JP2003029525A - Toner supply roller and developing device - Google Patents

Toner supply roller and developing device

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JP2003029525A
JP2003029525A JP2001215060A JP2001215060A JP2003029525A JP 2003029525 A JP2003029525 A JP 2003029525A JP 2001215060 A JP2001215060 A JP 2001215060A JP 2001215060 A JP2001215060 A JP 2001215060A JP 2003029525 A JP2003029525 A JP 2003029525A
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JP
Japan
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roller
toner supply
toner
supply roller
elastic body
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Pending
Application number
JP2001215060A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Yamazaki
博貴 山崎
Junji Sakata
純二 坂田
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.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner supply roller by which an image without any failure such as a pitch irregularity and density unevenness is obtained and which consists of a foamed elastic body, and to provide a developing device on which the toner supply roller is mounted. SOLUTION: This toner supply roller supplies toner to a developing roller to form a visible image by feeding toner carried on a surface to an image forming body by abutting on the developing roller. The roller consists of a shaft and a foamed elastic body layer formed on the outer circumference of the shaft, and annular projected lines having height of >0 and <=1 mm and width of 1-5 mm are formed at positions separated by 10-30 mm from both ends of the surface of the foamed elastic body layer in a roller longitudinal direction. The coefficient of frictional resistance of a roller surface is 0.4-3.0 and also the compression spring constant of the foamed elastic body layer is 0.25-5.0 N/mm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真・静電記
録等のプリンターに搭載された現像装置において、感光
体や紙等の画像形成体にトナーを搬送してその表面に可
視画像を形成する現像ローラに対してトナーを供給する
ためのトナー供給ローラ、およびこれを搭載した現像装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device mounted on a printer for electrophotography, electrostatic recording or the like, in which toner is conveyed to an image forming body such as a photoconductor or paper to form a visible image on the surface thereof. The present invention relates to a toner supply roller for supplying toner to a developing roller, and a developing device equipped with the toner supply roller.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子複写機,レーザービームプリ
ンター、ファクシミリなどの電子写真装置における現像
プロセスに配置される現像装置に用いられる現像ロー
ラ、トナー供給ローラに導電性ローラ方式が広く取り入
れられてきている。このような方式では、現像ローラに
トナー供給ローラを擦りつけることによりトナーを摩擦
帯電させるため、トナー供給ローラには、現像ローラと
の安定した摩擦性(押し付け力)、摩擦部位への高いト
ナー供給性が要求される。而して、従来この種のトナー
供給ローラには、ゴムやウレタン等を発泡させた発泡弾
性体材料が一般に用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, a conductive roller system has been widely adopted for a developing roller and a toner supplying roller used in a developing device arranged in a developing process of an electrophotographic apparatus such as an electronic copying machine, a laser beam printer, and a facsimile. There is. In such a system, the toner is triboelectrically charged by rubbing the toner supply roller against the developing roller, so that the toner supply roller has stable friction (pressing force) with the developing roller and high toner supply to the friction portion. Sex is required. Thus, conventionally, a foamed elastic material made of foamed rubber or urethane has been generally used for this kind of toner supply roller.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが、発泡弾性体からなる従来のトナー供給ローラの
性能を検討したところ、現像した画像にピッチむらや濃
度むら等による不具合を発生する場合があることが分か
った。本発明はこのような従来の事情に鑑みてなされた
もので、発泡弾性体からなるトナー供給ローラを搭載し
た現像装置において、ピッチむらや濃度むらなどの不具
合のない画像を得ることのできる、発泡弾性体からなる
トナー供給ローラおよび該トナー供給ローラを搭載した
現像装置を提供することを目的とする。
However, the inventors of the present invention have examined the performance of the conventional toner supply roller made of a foamed elastic material, and found that the developed image has defects such as pitch unevenness and density unevenness. I found out that The present invention has been made in view of the above conventional circumstances, and in a developing device equipped with a toner supply roller made of a foamed elastic body, it is possible to obtain an image without defects such as uneven pitch and uneven density. It is an object of the present invention to provide a toner supply roller made of an elastic body and a developing device equipped with the toner supply roller.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記のよ
うな画像不具合を発生させたトナー供給ローラについて
調べた結果、トナー供給ローラの発泡弾性体層表面がロ
ーラ長手方向に同一の高さであるために、現像ローラに
供給されるトナー量においてトナー供給ローラ長手方向
の両端付近と中央付近とで差が生じ、このため現像ロー
ラに供給されるトナー量が変動して、画像に濃度むらが
発生することを発見した。これは、トナー供給ローラ上
に乗ったトナーが、現像ローラと擦れ合うときにトナー
供給ローラ両端の方向に押し広げられるために、トナー
供給ローラ両端付近のトナー量が多くなってしまうこと
に起因することがわかった。そして、トナー供給ローラ
長手方向の両端から10〜30mmの位置に、円環状の
凸条を設けることにより、現像ローラに供給されるトナ
ー量が安定し、濃度むら等の不具合のない画像を形成す
ることができることを見出した。さらに研究を重ねた結
果、円環状の凸条の高さおよび幅を適性なものとし、か
つ発泡弾性体の硬度および表面摩擦抵抗を適性なものと
した場合に、不具合のない画像を形成することができる
ことを見出した。本発明はかかる知見に基づいてなされ
たものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have investigated the toner supply roller having the above-mentioned image defect and found that the surface of the foamed elastic layer of the toner supply roller has the same height in the roller longitudinal direction. Therefore, the amount of toner supplied to the developing roller is different between the both ends and the center of the toner supplying roller in the longitudinal direction. I found that unevenness occurs. This is because the toner on the toner supply roller spreads toward both ends of the toner supply roller when it rubs against the developing roller, so that the amount of toner near both ends of the toner supply roller increases. I understood. Then, by providing annular projections at positions 10 to 30 mm from both ends in the longitudinal direction of the toner supply roller, the amount of toner supplied to the developing roller is stabilized, and an image without defects such as density unevenness is formed. I found that I can. As a result of further research, if the height and width of the ring-shaped ridges are made appropriate and the hardness and surface friction resistance of the foamed elastic body are made appropriate, it is possible to form a defect-free image. I found that I can do it. The present invention has been made based on such findings.

【0005】すなわち、本発明は、表面に担持したトナ
ーを画像形成体に搬送することにより可視画像を形成す
る現像ローラに当接して、該現像ローラにトナーを供給
するトナー供給ローラであって、シャフトと該シャフト
の外周に形成された発泡弾性体層からなり、該発泡弾性
体層表面のローラ長手方向両端から10〜30mmの位
置に、高さが0を超え1mm以下で、幅が1〜5mmの
円環状の凸条が形成され、ローラ表面の摩擦抵抗係数が
0.4〜3.0であり、かつ発泡弾性体層の圧縮バネ定数が
0.25〜5.0N/mmであることを特徴とするトナー供
給ローラ、該トナー供給ローラを搭載した現像装置、お
よび該現像剤装置を装着した画像形成装置を提供するも
のである。
That is, the present invention relates to a toner supply roller that supplies toner to a developing roller that forms a visible image by conveying the toner carried on the surface to an image forming body and supplies the toner to the developing roller. A shaft and an elastic foam layer formed on the outer circumference of the shaft, and the height is more than 0 and 1 mm or less and the width is 1 to 10 mm from the both ends in the roller longitudinal direction on the surface of the elastic foam layer. An annular ridge of 5 mm is formed, and the friction coefficient of the roller surface is
0.4 to 3.0 and the compression spring constant of the foam elastic layer is
The present invention provides a toner supply roller characterized by 0.25 to 5.0 N / mm, a developing device equipped with the toner supply roller, and an image forming apparatus equipped with the developer device.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明のトナー供給ローラは、発
泡弾性体層表面のローラ長手方向両端から10〜30m
mの位置に、円環状の凸条が形成されたものである。こ
の円環状の凸条の位置はローラ両端から20〜30mm
が好ましい。この円環状の凸条が、ローラ両端から30
mmを超える位置にあると、トナーが局部的に搬送され
なくなるという不都合が生じ、ローラ両端から10mm
未満の位置にあると、堰き止めによるトナー量の調整が
なされなくなるという不都合が生じる。この円環状の凸
条は、高さが0を超え1mm以下で、幅が1〜5mmの
ものであるが、高さは0.5〜1mmが好ましく、幅は1
〜3mmが好ましい。この円環状の凸条の高さが1mm
を超えると、トナーが十分に摩擦帯電されないという不
都合が生じる。この円環状の凸条の幅が5mmを超える
と、トナーが局部的に強く摩擦帯電されるという不都合
が生じ、1mm未満では、円環状の凸条が倒れ込んでし
まうために、トナーを堰き止める機能がなされないとい
う不都合が生じる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The toner supply roller of the present invention is 10 to 30 m from both ends in the roller longitudinal direction on the surface of the foamed elastic layer.
An annular ridge is formed at the position m. The position of this annular ridge is 20 to 30 mm from both ends of the roller.
Is preferred. This ring-shaped ridge is 30
If the position is more than 10 mm, the disadvantage that toner is not conveyed locally occurs, and it is 10 mm from both ends of the roller.
If the position is below the range, there is a disadvantage that the toner amount cannot be adjusted by blocking. This annular ridge has a height of more than 0 and 1 mm or less and a width of 1 to 5 mm, but the height is preferably 0.5 to 1 mm and the width is 1
-3 mm is preferable. The height of this annular ridge is 1 mm
If it exceeds, the disadvantage that the toner is not sufficiently tribocharged occurs. If the width of the ring-shaped ridge exceeds 5 mm, the toner is locally strongly frictionally charged, and if it is less than 1 mm, the ring-shaped ridge falls down, so that the toner is blocked. The inconvenience of not being made occurs.

【0007】本発明のトナー供給ローラの表面の摩擦抵
抗係数は0.4〜3.0であるが、0.4〜2.5が好ましい。
この摩擦抵抗係数が0.4未満であると、滑りが大きすぎ
るためトナーを搬送することができないという不都合が
あり、3.0を超えるとトナーへのダメージが大きくなる
ため、トナーが劣化しやすくなるという不都合が生じ
る。本発明のトナー供給ローラは、圧縮バネ定数が0.2
5〜5.0N/mmのものであるが、この圧縮バネ定数は
0.3〜3.0N/mmであることが好ましく、特に好まし
くは0.4〜1.5N/mmである。圧縮バネ定数が0.25
N/mm未満であると、トナーが十分に摩擦帯電されな
いという不都合があり、5.0N/mmを超えると、トナ
ーが受けるダメージが大きいという不都合がある。
The coefficient of frictional resistance of the surface of the toner supply roller of the present invention is 0.4 to 3.0, preferably 0.4 to 2.5.
If the frictional resistance coefficient is less than 0.4, the toner cannot be transported because the slippage is too large, and if it exceeds 3.0, the toner is damaged much, and the toner is easily deteriorated. It causes the inconvenience. The toner supply roller of the present invention has a compression spring constant of 0.2.
5 to 5.0 N / mm, the compression spring constant is
It is preferably 0.3 to 3.0 N / mm, and particularly preferably 0.4 to 1.5 N / mm. The compression spring constant is 0.25
If it is less than N / mm, the toner is not sufficiently triboelectrically charged, and if it exceeds 5.0 N / mm, there is a disadvantage that the toner is greatly damaged.

【0008】このようなトナー供給ローラを形成する発
泡弾性体としては、上記特性を具備するものであればよ
く、例えばエステル系ポリウレタンフォーム,エーテル
系ポリウレタンフォームやニトリルゴム,エチレンプロ
ピレンゴム,エチレンプロピレンジエンゴム,スチレン
ブタジエンゴム,ブタジエンゴム,イソプレンゴム,天
然ゴム,シリコーンゴム,アクリルゴム,クロロプレン
ゴム,ブチルゴム,エピクロルヒドリンゴムなどのゴム
材料のフォームを挙げることができる。これらは単独で
用いてもよく二種以上を組み合わせて発泡体としてもよ
い。これらの中で特にエステル系ポリウレタンフォー
ム,エーテル系ポリウレタンフォーム,ニトリルゴムフ
ォーム,エチレンプロピレンゴムフォーム,エチレンプ
ロピレンジエンゴムフォーム,シリコーンゴムフォーム
が好適である。
The foamed elastic body forming such a toner supply roller may be one having the above-mentioned characteristics, for example, ester polyurethane foam, ether polyurethane foam, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene. Examples thereof include foams of rubber materials such as rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, silicone rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, and epichlorohydrin rubber. These may be used alone or in combination of two or more to form a foam. Of these, ester polyurethane foam, ether polyurethane foam, nitrile rubber foam, ethylene propylene rubber foam, ethylene propylene diene rubber foam, and silicone rubber foam are particularly preferable.

【0009】また、本発明のトナー供給ローラは、導電
性であってもよく、従来、導電性トナー供給ローラとし
て通常に用いられているものと同様に、良導電性シャフ
トの外側に導電性発泡弾性層を形成して作製することが
できる。上記導電性発泡弾性層には、適当な発泡弾性体
に導電剤を添加して導電性を付与した発泡弾性材料が用
いられる。
Further, the toner supply roller of the present invention may be electrically conductive, and like the one usually used as a conductive toner supply roller in the past, electrically conductive foam is formed on the outside of the good conductive shaft. It can be manufactured by forming an elastic layer. For the conductive foam elastic layer, a foam elastic material in which a conductive agent is added to a suitable foam elastic body to impart conductivity is used.

【0010】また、発泡弾性体に導電性を付与する場合
に加える導電剤としては、イオン導電剤や電子導電剤が
用いられる。イオン導電剤の例としては、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(例えばラウリルトリメチルアン
モニウム),へ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(例えばステアリル
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
どが挙げられる。
An ion conductive agent or an electronic conductive agent is used as a conductive agent added when imparting conductivity to the foamed elastic body. Examples of the ion conductive agent include tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (eg, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium (eg, stearyltrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, and modified fatty acid dimethylethylammonium. Perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, ethyl sulfate, carboxylate, ammonium salt such as sulfonate, lithium, sodium , Alkali metal or alkaline earth metal perchlorate such as potassium, calcium, magnesium,
Examples thereof include chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, trifluoromethyl sulfate and sulfonate.

【0011】また、電子導電剤の例としては、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;
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
の金属などを挙げることができる。
Examples of the electronic conductive agent include conductive carbon such as Ketjen black and acetylene black;
SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF,
Carbon for rubber such as FT and MT; carbon for ink subjected to oxidation treatment, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite; conductive metal oxide such as tin oxide, titanium oxide, zinc oxide; nickel, copper, silver, Examples thereof include metals such as germanium.

【0012】これらの導電剤は単独で用いてもよく、二
種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量
は特に制限はないが、上記イオン導電剤の場合、前記発
泡弾性体100質量部に対して、通常0.01〜5質量
部、好ましくは0.05〜2質量部の範囲で選ばれる。一
方、電子導電剤の場合、ゴム系弾性体100質量部に対
して、1〜50質量部、好ましくは5〜40質量部の範
囲で選ばれる。なお、この導電性弾性層には、前記導電
剤以外に必要に応じて公知の充填剤や架橋剤など、他の
ゴム用添加剤を適宜添加することができる。
These conductive agents may be used alone or in combination of two or more kinds. Further, the addition amount thereof is not particularly limited, but in the case of the ionic conductive agent, it is usually in the range of 0.01 to 5 parts by mass, preferably 0.05 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the foamed elastic body. Is selected in. On the other hand, in the case of the electronic conductive agent, it is selected in the range of 1 to 50 parts by mass, preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber elastic body. In addition to the conductive agent, other rubber additives such as known fillers and cross-linking agents may be appropriately added to the conductive elastic layer, if necessary.

【0013】また、本発明においては、トナー供給ロー
ラの導電性発泡弾性体をポリウレタンフォームで形成す
る場合、該ローラ表面への析出物がトナーを融着させる
ことがないように、ポリウレタンフォームのアセトン抽
出率を5質量%以下とすることが好ましいので、添加す
る導電剤の配合量を十分に吟味することが必要である。
すなわち、揮発量の多いカーボンブラック(例えばチャ
ンネルブラック)を多量配合するとアセトン抽出率が増
大し、一方、吸油量の大きいカーボンブラック(例えば
アセチレンブラックや高ストラクチャのオイルファーネ
スブラック)を配合するとアセトン抽出率を低下させる
ことができる。
Further, in the present invention, when the conductive foam elastic body of the toner supply roller is formed of polyurethane foam, acetone of polyurethane foam is used so that the deposit on the surface of the roller does not fuse the toner. Since it is preferable that the extraction rate is 5% by mass or less, it is necessary to thoroughly examine the blending amount of the conductive agent to be added.
In other words, if a large amount of carbon black with a large amount of volatilization (eg, channel black) is added, the acetone extraction rate will increase, while if a carbon black with a large oil absorption amount (eg, acetylene black or oil furnace black with a high structure) is added, the acetone extraction rate will increase. Can be reduced.

【0014】本発明のトナー供給ローラは、例えば、現
像装置の一例である図1に示すレーザープリンターの現
像部に搭載して使用することができる。図中の符号1は
感光体であり、その表面を1次帯電器2で一様に帯電し
た後、図示しない制御部から送信されてくる画像信号を
LEDアレイプリントヘッド3を用いて光信号に変換し
て、これを感光体1の表面に露光して静電潜像を形成す
る。この静電潜像は、トナーカートリッジ4に収納され
ており、トナー供給ローラ5および現像ローラ6を介し
て感光体1に供給されるトナーによって現像されてトナ
ー像が形成される。感光体1の表面に形成されたトナー
像は、ペーパーマガジン7から供給されるペーパー面に
転写帯電器8によって転写され、熱定着器9により定着
され、ペーパーは矢印方向に搬送、排出される。転写後
の感光体1はクリーニングユニット10によって初期状
態に戻る。
The toner supply roller of the present invention can be used, for example, by being mounted in the developing section of the laser printer shown in FIG. 1 which is an example of the developing device. Reference numeral 1 in the figure is a photoconductor, and the surface of the photoconductor is uniformly charged by a primary charger 2, and then an image signal transmitted from a control unit (not shown) is converted into an optical signal by using an LED array print head 3. After conversion, the surface of the photoconductor 1 is exposed to form an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is housed in the toner cartridge 4, and is developed by the toner supplied to the photoconductor 1 via the toner supply roller 5 and the developing roller 6 to form a toner image. The toner image formed on the surface of the photoconductor 1 is transferred to the paper surface supplied from the paper magazine 7 by the transfer charger 8 and fixed by the thermal fixing device 9, and the paper is conveyed and discharged in the arrow direction. The photoconductor 1 after transfer is returned to the initial state by the cleaning unit 10.

【0015】本発明の現像装置に使用する現像ローラ
は、導電性であり、従来導電性現像ローラとして通常用
いられているものと同様に、良導電性シャフトの外側に
導電性弾性層を形成したものである。上記導電性弾性層
には、適当なゴム状弾性体に上記のような導電剤を添加
して導電性を付与した弾性材料が用いられる。ここで、
ゴム状弾性体については特に制限はなく、従来導電性現
像ローラにおいて慣用されているものの中から任意に選
択して用いることができる。このゴム状弾性体として
は、例えばニトリルゴム,エチレンプロピレンゴム,エ
チレンプロピレンジエンゴム,スチレンブタジエンゴ
ム,ブタジエンゴム,イソプレンゴム,天然ゴム,シリ
コーンゴム,ウレタンゴム,アクリルゴム,クロロプレ
ンゴム,ブチルゴム,エピクロルヒドリンゴムなどを挙
げることができる。これらは単独で用いてもよく二種以
上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で特にニ
トリルゴム,ウレタンゴム,エピクロルヒドリンゴム,
エチレンプロピレンゴム,エチレンプロピレンジエンゴ
ム,シリコーンゴムが好適である。
The developing roller used in the developing device of the present invention is electrically conductive, and a conductive elastic layer is formed on the outer side of the good conductive shaft in the same manner as that conventionally used as a conductive developing roller. It is a thing. For the conductive elastic layer, an elastic material obtained by adding conductivity to the appropriate rubber-like elastic body to give conductivity is used. here,
The rubber-like elastic body is not particularly limited and can be arbitrarily selected from those conventionally used in the conductive developing roller. Examples of the rubber-like elastic body include nitrile rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, epichlorohydrin rubber. And so on. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, nitrile rubber, urethane rubber, epichlorohydrin rubber,
Ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, and silicone rubber are suitable.

【0016】本発明に係る現像ローラにおいては、感光
体の汚染防止などのために、例えばアルキッド樹脂,フ
ェノール樹脂,メラミン樹脂およびそれらの混合物など
の架橋性樹脂からなる厚さ1〜100μmの樹脂被覆層
がローラ表面に設けることが好ましい。これらの架橋性
樹脂には、所望により、荷電制御剤,滑剤,導電剤,そ
の他の樹脂など、種々の添加剤を含有させることができ
る。樹脂被覆層は、通常は、架橋性樹脂,架橋剤および
各種添加剤を溶解または分散させてなる塗工液(溶媒と
してメタノール等のアルコール系溶媒、メチルエチルケ
トン等のケトン系溶媒などを使用)をディッピング法,
ロールコーター法,ドクターブレード法,スプレー法な
どにより、弾性層上に塗布したのち、常温あるいは50
〜170℃程度の温度で乾燥し、架橋硬化させて形成す
ることができる。
In the developing roller according to the present invention, a resin coating having a thickness of 1 to 100 μm, which is made of a crosslinkable resin such as an alkyd resin, a phenol resin, a melamine resin and a mixture thereof, is used to prevent contamination of the photoconductor. It is preferred that the layer is provided on the roller surface. These crosslinkable resins may contain various additives such as a charge control agent, a lubricant, a conductive agent, and other resins, if desired. For the resin coating layer, usually, a coating liquid obtained by dissolving or dispersing a crosslinkable resin, a crosslinking agent and various additives (using an alcohol solvent such as methanol or a ketone solvent such as methyl ethyl ketone as a solvent) is dipped. Law,
After coating on the elastic layer by roll coater method, doctor blade method, spray method, etc., room temperature or 50
It can be formed by drying at a temperature of about 170 ° C. and crosslinking and curing.

【0017】[0017]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本実施例に
限定されるものではない。 実施例1〜3および比較例1〜12 図1に示したプリンターに、現像ローラAと、トナー供
給ローラB,C,D,E,F,G,H,I,J,K,
L,M,N,OまたはPとを組み合わせて組み込み、恒
温・恒湿(25℃・50%RH)の環境にて画像を作像
し、その画像の画質評価を行った。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 12 In the printer shown in FIG. 1, a developing roller A and toner supplying rollers B, C, D, E, F, G, H, I, J, K,
L, M, N, O or P was combined and incorporated, an image was formed in an environment of constant temperature and constant humidity (25 ° C., 50% RH), and the image quality of the image was evaluated.

【0018】ここで用いた現像ローラAは、以下に示し
た方法で作製した。グリセリンにプロピレンオキシドと
エチレンオキシドとを付加し、分子量5000としたポ
リエーテルポリオール(OH価:33mgKOH/g)
100部(質量部、以下同じ)に、1,4−ブタンジオ
ール1.0部、ニッケルアセチルアセトナト0.5部、ジブ
チルチンジラウレート0.01部および過塩素酸ナトリウ
ム0.005部を加え、混合機を用い混合してポリオール
組成物を調製した。このポリオール組成物を減圧下に撹
拌して脱泡した後、ウレタン変性MDI(ジフェニルメ
タンジイソシアネート)を17.5部加えて2分間撹拌し
た。次に、これを、金属シャフトを予め110℃に加熱
した金型に注型し、110℃で2時間硬化させて金属シ
ャフトの外周に導電性弾性層を形成してローラを得た。
得られたローラの表面を研磨して、表面をJIS 10
点平均粗さ4.0μmRzに調整した。
The developing roller A used here was manufactured by the following method. Polyether polyol having a molecular weight of 5000 by adding propylene oxide and ethylene oxide to glycerin (OH value: 33 mgKOH / g)
To 100 parts (parts by mass, the same applies hereinafter), 1.0 part of 1,4-butanediol, 0.5 part of nickel acetylacetonate, 0.01 part of dibutyltin dilaurate and 0.005 part of sodium perchlorate are added, A polyol composition was prepared by mixing using a mixer. This polyol composition was stirred under reduced pressure for defoaming, then 17.5 parts of urethane-modified MDI (diphenylmethane diisocyanate) was added and stirred for 2 minutes. Next, this was cast into a mold in which the metal shaft was heated to 110 ° C. in advance and cured at 110 ° C. for 2 hours to form a conductive elastic layer on the outer periphery of the metal shaft to obtain a roller.
The surface of the obtained roller is ground to a surface of JIS 10
The point average roughness was adjusted to 4.0 μmRz.

【0019】次に、樹脂被覆層を形成する樹脂として、
オイルフリーアルキッド樹脂(大日本インキ社製、M6
402)およびメラミン樹脂(大日本インキ社製、スー
パーベッカミンL−145−60、固形分率60質量
%)を用い、オイルフリーアルキッド樹脂とメラミン樹
脂とを固形分重量比80/20となるように溶媒である
メチルエチルケトンに混合し、固形分濃度が20質量%
となるように調整した。この混合物の固形分100質量
部に対して20質量部(20phr)のカーボン(De
gussa社製、PrintexL6:平均粒子径18
nm)を混合し、ペイントシェーカーを用いて分散さ
せ、塗工液を調製した。この塗工液中に、上記ローラを
浸漬し引き上げ、これを130℃にて3時間加熱し、硬
化した樹脂被覆層を有する現像ローラAを作製した。得
られた現像ローラAのローラ外径は16.0mmであっ
た。
Next, as the resin for forming the resin coating layer,
Oil-free alkyd resin (manufactured by Dainippon Ink and Co., M6
402) and melamine resin (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Super Beckamine L-145-60, solid content 60% by mass) so that the oil-free alkyd resin and melamine resin have a solid content weight ratio of 80/20. Is mixed with methyl ethyl ketone as a solvent, and the solid content concentration is 20% by mass.
Was adjusted so that 20 parts by mass (20 phr) of carbon (De) per 100 parts by mass of solid content of this mixture
Printex L6 manufactured by Gussa: average particle size 18
nm) was mixed and dispersed using a paint shaker to prepare a coating liquid. The above roller was immersed in this coating liquid, pulled up, and heated at 130 ° C. for 3 hours to prepare a developing roller A having a cured resin coating layer. The developing roller A thus obtained had an outer diameter of 16.0 mm.

【0020】また、ここで用いたトナー供給ローラB,
C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O
およびPは、その主原料となるポリオールプレポリマー
を以下に示した方法で調製し、作製した。グリセリンに
エチレンオキシド15質量%とプロピレンオキシド85
質量%を付加した分子量5000であるポリエーテルポ
リオールをべ一スポリオールとした固形分約28%のポ
リマーポリオール20質量部と、グリセリンにエチレン
オキシド75質量%とプロピレンオキシド25質量%を
付加した分子量3400である親水性ポリエーテルポリ
オール40質量部と、グリセリンにエチレンオキシド1
5質量%とプロピレンオキシド85質量%を付加した分
子量4800であるポリエーテルポリオール40質量部
とを組み合わせてトータル重量で90gとしたものに、
2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレン
ジイソシアネートを重量比で8:2の混合物20gを混
合し、十分に攪拌した後、60℃に保温し、12時間ご
とに攪拌を繰り返し、48時間後にポリエーテルポリオ
ールのプレポリマーを得た。このプレポリマー110g
に、水20g、テトラメチルエチレンジアミン( アミン
触媒) 0.1g、末端に水酸基を導入したシリコーン整泡
剤2.5gを混合した。
Further, the toner supply roller B used here,
C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O
And P were prepared by preparing a polyol prepolymer as the main raw material by the method shown below. 15% by mass of ethylene oxide and 85% of propylene oxide in glycerin
With 20 parts by mass of a polymer polyol having a solid content of about 28%, in which a polyether polyol having a molecular weight of 5000 with addition of mass% is a base polyol, and with a molecular weight of 3400 in which 75% by mass of ethylene oxide and 25% by mass of propylene oxide are added to glycerin. 40 parts by weight of a certain hydrophilic polyether polyol and 1 part of glycerin with ethylene oxide
A total weight of 90 g was obtained by combining 5 parts by mass and 40 parts by mass of a polyether polyol having a molecular weight of 4800 with addition of 85% by mass of propylene oxide.
20 g of a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate in a weight ratio of 8: 2 was mixed and sufficiently stirred, then, the mixture was kept at 60 ° C., and the stirring was repeated every 12 hours. After a period of time, a prepolymer of polyether polyol was obtained. 110 g of this prepolymer
20 g of water, 0.1 g of tetramethylethylenediamine (amine catalyst), and 2.5 g of a silicone foam stabilizer having a hydroxyl group introduced at the end were mixed.

【0021】この混合物を、円筒の内面両端付近の所定
位置に円環状の溝を有し、内表面がテフロン(登録商
標)でコーティングされ、端部が取り外し可能な蓋によ
り封鎖され、かつ中心部に硫黄快削鋼に亜鉛メッキを施
したシャフトを配置した円筒形の型に規定量(型の容積
に対応する値で、標準規定量を1とする)に対して0.9
〜1.5倍の範囲で注入量を調整して注入し、蓋を閉じ
て、70℃に調整した熱風オーブン中に8〜10時間放
置して、種々の硬度のポリウレタンフォームからなるト
ナー供給ローラを得た。また、円筒形の型として、その
円筒の内面に形成した円環状の溝の深さ、幅、ローラ両
端からの距離を変えたものを準備し、ローラ表面に設け
る円環状の凸条の高さ、幅、ローラ両端からの距離が異
なる種々のトナー供給ローラB,C,D,E,F,G,
H,I,J,K,L,M,N,OおよびPを得た。トナ
ー供給ローラPは、トナー供給ローラBと同様のローラ
表面に、シリコーン系塗料を塗布加工して表面摩擦抵抗
を低減したものである。トナー供給ローラB〜Pの、円
環状の凸条以外の部分の外径は16.0mmとした。トナ
ー供給ローラB〜Pは、図2に示すように、金属製の回
転軸11の周囲に発泡弾性体のローラ12を配した発泡
弾性ローラに構成されている。図2において、12aは
円環状の凸条である。本実施例では、このトナー供給ロ
ーラを図1に示したプリンターのトナー供給ローラ5と
して配置して、画像形成テストを行った。
This mixture has an annular groove at predetermined positions near both ends of the inner surface of the cylinder, the inner surface of which is coated with Teflon (registered trademark), the end of which is closed by a removable lid, and the center of which is formed. 0.9 for a specified amount (a standard specified amount is 1 at a value corresponding to the volume of the mold, which is a value corresponding to the volume of the mold) in a cylindrical mold in which a shaft plated with zinc free-cutting steel is placed.
The toner supply roller is made of polyurethane foam of various hardnesses by adjusting the injection amount in the range of up to 1.5 times, injecting it, closing the lid, and leaving it in a hot air oven adjusted to 70 ° C. for 8 to 10 hours. Got In addition, as a cylindrical mold, prepare one in which the depth, width, and distance from both ends of the annular groove formed on the inner surface of the cylinder are changed, and the height of the annular convex line provided on the roller surface is prepared. , Toner supply rollers B, C, D, E, F, G having different widths and distances from both ends of the roller.
H, I, J, K, L, M, N, O and P were obtained. The toner supply roller P is a roller similar to the toner supply roller B, in which a silicone-based paint is applied and processed to reduce the surface friction resistance. The outer diameter of the portions of the toner supply rollers B to P other than the ring-shaped protrusions was set to 16.0 mm. As shown in FIG. 2, the toner supply rollers B to P are foam elastic rollers in which a roller 12 made of a foam elastic material is arranged around a rotating shaft 11 made of metal. In FIG. 2, reference numeral 12a is an annular ridge. In this embodiment, this toner supply roller was arranged as the toner supply roller 5 of the printer shown in FIG. 1 and an image forming test was conducted.

【0022】また、本実施例では、図3に示す測定方法
によって、トナー供給ローラの圧縮バネ定数を、ローラ
の周方向およびローラの長手方向に亘って測定した。図
3に示すように、トナー供給ローラ5の回転軸11をV
ブロック13にて水平に同定し、ローラ12上部に設置
したフォースゲージ14を下方向に一定速度(0.1mm
/sec)で移動させて、フォースゲージ14の先端部
に設けた直径13mmの円板状圧縮治具(円板圧子)1
5によって約1.0mmの深さまで圧縮し、測定された応
力−歪曲線から、バネ定数を算出する方法にて行った。
本測定は、ローラ長手方向に対しては30mm間隔で、
ローラ周方向に対しては30度間隔で行い、平均値とし
て算出した。また、新東科学(株)製の摩擦試験機「H
EIDONトライボギア」を用い、図4に示す方法に従
って、トナー供給ローラの表面摩擦抵抗を測定した。図
4に示すようにトナー供給ローラ5を可動ステージ16
に固定し、摩擦速度100mm/分にて矢印の方向に移
動させた。摩擦の相手材は直径12mmのアクリル製丸
棒17であり、トナー供給ローラ5に対して直角方向に
配置し、負荷荷重19により負荷を0.1Nとして摩擦さ
せた。このときの摩擦抵抗をロードセル18により測定
した。摩擦の相手材としてアクリル材を選択したのは、
トナーの主成分がアクリル材に類似しており、この組み
合わせによる摩擦が、トナー供給ローラとトナーとの摩
擦を模擬するものとなるからである。
Further, in this embodiment, the compression spring constant of the toner supply roller was measured in the circumferential direction of the roller and the longitudinal direction of the roller by the measuring method shown in FIG. As shown in FIG. 3, the rotary shaft 11 of the toner supply roller 5 is set to V
The force gauge 14 installed on the upper part of the roller 12 is horizontally identified by the block 13 and is moved downward at a constant speed (0.1 mm).
/ Sec), and a disc-shaped compression jig (disc indenter) 1 having a diameter of 13 mm provided at the tip of the force gauge 14
5 was compressed to a depth of about 1.0 mm and the spring constant was calculated from the measured stress-strain curve.
This measurement is at 30 mm intervals in the longitudinal direction of the roller.
The measurement was performed at 30 degree intervals in the roller circumferential direction and calculated as an average value. In addition, the friction tester “H” manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.
The surface friction resistance of the toner supply roller was measured using "EIDON Tribogear" according to the method shown in FIG. As shown in FIG. 4, the toner supply roller 5 is moved to the movable stage 16
And was moved in the direction of the arrow at a friction speed of 100 mm / min. The material to be rubbed was an acrylic round bar 17 having a diameter of 12 mm, which was placed in a direction perpendicular to the toner supply roller 5 and rubbed with a load 19 of 0.1N. The frictional resistance at this time was measured by the load cell 18. The acrylic material was selected as the friction material,
This is because the main component of the toner is similar to the acrylic material, and the friction due to this combination simulates the friction between the toner supply roller and the toner.

【0023】本実施例に用いたトナー供給ローラは、図
3に示した方法によって、圧縮バネ定数測定を実施し、
さらに図4に示した方法によって、表面摩擦抵抗を測定
してから、図1に示したプリンターのトナー供給ローラ
5として配置して、画像形成テストを行った。また、現
像ローラ6として、現像ローラAを配置した。画像形成
テストは、A4サイズの用紙を縦方向に送り、恒温・恒
湿(25℃・50%RH)環境下で、濃灰色ベタ画像を
10枚印刷することにより行った。結果を表1に示す。
For the toner supply roller used in this embodiment, the compression spring constant was measured by the method shown in FIG.
Further, after the surface frictional resistance was measured by the method shown in FIG. 4, the printer was arranged as the toner supply roller 5 of the printer shown in FIG. 1 and an image forming test was conducted. Further, the developing roller A is arranged as the developing roller 6. The image forming test was carried out by feeding A4 size paper in the longitudinal direction and printing 10 dark gray solid images under a constant temperature and constant humidity (25 ° C., 50% RH) environment. The results are shown in Table 1.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、トナー供給ローラと現
像ローラとの間でトナーが摩擦される際にローラ中央か
らローラ両端方向へ押し広げられるトナーに対してロー
ラ表面両端付近に形成された円環状の凸条がトナー移動
に対する障壁となり、トナー移動量が調整される結果、
ローラ長手方向全域に亘って一定量のトナーを現像ロー
ラへ供給することができ、さらにローラ表面の摩擦抵抗
係数および発泡弾性体層の硬度が適性となり、トナー供
給ローラの現像ローラへの押し付けおよび摩擦が好適と
なり、トナー供給ローラと現像ローラとの間で行なわれ
るトナー搬送、トナー帯電やトナー掻き取りが好適に行
なわれるので、ピッチむらや濃度むらなどの欠陥のない
良好な画像を形成することができる。従って、本発明の
トナー供給ローラを搭載した現像装置によれば、良好な
画像を確実に得ることができる。
According to the present invention, when the toner is rubbed between the toner supply roller and the developing roller, it is formed near both ends of the roller surface with respect to the toner which is spread from the center of the roller toward both ends of the roller. The ring-shaped ridge becomes a barrier against toner movement, and as a result, the toner movement amount is adjusted,
A certain amount of toner can be supplied to the developing roller over the entire area in the longitudinal direction of the roller, and the coefficient of frictional resistance of the roller surface and the hardness of the elastic foam layer become appropriate. Is preferable, and the toner conveyance, the toner charging and the toner scraping performed between the toner supply roller and the developing roller are preferably performed, so that a good image without defects such as pitch unevenness and density unevenness can be formed. it can. Therefore, according to the developing device equipped with the toner supply roller of the present invention, it is possible to surely obtain a good image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る現像装置の一例であるレーザー
プリンターの現像部の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a developing unit of a laser printer which is an example of a developing device according to the present invention.

【図2】 本発明に係るトナー供給ローラの概略斜視図
である。
FIG. 2 is a schematic perspective view of a toner supply roller according to the present invention.

【図3】 実施例に示したトナー供給ローラの圧縮バネ
定数の測定法を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a method for measuring the compression spring constant of the toner supply roller shown in the embodiment.

【図4】 実施例に示したトナー供給ローラの表面摩擦
抵抗の測定法を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a method for measuring the surface frictional resistance of the toner supply roller shown in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:感光体 2:1次帯電器 3:LEDアレイプリントヘッド 4:トナーカートリッジ 5:トナー供給ローラ 6:現像ローラ 7:ペーパーマガジン 8:転写帯電器 9:熱定着器 10:クリーニングユニット 11:回転軸 12:発泡弾性体ローラ 12a:円環状の凸条 13:Vブロック 14:フォースゲージ 15:圧縮治具(円板圧子) 16:可動ステージ 17:アクリル製丸棒 19:負荷荷重 1: photoconductor 2: Primary charger 3: LED array print head 4: Toner cartridge 5: Toner supply roller 6: Developing roller 7: Paper magazine 8: Transfer charger 9: Heat fixing device 10: Cleaning unit 11: rotation axis 12: Foam elastic roller 12a: annular ridge 13: V block 14: Force gauge 15: Compression jig (disk indenter) 16: Movable stage 17: Acrylic round bar 19: Applied load

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に担持したトナーを画像形成体に搬
送することにより可視画像を形成する現像ローラに当接
して、該現像ローラにトナーを供給するトナー供給ロー
ラであって、シャフトと該シャフトの外周に形成された
発泡弾性体層からなり、該発泡弾性体層表面のローラ長
手方向両端から10〜30mmの位置に、高さが0を超
え1mm以下で、幅が1〜5mmの円環状の凸条が形成
され、ローラ表面の摩擦抵抗係数が0.4〜3.0であり、
かつ発泡弾性体層の圧縮バネ定数が0.25〜5.0N/m
mであることを特徴とするトナー供給ローラ。
1. A toner supply roller that supplies toner to a developing roller that forms a visible image by conveying toner carried on the surface to an image forming body and supplies the toner to the developing roller, the shaft and the shaft. An annular ring having a height of more than 0 and 1 mm or less and a width of 1 to 5 mm at a position of 10 to 30 mm from both ends in the roller longitudinal direction on the surface of the foamed elastic body layer. The ridges are formed, and the frictional resistance coefficient of the roller surface is 0.4 to 3.0,
Moreover, the compression spring constant of the foam elastic layer is 0.25 to 5.0 N / m.
The toner supply roller is characterized by being m.
【請求項2】 円環状の凸条が、発泡弾性体層表面のロ
ーラ長手方向両端から20〜30mmの位置にあり、高
さが0.5〜1mmで、幅が1〜3mmのものである請求
項1に記載のトナー供給ローラ。
2. The ring-shaped ridges are located 20 to 30 mm from both ends in the roller longitudinal direction on the surface of the foamed elastic body layer, and have a height of 0.5 to 1 mm and a width of 1 to 3 mm. The toner supply roller according to claim 1.
【請求項3】 シャフトが良導電性シャフトであり、発
泡弾性体層が導電性発泡弾性層である請求項1または2
に記載のトナー供給ローラ。
3. The shaft is a good conductive shaft, and the foam elastic body layer is a conductive foam elastic layer.
The toner supply roller described in 1.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載のトナー
供給ローラを搭載した現像装置。
4. A developing device equipped with the toner supply roller according to claim 1.
【請求項5】 請求項4に記載の現像装置を装着した画
像形成装置。
5. An image forming apparatus equipped with the developing device according to claim 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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