜１０００のポリオール（２）とを併用し、かつポリオール（２）の配合量を全ポリオールの１４質量％以上としたものであり、これにより得られるポリウレタンエラストマーのアセトン抽出量を０．５％以下とすることができ、汚染物質の侵入や染み出しの発生を効果的に防止することができるものである。
【００２３】
ここで、上記ポリオール（１）と（２）とを併用したことによりアセトン抽出量を小さくなる理由は、必ずしも明かではないが、次の通り推察される。即ち、重量平均分子量が１０００以下のポリオール（２）は比較的低分子量が小さいために分子鎖も通常用いられるポリオールよりも短く、このポリオールを１０質量％以上用いることにより架橋密度が高くなり、架橋の隙間が小さくなって、アセトンの抽出量を小さくすることができ、これにより汚染物質の侵入や染み出しが効果的に防止されるものであると推察される。
【００２４】
なお、本発明におけるアセトン抽出量とは、次の方法により測定したものである。
１ｍｍ角以下に裁断したサンプル片約２ｇをソックスレーにてアセトンで８時間抽出後、エバポレータで抽出液からアセトンを取り除き、残留物の重量を測定してサンプルの初期重量に対する残留物の重量％を求める。その他は、ＪＩＳ  Ｋ−６２２９に準拠する。
【００２５】
この弾性層２を形成するポリウレタンエラストマーには、特に制限されるものではないが、カーボンを配合することができ、これによりアセトン抽出量を更に小さくすることが可能であり、汚染物質の侵入や染み出しの発生をより確実に防止することができる。その理由は、上述の小さい架橋の隙間にカーボンがトラップされて、あたかも網目が詰まったような状態となるためであると推察される。
【００２６】
このカーボンとしては、特に制限されるものではなく、ケッチェンブラックＥＣ，アセチレンブラック等のカーボンブラックなどが例示される。
【００２７】
このカーボンの配合量は、特に制限されるものではないが、上記アセトン抽出量の減少効果を十分に得るためには、上記全ポリオール成分１００質量部に対して０．０５〜６．５質量部、特に２．５〜６質量部、更には３〜６質量部とすることが好ましい。
【００２８】
この弾性層２を形成する上記ポリウレタンエラストマーには、上記ポリオール成分、イソシアネート成分及び導電性カーボン他に、必要に応じて、導電剤、整泡剤、架橋剤、界面活性剤、触媒等の公知の添加剤を適量添加することができる。
【００２９】
上記導電剤としては、上記の導電性カーボンのほかに、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などが例示される。
【００３０】
また、イオン導電剤を配合することもでき、イオン導電剤としては、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（ラウリ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、オクタデシルトリメチルアンモニウム（ステアリ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などの過塩素酸塩、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、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属や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、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが例示される。
【００３１】
更に、上記整泡剤としては、ポリジメチルシロキサン−ポリエチレンオキサイド共重合体、ポリジメチルシロキサン−ポリプロピレンオキサイド共重合体、ポリジメチルシロキサン−ポリエチレンアジペート共重合体などが例示される。
【００３２】
上記触媒としては、例えば、有機金属触媒のジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、スタナスオクトエート、ジブチルチンマーカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレニート、ジオクチルチンマーカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、フェニル水銀、プロピオン酸銀、オクテン酸錫、アミン触媒のトリエチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、ジメチルアミノエタノール、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７等が好ましく用いられる。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。
【００３３】
このポリウレタンエラストマーからなる弾性層２は、上記イソシアネート成分、ポリオール成分及び必要に応じて添加される上記添加剤を混合し、芯金１をセットした金型内に注型して発泡／硬化させることにより形成することができる。
【００３４】
本発明の現像ローラは、特に制限されるものではないが、通常は図１に示されているように、上記弾性層２上に表面樹脂層３が形成される。
【００３５】
この表面樹脂層３は、現像ローラの表面層として従来公知の樹脂組成物を用いて形成することができ、例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などが例示される。
【００３６】
この表面樹脂層には、ローラの用途等に応じて適宜な添加剤を配合することができ、例えば上記弾性層で例示したものと同様の導電剤や樹脂の硬化剤などを必要に応じて適量添加することができる。
【００３７】
この表面樹脂層３は、通常、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、メタノール、エタノール、トルエン、キシレン、ヘキサン、酢酸エチル、クロロホルム、イソプロピルエーテルなどの溶剤に、上記樹脂や添加剤を溶解、分散した塗料を塗布することにより形成される。
【００３８】
この表面樹脂層３の厚さは、特に制限されるものではないが、０．５〜６μｍ、特に１〜５μｍとすることができる。本発明では、上記弾性層２を形成するポリウレタンエラストマーのアセトン抽出量が小さく、弾性層２自体に汚染物質の侵入、染み出し防止効果があるので、表面樹脂層３を６μｍ以下の薄い層とすることができ、圧縮永久歪みや表面粗さの制御を比較的容易に行うことができるものである。
【００３９】
この表面樹脂層３と上記弾性層２との間には、適宜な中間層を形成することも可能である。しかしながら、本発明は、弾性層２自体に汚染物質の侵入、染み出し防止効果があるので、この中間層を省略して上記表面樹脂層３を弾性層２上に直接形成することができ、これにより、大幅なコストダウンを図ることが可能である。また場合によっては、上記表面樹脂層３を省略することも可能である。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例，比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００４１】
［実施例１〜５及び比較例１〜５］
下記、表１，２に示す成分を混合し、金型に注型して９０℃で８時間硬化させ、直径１０ｍｍの芯金の周囲に厚さ３ｍｍのポリウレタンエラストマーからなる弾性層を形成した。また、得られたポリウレタンエラストマーのアセトン抽出量を上述の方法に従って測定した。結果を表１に示す。なお、表１中の配合量は全て質量部である。
【００４２】
次に、上記弾性層の表面に下記の通り塗料を塗布して乾燥させ、厚さ３μｍの表面樹脂層を形成して外径１６ｍｍの現像ローラを得た。得られた現像ローラに付き、下記の画像試験を行った。結果を表１（実施例１〜５）及び表２（比較例１〜５）に示す。
表面樹脂層の形成
レゾールタイプのフェノール樹脂（住友デュレズ社製「ＰＲ５０２３２」）をメチルエチルケトン溶媒に１０質量％濃度に溶解した樹脂溶液（塗料）を調製し、この樹脂溶液（塗料）中にローラを浸漬して引き上げ、加熱乾燥して表面樹脂層を形成した。
【００４３】
画像試験
各現像ローラをカートリッジに組み込んで、レーザービームプリンタに装着して画出しし、その後２２℃，５５％ＲＨの環境下に５日間放置し、再びベタ及びハーフトーンの画出しを行って、画像不良の有無を判定した。結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2009080428.tif 000003
ポリエーテルポリオールＡ：旭化成（株）製「プレミノール３００５」
ポリエーテルポリオールＢ：旭化成（株）製「エクセノール２３０」
ポリエーテルポリオールＣ：旭化成（株）製「エクセノール８５０」
ポリエーテルポリオールＤ：旭化成（株）製「エクセノール４３０」
ポリエーテルポリオールＥ：旭化成（株）製「エクセノール１０３０」
ポリエーテルポリオールＦ：旭化成（株）製「エクセノール９０３」
分散カーボン：東洋インキ（株）製「ＴＵＲ０２２４」（重量平均分子量３０００のポリエーテルポリオールに非導電性のカーボンブラックが分散されたもの）
ジブチルチンジラウレート：日東化成（株）製「ネオスタンＵ−１００」
ウレタン変性ＭＤＩ：日本ポリウレタン（株）製「ＭＲ４００」
【００４５】
【表２】
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ポリエーテルポリオールＡ：旭化成（株）製「プレミノール３００５」
ポリエーテルポリオールＢ：旭化成（株）製「エクセノール２３０」
ポリエーテルポリオールＣ：旭化成（株）製「エクセノール８５０」
ポリエーテルポリオールＤ：旭化成（株）製「エクセノール４３０」
ポリエーテルポリオールＥ：旭化成（株）製「エクセノール１０３０」
ポリエーテルポリオールＦ：旭化成（株）製「エクセノール９０３」
分散カーボン：東洋インキ（株）製「ＴＵＲ０２２４」（重量平均分子量３０００のポリエーテルポリオールに非導電性のカーボンブラックが分散されたもの）
ジブチルチンジラウレート：日東化成（株）製「ネオスタンＵ−１００」
ウレタン変性ＭＤＩ：日本ポリウレタン（株）製「ＭＲ４００」
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例に係る現像ローラを示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  芯金
２  弾性層
３  表面樹脂層
【図１】
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