JP2008224944A - Electrophotographic developing roller - Google Patents

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Takeo Oshiba
武雄 大柴
Masahiro Yasuno
政裕 安野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellent electrophotographic developing roller having high interlayer adhesion between a conductive shaft body and a cover layer, preventing peeling of the cover layer even when a large number of sheets (for instance, 5,000 sheets) are printed and providing a high-quality print image without an image defect in a halftone image part. <P>SOLUTION: In the electrophotographic developing roller configured in such a manner that the cover layer having at least a conductive agent and a resin is directly formed on the circumference of the conductive shaft body, the base material of the conductive shaft body is free-cutting steel and the surface of the conductive shaft body is covered with a plated layer formed by an electroless plating method. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真用現像ローラに関する。   The present invention relates to an electrophotographic developing roller.

現在広く用いられている電子写真方式の画像形成方法は、電荷付与されたトナーを静電潜像担持体(通常電子写真感光体)上に形成した静電潜像に接触、或いは狭い間隙を介して対向させ、静電潜像をトナーにより顕像化する現像過程を経て形成された静電潜像担持体上のプリント画像を、普通紙等に転写した後、定着して最終画像を形成するものである。   Electrophotographic image forming methods widely used at present are in contact with an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier (usually an electrophotographic photosensitive member) with charged toner or through a narrow gap. The printed image on the latent electrostatic image bearing member formed through a development process in which the latent electrostatic image is visualized with toner is transferred onto plain paper and then fixed to form a final image. Is.

プリント画像を形成するための現像方法として、キャリアとトナーとから構成される2成分現像剤を用いてトナーを帯電させ現像する2成分現像方式や、トナーのみから構成される現像剤を搬送する現像ローラや現像剤規制部材などとの摩擦でトナーを帯電させ現像する1成分現像方式がある。この1成分現像方式ではキャリアを使用しないため、現像装置が簡略化でき、近年ではかなり幅広く使用されている。特に、近年のカラー化の流れに伴い、磁性体を含有しないトナーを用いる非磁性1成分現像方式はカラー化も可能であるため、注目されている。   As a development method for forming a print image, a two-component development method in which a toner is charged and developed using a two-component developer composed of a carrier and a toner, or a development in which a developer composed only of toner is conveyed There is a one-component development system in which toner is charged and developed by friction with a roller or a developer regulating member. In this one-component developing system, since no carrier is used, the developing device can be simplified, and in recent years, it has been widely used. In particular, with the trend of colorization in recent years, a non-magnetic one-component development method using a toner that does not contain a magnetic material is attracting attention because it can be colored.

非磁性1成分現像方式は、2成分現像方式とは異なり、キャリアを使用せず、トナーのみを帯電部材と摩擦させ、或いは、現像ローラ面等に押圧することにより帯電させるものであり、現像器の機構が複雑でなく、且つコンパクトにできるという大きなメリットがある。その結果、通常、現像機構を4個以上必要とするカラー画像形成装置にも適用し易いと言う特徴も有する。特に近年、装置の軽量化、小型化が積極的に進められており、プリンターでは非磁性1成分現像剤を用いた現像方式が主流となっている。   Unlike the two-component development method, the non-magnetic one-component development method is a method in which only the toner is rubbed against the charging member or charged against the developing roller surface or the like without using a carrier. There is a great merit that the mechanism is not complicated and can be made compact. As a result, there is also a feature that it can be easily applied to a color image forming apparatus that normally requires four or more developing mechanisms. In particular, in recent years, the weight reduction and downsizing of the apparatus have been actively promoted, and a developing method using a non-magnetic one-component developer has become mainstream in printers.

この非磁性1成分現像方式における現像ローラとしては、従来、導電性のシャフトの外周にシリコーンゴムを用いた弾性層を形成したものが用いられてきた。トナーを帯電させるには、金属板或いはローラ等の帯電部材を用いて現像ローラ上にトナーの薄層を形成すると共に、これと摩擦させることにより行うので、機構的には極めて単純な構成の現像器となる。   As a developing roller in this non-magnetic one-component developing system, conventionally, a roller in which an elastic layer using silicone rubber is formed on the outer periphery of a conductive shaft has been used. The toner is charged by forming a thin layer of toner on the developing roller using a charging member such as a metal plate or a roller, and rubbing it against the developing roller. It becomes a vessel.

この現像ローラは、金属性の或いは導電性樹脂の軸体の外周面にシリコーンゴム等のゴム状弾性体を用いた弾性層が形成されているが、トナーへの帯電付与或いはトナーの搬送性を付与するために、弾性層上に表面層が形成されることがある。この表面層にはトナーの付着や融着を防止するために、フッ素ゴムを用いることが知られている。弾性層上にフッ素ゴムの層を形成するためには、接着性を向上させる必要があり、弾性層表面をシランカップリング剤の中間層を形成させ、更にその上にフッ素ゴム等を主成分として用いた塗布層を形成することが知られている(例えば特許文献1参照。)。   In this developing roller, an elastic layer using a rubber-like elastic material such as silicone rubber is formed on the outer peripheral surface of a metallic or conductive resin shaft. In order to impart, a surface layer may be formed on the elastic layer. It is known to use fluororubber for the surface layer in order to prevent toner adhesion and fusion. In order to form a fluororubber layer on the elastic layer, it is necessary to improve adhesiveness, and an intermediate layer of a silane coupling agent is formed on the surface of the elastic layer, and further, fluororubber or the like as a main component is formed thereon. It is known to form a used coating layer (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、近年の装置の小型化やプリントアウトタイムの短縮により、現像ローラの機能であるトナー搬送、帯電、現像、トナー入れ替えのサイクルが高速になり現像ローラの負荷が高まっている。特に、小型化という点で、軸体の外周面にシリコーンゴム等のゴム状弾性体を用いた弾性層を有する現像ローラを用いた場合、高速サイクルによる残留電荷の蓄積や、ローラ層の磨耗等の問題があった。   However, due to the recent downsizing of the apparatus and shortening of the printout time, the cycle of toner transport, charging, developing, and toner replacement, which are functions of the developing roller, is accelerated and the load on the developing roller is increasing. In particular, in terms of miniaturization, when a developing roller having an elastic layer using a rubber-like elastic body such as silicone rubber is used on the outer peripheral surface of the shaft body, accumulation of residual charges due to high-speed cycles, roller layer wear, etc. There was a problem.

そこで、軸体に直接被覆層を形成した構成の現像ローラが検討されている。軸体に直接被覆層を形成した構成の現像ローラは、ブレード等により外部から被覆層に力が加えられた場合、弾性層を介して形成される構成の現像ローラのような衝撃を吸収する層が無いため、被覆層が軸体から剥がされるような力が加えられる。そのため軸体と被覆層の層間で良好な接着性が要求される。   Therefore, a developing roller having a configuration in which a coating layer is directly formed on a shaft body has been studied. The developing roller having a structure in which a coating layer is directly formed on the shaft body is a layer that absorbs an impact like a developing roller having a structure formed through an elastic layer when a force is applied to the coating layer from the outside by a blade or the like. Therefore, a force that peels the coating layer from the shaft is applied. Therefore, good adhesion is required between the shaft body and the coating layer.

軸体の基材としてステンレスを用い、その外周に直接被覆層を形成する検討がされている(例えば、特許文献2参照。)。   Studies have been made to use stainless steel as the base material of the shaft body and form a coating layer directly on the outer periphery thereof (see, for example, Patent Document 2).

また、軸体と被覆層との接着性を向上するため、軸体と被覆層との間に接着層を設ける検討がされている(例えば特許文献3参照。)。
特開平8−190263号公報 特開2002−14535号公報 特開平7−56434号公報
Further, in order to improve the adhesion between the shaft body and the coating layer, studies have been made to provide an adhesive layer between the shaft body and the coating layer (see, for example, Patent Document 3).
JP-A-8-190263 JP 2002-14535 A JP-A-7-56434

しかしながら、上記に記載された導電性軸体の外周に直接被覆層を形成した構成の電子写真用現像ローラでは、導電性軸体と被覆層との層間接着性が不十分で、多数枚プリントすると被覆層が剥がれたり、ハーフトーン画像部に画像欠陥が発生したりして高品質のプリント画像を継続して得ることができなかった。   However, in the electrophotographic developing roller having the structure in which the coating layer is directly formed on the outer periphery of the conductive shaft described above, the interlayer adhesion between the conductive shaft and the coating layer is insufficient, and a large number of sheets are printed. The coating layer was peeled off, or an image defect occurred in the halftone image portion, so that a high-quality printed image could not be continuously obtained.

本発明は、導電性軸体と被覆層との層間接着性が良好で、多数枚(例えば、5000枚)プリントを行っても被覆層の剥がれが発生せず、ハーフトーン画像部に画像欠陥の無い高品質のプリント画像が継続して得られる優れた電子写真用現像ローラを提供することを目的とする。   In the present invention, the interlaminar adhesion between the conductive shaft and the coating layer is good, and even when a large number of sheets (for example, 5000 sheets) are printed, the coating layer does not peel off, and the halftone image area has image defects. An object of the present invention is to provide an excellent electrophotographic developing roller capable of continuously obtaining a high-quality print image without any problem.

本発明の課題は、下記に記載の何れかの構成により発現されるものである。   The subject of the present invention is expressed by any of the configurations described below.

1.導電性軸体の外周に、少なくとも導電剤と樹脂とを有する被覆層を直接形成して構成される電子写真用現像ローラにおいて、
該導電性軸体の基材が快削鋼であり、
該導電性軸体の表面が無電解メッキ法により形成されたメッキ層で被覆されていることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
1. In the electrophotographic developing roller configured by directly forming a coating layer having at least a conductive agent and a resin on the outer periphery of the conductive shaft body,
The base material of the conductive shaft is free-cutting steel,
An electrophotographic developing roller, wherein the surface of the conductive shaft is covered with a plating layer formed by an electroless plating method.

2.前記メッキ層が、鉛フリーのメッキ液を用いて形成されたものであることを特徴とする前記1に記載の電子写真用現像ローラ。   2. 2. The electrophotographic developing roller according to 1 above, wherein the plating layer is formed using a lead-free plating solution.

本発明の電子写真用現像ローラ(以下、単に現像ローラともいう)は、導電性軸体(以下、単に軸体ともいう)と被覆層との層間接着性が良好で、多数枚(例えば、5000枚)プリントを行っても被覆層の剥がれが発生せず、ハーフトーン画像部に画像欠陥の無い高品質のプリント画像が継続して得られる優れた効果を有する。   The electrophotographic developing roller of the present invention (hereinafter also simply referred to as a developing roller) has good interlayer adhesion between a conductive shaft (hereinafter also simply referred to as a shaft) and a coating layer, and has a large number (for example, 5000). Sheet) Even if printing is performed, the coating layer does not peel off, and it has an excellent effect of continuously obtaining a high-quality print image having no image defect in the halftone image portion.

現像ローラの軸体として用いる基材中に組成の不均一な部分が有ると、切削加工時にバリや亀裂等が発生する。バリや亀裂等が有る軸体を用いると、被覆層用塗布液を塗布して被覆層を形成するときバリや亀裂等の部分が基点となり塗布むらが発生し、均一な塗膜を形成することができない。   If there is a non-uniform portion of the composition in the base material used as the shaft of the developing roller, burrs, cracks, etc. occur during cutting. If a shaft body with burrs, cracks, etc. is used, when a coating layer is formed by applying a coating solution for the coating layer, the burrs, cracks, etc. will be the starting point and uneven coating will occur, forming a uniform coating film. I can't.

このバリや亀裂等のある軸体を用いて作製した現像ローラで画像形成すると、被覆層の剥がれが発生したり、ハーフトーン画像部に画像欠陥が発生したりして高品質のプリント画像を継続して得られない。   When an image is formed with a developing roller made using a shaft body with burrs or cracks, the coating layer peels off or an image defect occurs in the halftone image area. Can not be obtained.

本発明者等は、導電性軸体の外周に直接被覆層を形成した構成の現像ローラを用いて画像形成したとき、導電性軸体と被覆層との層間接着性が良好で、多数枚プリントを行っても画像欠陥の無い良好な画像を継続して得られる現像ローラの作製に用いる軸体について検討を行った。   When the present inventors formed an image using a developing roller having a coating layer directly formed on the outer periphery of the conductive shaft body, the interlayer adhesion between the conductive shaft body and the coating layer was good, and a large number of sheets were printed. The shaft used for the production of a developing roller that can continuously obtain a good image without image defects even after performing the above was investigated.

検討の結果、導電性軸体の基材に快削鋼を用いると、被削性、即ち、切りくず処理性、切削工具寿命に対する向上効果が大きく、バリや亀裂等の加工不良部の無い切削加工を行うことができ、且つ切削性も良好で生産性も優れていることを見いだした。   As a result of study, when free-cutting steel is used for the base material of the conductive shaft body, machinability, that is, chip removal property, cutting tool life is greatly improved, cutting without defective parts such as burrs and cracks It has been found that it can be processed, has good machinability, and has excellent productivity.

この切削加工品の表面にメッキを施した軸体の外周に直接被覆層を設けて作製した現像ローラで画像形成を行うと、多数枚プリントしても膜剥がれや画像欠陥が発生せず、継続して高品質のプリント画質が得られることを見いだした。   When image formation is performed with a developing roller made by directly providing a coating layer on the outer periphery of the shaft body plated on the surface of this machined product, film peeling and image defects do not occur even when a large number of sheets are printed. As a result, they found that high-quality print image quality was obtained.

バリや亀裂等の切削不良が無くなった理由としては、切削加工中の昇温により融点以上に加熱された添加金属が溶出するため、溶出した添加金属がバイトと切りくずとの間で潤滑剤となり、切削バイトの摩擦抵抗が下がったことによると推察している。   The reason for the lack of cutting defects such as burrs and cracks is that the additive metal heated above the melting point is eluted by the temperature rise during the cutting process, and the eluted additive metal becomes a lubricant between the tool and the chip. The reason is that the frictional resistance of the cutting tool has decreased.

また、切削加工中の昇温により融点以上に加熱された添加金属の溶融金属脆化のため、切削バイト刃前方の変形領域を脆くさせ、被切削剤の剪断強度を下げる。更に、切りくずに割れを発生させやすくするため、切りくず分断性が向上したことによると推察している。   Further, due to the molten metal embrittlement of the additive metal heated to the melting point or higher due to the temperature rise during the cutting process, the deformation region in front of the cutting tool blade is made brittle, and the shear strength of the work material is lowered. Furthermore, in order to make it easy to generate | occur | produce a crack in a chip, it is guessed that it is because the chip | tip parting property improved.

本発明では、錆の発生防止等の目的で、切削加工した快削鋼の表面に無電解メッキ法によりメッキ層を施した導電性軸体とするものである。   In the present invention, for the purpose of preventing the occurrence of rust and the like, a conductive shaft body in which a plated layer is applied to the surface of a machined free-cutting steel by an electroless plating method is provided.

切削加工した快削鋼の表面にメッキ層を施した軸体は、現像ローラを長時間高温高湿(例えば、30℃、80%RHに7日間)の環境に放置しておいても、錆が発生せず、錆に起因する膜剥がれや画像欠陥の発生を防止する効果を有する。   The shaft body with the plated layer on the surface of the machined free-cutting steel is rusted even if the developing roller is left in an environment of high temperature and high humidity (for example, 30 ° C, 80% RH for 7 days) for a long time. Does not occur, and has the effect of preventing film peeling and image defects due to rust.

メッキ層は、無電解メッキにより形成する。尚、無電解メッキ液に鉛フリーのメッキ液を用いると、メッキ層中に鉛を含まなくなり、環境の面でも好ましい。   The plating layer is formed by electroless plating. When a lead-free plating solution is used as the electroless plating solution, lead is not contained in the plating layer, which is preferable in terms of the environment.

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.

《現像ローラの構成》
本発明の現像ローラは、導電性軸体の外周に、少なくとも導電剤と樹脂とを有する被覆層を直接形成して構成されたものである。
<Configuration of developing roller>
The developing roller of the present invention is configured by directly forming a coating layer having at least a conductive agent and a resin on the outer periphery of a conductive shaft.

図1は、本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。   FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the developing roller of the present invention.

図1に示す現像ローラ25は、円筒状の基材251の表面にメッキ層252を施した導電性軸体253の外周に被覆層254を設けたものである。   The developing roller 25 shown in FIG. 1 has a coating layer 254 provided on the outer periphery of a conductive shaft body 253 obtained by applying a plating layer 252 to the surface of a cylindrical substrate 251.

〈層間接着力〉
本発明の現像ローラは、導電性軸体と被覆層の層間接着力が強いことが好ましい。
<Interlayer adhesion>
The developing roller of the present invention preferably has a strong interlayer adhesion between the conductive shaft and the coating layer.

導電性軸体と被覆層の層間接着力は、下記の方法で測定して得られた値で評価を行う。   The interlayer adhesion between the conductive shaft and the coating layer is evaluated by the value obtained by measurement by the following method.

図2は、導電性軸体と被覆層の層間接着力の測定方法を説明するための模式図である。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method for measuring an interlayer adhesive force between a conductive shaft and a coating layer.

現像ローラ25を、図2(a)に示すように、ローラ中央部の被覆層254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、更に、上記被覆層12に対して現像ローラ25方向に切り込み(破線Y)を入れて、そこから塾対253の外周に設けた被覆層254を少し剥がし、図2(b)に示すように、剥がされた被覆層254の端部を「オートグラフAGS(島津製作所社製)」のグリップ5でつまみ、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被覆層が、導電性軸体253から引きはがされ始めるか測定し層間接着力を評価する。   As shown in FIG. 2A, the developing roller 25 is cut along the outer periphery of the coating layer 254 at the center of the roller with a width of 2.5 cm as indicated by a broken line X. 12 is cut in the direction of the developing roller 25 (broken line Y), and the covering layer 254 provided on the outer periphery of the cram pair 253 is slightly peeled from the cut, and as shown in FIG. The end of 254 is pinched with the grip 5 of “Autograph AGS (manufactured by Shimadzu Corporation)”, pulled up vertically (in the direction of arrow Z), and with what force, the coating layer is pulled from the conductive shaft body 253. Measure the adhesion between layers by measuring whether it begins to peel off.

具体的には、被覆層を100mm/minの速度で引き上げていって、負荷容量20Nまで上げる過程で、負荷が増加しなくても被覆層を引き上げていける負荷値を求め、その値を層間接着力とする。   Specifically, in the process of raising the coating layer at a speed of 100 mm / min and increasing the load capacity to 20 N, a load value that can raise the coating layer without increasing the load is obtained, and the value is indirectly obtained from the layer. It is assumed to be strong.

次に、本発明に係わる導電性軸体、被覆層について説明する。   Next, the conductive shaft and the coating layer according to the present invention will be described.

《導電性軸体》
本発明では、軸体の基材として快削鋼を用いることを特徴としている。
<Conductive shaft>
The present invention is characterized in that free-cutting steel is used as the base material of the shaft body.

本発明でいう快削鋼とは、特定量のマンガン元素、リン元素、硫黄元素、鉛元素、セレン元素、テルル元素等を単独或いは複合で添加した鋼材のことをいい、切削抵抗が低く、削りやすく、仕上げ精度に優れ、工作物の寸法を出すのが容易というメリットを有する。また、良好な機械精度特性を有することや、加工時に切粉が連続しない傾向であるため切粉の処理が行いやすいというメリットを有する。   The free-cutting steel as used in the present invention refers to a steel material to which a specific amount of manganese element, phosphorus element, sulfur element, lead element, selenium element, tellurium element or the like is added alone or in combination, with low cutting resistance, It has the advantages of being easy, excellent in finishing accuracy, and easy to dimension the workpiece. Moreover, it has the merit that it has a favorable mechanical precision characteristic, and since it is the tendency for a chip not to continue at the time of a process, it is easy to process a chip.

快削鋼が含有する元素の量は、各元素で適した範囲が有り、最近では、環境への対応を配慮して、いわゆる「Pbフリー快削鋼」と呼ばれる鉛元素を含有していない快削鋼もあり、この「Pbフリー快削鋼」に含有される元素の量は、具体的には、快削鋼総質量に対してマンガン元素を0.30〜1.35質量%、リン元素を0.02〜0.12質量%、及び、硫黄元素を0.08〜0.37質量%含有しているものを挙げることができる。   The amount of elements contained in free-cutting steel has a range suitable for each element. Recently, in consideration of response to the environment, free-cutting steel called “Pb-free free-cutting steel” does not contain lead elements. There is also cut steel, and the amount of elements contained in this “Pb-free free-cutting steel” is specifically 0.30 to 1.35% by mass of manganese element and phosphorus element with respect to the total mass of free-cutting steel Of 0.02 to 0.12% by mass and 0.08 to 0.37% by mass of sulfur element.

一般の快削鋼としては、具体的には、快削鋼総質量に対してマンガン元素を0.30〜1.35質量%、リン元素を0.02〜0.09質量%、硫黄元素を0.28〜0.36質量%、及び、鉛元素を0.08〜0.40質量%含有しているものを挙げることができる。   Specifically, as general free-cutting steel, 0.30 to 1.35% by mass of manganese element, 0.02 to 0.09% by mass of phosphorus element, and sulfur element to the total mass of free-cutting steel Examples include 0.28 to 0.36 mass% and lead element containing 0.08 to 0.40 mass%.

快削鋼中に含有する元素及びその質量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法により測定することができる。   The elements contained in the free-cutting steel and the mass thereof can be measured by high frequency inductively coupled plasma optical emission spectrometry.

高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法(Inductively Coupled Plasma)とは、金属を酸やアルカリ等に溶解した溶液試料をArプラズマ中に噴霧し、励起発光した光を、それぞれの波長に分光し、その光強度から元素の種類と含有量を定量する方法である。同法は、微量域から高濃度まで光強度と含有量が直線関係にあり、それぞれ元素を同時に分析することができる。   High frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy (Inductively Coupled Plasma) is a method in which a solution sample in which a metal is dissolved in acid, alkali, or the like is sprayed into Ar plasma, and excited light is split into each wavelength and the light is dispersed. This is a method for quantifying the type and content of an element from its strength. This method has a linear relationship between light intensity and content from a minute range to a high concentration, and each element can be analyzed simultaneously.

高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法の測定装置としては、「ULTIMA2000(堀場製作所製)」を用いることができる。   “ULTIMA2000 (manufactured by Horiba, Ltd.)” can be used as a measuring device for high-frequency inductively coupled plasma optical emission spectrometry.

導電性軸体は、現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、比抵抗が1×104Ω・cm以下のものを用いることが好ましい。尚、比抵抗は公知の方法により測定することができる。 Since the conductive shaft also serves as a member that leaks charges accumulated on the surface of the developing roller, it is preferable to use a conductive shaft having a specific resistance of 1 × 10 4 Ω · cm or less. The specific resistance can be measured by a known method.

導電性軸体としては、その表面が無電解メッキ法により形成されたメッキ層を有するものを用いる。ここで、無電解メッキ法とは、メッキ液に含有される還元剤の酸化により放出される電子の作用で、メッキ液に含浸させた被メッキ物である導電性軸体表面に金属被膜を析出させてメッキ層を形成する方法である。   As the conductive shaft, one having a plating layer whose surface is formed by an electroless plating method is used. Here, the electroless plating method is the action of electrons released by oxidation of the reducing agent contained in the plating solution, and deposits a metal film on the surface of the conductive shaft that is the object to be plated impregnated in the plating solution. And forming a plating layer.

一方、電解メッキ法は、通電による電子の作用で導電性軸体表面に金属被膜を形成するものである。   On the other hand, the electrolytic plating method forms a metal film on the surface of the conductive shaft body by the action of electrons by energization.

メッキ層の膜厚は、1〜20μmが好ましく、3〜6μmがより好ましい。   The thickness of the plating layer is preferably 1 to 20 μm, and more preferably 3 to 6 μm.

無電解メッキが好ましいという理由は明確ではないが、電解メッキの場合は軸体の基材に僅かなバリや亀裂等の欠陥があると、その欠陥部に電界が集中し電界強度分布の乱れによりメッキ膜厚の不均一が発生し、バリや亀裂等の欠陥が誇張されるため好ましくないと推測される。   The reason why electroless plating is preferable is not clear, but in the case of electrolytic plating, if there are slight defects such as burrs and cracks in the shaft base material, the electric field concentrates on the defective part and the electric field strength distribution is disturbed. It is assumed that the plating film thickness is not uniform because defects such as burrs and cracks are exaggerated.

また、無電解メッキの方が処理時間は長くなるものの、メッキ層膜厚の均一性に優れるために高精度の膜厚が得られ、ピンホール等の欠陥も少ないために耐食性に優れていると考えている。   In addition, although electroless plating takes longer processing time, it is possible to obtain a high-precision film thickness because of excellent uniformity of the plating layer thickness, and excellent corrosion resistance because there are few defects such as pinholes. thinking.

無電解メッキの種類としては、ニッケルメッキ、銅メッキ、金メッキ等が挙げられるが、無電解メッキの中でも無電解ニッケルメッキがメッキ液の安定性やコストの面からより好ましく用いられている。   Examples of the electroless plating include nickel plating, copper plating, and gold plating. Among the electroless platings, electroless nickel plating is more preferably used from the viewpoint of the stability of the plating solution and cost.

無電解ニッケルメッキにおいては、メッキ液安定剤及び光沢付与剤として重金属化合物、特に鉛化合物が一般に使用されており、メッキ被膜中に100〜1000ppm程度の鉛が共析する。メッキ液の種類や使用条件によっては、メッキ被膜中への鉛の共析量が1000ppmを越える可能性があることから、鉛代替の金属、無機化合物、有機化合物を使用する鉛フリーのメッキ液を用いてメッキを行うことが、環境に優しく好ましい。   In electroless nickel plating, heavy metal compounds, particularly lead compounds, are generally used as plating solution stabilizers and gloss imparting agents, and about 100 to 1000 ppm of lead co-deposits in the plating film. Depending on the type and usage conditions of the plating solution, the amount of lead co-deposited in the plating film may exceed 1000 ppm, so a lead-free plating solution that uses metals, inorganic compounds, and organic compounds instead of lead can be used. It is preferable for the environment to be used for plating.

《被覆層》
被覆層は、少なくとも導電剤(例えば、電子導電剤やイオン導電剤)と樹脂、必要に応じ非導電性充填剤を適宜配合して調製した塗布液を導電性軸体の外周面に塗布し、これを乾燥し、所望の場合にはこれを硬化させて形成することができる。
<Coating layer>
The coating layer is applied to the outer peripheral surface of the conductive shaft body by applying a coating liquid prepared by appropriately blending at least a conductive agent (for example, an electronic conductive agent or an ionic conductive agent) and a resin, and if necessary, a non-conductive filler, This can be dried and, if desired, cured to form.

〈被覆層の樹脂〉
被覆層の樹脂としては、特に限定されるものではないが、具体的には、シロキサン変性ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。この内、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から、シロキサン変性ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐磨耗性が得られる点から、シロキサン変性ポリウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
<Resin for coating layer>
The resin of the coating layer is not particularly limited, but specifically, siloxane-modified polyurethane resin, acrylic resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, phenol-modified / silicone-modified, etc. modified alkyd resin, oil A free alkyd resin, a silicone resin, a fluorine resin, a phenol resin, a polyamide resin, an epoxy resin, a polyester resin, a maleic acid resin, a urethane resin, and the like can be given. Of these, siloxane-modified polyurethane resin, acrylic resin, polyamide resin, and the like are preferably used from the viewpoint of self-film reinforcing property, toner charging property, and the like. Among these, it is particularly preferable to use a siloxane-modified polyurethane resin from the viewpoint of obtaining good abrasion resistance.

ウレタン樹脂とは、ポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得られたたもので、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得られたのや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得られたものなどが挙げられる。   The urethane resin is obtained by reacting a urethane raw material containing a polyhydroxy compound and an isocyanate compound. For example, the urethane resin is obtained by a method of cross-linking a prepolymer, or a polyol is obtained by a one-shot method. The thing obtained by the method of making it react with a polyisocyanate cake etc. are mentioned.

この場合、ウレタン樹脂を得る際に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られるいわゆるポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、イソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート(TDIと表すことがある)、粗製TDI、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIと表すことがある)、粗製MDI、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等を用いることができる。特に被覆層をユニバーサル硬さを低くする目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしてもよい。   In this case, as a polyhydroxyl compound used when obtaining a urethane resin, a polyol used for production of a general flexible polyurethane foam or a urethane elastomer, for example, a polyether polyol having a polyhydroxyl group at a terminal, a polyester polyol, or a polyether In addition to polyester polyols, general polyols such as polyolefin polyols such as polybutadiene polyol and polyisoprene polyol, and so-called polymer polyols obtained by polymerizing ethylenically unsaturated monomers in polyols can be used. As the isocyanate compound, polyisocyanate used in the production of general flexible polyurethane foam and urethane elastomer, that is, tolylene diisocyanate (sometimes referred to as TDI), crude TDI, 4,4'-diphenylmethane. Diisocyanate (sometimes referred to as MDI), crude MDI, aliphatic polyisocyanate having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanate having 4 to 15 carbon atoms, and mixtures and modified products of these polyisocyanates, such as partially polyol A prepolymer obtained by reacting with a polymer can be used. In particular, the mixing ratio of the polyisocyanate may be lowered for the purpose of reducing the universal hardness of the coating layer.

また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及びポリイソシアネートを含む、1液型や2液型のウレタン原料を用いて調製してもよいし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いてもよい。   Moreover, the urethane resin may be prepared using a one-pack type or two-pack type urethane raw material containing a polyhydroxyl compound and a polyisocyanate, and an epoxy resin or a melamine resin is used as a crosslinking agent as necessary. Also good.

ポリアミド樹脂とは、ナイロン6、6・6、6・10、6・12、11、12、12・12及びそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミドなどで、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの3元共重合体や4元共重合体の分子量を調整したもの、またはナイロン6やナイロン12をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。   Polyamide resin is nylon 6,6,6,6,10,6,12,11,12,12,12 and polyamides obtained from polycondensation between different types of polyamide monomers, and from the viewpoint of workability Alcohol-soluble ones are preferred. For example, those obtained by adjusting the molecular weight of a polyamide terpolymer or quaternary copolymer, or those obtained by methoxymethylating nylon 6 or nylon 12 to be soluble in alcohol or water.

また、アクリル樹脂とは、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体などである。   The acrylic resin includes polyacrylate, polymethyl methacrylate, polymethyl ethacrylate, those obtained by substituting these side chain ends with a hydroxyalkyl group, and copolymers thereof.

アクリル樹脂を構成するモノマーとしては、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。   Monomers constituting the acrylic resin include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, methacrylic acid. Examples include hexyl, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the like.

本発明で用いられる樹脂としては、シリコーン共重合ポリウレタン樹脂がより好ましい。シリコーン共重合ポリウレタン樹脂は、2官能以上の多価イソシアネート及び2官能以上の水酸基を持つシリコーン骨格を分子中に有する化合物から合成することができる。   As the resin used in the present invention, a silicone copolymer polyurethane resin is more preferable. The silicone copolymer polyurethane resin can be synthesized from a compound having in its molecule a silicone skeleton having a polyfunctional isocyanate having two or more functional groups and a hydroxyl group having two or more functional groups.

このシリコーン共重合ポリウレタン樹脂は特に限定されるものではないが、特公平7−33427号等に開示されるものを使用することができる。   The silicone copolymer polyurethane resin is not particularly limited, but those disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-33427 can be used.

シロキサン変性ポリウレタン樹脂としては、例えばポリオールとイソシアネートと鎖伸長剤から得られ、且つエポキシ基と反応性を持つ官能基を有するポリウレタン樹脂(1)と、1分子中に1つの水酸基を持つエポキシ化合物(A)(以下、単にエポキシ化合物(A)と略す。)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って得られるエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2)とを反応させてなるアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂を用いることができるがこれに限定されるものではない。   Examples of the siloxane-modified polyurethane resin include a polyurethane resin (1) obtained from a polyol, an isocyanate and a chain extender and having a functional group reactive with an epoxy group, and an epoxy compound having one hydroxyl group in one molecule ( A) (hereinafter simply referred to as an epoxy compound (A)) and an alkoxy obtained by reacting an alkoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2) obtained by a dealcoholization reaction between the alkoxysilane partial condensate (B). A group-containing siloxane-modified polyurethane resin can be used, but is not limited thereto.

ポリウレタン樹脂(1)におけるエポキシ基と反応性を有する官能基は、ポリウレタン樹脂(1)の末端、主鎖の何れに存在していてもよい。かかる官能基としては、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ることができる。エポキシ基との反応性や、官能基付与容易性の点から酸性基、アミノ基が好ましい。ポリウレタン樹脂(1)に酸性基を付与する方法は特に限定されないが、例えば前記の鎖伸長剤や重合停止剤として前述の官能基を有する化合物を使用することで、官能基を付与することができる。   The functional group having reactivity with the epoxy group in the polyurethane resin (1) may be present at either the terminal or the main chain of the polyurethane resin (1). Examples of such functional groups include acidic groups such as carboxyl groups, sulfonic acid groups, and phosphoric acid groups, amino groups, hydroxyl groups, and mercapto groups. An acidic group and an amino group are preferable from the viewpoint of reactivity with an epoxy group and ease of imparting a functional group. The method for imparting an acidic group to the polyurethane resin (1) is not particularly limited. For example, the functional group can be imparted by using a compound having the aforementioned functional group as the chain extender or the polymerization terminator. .

本発明に用いるポリウレタン樹脂(1)を製造する方法としては、高分子ポリオールとジイソシアネート化合物ならびに必要に応じて鎖伸長剤及び/または重合停止剤を、適当な溶媒中で一度に反応させる一段法、高分子ポリオールとジイソシアネート化合物とを、イソシアネート基過剰の条件で反応させ、高分子ポリオール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及び必要に応じて、重合停止剤と反応させる二段法等が挙げられる。均一なポリマー溶液をうる目的には二段法が好ましい。これら製造法において、使用される溶剤としては通常、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、シクロヘキサノンなどの溶剤を単独または混合して使用できる。   As a method for producing the polyurethane resin (1) used in the present invention, a one-stage method in which a polymer polyol, a diisocyanate compound and, if necessary, a chain extender and / or a polymerization terminator are reacted at once in a suitable solvent, A polymer polyol and a diisocyanate compound are reacted under an excess of isocyanate groups to prepare a prepolymer having an isocyanate group at the terminal of the polymer polyol, and then this is added to a chain extender in an appropriate solvent and, if necessary, And a two-stage method of reacting with a polymerization terminator. The two-stage method is preferred for the purpose of obtaining a uniform polymer solution. In these production methods, the solvent used is usually an aromatic solvent such as benzene, toluene or xylene; an ester solvent such as ethyl acetate or butyl acetate; methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, diacetone alcohol or the like. Alcohol solvents; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; other solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, and cyclohexanone can be used alone or in combination.

またポリウレタン樹脂(1)にアミノ基を付与する方法に限定はないが、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ればよい。ポリウレタン樹脂(1)における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であることが好ましい。0.1KOHmg/g未満になると得られるポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体の柔軟性や耐熱性が低下し、また20KOHmg/gを超えるとポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体の耐水性が低下する傾向がある。尚、ポリウレタン樹脂中にはウレア結合を含むものが、層間接着性がより好ましい。   The method for imparting amino groups to the polyurethane resin (1) is not limited. For example, polyamines may be reacted with the terminal isocyanate groups of the prepolymer so that the amino groups are excessive. The amount of the epoxy group-reactive functional group in the polyurethane resin (1) is not particularly limited, but it is usually preferably 0.1 to 20 KOHmg / g. When it is less than 0.1 KOHmg / g, the flexibility and heat resistance of the obtained polyurethane resin-silica hybrid are lowered, and when it exceeds 20 KOHmg / g, the water resistance of the polyurethane resin-silica hybrid tends to be lowered. In the polyurethane resin, those containing a urea bond are more preferable for interlayer adhesion.

本発明のエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物(2)は、前記のように、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って得られるものである。   As described above, the epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate (2) of the present invention is obtained by a dealcoholization reaction between the epoxy compound (A) and the alkoxysilane partial condensate (B).

かかるエポキシ化合物(A)としては、1分子中に水酸基を1つ持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)としては、分子量が小さいもの程、アルコキシシラン部分縮合物(B)に対する相溶性がよく、耐熱性や密着性付与効果が高いことから、炭素数が15以下のものが好適である。その具体例としては、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)などが例示できる。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)との反応性も高いため、最適である。   As the epoxy compound (A), the number of epoxy groups is not particularly limited as long as it is an epoxy compound having one hydroxyl group in one molecule. In addition, as the epoxy compound (A), the smaller the molecular weight, the better the compatibility with the alkoxysilane partial condensate (B), and the higher the heat resistance and adhesion imparting effect. Is preferred. Specific examples include monoglycidyl ethers having one hydroxyl group at the molecular end obtained by reacting epichlorohydrin with water, dihydric alcohol or phenol; epichlorohydrin and glycerin, pentaerythritol, etc. Polyglycidyl ethers having one hydroxyl group at the molecular end obtained by reacting with a trihydric or higher polyhydric alcohol of the above; one hydroxyl group at the molecular end obtained by reacting epichlorohydrin and amino monoalcohol Examples thereof include alicyclic hydrocarbon monoepoxides having one hydroxyl group in the molecule (for example, epoxidized tetrahydrobenzyl alcohol). Among these epoxy compounds, glycidol is most suitable in terms of heat resistance imparting effect, and is also optimal because of its high reactivity with the alkoxysilane partial condensate (2).

また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。   Further, the alkoxysilane partial condensate (B) is obtained by hydrolyzing a hydrolyzable alkoxysilane monomer represented by the following general formula (a) in the presence of acid or alkaline water and partially condensing it. Is used.

一般式(a):R1pSi(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。)
このような加水分解性アルコキシシランモノマーの具体例としては、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。尚、これらアルコキシシラン部分縮合物(B)としては、前記例示のものを特に制限なく使用できるが、これら例示物の内の2種以上を混合使用する場合には、テトラメトキシシランを、アルコキシシラン部分縮合物(B)を構成する全てのアルコキシシランモノマー中70モル%以上用いて合成されたものが好ましい。尚、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体中に含まれるシラン骨格の割合が、1.0質量%以上30.0質量%以下とすることにより、非常に安定した接着性が発現される。
Formula (a): R 1p 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 examples of such hydrolyzable alkoxysilane monomers include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyl Trialkoxysilanes such as tripropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane It is done. In addition, as these alkoxysilane partial condensates (B), those exemplified above can be used without particular limitation, but when two or more of these examples are used in combination, tetramethoxysilane is replaced with alkoxysilane. What was synthesized using 70 mol% or more of all alkoxysilane monomers constituting the partial condensate (B) is preferable. In addition, when the ratio of the silane skeleton contained in the polyurethane resin-silica hybrid is 1.0% by mass or more and 30.0% by mass or less, very stable adhesiveness is exhibited.

アルコキシシラン部分縮合物(B)は、例えば次の一般式(b)または(c)で示される。   The alkoxysilane partial condensate (B) is represented by, for example, the following general formula (b) or (c).

Figure 2008224944
Figure 2008224944

(一般式(b)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。nは整数である。) (In the general formula (b), R 1 represents a lower alkyl group, an aryl group or an 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. R 2 may be the same or different, and n is an integer.)

Figure 2008224944
Figure 2008224944

(一般式(c)中、R1、R2は一般式(b)中のR1、R2と同じ。nは整数である。)
〈電子導電剤〉
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。
(In the general formula (c), the same .n as R 1, R 2 of R 1, R 2 is In formula (b) is an integer.)
<Electronic conductive agent>
Examples of the electronic conductive agent include various conductive metals or alloys such as carbon black, graphite, aluminum, copper, tin, and stainless steel, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, titanium oxide, tin oxide antimony monoxide solid solution, tin oxide Various conductive metal oxides such as indium oxide solid solution, and fine powders such as insulating substances coated with these conductive materials can be used. Among these, carbon black is preferably used because it can be obtained relatively easily and good chargeability can be obtained.

カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分100質量部に対して5〜50質量部とするのが好ましく、10〜40質量部がより好ましい。この配合量は被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。   The type of carbon black is not particularly limited, and various conventionally known carbon blacks such as ketjen black, channel black, and furnace black can be used. The blending amount of carbon black is not particularly limited because it varies depending on the type of carbon black to be used, but it is usually preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. preferable. This blending amount is appropriately set according to the conductivity and universal hardness required for the coating layer.

〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、Li、LiCl、NaI、NaBr、KI等のアルカリ金属ハライド、LiClO4、KCllO4、CuCl2Mg(ClO42等の過塩素酸塩、LiSCN、NaSCN、CsSCN等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、4級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、1種類で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Ionic conductive agent>
As the ionic conductive agent, conventionally known inorganic ionic salts and organic ionic salts can be appropriately selected and used. Specifically, alkali metal halides such as Li, LiCl, NaI, NaBr, and KI, perchlorates such as LiClO 4 , KCl1O 4 , CuCl 2 Mg (ClO 4 ) 2 , and thiocyanic acids such as LiSCN, NaSCN, and CsSCN Inorganic ion salts such as salts, aliphatic sulfonates, higher alcohol sulfates, higher alcohol phosphates, higher alcohol ethylene oxide addition sulfates, higher alcohol ethylene oxide addition phosphates, quaternary ammonium Examples thereof include organic ion salts such as salts and betaines. Among these, quaternary ammonium salts such as trimethyloctadecyl ammonium perchlorate, tetramethylammonium chloride, and benzyltrimethylammonium chloride are particularly preferable. These ionic conductive agents may be used alone or in combination of two or more.

イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分100質量部に対し0.001〜5質量部が好ましく、0.05〜2質量部がより好ましい。   The compounding amount of the ionic conductive agent is not particularly limited and is appropriately selected according to various situations, but is preferably 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component forming the coating layer, and 0.05 to 2 Part by mass is more preferable.

これにより、1×104〜1×1010Ω・cmの抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。 As a result, in the resistance region of 1 × 10 4 to 1 × 10 10 Ω · cm, there is little variation in the position of the electrical resistance, and the voltage dependence of the electrical resistance is small. A coating layer having low conductivity can be obtained.

次に、現像ローラの作製について説明する。   Next, production of the developing roller will be described.

《導電性軸体の作製》
導電性軸体の形状は、画像形成装置を小型、軽量、低コストにするため小径(例えば、外径5〜30mm)の薄肉厚(例えば、0.5〜2.0mm)の中空筒状の管の両端に、フランジを取り付けた形状のものが好ましい。
<Production of conductive shaft>
The shape of the conductive shaft is a hollow cylindrical shape having a small diameter (for example, an outer diameter of 5 to 30 mm) and a thin wall thickness (for example, 0.5 to 2.0 mm) in order to reduce the size, weight, and cost of the image forming apparatus. The thing of the shape which attached the flange to the both ends of a pipe | tube is preferable.

軸体は、前記元素を含有する快削鋼をバイトを用い、目的の寸法、表面粗さの中空状の管に切削加工機で加工し、その表面に前記メッキ層を設けることにより作製することができる。切削加工機としては特に限定されず公知の切削加工機を用いることができる。   The shaft body is manufactured by using a cutting tool to machine a free-cutting steel containing the above elements with a cutting tool into a hollow tube having the desired dimensions and surface roughness, and providing the plating layer on the surface. Can do. It does not specifically limit as a cutting machine, A well-known cutting machine can be used.

《被覆層の作製》
導電性軸体の外周に被覆層を形成するする方法としては、上記構成部材(樹脂と導電剤、必要に応じ非導電性充填剤)を有機溶剤に溶解、分散した塗布液を軸体上に塗布する方法が好ましい。この塗布液の樹脂成分濃度は特に制限はなく、必要とする層厚に応じ、適宜調整すればよいが、樹脂成分濃度は塗布液中の固形物の分散性や安定性から10質量%以上であることが好ましい。
<< Production of coating layer >>
As a method of forming a coating layer on the outer periphery of the conductive shaft body, a coating liquid in which the above-described components (resin and conductive agent, and if necessary, nonconductive filler) are dissolved and dispersed in an organic solvent is applied to the shaft body. A coating method is preferred. The resin component concentration of the coating solution is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the required layer thickness. However, the resin component concentration is 10% by mass or more from the dispersibility and stability of the solid matter in the coating solution. Preferably there is.

塗布液の樹脂成分濃度を調製するために用いる溶剤は、上記樹脂成分を溶解することができるものであれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。   The solvent used for preparing the resin component concentration of the coating solution is not particularly limited as long as it can dissolve the resin component, and examples thereof include lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, and ketones such as methyl ethyl ketone. , Cyclohexane, toluene, xylene and the like are preferably used.

被覆層の塗布方法としては、塗布液の粘度などに応じて、ディッピング、スプレー、ロールコートまたは刷毛塗り法などが挙げられるが、これらの中では、被覆層を均一に形成し易いディッピング、スプレー法が好ましい。   Examples of the method for applying the coating layer include dipping, spraying, roll coating, or brush coating method depending on the viscosity of the coating solution. Among these, dipping and spraying methods that can easily form the coating layer uniformly. Is preferred.

被覆層の厚みは、1〜30μmが好ましく、5〜20μmがより好ましい。被覆層の厚みは、現像ローラより被覆層を含む断面試料を採取し、断面試料の顕微鏡写真より測定される。   1-30 micrometers is preferable and, as for the thickness of a coating layer, 5-20 micrometers is more preferable. The thickness of the coating layer is measured from a micrograph of the cross-sectional sample obtained by taking a cross-sectional sample including the coating layer from the developing roller.

次に、本発明に係る現像装置、フルカラー画像形成装置について説明する。   Next, the developing device and the full-color image forming apparatus according to the present invention will be described.

図3は、本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。   FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the developing device according to the present invention.

図3に示す現像装置20は、現像ローラ25に隣接してバッファ室26を、バッファ室26に隣接してホッパ27等を有する。   The developing device 20 shown in FIG. 3 has a buffer chamber 26 adjacent to the developing roller 25, and a hopper 27 and the like adjacent to the buffer chamber 26.

バッファ室26にはトナー規制部材であるブレード28が現像ローラ25に圧接させた状態で配置されている。ブレード28は、現像ローラ25上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ25の回転方向に対してブレード28の下流側に、現像ローラ25上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード29を更に設けることも可能である。   In the buffer chamber 26, a blade 28 as a toner regulating member is disposed in pressure contact with the developing roller 25. The blade 28 regulates the charge amount and adhesion amount of the toner on the developing roller 25. It is also possible to further provide an auxiliary blade 29 for assisting regulation of the toner charge amount and adhesion amount on the developing roller 25 on the downstream side of the blade 28 with respect to the rotation direction of the developing roller 25.

現像ローラ25には供給ローラ30が押圧されている。供給ローラ30は、図示しないモータにより現像ローラ25と同一方向(図中反時計回り方向)に回転駆動する。供給ローラ30は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。   A supply roller 30 is pressed against the developing roller 25. The supply roller 30 is driven to rotate in the same direction as the developing roller 25 (counterclockwise direction in the drawing) by a motor (not shown). The supply roller 30 has a conductive cylindrical base and a foam layer formed of urethane foam or the like on the outer periphery of the base.

ホッパ27には非磁性一成分現像剤であるトナーTが収容されている。また、ホッパ27にはトナーTを撹拌する回転体31が設けられている。回転体31には、フィルム状の搬送羽根が取り付けられており、回転体31の矢印方向への回転によりトナーTを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーTは、ホッパ27とバッファ室26を隔てる隔壁に設けられた通路28を介してバッファ室26に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体31の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーTを搬送しながら撓むとともに、通路32の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーTを通路32に供給している。   The hopper 27 contains toner T which is a non-magnetic one-component developer. The hopper 27 is provided with a rotating body 31 for stirring the toner T. A film-like conveying blade is attached to the rotating body 31, and the toner T is conveyed by the rotation of the rotating body 31 in the direction of the arrow. The toner T conveyed by the conveying blades is supplied to the buffer chamber 26 via a passage 28 provided in a partition wall that separates the hopper 27 and the buffer chamber 26. The shape of the conveying blade is bent while conveying the toner T in front of the rotating direction of the blade as the rotating body 31 rotates, and returns to a straight state when the left end of the passage 32 is reached. Thus, the toner T is supplied to the passage 32 by returning the shape of the blade straightly through the curved state.

また、通路32には通路32を閉鎖する弁321が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路32右側面上側に固定され、トナーTがホッパ27から通路28に供給されると、トナーTからの押圧力により右側に押されて通路32を開けるようになっている。その結果、バッファ室26内にトナーTが供給される。   The passage 32 is provided with a valve 321 for closing the passage 32. This valve is a film-like member, and one end is fixed to the upper side of the right side of the passage 32 of the partition wall. When the toner T is supplied from the hopper 27 to the passage 28, the valve 32 is pushed rightward by the pressing force from the toner T. Can be opened. As a result, the toner T is supplied into the buffer chamber 26.

また、弁321の他端には規制部材322が取り付けられている。規制部材322と供給ローラ30は、弁321が通路32を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材322は、バッファ室26の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ25から供給ローラ30に回収されたトナーTがバッファ室26の底部に多量に落下しないように調整される。   Further, a regulating member 322 is attached to the other end of the valve 321. The regulating member 322 and the supply roller 30 are arranged so as to form a slight gap even when the valve 321 closes the passage 32. The regulating member 322 adjusts so that the amount of toner accumulated at the bottom of the buffer chamber 26 does not become excessive, so that a large amount of toner T collected from the developing roller 25 to the supply roller 30 does not fall to the bottom of the buffer chamber 26. Adjusted to

現像装置20では、画像形成時に現像ローラ25が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ30の回転によりバッファ室26のトナーが現像ローラ25上に供給される。現像ローラ25上に供給されたトナーTは、ブレード28、補助ブレード29により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ25の回転に伴ってバッファ室26に戻り、供給ローラ30により現像ローラ25から掻き取られ回収される。   In the developing device 20, the developing roller 25 is rotationally driven in the arrow direction during image formation, and the toner in the buffer chamber 26 is supplied onto the developing roller 25 by the rotation of the supply roller 30. The toner T supplied onto the developing roller 25 is charged and thinned by the blade 28 and the auxiliary blade 29 and then conveyed to a region facing the image carrier to develop the electrostatic latent image on the image carrier. To be served. The toner that has not been used for development returns to the buffer chamber 26 as the developing roller 25 rotates, and is scraped and collected from the developing roller 25 by the supply roller 30.

図4は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。   FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a full-color image forming apparatus.

図4に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム10の周囲に、この感光体ドラム10の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ111等が設けられている。   In the full-color image forming apparatus shown in FIG. 4, a charging brush 111 and the like for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 10 to a predetermined potential are provided around the photosensitive drum 10 that is rotationally driven.

また、帯電ブラシ111によって帯電された感光体ドラム10をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系20が設けられており、このレーザ走査光学系20はレーザダイオード,ポリゴンミラー,fθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー,マゼンタ,シアン,ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系20は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム10上を走査露光し、これにより感光体ドラム10上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。   Further, a laser scanning optical system 20 for scanning and exposing the photosensitive drum 10 charged by the charging brush 111 with a laser beam is provided. The laser scanning optical system 20 includes a laser diode, a polygon mirror, and an fθ optical element. As is well known, print data for each of yellow, magenta, cyan, and black is transferred from the host computer to the control unit. The laser scanning optical system 20 sequentially outputs the laser beam as a laser beam based on the print data for each color, scans and exposes the photosensitive drum 10, and thereby the static image for each color is formed on the photosensitive drum 10. Electro latent images are sequentially formed.

また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム10に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置30は、支軸33の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性一成分トナーを収容させた4つの色別の現像器31Y、31M、31C、31Bkが設けられており、支軸33を中心として回転し、各現像器31Y、31M、31C、31Bkが感光体ドラム10と対向する位置に導かれるようにな
っている。
In addition, the full-color developing device 30 that supplies full-color development to the photosensitive drum 10 on which the electrostatic latent image is formed in this manner, performs yellow, magenta, cyan, and black around the support shaft 33. Four color-developing units 31Y, 31M, 31C, and 31Bk each containing a non-magnetic one-component toner are provided. The developing units 31Y, 31M, 31C, and 31Bk rotate around the support shaft 33. It is guided to a position facing the photosensitive drum 10.

また、このフルカラー現像装置30における各現像器31Y、31M、31C、31Bkにおいては、上記図4に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体(現像ローラ)25の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ25によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置30においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を2つ設けるようにしてもよい。   Further, in each of the developing devices 31Y, 31M, 31C, and 31Bk in the full-color developing device 30, as shown in FIG. 4, the toner is formed on the outer peripheral surface of the developer carrying member (developing roller) 25 that rotates and conveys the toner. A regulating member is in pressure contact, and the toner regulating member regulates the amount of toner conveyed by the developing roller 25 and charges the conveyed toner. In the full-color developing device 30, two toner regulating members may be provided in order to appropriately regulate and charge the toner conveyed by the developing roller.

そして、上記のようにレーザ走査光学系20によって感光体ドラム10上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸33を中心にして、このフルカラー現像装置30を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器31Y、31M、31C、31Bkを感光体ドラム10と対向する位置に順々に導き、各現像器31Y、31M、31C、31Bkにおける現像ローラ25を上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム10上に向かって、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。   Then, whenever the electrostatic latent image of each color is formed on the photosensitive drum 10 by the laser scanning optical system 20 as described above, the full-color developing device 30 is rotated around the support shaft 33 as described above. Then, the developing devices 31Y, 31M, 31C, and 31Bk containing toner of the corresponding colors are sequentially guided to positions facing the photosensitive drum 10, and the developing rollers 25 in the developing devices 31Y, 31M, 31C, and 31Bk are moved. As described above, development is performed by sequentially supplying charged toner of each color toward the photosensitive drum 10 on which the electrostatic latent images of each color are sequentially formed.

また、このフルカラー現像装置30より感光体ドラム10の回転方向下流側の位置には、中間転写体40として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト40が設けられており、この中間転写ベルト40は感光体ドラム10と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト40は回転可能な1次転写ローラ41により押圧されて感光体ドラム10に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト40を支持する支持ローラ42の部分には、2次転写ローラ43が回転可能に設けられ、この2次転写ローラ43によって記録紙等の記録材Sが中間転写ベルト40に押圧されるようになっている。   Further, an endless intermediate transfer belt 40 that is rotationally driven is provided as an intermediate transfer body 40 at a position downstream of the full-color developing device 30 in the rotation direction of the photosensitive drum 10. Is driven to rotate in synchronization with the photosensitive drum 10. The intermediate transfer belt 40 is pressed by a rotatable primary transfer roller 41 so as to come into contact with the photosensitive drum 10, and a portion of a support roller 42 that supports the intermediate transfer belt 40 includes: A secondary transfer roller 43 is rotatably provided, and the recording material S such as recording paper is pressed against the intermediate transfer belt 40 by the secondary transfer roller 43.

更に、前記のフルカラー現像装置30とこの中間転写ベルト40との間のスペースには、中間転写ベルト40上に残留したトナーを掻き取るクリーナ50が中間転写ベルト40に対して接離可能に設けられている。   Further, a cleaner 50 that scrapes off the toner remaining on the intermediate transfer belt 40 is provided in a space between the full-color developing device 30 and the intermediate transfer belt 40 so as to be able to contact with and separate from the intermediate transfer belt 40. ing.

また、普通紙等の記録材Sを中間転写ベルト40に導く給紙手段60は、記録材Sを収容させる給紙トレイ61と、この給紙トレイ61に収容された記録材Sを1枚ずつ給紙する給紙ローラ62と、上記の中間転写ベルト40上に形成された画像と同期して給紙された記録材Sを中間転写ベルト40と上記の2次転写ローラ43との間に送るタイミングローラ63とで構成されており、このようにして中間転写ベルト40と2次転写ローラ43との間に送られた記録材Sを2次転写ローラ43によって中間転写ベルト40に押圧させて、中間転写ベルト40からトナー像を記録材Sへ押圧転写させるようになっている。   Further, the paper feeding means 60 that guides the recording material S such as plain paper to the intermediate transfer belt 40 includes a paper feeding tray 61 that accommodates the recording material S and the recording material S that is accommodated in the paper feeding tray 61 one by one. The recording material S fed in synchronization with the paper feed roller 62 for feeding paper and the image formed on the intermediate transfer belt 40 is sent between the intermediate transfer belt 40 and the secondary transfer roller 43. The recording material S sent between the intermediate transfer belt 40 and the secondary transfer roller 43 in this way is pressed against the intermediate transfer belt 40 by the secondary transfer roller 43. The toner image is pressed and transferred from the intermediate transfer belt 40 to the recording material S.

一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Sは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段66により定着装置70に導かれるようになっており、この定着装置70において転写されたトナー像が記録材S上に定着され、その後、この記録材Sが垂直搬送路80を通して装置本体100の上面に排出されるようになっている。   On the other hand, the recording material S on which the toner image is pressed and transferred as described above is guided to the fixing device 70 by the conveying means 66 constituted by an air suction belt or the like, and is transferred by the fixing device 70. The toner image is fixed on the recording material S, and then the recording material S is discharged onto the upper surface of the apparatus main body 100 through the vertical conveyance path 80.

次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。   Next, the operation of forming a full color image using this full color image forming apparatus will be specifically described.

まず、感光体ドラム10と中間転写ベルト40とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム10を帯電ブラシ11によって所定の電位に帯電させる。   First, the photosensitive drum 10 and the intermediate transfer belt 40 are rotationally driven in the respective directions at the same peripheral speed, and the photosensitive drum 10 is charged to a predetermined potential by the charging brush 11.

そして、このように帯電された感光体ドラム10に対して、上記のレーザ走査光学系20によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム10上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム10にイエロートナーを収容させた現像器31Yから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム10に対して中間転写ベルト40を1次転写ローラ41によって押圧させ、感光体ドラム10に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト40に1次転写させる。   The photosensitive drum 10 thus charged is exposed to a yellow image by the laser scanning optical system 20 to form an electrostatic latent image of the yellow image on the photosensitive drum 10. The yellow image is developed by supplying the yellow toner charged by the toner regulating member as described above from the developing device 31Y in which the yellow toner is accommodated in the photosensitive drum 10, and the yellow toner image is thus formed. The intermediate transfer belt 40 is pressed against the body drum 10 by the primary transfer roller 41, and the yellow toner image formed on the photosensitive drum 10 is primarily transferred to the intermediate transfer belt 40.

このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト40に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置30を支軸33を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器31Mを感光体ドラム10と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系20により帯電された感光体ドラム10に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器31Mによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム10から中間転写ベルト40に1次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光,現像及び1次転写を順々に行って、中間転写ベルト40上にイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックのプリント画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。   After the yellow toner image is transferred to the intermediate transfer belt 40 in this way, the full-color developing device 30 is rotated around the support shaft 33 as described above, and the developing device 31M containing magenta toner is exposed to light. As in the case of the yellow image described above, the magenta image is exposed to the photosensitive drum 10 charged by the laser scanning optical system 20 to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is developed by a developing device 31M containing magenta toner, and the developed magenta toner image is primarily transferred from the photosensitive drum 10 to the intermediate transfer belt 40. Black image exposure, development, and primary transfer are sequentially performed, and yellow, magenta, cyan, and black print images are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 40. To form a full color toner image.

そして、中間転写ベルト40上に最終のブラックのトナー像が1次転写されると、記録材Sをタイミングローラ63により2次転写ローラ43と中間転写ベルト40との間に送り、2次転写ローラ43により記録材Sを中間転写ベルト40に押圧させて、中間転写ベルト40上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材S上に2次転写させる。   When the final black toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 40, the recording material S is fed between the secondary transfer roller 43 and the intermediate transfer belt 40 by the timing roller 63, and the secondary transfer roller. The recording material S is pressed against the intermediate transfer belt 40 by 43, and the full color toner image formed on the intermediate transfer belt 40 is secondarily transferred onto the recording material S.

そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材S上に2次転写されると、この記録材Sを上記の搬送手段66により定着装置70に導き、この定着装置70によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材S上に定着させ、その後、この記録材Sを垂直搬送路80を通して装置本体100の上面に排出させるようになっている。   When the full-color toner image is secondarily transferred onto the recording material S in this way, the recording material S is guided to the fixing device 70 by the conveying means 66, and the full-color toner transferred by the fixing device 70 is transferred. The image is fixed on the recording material S, and then the recording material S is discharged onto the upper surface of the apparatus main body 100 through the vertical conveyance path 80.

以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。   The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the embodiments of the present invention are not limited to these examples.

《現像ローラの作製》
以下の手順で現像ローラを作製した。
<Production of developing roller>
A developing roller was prepared according to the following procedure.

〈軸体1の作製〉
(切削加工)
表1に記載の金属元素を含有する「快削鋼1」を、切削加工して直径16mmの中空筒状の管を作製した。
<Preparation of shaft body 1>
(Cutting)
“Free-cutting steel 1” containing the metal elements listed in Table 1 was cut to produce a hollow cylindrical tube having a diameter of 16 mm.

(メッキ層の形成)
上記で作製した中空筒状の管を、無電解ニッケルメッキ液「トップニコロンPAL」(奥野製薬工業社製)を用いてメッキを行い、膜厚5μmのメッキ層を形成した。
(Formation of plating layer)
The hollow cylindrical tube produced above was plated using an electroless nickel plating solution “Top Nicolon PAL” (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) to form a plating layer having a thickness of 5 μm.

〈軸体2〜7の作製〉
軸体1の作製で用いた「快削鋼1」を、表1に記載の「快削鋼2〜5」に、表1に記載のメッキ層の膜厚になるようメッキ条件(メッキ時間)を変更した以外は同様にして「軸体2〜7」を作製した。
<Production of shafts 2 to 7>
Plating conditions (plating time) so that the “free cutting steel 1” used in the production of the shaft body 1 becomes the “free cutting steel 2 to 5” shown in Table 1 and the plating layer thickness shown in Table 1 is obtained. “Shafts 2 to 7” were produced in the same manner except that was changed.

〈軸体8、9の作製〉
軸体1の作製で用いた無電解ニッケルメッキ液「トップニコロンPAL」(奥野製薬工業社製)を、無鉛(鉛フリー)の無電解ニッケルメッキ液「トップニコロンBL」(奥野製薬工業社製)に変更、表1に記載のメッキ層の膜厚になるようメッキ条件を変更した以外は同様にして「軸体8、9」を作製した。
<Production of shaft bodies 8 and 9>
The electroless nickel plating solution “Top Nicolon PAL” (manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) used in the production of the shaft body 1 was replaced with the lead-free (lead-free) electroless nickel plating solution “Top Nicolon BL” (Okuno Pharmaceutical Industry Co., Ltd.). “Shafts 8 and 9” were produced in the same manner except that the plating conditions were changed so that the thickness of the plating layer described in Table 1 was obtained.

〈軸体10の作製〉
軸体1の作製で準備した中空筒状の管に、メッキ層を設けなかったものを「軸体10」とした。
<Preparation of shaft body 10>
A hollow cylindrical tube prepared for the production of the shaft body 1 without a plating layer was designated as “shaft body 10”.

〈軸体11の作製〉
軸体1の作製において、基材を快削鋼1から「ステンレス鋼」に変更し、メッキ層の形成を行わなかった以外は同様にして「軸体11」を作製した。
<Preparation of shaft 11>
In the production of the shaft body 1, the “shaft body 11” was produced in the same manner except that the base material was changed from the free-cutting steel 1 to “stainless steel” and no plating layer was formed.

表1に、軸体の基材、含有する金属元素とその質量%、メッキ液、メッキ層の膜厚を記す。   Table 1 shows the base material of the shaft body, the contained metal element and its mass%, the plating solution, and the thickness of the plating layer.

Figure 2008224944
Figure 2008224944

尚、メッキ層の膜厚の測定は、蛍光X線法によって行った。具体的には、メッキ面にX線を照射し、メッキ層と素地から発生する蛍光X線の量を測定してメッキ厚さを測定する方法である。快削鋼を基準サンプルとし、同じ条件でメッキ処理をし、そのメッキ厚を測定して、軸体の表面に形成されるメッキ層の膜厚とした。   In addition, the measurement of the film thickness of the plating layer was performed by the fluorescent X-ray method. Specifically, the plating thickness is measured by irradiating the plating surface with X-rays and measuring the amount of fluorescent X-rays generated from the plating layer and the substrate. Free-cutting steel was used as a reference sample, plating was performed under the same conditions, and the plating thickness was measured to determine the thickness of the plating layer formed on the surface of the shaft.

〈被覆層形成用塗布液の調製〉
特開2002−220431号公報に記載されている方法で得た、Si含有量が、シリカ質量換算で6.0質量%のアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂(ウレタン樹脂という)100質量部をメチルエチルケトン400質量部、イソプロピルアルコール300質量部の混合溶媒に溶解した。この溶液にカーボンブラック(体積固有抵抗1×10-1Ωcm、数平均1次粒径50nm)30質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド1.0質量部、数基準におけるメディアン径(D50)が20μmの架橋ウレタン樹脂粒子20質量部を混合分散させ、「被覆層形成用塗布液」を調製した。
<Preparation of coating solution for coating layer formation>
100 parts by mass of an alkoxy group-containing siloxane-modified polyurethane resin (referred to as urethane resin) having a Si content of 6.0% by mass in terms of silica mass obtained by the method described in JP-A No. 2002-220431 is methyl ethyl ketone 400. It was dissolved in a mixed solvent of 300 parts by mass of isopropyl alcohol. Carbon black (volume resistivity 1 × 10 −1 Ωcm, number average primary particle size 50 nm) 30 parts by mass, tetramethylammonium chloride 1.0 part by mass, median diameter (D 50 ) on the number basis is 20 μm. 20 parts by mass of crosslinked urethane resin particles were mixed and dispersed to prepare a “coating layer forming coating solution”.

〈現像ローラ1の作製〉
「被覆層形成用塗布液」を「軸体1」の外周面にスプレー塗布、乾燥した後、120℃で1時間熱処理を行い、膜厚15μmの被覆層を形成し、「現像ローラ1」を作製した。
<Preparation of developing roller 1>
“Coating layer forming coating solution” is spray coated on the outer peripheral surface of “shaft body 1”, dried, and then heat treated at 120 ° C. for 1 hour to form a coating layer having a film thickness of 15 μm. Produced.

〈現像ローラ2〜11の作製〉
現像ローラ1の作製で用いた「軸体1」を、表1に示す「軸体2〜11」に変更した以外は同様にして「現像ローラ2〜11」を作製した。
<Preparation of developing rollers 2-11>
“Developing rollers 2-11” were produced in the same manner except that “shaft body 1” used in the production of developing roller 1 was changed to “shaft bodies 2-11” shown in Table 1.

《評価》
〈層間接着力評価〉
上記で作製した現像ローラの導電性軸体と被覆層の層間接着力は、図2に記載の測定装置を用い測定し評価した。尚、層間接着力が8.0N以上を合格とする。
<Evaluation>
<Interlayer adhesion evaluation>
The interlayer adhesion between the conductive shaft body and the coating layer of the developing roller produced above was measured and evaluated using the measuring apparatus shown in FIG. In addition, an interlayer adhesive strength of 8.0 N or more is regarded as acceptable.

尚、上記で作製した現像ローラは、予め30℃、80%RHの環境に7日間放置してから層間接着力評価に用いた。   The developing roller produced above was previously left in an environment of 30 ° C. and 80% RH for 7 days before being used for evaluation of interlayer adhesion.

〈実写評価〉
実写評価は、画像形成装置としてカラーレーザプリンター「Magicolor2430DL(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)」を準備し、現像装置に上記で作製した現像ローラを順次装着し、プリントして行った。
<Live-action evaluation>
The actual image evaluation was performed by preparing a color laser printer “Magicor 2430DL (manufactured by Konica Minolta Business Technologies)” as an image forming apparatus, sequentially mounting the developing roller prepared above on the developing device, and printing.

尚、上記で作製した現像ローラは、予め30℃、80%RHの環境に7日間放置してから実写評価に用いた。   The developing roller produced above was previously left in an environment of 30 ° C. and 80% RH for 7 days before being used for evaluation of actual images.

現像ローラ初期の性能評価は、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)の原稿(A4サイズ)を10枚プリントし、そのプリント画像品質で評価した。   In the initial performance evaluation of the developing roller, 10 originals (A4 size) having a pixel rate of 20% (full color mode of 5% each color of yellow, magenta, cyan, and black) were printed, and the print image quality was evaluated.

その後、画像率2%(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色0.5%のフルカラーモード)の原稿(A4サイズ)を5000枚プリントした。   Thereafter, 5,000 originals (A4 size) having an image rate of 2% (full color mode of 0.5% for each color of yellow, magenta, cyan, and black) were printed.

5000枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率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)の原稿(A4サイズ)を10枚プリントし、被覆層の剥がれ状態、ハーフトーン画像部の画像欠陥で評価した。尚、評価は○以上を合格とする。   For performance evaluation after printing 5000 sheets, 10 originals (A4 size) with a pixel rate of 20% (full color mode of 5% for each color of yellow, magenta, cyan, and black) are printed, and the covering layer is peeled off. The state and the image defect of the halftone image part were evaluated. In addition, the evaluation is ◯ or higher.

〈被覆層の剥がれ〉
被覆層の剥がれは、5000枚プリント修了後の現像ローラを取り出し、被覆層の剥がれの状態を目視で評価した。
<Peeling of coating layer>
The peeling of the coating layer was carried out by taking out the developing roller after completion of printing 5000 sheets and visually evaluating the peeling state of the coating layer.

評価基準
◎:被覆層の剥がれが全く認められず
○:被覆層の剥がれが被覆層端部に少し見られたが実用上問題なし
×:被覆層の剥がれが被覆層端部に見られ実用上問題有り。
Evaluation criteria A: No peeling of the coating layer was observed. O: A little peeling of the coating layer was observed at the edge of the coating layer, but there was no practical problem. X: Peeling of the coating layer was seen at the edge of the coating layer. There is a problem.

〈ハーフトーン画像部の画像欠陥(黒ポチ、白ポチも含む)〉
ハーフトーン画像部の画像欠陥は、5000枚プリント修了後、画像濃度0.5の黒のハーフトーン画像部をプリントし、得られたプリント画像を目視観察し評価した。
<Image defects in the halftone image area (including black and white spots)>
The image defect in the halftone image area was evaluated by visually observing the obtained print image after printing the 5000 sheets and printing a black halftone image area having an image density of 0.5.

評価基準
◎:ハーフトーン画像部に、画像欠陥の無い均一な画像
○:ハーフトーン画像部に、スジ状の薄い濃度むら、黒ポチ、白ポチが存在するが実用上問題なし
×:ハーフトーン画像部に、スジ状の濃度むらが数本、黒ポチ、白ポチが存在し実用上問題。
Evaluation criteria A: Uniform image with no image defects in the halftone image portion ○: Stripe-like thin density unevenness, black spots, and white spots exist in the halftone image portion, but there is no practical problem ×: Halftone image There are several streaky density irregularities, black spots, and white spots in the area, which is a practical problem.

表2に、評価に用いた現像ローラ、層間接着力、被覆層の剥がれ、ハーフトーン画像部の画像欠陥の評価結果を記す。   Table 2 shows the evaluation results of the developing roller used in the evaluation, interlayer adhesion, peeling of the coating layer, and image defects in the halftone image area.

Figure 2008224944
Figure 2008224944

表2に示すように、本発明に該当する実施例1〜9の「現像ローラ1〜9」は、全ての評価項目で良好な結果が得られたのに対し、本発明外の比較例1、2の「現像ローラ10、11」はこれらの評価項目の何れかに問題が見られ、本発明の効果が発現されないことが確認された。   As shown in Table 2, “Developing rollers 1 to 9” of Examples 1 to 9 corresponding to the present invention obtained good results in all evaluation items, whereas Comparative Example 1 outside the present invention. No. 2 “developing rollers 10 and 11” had a problem in any of these evaluation items, and it was confirmed that the effects of the present invention were not exhibited.

本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing an example of the developing roller of the present invention. 導電性軸体と被覆層の層間接着力の測定方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the measuring method of the interlayer adhesive force of a conductive shaft and a coating layer. 本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。It is a cross-sectional schematic diagram showing an example of the developing roller of the present invention. フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of a full-color image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

25 現像ローラ
251 基材
252 メッキ層
253 軸体
254 被覆層
10 感光体ドラム
20 現像装置
26 バッファ室
27 ホッパ
28 規制ブレード
29 補助ブレード
30 供給ローラ
T トナー
31 回転体
32 通路
321 弁
322 規制部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 25 Developing roller 251 Base material 252 Plated layer 253 Shaft body 254 Covering layer 10 Photosensitive drum 20 Developing device 26 Buffer chamber 27 Hopper 28 Restricting blade 29 Auxiliary blade 30 Supply roller T Toner 31 Rotating body 32 Path 321 Valve 322 Restricting member

Claims (2)

導電性軸体の外周に、少なくとも導電剤と樹脂とを有する被覆層を直接形成して構成される電子写真用現像ローラにおいて、
該導電性軸体の基材が快削鋼であり、
該導電性軸体の表面が無電解メッキ法により形成されたメッキ層で被覆されていることを特徴とする電子写真用現像ローラ。
In the electrophotographic developing roller configured by directly forming a coating layer having at least a conductive agent and a resin on the outer periphery of the conductive shaft body,
The base material of the conductive shaft is free-cutting steel,
An electrophotographic developing roller, wherein the surface of the conductive shaft is covered with a plating layer formed by an electroless plating method.
前記メッキ層が、鉛フリーのメッキ液を用いて形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用現像ローラ。 2. The electrophotographic developing roller according to claim 1, wherein the plating layer is formed using a lead-free plating solution.
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