JP2008076464A - Developing roller and image forming method using same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing roller which efficiently carries out leakage of counter charge generated on a roller surface, and has high durability. <P>SOLUTION: The developing roller has at least one resin layer formed around a conductive shaft, wherein the resin layer contains resin-silica hybrid body as a main component. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ受信機等の電子写真方式の画像形成装置に使用される現像ローラに関する。   The present invention relates to a developing roller used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile receiver.

電子写真方式の画像形成方法は、通常、以下の工程を経て転写シート上に画像形成が行われる。すなわち、電荷の付与されたトナーを電子写真感光体に代表される静電潜像担持体上に形成された静電潜像に接触、あるいは非接触で供給し、静電潜像を顕像化する現像を行い、静電潜像担持体上のトナー画像を用紙等に転写した後、定着を行って最終画像を形成する。   In an electrophotographic image forming method, an image is usually formed on a transfer sheet through the following steps. In other words, the charged toner is supplied in contact or non-contact with the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier represented by the electrophotographic photosensitive member to visualize the electrostatic latent image. The toner image on the electrostatic latent image carrier is transferred to a sheet or the like, and then fixed to form a final image.

静電潜像担持体上にトナー画像を形成するための現像方法には、キャリアとトナーより構成される2成分現像剤を用いる2成分現像方式と、トナーのみから構成される1成分現像剤を用いる1成分現像方式がある。1成分現像方式の現像方法では、キャリアを使用せずにトナーを帯電部材や現像ローラ面に摺擦、押圧して帯電を行うもので、現像器の構造を簡略化してコンパクトにし易いメリットがある。とりわけ、トナー画像のカラー化の流れに対し、限られたスペース内にイエロー、マゼンタ、シアン、黒色等複数の現像装置を配置するフルカラーの画像形成装置では非磁性1成分方式による画像形成が有力である。また、製造工程でトナーの粒径や形状制御を行いながら作製可能ないわゆる重合トナーを用いることにより、フルカラーのピクトリアル画像形成を可能にしている(例えば、特許文献1参照)。   Development methods for forming a toner image on an electrostatic latent image carrier include a two-component development method using a two-component developer composed of a carrier and a toner, and a one-component developer composed only of a toner. There is a one-component development system used. In the developing method of the one-component developing method, charging is performed by rubbing and pressing the toner against the charging member and the developing roller surface without using a carrier, and there is an advantage that the structure of the developing device can be simplified and made compact. . In particular, the full-color image forming apparatus in which a plurality of developing devices such as yellow, magenta, cyan, black, etc. are arranged in a limited space with respect to the trend of colorization of toner images is prominent in non-magnetic one-component image formation is there. In addition, full-color pictorial images can be formed by using so-called polymerized toner that can be produced while controlling the particle size and shape of the toner in the manufacturing process (see, for example, Patent Document 1).

非磁性1成分方式の画像形成に使用する現像ローラは、例えば、シャフトの外周に設けられたゴム層上に樹脂層を有する形態を有し、現像ローラ上では金属板やローラ等によりトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラ上に形成されたトナー薄層は前述した金属板やローラ等からの摩擦の作用により帯電される。   The developing roller used for non-magnetic single-component image formation has, for example, a form in which a resin layer is provided on a rubber layer provided on the outer periphery of the shaft. A layer is formed. The toner thin layer formed on the developing roller is charged by the action of friction from the above-described metal plate or roller.

現像ローラ表面に形成される樹脂層は、トナーに安定した帯電性を付与するとともに、良好なトナー搬送性が求められ、現像ローラ表面へのトナーの付着や融着を防止する技術がこれまでも検討されてきた。例えば、フッ素樹脂を用いたり、これらの性能を向上させることが試みられてきた。また、現像ローラ表面で行われるトナーの薄層形成は、トナーのみならず、現像ローラにも負荷が加わるので、現像ローラの耐久性を向上させる技術の検討も進められていた。例えば、ベースゴム上にシランカップリング剤を用いて形成された中間層を設け、さらに中間層上にフッ素樹脂を含有する樹脂層を設けることにより、ローラの耐久性を向上させる様にした技術もある(例えば、特許文献2参照)。
特開2000−214629号公報 特開平8−190263号公報
The resin layer formed on the surface of the developing roller imparts stable chargeability to the toner, and good toner transportability is required, and the technology for preventing the adhesion and fusion of the toner to the surface of the developing roller has been heretofore. Has been studied. For example, attempts have been made to use fluororesins or improve their performance. In addition, since the formation of a thin toner layer on the surface of the developing roller imposes a load not only on the toner but also on the developing roller, studies have been made on techniques for improving the durability of the developing roller. For example, there is also a technology that improves the durability of the roller by providing an intermediate layer formed using a silane coupling agent on the base rubber and further providing a resin layer containing a fluororesin on the intermediate layer. Yes (see, for example, Patent Document 2).
JP 2000-214629 A JP-A-8-190263

ところで、非磁性1成分方式の現像では、トナーと現像ローラの間で電荷の授受が行われるため、現像ローラ表面にトナーのカウンタ電荷が蓄積し易い傾向がある。そこで、現像ローラ表面のカウンタ電荷をリークさせて、現像ローラ表面を電気的に中和させておくことが必要になる。しかしながら、従来技術により生産される現像ローラでは、ローラ表面に生じるカウンタ電荷のリークに困難を有するものが多く、画像形成に伴って現像ローラ表面に残留電荷が蓄積し易いものであった。そして、上記特許文献には現像ローラ表面に蓄積する残留電荷のリーク性を向上させることについては記載も示唆もなかった。   By the way, in non-magnetic one-component development, since charge is transferred between the toner and the developing roller, the counter charge of the toner tends to accumulate on the surface of the developing roller. Therefore, it is necessary to leak the counter charge on the surface of the developing roller to electrically neutralize the developing roller surface. However, most of the developing rollers produced by the prior art have difficulty in leaking counter charges generated on the roller surface, and residual charges are likely to accumulate on the developing roller surface with image formation. In the above-mentioned patent document, there is no description or suggestion about improving the leakage property of residual charges accumulated on the surface of the developing roller.

近年では、従来の印刷技術では採算が困難とされていた小規模プリント注文の分野に対し、電子写真方式のフルカラープリンタにより必要枚数分のプリント物を手間なく作成することが可能ないわゆるオンデマンド方式のプリント作成が展開される様になった。この様な画像形成装置では、画像形成を繰り返し行っても残留電位の上昇がなく、高画質のフルカラープリント物を安定して作成できることが求められ、同時に、プリント作成を安定化させる上で現像ローラ自体の耐久性も向上させる必要があった。   In recent years, in the field of small-scale print orders, where it has been difficult to make profits with conventional printing technology, the so-called on-demand method can be used to create the required number of prints without hassle with an electrophotographic full-color printer. The production of prints has been expanded. In such an image forming apparatus, there is no need to increase the residual potential even when image formation is repeated, and it is required that a high-quality full-color print can be stably produced. At the same time, a developing roller is used to stabilize print production. It was necessary to improve the durability of itself.

本発明は、非磁性1成分方式の画像形成装置に使用される現像ローラに関し、ローラ表面に発生するカウンタ電荷のリークを効率よく行えるとともに、高耐久性を有する現像ローラを提供することを目的とする。   The present invention relates to a developing roller used in a non-magnetic one-component image forming apparatus, and an object thereof is to provide a developing roller that can efficiently leak counter charges generated on the roller surface and has high durability. To do.

本発明者は、本発明の課題が以下に記載の構成により解消されることを見出した。   The present inventor has found that the problems of the present invention are solved by the configuration described below.

請求項1に記載の発明は、『導電性シャフトの周りに少なくとも1層の樹脂層を有してなる現像ローラにおいて、該樹脂層は、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有するものであることを特徴とする現像ローラ。』である。   According to the first aspect of the present invention, “in the developing roller having at least one resin layer around the conductive shaft, the resin layer contains a resin-silica hybrid as a main component. A developing roller characterized by that. ].

請求項2に記載の発明は、『前記樹脂−シリカハイブリッド体を構成するシリカ骨格の含有量が、1質量%以上30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の現像ローラ。』である。   According to a second aspect of the present invention, “the developing roller according to the first aspect, wherein the content of the silica skeleton constituting the resin-silica hybrid body is 1% by mass or more and 30% by mass or less. ].

請求項3に記載の発明は、『前記樹脂−シリカハイブリッド体を構成する樹脂部が、ウレタン結合を有する化合物を含有するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。』である。   According to a third aspect of the invention, the developing roller according to the first or second aspect, wherein the resin part constituting the resin-silica hybrid body contains a compound having a urethane bond. ].

請求項4に記載の発明は、『前記樹脂−シリカハイブリッド体を構成する樹脂部が、側鎖に酸基を有するビニル重合体を含有するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。』である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the resin portion constituting the resin-silica hybrid includes a vinyl polymer having an acid group in a side chain. The developing roller as described. ].

請求項5に記載の発明は、『少なくともトナーのみからなる現像剤を現像ローラにより現像領域に搬送し、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤により可視画像化する工程を有する画像形成方法において、該現像ローラは、導電性シャフトの周りに少なくとも1層の樹脂層を有し、該樹脂層が樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有するものであることを特徴とする画像形成方法。』である。   According to a fifth aspect of the present invention, “a developer composed of at least toner is conveyed to a developing region by a developing roller, and an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier is visualized by the developer. In the image forming method, the developing roller has at least one resin layer around the conductive shaft, and the resin layer contains a resin-silica hybrid as a main component. An image forming method. ].

本発明によれば、画像形成を繰り返し行っても現像ローラ表面におけるカウンタ電荷の蓄積が発生せず、高画質のプリント物を安定して作成することが可能になった。   According to the present invention, even if image formation is repeated, accumulation of counter charges on the surface of the developing roller does not occur, and it becomes possible to stably produce a high-quality printed matter.

カウンタ電荷の蓄積を抑える方法としては、現像ローラに電荷のリークを促進させる様な性能を付与することが従来より考えられていた。たとえば、樹脂層中にカーボンブラック等を添加して、樹脂自体に極性イオン基を存在させることにより、樹脂の抵抗を低減させて電荷のリークを促進させようとする方法がある。しかしながら、この方法では、全体の抵抗が低下して、抵抗変動の影響を画像形成に与えてしまうことになる。この様に、カウンタ電荷の蓄積を抑制することは従来より困難の伴うものであった。   As a method for suppressing the accumulation of the counter charge, it has been conventionally considered to give the developing roller performance that promotes charge leakage. For example, there is a method in which carbon black or the like is added to the resin layer so that polar ion groups are present in the resin itself, thereby reducing the resistance of the resin and promoting charge leakage. However, with this method, the overall resistance is lowered, and the influence of resistance fluctuation is given to image formation. As described above, it has been difficult to suppress the accumulation of the counter charge.

本発明では、導電性シャフトの周りに樹脂層が設けられたローラの構造と、樹脂層中に含有される樹脂−シリカハイブリッド体の存在により、現像ローラが抵抗変動の影響を起こすことなく、電荷のリークを行える様になったものと推測される。   In the present invention, the development roller does not have the influence of the resistance fluctuation due to the structure of the roller provided with the resin layer around the conductive shaft and the presence of the resin-silica hybrid contained in the resin layer. It is presumed that leaks can be made.

また、本発明では、画像形成を繰り返し行っても、シャフト上に設けられた樹脂層が剥離、破損することがなく、高耐久性を有する現像ローラを提供することを可能にした。   Further, according to the present invention, it is possible to provide a developing roller having high durability without causing the resin layer provided on the shaft to be peeled off or damaged even when image formation is repeated.

とりわけ、本発明によれば、必要枚数分のプリント物を安定して作成することが求められるオンデマンド対応のフルカラープリンタにおいて、高画質のフルカラープリント物を安定して作成することができるようになった。   In particular, according to the present invention, it is possible to stably produce high-quality full-color prints in an on-demand full-color printer that is required to stably produce the required number of prints. It was.

本発明は、導電性シャフトの周りに樹脂層を有する現像ローラに関し、特に、樹脂層が樹脂−シリカハイブリッド体と呼ばれるシリカ構造を有する領域と樹脂からなる領域から構成される物質を主成分として含有するものである。本構造は、分子中にシリカユニットが存在するため、無機の成分よりなるリーク点が分子中に微細に分散することになる。このため、適度なリークと樹脂自体の絶縁性のバランスがとれて、本発明の効果を奏することができる様になったものと推測される。   The present invention relates to a developing roller having a resin layer around a conductive shaft, and in particular, the resin layer contains as a main component a substance composed of a region having a silica structure called a resin-silica hybrid and a region made of resin. To do. In this structure, since the silica unit is present in the molecule, the leak point composed of the inorganic component is finely dispersed in the molecule. For this reason, it is presumed that an appropriate balance between the leak and the insulating property of the resin itself is achieved, and the effects of the present invention can be achieved.

本発明に係る現像ローラは、導電性を有するシャフトの周りに少なくとも1層の樹脂層を設けたもので、樹脂層は樹脂とシリカとを分子結合させてなる樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する。本発明によれば、ローラ表面の残留電荷が容易に除去され、繰り返し使用に伴う残留電位上昇による画質低下が防止された。これは、導電性を有するシャフト上に樹脂層を直接設けることにより、ローラ表面に発生したカウンタ電荷をシャフト表面に移動させ易い構造であることによると推測される。しかしながら、同じ構造でも樹脂層中に樹脂−シリカハイブリッド体を含有しない現像ローラでは、後述する様に、本発明の効果が発現されないことから、樹脂層中の樹脂−シリカハイブリッド体が残留電荷をリークさせる上で何らかの作用を有するものと推測される。   The developing roller according to the present invention is provided with at least one resin layer around a conductive shaft, and the resin layer is mainly composed of a resin-silica hybrid formed by molecularly bonding resin and silica. contains. According to the present invention, residual charges on the roller surface can be easily removed, and deterioration in image quality due to increase in residual potential due to repeated use can be prevented. This is presumably due to the structure in which the counter charge generated on the roller surface is easily moved to the shaft surface by directly providing the resin layer on the conductive shaft. However, with a developing roller having the same structure but no resin-silica hybrid in the resin layer, as will be described later, the effects of the present invention are not exhibited, so the resin-silica hybrid in the resin layer leaks residual charges. It is presumed that it has some action in making it.

また、本発明に係る現像ローラは耐久性が付与されているが、これは、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する樹脂層とシャフト表面間に作用する親和性により、シャフトと樹脂層との接着性が向上して耐久性が向上したものと推測される。すなわち、樹脂−シリカハイブリッド体を構成するシリカ成分とシャフト表面に存在する水酸基をはじめとする極性基との間で分子結合が形成される結果、接着性が向上したものと推測される。   In addition, the developing roller according to the present invention is provided with durability. This is because the affinity between the resin layer containing the resin-silica hybrid body as a main component and the shaft surface acts on the shaft and the resin layer. It is presumed that the adhesiveness of the resin improved and the durability improved. That is, it is presumed that the adhesion is improved as a result of the formation of molecular bonds between the silica component constituting the resin-silica hybrid and the polar group including the hydroxyl group present on the shaft surface.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

なお、本発明に係る現像ローラは、樹脂層が樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有するものであるが、ここでいう主成分とは、樹脂層における樹脂−シリカハイブリッド体の含有量が50質量%以上であることを示す。また、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する樹脂層は、例えば、テトラメトキシシラン縮合物やテトラエトキシシラン縮合物等のアルコキシシラン縮合物を含有した樹脂層形成用溶液をシャフト上に塗布後、加熱により縮合反応を行って形成される。   In the developing roller according to the present invention, the resin layer contains a resin-silica hybrid as a main component. The main component here means that the content of the resin-silica hybrid in the resin layer is 50. It shows that it is at least mass%. The resin layer containing the resin-silica hybrid as a main component is obtained, for example, by applying a resin layer forming solution containing an alkoxysilane condensate such as a tetramethoxysilane condensate or a tetraethoxysilane condensate on the shaft. It is formed by performing a condensation reaction by heating.

本発明に係る現像ローラは、導電性を有するシャフトの周りに少なくとも1層の樹脂層を有するものである。図1に本発明に係る現像ローラの代表的な断面構成を示す。なお、本発明に係る現像ローラは、図1に示す断面構成のみに限定されるものではない。   The developing roller according to the present invention has at least one resin layer around a conductive shaft. FIG. 1 shows a typical sectional configuration of a developing roller according to the present invention. The developing roller according to the present invention is not limited to the cross-sectional configuration shown in FIG.

現像ローラ10は、導電性のシャフト11と、シャフト11上に設けられた樹脂層12より構成され、樹脂層12中に樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する。   The developing roller 10 includes a conductive shaft 11 and a resin layer 12 provided on the shaft 11, and the resin layer 12 contains a resin-silica hybrid as a main component.

シャフト11は、導電性の部材で構成され、具体的には、SUS304等のステンレス鋼、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の金属材料が好ましい。また、前述した金属の粉体物やカーボンブラック等の導電性材料を樹脂中に充填させた導電性樹脂も使用可能である。   The shaft 11 is composed of a conductive member, and specifically, a metal material such as stainless steel such as SUS304, iron, aluminum, nickel, an aluminum alloy, or a nickel alloy is preferable. Also, a conductive resin in which a conductive material such as the above-described metal powder or carbon black is filled in the resin can be used.

樹脂層12は、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有するものである。ここで、樹脂−シリカハイブリッド体とは、樹脂成分とシリカ成分とが分子結合により一体化された構造を有する化合物のことである。すなわち、ケイ素と酸素が交互に結合して網目状に形成されたシリカ構造(本発明ではシリカ骨格ともいう)を有する領域と、ポリウレタン樹脂やビニル重合体樹脂等の有機高分子樹脂の領域とから構成されるものである。   The resin layer 12 contains a resin-silica hybrid as a main component. Here, the resin-silica hybrid is a compound having a structure in which a resin component and a silica component are integrated by molecular bonding. That is, from a region having a silica structure (also referred to as a silica skeleton in the present invention) formed in a network by alternately bonding silicon and oxygen, and a region of an organic polymer resin such as a polyurethane resin or a vinyl polymer resin. It is composed.

具体的には、エポキシ基と反応性を有する官能基を有する樹脂とエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物とを反応させてアルコキシ基含有シラン変性樹脂を形成し、生成されたアルコキシ基含有シラン変性樹脂を縮合反応により硬化させて、シリカ構造が形成される。この様に、本発明に係る現像ローラ10を構成する樹脂層12は、樹脂成分とシリカ成分とを分子結合させてなる構造を有する樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する。なお、樹脂−シリカハイブリッド体の具体的な説明は後で詳述する。   Specifically, an alkoxy group-containing silane-modified resin formed by reacting a resin having a functional group reactive with an epoxy group and an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate to form an alkoxy group-containing silane-modified resin Is cured by a condensation reaction to form a silica structure. Thus, the resin layer 12 constituting the developing roller 10 according to the present invention contains, as a main component, a resin-silica hybrid having a structure in which a resin component and a silica component are molecularly bonded. The specific description of the resin-silica hybrid will be described in detail later.

樹脂層12の厚みは、1〜30μmの範囲に設定することが好ましく、5〜20μmが特に好ましい。樹脂層の厚みは、現像ローラより樹脂層を含む断面試料を採取し、その顕微鏡写真より測定することが可能である。また、本発明に係る現像ローラは、図1(b)に示す様に、樹脂層が複数層からなる多層構造のものにすることも可能である。   The thickness of the resin layer 12 is preferably set in the range of 1 to 30 μm, and particularly preferably 5 to 20 μm. The thickness of the resin layer can be measured from a cross-sectional sample including the resin layer taken from the developing roller and the micrograph. Further, as shown in FIG. 1B, the developing roller according to the present invention may have a multilayer structure in which the resin layer is composed of a plurality of layers.

また、樹脂層12中に含有される樹脂−シリカハイブリッド体中のシリカ成分の比率は1質量%以上30質量%以下が好ましく、シリカ成分の比率がこの範囲内の時に樹脂層12とシャフト11との間に強固な接着力が発現される。   Further, the ratio of the silica component in the resin-silica hybrid contained in the resin layer 12 is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and when the ratio of the silica component is within this range, the resin layer 12 and the shaft 11 A strong adhesive force is expressed between the two.

また、本発明に係る現像ローラは、樹脂層12中にカーボンブラックを含有させることも可能である。この様に、樹脂層12中にカーボンブラックを含有させることにより、樹脂層中にある程度の導電性が付与されて、ローラ表面に発生した残留電荷を導電性シャフトにリークさせ易くしているものと推測される。   The developing roller according to the present invention can also contain carbon black in the resin layer 12. Thus, by including carbon black in the resin layer 12, a certain degree of conductivity is imparted in the resin layer, and the residual charge generated on the roller surface is easily leaked to the conductive shaft. Guessed.

また、本発明に係る現像ローラは、樹脂層12中に含有されるカーボンブラックの影響により樹脂層とシャフトとの接着強度が低減することはなく、高耐久性が発現される。これは、樹脂層中に樹脂−シリカハイブリッド体の存在により、樹脂層とシャフトとの接着面が確保されるためと推測される。   In addition, the developing roller according to the present invention does not reduce the adhesive strength between the resin layer and the shaft due to the influence of carbon black contained in the resin layer 12, and exhibits high durability. This is presumed to be because an adhesive surface between the resin layer and the shaft is secured by the presence of the resin-silica hybrid in the resin layer.

本発明に係る現像ローラの導電性シャフトに隣接する樹脂層は、樹脂−シリカハイブリッド体を含有し、該樹脂層とシャフトとの間は強固な接着性が発現されている。具体的には、4.0N以上の剥離強度を有することが確認され、現像ローラの耐久性を向上させている。樹脂層12の剥離強度は、例えば、図2に示す層間接着力の測定により得られ、これは以下の手順で行われる。   The resin layer adjacent to the conductive shaft of the developing roller according to the present invention contains a resin-silica hybrid, and strong adhesiveness is expressed between the resin layer and the shaft. Specifically, it has been confirmed that it has a peel strength of 4.0 N or more, and the durability of the developing roller is improved. The peel strength of the resin layer 12 is obtained, for example, by measuring the interlayer adhesion shown in FIG. 2, and this is performed by the following procedure.

作製した現像ローラを図2(a)に示すように、ローラ中央部の樹脂層12に対し、その外周に沿って、破線Xで示される幅2.5cmの切り込みを入れる。さらに、上記樹脂層12に対して軸体方向に切り込み(破線Y)を入れて、そこから樹脂層12を少し剥離し、図2(b)に示す様に、剥離された樹脂層12の端部をオートグラフAGS(島津製作所株式会社製)で垂直に引き上げ(矢印Z方向)、どの程度の力で引き上げたら樹脂層12がその下の層から剥離され始めるかを測定し、その時の層間接着力を剥離強度として評価する。   As shown in FIG. 2A, the produced developing roller is cut with a width of 2.5 cm indicated by a broken line X along the outer periphery of the resin layer 12 at the center of the roller. Further, a cut (broken line Y) is made in the direction of the shaft body with respect to the resin layer 12, and the resin layer 12 is slightly peeled therefrom, and as shown in FIG. 2 (b), the end of the peeled resin layer 12 is obtained. The part is pulled up vertically by Autograph AGS (manufactured by Shimadzu Corporation) (in the direction of the arrow Z), and it is measured how much the resin layer 12 starts to peel from the layer below it, and the layer indirect at that time The adhesion is evaluated as peel strength.

なお、樹脂層12の引き上げ速度は100mm/minとし、負荷容量20Nまであげる過程で負荷が増加しなくても樹脂層を引き上げていくことが可能な負荷値を求めた。   In addition, the pulling speed of the resin layer 12 was 100 mm / min, and a load value capable of pulling up the resin layer without increasing the load in the process of increasing the load capacity to 20 N was obtained.

次に、本発明に係る現像ローラの製造方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、導電性を有するシャフトの周りに、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物等の樹脂−シリカハイブリッド体形成材料を含有した塗布液を塗布し、塗布後、加熱により縮合反応を行って、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する領域を形成することが可能である。また、この様にして形成した樹脂層の上に、別の塗布液をさらに塗布し、乾燥及び加熱処理を行うことにより、図1(b)に示す様な多層構造を有する現像ローラを作製することも可能である。本発明に係る現像ローラの作製手順についてさらに説明する。   Next, the developing roller manufacturing method according to the present invention will be described. In the developing roller according to the present invention, a coating solution containing a resin-silica hybrid forming material such as an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate is applied around a conductive shaft, and after application, a condensation reaction is performed by heating. It is possible to form a region containing the resin-silica hybrid as a main component. Further, another coating liquid is further applied on the resin layer thus formed, followed by drying and heat treatment, thereby producing a developing roller having a multilayer structure as shown in FIG. It is also possible. The procedure for producing the developing roller according to the present invention will be further described.

先ず、導電性を有するシャフトの周りに形成する樹脂層を形成する材料を有機溶剤に混合、溶解させて樹脂層形成用塗布溶液を作製する。すなわち、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物等の樹脂−シリカハイブリッド体の形成材料を含有する塗布溶液を調製する。なお、必要に応じて、樹脂層形成用溶液中に無機・有機の微粒子を含有させることも可能で、この場合、微粒子が塗布溶液中で分散状態を形成する様に調製する。この様にして、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する樹脂層を形成するための塗布溶液を用意する。   First, a resin layer forming coating solution is prepared by mixing and dissolving a material for forming a resin layer formed around a conductive shaft in an organic solvent. That is, a coating solution containing a resin-silica hybrid forming material such as an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate is prepared. If necessary, inorganic / organic fine particles can be contained in the resin layer forming solution. In this case, the fine particles are prepared so as to form a dispersed state in the coating solution. In this way, a coating solution for forming a resin layer containing a resin-silica hybrid as a main component is prepared.

次に、導電性シャフト上に前述の樹脂層形成用塗布溶液を塗布する。塗布方法は、樹脂層形成用塗布溶液の粘度等に応じて種々の方法を選択することが可能である。具体的な塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法または刷毛塗り法等の従来の方法が挙げられ、本発明ではこれらの塗布方法を限定するものではない。   Next, the aforementioned coating solution for forming a resin layer is applied on the conductive shaft. As the coating method, various methods can be selected according to the viscosity of the coating solution for forming the resin layer. Specific examples of the application method include conventional methods such as a dipping method, a spray method, a roll coating method, and a brush coating method. In the present invention, these application methods are not limited.

そして、導電性シャフト上に樹脂層形成用塗布液を塗布後は乾燥燥及び加熱処理(温度;120〜200℃、処理時間;20〜90分)を行い、樹脂層形成用塗布溶液中の溶剤を除去するとともに、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物等の縮合反応を行って、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する樹脂層を形成する。   And after apply | coating the coating liquid for resin layer formation on a conductive shaft, drying and heat processing (temperature; 120-200 degreeC, processing time; 20-90 minutes) are performed, and the solvent in the coating solution for resin layer formation And a condensation reaction such as an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate is performed to form a resin layer containing the resin-silica hybrid as a main component.

また、本発明では、前述した手順で樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する樹脂層を形成後、形成した樹脂層上に、例えば、シリコーン共重合体樹脂を含有する塗布溶液を等の別の塗布溶液を重ねて塗布することにより、図1(b)に示す多層構造の現像ローラを作製することも可能である。   In the present invention, after forming the resin layer containing the resin-silica hybrid as a main component in the above-described procedure, for example, a coating solution containing a silicone copolymer resin is separated on the formed resin layer. It is also possible to produce a developing roller having a multilayer structure shown in FIG.

次に、樹脂層12中に主成分として含有される樹脂−シリカハイブリッド体について説明する。樹脂−シリカハイブリッド体は、樹脂成分を構成する高分子鎖と無機のシリカ骨格鎖とが分子結合により結合された構造を有するものである。この構造は、エポキシ基に対して反応性を有する官能基を有する樹脂とシリカ骨格の前駆体であるエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物とを縮合反応することにより形成される。エポキシ基と反応性を有する官能基を有する樹脂としては、例えば、ウレタン結合を有する樹脂(ポリウレタン樹脂)やビニル重合体からなる樹脂が挙げられる。   Next, the resin-silica hybrid body contained as a main component in the resin layer 12 will be described. The resin-silica hybrid has a structure in which a polymer chain constituting the resin component and an inorganic silica skeleton chain are bonded by molecular bonding. This structure is formed by a condensation reaction between a resin having a functional group reactive to an epoxy group and an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate that is a precursor of a silica skeleton. Examples of the resin having a functional group reactive with an epoxy group include a resin having a urethane bond (polyurethane resin) and a resin made of a vinyl polymer.

また、樹脂−シリカハイブリッド体中のシリカ成分の含有量は、1質量%以上30質量以下とすることが好ましく、シリカ成分の含有量をこの範囲内にすることにより、樹脂層12とシャフト表面11との間に強固な接着力が発現される。以下、樹脂−シリカハイブリッド体を形成するエポキシ基に対して反応性を有する官能基を有する樹脂について説明する。   Moreover, it is preferable that content of the silica component in a resin-silica hybrid body shall be 1 mass% or more and 30 mass or less, and the resin layer 12 and the shaft surface 11 are made into the content of a silica component in this range. A strong adhesive force is expressed between the two. Hereinafter, the resin having a functional group having reactivity with the epoxy group forming the resin-silica hybrid will be described.

エポキシ基に対して反応性を有する官能基を有する樹脂の1つとして、ポリウレタン樹脂が挙げられる。ポリウレタン樹脂は、多価アルコール化合物と多価イソシアネート化合物とを反応させることにより得られ、エポキシ基に対し反応性を有する官能基を分子中に有するものである。   One example of a resin having a functional group having reactivity with an epoxy group is a polyurethane resin. The polyurethane resin is obtained by reacting a polyhydric alcohol compound and a polyvalent isocyanate compound, and has a functional group having reactivity with an epoxy group in the molecule.

多価アルコール化合物は、分子中に複数の水酸基を有し、特に、分子鎖末端に水酸基を有することが好ましい。また、生成された樹脂に適度な弾性を付与させるという視点から、数平均分子量(GPC(ゲル浸透クロマトグラフ法)にてスチレン換算数平均分子量として算出される)で1000〜6000程度のポリオールと呼ばれる多価アルコール化合物が好ましい。具体的なポリオールとしては、分子中にエステル結合を有するポリエステルポリオール、分子中にカーボネート結合を有するポリカーボネートポリオール、分子中にエーテル結合を有するポリエーテルポリオールの他に、ポリオレフィンポリオール等が挙げられる。これらのポリオールは、生成する樹脂−シリカハイブリッド体にある程度の力学特性や弾性を付与させる上で前述の分子量を有することが好ましい。これらのポリオールの中でも、ポリエステルポリオールやポリカーボネートポリオールが好ましく、これらのポリオールを用いて生成されたポリウレタン樹脂とシリカとのハイブリッド体は高耐久性が発現される。   The polyhydric alcohol compound has a plurality of hydroxyl groups in the molecule, and preferably has a hydroxyl group at the end of the molecular chain. Also, from the viewpoint of imparting appropriate elasticity to the produced resin, it is called a polyol having a number average molecular weight (calculated as a styrene equivalent number average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography)) of about 1000 to 6000. Polyhydric alcohol compounds are preferred. Specific examples of the polyol include a polyester polyol having an ester bond in the molecule, a polycarbonate polyol having a carbonate bond in the molecule, a polyether polyol having an ether bond in the molecule, and a polyolefin polyol. These polyols preferably have the above-described molecular weight in order to impart a certain degree of mechanical properties and elasticity to the resulting resin-silica hybrid. Among these polyols, polyester polyols and polycarbonate polyols are preferable, and a hybrid of a polyurethane resin and silica produced using these polyols exhibits high durability.

ポリエステルポリオールは、以下に挙げるグリコール類やエーテル類と2価のカルボン酸やカルボン酸無水物とを脱水縮合させる等により得られるものである。ここでは、本発明に使用可能なポリエステルポリオールの作製に使用される具体的な化合物を挙げる。先ず、飽和もしくは不飽和のグリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4−ブチンジオール、ジプロピレングリコール等の各種グリコール類が挙げられる。また、エーテル類としては、n−ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル類、バーサティック酸グリシジルエーテル等のモノカルボン酸グリシジルエーテル類等が挙げられる。また、2価のカルボン酸や酸無水物としては、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の二塩基酸またはこれらに対応する酸無水物やダイマー酸、ひまし油およびその脂肪酸等が挙げられる。これらを用いて脱水縮合により得られるポリエステルポリオール類の他に、環状エステル化合物を開環重合して得られるポリエステルポリオール類も挙げられる。   The polyester polyol is obtained by dehydration condensation of the following glycols or ethers with a divalent carboxylic acid or carboxylic anhydride. Here, the specific compound used for preparation of the polyester polyol which can be used for this invention is mentioned. First, saturated or unsaturated glycols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neo Various glycols such as pentyl glycol, pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, octanediol, 1,4-butynediol, dipropylene glycol and the like can be mentioned. Examples of ethers include alkyl glycidyl ethers such as n-butyl glycidyl ether and 2-ethylhexyl glycidyl ether, and monocarboxylic acid glycidyl ethers such as versatic acid glycidyl ether. Divalent carboxylic acids and acid anhydrides include adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, pimelic acid, and azelaic acid. And dibasic acids such as sebacic acid and suberic acid, or acid anhydrides, dimer acids, castor oil and fatty acids thereof corresponding to these. In addition to polyester polyols obtained by dehydration condensation using these, polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ester compound are also included.

また、ポリカーボネートポリオールは、一般に多価アルコールとジメチルカーボネートとの脱メタノール縮合反応、多価アルコールとジフェニルカーボネートの脱フェノール縮合反応、または、多価アルコールとエチレンカーボネートの脱エチレングリコール縮合反応などの反応を経て生成される。これらの反応で使用される多価アルコールとしては、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、オクタンジオール、1,4−ブチンジオール、ジプロピレングリコール等の飽和もしくは不飽和の各種グリコール類、1,4−シクロヘキサンジグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族グリコールなどが挙げられる。   Polycarbonate polyol generally undergoes a reaction such as a demethanol condensation reaction between a polyhydric alcohol and dimethyl carbonate, a dephenol condensation reaction between a polyhydric alcohol and diphenyl carbonate, or a deethylene glycol condensation reaction between a polyhydric alcohol and ethylene carbonate. It is generated after. Examples of the polyhydric alcohol used in these reactions include 1,6-hexanediol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 3-methyl- Various saturated or unsaturated glycols such as 1,5-pentanediol, octanediol, 1,4-butynediol and dipropylene glycol, and alicyclic rings such as 1,4-cyclohexanediglycol and 1,4-cyclohexanedimethanol Group glycol and the like.

またポリエーテルポリオールとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフランなどを開環重合して得られるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコールなどが掲げられる。   Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol and the like obtained by ring-opening polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran and the like.

ポリウレタン樹脂を構成する多価イソシアネート化合物は、芳香族、脂肪族または脂環族の各種多価イソシアネート化合物が挙げられる。特に、本発明では、樹脂への弾性付与の観点から、ジイソシアネート化合物が好ましい。   Examples of the polyvalent isocyanate compound constituting the polyurethane resin include aromatic, aliphatic or alicyclic polyvalent isocyanate compounds. In particular, in the present invention, a diisocyanate compound is preferable from the viewpoint of imparting elasticity to the resin.

多価イソシアネート化合物の具体例としては、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4′−ジベンジルイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート化合物や、ダイマー酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化させたダイマージイソシアネート化合物等が挙げられる。   Specific examples of the polyvalent isocyanate compound include 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyl isocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetra Alkyldiphenylmethane diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene Diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate , Xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, lysine diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, methylcyclohexane diisocyanate, m-tetramethylxylylene diene Examples thereof include an isocyanate compound and a dimerized isocyanate compound obtained by converting a carboxyl group of dimer acid into an isocyanate group.

また、ポリウレタン樹脂の分子鎖を伸長させるために鎖伸長剤と呼ばれる化合物を使用することも可能である。具体的な鎖伸張剤としては、前述のポリエステルポリオールの項で挙げたグリコール類や、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等カルボキシル基を有するグリコール類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4′−ジアミン、ダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したダイマージアミン等のポリアミン類、L−リジン、L−アルギニン等のカルボキシル基を含有する多価アミン類等が挙げられる。特に、鎖伸長剤にアミン類を使用すると、分子内にウレア結合が形成され、分子中にウレア結合とウレタン結合が共存させることにより、分子間で水素結合による相互作用が発現される様になり、樹脂層の耐久性や接着性をより向上させることができる。ウレア結合の量は、モル比でウレタン結合に対して1〜10モル%とすることが好ましい。これは、反応時にグリコール類を99〜90モル%、アミン類を1〜10モル%添加することにより実現される。ウレア結合の量を上記範囲とすることにより、ウレア結合同士の反発を起こすことなく適度な分子間相互作用が発現されて、接着性が向上するものと推測される。   It is also possible to use a compound called a chain extender in order to extend the molecular chain of the polyurethane resin. Specific examples of the chain extender include glycols listed in the above-mentioned polyester polyol, glycols having a carboxyl group such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, and triethylene. Polyamines such as tetramine, diethylenetriamine, isophorone diamine, dicyclohexylmethane-4,4′-diamine, dimer acid obtained by converting the carboxyl group of dimer acid to an amino group, and polyamines containing carboxyl groups such as L-lysine and L-arginine And monovalent amines. In particular, when amines are used as the chain extender, urea bonds are formed in the molecule, and the urea bond and urethane bond coexist in the molecule, so that interactions due to hydrogen bonds are expressed between the molecules. The durability and adhesiveness of the resin layer can be further improved. The amount of the urea bond is preferably 1 to 10 mol% with respect to the urethane bond in a molar ratio. This is realized by adding 99 to 90 mol% of glycols and 1 to 10 mol% of amines during the reaction. By setting the amount of the urea bond within the above range, it is presumed that an appropriate intermolecular interaction is expressed without causing repulsion between the urea bonds and the adhesiveness is improved.

また、ポリウレタン樹脂の作製にあたり、分子量の調節を行うために重合停止剤を使用することも可能である。具体的な重合停止剤としては、ジ−n−ブチルアミン、n−ブチルアミン等のアルキルモノアミン類や、D−アラニン、D−グルタミン酸等のカルボキシル基を有するモノアミン類、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、グリコール酸等の分子内にカルボキシル基を有するアルコール類が挙げられる。   In preparing the polyurethane resin, a polymerization terminator can be used to adjust the molecular weight. Specific polymerization stoppers include alkyl monoamines such as di-n-butylamine and n-butylamine, monoamines having a carboxyl group such as D-alanine and D-glutamic acid, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol, Examples thereof include alcohols having a carboxyl group in the molecule such as glycolic acid.

本発明に使用されるポリウレタンは、エポキシ基と反応性を有する官能基が存在するもので、この官能基はポリウレタンの分子鎖末端、または、主鎖のいずれに存在していてもよい。エポキシ基と反応性を有する官能基の具体例としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などの酸性基、アミノ基、水酸基、メルカプト基などが挙げられ、この中でも、エポキシ基との反応性や官能基付与性の視点から酸性基やアミノ基が好ましい。   The polyurethane used in the present invention has a functional group reactive with an epoxy group, and this functional group may be present at either the molecular chain end of the polyurethane or at the main chain. Specific examples of functional groups having reactivity with epoxy groups include acidic groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, and phosphoric acid groups, amino groups, hydroxyl groups, mercapto groups, etc. Among them, reaction with epoxy groups From the viewpoint of properties and functional group-providing properties, acidic groups and amino groups are preferred.

ポリウレタンの分子中に酸性基を付与する方法は特に限定されないが、例えば、鎖伸長剤や重合停止剤に前述の官能基を有する化合物を使用することにより官能基を付与することができる。また、ポリウレタン分子中にアミノ基を付与する方法としては、例えば、プレポリマーの末端イソシアネート基に対し、アミノ基が過剰になるようポリアミン類を反応させる方法が挙げられる。   The method for imparting an acidic group to the polyurethane molecule is not particularly limited. For example, the functional group can be imparted by using a compound having the aforementioned functional group as a chain extender or a polymerization terminator. Moreover, as a method of providing an amino group in a polyurethane molecule, for example, a method of reacting a polyamine with an amino group in excess with respect to a terminal isocyanate group of a prepolymer can be mentioned.

ポリウレタン中のエポキシ基反応性官能基の量は、特に制限されないが、通常は0.1〜20KOHmg/gが好ましい。この範囲にあるとき、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体に良好な柔軟性や耐熱性、さらには耐水性が付与される。なお、ポリウレタン分子中にウレア結合を有するものは接着性をより向上させる。   The amount of the epoxy group-reactive functional group in the polyurethane is not particularly limited, but usually 0.1 to 20 KOHmg / g is preferable. When it exists in this range, favorable softness | flexibility, heat resistance, and also water resistance are provided to a polyurethane resin-silica hybrid body. In addition, what has a urea bond in a polyurethane molecule improves adhesiveness more.

次に、ポリウレタン樹脂の製造方法について説明する。本発明に使用可能なポリウレタン樹脂の代表的な作製方法として一段法と二段法が挙げられる。一段法はポリオールとジイソシアネート化合物、及び、必要に応じて鎖伸長剤や重合停止剤を適当な溶媒中で一度に反応させることによりポリウレタン樹脂を作製する方法である。また、二段法はポリオールとジイソシアネート化合物をイソシアネート基が過剰な環境下で反応させることにより、ポリオール鎖の末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを調製し、次いで、これを適当な溶媒中で鎖伸長剤や重合停止剤を存在させた環境下で反応を行うものである。このうち、二段法は均一なポリマー溶液を得られ易いメリットを有する。   Next, the manufacturing method of a polyurethane resin is demonstrated. As a typical method for producing a polyurethane resin usable in the present invention, a one-step method and a two-step method are exemplified. The one-stage method is a method for producing a polyurethane resin by reacting a polyol, a diisocyanate compound, and, if necessary, a chain extender or a polymerization terminator in a suitable solvent at a time. In the two-stage method, a prepolymer having an isocyanate group at the end of the polyol chain is prepared by reacting a polyol and a diisocyanate compound in an environment where the isocyanate group is excessive, and this is then subjected to chain extension in an appropriate solvent. The reaction is performed in an environment in which an agent and a polymerization terminator are present. Among these, the two-stage method has an advantage that a uniform polymer solution can be easily obtained.

ポリウレタン樹脂を作製する際に使用される溶剤としては、通常、以下のものが挙げられる。ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、その他ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの有機溶剤を単独または混合して使用することが可能である。   As a solvent used when producing a polyurethane resin, the following are usually mentioned. Aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, diacetone alcohol; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc. Examples include ketone solvents, other dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, and cyclohexanone. These organic solvents can be used alone or in combination.

次に、エポキシ基と反応性を持つ官能基を有するビニル重合体について説明する。   Next, a vinyl polymer having a functional group reactive with an epoxy group will be described.

本発明に使用可能な側鎖にエポキシ基と反応性を持つ官能基を有するビニル重合体としては、例えば、側鎖にアクリル酸エステル基やメタクリル酸エステル基を有するビニル重合体が挙げられ、これらのビニル重合体は、側鎖にアクリル酸エステル基やメタクリル酸エステル基を有するビニル系モノマー、あるいは、これらの官能基を混在させたビニル系モノマーを重合することにより生成される。   Examples of the vinyl polymer having a functional group having reactivity with an epoxy group in the side chain that can be used in the present invention include vinyl polymers having an acrylate group or a methacrylate group in the side chain. This vinyl polymer is produced by polymerizing a vinyl monomer having an acrylic ester group or a methacrylic ester group in the side chain, or a vinyl monomer mixed with these functional groups.

本発明に使用可能な重合体を構成するモノマーとして代表的なアクリル酸エステル基やメタクリル酸エステル基を有するモノマーは、エポキシ基と反応し得るものであり、具体例として、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類や(メタ)アクリル酸等のカルボン酸類やアクリルアミド等のアミド類が挙げられる。また、その他の構成モノマーとしては特に限定されるものではないが、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルコキシアルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルコキシアルキルエステルなどを挙げることができる。
アクリル酸アルキルエステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ヘキシルなどの炭素数1〜6のアルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシルなどの炭素数1〜6のアルキルエステル、アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、アクリル酸メトキシメチル、アクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、メタクリル酸メトキシメチル、メタクリル酸エトキシエチルなどを挙げることができる。
これらの中でも、メタクリル酸アルキルエステルを使用することが好ましく、特にメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチルなどを使用することが好ましい。
A monomer having a typical acrylic acid ester group or a methacrylic acid ester group as a monomer constituting the polymer usable in the present invention can react with an epoxy group. As a specific example, for example, 2-hydroxyethyl Examples include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, and amides such as acrylamide. . Other constituent monomers are not particularly limited, and examples thereof include acrylic acid alkyl esters, methacrylic acid alkyl esters, acrylic acid alkoxyalkyl esters, methacrylic acid alkyl esters, and methacrylic acid alkoxyalkyl esters.
Examples of alkyl acrylate esters include 1 to 6 carbon atoms such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, pentyl acrylate, and hexyl acrylate. Examples of alkyl esters and alkyl methacrylates include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, butyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, etc. Examples of the alkyl ester having 1 to 6 carbon atoms and alkoxyalkyl acrylate ester include methoxymethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, and alkoxyalkyl methacrylate. Acrylic acid methoxymethyl, and the like methacrylic acid ethoxyethyl.
Among these, it is preferable to use an alkyl ester of methacrylic acid, and it is particularly preferable to use methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isobutyl methacrylate or the like.

次に、本発明に使用可能なエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物について説明する。本発明に係る現像ローラの導電性シャフトに隣接する層には、シリカ骨格を有する樹脂−シリカハイブリッド体が含有されるものである。この樹脂−シリカハイブリッド体を構成するシリカは、テトラメトキシシラン部分縮合物等のエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物を介して形成されるものである。具体的には、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物の脱アルコール反応により形成されるものである。   Next, the epoxy group containing alkoxysilane partial condensate which can be used for this invention is demonstrated. The layer adjacent to the conductive shaft of the developing roller according to the present invention contains a resin-silica hybrid having a silica skeleton. The silica constituting this resin-silica hybrid is formed via an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate such as a tetramethoxysilane partial condensate. Specifically, it is formed by dealcoholization reaction of an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate.

本発明に使用可能なエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物は、エポキシ化合物(A)とアルコキシシラン部分縮合物(B)との脱アルコール反応により生成される。   The epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate that can be used in the present invention is produced by a dealcoholization reaction between the epoxy compound (A) and the alkoxysilane partial condensate (B).

エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物の生成に使用されるエポキシ化合物(A)としては、1分子中に水酸基を1つもつエポキシ化合物であれば、エポキシ基の数は特に限定されない。また、エポキシ化合物(A)は、分子量が小さいもの程、アルコキシシラン部分縮合物(B)との相溶性がよく、しかも、耐熱性や密着性を向上させる効果を有する。具体的には、炭素数が15以下のものが好適であり、例えば、エピクロロヒドリンと、水、2価アルコールまたはフェノール類とを反応させて得られる分子末端に1つの水酸基を有するモノグリシジルエーテル類;エピクロロヒドリンとグリセリンやペンタエリスリトールなどの3価以上の多価アルコールとを反応させて得られる分子末端に1つの水酸基を有するポリグリシジルエーテル類;エピクロロヒドリンとアミノモノアルコールとを反応させて得られる分子末端に1つの水酸基を有するエポキシ化合物;分子中に1つの水酸基を有する脂環式炭化水素モノエポキシド(例えば、エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール)などが挙げられる。これらのエポキシ化合物の中でも、グリシドールが耐熱性付与効果の点で最も優れており、また、アルコキシシラン部分縮合物(2)との反応性も高いことから最適である。   The number of epoxy groups is not particularly limited as long as the epoxy compound (A) used for producing the epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate is an epoxy compound having one hydroxyl group in one molecule. In addition, the smaller the molecular weight of the epoxy compound (A), the better the compatibility with the alkoxysilane partial condensate (B), and also the effect of improving heat resistance and adhesion. Specifically, those having 15 or less carbon atoms are suitable. For example, monoglycidyl having one hydroxyl group at the molecular end obtained by reacting epichlorohydrin with water, dihydric alcohol or phenols. Ethers; polyglycidyl ethers having one hydroxyl group at the molecular end obtained by reacting epichlorohydrin with a trihydric or higher polyhydric alcohol such as glycerin or pentaerythritol; epichlorohydrin and amino monoalcohol And an alicyclic hydrocarbon monoepoxide having one hydroxyl group in the molecule (for example, epoxidized tetrahydrobenzyl alcohol) and the like. Among these epoxy compounds, glycidol is most excellent in terms of the effect of imparting heat resistance, and is optimal because of its high reactivity with the alkoxysilane partial condensate (2).

次に、アルコキシシラン部分縮合物(B)としては、下記一般式(a)で表される加水分解性アルコキシシランモノマーを酸またはアルカリ水の存在下で加水分解し、部分的に縮合させて得られるものが用いられる。   Next, as the alkoxysilane partial condensate (B), a hydrolyzable alkoxysilane monomer represented by the following general formula (a) is hydrolyzed in the presence of acid or alkaline water and partially condensed. Is used.

一般式(a):R1 pSi(OR24-p
(式中、pは0または1を示す。R1は、炭素原子に直結した官能基を持っていてもよい低級アルキル基、アリール基または不飽和脂肪族残基を示す。R2はメチル基またはエチル基を示し、R2同士はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)
具体的な加水分解性アルコキシシランモノマーとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類が挙げられる。これらのアルコキシシラン部分縮合物(B)は、前記例示のものを特に制限せずに使用することが可能であるが、これらを2種以上併用する場合は、テトラメトキシシランの比率を全アルコキシシランモノマー量の70モル%以上とすることが好ましい。
Formula (a): R 1 p Si (OR 2 ) 4-p
(In the formula, p represents 0 or 1. R 1 represents a lower alkyl group, aryl group or unsaturated aliphatic residue which may have a functional group directly connected to a carbon atom. R 2 represents a methyl group. Or an ethyl group, and R 2 may be the same or different.
Specific hydrolyzable alkoxysilane monomers include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, Examples include trialkoxysilanes such as methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, and isopropyltriethoxysilane. These alkoxysilane partial condensates (B) can be used without any particular limitation on those exemplified above, but when two or more of these are used in combination, the ratio of tetramethoxysilane is reduced to the total alkoxysilane. The amount is preferably 70 mol% or more of the monomer amount.

樹脂−シリカハイブリッド体を構成するシリカ骨格は、上記エポキシ化合物とアルコキシシラン部分縮合物より形成されるエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物をさらに脱アルコール反応させることにより形成されるものである。樹脂−シリカハイブリット体中に含有されるシラン骨格の比率は、1.0質量%以上30.0質量%以下であることが好ましく、この範囲内の時、シャフトに対して安定した接着性を長期間持続することが可能になる。   The silica skeleton constituting the resin-silica hybrid is formed by further dealcoholizing the epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate formed from the epoxy compound and the alkoxysilane partial condensate. The ratio of the silane skeleton contained in the resin-silica hybrid is preferably 1.0% by mass or more and 30.0% by mass or less. When the ratio is within this range, stable adhesion to the shaft is long. It is possible to last for a period.

アルコキシシラン部分縮合物(B)は、例えば、下記一般式(b)または(c)で示される構造を有するものである。   The alkoxysilane partial condensate (B) has, for example, a structure represented by the following general formula (b) or (c).

Figure 2008076464
Figure 2008076464

(式中、R1は、炭素原子に直結した官能基を持っていてもよい低級アルキル基、アリール基又は不飽和脂肪族残基を示す。R2はメチル基またはエチル基を示し、R2同士はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, R 1, .R 2 showing a lower alkyl group which may have a functional group directly bonded to a carbon atom, an aryl group or an unsaturated aliphatic residue represents a methyl group or an ethyl group, R 2 Each may be the same or different.)

Figure 2008076464
Figure 2008076464

(一般式(c)中、R2は一般式(b)中のR2と同じ。)
次に、本発明に係る画像形成方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、キャリアを用いずに画像形成を行う非磁性一成分系現像剤を用いる画像形成装置に好ましく使用される。
(In the general formula (c), R 2 is Formula (b) the same as R 2 in.)
Next, the image forming method according to the present invention will be described. The developing roller according to the present invention is preferably used in an image forming apparatus using a non-magnetic one-component developer that forms an image without using a carrier.

本発明に係る現像ローラは、静電潜像を形成する像担持体上にトナーを供給する現像装置に装填されるものである。現像装置は、本発明に係る現像ローラの他に、トナー層規制部材とトナー補給補助部材とを有し、これらの部材がそれぞれ当接する様に配置されている。現像装置ではトナー層規制部材とトナー補給補助部材により現像ローラ上にトナーの薄層を形成し、これを像担持体上に供給して像担持体上に形成された潜像を可視画像化する。   The developing roller according to the present invention is mounted in a developing device that supplies toner onto an image carrier that forms an electrostatic latent image. The developing device has a toner layer regulating member and a toner replenishing auxiliary member in addition to the developing roller according to the present invention, and these members are arranged so as to contact each other. In the developing device, a thin toner layer is formed on the developing roller by the toner layer regulating member and the toner replenishing auxiliary member, and this is supplied onto the image carrier to visualize the latent image formed on the image carrier. .

トナー層規制部材は、現像ローラ上にトナーを均一な薄層状態にして供給するとともに、供給したトナーを摩擦帯電する。トナー層規制部材は、ウレタンゴムや金属板等の様に、ある程度の弾性を有する部材が用いられ、現像ローラに当接することにより現像ローラ上にトナーの薄層を形成する。現像ローラ上に形成されたトナーの薄層は、トナー粒子が最大で10個分、好ましくは5個分以下の厚さを有するものである。   The toner layer regulating member supplies the toner in a uniform thin layer state on the developing roller and frictionally charges the supplied toner. The toner layer regulating member is a member having a certain degree of elasticity, such as urethane rubber or a metal plate, and forms a thin layer of toner on the developing roller by contacting the developing roller. The toner thin layer formed on the developing roller has a maximum thickness of 10 toner particles, preferably 5 or less.

トナー層規制部材の現像ローラへの当接力は、100mN/cm〜5N/cmが好ましく、200mN/cm〜4N/cmが特に好ましい。当接力をこの範囲内にすることにより、搬送ムラを起こさずにトナー搬送が行えるので、白スジ等の画像不良の発生が回避される。また、当接力を上記範囲とすることにより、トナーを変形、破砕させずに現像ローラに供給することができる。   The contact force of the toner layer regulating member to the developing roller is preferably 100 mN / cm to 5 N / cm, and particularly preferably 200 mN / cm to 4 N / cm. By setting the contact force within this range, the toner can be conveyed without causing unevenness in conveyance, thereby preventing the occurrence of image defects such as white stripes. Further, by setting the contact force within the above range, the toner can be supplied to the developing roller without being deformed or crushed.

トナー補給補助部材は、現像ローラにトナーを安定に供給するためのものである。トナー補給補助部材には、例えば、撹拌羽根をつけた水車状のローラやスポンジ状のローラが使用されている。トナー補給補助部材の大きさ(直径)は、現像ローラの直径の0.2〜1.5倍が好ましく、この範囲のときに、現像ローラにトナーが過不足なく供給されて、画像不良のない良好な画像形成を可能にする。   The toner replenishment auxiliary member is for stably supplying toner to the developing roller. As the toner replenishing auxiliary member, for example, a water wheel-like roller with a stirring blade or a sponge-like roller is used. The size (diameter) of the toner replenishing auxiliary member is preferably 0.2 to 1.5 times the diameter of the developing roller. When the toner replenishing auxiliary member is within this range, the toner is supplied to the developing roller without excess or deficiency, and there is no image defect. Enables good image formation.

また、本発明に係る画像形成方法に使用される像担持体としては、無機感光体、アモルファスシリコン感光体、有機感光体等が挙げられ、この中でも、有機感光体が特に好ましく、さらに、電荷輸送層と電荷発生層とを積層構造としたものが好ましい。   Examples of the image carrier used in the image forming method according to the present invention include inorganic photoreceptors, amorphous silicon photoreceptors, and organic photoreceptors. Among these, organic photoreceptors are particularly preferable, and charge transport is further performed. A layered structure of a layer and a charge generation layer is preferred.

以下、本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像器(現像装置)について具体的に説明する。   Hereinafter, a developing device (developing device) that can be used in the image forming method according to the present invention will be described in detail.

図3は本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像器の概要断面図である。   FIG. 3 is a schematic sectional view of a developing unit that can be used in the image forming method according to the present invention.

図3においてトナータンク17に内蔵された非磁性一成分トナー16は、トナー補給補助部材である撹拌羽根15により、同じくトナー補給補助部材であるスポンジローラ14上に搬送供給される。スポンジローラ上に送り込まれたトナーは、このスポンジローラ14の矢印方向の回転により現像ローラ10上に搬送され、現像ローラ10との摩擦によりその表面に静電的、且つ物理的に吸着される。   In FIG. 3, the non-magnetic one-component toner 16 built in the toner tank 17 is conveyed and supplied onto the sponge roller 14 which is also a toner replenishment auxiliary member by the stirring blade 15 which is a toner replenishment auxiliary member. The toner fed onto the sponge roller is conveyed onto the developing roller 10 by the rotation of the sponge roller 14 in the direction of the arrow, and is electrostatically and physically attracted to the surface by friction with the developing roller 10.

現像ローラ10上では、吸着したトナーが現像ローラ10の回転とトナー層厚規制部材である弾性ブレード13により均一に薄層化されるとともに摩擦帯電される。現像ローラ10上に形成されたトナー薄層は、接触または非接触方式により、像担持体である感光体ドラム11上に供給されて、潜像が現像される。   On the developing roller 10, the adsorbed toner is uniformly thinned and frictionally charged by the rotation of the developing roller 10 and the elastic blade 13 which is a toner layer thickness regulating member. The toner thin layer formed on the developing roller 10 is supplied onto the photosensitive drum 11 as an image carrier by a contact or non-contact method, and the latent image is developed.

なお、本発明に係る現像ローラを搭載可能な現像装置の構成は、図3に示すものに限定されるものではない。   The configuration of the developing device on which the developing roller according to the present invention can be mounted is not limited to that shown in FIG.

次に、本発明に係る画像形成方法に使用可能な定着方法としては、いわゆる接触加熱方式の定着方法が挙げられ、接触加熱方式の定着方法には、熱圧定着方式や熱ロール定着方式、固定配置された加熱体を内包させた状態で回動する加圧部材により定着を行う圧接加熱定着方式等が挙げられる。   Next, examples of the fixing method that can be used in the image forming method according to the present invention include a so-called contact heating type fixing method, and the contact heating type fixing method includes a hot pressure fixing method, a hot roll fixing method, and a fixing method. Examples include a pressure heating fixing method in which fixing is performed by a pressure member that rotates in a state in which the arranged heating body is included.

熱ロール定着方式の定着装置は、多くの場合、表面にテトラフルオロエチレンやポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体類等を被覆した鉄やアルミニウム等で構成される金属シリンダ内部に熱源を配置した上ローラと、シリコーンゴム等で形成される下ローラとから構成される。代表的な熱源としては線状ヒータが挙げられ、上ローラの表面温度を120〜200℃程度に加熱する。定着部では、上ローラと下ローラ間に圧力を加え、下ローラを変形させてニップを形成する。ニップ幅は1〜10mm、好ましくは1.5〜7mmである。定着線速は40mm/sec〜600mm/secが好ましい。ニップ幅が上記範囲の時、熱がトナーに均一に付与されてムラのない定着が行える。また、ニップ幅を上記範囲とすることでトナーを構成する樹脂の溶融を制御して定着オフセットの発生が回避される。   In many cases, a heat roll fixing type fixing device has a heat source inside a metal cylinder composed of iron, aluminum or the like whose surface is coated with tetrafluoroethylene or polytetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy vinyl ether copolymers. It is comprised from the arrange | positioned upper roller and the lower roller formed with silicone rubber etc. A typical heat source is a linear heater, and the surface temperature of the upper roller is heated to about 120 to 200 ° C. In the fixing unit, pressure is applied between the upper roller and the lower roller, and the lower roller is deformed to form a nip. The nip width is 1 to 10 mm, preferably 1.5 to 7 mm. The fixing linear velocity is preferably 40 mm / sec to 600 mm / sec. When the nip width is in the above range, heat is uniformly applied to the toner, and fixing without unevenness can be performed. Further, by setting the nip width in the above range, the melting of the resin constituting the toner is controlled to prevent the occurrence of fixing offset.

また、固定配置された加熱体を内包させた状態で回動させる加圧部材による定着方式がある。この定着方式では、固定配置された加熱体と、該加熱体に対向圧接し、かつ、フィルム部材を介してトナー画像の形成された記録シートを加熱体に密着させる加圧部材より構成されるものである。   Further, there is a fixing method using a pressure member that rotates in a state in which a heating element fixedly disposed is included. This fixing system includes a fixedly arranged heating body and a pressure member that is in pressure-contact with the heating body and that closely contacts a recording sheet on which a toner image is formed via a film member. It is.

圧接加熱定着方式では、加熱体が従来の加熱ローラーに比べて熱容量が小さく、記録シートの搬送方向に対して直角方向にライン状の加熱部が設けられている。加熱体の温度は100〜300℃である。   In the pressure contact fixing method, the heating body has a smaller heat capacity than a conventional heating roller, and a linear heating unit is provided in a direction perpendicular to the recording sheet conveyance direction. The temperature of the heating body is 100 to 300 ° C.

次に、本発明に係る現像ローラを用いて行う画像形成に使用可能な現像剤について説明する。本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーは、粉砕・分級工程を経て製造されるいわゆる粉砕トナー、また、樹脂粒子を作製する重合工程から直接作製されるいわゆる重合トナーのいずれを使用することが可能である。この中でも、特に、重合トナーは作製工程中でトナー粒径や形状を制御しながら作製することができるので、形状の揃った小粒径のトナーを作製する上で都合がよいものである。   Next, a developer that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention will be described. The toner that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention is either a so-called pulverized toner manufactured through a pulverizing / classifying process, or a so-called polymerized toner manufactured directly from a polymerization process for preparing resin particles. Can be used. Among these, in particular, the polymerized toner can be produced while controlling the particle size and shape of the toner during the production process, which is convenient for producing a toner having a small particle size having a uniform shape.

形状の揃った小粒径のトナーを用いることにより、デジタルの画像形成で求められる様な高解像で高精細な画像形成が行い易く、例えば、高階調のピクトリアルフルカラー画像形成に特に好ましいものである。そして、本発明に係る現像ローラと組み合わせることにより、高精細なフルカラー画像形成を安定して作成することができるものと期待される。   By using toner with a small particle size that has a uniform shape, it is easy to form a high-resolution and high-definition image as required in digital image formation, and is particularly preferable for, for example, high-gradation pictorial full-color image formation. It is. It is expected that high-definition full-color image formation can be stably produced by combining with the developing roller according to the present invention.

一方、重合トナーには、その製造工程において粒子を凝集させてトナー粒子を形成する乳化会合型のトナーも含まれるが、作製されたトナー粒子表面に凝集工程で使用された凝集剤が微量ながら残存することも考えられる。この様な残存物が現像ローラ表面に付着することにより、現像ローラ表面における残留電荷への影響が懸念されていた。   On the other hand, the polymerized toner includes an emulsion-association type toner in which particles are aggregated to form toner particles in the production process, but a small amount of the coagulant used in the aggregation process remains on the surface of the produced toner particles. It is also possible to do. There has been a concern about the influence on the residual charge on the surface of the developing roller due to such residue remaining on the surface of the developing roller.

しかしながら、本発明に係る現像ローラでは、重合トナーを用いて画像形成を繰り返し行っても、現像ローラ表面における残留電荷上昇は起こらず、良好な画像形成が行えることが後述する実施例の結果からも確認された。   However, in the developing roller according to the present invention, even if image formation is repeated using polymerized toner, the residual charge on the surface of the developing roller does not increase, and good image formation can be achieved from the results of Examples described later. confirmed.

以下、本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能な一例である重合トナーを構成する要素について説明する。   Hereinafter, elements constituting a polymerized toner which is an example that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention will be described.

重合性単量体としては、ラジカル重合性単量体を必須の構成成分とし、必要に応じて架橋剤を使用することができる。また、以下の酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を少なくとも1種類含有させることが好ましい。
(1)ラジカル重合性単量体
ラジカル重合性単量体成分としては、特に限定されるものではなく従来公知のラジカル重合性単量体を用いることができる。また、要求される特性を満たすように、1種または2種以上のものを組み合わせて用いることができる。
As the polymerizable monomer, a radically polymerizable monomer is an essential component, and a crosslinking agent can be used as necessary. Moreover, it is preferable to contain at least one radical polymerizable monomer having the following acidic group or radical polymerizable monomer having a basic group.
(1) Radical polymerizable monomer The radical polymerizable monomer component is not particularly limited, and a conventionally known radical polymerizable monomer can be used. Moreover, it can be used combining 1 type (s) or 2 or more types so that the required characteristic may be satisfy | filled.

具体的には、芳香族系ビニル単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を用いることができる。   Specifically, aromatic vinyl monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl ester monomers, vinyl ether monomers, monoolefin monomers, diolefin monomers , Halogenated olefin monomers and the like can be used.

芳香族系ビニル単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体およびその誘導体が挙げられる。   Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, p-ethyl styrene, p. -N-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2, Examples thereof include styrene monomers such as 4-dimethylstyrene and 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof.

(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。   Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and methacrylic acid. Examples include butyl, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the like.

ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げられる。   Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate.

ビニルエーテル系単量体としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。   Examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl phenyl ether and the like.

モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。   Examples of the monoolefin monomer include ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene and the like.

ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。   Examples of the diolefin monomer include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.

(2)架橋剤
架橋剤としては、トナーの特性を改良するためにラジカル重合性架橋剤を添加しても良い。ラジカル重合性架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を2個以上有するものが挙げられる。
(2) Crosslinking agent As the crosslinking agent, a radical polymerizable crosslinking agent may be added to improve the properties of the toner. Examples of the radically polymerizable crosslinking agent include those having two or more unsaturated bonds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinyl ether, diethylene glycol methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, and diallyl phthalate.

(3)酸性基または塩基性基を有するラジカル重合性単量体
酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、カルボキシル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム塩等のアミン系の化合物を用いることができる。
(3) Radical polymerizable monomer having acidic group or basic group As the radical polymerizable monomer having acidic group or radical polymerizable monomer having basic group, for example, a carboxyl group-containing monomer Amine-based compounds such as sulfonic acid group-containing monomers, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts can be used.

酸性基を有するラジカル重合性単量体としては、カルボン酸基含有単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル等が挙げられる。   Examples of the radical polymerizable monomer having an acidic group include carboxylic acid group-containing monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, maleic acid monobutyl ester, and maleic acid monoester. An octyl ester etc. are mentioned.

スルホン酸基含有単量体としては、スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル等が挙げられる。   Examples of the sulfonic acid group-containing monomer include styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, octyl allyl sulfosuccinate and the like.

これらは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩あるいはカルシウムなどのアルカリ土類金属塩の構造であってもよい。   These may have a structure of an alkali metal salt such as sodium or potassium or an alkaline earth metal salt such as calcium.

塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、アミン系の化合物があげられ、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、および上記4化合物の4級アンモニウム塩、3−ジメチルアミノフェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミド;ビニルピリジン、ビニルピロリドン;ビニル−N−メチルピリジニウムクロリド、ビニル−N−エチルピリジニウムクロリド、N,N−ジアリルメチルアンモニウムクロリド、N,N−ジアリルエチルアンモニウムクロリド等を挙げることができる。   Examples of the radical polymerizable monomer having a basic group include amine compounds, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and quaternary ammonium salts of the above four compounds, 3-dimethylaminophenyl acrylate, 2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium salt, acrylamide, N-butylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide, piperidylacrylamide, methacrylamide, N-butylmethacrylamide, N-octadecylacrylamide Vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone; vinyl-N-methylpyridinium chloride, vinyl-N-ethylpyridinium chloride, N, N-di Lil ammonium chloride, N, may be mentioned N- diallyl-ethyl chloride or the like.

ラジカル重合性単量体としては、酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を単量体全体の0.1〜15質量%使用することが好ましく、ラジカル重合性架橋剤はその特性にもよるが、全ラジカル重合性単量体に対して0.1〜10質量%の範囲で使用することが好ましい。   As the radical polymerizable monomer, it is preferable to use a radical polymerizable monomer having an acidic group or a radical polymerizable monomer having a basic group in an amount of 0.1 to 15% by mass of the whole monomer, The radical polymerizable cross-linking agent is preferably used in the range of 0.1 to 10% by mass with respect to the total radical polymerizable monomer, although it depends on its characteristics.

また、分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることが可能である。   Moreover, it is possible to use the chain transfer agent generally used for the purpose of adjusting molecular weight.

連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル、四臭化炭素およびスチレンダイマー等が使用される。   The chain transfer agent is not particularly limited, and for example, octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester, carbon tetrabromide and styrene dimer are used.

ラジカル重合開始剤は水溶性であれば適宜使用が可能である。例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(4,4′−アゾビス−4−シアノ吉草酸及びその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。   The radical polymerization initiator can be appropriately used as long as it is water-soluble. For example, persulfate (potassium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid and its salts, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) salt, etc.), A peroxide compound etc. are mentioned.

更に上記ラジカル性重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とすることが可能である。レドックス系開始剤を用いることで、重合活性が上昇し重合温度の低下が図れ、更に重合時間の短縮が期待できる。   Furthermore, the radical polymerization initiator can be combined with a reducing agent as necessary to form a redox initiator. By using a redox initiator, the polymerization activity is increased, the polymerization temperature can be lowered, and the polymerization time can be further shortened.

重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であればどの温度を選択しても良いが、例えば50℃から90℃の範囲が用いられる。但し、常温開始の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤(アスコルビン酸等)の組み合わせを用いることで、室温またはそれよりやや高い温度で重合することも可能である。   The polymerization temperature may be any temperature as long as it is equal to or higher than the lowest radical generation temperature of the polymerization initiator. For example, a range of 50 ° C. to 90 ° C. is used. However, it is also possible to polymerize at room temperature or slightly higher temperature by using a polymerization initiator that starts at room temperature, for example, a combination of hydrogen peroxide and a reducing agent (ascorbic acid or the like).

前述のラジカル重合性単量体を使用して重合を行うためには、界面活性剤を使用して水系媒体中に油滴分散を行う必要がある。この際に使用することのできる界面活性剤としては特に限定されるものでは無いが、下記のイオン性界面活性剤を好適なものの例として挙げることができる。   In order to perform polymerization using the above-mentioned radical polymerizable monomer, it is necessary to perform oil droplet dispersion in an aqueous medium using a surfactant. Although it does not specifically limit as surfactant which can be used in this case, The following ionic surfactant can be mentioned as an example of a suitable thing.

イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム等)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等)が挙げられる。   Examples of ionic surfactants include sulfonates (sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium arylalkylpolyethersulfonate, 3,3-disulfonediphenylurea-4,4-diazo-bis-amino-8-naphthol-6 Sodium sulfonate, ortho-carboxybenzene-azo-dimethylaniline, 2,2,5,5-tetramethyl-triphenylmethane-4,4-diazo-bis-β-naphthol-6-sodium sulfonate, etc.), sulfuric acid Ester salts (sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, etc.), fatty acid salts (sodium oleate, sodium laurate, sodium caprate, sodium caprylate, sodium caproate, potassium stearate) Beam, calcium oleate and the like).

また、ノニオン性界面活性剤も使用することができる。具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等が挙げられる。これらは、主に乳化重合時の乳化剤として使用されるが、他の工程または使用目的で使用してもよい。   Nonionic surfactants can also be used. Specifically, polyethylene oxide, polypropylene oxide, combination of polypropylene oxide and polyethylene oxide, ester of polyethylene glycol and higher fatty acid, alkylphenol polyethylene oxide, ester of higher fatty acid and polyethylene glycol, ester of higher fatty acid and polypropylene oxide, sorbitan ester Etc. These are mainly used as an emulsifier at the time of emulsion polymerization, but may be used for other processes or purposes.

着色剤としては無機顔料、有機顔料、染料を挙げることができる。   Examples of the colorant include inorganic pigments, organic pigments, and dyes.

無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。   A conventionally well-known thing can be used as an inorganic pigment. Specific inorganic pigments are exemplified below.

黒色の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。   Examples of the black pigment include carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black, and magnetic powder such as magnetite and ferrite.

これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。   These inorganic pigments can be used alone or in combination as required. Moreover, the addition amount of a pigment is 2-20 mass% with respect to a polymer, Preferably 3-15 mass% is selected.

有機顔料及び染料としても従来公知のものを用いることができる。具体的な有機顔料及び染料を以下に例示する。   Conventionally known organic pigments and dyes can also be used. Specific organic pigments and dyes are exemplified below.

マゼンタまたはレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。   Examples of pigments for magenta or red include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. And CI Pigment Red 222.

オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156、等が挙げられる。   Examples of the orange or yellow pigment include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 156, and the like.

グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。   Examples of pigments for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.

また、染料としてはC.I.ソルベントレッド1、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ソルベントレッド58、C.I.ソルベントレッド63、C.I.ソルベントレッド111、C.I.ソルベントレッド122、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー44、C.I.ソルベントイエロー77、C.I.ソルベントイエロー79、C.I.ソルベントイエロー81、C.I.ソルベントイエロー82、C.I.ソルベントイエロー93、C.I.ソルベントイエロー98、C.I.ソルベントイエロー103、C.I.ソルベントイエロー104、C.I.ソルベントイエロー112、C.I.ソルベントイエロー162、C.I.ソルベントブルー25、C.I.ソルベントブルー36、C.I.ソルベントブルー60、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ソルベントブルー93、C.I.ソルベントブルー95等を用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。   As the dye, C.I. I. Solvent Red 1, C.I. I. Solvent Red 49, C.I. I. Solvent Red 52, C.I. I. Solvent Red 58, C.I. I. Solvent Red 63, C.I. I. Solvent Red 111, C.I. I. Solvent Red 122, C.I. I. Solvent Yellow 19, C.I. I. Solvent Yellow 44, C.I. I. Solvent Yellow 77, C.I. I. Solvent Yellow 79, C.I. I. Solvent Yellow 81, C.I. I. Solvent Yellow 82, C.I. I. Solvent Yellow 93, C.I. I. Solvent Yellow 98, C.I. I. Solvent Yellow 103, C.I. I. Solvent Yellow 104, C.I. I. Solvent Yellow 112, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Solvent Blue 25, C.I. I. Solvent Blue 36, C.I. I. Solvent Blue 60, C.I. I. Solvent Blue 70, C.I. I. Solvent Blue 93, C.I. I. Solvent blue 95 etc. can be used and these mixtures can also be used.

これらの有機顔料及び染料は所望に応じて単独または複数を選択併用することが可能である。また顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。   These organic pigments and dyes can be used alone or in combination as desired. Moreover, the addition amount of a pigment is 2-20 mass% with respect to a polymer, Preferably 3-15 mass% is selected.

重合トナーではトナー粒子中にワックスを含有させることが可能である。ワックス自体の構造や組成としては特に限定はない。ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低分子量ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、エステルワックス等を使用することができる。   In the polymerized toner, it is possible to include wax in the toner particles. There is no particular limitation on the structure and composition of the wax itself. Low molecular weight polyolefin waxes such as polypropylene and polyethylene, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, ester wax and the like can be used.

添加量は、トナー全体に対し1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは3〜15質量%である。   The addition amount is 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass with respect to the whole toner.

本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーとして、単量体中にワックスを溶解させたものを水中に分散して重合させ、樹脂粒子中にワックスを内包させた粒子を形成し、これを着色剤粒子とともに塩析/融着させることでトナーとすることが好ましい。   As a toner that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention, a toner in which wax is dissolved is dispersed in water and polymerized to form particles in which wax is encapsulated in resin particles. The toner is preferably salted out / fused with the colorant particles to form a toner.

本発明に使用可能なトナーは、ワックスを溶解した単量体溶液を水系媒体中に分散し、ついで重合法により離型剤を内包した樹脂粒子を調製する工程、前記樹脂粒子分散液を用いて水系媒体中で樹脂粒子を融着させる工程、得られた粒子を水系媒体中より濾過し界面活性剤などを除去する洗浄工程、得られた粒子を乾燥させる工程、さらに乾燥させて得られた粒子に外添剤などを添加する外添剤添加工程などから構成される重合法で製造することが好ましい。ここで樹脂粒子としては着色された粒子であってもよい。また、非着色粒子を樹脂粒子として使用することもできる、この場合には、樹脂粒子の分散液に着色剤粒子分散液などを添加した後に水系媒体中で融着させる等により着色粒子とする。   The toner usable in the present invention comprises a step of dispersing a monomer solution in which wax is dissolved in an aqueous medium, and then preparing resin particles containing a release agent by a polymerization method, and using the resin particle dispersion. The step of fusing resin particles in an aqueous medium, the step of filtering the obtained particles from the aqueous medium to remove the surfactant, the step of drying the obtained particles, and the particles obtained by further drying It is preferable to produce by a polymerization method comprising an external additive addition step of adding an external additive to the catalyst. Here, the resin particles may be colored particles. Further, non-colored particles can also be used as resin particles. In this case, colored particles are formed by adding a colorant particle dispersion or the like to a dispersion of resin particles and then fusing in an aqueous medium.

特に、融着の方法としては、重合工程によって生成された樹脂粒子を用いて塩析/融着する方法が好ましい。また、非着色の樹脂粒子を使用した場合には、樹脂粒子と着色剤粒子を水系媒体中で塩析/融着させることができる。   In particular, the method of fusing is preferably a method of salting out / fusing using resin particles produced by the polymerization step. When non-colored resin particles are used, the resin particles and the colorant particles can be salted out / fused in an aqueous medium.

また、着色剤や離型剤に限らず、トナーの構成要素である荷電制御剤等も本工程で粒子として添加することができる。   In addition to the colorant and the release agent, a charge control agent that is a component of the toner can be added as particles in this step.

なお、ここで水系媒体とは主成分として水からなるもので、水の含有量が50質量%以上であるものを示す。水以外のものとしては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等をあげることができる。   In addition, an aqueous medium here consists of water as a main component, and shows content whose water content is 50 mass% or more. Examples of those other than water include organic solvents that dissolve in water, and examples include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.

本発明での好ましい重合法としては、単量体中に離型剤を溶解した単量体溶液を臨界ミセル濃度以下の界面活性剤を溶解させた水系媒体中に機械的エネルギーによって油滴分散させた分散液に、水溶性重合開始剤を加え、ラジカル重合させる方法をあげることができる。この場合、単量体中に油溶性の重合開始剤を加えて使用してもよい。   As a preferred polymerization method in the present invention, a monomer solution in which a release agent is dissolved in a monomer is dispersed in oil droplets by mechanical energy in an aqueous medium in which a surfactant having a critical micelle concentration or less is dissolved. A method may be mentioned in which a water-soluble polymerization initiator is added to the dispersion and radical polymerization is performed. In this case, an oil-soluble polymerization initiator may be added to the monomer.

この油滴分散を行うための分散機としては特に限定されるものでは無いが、例えばクレアミックス、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等をあげることができる。   The disperser for performing the oil droplet dispersion is not particularly limited, and examples thereof include CLEARMIX, ultrasonic disperser, mechanical homogenizer, manton gourin, pressure homogenizer, and the like.

前記した如く、着色剤自体は表面改質して使用してもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散し、その中に表面改質剤を添加した後昇温し反応を行う。反応終了後、濾過し同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返し乾燥させ表面改質剤で処理された顔料を得る。   As described above, the colorant itself may be used after surface modification. In the surface modification method of the colorant, the colorant is dispersed in a solvent, and after the surface modifier is added therein, the temperature is raised and the reaction is performed. After completion of the reaction, the mixture is filtered, washed with the same solvent, repeatedly filtered and dried to obtain a pigment treated with a surface modifier.

着色剤粒子は着色剤を水系媒体中に分散して調製される方法がある。この分散は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われる。   There is a method in which the colorant particles are prepared by dispersing a colorant in an aqueous medium. This dispersion is performed in a state where the surfactant concentration in water is equal to or higher than the critical micelle concentration (CMC).

顔料分散時の分散機は特に限定されないが、好ましくはクレアミックス、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。   The disperser at the time of pigment dispersion is not particularly limited, but preferably a medium such as CLEARMIX, ultrasonic disperser, mechanical homogenizer, pressure disperser such as Manton Gorin or pressure homogenizer, sand grinder, Getzmann mill, diamond fine mill, etc. Type disperser.

ここで使用される界面活性剤は、前述の界面活性剤を使用することができる。   As the surfactant used here, the aforementioned surfactants can be used.

塩析/融着を行う工程は、樹脂粒子及び着色剤粒子とが存在している水中にアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、ついで樹脂粒子のガラス転移点以上に加熱することで塩析を進行させると同時に融着を行う工程である。   In the step of salting out / fusion, a salting-out agent composed of an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt is added as a flocculant having a critical coagulation concentration or more in water in which resin particles and colorant particles are present. Next, it is a step of performing fusion at the same time as salting-out proceeds by heating the resin particles to a temperature higher than the glass transition point.

ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。また塩を構成するものとしては、塩素塩、臭素塩、沃素塩、炭酸塩、硫酸塩等が挙げられる。   Here, the alkali metal salt and the alkaline earth metal salt which are salting-out agents include lithium, potassium, sodium and the like as the alkali metal, and examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, strontium and barium. Preferably, potassium, sodium, magnesium, calcium, and barium are used. Examples of the salt include chlorine salt, bromine salt, iodine salt, carbonate salt, sulfate salt and the like.

トナーは、樹脂、着色剤、離型剤以外にトナー用材料として種々の機能を付与することのできる材料を加えてもよい。具体的には荷電制御剤等が挙げられる。これらの成分は前述の塩析/融着段階で樹脂粒子と着色剤粒子と同時に添加し、トナー中に包含する方法、樹脂粒子自体に添加する方法等種々の方法で添加することができる。   In addition to the resin, the colorant, and the release agent, the toner may be added with a material that can impart various functions as a toner material. Specific examples include charge control agents. These components can be added simultaneously with the resin particles and the colorant particles in the salting out / fusion step described above, and can be added by various methods such as a method included in the toner and a method of adding to the resin particles themselves.

荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、且つ水中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。   Similarly, various known charge control agents and those that can be dispersed in water can be used. Specific examples include nigrosine dyes, naphthenic acid or higher fatty acid metal salts, alkoxylated amines, quaternary ammonium salt compounds, azo metal complexes, salicylic acid metal salts or metal complexes thereof.

本発明に使用可能なトナーには、流動性、帯電性の改良およびクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤としては特に限定されるものでは無く、種々の無機微粒子、有機微粒子及び滑剤を使用することができる。なお、通常、これらの外添剤を加える前の粒子を着色粒子、添加後のものをトナー又はトナー粒子ということが多い。しかし、いずれもトナー又はトナー粒子ということもある。   To the toner usable in the present invention, so-called external additives can be added and used for the purpose of improving fluidity, chargeability and cleaning property. These external additives are not particularly limited, and various inorganic fine particles, organic fine particles and lubricants can be used. Usually, the particles before adding these external additives are often called colored particles, and the particles after the addition are often called toner or toner particles. However, both may be toner or toner particles.

無機微粒子としては、従来公知のものを使用することができる。具体的には、数平均一次粒子径で5〜500nmのシリカ、チタン、アルミナ微粒子等が好ましく用いることができる。これら無機微粒子としては疎水性のものが好ましい。   A conventionally well-known thing can be used as an inorganic fine particle. Specifically, silica, titanium, alumina fine particles and the like having a number average primary particle diameter of 5 to 500 nm can be preferably used. These inorganic fine particles are preferably hydrophobic.

具体的には、シリカ微粒子として、例えば日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。   Specifically, as silica fine particles, for example, commercially available products R-805, R-976, R-974, R-972, R-812, R-809 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., HVK-2150, H manufactured by Hoechst -200, commercially available products TS-720, TS-530, TS-610, H-5, MS-5 and the like manufactured by Cabot Corporation.

チタン微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。   Examples of the titanium fine particles include commercial products T-805 and T-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., commercial products MT-100S, MT-100B, MT-500BS, MT-600, MT-600SS, and JA- 1. Commercial products TA-300SI, TA-500, TAF-130, TAF-510, TAF-510T manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd. Commercial products IT-S, IT-OA, IT-OB, IT- manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. OC etc. are mentioned.

アルミナ微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。   Examples of the alumina fine particles include commercial products RFY-C and C-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. and commercial products TTO-55 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.

また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。このものとしては、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。   As the organic fine particles, spherical organic fine particles having a number average primary particle diameter of about 10 to 2000 nm can be used. As this, a homopolymer such as styrene or methyl methacrylate or a copolymer thereof can be used.

滑剤には、例えばステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。   Examples of lubricants include, for example, zinc stearate, aluminum, copper, magnesium, calcium, etc., zinc oleate, manganese, iron, copper, magnesium, etc., zinc palmitate, copper, magnesium, calcium, etc. And salts of higher fatty acids such as zinc of linoleic acid, salts of calcium, etc., zinc of ricinoleic acid, salts of calcium, etc.

これら外添剤の添加量は、トナーに対して0.1〜5質量%が好ましい。   The amount of these external additives added is preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the toner.

外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシエルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用することができる。   As a method for adding the external additive, various known mixing apparatuses such as a Turbuler mixer, a Henschel mixer, a Nauter mixer, and a V-type mixer can be used.

以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
1.現像ローラの作製
(1)樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料1の作製(ポリウレタン樹脂)
撹拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた反応装置に、数平均分子量2000のポリカーボネートジオール(プラクセルCD220(ダイセル化学社製))1000gと、イソホロンジイソシアネート278gを投入し、窒素気流下、100℃にて6時間反応させて、遊離イソシアネート価3.44%のプレポリマーを形成した。このプレポリマーにメチルエチルケトン548gを添加してウレタンプレポリマーの均一溶液を調製した。
Examples of the present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
1. Production of developing roller (1) Production of resin-silica hybrid-containing layer forming material 1 (polyurethane resin)
A reactor equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen gas introduction tube was charged with 1000 g of polycarbonate diol (Placcel CD220 (manufactured by Daicel Chemical)) having a number average molecular weight of 2000 and 278 g of isophorone diisocyanate, and the temperature was 100 ° C. under a nitrogen stream. For 6 hours to form a prepolymer having a free isocyanate value of 3.44%. To this prepolymer, 548 g of methyl ethyl ketone was added to prepare a uniform solution of urethane prepolymer.

次に、イソホロンジアミン71.8g、ジ−n−ブチルアミン4.0g、メチルエチルケトン906g、イソプロピルアルコール603gからなる混合物中に、前記ウレタンプレポリマー溶液1000gを添加して、50℃で3時間反応させ、ポリウレタン樹脂溶液を得た(以下、「ポリウレタン樹脂溶液(1A)」という)。得られた「ポリウレタン樹脂溶液(1A)」は、樹脂固形分濃度が30%、アミン価が1.2KOH(mg/g)であった。   Next, 1000 g of the urethane prepolymer solution was added to a mixture consisting of 71.8 g of isophoronediamine, 4.0 g of di-n-butylamine, 906 g of methyl ethyl ketone, and 603 g of isopropyl alcohol, and reacted at 50 ° C. for 3 hours. A resin solution was obtained (hereinafter referred to as “polyurethane resin solution (1A)”). The obtained “polyurethane resin solution (1A)” had a resin solid content concentration of 30% and an amine value of 1.2 KOH (mg / g).

一方、撹拌機、分水器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた反応装置に、グリシドール(エピオールOH(日本油脂社製))1400g、ケイ素原子の平均個数が4個とされるテトラメトキシシラン部分縮合物(メチルシリケート51(多摩化学社製))を8957.9gを投入し、窒素気流雰囲気下で撹拌を行いながら90℃に昇温させた後、ジブチルスズジラウレート2.0gを触媒として添加して反応を行った。   On the other hand, in a reactor equipped with a stirrer, a water separator, a thermometer, and a nitrogen gas introduction pipe, 1400 g of glycidol (Epiol OH (manufactured by NOF Corporation)) and tetramethoxysilane having an average number of silicon atoms of 4 8957.9 g of a partial condensate (methyl silicate 51 (manufactured by Tama Chemical Co., Ltd.)) was added and the temperature was raised to 90 ° C. while stirring in a nitrogen stream, and then 2.0 g of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst. The reaction was performed.

反応中、分水器によりメタノールを留去し、その量が約630gに達した時点で反応系を冷却した。90℃に昇温後冷却までに要した時間は5時間であった。冷却終了後、反応系に13kPaの圧力を約10分間加えることにより、系内に残存するメタノールを約80g減圧除去した。この様にして、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)を作製した。   During the reaction, methanol was distilled off using a water separator, and when the amount reached about 630 g, the reaction system was cooled. The time required for the cooling after the temperature was raised to 90 ° C. was 5 hours. After completion of the cooling, about 80 g of methanol remaining in the system was removed under reduced pressure by applying a pressure of 13 kPa to the reaction system for about 10 minutes. In this way, an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2A) was produced.

さらに、同様の反応装置に、「ポリウレタン樹脂溶液(1A)」500g(固形分換算)を投入して50℃に加温後、前述のエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)10.95gを添加して、窒素気流下60℃で4時間反応させて、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂1」を生成した。   Further, 500 g of “polyurethane resin solution (1A)” (in terms of solid content) was added to the same reaction apparatus, heated to 50 ° C., and 10.95 g of the epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2A) described above was then added. It was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream to produce “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 1”.

生成された「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂1」に、ウレタン樹脂「ニッポラン5199(日本ポリウレタン社製)」を混合し、さらに、ケッチェンブラック(カーボンブラック)30質量部を混合した。そして、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂1」を63質量%含有する「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」を作製した。   The produced “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 1” was mixed with a urethane resin “Nipporan 5199 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)”, and further mixed with 30 parts by mass of ketjen black (carbon black). Then, “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” containing 63% by mass of “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 1” was produced.

なお、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)のエポキシ基の当量とポリウレタン樹脂(1A)のアミノ基の当量の比(当量比(2A/1A))は2、アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂中の固形残分中のSi含有量はシリカ質量換算で3.3%であった。
(2)樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料2の作製(ポリウレタン樹脂)
前記「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の作製で用いられたポリカーボネートジオール(プラクセルCD220)を、数平均分子量2000のポリエステルポリオール(クラレポリオールP2010((株)クラレ製))に変更した他は同様の手順により「ポリウレタン樹脂溶液(1B)」を得た。「ポリウレタン樹脂溶液(1B)」は樹脂固形分が30%、アミン価が1.2KOHmg/gであった。
The ratio of the equivalent of the epoxy group of the epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2A) to the equivalent of the amino group of the polyurethane resin (1A) (equivalent ratio (2A / 1A)) is 2, and the alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin The Si content in the solid residue was 3.3% in terms of silica mass.
(2) Production of resin-silica hybrid-containing layer forming material 2 (polyurethane resin)
The polycarbonate diol (Placcel CD220) used in the production of the “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” was changed to a polyester polyol having a number average molecular weight of 2000 (Kuraray polyol P2010 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.)). Obtained “polyurethane resin solution (1B)” by the same procedure. “Polyurethane resin solution (1B)” had a resin solid content of 30% and an amine value of 1.2 KOH mg / g.

「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の作製に用いた反応装置と同様のものに、グリシドール250.0g及びケイ素原子の平均個数が10とされるテトラメトキシシラン部分縮合物「メチルシリケート56(多摩化学(株)製)」2675.4gを投入し、窒素気流雰囲気下で攪拌を行いながら90℃に昇温させた後、触媒としてジブチルスズジラウレート0.5gを触媒として添加して反応を行った。   Similar to the reactor used for the production of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1”, a tetramethoxysilane partial condensate “methyl silicate 56 having 250.0 g of glycidol and an average number of silicon atoms of 10” is used. (Made by Tama Chemical Co., Ltd.) 2675.4 g was added, the temperature was raised to 90 ° C. while stirring in a nitrogen stream atmosphere, and 0.5 g of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst for reaction. It was.

反応中、分水器を使ってメタノールを留去し、その量が約125gに達した時点で反応系を冷却した。なお、90℃に昇温してから冷却までの所要時間は6.5時間であった。冷却終了後、反応系に13kPaの圧力を約10分間加え、系内の残存メタノール約5gを減圧除去した。この様にして、「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2B)」を作製した。なお、投入時のエポキシ化合物(A)の水酸基の当量/アルコキシシラン縮合物(B)のアルコキシル基の当量(当量比)=0.05、エポキシ当量は830g/eqであった。   During the reaction, methanol was distilled off using a water separator, and when the amount reached about 125 g, the reaction system was cooled. In addition, the time required from heating up to 90 ° C. until cooling was 6.5 hours. After completion of cooling, a pressure of 13 kPa was applied to the reaction system for about 10 minutes, and about 5 g of residual methanol in the system was removed under reduced pressure. In this way, “epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2B)” was produced. In addition, the equivalent of the hydroxyl group of the epoxy compound (A) at the time of charging / the equivalent of the alkoxyl group of the alkoxysilane condensate (B) (equivalent ratio) = 0.05, and the epoxy equivalent was 830 g / eq.

さらに、同様の反応装置に、上記「ポリウレタン樹脂溶液(1B)」500g(固形分換算)を投入して50℃に加温後、前述の「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2B)」17.75gを添加して、窒素気流雰囲気下60℃で4時間反応させて、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂2」を得た。   Further, 500 g of the above-mentioned “polyurethane resin solution (1B)” (in terms of solid content) was added to the same reaction apparatus, heated to 50 ° C., and then the above-mentioned “epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2B)” 17 .75 g was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream atmosphere to obtain “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 2”.

生成された「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂2」に、ウレタン樹脂「ニッポラン5199(日本ポリウレタン社製)」を混合し、さらに、ケッチェンブラック(カーボンブラック)30質量部を混合した。そして、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂2」を74質量%含有する「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料2」を作製した。   The produced “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 2” was mixed with urethane resin “Nippolan 5199 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)”, and further mixed with 30 parts by mass of ketjen black (carbon black). Then, “resin-silica hybrid-containing layer forming material 2” containing 74% by mass of “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 2” was produced.

なお、「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2B)」のエポキシ基の当量と「ポリウレタン樹脂(1B)」のアミノ基の当量の比(当量比(2B/1B))は2、アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂中の固形残分中のSi含有量はシリカ質量換算で6.0%であった。
(3)樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料3の作製(ポリウレタン樹脂)
「樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料1」の作製で用いた反応装置と同様の反応装置に、ポリカーボネートジオール「プラクセルCD220」1000gと、イソホロンジイソシアネート278gを投入し、窒素気流下100℃の下で6時間反応させて、遊離イソシアネート価3.44%のプレポリマーを形成した。このプレポリマーにメチルエチルケトン548gを添加してウレタンプレポリマーの均一溶液を作製した。
The ratio of the equivalent of the epoxy group of the “epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2B)” to the equivalent of the amino group of the “polyurethane resin (1B)” (equivalent ratio (2B / 1B)) is 2, and the alkoxy group contains The Si content in the solid residue in the silane-modified polyurethane resin was 6.0% in terms of silica mass.
(3) Production of resin-silica hybrid-containing layer forming material 3 (polyurethane resin)
1000 g of polycarbonate diol “Placcel CD220” and 278 g of isophorone diisocyanate are put into a reaction apparatus similar to the reaction apparatus used in the production of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1”, and under a nitrogen stream at 100 ° C. The reaction was carried out for 6 hours to form a prepolymer having a free isocyanate value of 3.44%. 548 g of methyl ethyl ketone was added to this prepolymer to prepare a uniform solution of urethane prepolymer.

次いで、イソホロンジアミン77.6g、ジ−n−ブチルアミン2.4g、メチルエチルケトン913g、及び、イソプロピルアルコール607gからなる混合物に前記ウレタンプレポリマー溶液1000gを添加して、50℃の下で3時間反応させて「ポリウレタン樹脂溶液(1C)」を作製した。「ポリウレタン樹脂溶液(1C)」は、樹脂固形分濃度が30%、アミン価が2.4KOHmg/gであった。   Next, 1000 g of the urethane prepolymer solution was added to a mixture consisting of 77.6 g of isophoronediamine, 2.4 g of di-n-butylamine, 913 g of methyl ethyl ketone, and 607 g of isopropyl alcohol, and reacted at 50 ° C. for 3 hours. A “polyurethane resin solution (1C)” was produced. The “polyurethane resin solution (1C)” had a resin solid content concentration of 30% and an amine value of 2.4 KOH mg / g.

さらに、同様の反応装置を用い、上記「ポリウレタン樹脂溶液(1C)」500g(固形分換算)を50℃に加温後、「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」で使用した「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)」18.54gを添加し、窒素気流下、60℃で4時間反応させて、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂3」を得た。   Furthermore, using the same reaction apparatus, after heating 500 g (in terms of solid content) of the above “polyurethane resin solution (1C)” to 50 ° C., the “epoxy group” used in “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” 18.54 g of “containing alkoxysilane partial condensate (2A)” was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream to obtain “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 3”.

生成された「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂3」に、ウレタン樹脂「ニッポラン5199(日本ポリウレタン社製)」を混合し、さらに、ケッチェンブラック(カーボンブラック)30質量部を混合した。そして、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂3」を52質量%含有する「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料3」を作製した。   Urethane resin “Nipporan 5199 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)” was mixed with the produced “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 3”, and 30 parts by mass of ketjen black (carbon black) was further mixed. A “resin-silica hybrid-containing layer forming material 3” containing 52% by mass of “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 3” was produced.

なお、「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)」のエポキシ基の当量と「ポリウレタン樹脂(1C)」のアミノ基の当量の比(当量比(2A/1C))は2、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂3」中の固形残分中のケイ素含有量はシリカ質量換算で6.4%であった。
(4)樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料4の作製(ポリウレタン樹脂)
「樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料1」の作製に用いたものと同様の反応装置に、数平均分子量2000のポリエステルポリオール「クラレポリオールP2010」1000gと、ジメチロールブタン酸40g、イソホロンジイソシアネート342gを投入し、窒素気流下100℃の下で6時間反応させて、遊離イソシアネート価3.28%のプレポリマーを作製した。このプレポリマーにメチルエチルケトン593gを加えてウレタンプレポリマーの均一溶液を作製した。
The ratio of the equivalent of the epoxy group of the “epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2A)” to the equivalent of the amino group of the “polyurethane resin (1C)” (equivalent ratio (2A / 1C)) is 2, The silicon content in the solid residue in the “containing silane-modified polyurethane resin 3” was 6.4% in terms of silica mass.
(4) Production of resin-silica hybrid-containing layer forming material 4 (polyurethane resin)
In a reactor similar to that used for the production of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1”, 1000 g of a polyester polyol “Kuraray polyol P2010” having a number average molecular weight of 2000, 40 g of dimethylolbutanoic acid, and 342 g of isophorone diisocyanate The prepolymer having a free isocyanate value of 3.28% was prepared by charging and reacting under a nitrogen stream at 100 ° C. for 6 hours. To this prepolymer, 593 g of methyl ethyl ketone was added to prepare a uniform solution of urethane prepolymer.

次いで、イソホロンジアミン59.7g、ジ−n−ブチルアミン9.9g、メチルエチルケトン897g、及び、イソプロピルアルコール599gからなる混合物に前記ウレタンプレポリマー溶液1000gを添加して、50℃の下で3時間反応させて「ポリウレタン樹脂溶液(1D)」を作製した。「ポリウレタン樹脂溶液(1D)」は、樹脂固形分濃度が30%、アミン価が3.0KOHmg/gであった。   Next, 1000 g of the urethane prepolymer solution was added to a mixture consisting of 59.7 g of isophoronediamine, 9.9 g of di-n-butylamine, 897 g of methyl ethyl ketone, and 599 g of isopropyl alcohol, and reacted at 50 ° C. for 3 hours. A “polyurethane resin solution (1D)” was prepared. The “polyurethane resin solution (1D)” had a resin solid content concentration of 30% and an amine value of 3.0 KOH mg / g.

さらに、同様の反応装置を用い、上記「ポリウレタン樹脂溶液(1D)」500g(固形分換算)を50℃に加温後、「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の作製で用いた「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)」18.54gを添加し、窒素気流下、60℃で4時間反応させて、「アルコキシ基含有シラン変性ウレタン樹脂4」を得た。   Further, using the same reaction apparatus, 500 g of the above-mentioned “polyurethane resin solution (1D)” (in terms of solid content) was heated to 50 ° C., and then used in the production of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1”. 18.54 g of “epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2A)” was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream to obtain “alkoxy group-containing silane-modified urethane resin 4”.

生成された「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂4」に、ウレタン樹脂「ニッポラン5199(日本ポリウレタン社製)」を混合し、さらに、ケッチェンブラック(カーボンブラック)30質量部とを混合した。そして、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂4」を84質量%含有する「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料4」を作製した。   The urethane resin “Nipporan 5199 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)” was mixed with the produced “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 4”, and 30 parts by mass of ketjen black (carbon black) was further mixed. Then, “resin-silica hybrid-containing layer forming material 4” containing 84% by mass of “alkoxy group-containing silane-modified polyurethane resin 4” was produced.

なお、「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)」のエポキシ基の当量と「ウレタン樹脂(1D)」のカルボキシル基の当量の比(当量比(2A/1D))は2、「アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂4」中の固形残分中のケイ素含有量はシリカ質量換算で7.8%であった。
(5)樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料5の作製(ビニル重合体樹脂)
「樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料1」の作製に用いたものと同様の反応装置に、メタクリル酸メチル単量体37.8gとメタクリル酸単量体16.2gを添加し、十分撹拌した後、系内を窒素置換した。これを加熱して95℃にし、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)1gを10mlメチルイソブチルケトンに溶解させた液を2時間かけて添加した。反応液をさらに3時間同温度に保持することにより「ビニル重合体樹脂(1E)」を生成した。
The ratio of the equivalent of the epoxy group of the “epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2A)” to the equivalent of the carboxyl group of the “urethane resin (1D)” (equivalent ratio (2A / 1D)) is 2, The silicon content in the solid residue in the “containing silane-modified polyurethane resin 4” was 7.8% in terms of silica mass.
(5) Production of resin-silica hybrid-containing layer forming material 5 (vinyl polymer resin)
37.8 g of methyl methacrylate monomer and 16.2 g of methacrylic acid monomer were added to the same reaction apparatus as that used for the production of “resin-silica hybrid body-containing layer forming material 1” and stirred sufficiently. Thereafter, the system was purged with nitrogen. This was heated to 95 ° C., and a solution prepared by dissolving 1 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) as a polymerization initiator in 10 ml of methyl isobutyl ketone was added over 2 hours. The reaction solution was further maintained at the same temperature for 3 hours to produce “vinyl polymer resin (1E)”.

さらに、同様の反応装置を用い、上記「ビニル重合体樹脂(1E)」500gを50℃に加温後、「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の作製で用いた「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)」18.54gを添加し、窒素気流下60℃で4時間反応させて、「アルコキシ基含有シラン変性ビニル重合体樹脂1」を作製した。   Furthermore, using the same reaction apparatus, after heating 500 g of the above “vinyl polymer resin (1E)” to 50 ° C., the “epoxy group-containing alkoxy” used in the production of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1”. “Silane partial condensate (2A)” (18.54 g) was added and reacted at 60 ° C. for 4 hours under a nitrogen stream to produce “alkoxy group-containing silane-modified vinyl polymer resin 1”.

生成された「アルコキシ基含有シラン変性ビニル重合体樹脂1」に、アクリル樹脂「アクリペットVH(住友化学社製)」を混合し、さらに、ケッチェンブラック(カーボンブラック)30質量部を混合した。そして、「アルコキシ基含有シラン変性ビニル重合体樹脂1」を70質量%含有する「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料5」を作製した。   The produced “alkoxy group-containing silane-modified vinyl polymer resin 1” was mixed with an acrylic resin “Acrypet VH (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)”, and further mixed with 30 parts by mass of ketjen black (carbon black). Then, “resin-silica hybrid-containing layer forming material 5” containing 70% by mass of “alkoxy group-containing silane-modified vinyl polymer resin 1” was produced.

なお、「エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2A)」のエポキシ基の当量と「ビニル重合体樹脂(1E)」のカルボキシル基の当量の比(当量比(2A/1E))は2、「アルコキシ基含有シラン変性ビニル重合体樹脂5」中の固形残分中のケイ素含有量はシリカ質量換算で7.8%であった。
(6)比較用樹脂層形成材料1の作製
ウレタン樹脂「ニッポラン5199(日本ポリウレタン社製)」100質量部、及び、ケッチェンブラック30質量部をメチルエチルケトン(MEK)400質量部に混合分散させて「比較用樹脂層形成材料1」を作製した。
(7)比較用樹脂層形成材料2の作製
アクリル樹脂「アクリペットVH(住友化学社製)」100質量部、及び、ケッチェンブラック30質量部をメチルエチルケトン(MEK)400質量部に混合分散させて「比較用樹脂層形成材料2」を作製した。
(8)現像ローラの作製
(a)現像ローラ1の作製
直径10mmのSUS303製シャフトの周面に、前述の「樹脂−シリカハイブリット体含有層形成材料1」を15μmの厚さに塗布し、100℃にて1時間加熱処理して、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリット体を63質量%含有する層を有する「現像ローラ1」を作製した。
(b)現像ローラ2の作製
前記「現像ローラ1」の作製で使用した「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の代わりに「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料2」を10μmの厚さに塗布した他は同様の手順により、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体を74質量%含有する層を有する「現像ローラ2」を作製した。
(c)現像ローラ3の作製
前記「現像ローラ1」の作製で使用した「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の代わりに「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料3」を12μmの厚さに塗布した他は同様の手順により、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体を52質量%含有する層を有する「現像ローラ3」を作製した。
(d)現像ローラ4の作製
前記「現像ローラ1」の作製で使用した「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の代わりに「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料4」を用いた他は同様の手順により、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体を84質量%含有する層を有する「現像ローラ4」を作製した。
(e)現像ローラ5の作製
前記「現像ローラ1」の作製で使用した「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の代わりに「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料5」を用いた他は同様の手順により、ビニル重合体樹脂−シリカハイブリッド体を70質量%含有する層を有する「現像ローラ5」を作製した。
(f)比較用現像ローラ1の作製
前記「現像ローラ1」の作製において、「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の代わりに、ビス−1,2−トリエトキシシリルエタンをシャフト上に均一塗布し、100℃にて1時間加熱処理して、「比較用現像ローラ1」を作製した。
(g)比較用現像ローラ2の作製
前記「現像ローラ1」の作製において、「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の代わりに前述の「比較用樹脂層形成材料1」を用いた他は同様にして、「比較用現像ローラ2」を作製した。
(h)比較用現像ローラ3の作製
前記「現像ローラ1」の作製において、「樹脂−シリカハイブリッド体含有層形成材料1」の代わりに前述の「比較用樹脂層形成材料2」を用いた他は同様にして、「比較用現像ローラ3」を作製した。
2.トナーの作製
(1)「樹脂粒子分散液1」の作製
撹拌装置を取り付けたフラスコに、ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル72.0gを、スチレン115.1g、n−ブチルアクリレート42.0g、及び、メタクリル酸10.9gからなる単量体混合液に添加し、80℃に加温して溶解させた。
The ratio of the equivalent of the epoxy group of the “epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2A)” to the equivalent of the carboxyl group of the “vinyl polymer resin (1E)” (equivalent ratio (2A / 1E)) is 2, The silicon content in the solid residue in the “alkoxy group-containing silane-modified vinyl polymer resin 5” was 7.8% in terms of silica mass.
(6) Preparation of Comparative Resin Layer Forming Material 1 100 parts by mass of urethane resin “Nipporan 5199 (manufactured by Nippon Polyurethane)” and 30 parts by mass of Ketjen Black are mixed and dispersed in 400 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK). Comparative resin layer forming material 1 ”was prepared.
(7) Production of Comparative Resin Layer Forming Material 2 100 parts by mass of acrylic resin “Acrypet VH (manufactured by Sumitomo Chemical Co.)” and 30 parts by mass of ketjen black are mixed and dispersed in 400 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK). “Comparative resin layer forming material 2” was produced.
(8) Production of development roller (a) Production of development roller 1 The above-mentioned “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” is applied to the peripheral surface of a shaft made of SUS303 having a diameter of 10 mm to a thickness of 15 μm. A “developing roller 1” having a layer containing 63% by mass of a polyurethane resin-silica hybrid was produced by heat treatment at a temperature of 1 ° C. for 1 hour.
(B) Preparation of developing roller 2 Instead of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” used in the preparation of “developing roller 1”, “resin-silica hybrid-containing layer forming material 2” has a thickness of 10 μm. A “developing roller 2” having a layer containing 74% by mass of a polyurethane resin-silica hybrid was produced in the same manner except that the coating was applied.
(C) Production of developing roller 3 Instead of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” used in the production of “developing roller 1”, a “resin-silica hybrid-containing layer forming material 3” having a thickness of 12 μm is used. A “developing roller 3” having a layer containing 52% by mass of a polyurethane resin-silica hybrid was prepared in the same manner except that the coating was applied.
(D) Production of developing roller 4 In place of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” used in the production of “developing roller 1”, “resin-silica hybrid-containing layer forming material 4” was used. In the same manner, “Developing roller 4” having a layer containing 84% by mass of a polyurethane resin-silica hybrid was prepared.
(E) Production of developing roller 5 Other than using “resin-silica hybrid-containing layer forming material 5” instead of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1” used in the production of “developing roller 1”. In the same manner, “Developing roller 5” having a layer containing 70% by mass of a vinyl polymer resin-silica hybrid was produced.
(F) Production of comparative developing roller 1 In the production of the “developing roller 1”, bis-1,2-triethoxysilylethane was placed on the shaft instead of the “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1”. The film was uniformly coated and heat-treated at 100 ° C. for 1 hour to prepare “Comparative developing roller 1”.
(G) Production of comparative developing roller 2 In the production of “developing roller 1”, the above-mentioned “comparative resin layer forming material 1” was used instead of “resin-silica hybrid-containing layer forming material 1”. In the same manner, “Comparative developing roller 2” was produced.
(H) Production of Comparative Developing Roller 3 In the production of “Developing Roller 1”, the above-mentioned “Comparative Resin Layer Forming Material 2” was used instead of “Resin-Silica Hybrid Containing Layer Forming Material 1”. In the same manner, “Comparative developing roller 3” was produced.
2. Preparation of Toner (1) Preparation of “Resin Particle Dispersion 1” A flask equipped with a stirrer was charged with 72.0 g of pentaerythritol tetrastearate, 115.1 g of styrene, 42.0 g of n-butyl acrylate, and methacrylic acid. It added to the monomer liquid mixture which consists of 10.9g of acids, and it heated and dissolved at 80 degreeC.

一方、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けたセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)7.08gをイオン交換水2760gに溶解させた界面活性剤溶液を投入し、窒素気流下で撹拌速度230rpmで撹拌しながら80℃に昇温させた。次いで、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(エム・テクニック(株)製)」により、前記界面活性剤溶液(80℃)中に前記単量体溶液(80℃)を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子(油滴)が分散された乳化液を調製した。   On the other hand, a surface activity in which 7.08 g of an anionic surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate: SDS) was dissolved in 2760 g of ion-exchanged water in a separable flask equipped with a stirrer, a temperature sensor, a condenser, and a nitrogen introducing device. The agent solution was added, and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream. Next, the monomer solution (80 ° C.) is mixed and dispersed in the surfactant solution (80 ° C.) by a mechanical disperser “CLEARMIX (M Technique Co., Ltd.)” having a circulation path, An emulsified liquid in which emulsified particles (oil droplets) having a uniform dispersed particle diameter were dispersed was prepared.

この分散液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)0.84gをイオン交換水200gに溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を80℃にて3時間にわたり加熱・撹拌して重合反応を行った。得られた反応溶液に、重合開始剤(KPS)7.73gをイオン交換水240gに溶解させた溶液を添加し、15分後に温度を80℃とした後、スチレン383.6g、n−ブチルアクリレート140.0g、メタクリル酸36.4g、及び、n−オクチルメルカプタン12gからなる混合液を100分間かけて滴下し、この系を80℃で60分間にわたり加熱・撹拌させた後、この系を40℃まで冷却することにより、ワックスを含有する「樹脂粒子分散液1」(以下、「ラテックス(1)」という。)を作製した。
(2)「着色剤分散液K」の作製
一方、n−ドデシル硫酸ナトリウム9.2gをイオン交換水160gに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤としてカーボンブラック「モーガルL」(キャボット社製)20gを徐々に添加し、次いで、機械式分散機「クレアミックス」(エム・テクニック(株)製)を用いて分散処理することにより、「着色剤分散液K」を調製した。「着色剤分散液K」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)で測定したところ、質量平均粒子径で120nmであった。
(3)「着色粒子1K」の作製
温度センサ、冷却管、撹拌装置(撹拌翼を2枚有し、交差角が20°)、形状モニタリング装置を取り付けた反応容器(四つ口フラスコ)に、「樹脂粒子分散液1」1250g(固形分換算)、イオン交換水2000g、「着色剤分散液1」全量を投入し、内温を25℃に調整後、この分散液混合溶液に5mol/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10.0に調整した。次いで、塩化マグネシウム・6水和物52.6gをイオン交換水72gに溶解した水溶液を、撹拌下25℃にて10分間かけて添加した。その後、直ちに昇温を開始し、この系を5分間かけて95℃まで昇温(昇温速度14℃/分)させた。
To this dispersion was added an initiator solution prepared by dissolving 0.84 g of a polymerization initiator (potassium persulfate: KPS) in 200 g of ion-exchanged water, and this system was heated and stirred at 80 ° C. for 3 hours for polymerization. Reaction was performed. A solution obtained by dissolving 7.73 g of a polymerization initiator (KPS) in 240 g of ion-exchanged water was added to the obtained reaction solution. After 15 minutes, the temperature was adjusted to 80 ° C., followed by 383.6 g of styrene and n-butyl acrylate. A mixture of 140.0 g, 36.4 g of methacrylic acid, and 12 g of n-octyl mercaptan was added dropwise over 100 minutes, and the system was heated and stirred at 80 ° C. for 60 minutes. Was then cooled to prepare “resin particle dispersion 1” (hereinafter referred to as “latex (1)”) containing wax.
(2) Preparation of “Colorant Dispersion Liquid K” On the other hand, 9.2 g of sodium n-dodecyl sulfate was stirred and dissolved in 160 g of ion-exchanged water. While stirring this solution, 20 g of carbon black “MOGAL L” (Cabot Corporation) is gradually added as a colorant, and then using a mechanical disperser “CLEAMIX” (M Technique Co., Ltd.). By performing the dispersion treatment, “colorant dispersion liquid K” was prepared. When the particle diameter of the colorant particles in “Colorant Dispersion Liquid K” was measured with an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the mass average particle diameter was 120 nm.
(3) Preparation of “colored particle 1K” In a reaction vessel (four-necked flask) equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a stirring device (having two stirring blades, an intersection angle of 20 °), and a shape monitoring device, 1250 g of “resin particle dispersion 1” (in terms of solid content), 2000 g of ion-exchanged water, and “colorant dispersion 1” were all added, and the internal temperature was adjusted to 25 ° C., and then 5 mol / liter of this dispersion mixture was added. A sodium hydroxide aqueous solution was added to adjust the pH to 10.0. Next, an aqueous solution obtained by dissolving 52.6 g of magnesium chloride hexahydrate in 72 g of ion-exchanged water was added at 25 ° C. for 10 minutes with stirring. Thereafter, the temperature increase was started immediately, and this system was heated to 95 ° C. over 5 minutes (temperature increase rate: 14 ° C./min).

この状態で「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径(D50)が6.5μmになった時点で、塩化ナトリウム115gをイオン交換水700gに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、液温度90℃にて8時間にわたり加熱撹拌(撹拌回転数120rpm)して融着を継続させて熟成処理した後、この系を10℃/分の条件で30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを3.0に調整し、撹拌を停止した。   In this state, the particle size of the aggregated particles was measured with “Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter)”. When the volume-based median diameter (D50) reached 6.5 μm, 115 g of sodium chloride was exchanged with ion-exchanged water. An aqueous solution dissolved in 700 g was added to stop particle growth. Furthermore, after heating and stirring for 8 hours at a liquid temperature of 90 ° C. (stirring rotation speed: 120 rpm) and continuing aging, the system was cooled to 30 ° C. at 10 ° C./min. The pH was adjusted to 3.0 by addition and stirring was stopped.

生成した粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄して遠心分離装置によって液中分級処理し、その後、フラッシュジェットドライヤを用いて乾燥処理して含水率1.0質量%の「着色粒子1K」を生成した。
(4)「着色剤分散液Y」の調製
「着色剤分散液K」の調製において、カーボンブラック20gに代えて顔料「C.I.ピグメントイエロー74」20gを用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Y」を調製した。「着色剤分散液Y」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、質量平均粒子径で120nmであった。
(5)「着色剤分散液M」の調製
「着色剤分散液K」の調製において、カーボンブラック20gに代えてキナクリドン系マゼンタ顔料「C.I.ピグメントレッド122」20gを用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液M」を調製した。「着色剤分散液M」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、質量平均粒子径で120nmであった。
(6)「着色剤分散液C」の調製
「着色剤分散液K」の調製において、カーボンブラック20gに代えてフタロシアニン系シアン顔料「C.I.ピグメントブルー15:3」20gを用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液C」を調製した。「着色剤分散液C」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、質量平均粒子径で120nmであった。
(7)「着色粒子1Y」の作製
「着色粒子1K」の作製において、「着色剤分散液K」全量に代えて「着色剤分散液Y」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子1Y」を作製した。
(8)「着色粒子1M」の作製
「着色粒子1K」の作製において、「着色剤分散液K」全量に代えて「着色剤分散液M」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子1M」を作製した。
(9)「着色粒子1C」の作製
「着色粒子1K」の作製において、「着色剤分散液K」全量に代えて「着色剤分散液C」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子1C」を作製した。
(10)トナーの作製
上記「着色粒子」に、数平均一次粒子径が12nm、疎水化度が65の疎水性シリカを0.8質量部、数平均一次粒子径が30nm、疎水化度が55の疎水性チタニアを0.5質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して、トナーを作製した。これらを「トナー1K、トナー1Y、トナー1M、トナー1C」とした。
3.評価実験
(1)現像ローラの接着力(耐久性)の評価
作製した現像ローラを、図2(a)に示すように、ローラ中央部の樹脂層に対し、その外周に沿って、破線Xで示される幅2.5cmの切り込みを入れ、さらに、上記樹脂層に対して軸体方向に切り込み(破線Y)を入れて、そこから樹脂層を少し剥がし、図2(b)に示すように、剥がされた樹脂層の端部をオートグラフAGS(島津製作所社製)で垂直に引き上げて(矢印Z方向)、どの程度の力で引き上げたら樹脂層が引き剥がされ始めるかを測定して評価した。なお、樹脂層の引き上げ速度を100mm/minとした。引き剥がされ始める時の負荷が4.0N以上となるものを合格とした。
(2)画像評価
評価装置として、市販のカラーレーザプリンタ「Magicolor 2300DL(コニカミノルタビジネステクノロジー(株)製)」を用い、上記現像ローラを現像装置に装填して評価を行った。評価は、常温低湿環境(20℃、10%RH)にて画素率20%(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色5%のフルカラーモード)でA4サイズにて3000枚の連続プリントを実施して行った。初期と3000枚プリント後に画素率が10%のオリジナル画像(細線画像、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ1/4等分にあるA4サイズのオリジナル画像)をプリントして評価用試料とし、以下の評価を行った。
〈細線再現性〉
10倍のルーペを用いて細線部を拡大し、カスレの有無を目視で評価することにより、解像度の評価を行った(1mm中に存在する細線数を評価)。
〈カブリ濃度〉
ベタ白画像部をマクベス反射濃度計「RD−918」で測定し、転写紙の反射濃度を0として相対反射濃度で評価した。
The produced particles are filtered, washed repeatedly with ion-exchanged water, classified in liquid using a centrifugal separator, and then dried using a flash jet dryer to give “colored particles 1K” having a water content of 1.0 mass%. Was generated.
(4) Preparation of “Colorant Dispersion Y” In the preparation of “Colorant Dispersion K”, the same procedure was followed except that 20 g of the pigment “CI Pigment Yellow 74” was used instead of 20 g of carbon black. “Colorant dispersion Y” was prepared. When the particle diameter of the colorant particles in “Colorant Dispersion Liquid Y” was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the mass average particle diameter was 120 nm.
(5) Preparation of “Colorant Dispersion Liquid M” In the preparation of “Colorant Dispersion Liquid K”, except that 20 g of quinacridone-based magenta pigment “CI Pigment Red 122” was used instead of 20 g of carbon black, According to the procedure, “Colorant Dispersion Liquid M” was prepared. When the particle diameter of the colorant particles in “Colorant Dispersion Liquid M” was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the mass average particle diameter was 120 nm.
(6) Preparation of “Colorant Dispersion C” In the preparation of “Colorant Dispersion K”, 20 g of phthalocyanine cyan pigment “CI Pigment Blue 15: 3” was used instead of 20 g of carbon black. Prepared “Colorant Dispersion C” by the same procedure. When the particle diameter of the colorant particles in “Colorant Dispersion C” was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the mass average particle diameter was 120 nm.
(7) Preparation of “Colored Particles 1Y” In the preparation of “Colored Particles 1K”, “Colored Particles 1K” was prepared in the same manner as in “Colored Particles 1K”, except that “Colorant Dispersion Liquid Y” was used instead of “Colorant Dispersion Liquid K”. 1Y "was produced.
(8) Preparation of “Colored Particles 1M” In the preparation of “Colored Particles 1K”, “Colored Particles 1K” was prepared in the same manner as in “Colored Particles 1K”, except that “Colorant Dispersion Liquid M” was used instead of “Colorant Dispersion Liquid K”. 1M "was produced.
(9) Preparation of “Colored Particles 1C” In the preparation of “Colored Particles 1K”, “Colored Particles 1K” was prepared in the same manner as in “Colored Particles 1K”, except that “Colorant Dispersion Liquid C” was used instead of “Colorant Dispersion Liquid K”. 1C "was produced.
(10) Preparation of Toner In the “colored particles”, 0.8 part by mass of hydrophobic silica having a number average primary particle size of 12 nm and a hydrophobicity of 65, a number average primary particle size of 30 nm, and a hydrophobicity of 55 0.5 part by mass of hydrophobic titania was added and mixed with a Henschel mixer to prepare a toner. These were designated as “toner 1K, toner 1Y, toner 1M, and toner 1C”.
3. Evaluation Experiment (1) Evaluation of Adhesive Strength (Durability) of Developing Roller As shown in FIG. 2 (a), the developed developing roller is shown by a broken line X along the outer periphery of the resin layer at the center of the roller. A cut with a width of 2.5 cm is made, and further, a cut is made in the axial direction with respect to the resin layer (broken line Y), and the resin layer is peeled off a little from there, as shown in FIG. The end of the peeled resin layer was pulled up vertically by Autograph AGS (manufactured by Shimadzu Corp.) (in the direction of arrow Z), and it was evaluated by measuring how much the resin layer began to peel off when pulled up. . The pulling rate of the resin layer was 100 mm / min. A load with a load of 4.0 N or more when starting to be peeled off was considered acceptable.
(2) Image Evaluation A commercially available color laser printer “Magicor 2300DL (manufactured by Konica Minolta Business Technology Co., Ltd.)” was used as an evaluation device, and the developing roller was loaded into the developing device for evaluation. Evaluation was performed by continuous printing of 3000 sheets in A4 size with a pixel rate of 20% (full color mode of 5% for each color of yellow, magenta, cyan, and black) in a normal temperature and low humidity environment (20 ° C., 10% RH). went. For initial evaluation and after printing 3000 sheets, print an original image with a pixel rate of 10% (A4 size original image with a fine line image, a human face photo, a solid white image, and a solid black image divided into quarters). Samples were evaluated as follows.
<Reproducibility of thin lines>
The fine line part was enlarged using a 10-times loupe, and the resolution was evaluated by visually evaluating the presence or absence of blurring (the number of fine lines present in 1 mm was evaluated).
<Fog density>
The solid white image portion was measured with a Macbeth reflection densitometer “RD-918”, and the reflection density of the transfer paper was set to 0, and the relative reflection density was evaluated.

結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

Figure 2008076464
Figure 2008076464

表1に示す様に、本発明に該当する実施例1〜5は、樹脂層とシャフトとの間に良好な接着性が発現されることが確認された。また、3000枚の連続プリントを行ったときに、細線再現性が維持され、かつ、カブリの発生も見られなかった。この様に、実施例1〜5では画像形成を繰り返し行っても残留電荷上昇による影響のないものであることが確認された。一方、本発明外の比較例1〜3では、十分な接着強度が得られず、また、連続プリントを行うと、3000枚に至らぬうちにカスレによる細線再現不良やカブリが発生し、安定した画像形成が行えないことが確認された。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 5 corresponding to the present invention, it was confirmed that good adhesiveness was expressed between the resin layer and the shaft. Further, when 3000 sheets were continuously printed, fine line reproducibility was maintained and no fogging was observed. As described above, in Examples 1 to 5, it was confirmed that even if image formation was repeatedly performed, there was no influence due to an increase in residual charge. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 outside the present invention, sufficient adhesive strength could not be obtained, and when continuous printing was performed, thin line reproduction defects and fogging due to creaking occurred before reaching 3000 sheets, and stable. It was confirmed that image formation could not be performed.

この様に、実施例の結果から、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有する樹脂層を導電性シャフトの周りに設けた現像ローラを用いることにより、画像形成を繰り返し行っても良好な画質のプリント物が安定して作成できることを見出した。   Thus, from the results of the examples, by using a developing roller in which a resin layer containing a resin-silica hybrid as a main component is provided around the conductive shaft, good image quality can be obtained even when image formation is repeated. It was found that printed materials can be created stably.

本発明に係る現像ローラの断面構成を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the developing roller which concerns on this invention. 本発明に係る現像ローラの強度を測定する測定装置の模式図である。It is a schematic diagram of a measuring device for measuring the strength of the developing roller according to the present invention. 本発明に係る現像ローラを搭載することが可能な現像装置の断面図である。It is sectional drawing of the developing device which can mount the developing roller which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 現像ローラ
11 導電性シャフト
12 樹脂層
10 Developing roller 11 Conductive shaft 12 Resin layer

Claims (5)

導電性シャフトの周りに少なくとも1層の樹脂層を有してなる現像ローラにおいて、
該樹脂層は、樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有するものであることを特徴とする現像ローラ。
In the developing roller having at least one resin layer around the conductive shaft,
The developing roller, wherein the resin layer contains a resin-silica hybrid as a main component.
前記樹脂−シリカハイブリッド体を構成するシリカ骨格の含有量が、1質量%以上30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の現像ローラ。 The developing roller according to claim 1, wherein the content of the silica skeleton constituting the resin-silica hybrid is 1% by mass or more and 30% by mass or less. 前記樹脂−シリカハイブリッド体を構成する樹脂部が、ウレタン結合を有する化合物を含有するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。 The developing roller according to claim 1, wherein the resin portion constituting the resin-silica hybrid body contains a compound having a urethane bond. 前記樹脂−シリカハイブリッド体を構成する樹脂部が、側鎖に酸基を有するビニル重合体を含有するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。 The developing roller according to claim 1, wherein the resin part constituting the resin-silica hybrid contains a vinyl polymer having an acid group in a side chain. 少なくともトナーのみからなる現像剤を現像ローラにより現像領域に搬送し、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤により可視画像化する工程を有する画像形成方法において、
該現像ローラは、導電性シャフトの周りに少なくとも1層の樹脂層を有し、該樹脂層が樹脂−シリカハイブリッド体を主成分として含有するものであることを特徴とする画像形成方法。
In an image forming method comprising a step of transporting at least a developer composed only of toner to a developing region by a developing roller, and forming an electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image bearing member into a visible image with the developer.
The image forming method, wherein the developing roller has at least one resin layer around a conductive shaft, and the resin layer contains a resin-silica hybrid as a main component.
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