JP2004070007A

JP2004070007A - Toner supply roller and method of manufacturing the same

Info

Publication number: JP2004070007A
Application number: JP2002229218A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yamamoto; 山本　敏博
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2004-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner supply roller which has excellent capability of supplying toner and with which a satisfactory image can be obtained, and to provide a method of manufacturing the roller. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus, the toner supply roller 1 supplies a toner to a developing roller, and is provided with a core 11, an elastic porous body 13 (formed from an elastic porous material such as urethane foam, for example) surrounding the core, and a short fiber body 15 formed by flocking short fiber (for example, polyamide) to the surface of the elastic porous layer. It is preferable that the elastic porous layer is formed from an elastic porous material having 30 to 3,000cells/25mm and an Aska C stiffness of 0.5 to 50°. The method of manufacturing the toner supply roller includes a short fiber body formation process in which the short fiber is electrostatically planted onto the surface of the elastic porous layer formed on the periphery of the core. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー供給ローラ及びその製造方法に関する。更に詳しくは、トナー供給能力等に優れ、現像ローラに適正な量のトナーを供給することができ、良好な画像を得ることのできるトナー供給ローラ及びその製造方法に関する。
本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等に適用される電子写真方式の画像形成装置に広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に静電潜像を形成し、それを現像剤であるトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体に静電的に転写する方式のものが広く採用されている。
【０００３】
ところが、近年、この方式の画像形成装置に対する高画質化の要求が高まりつつあり、その一つの方法として、現像剤として用いられるトナー粒子の小径化及び球形化が進められている。このような微小化、真球化された現像剤を従来の画像形成装置に適用すると、比較的低密度で連泡性のシリコーンやポリウレタンで構成された弾性多孔体を備えるトナー供給ローラの気泡内部に、従来の場合以上に大きな速度でトナーが入り込んで蓄積されていき、トナー供給ローラの内部にまで現像剤が充填されて、ローラ表面が固くなり、現像ローラへのトナー供給が行われなくなったり、トナーが現像ローラの表面に融着、いわゆるトナーフィルミングを起こしたりして、著しい画像欠陥を引き起こす現象が発生することが分かった。
【０００４】
これらのことを解決するため、▲１▼ウレタンフォームの平均セル径を規定することで、トナー詰まりを抑制するもの（例えば、特開平３−１５５５７５号公報、及び特開２００２−６６１８号公報等）、▲２▼最外層に単泡性発泡体、内層に連泡性発泡体を用い、最外層においてトナーの侵入を抑制するもの（例えば、特開平５−１８１３５２号公報等）、▲３▼連泡性発泡体を内層と外層との二層で構成し、その間にトナーの侵入をくい止めるバリア層を設けたもの（例えば、特開平７−３６２７３号公報、及び特開２０００−１０４７２８号公報等）、及び▲４▼ローラ芯体表面に多数のファイバを植毛したもの（例えば、特開平１０−１２３８２１号公報等）などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、平均セル径を小さくすることで、セル構造へのトナーの侵入、充填を抑制するものである▲１▼では、微細セルが必要であるため、これを実現するためには、弾性多孔体の密度を大きくする必要があり、その結果、硬度が上昇してしまい、トナーが供給ローラと現像ローラとの間で高い応力を受けるようになるためトナー供給ローラや現像ローラ表面へのトナー固着が起こりやすくなり、画像の不具合をもたらす。
▲２▼では、最外層が単泡であるため、また、▲３▼では、バリア層の効果により、内層の発泡体へのトナーの侵入や充填は起こらないが、▲２▼、▲３▼いずれの場合も外層部の発泡体セルにトナーが侵入し、セル表面への固着やトナー詰まりが起こる。これにより内部まで侵入する場合よりは軽度であるが、画像不具合を招く。
更に、▲４▼では、使用と共に、ファイバの屈曲変形が次第に大きくなり、いわゆる毛倒れ状態になる。このような状態になると、ファイバからトナーに作用する力が小さくなってしまい、トナー供給ローラと現像ローラとの接触量が小さくなり、トナー供給能力とトナー掻き落とし力が不足し、適正な量のトナーを供給することができない場合がある。こうならないように、繊維の剛性を高めたり、繊維径を太くすると、今度は現像ローラ表面を傷つけたり、摩耗させたりして、良好な現像を行うことができない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、トナー供給能力等に優れ、現像ローラに適正な量のトナーを供給することができ、良好な画像を得ることのできるトナー供給ローラ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、トナー供給ローラの構成において検討した結果、芯材と、トナーを供給する能力に優れる短繊維体との間に、現像ローラと当接された場合に圧縮変形する弾性多孔質層を設けることにより、トナー詰まりを起こさず、現像ローラにトナーを良好に供給でき、更には現像ローラ表面に現像されずに残ったトナーを小さな凝集単位のまま、ローラ表面を傷付けることなく掻き取ることができ、良好な画像を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明のトナー供給ローラは、画像形成装置において、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラであって、芯材と、該芯材を囲繞する弾性多孔質層と、該弾性多孔質層表面に短繊維が植毛されて形成された短繊維体とを備えることを特徴とする。
また、上記弾性多孔質層は、セル数が３０〜３０００個／２５ｍｍ、且つアスカＣ硬度が０．５〜５０°の弾性多孔質体からなるトナー供給ローラとすることができる。
更に、上記短繊維の長さは、０．１〜２ｍｍであるトナー供給ローラとすることができる。
また、上記短繊維体は、接着層により上記弾性多孔質層の表面に固着されているトナー供給ローラとすることができる。
本発明のトナー供給ローラの製造方法は、上記トナー供給ローラの製造方法であって、芯材の周面に形成された弾性多孔質層表面に、短繊維を静電力により植毛する短繊維体形成工程を備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
上記「芯材」は、十分な機械的強度を有し、その表面に弾性多孔質層を支持できるものであればよく、その材質等は特に限定されない。この芯材としては、例えば、快削鋼等にめっきを施した芯材、アルミニウム合金及びステンレス鋼等からなる芯材、樹脂製の基体にめっきを施し、導電性を付与した芯材等を使用することができる。
また、芯材の長さ方向の断面形状は、特に限定されないが、通常、円形又は略円形であり、楕円形、四角又は三角形等の形状であってもよい。更に、この芯材は中実体であっても、中空体であってもよい。
【００１０】
上記「弾性多孔質層」は、弾性多孔質体からなり、芯材の周面に形成されているものである。この弾性多孔質体としては、例えば、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、メラミンフォーム、エチレンプロピレン非共役ジエンゴムスポンジフォーム、及びクロロプレンゴムスポンジフォーム等が挙げられる。なかでも、ウレタンフォームが用いられることが多い。また、ウレタンフォームなどのようにセル膜を有しているものは、除膜処理されていてもよいが、この場合、トナーがセルの内部まで侵入し易くなることがあるため、除膜処理されていない方が好ましい。
【００１１】
この弾性多孔質体の硬度は特に限定されないが、アスカＣ硬度が０．５〜５０°であることが好ましく、より好ましくは０．５〜４０°、更に好ましくは０．５〜３０°である。このアスカＣ硬度が０．５〜５０°である場合、トナーを固着させることがなく、トナーフィルミングの発生を十分に抑えることができ、よりトナー供給能力に優れる。
また、弾性多孔質体のセル数は、特に限定されないが、３０〜３０００個／２５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜３０００個／２５ｍｍ、更に好ましくは５０〜３０００個／２５ｍｍである。このセル数が３０〜３０００個／２５ｍｍである場合、弾性多孔質層へのトナー詰まりがより低減される。
更に、弾性多孔質体の圧縮永久歪が小さいほど、長期に渡って十分なニップ量で現像ローラに当接できるため好ましい。
【００１２】
特に、弾性多孔質体のアスカＣ硬度が０．５〜５０°であり、且つセル数が３０〜３０００個／２５ｍｍであることが好ましく、より好ましくはアスカＣ硬度が０．５〜４０°であり、且つセル数が４０〜３０００個／２５ｍｍ、更に好ましくはアスカＣ硬度が０．５〜３０°であり、且つセル数が５０〜３０００個／２５ｍｍである。このような組み合わせの場合、トナー詰まりを起こさず、トナー供給能力及びトナー掻き取り能力に優れ、現像ローラを傷付けることなく、良好な画像を与えることができる。
【００１３】
上記「短繊維体」は、弾性多孔質層の表面に複数の短繊維が植毛されて形成されている。この短繊維体は、通常、接着層により弾性多孔質層の表面に固着されている。
短繊維は、トナーを掻き落とすのに十分な硬度を有するものであればよく、例えば、ポリアミド、ポリエステル、アクリル及びレーヨン等の樹脂繊維などが用いられる。また、導電性物質を練り込んで繊維状にしたもの、繊維表面に導電性高分子や無機導電性物質を付着したもの等の導電性繊維を使用することもできる。導電性繊維としては、例えば、商品名「サンダーロン」（日本蚕毛株式会社製）、商品名「ＲＥＣ−Ｂ」（ユニチカ株式会社製）、商品名「ベルトロン」（株式会社カネボウ製）等が挙げられる。
【００１４】
短繊維の長さは特に限定されないが、０．１〜２ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．１〜１．５ｍｍ、更に好ましくは０．２〜１．５ｍｍ、特に好ましくは０．２〜１ｍｍである。この長さが０．１〜２ｍｍである場合、毛倒れ状態になりにくく、トナーを現像ローラに良好に供給することができる。更には、現像ローラを傷付けることなく、現像ローラに残った余剰のトナーを小さな凝集体のまま十分に掻き落とすことができる。
また、短繊維の太さは特に限定されないが、０．５〜４ｄＴであることが好ましく、より好ましくは０．５〜３ｄＴ、更に好ましくは１〜３ｄＴ、特に好ましくは１〜２．５ｄＴである。この太さが０．５〜４ｄＴである場合、トナーが繊維の間をすり抜けにくく、よりトナー供給能力に優れる。更には、現像ローラに残ったトナーを、現像ローラを傷付けることなく、十分に掻き落とすことができる。
【００１５】
短繊維は弾性多孔質層の表面に均一に植毛されていることが好ましく、弾性多孔質層の表面に対する短繊維の本数の割合は、その太さにもよるが特に限定されず、５０〜１０００本／ｍｍ^２であることが好ましく、より好ましくは７５〜８００本／ｍｍ^２、更に好ましくは８０〜６００本／ｍｍ^２である。この割合が５０〜１０００本／ｍｍ^２である場合、トナーを現像ローラに良好に供給することができ、更には現像ローラを傷付けることなく、現像ローラに残った余剰のトナーを十分に掻き落とすことができる。
また、短繊維は、弾性多孔質層に対して、３０〜９０°の角度で植毛されていることが好ましく、より好ましくは５０〜９０°、更に好ましくは７０〜９０°である。この角度が９０°に近いほど、トナーを現像ローラに良好に供給することができ、更には現像ローラに残った余剰のトナーを現像ローラを傷付けることなく、十分に掻き落とすことができる。
【００１６】
短繊維体を固着する接着層を形成する接着剤としては、公知の接着剤を用いることができ、例えば、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、合成ゴム及び天然ゴム等を主成分とする接着剤を用いることができる。また、これらの樹脂を主成分とする水系接着剤は、弾性多孔質層を膨潤させることが少ないため好ましい。特に、この樹脂としてはアクリル樹脂であることが好ましい。例えば、アクリル樹脂は、非反応性ポリアクリル酸エステル（非架橋型）、反応性ポリアクリル酸エステル（メチロールメラミンを架橋剤として用いる）及び自己架橋型ポリアクリル酸エステルに分けられ、反応型、自己架橋型は耐水性、耐アルカリ性、耐溶剤性等に優れるため、多く用いられている。また、反応型アクリル樹脂の場合、物性を改良するために官能基としてカルボキシル基、アミド、アミノ基、エポキシ基、及び／又はヒドロキシル基等を導入したものであってもよい。
【００１７】
また、本発明のトナー供給ローラにおいては、弾性多孔質層、短繊維体及び短繊維体を弾性多孔質層に固着する接着層のうちの少なくとも１種が導電性を有していることが好ましい。これらが導電性を有していることにより、ファンデルワールス力や、摩擦帯電による静電気力に加え、電圧印加による静電気力をトナーに対して作用させることができ、トナーの帯電電位を必要なレベルに調節することができる。この場合、短繊維体が長手方向や周方向にほぼ一定の電位となるようにする必要があるため、弾性多孔質層、短繊維体及び接着層のうちの導電性を有するものの体積抵抗率が１０^−６〜１０^１０Ωｃｍであることが好ましく、特に１０^−４〜１０^８Ωｃｍであることが好ましい。
【００１８】
本発明のトナー供給ローラの製造方法は特に限定されないが、例えば、芯材１１の周面に形成された弾性多孔質層１３表面に、静電力により短繊維を植毛し、短繊維体１５を形成することにより図１に示すようなトナー供給ローラ１を製造することができる。
この芯材の周面に弾性多孔質層が形成されたローラは、例えば、弾性多孔質体ブロックを形成し、芯材を挿通させるための孔を開け、その後、接着剤を塗布した芯材を挿入し、弾性多孔質体ブロックと芯材とを接着し、次いで、芯材を回転させながらローラ形状となるように外形を研磨等することにより得ることができる。また、仮シャフトを用いたモールド成形等により得られたものであってもよい。
【００１９】
また、短繊維体の形成は、通常、静電力を利用した静電植毛法により行われる。具体的には、芯材の周面に形成された弾性多孔質層の表面に、短繊維体を固着するための接着剤を塗布し、導電性シャフトに高電圧を印加しながら、所定長さの短繊維を弾性多孔質層に向けて供給し、静電的に接着剤が塗布された弾性多孔質層に植え込み、その後、接着剤を乾燥及び／又は硬化させることで短繊維体を弾性多孔質層に固着させる。
この際の接着剤の塗布量は、所望の本数の短繊維を固着できれば特に限定されないが、２０ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、より好ましくは２０〜２００ｇ／ｍ^２、更に好ましくは４０〜１５０ｇ／ｍ^２である。
また、接着剤の塗布方法は、公知の方法を用いることができ、特に限定されないが、例えば、スプレー塗布、ロールコート及び浸漬塗布等の方法が挙げられる。なかでも、均一に塗布することができ、塗布量の制御が容易であり、且つ塗布後の不要のラテックス液等を絞ったりするなどの後工程を必要としない、スプレー塗布法により塗布することが好ましい。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
（１）トナー供給ローラの製造
実施例１
図２を用いて、実施例１のトナー供給ローラ１の製造方法を説明する。
芯材１１（直径；５ｍｍ、長さ；２５０ｍｍ、材質；ＳＵＭ２２）の表面に、厚さ２０μｍ程度となるようにホットメルト接着剤（乾燥後、接着層１２となる。）を塗布し、この芯材１１を、予め芯材１１を挿通させるための孔を開けた弾性多孔質体（エステル系軟質ウレタンフォーム、株式会社イノアックコーポレーション製、アスカＣ硬度；０．５°、セル数；５０個／２５ｍｍ、密度；３０ｋｇ／ｍ^３、体積抵抗率；１０^１２Ωｃｍ）の孔に挿通し、加熱して接着させた。その後、外形を研削、研磨し、弾性多孔質層１３を備えるローラ（直径；１４ｍｍ）を製造した。次いで、得られたローラの弾性多孔質層１３表面に、アクリル系ラテックス接着剤（不揮発分；約４５％）１００部に、導電性カーボンブラック（ライオン株式会社製、商品名「ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ」）５０部、純水５０部を加えて十分に混合したものを、塗着量が１０ｇとなるようにスプレー塗布した。その後、静電植毛装置（株式会社メサック製）により、ナイロン６繊維（長さ；１ｍｍ、太さ；１．７ｄＴ）を５０ｋＶの電圧で、ローラの弾性多孔質層１３に対して垂直の向きとなるように植毛（植毛密度；５００本／ｍｍ^２）し、温度１２０℃に調整した熱風循環乾燥炉内で３０分間乾燥させ、弾性多孔質層１３の表面に接着層１４により固着された短繊維体１５を備えるトナー供給ローラ１を製造した。
【００２１】
比較例１（短繊維体を有していないトナー供給ローラ）
実施例１で用いたエステル系軟質ウレタンフォームに代えて、導電性軟質ウレタンフォーム（株式会社イノアックコーポレーション製、アスカＣ硬度；０．５°、セル数；７０個／２５ｍｍ、密度；５０ｋｇ／ｍ^３、体積抵抗率；１０^６Ωｃｍ）を弾性多孔質体として用い、且つ短繊維体を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてトナー供給ローラを製造した。
【００２２】
（２）トナー供給ローラの性能評価
実施例及び比較例のトナー供給ローラを用い、市販のレーザープリンタのトナー供給ローラと取り替えて、温度１０℃、湿度１５％の条件下、及び温度２８℃、湿度８５％の条件下において、黒ベタ画像の印刷を３００００枚連続で行い、１００００、２００００及び３００００枚の各枚数の印刷時における画像の評価（印刷画像の汚れ、にじみ、擦れ、ぼけ等の有無）を目視により行った。その結果を表１に示す。尚、この評価は、実施例及び比較例のローラをそれぞれ３本ずつ用いて行った。
（評価基準）
「○」は、３本全てにおいて、汚れ、にじみ、擦れ及びぼけ等の画像不良が無かったことを示す。
「△」は、３本のうち１〜２本において、汚れ、にじみ、擦れ及びぼけ等の画像不良が有ったことを示す。
「×」は、３本全てにおいて、汚れ、にじみ、擦れ及びぼけ等の画像不良が有ったことを示す。
【００２３】
また、実施例１のトナー供給ローラの表面及び断面を光学顕微鏡により観察し、このトナー供給ローラの顕微鏡写真による説明図を図３（トナー供給ローラの表面、倍率；２５倍）及び図４（トナー供給ローラの断面、倍率；１００倍）に示した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
（３）実施例の効果
表１によれば、短繊維体を有していない比較例１のトナー供給ローラでは、温度１０℃、湿度１５％の条件下においては、１００００枚の評価は「○」であったが、２００００枚の評価が「△」（画像不良は３本のうち２本）であり、３００００枚の評価が「×」であった。また、温度２８℃、湿度８５％の条件下においては、１００００枚の評価は「○」であったが、２００００枚及び３００００枚の評価が共に「×」であった。このように、比較例１のトナー供給ローラは、現像ローラへのトナー供給能力、及び現像ローラに残ったトナーの掻き取り能力が劣っており、良好な印刷画像を得ることができなかった。
【００２６】
これに対して、実施例１のトナー供給ローラは、温度１０℃、湿度１５％の条件下、及び温度２８℃、湿度８５％の条件下において、１００００〜３００００枚の評価が全て「○」であった。このように、実施例１のトナー供給ローラは、トナー供給能力及びトナー掻き取り能力に優れ、良好な印刷画像をえることができた。
また、図３及び４によれば、実施例１のトナー供給ローラの弾性多孔質層の表面には、複数の短繊維が植毛されて短繊維体が形成されていることが分かる。
更に、実施例１のトナー供給ローラでは、短繊維体を固着している接着層が導電性を有しているため、トナーの帯電電位を調節することが容易となっている。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のトナー供給ローラは、短繊維体が現像ローラに当接する際、弾性多孔質層が圧縮変形し、短繊維体のたわみ量が少なくなって毛倒れが防止され、更には短繊維体と現像ローラとの接触面積がより広く確保されるため、現像ローラへのトナー供給能力に優れる。また、現像ローラに残ったトナーを固着させることなく、小さな凝集単位のまま掻き取ることができる。そのため、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等に適用される電子写真方式の画像形成装置に有用である。
また、弾性多孔質層を構成する弾性多孔体のセル数及び硬度を特定の範囲の値とした場合には、トナー詰まりを起こさず、トナー供給能力等に優れ、現像ローラを傷付けることなく、良好な画像を与えることができるトナー供給ローラとすることができる。
更に、短繊維体を構成する短繊維の長さを特定の範囲の値とした場合には、トナーを現像ローラに良好に供給することができ、更には現像ローラに残ったトナーを、現像ローラを傷付けることなく、十分に掻き落とすことができるトナー供給ローラとすることができる。
また、弾性多孔質層の表面に短繊維体を接着層により固着した場合には、短繊維体が弾性多孔質層に強固に固定され、安定してトナーを現像ローラに供給することができるトナー供給ローラとすることができる。
本発明の製造方法によれば、トナー供給能力及びトナー掻き取り能力に優れ、良好な画像を得ることのできるトナー供給ローラを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トナー供給ローラを説明する模式図である。
【図２】トナー供給ローラの断面を説明する模式図である。
【図３】実施例１のトナー供給ローラの表面の光学顕微鏡による説明図である。
【図４】実施例１のトナー供給ローラの断面の光学顕微鏡による説明図である。
【符号の説明】
１；トナー供給ローラ、１１；芯材、１２；接着層、１３；弾性多孔質層、１４；接着層、１５；短繊維体。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner supply roller and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a toner supply roller which is excellent in toner supply capability and the like, can supply an appropriate amount of toner to a developing roller, and can obtain a good image, and a method of manufacturing the same.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is widely used in an electrophotographic image forming apparatus applied to a copier, a laser printer, a facsimile, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, and a facsimile, an electrostatic latent image is formed on a photosensitive member, and the electrostatic latent image is developed with a toner as a developer to form a toner image. A method of electrostatically transferring the toner image to a recording medium is widely used.
[0003]
However, in recent years, there has been an increasing demand for higher image quality in this type of image forming apparatus, and as one of the methods, reduction in diameter and spheroidization of toner particles used as a developer has been promoted. When such a miniaturized and sphered developer is applied to a conventional image forming apparatus, the inside of a bubble of a toner supply roller having an elastic porous body made of silicone or polyurethane having relatively low density and open cells can be obtained. However, the toner enters and accumulates at a higher speed than in the conventional case, and the developer is filled up to the inside of the toner supply roller, the roller surface becomes hard, and the toner supply to the developing roller is not performed. It has been found that a phenomenon occurs in which the toner is fused to the surface of the developing roller, so-called toner filming occurs, and a remarkable image defect is caused.
[0004]
In order to solve these problems, {circle around (1)} the toner cell is suppressed by defining the average cell diameter of the urethane foam (for example, JP-A-3-155575 and JP-A-2002-6618). (2) a single-cell foam for the outermost layer and a continuous-cell foam for the inner layer to suppress toner intrusion in the outermost layer (for example, JP-A-5-181352, etc.); A foamed foam composed of two layers, an inner layer and an outer layer, provided with a barrier layer between them to prevent the intrusion of toner (for example, JP-A-7-36273 and JP-A-2000-104728). And (4) those in which a large number of fibers are implanted on the surface of a roller core (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-123821).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, by reducing the average cell diameter, the intrusion and filling of the toner into the cell structure is suppressed. In (1), since fine cells are required, an elastic porous material must be used to realize this. Therefore, the hardness increases, and the toner is subjected to a high stress between the supply roller and the developing roller. More likely to occur, causing image defects.
In the case of (2), the outermost layer is a single cell, and in the case of (3), the penetration and filling of the toner into the foam of the inner layer does not occur due to the effect of the barrier layer, but (2), (3) In any case, the toner enters the foam cell in the outer layer, and sticks to the cell surface and clogs the toner. Although this is lighter than the case where it penetrates into the inside, it causes an image defect.
Further, in the case of (4), the bending deformation of the fiber gradually increases with use, and a so-called hair falling state occurs. In such a state, the force acting on the toner from the fiber is reduced, the contact amount between the toner supply roller and the developing roller is reduced, the toner supply capability and the toner scraping force are insufficient, and an appropriate amount of toner is removed. In some cases, toner cannot be supplied. If the rigidity of the fiber is increased or the fiber diameter is increased so as not to cause such a problem, the surface of the developing roller is damaged or worn, and satisfactory development cannot be performed.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an excellent toner supply capability and the like, can supply an appropriate amount of toner to a developing roller, and can obtain a good image, and a method of manufacturing the same. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have studied the configuration of the toner supply roller. As a result, the elastic porous material that is compressed and deformed when brought into contact with the developing roller is disposed between the core material and the short fiber body having excellent toner supply ability. By providing the layer, it is possible to supply the toner to the developing roller satisfactorily without causing toner clogging, and to scrape off the toner remaining undeveloped on the surface of the developing roller in small aggregation units without damaging the roller surface. And found that a good image could be obtained, and completed the present invention.
[0008]
The toner supply roller of the present invention is a toner supply roller for supplying toner to a developing roller in an image forming apparatus, wherein the core material, an elastic porous layer surrounding the core material, and the elastic porous layer And a short fiber body formed by planting short fibers on the surface.
Further, the elastic porous layer may be a toner supply roller formed of an elastic porous body having 30 to 3000 cells / 25 mm in number of cells and having an Aska C hardness of 0.5 to 50 °.
Further, the short fiber may be a toner supply roller having a length of 0.1 to 2 mm.
Further, the short fiber body may be a toner supply roller fixed to the surface of the elastic porous layer by an adhesive layer.
The method for manufacturing a toner supply roller according to the present invention is the method for manufacturing a toner supply roller, wherein the short fiber body is formed by implanting short fibers by electrostatic force on the surface of the elastic porous layer formed on the peripheral surface of the core material. It is characterized by comprising a step.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The "core material" is not particularly limited as long as it has sufficient mechanical strength and can support an elastic porous layer on its surface. As the core material, for example, a core material obtained by plating a free-cutting steel or the like, a core material made of an aluminum alloy, stainless steel, or the like, a core material obtained by plating a resin base and imparting conductivity are used. can do.
The cross-sectional shape in the length direction of the core material is not particularly limited, but is generally circular or substantially circular, and may be elliptical, square, or triangular. Further, the core material may be a solid body or a hollow body.
[0010]
The “elastic porous layer” is made of an elastic porous body, and is formed on a peripheral surface of a core material. Examples of the elastic porous body include urethane foam, polyethylene foam, melamine foam, ethylene propylene non-conjugated diene rubber sponge foam, and chloroprene rubber sponge foam. Above all, urethane foam is often used. Further, those having a cell film, such as urethane foam, may be subjected to the film removal treatment. However, in this case, since the toner may easily enter the inside of the cell, the film removal treatment may be performed. Not preferred.
[0011]
The hardness of the elastic porous body is not particularly limited, but the Asuka C hardness is preferably 0.5 to 50 °, more preferably 0.5 to 40 °, and still more preferably 0.5 to 30 °. . When the Aska C hardness is 0.5 to 50 °, the toner is not fixed, the occurrence of toner filming can be sufficiently suppressed, and the toner supply ability is more excellent.
The number of cells of the elastic porous body is not particularly limited, but is preferably 30 to 3000 cells / 25 mm, more preferably 40 to 3000 cells / 25 mm, and still more preferably 50 to 3000 cells / 25 mm. When the number of cells is 30 to 3000 cells / 25 mm, clogging of the elastic porous layer with toner is further reduced.
Further, the smaller the permanent compression set of the elastic porous body, the more preferable it is because it can contact the developing roller with a sufficient nip amount over a long period of time.
[0012]
In particular, the elastic porous body preferably has an Asuka C hardness of 0.5 to 50 ° and a number of cells of 30 to 3000 cells / 25 mm, more preferably 0.5 to 40 °. And the number of cells is 40 to 3000 cells / 25 mm, more preferably the Asuka C hardness is 0.5 to 30 °, and the number of cells is 50 to 3000 cells / 25 mm. In the case of such a combination, toner clogging does not occur, toner supply ability and toner scraping ability are excellent, and a good image can be given without damaging the developing roller.
[0013]
The "short fiber body" is formed by implanting a plurality of short fibers on the surface of the elastic porous layer. This short fiber body is usually fixed to the surface of the elastic porous layer by an adhesive layer.
The short fibers need only have a hardness sufficient to scrape off the toner, and for example, resin fibers such as polyamide, polyester, acryl and rayon are used. In addition, conductive fibers such as those obtained by kneading a conductive substance into a fibrous form, or those obtained by attaching a conductive polymer or an inorganic conductive substance to the fiber surface can also be used. Examples of the conductive fiber include “Sanderon” (trade name, manufactured by Nippon Sericulture Co., Ltd.), “REC-B” (trade name, manufactured by Unitika Ltd.), and “Bertron” (trade name, manufactured by Kanebo Co., Ltd.). No.
[0014]
The length of the short fiber is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 2 mm, more preferably 0.1 to 1.5 mm, further preferably 0.2 to 1.5 mm, and particularly preferably 0.2 to 1.5 mm. １1 mm. When the length is 0.1 to 2 mm, the hair does not easily fall down, and the toner can be satisfactorily supplied to the developing roller. Furthermore, the surplus toner remaining on the developing roller can be sufficiently scraped off as a small aggregate without damaging the developing roller.
The thickness of the short fiber is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 4 dT, more preferably 0.5 to 3 dT, still more preferably 1 to 3 dT, and particularly preferably 1 to 2.5 dT. . When the thickness is 0.5 to 4 dT, the toner does not easily pass between the fibers, and the toner supply ability is more excellent. Further, the toner remaining on the developing roller can be sufficiently scraped off without damaging the developing roller.
[0015]
It is preferable that the short fibers are uniformly implanted on the surface of the elastic porous layer, and the ratio of the number of the short fibers to the surface of the elastic porous layer is not particularly limited, though depending on the thickness thereof, and is 50 to 1000. it is preferably present / mm ^2, more preferably from 75 to 800 present / mm ^2, more preferably from 80 to 600 present / mm ^2. When the ratio is 50 to 1000 lines / mm ² , the toner can be satisfactorily supplied to the developing roller, and the excess toner remaining on the developing roller can be sufficiently scraped off without damaging the developing roller. Can be.
The short fibers are preferably planted at an angle of 30 to 90 ° with respect to the elastic porous layer, more preferably 50 to 90 °, further preferably 70 to 90 °. The closer this angle is to 90 °, the better the toner can be supplied to the developing roller, and the more excess toner remaining on the developing roller can be sufficiently scraped off without damaging the developing roller.
[0016]
As the adhesive for forming the adhesive layer for fixing the short fiber body, a known adhesive can be used. For example, an adhesive containing acrylic resin, polyvinyl acetate, polyurethane, synthetic rubber, natural rubber, or the like as a main component. Can be used. A water-based adhesive containing these resins as a main component is preferable because it hardly swells the elastic porous layer. In particular, the resin is preferably an acrylic resin. For example, acrylic resins are classified into non-reactive polyacrylates (non-cross-linked), reactive polyacrylates (using methylolmelamine as a cross-linking agent), and self-cross-linked polyacrylates. The crosslinked type is widely used because it has excellent water resistance, alkali resistance, solvent resistance and the like. In the case of a reactive acrylic resin, a carboxyl group, an amide, an amino group, an epoxy group, and / or a hydroxyl group may be introduced as a functional group in order to improve physical properties.
[0017]
In the toner supply roller of the present invention, it is preferable that at least one of the elastic porous layer, the short fiber body, and the adhesive layer for fixing the short fiber body to the elastic porous layer has conductivity. . Since these have conductivity, in addition to van der Waals force and electrostatic force due to frictional charging, electrostatic force due to voltage application can act on the toner, and the toner charging potential can be adjusted to a required level. Can be adjusted. In this case, since the short fibrous body needs to have a substantially constant potential in the longitudinal direction and the circumferential direction, the volume resistivity of the conductive material among the elastic porous layer, the short fibrous body, and the adhesive layer is low. It is preferably from 10 ⁻⁶ to 10 ¹⁰ Ωcm, and particularly preferably from 10 ⁻⁴ to 10 ⁸ Ωcm.
[0018]
The method for manufacturing the toner supply roller of the present invention is not particularly limited. For example, short fibers are implanted on the surface of the elastic porous layer 13 formed on the peripheral surface of the core material 11 by electrostatic force to form the short fiber body 15. By doing so, the toner supply roller 1 as shown in FIG. 1 can be manufactured.
A roller in which an elastic porous layer is formed on the peripheral surface of the core material, for example, forms an elastic porous body block, pierces a hole for inserting the core material, and then applies the adhesive-coated core material. It can be obtained by inserting, bonding the elastic porous body block and the core material, and then grinding the outer shape to form a roller while rotating the core material. Further, it may be obtained by molding using a temporary shaft or the like.
[0019]
The formation of the short fiber body is usually performed by an electrostatic flocking method using electrostatic force. Specifically, an adhesive for fixing the short fiber body is applied to the surface of the elastic porous layer formed on the peripheral surface of the core material, and while applying a high voltage to the conductive shaft, a predetermined length is applied. Is supplied to the elastic porous layer, and is implanted in the elastic porous layer to which the adhesive is electrostatically applied, and then the adhesive is dried and / or cured to make the short fiber body elastically porous. Adhere to the material layer.
The application amount of the adhesive at this time is not particularly limited as long as a desired number of short fibers can be fixed, but is preferably 20 g / m ² or more, more preferably 20 to ²⁰⁰ g / m ² , and still more preferably 40 to 200 g / m ² . 150 g / m ² .
The method for applying the adhesive may be a known method, and is not particularly limited. Examples of the method include spray coating, roll coating, and dip coating. Above all, it is possible to apply by a spray coating method, which enables uniform application, easy control of the application amount, and does not require a post-process such as squeezing unnecessary latex liquid after application. preferable.
[0020]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(1) Manufacturing Example 1 of Toner Supply Roller
A method for manufacturing the toner supply roller 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
A hot melt adhesive (which becomes an adhesive layer 12 after drying) is applied to the surface of the core material 11 (diameter: 5 mm, length: 250 mm, material: SUM22) so as to have a thickness of about 20 μm, and this core is applied. Elastic porous body (ester soft urethane foam, manufactured by Inoac Corporation, Asuka C hardness: 0.5 °, number of cells: 50/25 mm) , Density: 30 kg / m ³ , volume resistivity: 10 ¹² Ωcm), and adhered by heating. Thereafter, the outer shape was ground and polished to produce a roller (diameter; 14 mm) including the elastic porous layer 13. Next, 100 parts of an acrylic latex adhesive (non-volatile content; about 45%) was applied to the surface of the elastic porous layer 13 of the obtained roller, and conductive carbon black (manufactured by Lion Corporation, trade name “Ketjen Black EC600JD”) was added. ) 50 parts and pure water were added and mixed well and spray-coated so that the coating amount was 10 g. Then, a nylon 6 fiber (length: 1 mm, thickness: 1.7 dT) was applied at a voltage of 50 kV to the direction perpendicular to the elastic porous layer 13 of the roller by an electrostatic flocking device (manufactured by Mesac Corporation). hairs arranged (flocking density; 500 / mm ^2), dried for 30 minutes in a hot air circulating drying oven adjusted to a temperature 120 ° C., the short fibers which is secured by an adhesive layer 14 on the surface of the elastic porous layer 13 The toner supply roller 1 including the body 15 was manufactured.
[0021]
Comparative Example 1 (toner supply roller having no short fiber body)
Instead of the ester-based soft urethane foam used in Example 1, a conductive soft urethane foam (manufactured by INOAC CORPORATION, Asuka C hardness: 0.5 °, number of cells: 70 cells / 25 mm, density: 50 kg / m ³⁾ , Volume resistivity; 10 ⁶ Ωcm) as an elastic porous body, and a toner supply roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a short fiber body was not formed.
[0022]
(2) Evaluation of Performance of Toner Supply Roller The toner supply roller of each of the examples and the comparative example was replaced with a toner supply roller of a commercially available laser printer, at a temperature of 10 ° C. and a humidity of 15%, and at a temperature of 28 ° C. and a humidity of 28%. Under the condition of 85%, printing of a solid black image is continuously performed on 30,000 sheets, and the image is evaluated at the time of printing each of 10,000, 20,000, and 30,000 sheets (the presence or absence of dirt, bleeding, rubbing, blurring, and the like of the printed image). Was performed visually. Table 1 shows the results. In addition, this evaluation was performed using three rollers each of the example and the comparative example.
(Evaluation criteria)
“O” indicates that there was no image defect such as dirt, bleeding, rubbing and blurring in all three lines.
“△” indicates that one or two of the three had image defects such as dirt, bleeding, rubbing, and blurring.
“X” indicates that all three had image defects such as dirt, bleeding, rubbing, and blurring.
[0023]
Further, the surface and cross section of the toner supply roller of Example 1 were observed with an optical microscope. FIGS. 3 (the surface of the toner supply roller, magnification: 25 times) and FIG. (Magnification; 100 times).
[0024]
[Table 1]

[0025]
(3) Effect of Example According to Table 1, with the toner supply roller of Comparative Example 1 having no short fiber body, 10,000 sheets were evaluated under the conditions of temperature of 10 ° C. and humidity of 15% as “○”. However, the evaluation of 20,000 sheets was “Δ” (two out of three images were defective), and the evaluation of 30,000 sheets was “x”. Further, under the conditions of a temperature of 28 ° C. and a humidity of 85%, the evaluation of 10,000 sheets was “「 ”, but the evaluation of 20,000 sheets and 30,000 sheets was both“ X ”. As described above, the toner supply roller of Comparative Example 1 was inferior in the ability to supply the toner to the developing roller and the ability to scrape off the toner remaining on the developing roller, so that a good printed image could not be obtained.
[0026]
On the other hand, in the toner supply roller of Example 1, the evaluation of 10,000 to 30,000 sheets was all “O” under the conditions of 10 ° C. and 15% humidity and the condition of 28 ° C. and 85% humidity. there were. As described above, the toner supply roller of Example 1 was excellent in toner supply ability and toner scraping ability, and was able to obtain a good printed image.
3 and 4, it can be seen that a plurality of short fibers are planted on the surface of the elastic porous layer of the toner supply roller of Example 1 to form a short fiber body.
Further, in the toner supply roller of the first embodiment, since the adhesive layer fixing the short fiber body has conductivity, it is easy to adjust the charging potential of the toner.
[0027]
【The invention's effect】
In the toner supply roller of the present invention, when the short fibrous body contacts the developing roller, the elastic porous layer is compressed and deformed, the amount of bending of the short fibrous body is reduced, hair fall is prevented, and further, the short fibrous body is Since a wider contact area with the developing roller is ensured, the ability to supply toner to the developing roller is excellent. Further, the toner remaining on the developing roller can be scraped off in a small aggregation unit without being fixed. Therefore, it is useful for an electrophotographic image forming apparatus applied to a copying machine, a laser printer, a facsimile, and the like.
Further, when the number of cells and the hardness of the elastic porous body constituting the elastic porous layer are set to values in specific ranges, toner clogging does not occur, the toner supply ability is excellent, and the developing roller is not damaged and is excellent. A toner supply roller capable of giving a perfect image can be provided.
Further, when the length of the short fibers constituting the short fiber body is set to a value in a specific range, the toner can be satisfactorily supplied to the developing roller, and further, the toner remaining on the developing roller is removed from the developing roller. Can be sufficiently scraped off without damaging the toner.
Further, when the short fiber body is fixed to the surface of the elastic porous layer by the adhesive layer, the short fiber body is firmly fixed to the elastic porous layer, so that the toner can be stably supplied to the developing roller. It can be a supply roller.
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of this invention, it is excellent in toner supply ability and toner scraping ability, and can easily manufacture the toner supply roller which can obtain a favorable image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a toner supply roller.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a cross section of a toner supply roller.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a surface of a toner supply roller according to the first exemplary embodiment, using an optical microscope.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a cross section of the toner supply roller according to the first exemplary embodiment, which is obtained by using an optical microscope.
[Explanation of symbols]
1; toner supply roller, 11; core material, 12; adhesive layer, 13; elastic porous layer, 14; adhesive layer, 15;

Claims

In the image forming apparatus, a toner supply roller for supplying toner to a developing roller,
A toner supply roller comprising: a core material; an elastic porous layer surrounding the core material; and a short fiber body formed by planting short fibers on the surface of the elastic porous layer.

2. The toner supply roller according to claim 1, wherein the elastic porous layer is formed of an elastic porous body having 30 to 3000 cells / 25 mm and a Asker C hardness of 0.5 to 50 °. 3.

The toner supply roller according to claim 1, wherein a length of the short fiber is 0.1 to 2 mm.

4. The toner supply roller according to claim 1, wherein the short fiber body is fixed to a surface of the elastic porous layer by an adhesive layer. 5.

The method for manufacturing a toner supply roller according to any one of claims 1 to 4, wherein a short fiber is planted by electrostatic force on a surface of an elastic porous layer formed on a peripheral surface of a core material. A method for manufacturing a toner supply roller, comprising a fibrous body forming step.