JP2004354490A

JP2004354490A - Developing roller, its manufacturing method and image forming apparatus

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Publication number: JP2004354490A
Application number: JP2003149442A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sugimura; 考之杉村; Junji Sakata; 純二坂田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP4186709B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing roller which contains no unreacted resin in its resin coating layer, prevents contamination of a photoreceptor drum and has no damage in an elastic layer, and to provide an image forming apparatus using the developing roller. <P>SOLUTION: The developing roller has at least one layer of a resin coating layer 3a on the peripheral face of an elastic layer 3. The resin coating layer 3a consists of a UV-curing resin. The resin coating layer 3a is formed by applying coating liquid, irradiating the obtained coating layer with UV rays, and further subjecting the layer to microwave heating so as to harden the residual unreacted resin content. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に用いられる現像ローラ及びその製造方法と、この現像ローラを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び先行技術】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、潜像を保持した感光ドラム等にトナー（非磁性一成分現像剤）を供給し、感光ドラムの潜像に該現像剤を付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られている。
【０００３】
この加圧現像法は、トナーを担持した現像ローラを感光ドラム等の静電潜像を保持した潜像保持体（画像形成体）に接触させて、トナーを該潜像保持体の潜像に付着させることにより現像を行うもので、このため上記現像ローラを導電性を有する弾性体で形成する必要がある。潜像保持体と現像ローラ間に微小な間隙を設けてトナーを飛翔させたりアパチャー電極を用いたトナージェット法等にもこのような導電性弾性ローラが用いられている。
【０００４】
この加圧現像法を例にとると、例えば図２に示されているように、トナーを供給するためのトナー塗布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム（画像形成体）５との間に、上記現像ローラ１が配設され、これら現像ローラ１、感光ドラム５及びトナー塗布用ローラ４がそれぞれ図中矢印方向に回転することにより、トナー６がトナー塗布用ローラ４により現像ローラ１の表面に供給され、このトナーが成層ブレード７により均一な薄層に整えられ、この状態で現像ローラ１が感光ドラム５と接触しながら回転することにより、薄層に形成されたトナーが現像ローラ１から感光ドラム５の潜像に付着して、該潜像が可視化するようになっている。なお、図中８は転写部であり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するようになっており、また９はクリーニング部であり、そのクリーニングブレード１０により転写後に感光ドラム５表面に残留するトナーを除去するようになっている。
【０００５】
この場合、現像ローラ１は、感光ドラム５に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならず、このため図１に示されているように、金属等の良導電性材料からなるシャフト２の外周にシリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ＥＣＯ、ポリウレタン等のエラストマーにカーボンブラックや金属粉を分散させた半導電性の弾性体やこれらを発泡させたフォーム体からなる半導電性弾性層３を形成した構造となっている。更に、トナーに対する帯電性や付着性の制御のため、あるいは現像ローラと成層ブレードとの摩擦力の制御や、現像ローラの弾性体による感光体の汚染防止の目的で樹脂被覆層３ａを表面に形成する場合もある。
【０００６】
この樹脂被覆層を設ける方法として、溶剤系又は水系の塗料中にローラをディップ又はスプレーした後に熱又は熱風で乾燥硬化する方法が行われているが、長時間の乾燥が必要であるため、量産には長い乾燥ラインが必要である。また、ローラのソリッド層はその用途から微妙な導電性、表面状態が要求されるため、乾燥ライン内の温度分布、風量のバラツキが性能に大きく影響する等、コスト、品質上の問題があった。
【０００７】
このような問題点を解決するものとして、紫外線硬化型樹脂を塗布し硬化させて樹脂被覆層を形成した現像ローラが特開２００２−３１０１３６号公報に記載されている。同号公報には、弾性層を形成する方法として、ウレタン原料液を円筒状の金型内に注入し、発泡させ硬化させて弾性層を形成し、この弾性層に研磨処理を施すことなく弾性層外周面に樹脂被覆層を形成することが記載されている。
【０００８】
しかし、紫外線硬化型樹脂を塗布して紫外線照射し樹脂被覆層を成膜する方法においては、紫外線の照射が不十分であった場合に未反応樹脂が残存し、この未反応樹脂が感光体に付着し、汚染させてしまう恐れがある。
【０００９】
この問題を解決するものとして、本出願人は、先に、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し、その後加熱して残存未反応樹脂分を硬化させる方法を提案した（特願２００２−３５８２５４号）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３１０１３６号公報
【特許文献２】
特願２００２−３５８２５４号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
紫外線照射後に加熱処理を施すことにより、残存未反応樹脂分を硬化させて、上述のような残存未反応樹脂分による感光体の汚染をある程度防止することはできるが、十分ではなく、硬化不良により汚染が生じる場合もある。また、加熱に長時間を要し、生産性が損なわれると共に、長時間加熱により、下層の弾性層が熱劣化を受ける恐れもある。
【００１２】
本発明は、紫外線の照射により樹脂被覆層を形成する現像ローラにおいて、短時間の処理で未反応樹脂分の残留を無くし、弾性層の劣化を引き起こすことなく感光体の汚染を確実に防止して良好な画像を形成することができる現像ローラ及びその製造方法と、この現像ローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の現像ローラの製造方法は、弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の樹脂被覆層を有する現像ローラを製造する方法において、該樹脂被覆層の形成に当たり該弾性層の外周面に紫外線硬化型樹脂を含んだ塗工液を塗布した後、紫外線を照射し、その後マイクロ波加熱して残存未反応樹脂分を硬化させることを特徴とする。
【００１４】
本発明の現像ローラは、この製造方法により製造されたものであり、また、弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の樹脂被覆層とを有する現像ローラにおいて、該樹脂被覆層は、紫外線を照射後、マイクロ波加熱により硬化された紫外線硬化型樹脂よりなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、このような本発明の現像ローラを備えたものである。
【００１６】
かかる本発明によって提供される現像ローラは、紫外線の照射後に樹脂被覆層中に未反応樹脂が残存していたとしても、この未反応樹脂がマイクロ波加熱により硬化するので、樹脂被覆層中に未反応樹脂分が残留しないようになる。このため、感光体の汚染が防止され、良好な画像が形成される。しかも、マイクロ波加熱であれば、一種の誘導加熱であり、樹脂被覆層を均一に加熱することができる点においても加熱効率に優れ、その上、例えば２０秒〜１０分という非常に短い時間で残存未反応樹脂分を硬化させることができるため、生産性が損なわれることもなく、また、弾性層に対しダメージが加えられることもない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
【００１８】
本発明の現像ローラは、例えば図１に示されたローラ１のように、良導電性シャフト２の外周に半導電性の弾性層３を形成し、更に該半導電性弾性層３上に樹脂被覆層３ａを形成したたものである。
【００１９】
シャフト２としては、良好な導電性を有するものであれば、いずれのものも使用し得るが、通常は鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金や内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いられる。
【００２０】
このシャフト２の外周に形成する半導電性弾性層３は、エラストマー単体もしくはそれを発泡させたフォーム体にカーボンブラック等の電子導電剤や過塩素酸ナトリウム等のイオン導電剤を配合して抵抗値を調整した半導電性の弾性体により形成される。
【００２１】
上記エラストマーとしては、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、天然ゴム、ＳＢＲ、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ＥＶＡ、ポリウレタン、及びこれらの混合物等が挙げられるが、特にシリコーンゴム、ＥＰＤＭ、エピクロロヒドリンゴム、ポリウレタンが好ましく用いられる。また、これらエラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させたフォーム体としても用いることができる。
【００２２】
本発明では、シャフト２と弾性層３との一体化を行うための成形工程において、反応射出成形法（ＲＩＭ成形法）を用いてもよい。即ち、弾性層３の原料成分を構成する２種のモノマー成分を筒状型内に混合射出して、重合反応させて、シャフト２と弾性層３とを一体化する。これにより原料の注入から脱型までの所要時間６０秒程度で成形工程を行うことができるので、生産コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２３】
この半導電性弾性層３に配合される導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が用いられる。電子導電剤は透明導電剤であってもよい。
【００２４】
電子導電剤を例示すれば、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、酸化処理等を施したカラ−（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、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。これら電子導電剤の配合量は、通常上記エラストマー１００重量部に対して１〜５０重量部、特に５〜４０重量部の範囲で好適に用いられる。
【００２５】
また、イオン導電剤を例示すれば、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、ヘキサデシ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等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、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、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、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。これらイオン導電剤の配合量は、通常上記エラストマー１００重量部に対して０．０１〜１０重量部、特に０．０５〜５重量部の範囲で好適に用いられる。
【００２６】
なお、上記導電剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよく、この場合電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせることも可能である。
【００２７】
この半導電性弾性層３は、特に制限されるものではないが、上記導電剤の配合により、その抵抗値を１０^３〜１０^１０Ωｃｍ、特に１０^４〜１０^８Ωｃｍとすることが好ましい。抵抗値が１０^３Ωｃｍ未満であると電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧によりトナー担持体自身が破壊したりする場合があり、一方１０^１０Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。
【００２８】
この半導電性弾性層３には、必要に応じて上記エラストマーをゴム状物質とするために架橋剤、加硫剤を添加することができる。この場合、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合でも加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を用いることができる。更にまた、上記以外にもゴムの配合剤として一般に用いられているしゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等を添加することができる。
【００２９】
ポリウレタン又はＥＰＤＭを基材として弾性層３を形成する場合には、例えば現像ローラとして使用する際の表面上のトナー帯電量をコントロールする目的でニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料などの各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロンなどの微粉体を添加することができる。この場合、これら添加剤の添加量は、上記ポリウレタン又はＥＰＤＭ１００重量部に対して、上記荷電制御剤は１〜５重量部、上記微粉体は１〜１０重量部とすることが好ましい。
【００３０】
半導電性弾性層３の硬度は、特に制限されるものではないが、アスカーＣ硬度で８０度以下、特に４０〜７０度とすることが好ましい。この場合、硬度が８０度を超えると、現像ローラと感光ドラム等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがある。更に、トナーに損傷を与え感光体や成層ブレードへのトナー固着などが発生して画像不良となりやすい。逆に、あまり低硬度にすると感光体や成層ブレードとの摩擦力が大きくなり、ジッターなどの画像不良が発生する虞がある。
【００３１】
この半導電性弾性層３は、感光体や成層ブレードなどに当接して使用されるため、硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべく小さくすることが好ましく、具体的には２０％以下とすることが好ましい。
【００３２】
半導電性弾性層３の表面粗さは、特に制限されるものではないが、ＪＩＳ１０点平均粗さで１５μｍＲｚ以下、特に１〜１０μｍＲｚとすることが好ましい。表面粗さが１５μｍＲｚを超えると一成分現像剤（トナー）のトナー層の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合があるが、１５μｍＲｚ以下とすることにより、トナーの付着性を向上させることができると共に、長期使用時でのローラの摩耗による画像劣化をより確実に防止し得る。適切な表面粗さを得るために、ローラ表面を研摩してもよいが、研摩工程を設けるとローラの生産性が悪くなり、製造コストが上昇する。そこで、弾性体の成形用のモールド表面を適度に粗面化し、成形される弾性体の表面にモールド表面の粗面を転写させて上記の表面粗さとすることが好ましい。この場合、脱型された成形体表面（弾性層３の外周面）にそのまま表面被覆層３ａが形成される。
【００３３】
本発明の現像ローラには、図１に示したように、上記半導電性弾性層３上に抵抗調整やトナーの帯電量、搬送量を制御するために、紫外線硬化型樹脂を硬化させてなる樹脂被覆層３ａを形成する。この樹脂被覆層３ａを形成する紫外線硬化型樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられ、これらの１種又は２種以上を混合して用いることができる。更に、これらの樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂を用いることもできる。
【００３４】
また、この樹脂被覆層３ａの力学的強度、耐環境特性を改善するために架橋構造を導入することが好ましい。
【００３５】
紫外線硬化型樹脂としては、特に限定されるものではないが、（メタ）アクリレートオリゴマーを含む（メタ）アクリレート系樹脂組成物が好適である。
【００３６】
かかる（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマー、エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマー、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマー等、また、フッ素系、シリコーン系のアクリルオリゴマーなどを挙げることができる。
【００３７】
上記（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
【００３８】
ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
【００３９】
エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましい。
【００４０】
更に、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール）と（メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
【００４１】
樹脂組成物には、必要に応じて粘度調整のために重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合する。このような反応性希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に（メタ）アクリル酸がエステル化反応及びアミド化反応で結合した構造の、例えば、単官能、２官能または多官能の重合性化合物等を使用することができる。これらの希釈剤は、（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり、通常１０〜２００重量部用いることが好ましい。
【００４２】
この樹脂被覆層３ａには、その導電性を制御する目的で導電剤を配合することができ、導電剤としては、上記半導電性弾性層３に用いられる導電剤として例示したものと同様のものを例示することができるが、樹脂被覆層を形成するための樹脂が紫外線硬化型樹脂であるため、樹脂に配合する導電剤はイオン導電剤又は透明導電剤であることが好ましい。
【００４３】
このイオン導電剤の配合量は樹脂１００重量部に対し２０重量部以下、特に０．０１〜２０重量部、とりわけ１〜１０重量部であることが好ましい。
【００４４】
この透明導電剤としては、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物の微粒子；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属の微粒子；導電性酸化チタンウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー等の導電性ウィスカー；などが例示される。この透明導電剤の配合量は、樹脂１００重量部に対し１００重量部以下、特に１〜８０重量部、とりわけ１０〜５０重量部が好適である。
【００４５】
紫外線硬化型樹脂よりなる樹脂被覆層を形成するための塗工液には、重合開始剤を配合することが好ましい。重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エステル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノンおよび３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、４，４−ジメトキシベンゾフェノン、４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス（４−ジアルキルアミノフェニル）ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（モルホリノフェニル）−ブタノン−１等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４６】
なお、かかる重合開始剤の配合量は、（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり０．１〜１０重量部が好ましい。
【００４７】
本発明においては、上記成分以外に、必要に応じて、上記の重合開始剤による重合反応を促進するためにトリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第３級アミン、トリフェニルホスフィン等のアルキルホスフィン系重合促進剤、ｐ−チオジグリコール等のチオエーテル系光重合促進剤などを添加してもよい。これらの化合物の添加量は、通常（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり０．０１〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００４８】
なお、この樹脂被覆層３ａには、その他必要に応じて種々の添加剤を適量添加することができる。
【００４９】
この樹脂被覆層３ａを上記半導電性弾性層３上に形成する方法としては、上記樹脂成分及び添加剤を含有する組成物よりなる塗工液を上記半導電性弾性層３の表面に塗布し、紫外線を照射し、さらにその後マイクロ波加熱して未反応樹脂を硬化させる方法が採用される。この塗工液は溶剤を含まないものであることが好ましい。
【００５０】
この塗工液を塗布する方法としては、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法などにより行うことができる。
【００５１】
紫外線照射条件には特に制限はなく、樹脂被覆層の厚さや用いる紫外線硬化型樹脂の種類によっても異なるが、通常積算光量１００〜５００ｍＪ／ｃｍ^２となるように行われる。
【００５２】
紫外線を照射した後のマイクロ波加熱処理は、周波数３００ＭＨｚ以上、好ましくは２４５０ＭＨｚ程度のマイクロ波により、２０秒〜３０分、特に１分以上、とりわけ２分以上で１０分以下、とりわけ５分以下程度行うのが好ましく、このようなマイクロ波加熱処理により、弾性層３にダメージを与えることなく残存未反応樹脂分を均一に加熱硬化させることができる。
【００５３】
この樹脂被覆層３ａの厚さは、特に制限されるものではないが、通常１〜１００μｍ特に３〜１００μｍとりわけ５〜１００μｍ程度とすることが好ましい。厚さが１μｍ未満であると、耐久時の摩擦により十分に表面層の帯電性能が確保することができなくなる場合があり、一方１００μｍを超えると、現像ローラ表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光体等の画像形成体や成層ブレードへのトナーの固着が発生して画像不良となる場合がある。
【００５４】
本発明の現像ローラは、電気抵抗を１０^３〜１０^１０Ω特に１０^４〜１０^８Ωとすることが好ましい。この場合抵抗値が１０^３Ω未満であると、階調性コントロールが著しく困難となり、また感光体等の画像形成体に欠陥があった場合バイアスリークが生じることもある。一方、抵抗値が１０^１０Ωを超えると、例えばトナーを感光体等の潜像保持体に現像する場合、現像バイアスが現像ローラ自体の高抵抗のために電圧降下をおこし、現像に十分な現像バイアスが確保できなくなって、十分な画像濃度が得られなくなってしまう。なお、この抵抗値の測定は、例えば平板又は円筒状の対極に現像ローラの外周面を所定圧力で押し当て、シャフトと対極との間に１００Ｖの電圧を印加して、その時の電流値から求めることができる。
【００５５】
このように、現像ローラの抵抗値を適正かつ均一に制御することはトナーが移動するための電界強度を適正かつ均一に保つ点で重要である。
【００５６】
本発明の現像ローラは、トナーを用いる画像形成装置に組み込むことができ、具体的には図２に示すように、トナーを供給するためのトナー塗布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間に、本発明の現像ローラ１を感光ドラム５と接触又は近接した状態で配設し、トナー塗布用ローラ４によりトナー６をこの現像ローラ１に供給し、これを成層ブレード７により均一な薄層に整え、更にこの薄層からトナーを感光ドラム５に供給し、該感光ドラム５の静電潜像にトナーを付着させて潜像を可視化することができる。なお、図２の詳細については、従来技術において説明しているのでその説明を省略する。
【００５７】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて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。
【００５８】
実施例１，２
サンニックスＦＡ９５２（三洋化成工業株式会社製ポリエーテルポリオール、ＯＨ価＝３７）１００部、ＳＲＸ２７４Ｃ（東レダウコーニングシリコン株式会社製製泡剤）１部、ＴＯＹＯＣＡＴＮＰ（東ソー株式会社製アミン触媒）２．８部、ＴＯＹＯＣＡＴＥＰ（東ソー株式会社製アミン触媒）１．５部及びサンフォームＩＣ−７１６（三洋化成工業株式会社製トリレンジイソシアネート）５９部を機械的に撹拌して発泡させた。
【００５９】
内径１６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの、表面をフッ素加工した金属製円筒型の片側開口部から、外径６．０ｍｍ、長さ２４０ｍｍの金属製シャフトを配置し、上記の発泡ポリウレタン原料をＲＩＭ成形用発泡機から注入した。
【００６０】
次いで、発泡ポリウレタン原料が注入されたモールドを８０℃のオーブン中で２０分間キュアした後脱型し、外径が１２ｍｍ、弾性層部分の全長が２１０ｍｍの弾性層を有するローラ本体を得た。
【００６１】
このようにして製作したローラ本体の外周面に、表１に示すウレタン系紫外線硬化型樹脂組成物を、表１に示す厚みになるようにロールコータで塗布した後、ウシオ電機（株）製ユニキュアＵＶＨ−０２５２Ｃ装置を用いてローラを回転させながら、照射強度２６０ｍＷ／ｃｍ^２，積算光量５００ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線を照射したところ、塗膜は瞬時に硬化して弾力性のある樹脂被覆層が形成された。次いで、このローラを周波数２４５０ＭＨｚのマイクロ波加熱を表１に示す時間行って、樹脂被覆層中の未反応樹脂を熱硬化させた。
【００６２】
得られたローラは、表１に示す特性を有し、現像ローラに適したものであった。
【００６３】
実施例３
弾性層をウレタンエラストマーとしたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。このローラも、表１に示す特性を有し、現像ローラに適したものであった。
【００６４】
比較例１
紫外線照射後のマイクロ波加熱処理を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。この場合、表２の通り、感光性ドラムに対し未反応樹脂に由来する汚染が少し認められた。また、アセトン抽出により若干の樹脂が抽出された。
【００６５】
比較例２
紫外線照射後、マイクロ波加熱処理の代りにオーブンにて１２０℃で３０分の加熱処理を行ったこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。この場合、表２の通り、感光性ドラムに対し未反応樹脂に由来する汚染が少し認められた。また、アセトン抽出により若干の樹脂が抽出された。
【００６６】
比較例３
紫外線照射を行わず、１２０℃の加熱処理のみを６０分行ったこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。この場合、表２の通り、基材（弾性層）にダメージが与えられると共に、感光性ドラムに対し未反応樹脂に由来する汚染が少し認められた。また、アセトン抽出により若干の樹脂が抽出された。
【００６７】
【表１】

【００６８】
【表２】

【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂被覆層に未反応樹脂が無く、感光性ドラムの汚染が防止されると共に、弾性層のダメージも無い現像ローラ及びこれを用いた画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像ローラの断面図である。
【図２】画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
１現像ローラ
２シャフト
３半導電性弾性層
３ａ樹脂被覆層
６トナー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing roller used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus such as a copying machine and a printer and an electrostatic recording apparatus, a method of manufacturing the same, and an image forming apparatus using the developing roller.
[0002]
[Prior Art and Prior Art]
2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a toner (a non-magnetic one-component developer) is supplied to a photosensitive drum holding a latent image, and the developer is attached to the latent image on the photosensitive drum. As a developing method for visualizing a latent image, a pressure developing method is known.
[0003]
In this pressure development method, a developing roller carrying toner is brought into contact with a latent image holding member (image forming member) holding an electrostatic latent image, such as a photosensitive drum, and toner is applied to the latent image on the latent image holding member. The development is performed by attaching the developing roller. Therefore, the developing roller needs to be formed of an elastic body having conductivity. Such a conductive elastic roller is also used in a toner jet method using an aperture electrode or the like, in which a minute gap is provided between the latent image holding member and the developing roller to cause toner to fly.
[0004]
Taking this pressure development method as an example, as shown in FIG. 2, for example, a toner application roller 4 for supplying toner and a photosensitive drum (image forming body) 5 holding an electrostatic latent image are provided. The developing roller 1, the photosensitive drum 5, and the toner applying roller 4 are respectively rotated in the direction of the arrow in the drawing, so that the toner 6 is developed by the toner applying roller 4. The toner is supplied to the surface of the photosensitive drum 5 and is formed into a uniform thin layer by the stratification blade 7. In this state, the developing roller 1 rotates while being in contact with the photosensitive drum 5. The latent image adheres to the latent image on the photosensitive drum 5 from the roller 1 and is visualized. In the drawing, reference numeral 8 denotes a transfer unit, which transfers a toner image to a recording medium such as paper. Reference numeral 9 denotes a cleaning unit, which is provided on the surface of the photosensitive drum 5 after transfer by a cleaning blade 10. The remaining toner is removed.
[0005]
In this case, the developing roller 1 must rotate while securely maintaining a state in which the developing roller 1 is in close contact with the photosensitive drum 5, and therefore, as shown in FIG. A semiconductive elastic layer 3 made of a semiconductive elastic body in which carbon black or metal powder is dispersed in an elastomer such as silicone rubber, NBR, EPDM, ECO, or polyurethane, or a foamed body formed by foaming them is provided on the outer periphery of 2. It has a formed structure. Further, a resin coating layer 3a is formed on the surface for the purpose of controlling the chargeability and adhesion of the toner, controlling the frictional force between the developing roller and the layering blade, and preventing the photosensitive member from being contaminated by the elastic body of the developing roller. In some cases.
[0006]
As a method of providing this resin coating layer, a method of dipping or spraying a roller in a solvent-based or water-based coating and then drying and curing with heat or hot air is performed. However, since drying for a long time is required, mass production is required. Requires a long drying line. In addition, since the solid layer of the roller is required to have delicate conductivity and surface condition depending on the application, there are problems in cost and quality, such as the temperature distribution in the drying line and the variation of the air volume greatly affect the performance. .
[0007]
As a solution to such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-310136 discloses a developing roller in which an ultraviolet curable resin is applied and cured to form a resin coating layer. According to the same publication, as a method of forming an elastic layer, a urethane raw material liquid is poured into a cylindrical mold, foamed and cured to form an elastic layer, and the elastic layer is formed without polishing treatment. It is described that a resin coating layer is formed on the outer peripheral surface of the layer.
[0008]
However, in the method of applying a UV-curable resin and irradiating UV rays to form a resin coating layer, when the UV irradiation is insufficient, unreacted resin remains, and the unreacted resin remains on the photoconductor. It may adhere and contaminate it.
[0009]
In order to solve this problem, the present applicant has previously proposed a method of irradiating an ultraviolet-curable resin with ultraviolet rays and then heating the same to cure the remaining unreacted resin (Japanese Patent Application No. 2002-358254). .
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2002-310136 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 2002-358254
[Problems to be solved by the invention]
By performing a heat treatment after ultraviolet irradiation, the remaining unreacted resin component is cured, and the contamination of the photoreceptor due to the remaining unreacted resin component as described above can be prevented to some extent. Contamination may occur. In addition, heating takes a long time, and productivity is impaired, and the long-time heating may cause the lower elastic layer to be thermally degraded.
[0012]
The present invention provides a developing roller that forms a resin coating layer by irradiating ultraviolet rays. In the developing roller, the unreacted resin component is eliminated in a short time, and the contamination of the photoconductor is reliably prevented without causing deterioration of the elastic layer. An object of the present invention is to provide a developing roller capable of forming a good image, a method of manufacturing the same, and an image forming apparatus provided with the developing roller.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing a developing roller according to the present invention is a method of manufacturing a developing roller having an elastic layer and at least one resin coating layer formed on an outer peripheral surface of the elastic layer. The method is characterized in that a coating liquid containing an ultraviolet-curable resin is applied to the outer peripheral surface of the layer, and then irradiated with ultraviolet rays, followed by microwave heating to cure the remaining unreacted resin.
[0014]
The developing roller of the present invention is manufactured by this manufacturing method, and further includes a developing roller having an elastic layer and at least one resin coating layer formed on an outer peripheral surface of the elastic layer. The coating layer is made of an ultraviolet curable resin cured by microwave heating after irradiation with ultraviolet light.
[0015]
The image forming apparatus of the present invention includes such a developing roller of the present invention.
[0016]
In the developing roller provided by the present invention, even if the unreacted resin remains in the resin coating layer after the irradiation of the ultraviolet ray, the unreacted resin is cured by microwave heating. The reaction resin does not remain. Therefore, contamination of the photoconductor is prevented, and a good image is formed. In addition, microwave heating is a kind of induction heating, and is excellent in heating efficiency in that the resin coating layer can be uniformly heated, and in addition, in a very short time of, for example, 20 seconds to 10 minutes. Since the remaining unreacted resin can be cured, the productivity is not impaired, and the elastic layer is not damaged.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[0018]
The developing roller of the present invention has a semiconductive elastic layer 3 formed on the outer periphery of a good conductive shaft 2 like the roller 1 shown in FIG. This is one in which the coating layer 3a is formed.
[0019]
As the shaft 2, any shaft may be used as long as it has good conductivity. However, usually, a core bar made of a solid body made of metal such as iron, stainless steel, and aluminum or the like is hollowed out. A metal shaft such as a metal cylinder is used.
[0020]
The semiconductive elastic layer 3 formed on the outer periphery of the shaft 2 is formed by blending an electronic conductive agent such as carbon black or an ionic conductive agent such as sodium perchlorate into a single elastomer or a foam obtained by foaming the elastomer. It is formed of a semiconductive elastic body in which is adjusted.
[0021]
Examples of the elastomer include silicone rubber, EPDM, NBR, natural rubber, SBR, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, EVA, polyurethane, and a mixture thereof. In particular, silicone rubber, EPDM, Epichlorohydrin rubber and polyurethane are preferably used. In addition, these elastomers can also be used as a foam body that is chemically foamed by using a foaming agent, or foamed by mechanically entrapped air, such as a polyurethane foam.
[0022]
In the present invention, a reaction injection molding method (RIM molding method) may be used in a molding step for integrating the shaft 2 and the elastic layer 3. That is, the two types of monomer components constituting the raw material components of the elastic layer 3 are mixed and injected into a cylindrical mold, and a polymerization reaction is performed, whereby the shaft 2 and the elastic layer 3 are integrated. As a result, the molding process can be performed in a required time of about 60 seconds from the injection of the raw material to the demolding, so that the production cost can be significantly reduced.
[0023]
As the conductive agent to be mixed in the semiconductive elastic layer 3, an electronic conductive agent, an ionic conductive agent or the like is used. The electronic conductive agent may be a transparent conductive agent.
[0024]
Examples of the electronic conductive agent include conductive carbon such as Ketjen black and acetylene black, carbon for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT; Ink) carbon, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite, antimony-doped tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, nickel, copper, silver, germanium and other metals and metal oxides, polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, etc. Whiskers such as conductive polymers, carbon whiskers, graphite whiskers, titanium carbide whiskers, conductive potassium titanate whiskers, conductive barium titanate whiskers, conductive titanium oxide whiskers, and conductive zinc oxide whiskers. The compounding amount of these electronic conductive agents is preferably 1 to 50 parts by weight, especially 5 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the elastomer.
[0025]
Examples of ionic conductive agents include perchlorates such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium, and modified fatty acid dimethylethylammonium; Ammonium salts such as acid salts, iodate salts, borofluoride salts, sulfate salts, ethyl sulfate salts, carboxylate salts, and sulfonates; alkali metals such as lithium, sodium, potassium, calcium, and magnesium; and alkaline earth salts Metal perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, sulfates, trifluoromethyl sulfates, sulfonates and the like can be mentioned. The amount of the ionic conductive agent is preferably 0.01 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.05 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the elastomer.
[0026]
The conductive agent may be used alone or in combination of two or more. In this case, an electronic conductive agent and an ionic conductive agent may be combined.
[0027]
The semiconductive elastic layer 3 is not particularly limited, but preferably has a resistance value of 10 ³ to 10 ¹⁰ Ωcm, particularly 10 ⁴ to 10 ⁸ Ωcm, depending on the composition of the conductive agent. If the resistance value is less than 10 ³ Ωcm, the electric charge may leak to the photosensitive drum or the like, or the toner carrier itself may be broken by the voltage. On the other hand, if the resistance value exceeds 10 ¹⁰ Ωcm, the ground fogging is likely to occur. .
[0028]
If necessary, a crosslinking agent and a vulcanizing agent can be added to the semiconductive elastic layer 3 in order to convert the elastomer into a rubbery substance. In this case, a vulcanization aid, a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, a vulcanization retarder and the like can be used in both cases of organic peroxide crosslinking and sulfur crosslinking. Furthermore, peptizing agents, foaming agents, plasticizers, softeners, tackifiers, antiblocking agents, separating agents, mold release agents, extenders, coloring agents that are commonly used as rubber compounding agents other than those described above. Etc. can be added.
[0029]
When the elastic layer 3 is formed using polyurethane or EPDM as a base material, for example, various charge controls such as nigrosine, triaminophenylmethane, and a cationic dye are used in order to control the amount of toner charge on the surface when used as a developing roller. Agents, silicone resin, silicone rubber, and fine powder of nylon and the like can be added. In this case, the amount of these additives is preferably 1 to 5 parts by weight of the charge control agent and 1 to 10 parts by weight of the fine powder, based on 100 parts by weight of the polyurethane or EPDM.
[0030]
The hardness of the semiconductive elastic layer 3 is not particularly limited, but is preferably 80 degrees or less, particularly 40 to 70 degrees in Asker C hardness. In this case, if the hardness exceeds 80 degrees, the contact area between the developing roller and the photosensitive drum or the like becomes small, and good development may not be performed. Further, the toner is damaged, and the toner adheres to the photoreceptor or the layered blade, and the image is likely to be defective. Conversely, if the hardness is too low, the frictional force between the photoconductor and the stratification blade becomes large, and image defects such as jitter may occur.
[0031]
Since the semiconductive elastic layer 3 is used in contact with a photoreceptor, a laminating blade, or the like, it is preferable that the compression set be as small as possible even when the hardness is set to a low hardness. % Is preferable.
[0032]
The surface roughness of the semiconductive elastic layer 3 is not particularly limited, but is preferably 15 μmRz or less, particularly preferably 1 to 10 μmRz in terms of JIS 10-point average roughness. When the surface roughness exceeds 15 μmRz, the thickness of the toner layer of the one-component developer (toner) and the uniformity of charging may be impaired. However, by adjusting the surface roughness to 15 μmRz or less, the adhesion of the toner can be improved. It is possible to more reliably prevent image deterioration due to abrasion of the roller during long-term use. The roller surface may be polished in order to obtain an appropriate surface roughness, but if a polishing step is provided, the productivity of the roller deteriorates and the manufacturing cost increases. Therefore, it is preferable that the surface of the mold for forming the elastic body is appropriately roughened, and the rough surface of the mold surface is transferred to the surface of the formed elastic body to have the above-described surface roughness. In this case, the surface coating layer 3a is formed as it is on the surface of the removed molded body (the outer peripheral surface of the elastic layer 3).
[0033]
As shown in FIG. 1, the developing roller of the present invention is obtained by curing an ultraviolet-curable resin on the semiconductive elastic layer 3 in order to adjust resistance and control the amount of toner charge and the amount of conveyance. The resin coating layer 3a is formed. Examples of the ultraviolet curable resin forming the resin coating layer 3a include polyester resin, polyether resin, fluorine resin, epoxy resin, amino resin, polyamide resin, acrylic resin, acrylic urethane resin, urethane resin, alkyd resin, phenol resin, and melamine. Examples thereof include a resin, a urea resin, a silicone resin, and a polyvinyl butyral resin, and one or more of these can be used as a mixture. Further, modified resins in which a specific functional group is introduced into these resins can also be used.
[0034]
Further, it is preferable to introduce a crosslinked structure in order to improve the mechanical strength and environmental resistance of the resin coating layer 3a.
[0035]
The UV-curable resin is not particularly limited, but a (meth) acrylate-based resin composition containing a (meth) acrylate oligomer is preferable.
[0036]
Examples of such (meth) acrylate oligomer include urethane (meth) acrylate oligomer, epoxy (meth) acrylate oligomer, ether (meth) acrylate oligomer, ester (meth) acrylate oligomer, and polycarbonate (meth) acrylate oligomer. And fluorine-based and silicone-based acrylic oligomers.
[0037]
The (meth) acrylate oligomer includes compounds such as polyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, and adduct of polyhydric alcohol and ε-caprolactone; It can be synthesized by reaction with (meth) acrylic acid or by urethane-forming a polyisocyanate compound and a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group.
[0038]
The urethane-based (meth) acrylate oligomer is obtained by urethane-forming a polyol, an isocyanate compound, and a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group.
[0039]
Examples of the epoxy (meth) acrylate oligomer include any reaction product of a compound having a glycidyl group and (meth) acrylic acid. Among them, benzene ring, naphthalene ring, spiro ring, dicyclopentadiene, A reaction product of a compound having a cyclic structure such as tricyclodecane and having a glycidyl group and (meth) acrylic acid is preferred.
[0040]
Further, ether (meth) acrylate oligomer, ester (meth) acrylate oligomer and polycarbonate (meth) acrylate oligomer are obtained by reacting polyol (polyether polyol, polyester polyol and polycarbonate polyol) with (meth) acrylic acid. Can be obtained by
[0041]
A reactive diluent having a polymerizable double bond is added to the resin composition for viscosity adjustment as needed. Examples of such a reactive diluent include a monofunctional, bifunctional or polyfunctional polymerizable compound having a structure in which (meth) acrylic acid is bonded to a compound containing an amino acid or a hydroxyl group by an esterification reaction and an amidation reaction. Etc. can be used. These diluents are preferably used in an amount of usually 10 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate oligomer.
[0042]
The resin coating layer 3a may be mixed with a conductive agent for the purpose of controlling its conductivity. As the conductive agent, those similar to those exemplified as the conductive agent used in the semiconductive elastic layer 3 are used. However, since the resin for forming the resin coating layer is an ultraviolet curable resin, the conductive agent to be mixed with the resin is preferably an ionic conductive agent or a transparent conductive agent.
[0043]
The amount of the ionic conductive agent is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 0.01 to 20 parts by weight, particularly preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin.
[0044]
Examples of the transparent conductive agent include metal oxide fine particles such as ITO, tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; metal fine particles such as nickel, copper, silver, and germanium; conductive titanium oxide whiskers, and conductive barium titanate whiskers. And conductive whiskers. The amount of the transparent conductive agent is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 1 to 80 parts by weight, particularly preferably 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.
[0045]
It is preferable to mix a polymerization initiator in a coating liquid for forming a resin coating layer made of an ultraviolet curable resin. Known polymerization initiators can be used, and examples thereof include 4-dimethylaminobenzoic acid, 4-dimethylaminobenzoic acid ester, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, acetophenone diethyl ketal, and alkoxyacetophenone. , Benzyldimethyl ketal, benzophenone, benzophenone derivatives such as 3,3-dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4,4-dimethoxybenzophenone, 4,4-diaminobenzophenone, alkyl benzoylbenzoate, bis (4-dialkylaminophenyl) ketone , Benzyl derivatives such as benzyl and benzyl methyl ketal, benzoin derivatives such as benzoin and benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, 2-hydroxy-2-methylpropane. Piophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, xanthone, thioxanthone and thioxanthone derivatives, fluorene, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide , Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1,2-benzyl-2-dimethylamino-1- (Morpholinophenyl) -butanone-1 and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0046]
The amount of the polymerization initiator is preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate oligomer.
[0047]
In the present invention, in addition to the above components, if necessary, a tertiary amine such as triethylamine and triethanolamine, and an alkylphosphine-based polymerization accelerator such as triphenylphosphine for accelerating the polymerization reaction by the above polymerization initiator. And a thioether-based photopolymerization accelerator such as p-thiodiglycol. The addition amount of these compounds is usually preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate oligomer.
[0048]
It should be noted that various other additives can be added to the resin coating layer 3a as needed.
[0049]
As a method for forming the resin coating layer 3 a on the semiconductive elastic layer 3, a coating liquid comprising a composition containing the resin component and the additive is applied to the surface of the semiconductive elastic layer 3. Then, a method of irradiating ultraviolet rays and thereafter heating with microwaves to cure the unreacted resin is adopted. This coating liquid preferably does not contain a solvent.
[0050]
As a method of applying the coating liquid, a spray method, a roll coater method, a dipping method, or the like can be used.
[0051]
There are no particular restrictions on the conditions for irradiation with ultraviolet light. The irradiation is usually carried out so that the integrated light amount is 100 to 500 mJ / cm ² , although it varies depending on the thickness of the resin coating layer and the type of ultraviolet-curable resin used.
[0052]
The microwave heating treatment after irradiation with ultraviolet rays is performed at a frequency of 300 MHz or more, preferably about 2450 MHz, for 20 seconds to 30 minutes, particularly 1 minute or more, especially 2 minutes or more and 10 minutes or less, especially about 5 minutes or less. It is preferable to carry out such a heating treatment so that the remaining unreacted resin can be uniformly heated and cured without damaging the elastic layer 3.
[0053]
The thickness of the resin coating layer 3a is not particularly limited, but is usually preferably about 1 to 100 μm, particularly about 3 to 100 μm, and particularly preferably about 5 to 100 μm. When the thickness is less than 1 μm, the charging performance of the surface layer may not be sufficiently secured due to friction during durability. On the other hand, when the thickness is more than 100 μm, the surface of the developing roller becomes hard and damages the toner. As a result, the toner may adhere to an image forming body such as a photoreceptor or a layered blade, resulting in an image defect.
[0054]
The developing roller of the present invention preferably has an electric resistance of 10 ³ Ω to 10 ¹⁰ Ω, particularly preferably 10 ⁴ Ω to 10 ⁸ Ω. In this case, if the resistance value is less than 10 ³ Ω, gradation control becomes extremely difficult, and if an image forming body such as a photoreceptor has a defect, a bias leak may occur. On the other hand, if the resistance exceeds 10 ¹⁰ Ω, for example, when developing the toner on a latent image holding member such as a photoconductor, the developing bias causes a voltage drop due to the high resistance of the developing roller itself, and a sufficient developing amount for the developing is obtained. Bias cannot be secured, and sufficient image density cannot be obtained. The resistance value is measured from a current value obtained by applying a voltage of 100 V between the shaft and the counter electrode by pressing the outer peripheral surface of the developing roller against a flat or cylindrical counter electrode at a predetermined pressure, for example. be able to.
[0055]
As described above, it is important to appropriately and uniformly control the resistance value of the developing roller in order to keep the electric field strength for toner movement appropriate and uniform.
[0056]
The developing roller of the present invention can be incorporated in an image forming apparatus using toner. Specifically, as shown in FIG. 2, a toner applying roller 4 for supplying toner and a photosensitive roller holding an electrostatic latent image are provided. The developing roller 1 of the present invention is disposed between and in contact with the photosensitive drum 5, the toner 6 is supplied to the developing roller 1 by the toner coating roller 4, and the developing roller 1 is Thus, the toner can be supplied to the photosensitive drum 5 from the thin layer, and the toner can be attached to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 5 to visualize the latent image. Since the details of FIG. 2 have been described in the related art, the description thereof will be omitted.
[0057]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[0058]
Examples 1 and 2
1. Sannics FA952 (Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd. polyether polyol, OH value = 37) 100 parts, SRX274C (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd. foaming agent) 1 part, TOYOCAT NP (Tosoh Corporation amine catalyst) Eight parts, 1.5 parts of TOYOCAT EP (amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation) and 59 parts of Sunform IC-716 (tolylene diisocyanate manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) were mechanically stirred and foamed.
[0059]
A metal shaft having an outer diameter of 6.0 mm and a length of 240 mm is arranged from one side opening of a metal cylindrical type having an inner diameter of 16 mm and a length of 250 mm and having a fluorine-processed surface, and the above-mentioned foamed polyurethane material is foamed for RIM molding. Injected from machine.
[0060]
Next, the mold into which the foamed polyurethane raw material was injected was cured in an oven at 80 ° C. for 20 minutes, and then demolded to obtain a roller body having an elastic layer having an outer diameter of 12 mm and a total length of an elastic layer portion of 210 mm.
[0061]
The urethane-based ultraviolet-curable resin composition shown in Table 1 was applied to the outer peripheral surface of the roller body manufactured in this manner by a roll coater so as to have a thickness shown in Table 1, and then Unicur® manufactured by Ushio Inc. When UV light was irradiated at an irradiation intensity of 260 mW / cm ² and an integrated light amount of 500 mJ / cm ² while rotating the roller using a UVH-0252C device, the coating film was instantaneously cured to form an elastic resin coating layer. Was done. Next, the roller was subjected to microwave heating at a frequency of 2450 MHz for the time shown in Table 1 to thermally cure the unreacted resin in the resin coating layer.
[0062]
The obtained roller had the characteristics shown in Table 1, and was suitable for a developing roller.
[0063]
Example 3
A developing roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the elastic layer was made of a urethane elastomer. This roller also had the characteristics shown in Table 1 and was suitable for a developing roller.
[0064]
Comparative Example 1
A developing roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the microwave heating treatment after the irradiation of the ultraviolet rays was not performed. In this case, as shown in Table 2, the photosensitive drum was slightly contaminated by the unreacted resin. Some resin was extracted by acetone extraction.
[0065]
Comparative Example 2
After irradiation with ultraviolet rays, a developing roller was manufactured in the same manner as in Example 1, except that heat treatment was performed at 120 ° C. for 30 minutes in an oven instead of microwave heat treatment. In this case, as shown in Table 2, the photosensitive drum was slightly contaminated by the unreacted resin. Some resin was extracted by acetone extraction.
[0066]
Comparative Example 3
A developing roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that only heat treatment at 120 ° C. was performed for 60 minutes without irradiation with ultraviolet rays. In this case, as shown in Table 2, the substrate (elastic layer) was damaged and the photosensitive drum was slightly contaminated by the unreacted resin. Some resin was extracted by acetone extraction.
[0067]
[Table 1]

[0068]
[Table 2]

[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is provided a developing roller having no unreacted resin in a resin coating layer, preventing contamination of a photosensitive drum, and having no damage to an elastic layer, and an image forming apparatus using the same. Provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a developing roller.
FIG. 2 is a configuration diagram of an image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 developing roller 2 shaft 3 semiconductive elastic layer 3a resin coating layer 6 toner

Claims

An elastic layer and a method for manufacturing a developing roller having at least one resin coating layer formed on an outer peripheral surface of the elastic layer,
In forming the resin coating layer, after applying a coating liquid containing an ultraviolet-curable resin to the outer peripheral surface of the elastic layer, irradiating with ultraviolet rays, and then performing microwave heating to cure the remaining unreacted resin component A method for manufacturing a developing roller.

The method according to claim 1, wherein the microwave heating time is 20 seconds to 30 minutes.

3. The method according to claim 1, wherein the coating liquid is solvent-free.

A developing roller manufactured by the manufacturing method according to claim 1.

In a developing roller having an elastic layer and at least one resin coating layer formed on an outer peripheral surface of the elastic layer,
The developing roller, wherein the resin coating layer is made of an ultraviolet curable resin cured by microwave heating after irradiation with ultraviolet rays.

An image forming apparatus having a developing roller, wherein the developing roller is the developing roller according to claim 4.