JP2008107819A - Developing roller, electrophotographic process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents

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Yuji Sakurai
有治 櫻井
Maki Yamada
真樹 山田
Masahiro Kurachi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing roller which imparts a stable and proper frictional charge to a developer regardless of the environmental change, even if the developing roller is applied to an electrophotographic apparatus improved in speed and durability, which keeps the developer in a stable triboelectric state, and which prevents foggings under high-temperature and high-humidity and blotches under low-temperature and low-humidity to achieve excellent imaging performance; to provide an electrophotographic image forming apparatus using the same; and to provide a process cartridge for an electrophotographic apparatus. <P>SOLUTION: The developing roller 1 includes a shaft core 2, and a resin layer provided on the shaft core, wherein the resin layer 4 has a recess having a depth from 50 to 500 nm on the surface thereof. The percentage of the recess area to the surface of the resin layer is in the range from 5 to 25%, and the average current value (Ih) in the recess confirmed by measurement of the recess with an SPM (Scanning Probe Microscope) is more than 100 times the average current value (Ip) in the flat surface of the resin layer surface except the recess, that is, in the range from 0.5 to 80 nA. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、現像ローラー、これを用いた電子写真装置用プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing roller, a process cartridge for an electrophotographic apparatus using the developing roller, and an electrophotographic image forming apparatus.

複写機や光プリンタ等の電子写真装置の画像形成としては、非磁性一成分の現像剤を用いた現像法が知られている。具体的には、回転可能な感光体を帯電ローラー等の帯電手段により一様に帯電し、一様に帯電した感光体表面にレーザー光を露光して静電潜像を形成する。静電潜像を担持した感光体に、表面に現像剤の薄膜を形成した現像ローラーを対向させ、感光体と現像ローラーを相互に回転させる。このとき、現像ローラーに現像バイアスを印加すると、現像剤は現像ローラー上から感光体上の静電潜像へ移動し、静電潜像はトナー像として現像される。その後、感光体上のトナー像は転写部において記録材上に転写され、定着部において加熱等により定着され、画像形成が完了した記録材が画像形成装置外へ排出される。   As an image formation of an electrophotographic apparatus such as a copying machine or an optical printer, a developing method using a non-magnetic one-component developer is known. Specifically, a rotatable photoreceptor is uniformly charged by a charging means such as a charging roller, and a laser beam is exposed to the uniformly charged photoreceptor surface to form an electrostatic latent image. A developing roller having a developer thin film formed on the surface thereof is opposed to the photosensitive member carrying the electrostatic latent image, and the photosensitive member and the developing roller are mutually rotated. At this time, when a developing bias is applied to the developing roller, the developer moves from the developing roller to the electrostatic latent image on the photoreceptor, and the electrostatic latent image is developed as a toner image. Thereafter, the toner image on the photosensitive member is transferred onto the recording material in the transfer portion, fixed on the fixing portion by heating or the like, and the recording material on which image formation has been completed is discharged out of the image forming apparatus.

このような画像形成において感光体が担持する静電潜像を現像する現像装置としては、以下のような構成を有するものを挙げることができる。現像剤を収納する現像剤容器の開口を閉塞し、且つ、一部を容器外に露出させ、この露出部分において感光体に対向するように現像ローラーを設ける。現像剤容器内には、現像ローラーに現像剤を供給する現像剤供給ローラー、現像ローラー上の現像剤を薄膜に形成し現像ローラー上の現像剤を一定量にする現像剤規制部材が設けられる。現像剤規制部材は、その先端近傍、例えば、先端から0.1〜5.0mmの位置において、現像ローラーに当接するように設置され、現像剤供給ローラーによって供給された現像ローラー上の現像剤を均一な厚さの薄膜状に形成する。静電潜像の現像後、現像ローラー上に残留する現像剤は現像剤供給ローラーによって掻き取られ、現像剤容器内の現像剤と混合され電荷が除去される。   As a developing device for developing the electrostatic latent image carried by the photosensitive member in such image formation, an apparatus having the following configuration can be exemplified. A developing roller is provided so that the opening of the developer container for storing the developer is closed and a part of the opening is exposed to the outside of the container, and the exposed portion faces the photosensitive member. In the developer container, there are provided a developer supply roller that supplies the developer to the developing roller, and a developer regulating member that forms the developer on the developing roller in a thin film and makes the developer on the developing roller a certain amount. The developer regulating member is installed in the vicinity of the tip, for example, at a position of 0.1 to 5.0 mm from the tip so as to come into contact with the developing roller, and the developer on the developing roller supplied by the developer feeding roller is removed. It is formed into a thin film with a uniform thickness. After the development of the electrostatic latent image, the developer remaining on the developing roller is scraped off by the developer supplying roller, mixed with the developer in the developer container, and the electric charge is removed.

このような非磁性一成分現像法では、画像形成の初期から画像濃度の安定を図るため、金属製の現像剤規制部材を使用し、現像ローラーと電圧差を設け、現像ローラー上の現像剤に適正な摩擦帯電を付与することが行われている。現像ローラーに対しては、所定の電気抵抗値を有し、現像剤規制部材と相俟って現像剤に適性な摩擦帯電を付与し、更に、現像剤を適正な摩擦帯電状態に保持することが要求される。   In such a non-magnetic one-component developing method, in order to stabilize the image density from the initial stage of image formation, a metal developer regulating member is used, and a voltage difference is provided between the developing roller and the developer on the developing roller. Appropriate triboelectric charging is performed. The developing roller has a predetermined electric resistance value, and in combination with the developer regulating member, imparts an appropriate triboelectric charge to the developer, and further keeps the developer in an appropriate triboelectric charge state. Is required.

上記要求に対し現像ローラー上の現像剤の帯電量を保持する方法として、現像ローラー表面に誘電体部と導電体部を形成する方法が知られている(特許文献1、2)。また、現像ローラーによって現像剤を逆摩擦帯電させない方法として、現像ローラーの表面層が海島構造を有し、海部と島部のそれぞれの成分の降伏時伸びと破断伸びを規定する方法が知られている(特許文献3)。   As a method for maintaining the charge amount of the developer on the developing roller in response to the above requirement, a method of forming a dielectric portion and a conductor portion on the surface of the developing roller is known (Patent Documents 1 and 2). Further, as a method for preventing the developer from being reverse frictionally charged by the developing roller, a method is known in which the surface layer of the developing roller has a sea-island structure, and the elongation at break and elongation at break of each component of the sea part and the island part are defined. (Patent Document 3).

しかしながら、近年、電子写真装置の高速化の結果、従来以上に現像剤にかかる剪断力が増加し、現像剤の変形や、現像剤の外添剤の脱落等現像剤の劣化が引き起される傾向が高くなっている。更に、電子写真装置の高耐久化の結果、従来以上の長期間に亘って現像剤に継続して剪断力が付加することになる。その結果、高温高湿下の使用により現像剤に劣化が生じ、摩擦帯電不良それに伴うかぶりが発生するという問題がある。更に、現像剤規制部材と現像ローラーとの間に電位差を設けた場合、劣化した現像剤に対しては帯電量が不足するという傾向が強く、より深刻化する。   However, in recent years, as a result of speeding up of the electrophotographic apparatus, the shearing force applied to the developer is increased more than before, and the developer is deformed and the developer is deteriorated, such as the developer external agent dropping off. The trend is high. Further, as a result of the high durability of the electrophotographic apparatus, a shearing force is continuously applied to the developer for a longer period than before. As a result, there is a problem that the developer is deteriorated due to use under high temperature and high humidity, and the frictional charging failure and the fogging accompanying it occur. Furthermore, when a potential difference is provided between the developer regulating member and the developing roller, the charged amount tends to be insufficient for the deteriorated developer, which becomes more serious.

また、電子写真装置の高速化の結果、現像剤にかかる摺擦が大きくなり、低温低湿下での使用開始直後において、現像剤への帯電量が過剰となり、現像ローラー上の現像剤の掻き取り性が低下するという傾向がある。その結果、現像ローラーに現像剤が蓄積し、現像剤に対し正常な摩擦帯電がなされず、斑点状のかぶり(いわゆるブロッチ画像)が発生するという問題がある。更に、現像剤規制部材と現像ローラーとの間に電位差を設けた場合、正常な現像剤に対しても摩擦帯電量が増加する傾向にあり、上記問題がより顕著である。
特開平9−114197号公報 特開平5−332352号公報 特開平9−90714号公報
In addition, as a result of speeding up of the electrophotographic apparatus, the rubbing applied to the developer increases, and immediately after the start of use under low temperature and low humidity, the amount of charge on the developer becomes excessive, and the developer on the developing roller is scraped off. There is a tendency for sex to decline. As a result, there is a problem in that the developer accumulates on the developing roller, normal frictional charging is not performed on the developer, and spotted fogging (so-called blotch image) occurs. Further, when a potential difference is provided between the developer regulating member and the developing roller, the triboelectric charge amount tends to increase even for a normal developer, and the above problem is more remarkable.
JP-A-9-114197 JP-A-5-332352 JP-A-9-90714

本発明の課題は、高速化、高耐久化した電子写真装置に適用されても、環境変化に拘わらず、現像剤に安定且つ適正な摩擦電荷を付与し、更に、現像剤を適正な摩擦帯電状態に保持することができる現像ローラーとする。そして、高温高湿下におけるかぶりや低温低湿下におけるブロッチの発生を抑制し良好な画像性能を発揮できる現像ローラーを提供することにある。そして、高温高湿から低温低湿の環境に影響されず安定した画像形成を行うことができる電子写真装置用プロセスカートリッジや電子写真画像形成装置を提供することにある。   The object of the present invention is to provide a stable and appropriate triboelectric charge to a developer regardless of environmental changes even when applied to an electrophotographic apparatus with high speed and high durability. The developing roller can be kept in a state. Another object of the present invention is to provide a developing roller that can suppress the occurrence of fogging under high temperature and high humidity and blotch under low temperature and low humidity and exhibit good image performance. Another object of the present invention is to provide a process cartridge for an electrophotographic apparatus and an electrophotographic image forming apparatus that can perform stable image formation without being affected by an environment of high temperature and high humidity to low temperature and low humidity.

本発明者らは、現像ローラーが表面に特定の形状と物性を有する樹脂層を有することにより、現像剤に安定且つ適正な摩擦電荷を付与しこれを保持し、高温高湿下におけるかぶりや低温低湿下におけるブロッチを抑制し良好な画像性能を発揮することの知見を得た。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。   The inventors of the present invention have a developing roller having a resin layer having a specific shape and physical properties on the surface, so that a stable and appropriate triboelectric charge is imparted to and held by the developer. We obtained the knowledge that the blotch under low humidity was suppressed and good image performance was exhibited. Based on this knowledge, the present invention has been completed.

即ち、本発明は、軸芯体と、該軸芯体上に設けられた樹脂層とを有する現像ローラーにおいて、樹脂層が表面に深さ50nm以上500nm以下の凹部を有し、該凹部が、樹脂層表面に占める面積が樹脂層表面の面積に対して5%以上25%以下の範囲であり、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定による凹部の平均電流値(Ih)が凹部を除く樹脂層表面の平坦面の平均電流値(Ip)の100倍より大であり、0.5nA以上80nA以下の範囲にあることを特徴とする現像ローラーに関する。   That is, the present invention provides a developing roller having a shaft core and a resin layer provided on the shaft core, the resin layer having a recess having a depth of 50 nm or more and 500 nm or less on the surface. The area occupied by the resin layer surface is in the range of 5% to 25% with respect to the area of the resin layer surface, and the average current value (Ih) of the recesses measured using a scanning probe microscope is the surface of the resin layer excluding the recesses The developing roller is characterized in that it is larger than 100 times the average current value (Ip) of the flat surface and in the range of 0.5 nA to 80 nA.

また、本発明は、静電潜像担持体の静電潜像をトナー像とするため現像剤を供給する現像ローラーを有し、電子写真装置本体に着脱自在に設けられる電子写真装置用プロセスカートリッジにおいて、前記現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする電子写真装置用プロセスカートリッジに関する。   The present invention also provides a process cartridge for an electrophotographic apparatus, which has a developing roller for supplying a developer so that the electrostatic latent image of the electrostatic latent image carrier is a toner image, and is detachably provided on the main body of the electrophotographic apparatus. The process roller according to claim 1, wherein the developing roller is the developing roller.

また、本発明は、静電潜像担持体の静電潜像をトナー像とするため現像剤を供給する現像ローラーと、該現像ローラー上の現像剤量を一定とする現像剤規制部材とを備えた電子写真画像形成装置において、前記現像ローラーが上記現像ローラーであり、現像剤規制部材に印加する電圧が現像ローラーに印加する電圧に対して−400V以上−50V以下の差を有することを特徴とする電子写真画像形成装置に関する。   The present invention also includes a developing roller for supplying a developer for making the electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier a toner image, and a developer regulating member for making the amount of developer on the developing roller constant. In the electrophotographic image forming apparatus provided, the developing roller is the developing roller, and a voltage applied to the developer regulating member has a difference of −400 V or more and −50 V or less with respect to a voltage applied to the developing roller. The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.

本発明の現像ローラーは、高速化、高耐久化した電子写真装置に適用されても、環境変化に拘わらず、現像剤に安定且つ適正な摩擦電荷を付与し、更に、現像剤を適正な摩擦帯電状態に保持することができる。そのため、高温高湿下におけるかぶりや低温低湿下におけるブロッチの発生を抑制し良好な画像性能を発揮することができる。また本発明の電子写真装置用プロセスカートリッジや、電子写真画像形成装置は、高温高湿から低温低湿の環境に影響されず安定した画像形成を行うことができる。   The developing roller of the present invention imparts a stable and appropriate triboelectric charge to the developer regardless of environmental changes even when applied to a high speed and high durability electrophotographic apparatus. It can be kept charged. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of fogging under high temperature and high humidity and blotch under low temperature and low humidity, and to exhibit good image performance. The process cartridge for an electrophotographic apparatus and the electrophotographic image forming apparatus of the present invention can perform stable image formation without being affected by an environment of high temperature and high humidity to low temperature and low humidity.

本発明の現像ローラーは、軸芯体と、該軸芯体上に設けられた樹脂層とを有する。   The developing roller of the present invention has a shaft core and a resin layer provided on the shaft core.

本発明の現像ローラーに用いる軸芯体は、上層の樹脂層を支持可能な強度を有し、樹脂層の電極として作用する導電性を有するものである。軸芯体の材質としては、例えば、アルミニウム、銅合金及び、ステンレス鋼等の金属または合金;クロム、又はニッケルで鍍金処理を施した鉄;導電性を有する合成樹脂等を挙げることができる。更に、金属製軸芯体にめっき、酸化処理などの防錆処理を行ったものであってもよい。   The shaft core used in the developing roller of the present invention has a strength capable of supporting the upper resin layer, and has conductivity that acts as an electrode for the resin layer. Examples of the material of the shaft core include a metal or an alloy such as aluminum, copper alloy, and stainless steel; iron plated with chromium or nickel; a synthetic resin having conductivity. Furthermore, the metal shaft core may be subjected to rust prevention treatment such as plating and oxidation treatment.

上記軸芯体の形状は円柱状、円筒状等いずれであってもよく、必要に応じて表面にプライマー処理を行ってもよい。軸芯体の外径は、例えば、4mm〜10mmの範囲を挙げることができる。   The shape of the shaft core may be any of a columnar shape, a cylindrical shape, etc., and the surface may be subjected to primer treatment as necessary. Examples of the outer diameter of the shaft core include a range of 4 mm to 10 mm.

上記軸芯体上に設けられる樹脂層は、表面に深さ50nm以上500nm以下の凹部を有し、凹部は樹脂層表面の全体に亘って多数が均一に形成されることが好ましい。50nm以上500nm以下の凹部を多数、均一に有することにより、樹脂層表面がトナーに対する摩擦帯電、その保持を適正に行うことができる機能を備えたものとなる。   It is preferable that the resin layer provided on the shaft core has a recess having a depth of 50 nm or more and 500 nm or less on the surface, and many recesses are uniformly formed over the entire surface of the resin layer. By having a large number of recesses of 50 nm or more and 500 nm or less uniformly, the surface of the resin layer has a function capable of appropriately performing frictional charging and holding of the toner.

上記凹部は樹脂層表面を走査型プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope:SPM)を使用して確認することができる。具体的には、Q−Scope 250(Quesant Instrument Corporation社製)により、コンタクトモードで、走査範囲10μm×10μm、スキャンレート4Hzで得られる画像の観察によることができる。凹部は樹脂層表面の平坦面から50nm以上500nm以下の深さで観察される不連続部ということができる。ここで樹脂層表面の平坦面とは、SPMにより得られる拡大画像において観測点160000点の高さの平均より高い位置に位置し、SPMの観測による表面粗さRaが0.5〜10nmの平坦な領域とする。上記表面粗さRaは、測定長0.5μmにおけるSPMによる測定値である。   The said recessed part can confirm the resin layer surface using a scanning probe microscope (Scanning Probe Microscope: SPM). Specifically, by Q-Scope 250 (manufactured by Quesant Instrument Corporation), it is possible to observe an image obtained at a scanning range of 10 μm × 10 μm and a scanning rate of 4 Hz in a contact mode. It can be said that the concave portion is a discontinuous portion observed at a depth of 50 nm to 500 nm from the flat surface of the resin layer surface. Here, the flat surface of the resin layer surface is located at a position higher than the average height of 160000 observation points in the enlarged image obtained by SPM, and has a flat surface roughness Ra of 0.5 to 10 nm by SPM observation. It is assumed that it is an area. The surface roughness Ra is a value measured by SPM at a measurement length of 0.5 μm.

凹部の深さが50nm以上であれば、長期使用後劣化したトナーに対しても充分に摩擦帯電することができ、高温高湿下でもかぶりの発生を抑制することができる。これは凹部の深さが50nmより浅いと平坦面から凹部の底部への電荷が流れるのを抑制することができないところ、50nmの高低差は平坦面から凹部の底部に電荷が流れるのを抑制することがその一因と考えられる。凹部の深さが500nm以下であれば、低温低湿下においても樹脂層のチャージアップを抑制しブロッチ画像の発生を抑制できる。これは凹部の深さが500nmより深いと過剰に帯電したトナー及び平坦面の電荷が凹部の底部に流れるのを阻止してしまうところ、500nm以下の高低差は凹部の底部に平坦面の電荷の一部を流すことがその一因と考えられる。   If the depth of the recess is 50 nm or more, the toner that has deteriorated after long-term use can be sufficiently frictionally charged, and the occurrence of fogging can be suppressed even under high temperature and high humidity. This is because if the depth of the recess is shallower than 50 nm, it is impossible to suppress the flow of charge from the flat surface to the bottom of the recess, but the difference in height of 50 nm suppresses the flow of charge from the flat surface to the bottom of the recess. This is thought to be one of the reasons. If the depth of the recess is 500 nm or less, the charge-up of the resin layer can be suppressed even under low temperature and low humidity, and the occurrence of a blotch image can be suppressed. This is because if the depth of the concave portion is deeper than 500 nm, excessively charged toner and the charge on the flat surface are prevented from flowing to the bottom portion of the concave portion. Part of it is thought to be part of it.

このような凹部が樹脂層表面に占める面積は、樹脂層表面積に対して5%以上25%以下の範囲である。凹部が樹脂層表面に占める面積が樹脂層表面積に対して5%以上であれば、低温低湿下において樹脂層がチャージアップを抑制しブロッチ画像の発生を抑制することができる。凹部が樹脂層表面積に対し5%以上を占めることにより、過剰に帯電されたトナー及び樹脂層表面の平坦面の電荷を逃すことができると考えられる。凹部が占める面積が樹脂層表面積に対し25%以下であれば、長期使用後劣化が生じたトナーに対しても充分な摩擦帯電を付与することができ、高温高湿下においてかぶりの発生を抑制することができる。凹部が樹脂層表面に占める面積が25%以下であれば、トナーに対し充分な電荷を付与することができる平坦面を確保できると考えられる。   The area occupied by such recesses on the surface of the resin layer is in the range of 5% to 25% with respect to the resin layer surface area. When the area occupied by the recesses on the surface of the resin layer is 5% or more with respect to the surface area of the resin layer, the resin layer can suppress the charge-up under low temperature and low humidity, and the occurrence of blotch images can be suppressed. It is considered that when the concave portion occupies 5% or more of the resin layer surface area, the excessively charged toner and the charge on the flat surface of the resin layer surface can be released. If the area occupied by the recesses is 25% or less of the surface area of the resin layer, sufficient frictional charging can be imparted to toner that has deteriorated after long-term use, and the occurrence of fogging under high temperature and high humidity is suppressed. can do. If the area occupied by the recesses on the surface of the resin layer is 25% or less, it is considered that a flat surface capable of imparting sufficient charge to the toner can be secured.

ここで樹脂層表面積とは樹脂層表面を平坦と仮定したときの樹脂層の表面積であり、凹部を樹脂層表面に投影した面積と上記平坦面とを加えた面積であり、凹部の内壁面の面積を加えたものではない。   Here, the surface area of the resin layer is the surface area of the resin layer when the surface of the resin layer is assumed to be flat, and is the area obtained by adding the area obtained by projecting the recess to the surface of the resin layer and the above-described flat surface. It is not an addition of area.

凹部が樹脂層表面の面積に対して占める面積は、SPMを用いて、上記条件により測定した値を採用することができる。   As the area occupied by the recess with respect to the area of the resin layer surface, a value measured under the above conditions using SPM can be adopted.

上記凹部のSPM測定による平均電流値(Ih)は平坦面の平均電流値(Ip)の100倍より大であり、0.5nA以上80nA以下の範囲である。   The average current value (Ih) by SPM measurement of the recess is greater than 100 times the average current value (Ip) of the flat surface, and is in the range of 0.5 nA to 80 nA.

Ih≧Ip×100
0.5nA≦Ih≦80nA
凹部のSPM測定による平均電流値(Ih)が0.5nA以上であれば、低温低湿下において樹脂層がチャージアップするのを抑制しブロッチ画像の発生を抑制することができる。平均電流値(Ih)が80nA以下であれば、長期使用後の劣化トナーに対しても充分な帯電を付与することができ、高温高湿下におけるかぶりの発生を抑制することができる。また、凹部のSPM測定による平均電流値(Ih)が平坦面の平均電流値(Ip)の100倍より大であれば、平坦面からの電荷の流出を抑制し、長期使用後の劣化トナーに対しても充分な帯電を付与することができる。また、高温高湿下におけるかぶりの発生を抑制することができる。
Ih ≧ Ip × 100
0.5nA ≦ Ih ≦ 80nA
If the average current value (Ih) measured by SPM measurement of the concave portion is 0.5 nA or more, it is possible to suppress the resin layer from being charged up under low temperature and low humidity, thereby suppressing the occurrence of blotch images. When the average current value (Ih) is 80 nA or less, sufficient charge can be imparted to the deteriorated toner after long-term use, and the occurrence of fogging under high temperature and high humidity can be suppressed. In addition, if the average current value (Ih) by SPM measurement of the recess is larger than 100 times the average current value (Ip) of the flat surface, the outflow of charge from the flat surface is suppressed, and the deteriorated toner after long-term use In contrast, sufficient charge can be imparted. Moreover, generation | occurrence | production of the fog under high temperature and high humidity can be suppressed.

ここで、平均電流値(Ih)、(Ip)はSPMを用いて、凹部、平坦面の測定値の平均値として求めた値を採用することができる。具体的には、Q−Scope 250(Quesant Instrument Corporation社製)を使用して以下の条件による測定値から求めた平均値を採用することができる。測定条件は、軸芯体を接地し、カンチレバーに50Vの電圧を印加し、コンタクトiモードで、走査範囲10μm×10μm、測定データ数400×400の測定である。   Here, as the average current values (Ih) and (Ip), values obtained as average values of the measured values of the recesses and the flat surface using SPM can be adopted. Specifically, an average value obtained from measured values under the following conditions using Q-Scope 250 (manufactured by Quesant Instrument Corporation) can be adopted. The measurement conditions are a measurement in which the shaft core is grounded, a voltage of 50 V is applied to the cantilever, the scanning i range is 10 μm × 10 μm, and the number of measurement data is 400 × 400.

更に、凹部は、SPM測定による表面粗さRaが15.0nm以上75.0nm以下であることが好ましい。凹部の表面粗さRaが15.0nm以上であれば、低温低湿下における樹脂層のチャージアップを抑制することができ、ブロッチ画像の発生を抑制することができる。75.0nm以下であれば、長期使用後の劣化トナーにおける電荷の流出を抑制し、高温高湿下におけるかぶりの発生を抑制することができる。   Further, the concave portion preferably has a surface roughness Ra by SPM measurement of 15.0 nm or more and 75.0 nm or less. If the surface roughness Ra of the recess is 15.0 nm or more, the charge-up of the resin layer under low temperature and low humidity can be suppressed, and the occurrence of blotch images can be suppressed. If it is 75.0 nm or less, the outflow of charge in the deteriorated toner after long-term use can be suppressed, and the occurrence of fogging under high temperature and high humidity can be suppressed.

また、凹部は樹脂層表面に開口径0.1μm以上5.0μm以下の範囲で設けられることが好ましく、より好ましくは1.0μm以上3.0μm以下である。このような開口径を有することにより、トナーを適切な電荷量に帯電することができる。ここで開口径は各凹部における最小の開口幅の測定値の平均値とすることができる。凹部の開口径の測定値はSPMを用いて測定した値を採用することができる。   Moreover, it is preferable that a recessed part is provided in the resin layer surface in the range whose opening diameter is 0.1 to 5.0 micrometer, More preferably, it is 1.0 to 3.0 micrometer. By having such an opening diameter, the toner can be charged to an appropriate charge amount. Here, the opening diameter can be an average value of the measured values of the minimum opening width in each recess. The measured value of the opening diameter of the recess can be a value measured using SPM.

上記樹脂層の基材の材質としては、具体的には、例えば、ポリアミド、ウレタン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル等を挙げることができる。これらの樹脂は、必要に応じて1種または2種以上を組合せて用いることができるが、これらのうち、ウレタン樹脂が、トナーの帯電に優れ、耐摩耗性有することから好ましい。   Specific examples of the material of the base material of the resin layer include polyamide, urethane resin, urea resin, polyimide, melamine resin, fluororesin, phenol resin, alkyd resin, silicone resin, polyester, and the like. . These resins can be used alone or in combination of two or more as required. Among these resins, urethane resins are preferable because they are excellent in charging of toner and have abrasion resistance.

樹脂層の基材としてのウレタン樹脂は、ポリウレタンプレポリマーとイソシアネ−トとを重合して得られる樹脂が好ましい。ポリウレタンプレポリマーは、構造が非常に類似する2種のポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)を混合したものが、樹脂層表面に多数のミクロレベルの凹部を均一に形成することが可能であることから好ましい。   The urethane resin as the base material of the resin layer is preferably a resin obtained by polymerizing a polyurethane prepolymer and an isocyanate. The polyurethane prepolymer is a mixture of two types of polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) that are very similar in structure, so that a large number of micro level recesses can be formed uniformly on the surface of the resin layer. This is preferable.

具体的には、ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)は、数平均分子量Mn(b)が650以上2000以下の2官能ポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタンジイソシアネートとを重合して得られる鎖状ポリマーである。ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)の数平均分子量Mn(B)は3000以上30000以下であることが好ましく、より好ましくは17000以上30000以下である。ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)の数平均分子量Mn(B)がこの範囲であると、樹脂層の形成において、樹脂層の形状、電気物性を容易に達成することができる最適な粘度の未硬化組成物となる。   Specifically, the polyurethane polyol prepolymer (B) is a chain polymer obtained by polymerizing a bifunctional polyether polyol having a number average molecular weight Mn (b) of 650 or more and 2000 or less and diphenylmethane diisocyanate. The number average molecular weight Mn (B) of the polyurethane polyol prepolymer (B) is preferably 3000 or more and 30000 or less, more preferably 17000 or more and 30000 or less. When the number average molecular weight Mn (B) of the polyurethane polyol prepolymer (B) is within this range, the uncured composition having an optimum viscosity capable of easily achieving the shape and electrical properties of the resin layer in the formation of the resin layer. It becomes a thing.

ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)は、数平均分子量Mn(a)として、式(1)の関係を満たす2官能ポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタンジイソシアネートとを重合して得られる鎖状ポリマーである。   The polyurethane polyol prepolymer (A) is a chain polymer obtained by polymerizing a bifunctional polyether polyol satisfying the relationship of the formula (1) as a number average molecular weight Mn (a) and diphenylmethane diisocyanate.

1.4<Mn(a)/Mn(b)<5 (1)
ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)の数平均分子量Mn(A)は、式(2)の関係を満たすことが好ましい。
1.4 <Mn (a) / Mn (b) <5 (1)
The number average molecular weight Mn (A) of the polyurethane polyol prepolymer (A) preferably satisfies the relationship of the formula (2).

0.25≦Mn(A)/Mn(B)≦4 (2)
上記ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)を構成する2官能ポリエーテルポリオールは異なるものであってもよいが、同じものであることが好ましい。2官能のポリエーテルポリオールとしては、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリエチレングリコール(PEG)等を挙げることができる。これらのうち、ポリテトラメチレングリコールは結晶性が高く、樹脂層表面の凹部形状や電気物性を容易に達成することができるため、好ましい。ポリテトラメチレングリコールとしてはテトラヒドロフランを原料として合成が可能であるが、市販品を適用することもできる。市販品としては、以下のものを挙げることができる。BASF社製のPolyTHF650(Mn=650)、PolyTHF1000(Mn=1000)、PolyTHF1800(Mn=1800)、PolyTHF2000(Mn=2000)、PolyTHF2900(Mn=2900)。保土谷化学社製のPTG850(Mn=850)。
0.25 ≦ Mn (A) / Mn (B) ≦ 4 (2)
The bifunctional polyether polyols constituting the polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) may be different but are preferably the same. Examples of the bifunctional polyether polyol include polytetramethylene glycol (PTMG), polypropylene glycol (PPG), and polyethylene glycol (PEG). Among these, polytetramethylene glycol is preferable because it has high crystallinity and can easily achieve the concave shape and electrical properties of the resin layer surface. Polytetramethylene glycol can be synthesized using tetrahydrofuran as a raw material, but commercially available products can also be applied. The following can be mentioned as a commercial item. Poly THF650 (Mn = 650), PolyTHF 1000 (Mn = 1000), PolyTHF 1800 (Mn = 1800), PolyTHF 2000 (Mn = 2000), PolyTHF 2900 (Mn = 2900) manufactured by BASF. PTG850 (Mn = 850) manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.

これらの2官能ポリエーテルポリオールが下記の3つの要件を満たすことにより、ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)を樹脂層表面の凹部形成に好適な極性バランスに調整することができる。
(1)ウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)においてそれぞれ異なる数平均分子量を有し、
(2)式(1)の関係を満たし、
(3)数平均分子量Mn(b)が上記範囲を有すること。
When these bifunctional polyether polyols satisfy the following three requirements, the polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) can be adjusted to a polar balance suitable for forming recesses on the surface of the resin layer.
(1) The urethane polyol prepolymers (A) and (B) have different number average molecular weights, respectively.
(2) Satisfying the relationship of formula (1),
(3) Number average molecular weight Mn (b) has the said range.

ここで数平均分子量(Mn)としては、Gel Permeation Chromatography(浸透クロマトグラフィー)を用いたGPC法により得られる測定値を採用することができる。具体的には、GPCカラム「TSKgel SuperHM−m」(東ソー株式会社製)2本を直列につないだ高速液体クロマトグラフ分析装置「HLC−8120GPC」(東ソー株式会社製)を用いる。測定条件は、温度40℃、流速0.6 ml/min、RI(屈折率)とし、測定サンプルを0.1質量%のテトラヒドロフラン(THF)溶液として測定する。標準試料として単分散標準ポリスチレン「TSK標準ポリスチレン F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」(東ソー株式会社製)を用いて検量線を作成する。検量線から測定サンプルの保持時間、又はカウント数から分子量分布を得る。この分布から数平均分子量Mnを求めることができる。   Here, as the number average molecular weight (Mn), a measurement value obtained by a GPC method using Gel Permeation Chromatography can be adopted. Specifically, a high-performance liquid chromatograph analyzer “HLC-8120GPC” (manufactured by Tosoh Corporation) in which two GPC columns “TSKgel SuperHM-m” (manufactured by Tosoh Corporation) are connected in series is used. The measurement conditions are a temperature of 40 ° C., a flow rate of 0.6 ml / min, and an RI (refractive index), and the measurement sample is measured as a 0.1 mass% tetrahydrofuran (THF) solution. As a standard sample, monodisperse standard polystyrene “TSK standard polystyrene F-128, F-80, F-40, F-20, F-10, F-4, F-2, F-1, A-5000, A-2500 , A-1000, A-500 "(manufactured by Tosoh Corporation) to create a calibration curve. The molecular weight distribution is obtained from the retention time of the measurement sample or the count number from the calibration curve. The number average molecular weight Mn can be obtained from this distribution.

このような2官能ポリエーテルポリオールと重合し鎖状のポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)を形成するイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネートを用いることが好ましい。ジフェニルメタンジイソシアネートを用いることにより、ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)が樹脂層表面の凹部形成に好適な相溶状態になるため好ましい。2官能ポリエーテルポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートとの反応は、これらとメチルエチルケトン(MEK)等の溶媒とを混合し、窒素雰囲気下で行うことができる。反応温度、時間を選択することにより、得られるポリウレタンポリオールプレポリマーの分子量の調整を行うことができる。   As the isocyanate that polymerizes with such a bifunctional polyether polyol to form a chain polyurethane polyol prepolymer (A) or (B), it is preferable to use diphenylmethane diisocyanate. Use of diphenylmethane diisocyanate is preferable because the polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) are in a compatible state suitable for forming a recess on the surface of the resin layer. The reaction between the bifunctional polyether polyol and diphenylmethane diisocyanate can be performed in a nitrogen atmosphere by mixing these with a solvent such as methyl ethyl ketone (MEK). By selecting the reaction temperature and time, the molecular weight of the resulting polyurethane polyol prepolymer can be adjusted.

これらのポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)が以下の要件を満たすことにより、ポリウレタンプレポリマーを樹脂層表面の凹部形成に好適な粘度バランスに調整することができる。
(1)ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)の数平均分子量Mn(A)、Mn(B)が上記式(2)の関係を有すること。
(2)数平均分子量Mn(b)が上記範囲を有すること。
When these polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) satisfy the following requirements, the polyurethane prepolymer can be adjusted to a viscosity balance suitable for forming a recess on the surface of the resin layer.
(1) The number average molecular weights Mn (A) and Mn (B) of the polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) have the relationship of the above formula (2).
(2) Number average molecular weight Mn (b) has the said range.

ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)は、質量比A/Bにおいて5/95以上25/75以下の範囲で使用することが好ましい。ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)をこの割合で使用することにより、樹脂層表面の凹部と平坦面とが占める面積比率を上記範囲にすることができる。   The polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) are preferably used in a mass ratio A / B in the range of 5/95 to 25/75. By using the polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) at this ratio, the area ratio occupied by the concave portion and the flat surface on the surface of the resin layer can be within the above range.

上記ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)を含有するポリウレタンプレポリマーと重合してウレタン樹脂を形成するイソシアネートとしては、特に限定されるものではなく、例えば、以下のものを挙げることができる。エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等の脂肪族ポリイソシアネート。イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキサン−1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート。2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等の芳香族イソシアネート。これらの共重合物やそのブロック体。イソシアネートの使用量としては、ポリウレタンプレポリマーのヒドロキシル基量に対してイソシアネートのイソシアネート基量が1.0倍以上2.0倍以下の範囲となるようにすることができる。   The isocyanate that forms a urethane resin by polymerizing with the polyurethane prepolymer containing the polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) is not particularly limited, and examples thereof include the following. Aliphatic polyisocyanates such as ethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI). Cycloaliphatic polyisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), cyclohexane-1,3-diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate. Aromatic isocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate (MDI). These copolymers and their block bodies. The amount of isocyanate used can be such that the amount of isocyanate groups in the isocyanate is 1.0 to 2.0 times the amount of hydroxyl groups in the polyurethane prepolymer.

上記樹脂層は導電剤を含有することが、表面の凹部や平坦面に上記電流値を有する導電性を付与することができるため、好ましい。導電剤としては、カーボンブラックが樹脂層表面の凹部や平坦面に上記導電性を付与し、トナーに対する摩擦帯電性能と摩擦電荷保持性能を最適なバランスに制御することができ、低温低湿下におけるチャージアップの抑制に優れるため、好ましい。   It is preferable that the resin layer contains a conductive agent because the conductivity having the current value can be imparted to a concave portion or a flat surface of the surface. As a conductive agent, carbon black imparts the above conductivity to the concave or flat surface of the resin layer surface, and can control the triboelectric charging performance and triboelectric charge retention performance of the toner to an optimum balance, and charge under low temperature and low humidity. It is preferable because it is excellent in suppressing the increase.

上記カーボンブラックとしては、具体的には、ケッチェンブラック、アセチレンブラックの導電性カーボンブラック;SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボンブラックを挙げることができる。その他、酸化処理を施したカラーインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック等を用いることができる。   Specific examples of the carbon black include conductive carbon black such as ketjen black and acetylene black; carbon black for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT. In addition, oxidation-treated carbon black for color ink, pyrolytic carbon black, and the like can be used.

カーボンブラックの含有量としては、樹脂中に10質量%以上30質量%以下であることが好ましい。   The carbon black content is preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less in the resin.

上記カーボンブラックの他、使用可能な導電剤としては、以下のものを挙げることができる。天然グラファイト、人造グラファイト等のグラファイト;銅、ニッケル、鉄、アルミニウム等の金属粉;酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫等の金属酸化物粉;ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性高分子。これらは必要に応じて1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   In addition to the above carbon black, usable conductive agents include the following. Graphite such as natural graphite and artificial graphite; metal powder such as copper, nickel, iron and aluminum; metal oxide powder such as titanium oxide, zinc oxide and tin oxide; conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole and polyacetylene. These may be used alone or in combination of two or more as required.

樹脂層には、その他、上記ウレタン樹脂等の樹脂、導電剤の機能を阻害しない範囲で、架橋剤、可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤等を含有させることができる。   For the resin layer, other than the above resin such as urethane resin and the function of the conductive agent, the crosslinking agent, plasticizer, filler, extender, vulcanizing agent, vulcanization aid, crosslinking aid, oxidation agent An inhibitor, an anti-aging agent, a processing aid and the like can be contained.

上記樹脂層の厚さとしては、1μm以上100μm以下の範囲を挙げることができる。   Examples of the thickness of the resin layer include a range of 1 μm to 100 μm.

本発明の現像ローラーは、軸芯体と樹脂層間に弾性層を有するものであってもよい。かかる弾性層としては、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを過不足なく供給することができるように、適切なニップ幅とニップ圧をもって感光体に押圧可能な硬度や弾性を現像ローラーに付与するために設けられる。このような弾性層はゴム材で成形することが好ましく、具体的には、以下のものを挙げることができる。エチレンープロピレンージエン共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)。フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、NBRの水素化物、ウレタンゴム。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、特にセット性能の観点からシリコーンゴムを用いることが好ましい。シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサンや、これらのポリシロキサンの共重合体を挙げることができる。   The developing roller of the present invention may have an elastic layer between the shaft core and the resin layer. As such an elastic layer, the hardness and elasticity that can be pressed against the photoconductor with an appropriate nip width and nip pressure are developed so that the toner can be supplied to the electrostatic latent image formed on the photoconductor surface without excess or deficiency. Provided to apply to the roller. Such an elastic layer is preferably formed of a rubber material, and specific examples include the following. Ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR). Fluoro rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, NBR hydride, urethane rubber. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use silicone rubber from the viewpoint of setting performance. Examples of the silicone rubber include polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, polyphenylvinylsiloxane, and copolymers of these polysiloxanes.

上記弾性層は導電剤を含有させ半導電性を有することが好ましい。導電剤としては、イオン導電剤、電子導電剤いずれであってもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイト等の炭素系物質;銅、ニッケル、鉄、アルミニウム等の金属粉;酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫等の金属酸化物粉;ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性高分子を挙げることができる。これらは、単独または2種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの導電剤は粉末状や繊維状の微粒子として用いることができる。これらのうち、カーボンブラックは導電性の制御が容易であり、現像ローラーに良好な帯電性を付与することができ、また、経済的であることから好ましい。   The elastic layer preferably contains a conductive agent and has semiconductivity. As the conductive agent, either an ionic conductive agent or an electronic conductive agent may be used. Specifically, carbon-based materials such as carbon black and graphite; metal powders such as copper, nickel, iron and aluminum; metal oxide powders such as titanium oxide, zinc oxide and tin oxide; and conductive materials such as polyaniline, polypyrrole and polyacetylene Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more. These conductive agents can be used as powdered or fibrous fine particles. Among these, carbon black is preferable because it is easy to control the conductivity, can impart good chargeability to the developing roller, and is economical.

上記弾性層の体積抵抗率としては、100Vの直流電圧印加時において1×103Ω・cm以上1×1010Ω・cm以下の範囲にあることが好ましい。導電性弾性層の体積抵抗率が上記範囲内であれば、トナーを均一に摩擦帯電することができる。弾性層をこのような体積抵抗率とするため使用する導電性付与剤の使用量としては、カーボンブラックの場合は、ゴム成分100質量部に対して15質量部以上80質量部以下とすることが好ましい。 The volume resistivity of the elastic layer is preferably in the range of 1 × 10 3 Ω · cm to 1 × 10 10 Ω · cm when a DC voltage of 100 V is applied. If the volume resistivity of the conductive elastic layer is within the above range, the toner can be uniformly triboelectrically charged. In the case of carbon black, the amount of the conductivity-imparting agent used to make the elastic layer have such a volume resistivity may be 15 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. preferable.

ここで、弾性層の体積抵抗率を測定する際には、弾性層の成形時と同じ条件で弾性層材料を硬化して、厚さ2.0mmの弾性層のテストピースを作製し、これを用いて測定を行う。具体的には、弾性層材料をシート状にして温度130℃のオーブンに入れ20分加熱し、厚み2.0mmのシートを2枚成形し、その後温度200℃のオーブンで4時間加熱し二次加硫を行う。その後、シートを温度25℃、湿度45%の環境に24時間以上放置し、ハイレスタIP(三菱油化社製)を用いて100Vの電圧印加で測定を行い、2枚のシートから得られる抵抗の値の平均値として、体積抵抗率を求めることができる。   Here, when measuring the volume resistivity of the elastic layer, the elastic layer material is cured under the same conditions as those for forming the elastic layer to produce a 2.0 mm thick elastic layer test piece. To make measurements. Specifically, the elastic layer material is formed into a sheet and placed in an oven at a temperature of 130 ° C. and heated for 20 minutes to form two sheets having a thickness of 2.0 mm, and then heated in an oven at a temperature of 200 ° C. for 4 hours to obtain a secondary material. Vulcanize. After that, the sheet is left in an environment of temperature 25 ° C. and humidity 45% for 24 hours or more, and measured by applying a voltage of 100 V using Hiresta IP (manufactured by Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd.). The volume resistivity can be obtained as an average value.

上記弾性層には、その他、上記組成の機能を阻害しない範囲で、必要に応じて架橋剤、可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤の如き各種添加剤を含有させることができる。非導電性充填剤としては、シリカ、石英粉末、酸化チタン、酸化亜鉛、及び炭酸カルシウムを挙げることができる。架橋剤としては、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、及びジクミルパーオキサイドを挙げることができる。   For the elastic layer, other than the above, the crosslinking agent, plasticizer, filler, extender, vulcanizing agent, vulcanization aid, crosslinking aid, antioxidant, as long as the function of the composition is not impaired. Various additives such as anti-aging agent and processing aid can be contained. Non-conductive fillers can include silica, quartz powder, titanium oxide, zinc oxide, and calcium carbonate. Examples of the crosslinking agent include di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, and dicumyl peroxide.

上記弾性層の厚さは、現像剤規制部材や感光体との関連において、所望の弾性を有するように適宜選択することができ、例えば、2.0mm以上6.0mm以下の範囲を挙げることができ、3.0〜5.0mmであることが更に好ましい。   The thickness of the elastic layer can be appropriately selected so as to have a desired elasticity in relation to the developer regulating member and the photosensitive member. For example, the thickness may be in the range of 2.0 mm to 6.0 mm. It is more preferable that it is 3.0-5.0 mm.

本発明の現像ローラーの製造方法としては、軸芯体上又は軸芯体上に後述する方法により成形した弾性層上に樹脂層を成形する。樹脂層の成形は、上記ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、(B)とイソシアネート、カーボンブラック等の導電剤、溶媒、必要に応じてその他の添加物を混合し、樹脂層成形用組成物を調製する。これを用いて、押出成形法、型成形法、又は射出成形法を使用して成形、硬化することもできるが、塗工成形法が好ましい。塗工成形法としては、スプレー、浸漬、又はロールコート等を使用することができ、軸芯体又は弾性層上に、塗膜を形成した後、これを乾燥して溶媒を除去し加熱硬化する方法を使用することができる。具体的には、硬化は加熱、又は電子線照射いずれの方法であってもよく、加熱による場合は、例えば、温度120〜180℃、硬化時間が60〜300分間とすることができる。   As a manufacturing method of the developing roller of this invention, a resin layer is shape | molded on the elastic layer shape | molded by the method mentioned later on a shaft core body or a shaft core body. The resin layer is molded by mixing the polyurethane polyol prepolymers (A) and (B) with a conductive agent such as isocyanate and carbon black, a solvent, and other additives as necessary to prepare a resin layer molding composition. To do. This can be used for molding and curing using extrusion molding, molding or injection molding, but the coating molding method is preferred. As the coating molding method, spraying, dipping, or roll coating can be used. After a coating film is formed on the shaft core or the elastic layer, this is dried to remove the solvent and cure by heating. The method can be used. Specifically, the curing may be performed by either heating or electron beam irradiation. In the case of heating, for example, the temperature can be 120 to 180 ° C. and the curing time can be 60 to 300 minutes.

上記塗膜形成に浸漬塗工を使用する場合、浸漬槽上端から塗料をオーバーフローさせる特開昭57−5047号公報に記載されるような塗布装置を用いることが、簡便で、生産安定性に優れることから好ましい。   When dip coating is used to form the coating film, it is simple and excellent in production stability to use a coating apparatus as described in JP-A-57-5047 that overflows the paint from the upper end of the dip tank. Therefore, it is preferable.

かかる塗布装置には、図1の概略構成図に示すように、ローラー外径よりわずかに大きな内径を有し、ローラーを軸方向に浸漬可能な深さを有する円筒形の浸漬槽27が備えられる。浸漬槽27の上縁外周には環状の液受け部が設けられており、攪拌タンク29と接続されている。また浸漬槽27の底部は撹拌タンク29と接続されている。   As shown in the schematic configuration diagram of FIG. 1, the coating apparatus includes a cylindrical immersion tank 27 having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the roller and having a depth capable of immersing the roller in the axial direction. . An annular liquid receiving portion is provided on the outer periphery of the upper edge of the immersion tank 27 and connected to the stirring tank 29. The bottom of the immersion tank 27 is connected to the stirring tank 29.

撹拌タンク29の塗料は、液送ポンプ28によって浸漬槽27の底部に送り込まれる。浸漬槽の上端部からは、塗料がオーバーフローし、浸漬槽27の上縁外周の液受け部を介して撹拌タンク29に戻る。弾性層3を設けた軸芯体2は昇降装置30に垂直に固定され、浸漬槽27中に浸漬し、引き上げることで樹脂層を形成する。   The paint in the stirring tank 29 is sent to the bottom of the immersion tank 27 by the liquid feed pump 28. From the upper end of the immersion tank, the paint overflows and returns to the agitation tank 29 via the liquid receiving part on the outer periphery of the upper edge of the immersion tank 27. The shaft core body 2 provided with the elastic layer 3 is fixed vertically to the lifting device 30, immersed in the immersion tank 27, and pulled up to form a resin layer.

塗膜の形成後、ローラーを昇降装置30から取り外し、塗膜を乾燥硬化して、表面層を成形して現像ローラーを得る。   After forming the coating film, the roller is removed from the lifting device 30, the coating film is dried and cured, and the surface layer is formed to obtain a developing roller.

また、軸芯体上に弾性層を作成する方法として、弾性層を構成する未硬化ゴム成分、導電性付与剤、及び必要に応じてその他の成分を含有する組成物(未硬化ゴム組成物という。)を調製する。この未硬化ゴム組成物を用いて押出成形法、型成形法、射出成形法、塗工成形法等の方法によって、軸芯体上に未硬化物を形成し、加熱、又は電子線照射により硬化して、弾性層を成形する。上層の樹脂層との密着性を向上させ剥離を抑制するために、表面を研磨したり、コロナ処理、フレーム処理、エキシマ処理等の表面改質方法にて改質することもできる。   In addition, as a method of creating an elastic layer on the shaft core, a composition containing an uncured rubber component constituting the elastic layer, a conductivity imparting agent, and other components as necessary (referred to as an uncured rubber composition) .) Is prepared. Using this uncured rubber composition, an uncured product is formed on the shaft core by a method such as an extrusion molding method, a mold molding method, an injection molding method, or a coating molding method, and cured by heating or electron beam irradiation. Then, the elastic layer is formed. In order to improve adhesion with the upper resin layer and suppress peeling, the surface can be polished or modified by a surface modification method such as corona treatment, flame treatment, or excimer treatment.

本発明の現像ローラーとしては、軸芯体上に樹脂層を有するものであるが、軸芯体と樹脂層間に一層以上の弾性層を有するものが好ましく、更に、弾性層と樹脂層の間に、易帯電性、又は耐摩擦性等の機能を有する機能層を有するものであってもよい。本発明の一例として、機能性、経済性の観点から図2に示すような、導電性軸芯体2上に、順次弾性層3、樹脂層4を有する現像ローラー1を挙げることができる。   The developing roller of the present invention has a resin layer on the shaft core, but preferably has one or more elastic layers between the shaft core and the resin layer, and further between the elastic layer and the resin layer. It may have a functional layer having a function such as easy charging or friction resistance. As an example of the present invention, there can be mentioned a developing roller 1 having an elastic layer 3 and a resin layer 4 on a conductive shaft core 2 as shown in FIG.

本発明の電子写真画像形成装置は、潜像担持体の静電潜像をトナー像とするための現像剤を供給する現像ローラーと、該現像ローラー上の現像剤量を一定とする現像剤規制部材とを備え、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする。その一例として、図3の概略構成図に示すタンデム方式のカラー電子写真装置を挙げることができる。図3に示すカラー電子写真装置には、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナー、ブラックトナーの各色トナー毎に設けられる画像形成ユニットa〜dが設けられる。各画像形成ユニットには、それぞれ矢印方向に回転する静電潜像担持体としての感光体5が設けられる。各感光体の周囲には、感光体を一様に帯電するための帯電装置12、一様に帯電処理した感光体にレーザー光11を照射して静電潜像を形成する露光手段、静電潜像を形成した感光体にトナーを供給し静電潜像を現像する現像装置10が設けられる。一方、給紙ローラー24により供給される紙等の記録材23を搬送する転写搬送ベルト21が駆動ローラー17、従動ローラー22、テンションローラー20に懸架されて設けられる。転写搬送ベルト21には吸着ローラー25を介して吸着バイアス電源26の電荷が印加され、記録材23を表面に静電気的に付着させて搬送するようになっている。   The electrophotographic image forming apparatus according to the present invention includes a developing roller for supplying a developer for making an electrostatic latent image on a latent image carrier a toner image, and a developer regulation that makes the amount of developer on the developing roller constant. And a developing roller is the developing roller. As an example, a tandem color electrophotographic apparatus shown in the schematic configuration diagram of FIG. 3 can be cited. The color electrophotographic apparatus shown in FIG. 3 includes image forming units a to d that are provided for each color toner of yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner. Each image forming unit is provided with a photoreceptor 5 as an electrostatic latent image carrier that rotates in the direction of the arrow. Around each photoconductor, a charging device 12 for uniformly charging the photoconductor, exposure means for irradiating the uniformly charged photoconductor with laser light 11 to form an electrostatic latent image, electrostatic A developing device 10 is provided that supplies toner to the photoreceptor on which the latent image is formed to develop the electrostatic latent image. On the other hand, a transfer conveyance belt 21 that conveys a recording material 23 such as paper supplied by a paper feed roller 24 is provided suspended from a drive roller 17, a driven roller 22, and a tension roller 20. A charge of the suction bias power supply 26 is applied to the transfer and transport belt 21 via the suction roller 25, and the recording material 23 is electrostatically attached to the surface and transported.

各画像形成ユニットには、可視化した感光体上のトナー像を、転写搬送ベルト21によって搬送される記録材23に転写するための電荷を印加する転写バイアス電源19が設けられる。転写バイアス電源は転写搬送ベルト21の裏面に転写ローラー18を介して印加される。各画像形成ユニットにおいて形成される各色のトナー像は、画像形成ユニットに同期して可動される転写搬送ベルト21によって搬送される記録材23上に、その裏面から印加される転写バイアス電荷により、順次重畳して転写されるようになっている。   Each image forming unit is provided with a transfer bias power source 19 for applying a charge for transferring the visualized toner image on the photosensitive member to the recording material 23 conveyed by the transfer conveyance belt 21. The transfer bias power is applied to the back surface of the transfer conveyance belt 21 via the transfer roller 18. The toner images of the respective colors formed in the respective image forming units are sequentially transferred onto the recording material 23 conveyed by the transfer conveying belt 21 that is moved in synchronization with the image forming unit by the transfer bias charge applied from the back surface thereof. The images are superimposed and transferred.

更に、カラー電子写真画像形成装置には、記録材上に重畳転写したトナー像を加熱などにより定着する定着装置16、画像形成された記録材23を装置外に排出する搬送装置(不図示)が設けられる。   Further, the color electrophotographic image forming apparatus includes a fixing device 16 for fixing the toner image superimposed and transferred onto the recording material by heating, and a conveying device (not shown) for discharging the image-formed recording material 23 to the outside. Provided.

一方、各画像形成ユニットには各感光体上に転写されずに残存する転写残トナーを除去し表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置13が設けられる。更に、その他感光体から掻き取られたトナーを収納する廃トナー容器が設けられる。クリーニングされた感光体は画像形成可能状態とされて待機するようになっている。   On the other hand, each image forming unit is provided with a cleaning device 13 having a cleaning blade for removing residual toner remaining without being transferred onto each photoconductor and cleaning the surface. Further, a waste toner container for storing toner scraped off from the photoreceptor is provided. The cleaned photoconductor is set in an image-formable state and stands by.

上記各画像形成ユニットに設けられる現像装置10には、一成分トナーとして非磁性トナーを収容したトナー容器8と、トナー容器の開口を閉塞するように設置され、トナー容器から露出した部分で感光体と対向するように現像ローラー6が設けられる。トナー容器内には、現像ローラーにトナーを供給すると同時に、現像後現像ローラー上に使用されずに残留するトナーを掻き取るための現像剤供給ローラー7と、現像ローラー上のトナーを薄膜状に形成すると共に、摩擦帯電する現像剤規制部材9とが設けられる。現像剤規制部材9にはブレードバイアス電源14が接続され、現像ローラー6には現像ローラーバイアス電源15が接続され、画像形成時において、現像剤規制部材と現像ローラーはそれぞれ電荷が印加される。ブレードバイアス電源14は現像ローラーバイアス電源15により印加される現像ローラーの電圧より、現像剤規制部材の電圧を−400〜−50Vの差を設けるように印加する。   The developing device 10 provided in each of the image forming units is provided with a toner container 8 containing a non-magnetic toner as a one-component toner and a toner container that closes an opening of the toner container, and a photosensitive member is exposed at a portion exposed from the toner container. A developing roller 6 is provided so as to oppose to. In the toner container, the toner is supplied to the developing roller, and at the same time, the developer supplying roller 7 for scraping off the toner remaining on the developing roller after development, and the toner on the developing roller are formed in a thin film shape. In addition, a developer regulating member 9 that is frictionally charged is provided. A blade bias power source 14 is connected to the developer regulating member 9, and a developing roller bias power source 15 is connected to the developing roller 6, and charges are applied to the developer regulating member and the developing roller at the time of image formation. The blade bias power supply 14 applies the voltage of the developer regulating member so as to provide a difference of −400 to −50 V based on the voltage of the developing roller applied by the developing roller bias power supply 15.

現像剤供給ローラーとしては、軸芯体上に発泡スポンジ体や、ポリウレタンフォームを設けたものや、レーヨン、ポリアミドの如き繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像後の現像ローラー上の残留トナーの除去を容易にすることから好ましい。   The developer supply roller includes a foamed sponge body, polyurethane foam on the shaft core, and a fur brush structure in which fibers such as rayon and polyamide are implanted, and residual toner on the developing roller after development. It is preferable because it can be easily removed.

このような電子写真画像形成装置において、現像剤規制部材を現像ローラーに印加する電圧に対して−400V以上−50V以下の電圧差を設けて印加した場合においても、かぶりやブロッチ画像の発生を抑制することができる。上記現像ローラーを用いることにより、長期使用後に劣化が生じたトナーに対しても充分な帯電を行い、低温低湿下におけるトナーの過剰帯電を抑制し、現像ローラー上のトナーに適正な摩擦帯電付与し、摩擦電荷保持できるものと考えられる。   In such an electrophotographic image forming apparatus, even when the developer regulating member is applied with a voltage difference of −400 V or more and −50 V or less with respect to the voltage applied to the developing roller, the occurrence of fog or blotch image is suppressed. can do. By using the above developing roller, the toner that has deteriorated after long-term use is sufficiently charged, the toner is prevented from being overcharged at low temperature and low humidity, and the toner on the developing roller is imparted with an appropriate frictional charge. It is considered that the friction charge can be retained.

また、本発明の電子写真装置用プロセスカートリッジは、潜像担持体の静電潜像をトナー像とするための現像剤を供給する現像ローラーを有し、電子写真装置本体に着脱自在に設けられるものであって、現像ローラーが上記現像ローラーであることを特徴とする。その一例として、図4の概略構成図に示す電子写真装置用プロセスカートリッジを挙げることができる。図4に示す電子写真装置用プロセスカートリジは、現像装置10と、感光体5、クリーニング装置13を有し、これらが一体化されて電子写真装置本体に着脱自在に設けられる。現像装置10としては上記のものと同様のものを挙げることができる。本発明の電子写真装置用プロセスカートリッジは、上記の他、感光体上のトナー像を記録材に転写する転写部材などを上記の部材と共にまたは上記の部材のいずれか一個または二個以上と交換して一体的に設けたものであってもよい。   The process cartridge for an electrophotographic apparatus of the present invention has a developing roller for supplying a developer for using the electrostatic latent image of the latent image carrier as a toner image, and is detachably provided on the main body of the electrophotographic apparatus. The developing roller is the above-mentioned developing roller. As an example, a process cartridge for an electrophotographic apparatus shown in the schematic configuration diagram of FIG. 4 can be cited. The process cartridge for an electrophotographic apparatus shown in FIG. 4 includes a developing device 10, a photoreceptor 5, and a cleaning device 13, which are integrated and detachably provided on the main body of the electrophotographic apparatus. Examples of the developing device 10 include the same ones as described above. In addition to the above, the process cartridge for an electrophotographic apparatus of the present invention replaces a transfer member for transferring a toner image on a photosensitive member to a recording material together with the above member or one or more of the above members. May be provided integrally.

以下に、本発明の現像ローラー、電子写真装置用プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置を具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。以下、「部」は「質量部」を示す。   Hereinafter, the developing roller, the process cartridge for an electrophotographic apparatus, and the electrophotographic image forming apparatus of the present invention will be described in detail, but the technical scope of the present invention is not limited to these. Hereinafter, “part” means “part by mass”.

[実施例1]
[弾性層の調製]
直径8mm、長さ280mmの軸芯体を内径16mmの円筒状金型内に同心となるように設置し、両端の駒を圧力0.3MPaで固定した。弾性層として液状導電性シリコーンゴム(東レダウシリコーン社製 AskerC硬度50度 体積固有抵抗106Ωcm品)を注型し、温度130℃のオーブンに入れ20分加熱成型した。脱型後、温度200℃のオーブンで2時間二次加硫を行い、厚み4mmの弾性層を調製した。
[Example 1]
[Preparation of elastic layer]
An axial core body having a diameter of 8 mm and a length of 280 mm was placed concentrically in a cylindrical mold having an inner diameter of 16 mm, and the pieces at both ends were fixed at a pressure of 0.3 MPa. A liquid conductive silicone rubber (Asker C hardness 50 degree, volume resistivity 10 6 Ωcm product manufactured by Toray Dow Silicone Co., Ltd.) was cast as an elastic layer, placed in an oven at a temperature of 130 ° C., and heat-molded for 20 minutes. After demolding, secondary vulcanization was performed in an oven at a temperature of 200 ° C. for 2 hours to prepare an elastic layer having a thickness of 4 mm.

[ポリウレタンプレポリマーの調製]
ポリテトラメチレングリコールPolyTHF2900(BASF社製)100部に、鎖延長用イソシアネート化合物コスモネートMDI(三井化学ポリウレタン社製)22部をMEK溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下、温度80℃にて2時間反応させた。数平均分子量Mn=7500のポリウレタンポリオールプレポリマー(A)を得た。
[Preparation of polyurethane prepolymer]
Polytetramethylene glycol PolyTHF 2900 (BASF) 100 parts, chain extension isocyanate compound Cosmonate MDI (Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.) 22 parts are mixed stepwise in MEK solvent, and the temperature is increased to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. For 2 hours. A polyurethane polyol prepolymer (A) having a number average molecular weight Mn = 7500 was obtained.

ポリテトラメチレングリコールPolyTHF1000(BASF社製)100部に、鎖延長用イソシアネート化合物コスモネートMDI(三井化学ポリウレタン社製)22部をMEK溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下80℃にて3時間反応させた。数平均分子量Mn=4000のポリウレタンポリオールプレポリマー(B)を得た。   To 100 parts of polytetramethylene glycol PolyTHF 1000 (manufactured by BASF), 22 parts of chain extension isocyanate compound Cosmonate MDI (manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane) were mixed stepwise in a MEK solvent, and the mixture was added at 80 ° C. under nitrogen atmosphere. Reacted for hours. A polyurethane polyol prepolymer (B) having a number average molecular weight Mn = 4000 was obtained.

次に、ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)25部とポリウレタンポリオールプレポリマー(B)75部とを混合し、ポリウレタンプレポリマーを得た。表1にMn(a)/Mn(b)、Mn(A)/Mn(B)の値を示す。また、表1に以下のものを示す。ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)の原料のポリエーテルポリオールを構成するポリオール(元原料ポリオール)の種類と数平均分子量(Mn(a)、Mn(b))、反応時間。得られたポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)の数平均分子量(Mn(A)、Mn(B))、及び混合比。   Next, 25 parts of polyurethane polyol prepolymer (A) and 75 parts of polyurethane polyol prepolymer (B) were mixed to obtain a polyurethane prepolymer. Table 1 shows the values of Mn (a) / Mn (b) and Mn (A) / Mn (B). Table 1 shows the following. Type and number average molecular weight (Mn (a), Mn (b)), reaction time of the polyol (original raw material polyol) constituting the polyether polyol of the raw material of the polyurethane polyol prepolymer (A) and polyurethane polyol prepolymer (B) . Number average molecular weights (Mn (A), Mn (B)) and mixing ratio of the obtained polyurethane polyol prepolymer (A) and polyurethane polyol prepolymer (B).

[表面層の調製]
得られたポリウレタンプレポリマー100部に対してコロネート2521(日本ポリウレタン工業社製)33.4部、カーボンブラックMA11(三菱化学社製)を樹脂成分に対し30部混合した。総固形分比30質量%になるようにメチルエチルケトン(MEK)に溶解、混合し、サンドミルにて均一に分散し、分散液を得た。この分散液を粘度10〜13cpsにMEKで希釈し塗布液を調製した。
[Preparation of surface layer]
30 parts of coronate 2521 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) and 30 parts of carbon black MA11 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) were mixed with 100 parts of the obtained polyurethane prepolymer. It melt | dissolved and mixed in methyl ethyl ketone (MEK) so that it might become 30 mass% of total solid content, and it disperse | distributed uniformly with the sand mill, and obtained the dispersion liquid. This dispersion was diluted with MEK to a viscosity of 10 to 13 cps to prepare a coating solution.

得られた塗布液を弾性層上に浸漬塗工した後、室温にて5時間乾燥させ、温度150℃にて2時間加熱処理し、弾性層外周に膜厚約15μmの樹脂層を作製し、現像ローラーを得た。   After dip-coating the obtained coating solution on the elastic layer, it is dried at room temperature for 5 hours, and heat-treated at a temperature of 150 ° C. for 2 hours to produce a resin layer having a thickness of about 15 μm on the outer periphery of the elastic layer, A developing roller was obtained.

[現像ローラー物性評価]
上記に記載した方法で、樹脂層表面の凹部の深さ、凹部が樹脂層表面に占める面積、凹部の平均電流値(Ih)、及び凹部を除く樹脂層表面の平坦面の平均電流値(Ip)、凹部の表面粗さRaを評価した。結果を表2に示す。
[Development roller property evaluation]
According to the method described above, the depth of the recess on the surface of the resin layer, the area occupied by the recess on the surface of the resin layer, the average current value of the recess (Ih), and the average current value of the flat surface of the resin layer excluding the recess (Ip ), The surface roughness Ra of the recesses was evaluated. The results are shown in Table 2.

[画像評価]
作製した現像ローラーを図3に示す電子写真画像形成装置の構成を有するレーザープリンタ(商品名:LBP5500;キャノン製)に装着し、ブロッチ画像評価、長期使用後のかぶり評価を以下のように行った。尚、当該レーザープリンタは、プリント速度を17枚/分から40枚/分に改造した(以降、改造機という)。結果を表2に示す。
[Image evaluation]
The produced developing roller was mounted on a laser printer (trade name: LBP5500; manufactured by Canon) having the configuration of the electrophotographic image forming apparatus shown in FIG. . The laser printer was remodeled from 17 sheets / minute to 40 sheets / minute (hereinafter referred to as a modified machine). The results are shown in Table 2.

[ブロッチ画像評価]
改造機を、温度15℃湿度10%RHの低温低湿環境(L/L)に24時間放置した。その後、同環境下、現像ローラーにバイアス−350V、ステンレス製現像剤規制部材にバイアス−600Vを印加し、40枚/分の速度でハーフトーン画像を10枚出力した。1〜10枚目の画像に対して、以下の基準によりブロッチ画像の評価を行った。
[Blotch image evaluation]
The modified machine was left in a low temperature and low humidity environment (L / L) at a temperature of 15 ° C. and a humidity of 10% RH for 24 hours. Thereafter, under the same environment, a bias of −350 V was applied to the developing roller and a bias of −600 V was applied to the stainless steel developer regulating member, and 10 halftone images were output at a speed of 40 sheets / minute. Blotch images were evaluated on the 1st to 10th images according to the following criteria.

A:ブロッチが全く認められない
B:1〜3枚目まではブロッチが認められるが、3〜10枚目では認められない
C:1〜7枚目まではブロッチが認められるが、8〜10枚目では認められない
D:10枚目でもブロッチが認められる
また、温度23.5℃湿度50%RHの常温常湿(N/N)でのブロッチ画像評価も併せて行った。
A: Blotch is not observed at all B: Blotch is observed up to the 1st to 3rd sheets, but not observed in the 3rd to 10th sheets C: Blotch is recognized up to the 1st to 7th sheets, but 8 to 10 Not recognized on the first sheet D: Blotch is observed even on the tenth sheet. Moreover, the blotch image evaluation at room temperature and normal humidity (N / N) at a temperature of 23.5 ° C. and a humidity of 50% RH was also performed.

[耐久かぶり評価]
現像ローラーを改造機に装填後、温度30℃湿度80%RHの高温高湿環境(H/H)に24時間放置した。その後、同環境下、現像ローラーにバイアス−350V、ステンレス製現像剤規制部材にバイアスを−600Vを印加し、40枚/分の速度で印字率1%にて35000枚連続出力した後、白ベタ画像出力中にプリンタを停止した。感光体上に付着したトナーをテープで剥がしとり、白色の紙(Business Multipurpose 4200:XEROX社製)に貼り付けて、反射濃度計(TC−6DS/A、東京電色社製)にて反射濃度を測定した。テープのみを白色の紙に貼り付けて基準とし、基準に対する反射率の低下量(%)をかぶり値(%)とし、以下の基準により評価を行った。
[Durability cover evaluation]
After the developing roller was loaded into the modified machine, it was left for 24 hours in a high temperature and high humidity environment (H / H) at a temperature of 30 ° C and a humidity of 80% RH. Thereafter, under the same environment, a bias of −350 V was applied to the developing roller, a bias of −600 V was applied to the stainless steel developer regulating member, and 35000 sheets were continuously output at a printing rate of 1% at a speed of 40 sheets / min. The printer was stopped during image output. The toner adhering to the photosensitive member is peeled off with a tape and attached to white paper (Business Multipurpose 4200: manufactured by XEROX), and the reflection density is measured with a reflection densitometer (TC-6DS / A, manufactured by Tokyo Denshoku). Was measured. Only the tape was affixed to white paper as a standard, and the amount of decrease in reflectance (%) relative to the standard was defined as a fog value (%), and evaluation was performed according to the following standards.

A:2%未満
B:2%以上10%未満
C:10%以上15%未満
D:15%以上
また、常温常湿下での耐久かぶり評価も併せて行った。
A: Less than 2% B: 2% or more and less than 10% C: 10% or more and less than 15% D: 15% or more In addition, durability fogging evaluation under normal temperature and normal humidity was also performed.

[実施例2〜10]
ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)を表1に示すように合成・調整した以外は実施例1と同様にして、現像ローラーを作製し、現像ローラー物性評価、画像評価を行った。結果を表2に示す。
[Examples 2 to 10]
A developing roller was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyurethane polyol prepolymer (A) and the polyurethane polyol prepolymer (B) were synthesized and adjusted as shown in Table 1. went. The results are shown in Table 2.

[比較例1〜6]
ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)、ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)を表3に示すように合成・調整した以外は実施例1と同様にして、現像ローラーを作製し、現像ローラー物性評価、画像評価を行った。結果を表4に示す。
[Comparative Examples 1-6]
A developing roller was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyurethane polyol prepolymer (A) and the polyurethane polyol prepolymer (B) were synthesized and adjusted as shown in Table 3, and the development roller physical property evaluation and image evaluation were performed. went. The results are shown in Table 4.

Figure 2008107819
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表1、表3中の元原料ポリオールの略語が示す材料を表5に示す。 Table 5 shows materials indicated by the abbreviations of the original raw material polyols in Tables 1 and 3.

Figure 2008107819
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結果から、本発明の現像ローラーを用いることにより、環境に依存することなくトナーに安定且つ適正な電荷を付与しそれを保持可能であり、高温高湿下におけるかぶりや低温低湿下におけるブロッチ画像が抑制され良好な画像の形成が可能であることが分かる。   From the results, by using the developing roller of the present invention, it is possible to give a stable and appropriate charge to the toner without depending on the environment and hold it, and a fogged image under high temperature and high humidity and a blotch image under low temperature and low humidity can be obtained. It can be seen that good images can be formed while being suppressed.

本発明の現像ローラーの製造装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the manufacturing apparatus of the developing roller of this invention. 本発明の現像ローラーの一例を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows an example of the developing roller of this invention. 本発明の電子写真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an electrophotographic image forming apparatus of the present invention. 本発明の電子写真装置用プロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a process cartridge for an electrophotographic apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、6 現像ローラー
2 軸芯体
3 弾性層
4 樹脂層
5 感光体
7 現像剤供給ローラー
8 トナー容器
9 現像剤規制部材
10 現像装置
11 レーザー光
12 帯電装置
13 クリーニング装置
14 ブレードバイアス電源
15 現像ローラーバイアス電源
16 定着装置
17 駆動ローラー
18 転写ローラー
19 転写バイアス電源
20 テンションローラー
21 転写搬送ベルト
22 従動ローラー
23 記録材
24 給紙ローラー
25 吸着ローラー
26 吸着バイアス電源
27 浸漬槽
28 液送ポンプ
29 攪拌タンク
30 昇降装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 6 Developing roller 2 Shaft core body 3 Elastic layer 4 Resin layer 5 Photoconductor 7 Developer supply roller 8 Toner container 9 Developer control member 10 Developing device 11 Laser beam 12 Charging device 13 Cleaning device 14 Blade bias power supply 15 Developing roller Bias power supply 16 Fixing device 17 Drive roller 18 Transfer roller 19 Transfer bias power supply 20 Tension roller 21 Transfer conveyance belt 22 Driven roller 23 Recording material 24 Paper feed roller 25 Adsorption roller 26 Adsorption bias power supply 27 Immersion tank 28 Liquid feed pump 29 Stirring tank 30 lift device

Claims (8)

軸芯体と、該軸芯体上に設けられた樹脂層とを有する現像ローラーにおいて、樹脂層が表面に深さ50nm以上500nm以下の凹部を有し、該凹部が、樹脂層表面に占める面積が樹脂層表面の面積に対して5%以上25%以下の範囲であり、走査型プローブ顕微鏡を用いた測定による凹部の平均電流値(Ih)が凹部を除く樹脂層表面の平坦面の平均電流値(Ip)の100倍より大であり、0.5nA以上80nA以下の範囲にあることを特徴とする現像ローラー。   In a developing roller having a shaft core and a resin layer provided on the shaft core, the resin layer has a recess having a depth of 50 nm or more and 500 nm or less on the surface, and the area occupied by the recess on the surface of the resin layer Is in the range of 5% or more and 25% or less with respect to the surface area of the resin layer, and the average current value (Ih) of the recesses as measured using a scanning probe microscope is the average current of the flat surface of the resin layer surface excluding the recesses A developing roller having a value greater than 100 times the value (Ip) and in the range of 0.5 nA to 80 nA. 樹脂層の凹部の表面粗さRaが15.0nm以上75.0nm以下であることを特徴とする請求項1記載の現像ローラー。   2. The developing roller according to claim 1, wherein the surface roughness Ra of the concave portion of the resin layer is 15.0 nm or more and 75.0 nm or less. 樹脂層がポリウレタンプレポリマーとイソシアネ−トとを重合して得られる樹脂を用いて形成され、前記ポリウレタンプレポリマーが、下記ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)と下記ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)とを質量比A/Bとして5/95以上25/75以下の範囲で含有し、且つカーボンブラックを含有することを特徴とする請求項1または2記載の現像ローラー。
(但し、ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)は、数平均分子量Mn(b)が650以上2000以下の2官能ポリエーテルポリオールをジフェニルメタンジイソシアネートで鎖延長させてなり、数平均分子量Mn(B)が3000以上30000以下である。
ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)は、下記式(1)を満たす数平均分子量Mn(a)の2官能ポリエーテルポリオールをジフェニルメタンジイソシアネートで鎖延長させてなり、数平均分子量Mn(A)が、下記式(2)を満たす。
1.4<Mn(a)/Mn(b)<5 (1)
0.25≦Mn(A)/Mn(B)≦4 (2))
The resin layer is formed using a resin obtained by polymerizing a polyurethane prepolymer and an isocyanate, and the polyurethane prepolymer has a mass of the following polyurethane polyol prepolymer (A) and the following polyurethane polyol prepolymer (B). The developing roller according to claim 1 or 2, wherein the ratio A / B is in the range of 5/95 to 25/75 and contains carbon black.
(However, the polyurethane polyol prepolymer (B) is obtained by chain-extending a bifunctional polyether polyol having a number average molecular weight Mn (b) of 650 to 2,000 with diphenylmethane diisocyanate, and having a number average molecular weight Mn (B) of 3,000 or more. 30000 or less.
The polyurethane polyol prepolymer (A) is obtained by chain-extending a bifunctional polyether polyol having a number average molecular weight Mn (a) satisfying the following formula (1) with diphenylmethane diisocyanate, and the number average molecular weight Mn (A) is represented by the following formula: Satisfy (2).
1.4 <Mn (a) / Mn (b) <5 (1)
0.25 ≦ Mn (A) / Mn (B) ≦ 4 (2))
ポリウレタンポリオールプレポリマー(A)若しくはポリウレタンポリオールプレポリマー(B)、またはポリウレタンポリオールプレポリマー(A)及びポリウレタンポリオールプレポリマー(B)を構成する2官能ポリエーテルポリオールがポリテトラメチレングリコールであることを特徴とする請求項3記載の現像ローラー。   The polyurethane polyol prepolymer (A) or the polyurethane polyol prepolymer (B), or the bifunctional polyether polyol constituting the polyurethane polyol prepolymer (A) and the polyurethane polyol prepolymer (B) is polytetramethylene glycol. The developing roller according to claim 3. ポリウレタンポリオールプレポリマー(B)が数平均分子量Mn(B)が17000以上30000以下であることを特徴とする請求項3または4のいずれか記載の現像ローラー。   5. The developing roller according to claim 3, wherein the polyurethane polyol prepolymer (B) has a number average molecular weight Mn (B) of 17,000 or more and 30000 or less. 軸芯体と樹脂層との間に弾性層を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか記載の現像ローラー。   6. The developing roller according to claim 1, further comprising an elastic layer between the shaft core and the resin layer. 静電潜像担持体の静電潜像をトナー像とするため現像剤を供給する現像ローラーを有し、電子写真装置本体に着脱自在に設けられる電子写真装置用プロセスカートリッジにおいて、前記現像ローラーが請求項1から6のいずれかに記載の現像ローラーであることを特徴とする電子写真装置用プロセスカートリッジ。   In a process cartridge for an electrophotographic apparatus, which has a developing roller for supplying a developer for making the electrostatic latent image of the electrostatic latent image carrier a toner image, and is detachably provided in the electrophotographic apparatus main body, the developing roller includes 7. A process cartridge for an electrophotographic apparatus, which is the developing roller according to claim 1. 静電潜像担持体の静電潜像をトナー像とするため現像剤を供給する現像ローラーと、該現像ローラー上の現像剤量を一定とする現像剤規制部材とを備えた電子写真画像形成装置において、前記現像ローラーが請求項1から6のいずれかに記載の現像ローラーであり、現像剤規制部材に印加する電圧が現像ローラーに印加する電圧に対して−400V以上−50V以下の差を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。   Electrophotographic image forming comprising: a developing roller for supplying a developer for forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier into a toner image; and a developer regulating member for making the amount of developer on the developing roller constant In the apparatus, the developing roller is the developing roller according to any one of claims 1 to 6, and a voltage applied to the developer regulating member has a difference of −400 V or more and −50 V or less with respect to a voltage applied to the developing roller. An electrophotographic image forming apparatus comprising:
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