JPH08156143A

JPH08156143A - 電子写真装置用転写ローラ

Info

Publication number: JPH08156143A
Application number: JP32359394A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kobayashi; 研治小林; Eiji Ando; 英治安藤
Original assignee: ROJIYAASU INOATSUKU KK; Nippon Unicar Co Ltd
Current assignee: ROJIYAASU INOATSUKU KK; NUC Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-18

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真装置において、感光体ドラム表面の
電荷発生層等を浸食する有機溶剤が、特定の微量以下に
抑えられた転写ローラを提供する。【構成】トルエン等の有機溶剤中で製造された、重量
平均分子量３０００〜３５００００のポリシロキサン・
ポリオキシアルキレンブロック共重合体に、重量平均分
子量１００〜３０００のポリプロピレングリコールを希
釈剤として添加し、回転式蒸発装置等を使用して有機溶
剤を除去したものを整泡剤として使用し、これにポリマ
ーポリオール等のポリオール成分及び金属触媒を配合し
たものと、特定のイソシアネートインデックスとなる量
のポリイソシアネート成分とを混合攪拌した後、型に注
入し、加熱硬化させ、この硬化物中に金属製のローラシ
ャフトを圧入して接着し、端部のカット、表面の研磨等
を行い、その後、１２０℃程度の温度で数時間再加熱
し、転写ローラを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置におい
て、感光体ドラム表面の電荷発生層及び電荷移動層に損
傷を与えることのない転写ローラに関する。本発明の転
写ローラは、電子写真複写機、レーザービームプリンタ
ー等の電子写真装置の転写ローラとして使用される。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置において、紙等に転写する
方法として、最近では、例えばアルミニウムのドラム上
に、上層に電荷移動物質、下層に電荷発生物質を含有し
たポリカーボネートからなるバインダーをコーティング
した感光体ドラムを使用し、ポリウレタンフォームなど
からなる転写ローラを当接させて、転写する方式が多く
採用されている。

【０００３】上記転写ローラを構成するポリウレタンフ
ォームは、非常に高密度であり、その主要原料の一つで
ある整泡剤として、長鎖アルキルベンゼン中で特殊な製
法によって製造される、巨大高分子のシリコーン化合物
が使用されている。この整泡剤は、通常５０〜６０重量
％の長鎖アルキルベンゼンを含んでいるが、それでも極
めて粘度の高い物質であり、取り扱い上、この溶剤を除
去せず、そのまま整泡剤として使用されている。そし
て、この長鎖アルキルベンゼンはかなり沸点の高い物質
であるため、反応硬化工程において少量は気化、蒸発す
るにしても、大部分はそのまま生成するポリウレタンフ
ォーム中に残存することになる。

【０００４】上記のように、得られる転写ローラには相
当量の長鎖アルキルベンゼンが混入することとなり、整
泡剤の使用量にもよるが、例えば転写ローラを構成する
ポリウレタンフォームに対して３重量％程度も含まれる
ことになる。また、沸点の高い長鎖アルキルベンゼンに
代えて、イソプロピルアルコール、トルエン及びキシレ
ン等、相対的に低沸点の溶剤を反応溶媒として使用し、
しかも得られた共重合体を含む溶液にジオクチルフタレ
ート、ジブチルフタレート等の低粘度の希釈剤を添加
し、その後、加熱下に減圧乾燥することにより溶剤を気
化させて除去し、有機溶剤を希釈剤に置換したものを整
泡剤として使用する方法もある。

【０００５】しかし、上記方法の場合、整泡剤に流動性
を付与するため使用されている従来の希釈剤は、ローラ
成形後、転写ローラ表面に侵出し、正常な紙送りが妨げ
られたり、侵出した希釈剤が紙等に付着し、汚損する等
の問題の原因となっている。また、このように有機溶剤
を希釈剤に置換してポリウレタンフォームを成形する場
合も、転写ローラ中の残存溶剤量は、感光体ドラムへの
溶剤の移行が実質的に生じない程度にまで低減されては
おらず、更なる改良が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、転写ロー
ラにはある程度の量の長鎖アルキルベンゼン等、有機溶
剤の混入は避けられず、また、沸点の高い長鎖アルキル
ベンゼンはもとより、その沸点が１００℃以上も低いト
ルエン等であっても、ローラ成形後、ポリウレタンフォ
ームの耐熱温度である１４０℃前後以下の温度で加熱し
た程度では、完全に除去することはできない。そして、
この転写ローラ中の有機溶剤の残存量によっては、特に
装置を運転していない場合に、当接して停止している感
光体ドラムに溶剤が移行し、前記の電荷発生物質、電荷
移動物質を分散、含有するバインダーとして多用されて
いるポリカーボネートを浸食することになる。

【０００７】しかも、近年、多用されている感光体であ
る有機感光体を構成する電荷移動物質は、非常に感受性
の強い材料であり、長鎖アルキルベンゼン等の極性の低
い芳香族或いは脂肪族の物質が電荷移動層に侵入する
と、先ず電荷移動物質を分散させたバインダーであるポ
リカーボネートが浸食され、次いで、電荷移動物質その
ものが抽出されるという問題を生ずる。本発明は、上記
欠点を克服するものであり、感光体ドラムへ移行し、そ
の表面の電荷発生層及び電荷移動層を浸食するほどの量
の有機溶剤を含まない転写ローラ、及びポリウレタンフ
ォーム生成に使用される整泡剤の希釈剤によって、紙の
汚れ等の問題を生ずることのない転写ローラを得ること
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するため鋭意研究した結果、転写ローラ中の残
存有機溶剤量を特定の微量とすること、及びトルエン
等、反応溶媒として使用される有機溶剤を、フォーム生
成時にその反応に与かる反応性の希釈剤と置換し、更
に、場合によっては得られる転写ローラを再加熱するこ
とにより、溶剤の除去を徹底し、また、有機溶剤と置換
する希釈剤として、フォーム表面に侵出することがな
く、且つ、上記のようにフォーム生成過程においてポリ
オール成分として作用するポリアルキレングリコールを
使用することにより、上記の欠点が解消されることを見
出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】第１発明の電子写真装置用転写ローラは、
ポリイソシアネート、ポリオール及び整泡剤を含む組成
物を用いて製造されるポリウレタンフォームからなる電
子写真装置用転写ローラにおいて、上記整泡剤は、重量
平均分子量３０００〜３５００００のポリシロキサン・
ポリオキシアルキレンブロック共重合体及び有機溶剤を
含み、上記転写ローラを構成するポリウレタンフォーム
中の上記有機溶剤の残存量が５０ｐｐｍ以下であること
を特徴とする。

【００１０】また、第３発明は、第１発明の電子写真装
置用転写ローラにおいて、上記整泡剤は、更に、ポリア
ルキレングリコールを含み、上記共重合体と該ポリアル
キレングリコールとの重量比は３：７〜７：３の範囲で
あり、上記共重合体は、重量平均分子量７５０〜２５０
０のポリシロキサンと、重量平均分子量１５００〜４５
００のポリエーテルとのブロック共重合体であることを
特徴とする。

【００１１】上記「ポリイソシアネート」としては、一
般にポリウレタンフォームの製造に使用されるものを特
に制限することなく使用できるが、なかでもＭＤＩ、Ｔ
ＤＩ若しくはそれらの混合物及びＭＤＩ、ＴＤＩの変性
物等が好ましい。上記「ポリオール」成分に含まれるポ
リオールとしても、その種類等特に制限はされないが、
ポリプロピレングリコール、ポリプロピレンアジペー
ト、ポリカプロラクトン等が好適である。特に、ポリマ
ーポリオール、即ちポリエーテルポリオールにアクリロ
ニトリル、スチレン、メチルメタアクリレート等のエチ
レン性不飽和化合物をグラフト重合させたポリオールが
好ましく、それらは不溶解性且つ高安定性の懸濁液の状
態で使用される。

【００１２】上記「整泡剤」の成分である「ポリシロキ
サン・ポリオキシアルキレンブロック共重合体」（以
下、共重合体という。）は、第２発明に記載の、トルエ
ン他の有機溶剤中で製造される。その性状は、通常共重
合体が４０〜５０重量％程度含まれる溶液であるが、共
重合体の分子量が非常に大きいため、溶液粘度も高い。
しかし、そのまま使用したのでは転写ローラ中に多量の
溶剤が残存することになるため、取り扱い性は低下する
ものの、有機溶剤を減量して使用するか、或いは反応溶
液に「ポリアルキレングリコール」を添加した後、加
熱、減圧等の手段により有機溶剤を可能な限り除去し、
有機溶剤をポリアルキレングリコールと置換して使用す
ることが好ましい。

【００１３】いずれにしても、得られる転写ローラを構
成するポリウレタンフォーム中に残存する有機溶剤は、
「５０ｐｐｍ以下」でなければならず、特に３０ｐｐｍ
以下であることが好ましい。有機溶剤がこの程度以下の
微量であれば、感光体ドラムへの移行もほとんどなく、
電荷発生層等が浸食されることはない。

【００１４】上記「共重合体」は、「ポリシロキサン」
部分と「ポリオキシアルキレン」部分とからなり、その
「重量平均分子量が３０００〜３５００００」のものを
使用できる。重量平均分子量が３０００未満では、泡を
安定化させる力が乏しく、３５００００を越える場合
は、非常に高粘度となり取り扱い難くなる。共重合体の
重量平均分子量は、特に１００００〜１０００００の範
囲が好ましく、この範囲であれば安定して高密度ポリウ
レタンフォームを成形できる。また、上記ポリシロキサ
ン部分とポリオキシアルキレン部分とは、第４及び第５
発明にあるように、それぞれジヒドロポリジメチルシロ
キサン及びジメタアリルポリエーテルにより構成されて
いることが好ましく、そのような共重合体であれば、高
密度ポリウレタンフォームを安定して成形できる。

【００１５】また、上記ポリアルキレングリコールとし
ては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ポリブチレングリコール等が挙げられるが、第６
発明のように、分子量１００〜３０００、特に２００〜
２０００のポリプロピレングリコールが好ましい。上記
分子量範囲のポリプロピレングリコールを使用すれば、
得られる整泡剤の粘度が適当であって取り扱い易く、ま
た、ポリオール成分の一部としてフォーム生成反応にお
いて十分に消費され、転写ローラ中に残存することもな
い。

【００１６】また、共重合体とポリアルキレングリコー
ルとの量比は、第３発明のように、両者の合計量を１０
０重量％とした場合に、共重合体が３０〜７０重量％、
ポリアルキレングリコールが７０〜３０重量％、特に共
重合体が３０〜５０重量％、ポリアルキレングリコール
が７０〜５０重量％の範囲が好ましい。共重合体の量比
が３０重量％未満では、整泡剤として機能するに十分な
共重合体量とした場合に、必然的にポリアルキレングリ
コールの量が多くなり、転写ローラ用のポリウレタンフ
ォームとしての物性を損なうことになり好ましくない。
一方、７０重量％を越える場合は、整泡剤の粘度が高す
ぎて取り扱い難くなる。

【００１７】尚、上記共重合体は下記の一般式で表すこ
とができる。 X [(Me₂SiO)_l(Me)₂SiRO(C₂H₄O)_m(C₃H₆O) _n-R ]_yX 〔上記式中、ＸはH(Me₂SiO) _l( Me)₂ Si-又はR'O(C₂H₄
O)_m(C₃H₆O) _n-R -より選択される末端封鎖基を表し、
ｌ、ｍ、ｎ（ｍ、ｎのいずれかは０であってもよい。）
及びｙは平均数で、この共重合体の分子量が前記範囲と
なる値である。また、Ｒは炭素数２〜１０の２価の炭化
水素基を、Ｒ’は不飽和基を含む炭素数２〜１０の１価
の炭化水素基を表す。尚、Ｍｅはメチル基を表し、エチ
ル基、イソプロピル基等他の短鎖アルキル基であっても
よい。〕

【００１８】更に、上記共重合体を主成分とする整泡剤
の具体例としては、例えば、下記のものを例示すること
ができる。 1) 下記組成のポリジメチルシロキサン・ポリオキシア
ルキレンブロック共重合体 X[(Me₂SiO)₁₈(Me)₂SiCH₂CH(CH₃)CH₂-O(C₂H₄O)₄₅(C₃H₆O)
₁₅CH₂CH(CH₃)CH₂]₁₇Xを４０重量％含むポリプロピレン
グリコール（分子量；４００）溶液〔上記ＸはH(Me₂SiO)₁₈(Me)₂Si- 又はCH=C(CH₃)CH₂-O(C
₂H₄O)₄₅(C₃H₆O)₁₅CH₂CH(CH₃)CH₂-のいずれかより選択さ
れる末端封鎖基である。〕

【００１９】2) 下記組成のポリジメチルシロキサン・
ポリオキシアルキレンブロック共重合体 X[(Me₂SiO)₂₅(Me)₂SiCH₂CH(CH₃)CH₂-O(C₂H₄O)₄₀(C₃H₆O)
₁₈CH₂CH(CH₃)CH₂]₂₅Xを３０重量％含むポリプロピレン
グリコール（分子量；２００）溶液〔上記ＸはH(Me₂SiO)₂₅(Me)₂Si- 又はCH=C(CH₃)CH₂-O(C
₂H₄O)₄₀(C₃H₆O)₁₈CH₂CH(CH₃)CH₂-のいずれかより選択さ
れる末端封鎖基である。〕 3) 下記組成のポリジメチルシロキサン・ポリオキシア
ルキレンブロック共重合体 X[(Me₂SiO)₁₀(Me)₂SiCH₂CH(CH₃)CH₂-O(C₂H₄O)₂₂(C₃H₆O)
₁₀CH₂CH(CH₃)CH₂]₂₀Xを５０重量％含むポリプロピレン
グリコール（分子量；８００）溶液〔上記ＸはH(Me₂SiO)₁₀(Me)₂Si- 又はCH=C(CH₃)CH₂-O(C
₂H₄O)₂₂(C₃H₆O)₁₀CH₂CH(CH₃)CH₂-のいずれかより選択さ
れる末端封鎖基である。〕

【００２０】

【作用】電子写真装置用転写ローラの用途では、発泡剤
として水、メチレンクロライド、フロン等を使用する化
学発泡によるポリウレタンフォームでは、硬度が低す
ぎ、ローラとしての寸法精度が出し難く、引張強度や耐
摩耗性等の機械的強度も不十分であるため、通常、機械
発泡によるフォームが使用されている。また、フォーム
を微小な連続気泡からなる高密度のものとするため、整
泡剤も特定の高分子量のものを使用する。このようにし
て機械的強度が大きく、適度な硬度と柔軟性とを併せ持
つフォームが形成される。

【００２１】尚、機械発泡によりフォームを製造する場
合は、実質的に金属触媒のみの使用が好ましく、過剰な
樹脂化反応、及び水とイソシアネートとの反応により二
酸化炭素を生成する泡化反応が、反応硬化工程前に実用
的な速度で進むほどの量のアミン触媒を併存させないこ
とが望ましい。金属触媒としては、スタナスオクトエー
ト、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレ
ート及びニッケルアセチルアセテート等のポリウレタン
フォーム用として好適な触媒を使用でき、その使用量は
ポリオール１００重量部に対して０．１〜０．３重量部
程度が好ましい。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の電子写真装置用転写ローラに
ついて、実施例によって更に具体的に説明する。実施例１次式：CH₂=C(CH₃)CH₂-O(C₂H₄O)₄₅(C₃H₆O)₁₅CH₂C(CH₃)=C
H₂で表されるジメタアリルポリエーテルと次式：H(Me₂S
iO)₁₈(Me)₂SiH で表されるジヒドロポリジメチルシロキ
サンを、反応溶媒としてトルエンを使用して反応させ、
重量平均分子量８００００の交互ブロック共重合体を得
た。この反応生成物に分子量７００のポリプロピレング
リコールを、上記共重合体と１：１の重量比で添加し
た。その後、回転式蒸発装置によってトルエンを除去し
た。このものを整泡剤（下記Ａ液の）として用いて、
下記のＡ液及びＢ液を準備した。

【００２３】Ａ液：下記の３成分を混合し、調製した。ポリマーポリオール；（三井東圧化学株式会社製、商
品名「ＰＯＰ２４／２０」）１００重量部整泡剤；上記のようにして製造した整泡剤、１０重量
部金属触媒（ニッケルアセチルアセテート１０倍希釈
品、ＯＳｉＳｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ社製、商品名「Ｌ
ｃ５６１５」）２重量部Ｂ液：ポリイソシアネート変性ＭＤＩ（日本ポリウレタン株式会社製、商品名「Ｍ
ＴＬ」）

【００２４】上記配合のＡ液と、イソシアネートインデ
ックスが１０７となる量のＢ液とを、窒素ガスを送りな
がらダイナミックミキサーによって１分間攪拌混合し、
そのまま型に注入し、１６０℃で３０分間一次硬化させ
た後、１１０℃で４時間二次硬化させ、その後、このも
のに金属製のシャフトを圧入接着し、端部のカット、表
面の研磨等を行って転写ローラを得た。

【００２５】実施例２実施例１の転写ローラを１２０℃で更に４時間加熱し
た。比較例１長鎖アルキルベンゼンを反応溶媒とした整泡剤（ＯＳｉ
Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ社製、商品名「Ｌ−５６１
４」）を使用した以外は、実施例１と同様にして転写ロ
ーラを得た。この転写ローラを実施例２と同様に１２０
℃で４時間再加熱した。

【００２６】実施例１〜２及び比較例１の転写ローラ
を、感光体ドラムと周方向に並べ、約１ｋｇの荷重で圧
着した。この状態で温度４０℃、相対湿度８５％に調整
された恒温恒湿槽に一ヵ月間静置した。一ヵ月経過後、
槽から上記感光体ドラムを取り出し、表面の電子顕微鏡
写真（倍率；１０００倍）を撮り、表面の状態を観察し
た。また、この感光体ドラムを用いて実際に印字評価を
行った。

【００２７】表１には、実施例１〜２及び比較例１の転
写ローラを構成するポリウレタンフォーム中の残存有機
溶剤量、及び感光体ドラム表面の直径１μｍ以上の穴の
数（５０μｍ四方内）及び印字評価の結果を示す。各特
性は以下のようにして測定した。残存有機溶剤量：ガスクロマトグラフィーにより定量穴の数：走査型電子顕微鏡写真（倍率；１０００倍）

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の結果によれば、実施例１では、整泡
剤中に残っていたトルエンが、ローラ中にも、本発明の
上限量ではあるが残存しており、これが感光体に僅かに
影響を与え、微妙な電荷調整で可能になるハーフトーン
（網点）印刷において、薄く筋が出たが、十分実用に供
し得るものである。また、実施例２では、ローラを再加
熱することにより、残存するトルエン量は実施例１の約
半分量となり、感光体ドラムに何ら影響を与えることは
なく、長期に渡って安定して使用できるローラであるこ
とが分かる。一方、比較例１では、転写ローラ中に長鎖
アルキルベンゼンが残存し、加熱によっても大部分がそ
のまま残っているため、感光体ドラムの表面の電荷移動
層に多数の穴が開き、その結果、印字評価では、黒い横
線が走り、まったく使用できないものであることが分か
る。

【００３０】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
使用できる反応溶媒としては、共重合体製造用の触媒を
溶解でき、７０〜８０℃程度の温度で液体であるもので
あればよく、キシレン、イソプロピルアルコールなども
好適に使用できる。また、整泡剤の希釈剤もポリアルキ
レングリコールばかりでなく、整泡剤に流動性を付与で
きるものであれば、例えばフォーム生成用に使用される
ポリアルキレングリコール以外のポリオール類と同じも
のを使用してもよい。

【００３１】更に、整泡剤は、通常、ポリウレタンフォ
ームの生成に使用される、ポリオール１００重量部に対
して１〜４重量部程度の量で十分であるが、４重量部を
越え、例えば８〜１２重量部程度を使用してもよい。こ
のように多量の整泡剤を使用することにより、気泡を安
定化させることができる。尚、ポリウレタンフォームの
比重は、０．３〜０．９、特に０．４〜０．７の範囲が
好ましく、この範囲であれば、得られる転写ローラは適
度な硬度と柔軟性とを併せ持つものとなり好ましい。

【００３２】

【発明の効果】第１発明の転写ローラによれば、当接し
て使用される感光体ドラムの表面層が浸食されることが
なく、長期間安定した印字性能が維持される。また、第
３発明の整泡剤、特に希釈剤として第６発明の特定の分
子量のポリプロピレングリコールを使用した整泡剤とす
れば、ポリウレタンフォーム用原料の取り扱いが容易で
あり、且つ希釈剤であるポリアルキレングリコールはフ
ォーム生成のためのポリオール成分として作用するもの
であって、希釈剤による紙等の汚損もなく、転写ローラ
中に残存する有機溶剤も微量に抑えられる。更に、第４
及び第５発明の特定の共重合体を使用すれば、より均質
な適度な硬さと柔軟性とを併せ持つ転写ローラを得るこ
とができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイソシアネート、ポリオール及び整
泡剤を含む組成物を用いて製造されるポリウレタンフォ
ームからなる電子写真装置用転写ローラにおいて、上記整泡剤は、重量平均分子量３０００〜３５００００
のポリシロキサン・ポリオキシアルキレンブロック共重
合体及び有機溶剤を含み、上記転写ローラを構成するポ
リウレタンフォーム中の上記有機溶剤の残存量が５０ｐ
ｐｍ以下であることを特徴とする電子写真装置用転写ロ
ーラ。
【請求項２】上記有機溶剤は、イソプロピルアルコー
ル、トルエン及びキシレンから選ばれる少なくとも１種
である請求項１記載の電子写真装置用転写ローラ。
【請求項３】上記整泡剤は、更に、ポリアルキレング
リコールを含み、上記共重合体と該ポリアルキレングリ
コールとの重量比は３：７〜７：３の範囲であり、上記
共重合体は、重量平均分子量７５０〜２５００のポリシ
ロキサンと、重量平均分子量１５００〜４５００のポリ
エーテルとのブロック共重合体である請求項１記載の電
子写真装置用転写ローラ。
【請求項４】上記共重合体の、ポリシロキサン部分が
ジヒドロポリジメチルシロキサンにより構成され、ポリ
オキシアルキレン部分がジメタアリルポリエーテルによ
り構成される請求項１記載の電子写真装置用転写ロー
ラ。
【請求項５】上記共重合体の、ポリシロキサン部分が
ジヒドロポリジメチルシロキサンにより構成され、ポリ
オキシアルキレン部分がジメタアリルポリエーテルによ
り構成される請求項３記載の電子写真装置用転写ロー
ラ。
【請求項６】上記ポリアルキレングリコールが、重量
平均分子量１００〜３０００のポリプロピレングリコー
ルである請求項３記載の電子写真装置用転写ローラ。