JP2005300752A - Developing roller, electrophotographic process cartridge and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の電子写真画像形成装置において、画像形成体に接触させて該画像形成体表面に現像剤を供給することにより該画像形成体表面に可視画像を形成させる電子写真プロセスカートリッジにおいて、高精細な画像を得ることができる現像ローラとこれを備える電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying apparatus, a printer, and an electrostatic recording apparatus, and the developer is supplied to the surface of the image forming body by contacting the image forming body. The present invention relates to a developing roller capable of obtaining a high-definition image in an electrophotographic process cartridge for forming a visible image, an electrophotographic process cartridge including the developing roller, and an electrophotographic image forming apparatus.
従来、画像形成体(感光ドラム)に接触させて配置された現像ローラにより、該感光ドラムに現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成する現像方式として、接触現像法が知られている。この接触現像法は、現像ローラ表面に現像剤を付着させ、該現像剤の層厚を層厚規制部材により均一化し、感光ドラムに現像ローラを接触させることにより該感光ドラム表面に現像剤を付着させている。そのため、該現像方式に用いられる現像ローラには、感光ドラムに接触した際に適度なニップを形成するための弾性及び硬度、更には適度な導電性を有する必要がある。 Conventionally, a contact developing method is known as a developing method for forming a visible image on the surface of a photosensitive drum by supplying a developer to the photosensitive drum by a developing roller arranged in contact with the image forming body (photosensitive drum). It has been. In this contact development method, the developer is attached to the surface of the developing roller, the layer thickness of the developer is made uniform by a layer thickness regulating member, and the developer is attached to the surface of the photosensitive drum by bringing the developing roller into contact with the photosensitive drum. I am letting. For this reason, the developing roller used in the developing system needs to have elasticity and hardness for forming an appropriate nip when in contact with the photosensitive drum, and further have an appropriate electrical conductivity.
そのために必要な現像ローラの構造としては、従来から、金属等の良導電体から成る軸芯体の外周上に、EPDM、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム等の弾性ゴムやその発泡体に導電性を付与するためにカーボンブラック等の導電剤を配合したものを被覆したものが用いられている。更には、その弾性層の外周上には現像ローラ表面への現像剤付着量のコントロールを目的として、導電剤や樹脂粒子を配合した塗膜を被覆したものも提案されている。 The development roller structure required for this purpose has conventionally been to impart conductivity to elastic rubber such as EPDM, silicone rubber, polyurethane rubber and its foam on the outer periphery of a shaft core made of a good conductor such as metal. In order to achieve this, a material coated with a conductive agent such as carbon black is used. Furthermore, there has also been proposed a coating in which a coating film containing a conductive agent and resin particles is coated on the outer periphery of the elastic layer for the purpose of controlling the amount of developer attached to the surface of the developing roller.
例えば、特許文献1には弾性層の硬度が20°〜40°(アスカーC)である現像ローラが提案されている。この案において提案されている現像ローラとしては、画像濃度ムラ及び現像剤劣化防止の観点から上記のような弾性層硬度が提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a developing roller whose elastic layer has a hardness of 20 ° to 40 ° (Asker C). As the developing roller proposed in this proposal, the elastic layer hardness as described above has been proposed from the viewpoint of preventing image density unevenness and developer deterioration.
このようにして低硬度化された現像ローラは、一定加重により接触している層厚規制部材との接触部の変形量が大きくなるために、プリント停止時に発生した該接触部弾性層の変形が回復しにくくなり、次回プリントする際に画像にはスジが発生して問題となる場合がある。 The developing roller thus reduced in hardness has a large amount of deformation of the contact portion with the layer thickness regulating member that is in contact with a constant load. It becomes difficult to recover, and streaks may occur in the image when printing next time, which may be a problem.
又、該現像ローラの弾性層を高反発弾性化することで、層厚規制部材との長期接触による接触部の変形量自体を小さくして画像スジの発生を抑えることができることが知られている。特許文献2には、現像ローラを構成する弾性層の硬度を或る程度低硬度化して現像剤に対するストレスを低減して適度なニップを得る等を可能にし、且つ、弾性層の反発弾性率を一定以上大きくすることで、低硬度領域の弾性材料を使用しても層厚規制部材との接触部の変形残りを或る程度低減することが可能になり、画像スジの発生を抑えるという手法が提案されている。
In addition, it is known that by making the elastic layer of the developing roller highly repulsive, the deformation amount of the contact portion due to long-term contact with the layer thickness regulating member can be reduced to suppress the occurrence of image streaks. . In
しかしながら、近年の印字速度の高速化及び画像の高精細化、更にはカラー化に伴い、現像ローラの僅かな形状の変化に対しても敏感に画像にてスジとして確認されるようになり、上記従来技術のように硬度及び反発弾性率が適度に調整された弾性層を有する現像ローラにおいても、層厚規制部材との接触部での変形による画像上のスジが問題となり、更なる改善が望まれるようになってきた。又、弾性層の材料を高反発弾性化することで、現像ローラ駆動機構におけるトルクの増加に伴うバンディングの発生等の不具合も起きている。 However, with the recent increase in printing speed, higher image definition, and further colorization, even a slight change in the shape of the developing roller has been confirmed as a streak in the image. Even in a developing roller having an elastic layer whose hardness and rebound elastic modulus are appropriately adjusted as in the prior art, streaks on the image due to deformation at the contact portion with the layer thickness regulating member become a problem, and further improvement is desired. It has come to be. Further, since the material of the elastic layer is made highly repellent, problems such as banding due to an increase in torque in the developing roller driving mechanism also occur.
よって、本発明では、現像ローラ駆動機構の回転ムラによるバンディングをなくすために、従来技術では層厚規制部材との接触による接触部の変形に伴う画像スジの観点から採用することができなかった低領域の反発弾性率の材料を弾性層に使用しても、比重を最適化することで画像スジやバンディングに対して実力の高い現像ローラを得ることが可能になった。 Therefore, in the present invention, in order to eliminate the banding due to the rotation unevenness of the developing roller driving mechanism, the conventional technology cannot be adopted from the viewpoint of image streaks accompanying the deformation of the contact portion due to the contact with the layer thickness regulating member. Even when a material having a rebound resilience in a region is used for the elastic layer, it is possible to obtain a developing roller having high ability for image streaking and banding by optimizing the specific gravity.
本発明は、高速高精細電子写真プロセスにおいても画像スジやバンディングの発生しない高品位な画像を形成することを可能とする現像ローラを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a developing roller that can form a high-quality image free from image streaking or banding even in a high-speed, high-definition electrophotographic process.
本発明により、導電性の軸芯体と、該軸芯体の外周に設けられた弾性層及び/又は樹脂層とを有するローラであって、ローラ表面に現像剤の薄層を形成し、該ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させるための現像ローラにおいて、該弾性層を構成するゴム材料が反発弾性率50〜75%で、且つ、比重1.02〜1.10であることを特徴とする現像ローラが提供される。 According to the present invention, there is provided a roller having a conductive shaft core and an elastic layer and / or a resin layer provided on the outer periphery of the shaft core, wherein a thin layer of developer is formed on the roller surface, In the developing roller for forming a visible image on the surface of the photosensitive drum by bringing the roller into contact with the photosensitive drum and supplying the developer to the surface of the photosensitive drum, the rubber material constituting the elastic layer has a rebound elastic modulus of 50. There is provided a developing roller having a specific gravity of 1.02 to 1.10.
本発明により、現像ローラを有し、該現像ローラの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させる電子写真プロセスカートリッジにおいて、該現像ローラが上記の現像ローラであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジが提供される。 According to the present invention, the photosensitive roller is provided with a developing roller, a thin layer of developer is formed on the surface of the developing roller, the developer roller is brought into contact with the photosensitive drum, and the developer is supplied to the surface of the photosensitive drum. An electrophotographic process cartridge for forming a visible image on a drum surface is provided, wherein the developing roller is the developing roller described above.
又、本発明により、現像ローラを有し、該現像ローラの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該現像剤を供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させる電子写真画像形成装置において、該現像ローラが上記の現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置が提供される。 According to the present invention, a developing roller is provided, a thin layer of developer is formed on the surface of the developing roller, the developer roller is brought into contact with the photosensitive drum, and the developer is supplied to the surface of the photosensitive drum. In the electrophotographic image forming apparatus for forming a visible image on the surface of the photosensitive drum, the electrophotographic image forming apparatus is characterized in that the developing roller is the above developing roller.
本発明に係る現像ローラは、高速高精細電子写真プロセスカートリッジ及び該電子写真プロセスカートリッジが組み込まれた電子写真画像装置において、該現像ローラの現像剤層厚規制部材との長期接触で起こる接触部の変形による画像スジや、現像ローラの回転ムラによるバンディングが無い高精細な画像を供給することが可能になる。又、これにより、画像スジやバンディングの無い高精細な画像を得ることができる電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置が提供された。 The developing roller according to the present invention is a high-speed, high-definition electrophotographic process cartridge and an electrophotographic image apparatus in which the electrophotographic process cartridge is incorporated, and a contact portion that occurs due to long-term contact with the developer layer thickness regulating member of the developing roller. It is possible to supply a high-definition image without image streaking due to deformation or banding due to uneven rotation of the developing roller. In addition, an electrophotographic process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus capable of obtaining a high-definition image free from image stripes and banding are provided.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、現像ローラにおいて、反発弾性率が50〜75%であり、且つ、比重が1.02〜1.10であることを満たす材料を該現像ローラの弾性層として用いることで、画像スジやバンディングの無い高精細な画像を得ることが可能であることを発見し、本発明に至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the rebound resilience is 50 to 75% and the specific gravity is 1.02 to 1.10. It was discovered that a high-definition image free from image streaks and banding can be obtained by using the filling material as the elastic layer of the developing roller, and the present invention has been achieved.
又、弾性層を形成するために用いる弾性体の硬度としては、27〜55°(アスカーC)であることが好ましく、材料としてはシリコーンゴムが好適である。 The hardness of the elastic body used for forming the elastic layer is preferably 27 to 55 ° (Asker C), and the material is preferably silicone rubber.
シリコーンゴムとしては、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが100重量部に対して1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に直結した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシロキサン(ケイ素原子に直結した水素原子の総数)/(成分(A)のアルケニル基の総数)が0.8〜1.5になる重量部であり、且つ、導電性付与剤及び/又は補強性重点材及び/又は増量剤の総量が5〜50重量部であり、且つ、触媒が本組成物を硬化させるのに十分な量である硬化性組成物であることが好適である。 As the silicone rubber, an organohydrogensiloxane having a hydrogen atom directly bonded to at least two silicon atoms in one molecule per 100 parts by weight of an organopolysiloxane having at least two alkenyl groups in one molecule (silicon The total number of hydrogen atoms directly bonded to the atoms / (total number of alkenyl groups of component (A)) is 0.8 to 1.5 parts by weight, and the conductivity-imparting agent and / or reinforcing emphasis material and It is preferable that the total amount of the extender is 5 to 50 parts by weight, and that the catalyst is a curable composition in an amount sufficient to cure the composition.
次に、好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. These examples are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to the examples.
[現像ローラ]
次に、本発明の現像ローラの構成について説明する。本発明の現像ローラは、例えば、図1に示すような断面構造を有し、図2にも示すように導電性の軸芯体1と、該軸芯体1の外周上に同芯円状に形成された弾性層2と該弾性層2の外周上に形成された樹脂層である表層3を有する。
[Development roller]
Next, the configuration of the developing roller of the present invention will be described. The developing roller of the present invention has, for example, a cross-sectional structure as shown in FIG. 1 and has a conductive shaft core 1 and a concentric circular shape on the outer periphery of the shaft core 1 as shown in FIG. And a
[軸芯体]
本発明で使用する導電性の軸芯体1は、例えば、炭素鋼合金表面に5μm厚さの工業ニッケルメッキを施した円柱である。導電性軸芯体1を構成する材料としては他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅、ニッケル等の合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、更にカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。又、形状としては、円柱状の他に中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。
[Shaft core]
The conductive shaft core 1 used in the present invention is, for example, a cylinder having a carbon steel alloy surface with industrial nickel plating having a thickness of 5 μm. In addition to the materials constituting the conductive shaft core 1, for example, alloys such as iron, aluminum, titanium, copper and nickel, alloys such as stainless steel, duralumin, brass and bronze containing these metals, carbon black, A known material exhibiting rigidity and conductivity, such as a composite material in which carbon fibers are hardened with plastic, can also be used. Moreover, as a shape, it can also be set as the cylindrical shape which made the center part the cavity other than column shape.
[弾性層]
弾性層を形成する原料主成分のゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、アクリルニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、NBRの水素化物、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のゴム材料を用いることができる。
[Elastic layer]
As the raw material rubber forming the elastic layer, ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR) ), Styrene-butadiene rubber (SBR), fluorine rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, hydride of NBR, polysulfide rubber, urethane rubber and the like can be used.
更に、本発明の現像ローラでは、その弾性層を形成するゴム成型体とする際、個別的な用途に合わせて、弾性層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤等、又、ゴム成型体とする際に利用される各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤等、各種の添加剤を主成分のゴム材料に適宜配合することができる。 Furthermore, in the developing roller of the present invention, when forming a rubber molded body for forming the elastic layer, components necessary for the function required for the elastic layer itself, such as a conductive agent, a non-conductive material, are used in accordance with individual applications. Various additive components used when forming a rubber molded body, for example, various additives such as a crosslinking agent, a catalyst, a dispersion accelerator, etc., may be appropriately blended in the main rubber material. it can.
弾性層に導電性を付与する目的に添加する導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼などの各種導電性金属又は合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質等の微粉末を用いることができる。これらの内、カーボンブラックは、比較的容易に入手でき、又、主成分のゴム材料の種類によらず、良好な帯電性が得られるため、好適に利用できる。 Conductive agents added for the purpose of imparting conductivity to the elastic layer include various conductive metals or alloys such as carbon black, graphite, aluminum, copper, tin, and stainless steel, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and titanium oxide. Further, various conductive metal oxides such as tin oxide-antimony oxide solid solution and tin oxide-indium oxide solid solution, and fine powders such as insulating materials coated with these conductive materials can be used. Among these, carbon black can be suitably used because it can be obtained relatively easily and good chargeability can be obtained regardless of the type of the main rubber material.
ゴム成型体中に添加可能な非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム等を挙げることができる。この際用いるシリカとしては、特に制限はなく、従来から公知のものを広く使用でき、例えば、上述した乾式法による無水ケイ酸、湿式法による含水ケイ酸、合成ケイ酸塩等を挙げることができる。 Examples of the non-conductive filler that can be added to the rubber molded body include diatomaceous earth, quartz powder, dry silica, wet silica, titanium oxide, zinc oxide, aluminosilicate, calcium carbonate, and the like. The silica used in this case is not particularly limited, and conventionally known ones can be widely used. Examples thereof include anhydrous silicic acid by the dry method described above, hydrous silicic acid by the wet method, and synthetic silicate. .
本発明の現像ローラにおいて、弾性層を形成するゴム成型体の反発弾性率は、50〜75%の範囲に選択する。弾性層を形成するゴム成型体の反発弾性率が50%未満では、セット性能に寄与するゴム弾性が得られ難くなる。一方、75%を超える場合には、現像ローラの駆動トルクの増加に伴うバンディングが発生する。 In the developing roller of the present invention, the rebound resilience of the rubber molded body forming the elastic layer is selected in the range of 50 to 75%. If the rebound resilience of the molded rubber forming the elastic layer is less than 50%, it is difficult to obtain rubber elasticity that contributes to set performance. On the other hand, when it exceeds 75%, banding occurs with an increase in the driving torque of the developing roller.
同時に弾性層を形成するゴム成型体の比重は1.02〜1.10の範囲になるように選択される。ゴム成型体の比重が1.02未満となる範囲では、ゴム成型体の補強性が不十分となるために製品に必要な弾性層としての耐久性が損なわれ、連続耐久時に弾性層の削れやカケが発生する問題が出てくる。 At the same time, the specific gravity of the rubber molded body forming the elastic layer is selected to be in the range of 1.02 to 1.10. In the range where the specific gravity of the rubber molded body is less than 1.02, since the reinforcing property of the rubber molded body is insufficient, durability as an elastic layer necessary for the product is impaired, and the elastic layer is scraped during continuous durability. There will be problems that cause burrs.
一方、ゴム成型体の比重が1.10を超える場合には、前記の反発弾性率の範囲であっても、ゴム成型体中のセット性能に寄与するゴム弾性を発現するためのポリマー成分の挙動が阻害されることになるため好ましくない。 On the other hand, when the specific gravity of the rubber molded body exceeds 1.10, the behavior of the polymer component for expressing rubber elasticity that contributes to the set performance in the rubber molded body even in the range of the rebound elastic modulus. Is not preferable because it is inhibited.
弾性層を形成するゴム成型体の硬度は27°〜55°(アスカーC)の範囲が好ましい。弾性層を形成するゴム成型体の硬度(アスカーC)が27°未満では、耐久による導電性樹脂層の端部が剥がれるので好ましくない。又、55°を超える場合には、現像剤に対するストレスが増加して現像スジが発生するため問題である。 The hardness of the rubber molded body forming the elastic layer is preferably in the range of 27 ° to 55 ° (Asker C). If the hardness (Asker C) of the rubber molding forming the elastic layer is less than 27 °, the end portion of the conductive resin layer due to durability is peeled off, which is not preferable. On the other hand, if the angle exceeds 55 °, the stress on the developer increases and development streaks occur.
特に、弾性層を形成する原料主成分のゴムとしてシリコーンゴムを用いると、上記の範囲のような反発弾性率および比重のものが得られ易い。シリコーンゴムとしては、加工性に優れている、硬化反応に伴う副生成物の発生がないため寸法安定性が良好である、硬化後の物性が安定している等の理由から、付加反応架橋型シリコーンゴムポリマーが好ましい。 In particular, when silicone rubber is used as the raw material rubber for forming the elastic layer, it is easy to obtain a rubber having a rebound resilience and specific gravity within the above ranges. Silicone rubber is excellent in processability, has no dimensional stability due to the generation of by-products associated with the curing reaction, and has an addition reaction cross-linking type for reasons such as stable physical properties after curing. Silicone rubber polymers are preferred.
このシリコーンゴムは、例えば化学式1で表されるオルガノポリシロキサン及び化学式2で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、更に触媒や他の添加物と適宜混合させて用いることができる。
This silicone rubber contains, for example, an organopolysiloxane represented by Chemical Formula 1 and an organohydrogenpolysiloxane represented by
オルガノポリシロキサンはシリコーンゴムのベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが10万以上100万以下が好ましく、平均分子量は40万以上70万以下が好ましい。 Organopolysiloxane is a base polymer of silicone rubber, and its molecular weight is not particularly limited, but is preferably from 100,000 to 1,000,000, and the average molecular weight is preferably from 400,000 to 700,000.
オルガノポリシロキサンのアルケニル基は1分子中に少なくとも2個有していることが望ましく、その種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。 The organopolysiloxane preferably has at least two alkenyl groups in one molecule, and the type thereof is not particularly limited. However, at least one of vinyl group and allyl group is preferable because of its high reactivity with active hydrogen. One is preferable, and a vinyl group is particularly preferable.
オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は2個以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、3個以上のポリマーが好ましい。ポリオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子量に特に制限はなく、1000〜10000まで含有されるが、硬化反応を適切に行わせるために、比較的低分子量の1000以上5000以下が好ましい。 Organohydrogenpolysiloxane serves as a crosslinking agent for addition reaction in the curing process, and the number of silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule is 2 or more, and in order to perform the curing reaction optimally, Three or more polymers are preferred. The molecular weight of the polyorganohydrogenpolysiloxane is not particularly limited and may be from 1,000 to 10,000, but a relatively low molecular weight of 1,000 or more and 5,000 or less is preferable in order to appropriately perform the curing reaction.
オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、オルガノポリシロキサン中のアルケニル基の数に対し、オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のSi−H基の数、即ち(ケイ素原子に直結した水素原子の総数)/(オルガノポリシロキサンのアルケニル基の総数)が0.5より小さいと十分な網状構造を採れずに硬化後の必要な反発弾性率や硬度が得られず、1.5より大きいと未反応のSi−H基が水分等により余剰の架橋反応を起こして硬くなるため、0.5〜1.5の範囲が良い。 The amount of the organohydrogenpolysiloxane blended with respect to the number of alkenyl groups in the organopolysiloxane is the number of Si—H groups in the organohydrogenpolysiloxane, ie, (total number of hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms) / ( If the total number of alkenyl groups of the organopolysiloxane is less than 0.5, a sufficient network structure cannot be obtained and the necessary rebound resilience and hardness after curing cannot be obtained. A range of 0.5 to 1.5 is preferable because the H group is hardened by an excessive crosslinking reaction caused by moisture or the like.
導電剤及び非導電性充填剤の配合量は、オルガノポリシロキサン100部に対し5部より少ないと得られるシリコーンゴムの補強性が乏しいものとなり、50部より多いとセット性能に寄与するゴム弾性を発現するためのポリマー成分の挙動が阻害されるため、5〜50部が好ましい。 When the blending amount of the conductive agent and the non-conductive filler is less than 5 parts with respect to 100 parts of the organopolysiloxane, the resulting silicone rubber has poor reinforcement, and when it exceeds 50 parts, the rubber elasticity contributing to the set performance is reduced. Since the behavior of the polymer component for expression is inhibited, 5 to 50 parts is preferable.
シリコーンゴムの触媒としては、ヒドロシリル化反応において触媒作用を示す遷移金属化合物が使用できる。その具体例としては、Fe(CO)5Co(CO)8、RuCl3、IrCl3、〔(オレフィン)PtCl2〕2、ビニル基含有ポリシロキサン−Pt錯体、H2PtCl6・6H2O、L2Ni(オレフィン)、L4Pd、L4Pt、L2NiCl2(但し、L=PPh3若しくはPR’3、ここでPはリン、Phはフェニル基、R’はアルキル基を示す)を挙げることができる。その中でも、白金、パラジウム、ロジウム系遷移金属化合物が好ましい。 As the catalyst for the silicone rubber, a transition metal compound that exhibits a catalytic action in the hydrosilylation reaction can be used. Specific examples thereof include Fe (CO) 5 Co (CO) 8 , RuCl 3 , IrCl 3 , [(olefin) PtCl 2 ] 2 , vinyl group-containing polysiloxane-Pt complex, H 2 PtCl 6 .6H 2 O, L 2 Ni (olefin), L 4 Pd, L 4 Pt, L 2 NiCl 2 (where L = PPh 3 or PR ′ 3 , where P is phosphorus, Ph is a phenyl group, and R ′ is an alkyl group) Can be mentioned. Of these, platinum, palladium, and rhodium-based transition metal compounds are preferable.
上記触媒の配合量は、白金系金属化合物触媒の場合、シリコーンゴム(各種配合物を含む)中、白金として1質量ppm以上100質量ppm以下が好ましいが、この範囲に限定されることはなく、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状等により適宜選択される。 In the case of a platinum-based metal compound catalyst, the compounding amount of the catalyst is preferably 1 to 100 ppm by mass as platinum in silicone rubber (including various compounds), but is not limited to this range. It is appropriately selected depending on the target pot life, curing time, product shape and the like.
弾性層を軸芯体1の周りに配する方法としては、押し出し成形、射出成形等、幾つかの方法が挙げられる。このうち、押し出し成形により加工される弾性体は、成形用の金型を用意する必要がない等の利点はあるものの、そのままでは現像ローラに使用するための形状精度を有していないため、円筒研削盤等により表面を研磨することで、所望の形状に仕上げ加工する必要がある。 As a method for arranging the elastic layer around the shaft core body 1, several methods such as extrusion molding and injection molding may be mentioned. Among these, the elastic body processed by extrusion molding has the advantage that it is not necessary to prepare a mold for molding, but it does not have shape accuracy for use as a developing roller as it is. It is necessary to finish the surface into a desired shape by polishing the surface with a grinding machine or the like.
それに対し、未硬化材料を円筒型内に注入して、その後加熱加硫することにより弾性層を軸体の周りに配する方法による現像ローラ弾性層の形成においては、ローラ形状は、使用する型の形状をある一定の収縮量の基に再現するため、研磨することなしに十分満足できる形状精度を有するものを得ることができる。 On the other hand, in forming the developing roller elastic layer by injecting an uncured material into a cylindrical mold and then vulcanizing by heating, the elastic layer is arranged around the shaft body. Since the shape is reproduced on the basis of a certain amount of shrinkage, it is possible to obtain a shape having a sufficiently satisfactory shape accuracy without polishing.
本発明では以上のようにして形成された導電性弾性層の表面に更に表層として樹脂層を形成することもできる。表層を形成する材料としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂等が挙げられる。
In the present invention, a resin layer can also be formed as a surface layer on the surface of the conductive elastic layer formed as described above. Examples of the material for forming the surface layer include various polyamides, fluororesins, hydrogenated styrene-butylene resins, urethane resins, silicone resins, polyester resins, phenol resins, imide resins, olefin resins, and the like.
これらの表層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して分散させる。得られた表層形成用の分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により導電性基体の表面に塗工される。本発明においては、現像ローラの表面が均一に粗面となることが好ましいので、特にスプレー塗工が好ましく用いられる。 These materials constituting the surface layer are dispersed using a conventionally known dispersion apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, a pearl mill or the like. The obtained dispersion for forming the surface layer is applied to the surface of the conductive substrate by a spray coating method, a dipping method or the like. In the present invention, since it is preferable that the surface of the developing roller is uniformly rough, spray coating is particularly preferably used.
表層の厚みとしては、低分子量成分が染み出してきて感光体を汚染することを防止する観点から5μm以上が好ましく、現像ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から500μm以下が好ましい。より好ましくは10〜30μmである。 The thickness of the surface layer is preferably 5 μm or more from the viewpoint of preventing the low molecular weight component from seeping out and contaminating the photoreceptor, and from the viewpoint of preventing the developing roller from becoming hard and causing fusing. preferable. More preferably, it is 10-30 micrometers.
上記のようにして形成する表層中に質量平均粒径が1〜20μmの微粒子を分散させることにより、現像ローラ表面の現像剤の搬送を容易にすることができ、充分な量の現像剤を現像領域に搬送することができ、好ましい。このような目的に使用する微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子、フェノール樹脂微粒子等のプラスチックピグメントが挙げられるが、特にポリメチルメタクリル酸メチル微粒子及びシリコーンゴム微粒子が好ましい、これらの微粒子は前記表層の約20〜200質量%(この微粒子を除く表層構成成分の総質量に対して)の範囲で添加することが好ましい。 By dispersing fine particles having a mass average particle diameter of 1 to 20 μm in the surface layer formed as described above, the developer on the surface of the developing roller can be easily conveyed, and a sufficient amount of developer can be developed. It can be conveyed to an area, which is preferable. Examples of the fine particles used for such purpose include plastic pigments such as polymethyl methyl methacrylate fine particles, silicone rubber fine particles, polyurethane fine particles, polystyrene fine particles, amino resin fine particles, and phenol resin fine particles. Methyl acid fine particles and silicone rubber fine particles are preferable. These fine particles are preferably added in a range of about 20 to 200% by mass (based on the total mass of the surface layer constituting components excluding the fine particles) of the surface layer.
[電子写真プロセスカートリッジ]
次に、本発明の現像ローラを有する接触現像方式の電子写真画像形成装置概略図の一例を図3に示す。
[Electrophotographic process cartridge]
Next, FIG. 3 shows an example of a schematic diagram of a contact developing type electrophotographic image forming apparatus having a developing roller of the present invention.
先ず、本発明の現像ローラを有する電子写真プロセスカートリッジを説明する。電子写真プロセスカートリッジには、一次帯電ローラ4と、感光体ドラム5と、現像ローラ11と、現像剤供給ローラ12と、現像剤層厚規制部材である現像剤層厚規制部材15と、撹拌羽17と、現像剤14とが1つのカートリッジにまとめられ、電子写真画像装置の中で一体的に交換可能となっている。撹拌羽で現像剤供給ローラに送られた現像剤は、現像剤層厚規制部材によって現像ローラ11表面に均一にコートされ、感光体ドラム5表面へと運ばれ、現像される。紙等の記録メディア10に現像剤が転写された後、感光体ドラム5表面は一次帯電ローラで再び均一に帯電される。
First, an electrophotographic process cartridge having the developing roller of the present invention will be described. The electrophotographic process cartridge includes a primary charging roller 4, a photosensitive drum 5, a developing
図3に従って接触現像方式の電子写真画像形成装置を見て行くと、本発明の現像ローラ11は、その表面に現像剤14を保持して矢印の方向に回転しながら感光体ドラム5上にレーザー光16によって形成された潜像を現像し、現像に使用されずに現像ローラ11表面に残った現像剤を表面に坦持したまま現像容器13に戻す。
Looking at the electrophotographic image forming apparatus of the contact development type according to FIG. 3, the developing
現像容器の内部では現像剤供給ローラ12が現像ローラ11表面に残った現像剤を現像ローラ11表面から取り除くとともに、新しい現像剤を現像ローラ11の表面に供給する。現像ローラ11表面に供給された新しい現像剤は、現像剤層厚規制部材15にてコート厚さを均一に整えられ、現像領域に搬送されていく。この繰り返しによって現像ローラ11は常に新しい現像剤を均一にコートして静電潜像を現像する。
Inside the developing container, the
現像された現像剤像は感光体ドラム5の回転によって転写領域に運ばれ、転写ローラ9で記録メディア10に転写される。その後、未定着の現像剤像は定着ローラ7と加圧ローラ8の間を通り、圧力と熱で記録メディアに定着される。転写工程で転写されずに感光体ドラム5上に残った現像剤は、感光体ドラム5の回転に伴い清掃用の弾性ブレード6で感光体ドラムから取り除かれる。表面が清掃された感光体ドラム5の表面は一次帯電ローラ4で帯電され、再び露光、現像されるという工程を繰り返す。
The developed developer image is conveyed to the transfer area by the rotation of the photosensitive drum 5 and transferred to the
以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.
先ず、実施例及び比較例にて用いた弾性層材料の各物性の測定方法について説明する。 First, a method for measuring each physical property of the elastic layer material used in Examples and Comparative Examples will be described.
[アスカーC硬度]
アスカーC硬度の測定は、厚さ6mmの試験片に対し、アスカーC型硬度計(高分子計器株式会社製)を用いて行った。測定器以外の測定方法の詳細はJIS−K6253の5(デュロメータ硬さ試験)に準じて行った。
[Asker C hardness]
The Asker C hardness was measured using an Asker C type hardness tester (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) on a test piece having a thickness of 6 mm. The details of the measuring method other than the measuring device were performed according to JIS-K6253 5 (durometer hardness test).
[反発弾性率]
反発弾性率の測定は、JISK6255に従って行った。
[Rebound resilience]
The rebound resilience was measured according to JISK6255.
[比重]
比重の測定は、JISK6268の5. 1(A法)に従って行った。但し、水の温度は23±2℃とした。
[specific gravity]
The specific gravity was measured according to JIS K6268 5.1 (Method A). However, the temperature of water was 23 ± 2 ° C.
次に。実施例及び比較例にて行った現像ローラの評価方法について説明する。 next. The developing roller evaluation method performed in the examples and comparative examples will be described.
[バンディングの画像評価方法]
本評価で使用した電子写真式レーザービームプリンタは、A4版出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードはA4縦16枚/分、画像の解像度は600dpiである。感光体ドラムはアルミシリンダにOPC(有機光導電体)層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。
[Banding image evaluation method]
The electrophotographic laser beam printer used in this evaluation is a machine for A4 size output, the output speed of the recording medium is A4 vertical 16 sheets / minute, and the image resolution is 600 dpi. The photosensitive drum is a reversal developing type photosensitive drum in which an OPC (organic photoconductor) layer is coated on an aluminum cylinder, and the outermost layer is a charge transport layer using a modified polycarbonate as a binder resin.
バンディングの画像評価は、ベタ画像及びハーフトーン画像より行った。即ち、画像濃度が十分に濃く、画像印字方向と垂直な方向に現像ローラの駆動ギヤ周期でスジが発生し実用上問題であるレベルを×、スジは薄く発生するが実用上問題のないレベルを△、スジが全く見られないものを○とした。 Banding image evaluation was performed from solid images and halftone images. In other words, the level where the image density is sufficiently high and streaks occur in the driving gear cycle of the developing roller in the direction perpendicular to the image printing direction and is a practical problem, and the level where the streak occurs thinly but has no practical problem. Δ and no streak were marked as ○.
[セット性能の画像評価方法]
現像ローラを電子写真プロセスカートリッジに装着し、40℃、95%R.Hの環境下で1ヶ月放置した後、新たに用意した電子写真プロセスカートリッジに該現像ローラを装着し直し、電子写真レーザービームプリンタにて画像評価を行った。
[Image evaluation method for set performance]
The developing roller is mounted on the electrophotographic process cartridge, and the developing roller is 40 ° C., 95% R.D. After being left for 1 month in an environment of H, the developing roller was remounted on a newly prepared electrophotographic process cartridge, and image evaluation was performed with an electrophotographic laser beam printer.
画像評価については、画像濃度が十分に濃く、画像印字方向と垂直な方向に現像ローラ周期でスジが発生し実用上問題であるレベルを×、スジは薄く発生するが実用上問題のないレベルを△、スジが全く見られないものを○とした。 Regarding image evaluation, the image density is sufficiently dark and the level that is a practical problem because streaks occur in the direction of the developing roller in the direction perpendicular to the image printing direction, and the level that causes a practical problem is thin, but the level is low. Δ and no streak were marked as ○.
[現像スジの画像評価方法]
現像ローラを電子写真レーザービームプリンターに装着し、感光ドラムの回転方向と垂直方向に幅2ドット、間隔50ドットの横線を描くような画像をそのまま10000枚連続耐久した後、感光ドラムの回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描くような画像により評価を行った。即ち、現像ローラ表面、又はブレードへの現像剤の融着による現像ローラピッチの画像不良が見られるレベルを×、現像ローラピッチの画像不良は見られるが実用上問題のないレベルを△、現像ローラピッチの画像不良が全く見られないレベルを○とした。
[Image evaluation method for development streaks]
The developing roller is attached to an electrophotographic laser beam printer, and after 10000 continuous images of a horizontal line having a width of 2 dots and an interval of 50 dots in the direction perpendicular to the rotation direction of the photosensitive drum, the rotation direction of the photosensitive drum is changed. The evaluation was performed using an image in which a horizontal line having a width of 1 dot and an interval of 2 dots was drawn in the vertical direction. That is, x indicates a level at which an image defect of the developing roller pitch due to the fusion of the developer to the surface of the developing roller or blade is observed, and Δ indicates a level at which an image defect of the developing roller pitch is observed but has no practical problem. A level at which no defective image of the pitch was observed was marked with a circle.
[表層の密着力]
10000枚の連続耐久後に現像ローラの表面を目視により観察し、端部から画像領域まで表層が浮いているのが観察され、又は剥がれてしまったレベルを×、端部で表層が浮いているのが観察され、又は剥がれたが非画像領域のために実用上問題のないレベルを△、剥がれがないレベルを○とした。
[Surface adhesion]
The surface of the developing roller was visually observed after 10,000 sheets of continuous durability, and the surface layer was observed to float from the edge to the image area, or the level that had been peeled off was x, and the surface layer was floating at the edge. Is observed or peeled off, but a level that does not cause a practical problem due to the non-image area is indicated by Δ, and a level at which no peeling occurs is indicated by ○.
次に、本発明で実際に評価を行った現像ローラの製造方法について詳細に説明する。 Next, the developing roller manufacturing method actually evaluated in the present invention will be described in detail.
先ず、軸芯体には鉄表面に化学ニッケルメッキを施したものを使用し、円筒形金型中心部に該軸芯体を配置し、該円筒金型内にその注入口からシリコーンゴムを注入し、110℃で5分間、加熱硬化させてシリコーンゴム弾性層を成形した。該シリコーンゴムは、オルガノポリシロキサンに充填剤として石英粉末、カーボンブラックを配合し、更に硬化触媒として白金化合物を微量配合したものと、オルガノハイドロジェンポリシロキサンに充填剤として石英粉末、カーボンブラックを配合し、更に微量の硬化遅延剤を配合したものとを重量比1:1で混合したものを使用した。シリコーンゴム弾性層の形成に先立ち、芯金表面にはシリコーンゴムと軸芯体との接着性を向上させる目的で、プライマー処理を行った。 First, the shaft core is made of iron with chemical nickel plating. The shaft core is placed in the center of the cylindrical mold, and silicone rubber is injected into the cylindrical mold from the inlet. And cured by heating at 110 ° C. for 5 minutes to form a silicone rubber elastic layer. The silicone rubber contains silica powder and carbon black as a filler in organopolysiloxane and a small amount of platinum compound as a curing catalyst, and silica powder and carbon black as a filler in organohydrogenpolysiloxane. In addition, a mixture of a mixture of a trace amount of curing retardant and a weight ratio of 1: 1 was used. Prior to the formation of the silicone rubber elastic layer, the surface of the core metal was subjected to primer treatment for the purpose of improving the adhesion between the silicone rubber and the shaft core body.
次に、このシリコーンゴム弾性層の硬化後の物性を安定させる、シリコーンゴム弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、200℃で4時間の熱処理を行った。 Next, heat treatment was performed at 200 ° C. for 4 hours for the purpose of stabilizing the physical properties after curing of the silicone rubber elastic layer, removing reaction residues and unreacted low molecular components in the silicone rubber elastic layer, and the like.
その後、得られたシリコーンゴム弾性層の表面上に、ウレタン樹脂及び現像剤搬送性を良くする目的で平均粒径10〜20μmのポリメチルメタクリル酸メチル微粒子を10〜20%分散させた液をディッピングにより積層させた。 Thereafter, a dipping solution containing 10 to 20% of polymethyl methyl methacrylate fine particles having an average particle diameter of 10 to 20 μm is dispersed on the surface of the obtained silicone rubber elastic layer for the purpose of improving urethane resin and developer transportability. Was laminated.
そして、塗工・風乾後の該ローラを140℃で4時間の熱処理により、表層としておよそ20μmの厚さのポリウレタン樹脂層を製膜した。 Then, the roller after coating and air drying was subjected to a heat treatment at 140 ° C. for 4 hours to form a polyurethane resin layer having a thickness of about 20 μm as a surface layer.
上記の方法、材料にて下記実施例1〜7及び比較例1〜8は、シリコーンゴムに含まれる充填剤の比率及びポリマー架橋密度を変更することにより、シリコーンゴム弾性層の比重、硬度及び反発弾性率を種々変更して特性を評価した結果を下記に示す。 In the above methods and materials, Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 8 described below are specific gravity, hardness and repulsion of the silicone rubber elastic layer by changing the ratio of the filler contained in the silicone rubber and the polymer crosslinking density. The results of evaluating the characteristics with various changes in the elastic modulus are shown below.
材料中の比重を1.06とし、且つ、硬化させたときの材料硬度が46°(アスカーC)で反発弾性率が72%であるシリコーンゴムを使用し、上記の方法に従って、直径8mmの鉄製軸上にシリコーンゴム弾性層を形成し、ゴム部分の直径16mmでゴム部分長さ240mmの導電性ローラ弾性層を得た。 Using a silicone rubber having a specific gravity of 1.06, a material hardness of 46 ° (Asker C) and a rebound resilience of 72% when cured, according to the above method, an iron of 8 mm in diameter is used. A silicone rubber elastic layer was formed on the shaft to obtain a conductive roller elastic layer having a rubber part diameter of 16 mm and a rubber part length of 240 mm.
次に、得られたシリコーンゴム弾性層に対し、上記表層塗料にてディッピングし、140℃で4時間乾燥することにより厚さおよそ20μmの表層を設けた。得られた現像ローラを電子写真画像装置に組み込んで画像を出力したところ、スジの無い均一濃度の画像を得た。結果を表1にまとめた。 Next, the obtained silicone rubber elastic layer was dipped with the above-mentioned surface coating material and dried at 140 ° C. for 4 hours to provide a surface layer having a thickness of about 20 μm. When the obtained developing roller was incorporated into an electrophotographic image apparatus and an image was output, an image having a uniform density without streaks was obtained. The results are summarized in Table 1.
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.02で、且つ、硬化させたときの材料硬度が33°(アスカC)で反発弾性率が60%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表1にまとめた。 Developing roller in the same manner as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.02, the material hardness when cured is 33 ° (Asuka C), and the rebound resilience is 60%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.07で、且つ、硬化させたときの材料硬度が41°(アスカC)で反発弾性率が63%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表1にまとめた。 The developing roller was the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used was 1.07, the material hardness when cured was 41 ° (Asuka C), and the rebound resilience was 63%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.10で、且つ、硬化させたときの材料硬度が43°(アスカC)で反発弾性率が61%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表1にまとめた。 The developing roller was the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used was 1.10, the material hardness when cured was 43 ° (Asuka C), and the rebound resilience was 61%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.06で、且つ、硬化させたときの材料硬度が33°(アスカーC)で反発弾性率が53%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表1にまとめた。 Developing roller in the same manner as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.06, the material hardness when cured is 33 ° (Asker C), and the rebound resilience is 53%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.03で、且つ、硬化させたときの材料硬度が26°(アスカーC)で反発弾性率が50%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表1にまとめた。 The developing roller is the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.03, the material hardness when cured is 26 ° (Asker C), and the rebound resilience is 50%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.08で、且つ、硬化させたときの材料硬度が56°(アスカーC)で反発弾性率が75%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表1にまとめた。
(比較例1)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.01で、且つ、硬化させたときの材料硬度が47°(アスカーC)で反発弾性率が78%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。但し、このローラは10000枚の連続耐久時に“カケ”が発生し、現像スジの画像と表層の密着力を評価することはできなかった。
(比較例2)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.03で、且つ、硬化させたときの材料硬度が46°(アスカーC)で反発弾性率が78%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。
(比較例3)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.27で、且つ、硬化させたときの材料硬度が70°(アスカーC)で反発弾性率が82%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。
(比較例4)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.01で、且つ、硬化させたときの材料硬度が31°(アスカーC)で反発弾性率が52%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。但し、このローラは10000枚の連続耐久時に“カケ”が発生し、現像スジの画像と表層の密着力を評価することはできなかった。
(比較例5)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.16で、且つ、硬化させたときの材料硬度が48°(アスカーC)で反発弾性率が76%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。
(比較例6)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.01で、且つ、硬化させたときの材料硬度が12°(アスカーC)で反発弾性率が26%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。但し、このローラは10000枚の連続耐久時に“カケ”が発生し、現像スジの画像と表層の密着力を評価することはできなかった。
(比較例7)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.04で、且つ、硬化させたときの材料硬度が16°(アスカーC)で反発弾性率が30%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。
(比較例8)
使用するシリコーンゴム材料の比重が1.27で、且つ、硬化させたときの材料硬度が37°(アスカーC)で反発弾性率が42%である以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製した。実施例1と同様に測定、評価を行い、結果を表2にまとめた。
The developing roller is the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.08, the material hardness when cured is 56 ° (Asker C), and the rebound resilience is 75%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 1.
(Comparative Example 1)
Developing roller in the same manner as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.01, the material hardness when cured is 47 ° (Asker C), and the rebound resilience is 78%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2. However, with this roller, “debris” was generated during continuous durability of 10,000 sheets, and it was impossible to evaluate the adhesion between the image of the development stripe and the surface layer.
(Comparative Example 2)
The developing roller was the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used was 1.03, the material hardness when cured was 46 ° (Asker C), and the rebound resilience was 78%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2.
(Comparative Example 3)
The developing roller is the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.27, the material hardness when cured is 70 ° (Asker C), and the rebound resilience is 82%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2.
(Comparative Example 4)
Developing roller in the same manner as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.01, the material hardness when cured is 31 ° (Asker C), and the rebound resilience is 52%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2. However, with this roller, “debris” was generated during continuous durability of 10,000 sheets, and it was impossible to evaluate the adhesion between the image of the development stripe and the surface layer.
(Comparative Example 5)
Developing roller in the same manner as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.16, the material hardness when cured is 48 ° (Asker C), and the rebound resilience is 76%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2.
(Comparative Example 6)
Developing roller in the same manner as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.01, the material hardness when cured is 12 ° (Asker C), and the rebound resilience is 26%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2. However, this roller generated “scratch” during continuous durability of 10,000 sheets, and the adhesion between the image of the development streak and the surface layer could not be evaluated.
(Comparative Example 7)
The developing roller is the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.04, the material hardness when cured is 16 ° (Asker C), and the rebound resilience is 30%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2.
(Comparative Example 8)
The developing roller is the same as in Example 1 except that the specific gravity of the silicone rubber material used is 1.27, the material hardness when cured is 37 ° (Asker C), and the rebound resilience is 42%. Was made. Measurement and evaluation were performed in the same manner as in Example 1, and the results are summarized in Table 2.
本発明の現像ローラは、弾性層に使われる反発弾性率と比重を規定することで、バンディングや画像スジに対して実力の高い現像ローラを提供することが可能である。 The developing roller of the present invention can provide a developing roller having high ability for banding and image streaking by defining the rebound resilience and specific gravity used for the elastic layer.
即ち、本発明は電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の電子写真画像形成装置において、現像ローラ駆動機構の回転ムラによるバンディングをなくすために低領域の反発弾性率の材料を使用しても、比重を最適化することで層厚規制部材との長期接触で起こる接触部の変形による画像スジが無く、高精細な画像を得ることのできる現像ローラを有する電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供できる。 That is, the present invention uses a material having a low rebound elastic modulus in an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying apparatus, a printer, and an electrostatic recording apparatus in order to eliminate banding due to rotation unevenness of a developing roller driving mechanism. In addition, an electrophotographic process cartridge and an electrophotographic image having a developing roller capable of obtaining a high-definition image without an image streak caused by deformation of a contact portion caused by long-term contact with the layer thickness regulating member by optimizing specific gravity A forming apparatus can be provided.
1 軸芯体
2 弾性層
3 表層
4 一次帯電ローラ
5 感光体ドラム
6 弾性ブレード
7 定着ローラ
8 加圧ローラ
9 転写ローラ
10 記録メディア
11 現像ローラ
12 現像剤供給ローラ
13 現像容器
14 現像剤
15 現像剤層厚規制部材
16 レーザー光
17 攪拌羽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記弾性層を構成するゴム材料が反発弾性率50〜75%で、且つ、比重1.02〜1.10であることを特徴とする現像ローラ。 In a developing roller comprising: forming at least one elastic layer on the outer periphery of a metal shaft core, and further providing a resin layer on the outer periphery of the elastic layer;
A developing roller characterized in that the rubber material constituting the elastic layer has a rebound resilience of 50 to 75% and a specific gravity of 1.02 to 1.10.
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン100重量部、
(B)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に直結した水素原子を有するオルガノハイドロジェンシロキサン(ケイ素原子に直結した水素原子の総数)/(成分(A)のアルケニル基の総数)が0.5〜1.5になる重量部、
(C)導電剤及び非導電性充填剤の総量5〜50重量部、
(D)触媒本組成物を硬化させるのに十分な量、
を必須成分とする硬化性組成物であることを特徴とする請求項3記載の現像ローラ。 The silicone rubber is
(A) 100 parts by weight of an organopolysiloxane having at least two alkenyl groups in one molecule;
(B) An organohydrogensiloxane having hydrogen atoms directly bonded to at least two silicon atoms in one molecule (total number of hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms) / (total number of alkenyl groups in component (A)) is 0. Parts by weight of 5 to 1.5,
(C) 5-50 parts by weight of the total amount of conductive agent and non-conductive filler,
(D) an amount sufficient to cure the catalyst composition;
The developing roller according to claim 3, wherein the developing roller is a curable composition containing an essential component.
前記現像ローラが請求項1〜4の何れかに記載の現像ローラであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。 A developing roller is mounted, a thin layer of developer is formed on the surface of the developing roller, the developer is supplied to the surface of the image forming body by bringing the developing roller into contact with the image forming body, and the image forming body In an electrophotographic process cartridge that forms a visible image on the surface,
An electrophotographic process cartridge, wherein the developing roller is the developing roller according to claim 1.
前記現像ローラが請求項1〜4の何れかに記載の現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置。 A developing roller is mounted, a thin layer of developer is formed on the surface of the developing roller, the developer is supplied to the surface of the image forming body by bringing the developing roller into contact with the image forming body, and the image forming body In the electrophotographic image forming apparatus for forming a visible image on the surface,
An electrophotographic image forming apparatus, wherein the developing roller is the developing roller according to claim 1.
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