JP2009109861A - Image developing roller and manufacturing method therefor, process cartridge, and electrophotographic device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-quality developing roller which can suppress stripe images caused by long term contact with the developing blade, toner sticking to the developing roller at low temperatures and low humidities in its latter lifetime, and image fogging at high temperatures and high humidities. <P>SOLUTION: The developing roller has a resin layer formed around the shaft core, and a surface layer formed around this resin layer. The surface layer is formed, by using a heat curable ether ester polyurethane resin which has predetermined soft segment units, The ester concentration (Ec), the ether concentration (Etc), and the urethane concentration (Urc) of this heat-curable ether ester polyurethane resin satisfy relations: 8.0≤Ec≤11.2, 18.4≤Etc≤37.8, and 0.8≤Urc≤2.7, and JIS K 6253A hardness of this development roller is 26° or larger and 45° or smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリの受信装置の如き電子写真装置に組み込まれる感光体に接触させて使用される現像ローラ、現像ローラの製造方法、およびこれを用いたプロセスカートリッジ、電子写真装置に関するものである。   The present invention relates to a developing roller used in contact with a photoreceptor incorporated in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile receiving apparatus, a method for manufacturing the developing roller, and a process cartridge and an electrophotographic apparatus using the developing roller. It is about.

複写機、プリンター、ファクシミリの受信装置の如き電子写真装置における現像方式としては、従来、二成分現像方式と一成分現像方式が用いられている。近年、小型化、高性能化の要請から、一成分トナーを用いた一成分現像方式が注目されている。   Conventionally, as a developing method in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile receiver, a two-component developing method and a one-component developing method are used. In recent years, a one-component developing system using a one-component toner has attracted attention because of demands for miniaturization and high performance.

このような一成分トナーを使用する現像装置としては、トナーを収納するトナー容器の開口を閉塞し、且つ、一部を容器外に露出するように現像ローラが設けられる。トナー容器内で現像ローラに当接して設けられる弾性ローラによって、現像ローラ表面上にトナーを供給する。ついで、現像ブレードにより余剰トナーを除去して現像ローラ上にトナーを薄膜状に形成すると同時に、摺擦によりトナー粒子に所定量の正または負の摩擦電荷を与える。さらに、現像ローラの回転により正または負に摩擦帯電したトナーを、露出部の現像領域に搬送し、ここにおいて接触又は近接して設けられる感光体表面の静電荷像に付着させ現像を行う。このような現像ローラには、導電性軸芯体の周囲に樹脂層を設け、必要に応じてその外周に表面層を設けたものが使用される。   As a developing device using such a one-component toner, a developing roller is provided so as to close the opening of a toner container for storing the toner and to expose a part of the toner outside the container. The toner is supplied onto the surface of the developing roller by an elastic roller provided in contact with the developing roller in the toner container. Next, excess toner is removed by the developing blade to form the toner in a thin film on the developing roller, and at the same time, a predetermined amount of positive or negative triboelectric charge is given to the toner particles by rubbing. Further, the toner that is triboelectrically charged positively or negatively by the rotation of the developing roller is transported to the developing area of the exposed portion, where it adheres to the electrostatic image on the surface of the photoreceptor provided in contact with or in close proximity to perform development. As such a developing roller, a roller having a resin layer around the conductive shaft core and a surface layer on the outer periphery as required is used.

また、現像ローラには、以下のような様々な要求を満たすことが求められている。
・長期間にわたり安定した画像を出力するために現像ローラ表面へのトナー固着を防止すること。
・一定加重により当接する現像ブレードとの接触部に生じる変形起因による画像弊害を抑制するために低い圧縮永久歪を有すること。
・トナーへの適度な帯電性を付与すること。
Further, the developing roller is required to satisfy the following various requirements.
To prevent toner sticking to the surface of the developing roller in order to output a stable image over a long period of time.
To have a low compression set in order to suppress image damage caused by deformation caused at a contact portion with the developing blade that contacts with a constant load.
-Appropriate chargeability is imparted to the toner.

近年、更なる高寿命化・高画質化の必要性が高まっており、装置寿命終盤における現像ローラへのトナー固着を防止する目的で、現像ローラを柔軟化する方法が挙げられている(特許文献1)。しかしながら、現像ローラを柔軟化することにより、現像ブレードとの長期接触による接触部の変形量が増大し、ローラ変形に起因する画像スジ等の画像弊害が悪化する場合がある。さらには、現像ローラ表面層の表面粘着力の増大による初期のトナー固着が発生するという懸念があった。   In recent years, there has been an increasing need for higher lifespan and higher image quality, and there is a method of making the developing roller flexible in order to prevent toner sticking to the developing roller at the end of the device life (Patent Document). 1). However, by softening the developing roller, the amount of deformation of the contact portion due to long-term contact with the developing blade increases, and image adverse effects such as image streaks due to roller deformation may deteriorate. Furthermore, there is a concern that initial toner fixation may occur due to an increase in the surface adhesive force of the surface layer of the developing roller.

また、省スペース、低コストな画像形成装置が広く普及し、昨今ではその使用環境が大きく変動している。ところが、高温高湿(温度30℃/湿度85%RH)環境下と低温低湿(温度15℃/湿度10%RH)環境下のような両極端の環境下における画質品位の両立が非常に困難になる場合がある。具体的には、高温高湿環境下において、高画質対応カラープリンターに現像ローラを組み込み、画像形成を行うと、トナーへの摩擦帯電性の低下に起因したカブリが発生する場合がある。さらには、現像ローラ表面層やトナーが柔軟化することで、ローラ変形起因の画像弊害や初期トナー固着が発生しやすくなる懸念があった。一方で、低温低湿環境下においては、現像ローラ表面層やトナーの硬度が上昇することで、トナーに与えるストレスが増大して、現像ローラ表面層にトナーが固着する場合があった。なお、上記電子写真用ゴム部材における硬度の温度依存性を抑制するために、ウレタン原料に2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール由来のエステルポリオールを用いる方法(特許文献2)が提案されている。また、エステルポリオールの分子量とエステル濃度を規定することで、反発弾性の温度依存性を抑制する手法(特許文献3)も挙げられている。   In addition, space-saving and low-cost image forming apparatuses have become widespread, and in recent years their use environment has fluctuated greatly. However, it is very difficult to achieve both image quality in both extreme environments such as high temperature and high humidity (temperature 30 ° C./humidity 85% RH) and low temperature low humidity (temperature 15 ° C./humidity 10% RH). There is a case. Specifically, when a developing roller is incorporated in a color printer compatible with high image quality in a high-temperature and high-humidity environment, fogging due to a decrease in frictional charging property to toner may occur. Furthermore, since the developing roller surface layer and the toner are softened, there is a concern that image defects due to roller deformation and initial toner fixation are likely to occur. On the other hand, in a low-temperature and low-humidity environment, the hardness of the developing roller surface layer and the toner increases, so that stress applied to the toner increases and the toner may adhere to the developing roller surface layer. In order to suppress the temperature dependence of hardness in the rubber member for electrophotography, a method using an ester polyol derived from 2,4-diethyl-1,5-pentanediol as a urethane raw material has been proposed (Patent Document 2). ing. In addition, a technique (Patent Document 3) that suppresses the temperature dependence of the resilience by specifying the molecular weight and ester concentration of the ester polyol is also cited.

しかしながら、特許文献2および3に記載の電子写真用ゴム部材においては、ゴム部材のJIS K 6253A硬度が高いためトナーに与えるストレスが強く、現像ローラ表面層にトナーが固着する懸念があった。さらには、ゴム部材を構成するウレタン原料中においてエーテル基の如き電子供与基を含有しないため、特に高温高湿下においてトナーへの摩擦帯電性の低下に起因したカブリが発生する場合があった。   However, in the rubber member for electrophotography described in Patent Documents 2 and 3, since the JIS K 6253A hardness of the rubber member is high, the stress applied to the toner is strong, and there is a concern that the toner adheres to the surface layer of the developing roller. Furthermore, since the urethane raw material constituting the rubber member does not contain an electron donating group such as an ether group, fogging due to a decrease in frictional charging property to the toner may occur particularly under high temperature and high humidity.

すなわち、複写機、プリンター、ファクシミリの受信装置の如き電子写真装置において、更なる高寿命化・高画質化を達成するためには、様々な環境下において現像ローラの機械的物性を非常にシビアにコントロールする必要がある。さらに、それと同時に、トナー帯電付与能の高度な制御が求められる。
特開平11−212354号公報 特開2001−083855号公報 特開2003−073440号公報
In other words, in order to achieve a longer lifetime and higher image quality in electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimile receivers, the mechanical properties of the developing roller are extremely severe in various environments. I need to control it. Furthermore, at the same time, advanced control of toner charge imparting ability is required.
JP-A-11-212354 JP 2001-083855 A JP 2003-073440 A

本発明の目的は、現像ブレードとの長期接触による接触部の変形量の抑制および低温低湿下で繰り返し画像を出力した際の現像ローラ表面層上へのトナー固着の抑制を同時に可能とする現像ローラを提供することにある。また、高温高湿下においてもトナーへの摩擦帯電性の低下に起因したカブリを抑制できる高品位の現像ローラを提供することにある。さらに、このような現像ローラの製造方法、このような現像ローラを用いた高画質・高耐久な現像装置、及び電子写真装置を提供することにある。   An object of the present invention is to develop a developing roller capable of simultaneously suppressing the deformation amount of the contact portion due to long-term contact with the developing blade and suppressing toner fixation on the surface layer of the developing roller when an image is repeatedly output under low temperature and low humidity. Is to provide. Another object of the present invention is to provide a high-quality developing roller capable of suppressing fogging caused by a decrease in frictional charging property to toner even under high temperature and high humidity. It is another object of the present invention to provide a method for producing such a developing roller, a high-quality and highly durable developing device using such a developing roller, and an electrophotographic apparatus.

本発明者等は、前記の課題に鑑み、現像ブレードとの長期接触による接触部の変形、低温低湿下で繰り返し画像を出力した際の現像ローラ表面層上へのトナー固着に起因した画像弊害、および高温高湿下におけるカブリの改善を試みた。その結果、現像ローラ表面層に用いられるポリウレタン樹脂を構成する官能基配合比、ウレタン濃度の如き架橋点密度およびJIS K 6253A硬度の最適化をすることで、上記目的を達成できることを見出した。   In view of the above-mentioned problems, the present inventors have suffered from image adverse effects caused by deformation of the contact portion due to long-term contact with the developing blade, toner fixation on the surface layer of the developing roller when an image is repeatedly output under low temperature and low humidity, Attempts were made to improve fogging under high temperature and high humidity. As a result, it has been found that the above object can be achieved by optimizing the blending ratio of the functional groups constituting the polyurethane resin used in the surface layer of the developing roller, the crosslinking point density such as the urethane concentration, and the JIS K 6253A hardness.

すなわち、本発明の現像ローラは、軸芯体の周囲に樹脂層を有し、該樹脂層の外周に表面層を有する現像ローラにおいて、
該表面層が、下記式(1)乃至(3)のいずれかのユニットを有する熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂を用いて形成されており、
該熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂のエステル濃度(Ec)、エーテル濃度(Etc)およびウレタン濃度(Urc)を、ESCA(X線光電子分光法)により測定された窒素元素割合、C−C結合比率、COO結合比率及びC−O結合比率を用いて下記式(4)乃至(6)で定義したとき、8.0≦Ec≦11.2、18.4≦Etc≦37.8かつ0.8≦Urc≦2.7の範囲にあり、
該現像ローラのJIS K 6253A硬度が26°以上45°以下であることを特徴とする。
That is, the developing roller of the present invention has a resin layer around the shaft core, and a developing roller having a surface layer on the outer periphery of the resin layer.
The surface layer is formed using a thermosetting ether ester polyurethane resin having a unit of any of the following formulas (1) to (3),
The ester concentration (Ec), ether concentration (Etc) and urethane concentration (Urc) of the thermosetting ether ester polyurethane resin were measured by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy), the nitrogen element ratio, the C—C bond ratio, When defined by the following formulas (4) to (6) using the COO bond ratio and the CO bond ratio, 8.0 ≦ Ec ≦ 11.2, 18.4 ≦ Etc ≦ 37.8 and 0.8 ≦ In the range of Urc ≦ 2.7,
The developing roller has a JIS K 6253A hardness of 26 ° to 45 °.

Figure 2009109861
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また、本発明に係る現像ローラの製造方法は、上記の現像ローラの製造方法であって、
軸芯体の周囲の樹脂層の外周に表面層形成用塗料の塗膜を形成し、該塗膜を硬化して表面層を形成する工程を含み、
該表面層形成用塗料は、
3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ポリカプロラクトンジオール及び1,3−ブタンジオールから選ばれる少なくとも一種の多価アルコールを用いて得られる1000≦Mn≦6000のエステルポリオールと、
変性部にエーテル基を有し、かつジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)およびポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)から選ばれる少なくとも1つから製造された2000≦Mn≦5500のプレポリマー型イソシアネートと
を含むことを特徴とする。
A developing roller manufacturing method according to the present invention is the above-described developing roller manufacturing method,
Forming a coating film of the surface layer-forming paint on the outer periphery of the resin layer around the shaft core body, and curing the coating film to form a surface layer;
The surface layer forming paint is:
An ester polyol of 1000 ≦ Mn ≦ 6000 obtained using at least one polyhydric alcohol selected from 3-methyl-1,5-pentanediol, polycaprolactone diol and 1,3-butanediol;
2000 ≦ Mn ≦ 5500 prepolymer type having an ether group in the modified part and produced from at least one selected from diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and polymethylene polyphenylene polyisocyanate (polymeric MDI) It is characterized by containing isocyanate.

また、本発明は、現像ローラが装着されてなり、電子写真装置に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、上記現像ローラを具備することを特徴とする電子写真装置用の現像装置に関する。   The present invention also relates to a developing device for an electrophotographic apparatus, wherein the developing roller is provided in a process cartridge which is equipped with a developing roller and is detachable from the electrophotographic apparatus.

また、本発明は、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて感光体表面に該トナーを供給することにより該感光体に可視画像を形成させる電子写真装置において、上記現像ローラを具備することを特徴とする電子写真装置に関する。   Further, the present invention provides an electronic device that forms a thin layer of toner on the surface of a developing roller, contacts the developing roller with a photosensitive drum, and supplies the toner to the surface of the photosensitive member to form a visible image on the photosensitive member. The present invention relates to an electrophotographic apparatus comprising the developing roller.

本発明の現像ローラによれば、現像ブレードとの長期接触による接触部の変形および低温低湿下で繰り返し画像を出力した際のトナー固着に起因した画像弊害を抑制することができる。また、高温高湿下におけるカブリの制御を可能とし、高品位な画像を得ることができる。さらに、高寿命および高画質な画像形成が可能なプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することができる。   According to the developing roller of the present invention, it is possible to suppress image defects caused by deformation of a contact portion due to long-term contact with a developing blade and toner fixation when an image is repeatedly output under low temperature and low humidity. In addition, fogging can be controlled under high temperature and high humidity, and a high-quality image can be obtained. Furthermore, it is possible to provide a process cartridge and an electrophotographic apparatus capable of forming a long-life and high-quality image.

本発明の現像ローラは、軸芯体の周囲に樹脂層を有し、その外周に表面層を有するものであり、以下の条件を満たす。
(a)表面層が前記式(1)乃至(3)のいずれかのユニットを有する熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂を用いて形成されている。
(b)該熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂のエステル濃度(Ec)、エーテル濃度(Etc)およびウレタン濃度(Urc)が、8.0≦Ec≦11.2、18.4≦Etc≦37.8かつ0.8≦Urc≦2.7の範囲にある。ただし、Ec、EtcおよびUrcは、ESCA(X線光電子分光法)により測定された窒素元素割合、C−C結合比率、COO結合比率及びC−O結合比率を用いて前記式(4)乃至(6)で定義する。
(c)該現像ローラのJIS K 6253A硬度が26°以上45°以下である。
The developing roller of the present invention has a resin layer around the shaft core and a surface layer on the outer periphery thereof, and satisfies the following conditions.
(A) The surface layer is formed using the thermosetting ether ester polyurethane resin which has a unit in any one of said Formula (1) thru | or (3).
(B) The ester concentration (Ec), ether concentration (Etc) and urethane concentration (Urc) of the thermosetting ether ester polyurethane resin are 8.0 ≦ Ec ≦ 11.2 and 18.4 ≦ Etc ≦ 37.8. And 0.8 ≦ Urc ≦ 2.7. However, Ec, Etc, and Urc are the above formulas (4) to (4) using the nitrogen element ratio, the C—C bond ratio, the COO bond ratio, and the C—O bond ratio measured by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy). It is defined in 6).
(C) The developing roller has a JIS K 6253A hardness of 26 ° to 45 °.

本発明では、表面層が熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂を用いて形成されていることを特徴とする。ここで、ポリウレタン樹脂とは、単一の組成を持つポリマーを指す名称ではなく、ウレタン結合を含むポリマーの総称であり、ウレタン結合、アロファネート結合、ビュレット結合等のハードセグメントとソフトセグメントから構成される。ポリウレタン樹脂は、一般にソフトセグメントを形成する化学結合種によって、エステルウレタン樹脂、エーテルウレタン樹脂、カーボネートウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、オレフィンウレタン樹脂等といった分類がされる。エーテルエステルポリウレタン樹脂とは、ポリマー中のソフトセグメントがエーテル基とエステル基を含有するユニットから構成される。   In the present invention, the surface layer is formed using a thermosetting ether ester polyurethane resin. Here, the polyurethane resin is not a name indicating a polymer having a single composition, but a general term for polymers including a urethane bond, and is composed of a hard segment and a soft segment such as a urethane bond, an allophanate bond, and a burette bond. . Polyurethane resins are generally classified as ester urethane resins, ether urethane resins, carbonate urethane resins, acrylic urethane resins, olefin urethane resins, etc., depending on the chemical bond type forming the soft segment. The ether ester polyurethane resin is composed of units in which a soft segment in a polymer contains an ether group and an ester group.

さらに、熱可塑型ウレタン樹脂と比較して低い圧縮永久歪を有し、現像ブレード起因の現像ローラの変形を抑制することができるとともに、耐磨耗性およびトナー摩擦帯電性の観点から、熱硬化型ポリウレタン樹脂である必要がある。   Furthermore, it has a low compression set compared to thermoplastic urethane resin, can suppress the deformation of the developing roller due to the developing blade, and is thermosetting from the viewpoint of wear resistance and toner triboelectric chargeability. Type polyurethane resin.

なお、カーボネートポリウレタン樹脂やアクリルポリウレタン樹脂等は、ポリウレタン樹脂中のソフトセグメントの結合強度がエーテルポリウレタン樹脂やエステルポリウレタン樹脂よりも顕著に高い。したがって、現像ローラの表面層に用いた場合に、その硬度が上昇し、トナーへ与えるストレスが増加してしまう。   In addition, carbonate polyurethane resin, acrylic polyurethane resin, etc. have remarkably higher bond strength of soft segments in polyurethane resin than ether polyurethane resin and ester polyurethane resin. Therefore, when it is used for the surface layer of the developing roller, its hardness increases and stress applied to the toner increases.

また、本発明におけるエーテルエステルポリウレタン樹脂は、式(1)乃至(3)のいずれかのユニットを有することを特徴とする。このようなエーテルエステルポリウレタン樹脂は、式(1)乃至(3)のいずれかのユニットを主骨格とするウレタン原料の少なくとも1種から製造することができる。かかる3種類のユニットは、エーテルエステルポリウレタン樹脂中のソフトセグメントを構成するユニットであるが、一般的にポリウレタン樹脂のソフトセグメントの構造がポリウレタン樹脂の物性、特に機械的物性に大きな影響を及ぼすことは公知である。例えば、ポリエステルのエステル濃度、ポリマー主鎖炭素数の奇偶効果、メチル基等の側鎖基導入、末端構造や分岐構造など様々な因子が、ソフトセグメントの結晶性、つまりポリウレタン樹脂の機械的物性に影響を与える。上記の知見を鑑み、本発明者らは鋭意検討を行った結果、上記3種類のユニットのうち少なくとも1種のユニットを含有する場合に、本発明における効果を発現できることを見出した。詳細なメカニズムは不明であるが、式(1)乃至(3)のいずれかのユニットを含有する原料は、一般的な原料よりも低融点であるため、ソフトセグメントの結晶性が適度に制御されて本発明における効果発現に寄与したものと予想される。   Moreover, the ether ester polyurethane resin in the present invention is characterized by having any unit of formulas (1) to (3). Such an ether ester polyurethane resin can be produced from at least one urethane raw material having any unit of formulas (1) to (3) as a main skeleton. These three types of units are units constituting the soft segment in the ether ester polyurethane resin. Generally, the structure of the soft segment of the polyurethane resin has a great influence on the physical properties of the polyurethane resin, in particular the mechanical properties. It is known. For example, various factors such as the ester concentration of polyester, the odd-even effect of the number of carbon atoms in the polymer main chain, the introduction of side groups such as methyl groups, terminal structures and branched structures contribute to the crystallinity of the soft segment, that is, the mechanical properties of polyurethane resin. Influence. In view of the above findings, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, have found that the effects of the present invention can be exhibited when at least one of the three types of units is contained. Although the detailed mechanism is unknown, since the raw material containing any one of the formulas (1) to (3) has a lower melting point than a general raw material, the crystallinity of the soft segment is appropriately controlled. It is expected that this contributed to the manifestation of the effects in the present invention.

式(1)乃至(3)のいずれかのユニットの存在は、赤外分光(IR)法、および加水分解などで構成成分に分解した後の熱分解ガスクロマトグラフィー(Pyr―GC)法等の公知の手法により、表面層から採取した試験片を分析して確認することが可能である。   The presence of any one of the formulas (1) to (3) is determined by infrared spectroscopy (IR) method, pyrolysis gas chromatography (Pyr-GC) method after decomposition into components by hydrolysis, etc. The test piece collected from the surface layer can be analyzed and confirmed by a known method.

さらに、エーテルエステルポリウレタン樹脂のエステル濃度(Ec)、エーテル濃度(Etc)に示される官能基配合比およびウレタン濃度(Urc)の厳密な制御が、本発明の効果発現における最も重要な点である。具体的には、8.0≦Ec≦11.2、18.4≦Etc≦37.8かつ0.8≦Urc≦2.7に制御する。なお、各値の好ましい上限及び下限は、独立している。   Furthermore, the strict control of the functional group compounding ratio and the urethane concentration (Urc) shown in the ester concentration (Ec), the ether concentration (Etc) of the ether ester polyurethane resin is the most important point in manifesting the effects of the present invention. Specifically, control is performed so that 8.0 ≦ Ec ≦ 11.2, 18.4 ≦ Etc ≦ 37.8, and 0.8 ≦ Urc ≦ 2.7. In addition, the preferable upper limit and lower limit of each value are independent.

エステル基は分子鎖間力が強く、耐磨耗性、ヤング率および破断強度に優れるといった特徴を示すため、表面層に低い圧縮永久歪を与えることに寄与する。また、エーテル基は電子供与性である最高占有分子軌道電子雲が集中しているため、トナーに優れた負帯電性を与えることに寄与する。つまり、Ecを8.0以上にすることで、十分な機械的物性が得られ、現像ブレード接触部における変形量が減少し、画像スジ等や初期固着等の画像弊害が抑制される。一方で、Ecを11.2以下にすることで、ポリウレタン樹脂中の相対的なエーテル濃度(Etc)が確保されるとともに、表面層の硬度上昇によるトナーへのストレスを軽減することができる。また、Etcを18.4以上にすることで、十分なトナーへの摩擦帯電性が得られることができる。一方で、Etcを37.8以下にすることで、エステル濃度(Ec)の相対的な減少による機械的物性の低下を抑制することができる。   The ester group has a strong intermolecular chain force and exhibits characteristics such as excellent wear resistance, Young's modulus and breaking strength, and thus contributes to imparting a low compression set to the surface layer. In addition, since the ether group has the highest occupied molecular orbital electron cloud that is electron donating, it contributes to imparting excellent negative chargeability to the toner. That is, by setting Ec to 8.0 or more, sufficient mechanical properties are obtained, the amount of deformation at the developing blade contact portion is reduced, and image defects such as image streaks and initial fixation are suppressed. On the other hand, by setting Ec to 11.2 or less, the relative ether concentration (Etc) in the polyurethane resin can be secured, and the stress on the toner due to the increase in the hardness of the surface layer can be reduced. Further, by setting Etc to 18.4 or more, sufficient triboelectric chargeability to the toner can be obtained. On the other hand, by making Etc 37.8 or less, it is possible to suppress a decrease in mechanical properties due to a relative decrease in the ester concentration (Ec).

また、ウレタン濃度(Urc)は、エーテルエステルポリウレタン樹脂における架橋点密度を示す値であり、貯蔵弾性率等の機械的物性と比例関係にある値である。ポリウレタン樹脂に限らず、一般的にゴムの基本的物性として、低温低湿環境において機械的物性が上昇し、高温高湿環境において機械的物性が低下することは公知である。また、ウレタン基は化学結合中の窒素原子に孤立電子対を有するために、トナーに優れた負帯電性を与えることに寄与する。つまり、Urcを0.8以上にすることで、高温高湿環境においても十分な機械的物性とともに、優れたトナー帯電付与性が得られる。一方で、Urcを2.7以下にすることで、低温低湿下における表面層硬度上昇を抑制し、トナーへ与えるストレスを軽減することができる。   The urethane concentration (Urc) is a value indicating the density of cross-linking points in the ether ester polyurethane resin, and is a value proportional to mechanical properties such as storage elastic modulus. It is publicly known that, as a basic physical property of rubber, not only a polyurethane resin, mechanical properties increase in a low temperature and low humidity environment and mechanical properties decrease in a high temperature and high humidity environment. Further, since the urethane group has a lone electron pair in the nitrogen atom in the chemical bond, it contributes to imparting excellent negative chargeability to the toner. That is, by setting Urc to 0.8 or more, excellent toner charge imparting properties can be obtained with sufficient mechanical properties even in a high temperature and high humidity environment. On the other hand, by setting Urc to 2.7 or less, it is possible to suppress an increase in surface layer hardness under low temperature and low humidity, and to reduce stress applied to the toner.

さらに、ポリウレタン樹脂中の架橋点密度の増大は、ソフトセグメントの結晶性を阻害し、機械的物性を低下させる場合もあるため、ハードセグメントとソフトセグメント含有量のバランスも重要な点である。つまり、エーテルエステルポリウレタン樹脂におけるEc、EtcおよびUrcの厳密な制御が、本発明における様々な環境における機械的物性およびトナー帯電付与性の最適化の達成に必要である。   Furthermore, since the increase in the density of crosslinking points in the polyurethane resin may inhibit the crystallinity of the soft segment and lower the mechanical properties, the balance between the hard segment and the soft segment content is also an important point. That is, strict control of Ec, Etc, and Urc in the ether ester polyurethane resin is necessary to achieve optimization of mechanical properties and toner charge imparting properties in various environments in the present invention.

エーテルエステルポリウレタン樹脂のEc、EtcおよびUrcは、ESCAまたはXPSと呼ばれるX線光電子分光法などの公知の方法で測定される。上記軟X線を励起源としたX線光電子分光法は、現像ローラ表面層のごく表面近傍の元素組成や化学結合状態の同定が可能な、非破壊的な分析方法である。本発明におけるESCA(X線光電子分光法)により測定された表面層のEc、EtcおよびUrcの定義に関する詳細は後述する。   Ec, Etc and Urc of the ether ester polyurethane resin are measured by a known method such as X-ray photoelectron spectroscopy called ESCA or XPS. The X-ray photoelectron spectroscopy using the soft X-ray as an excitation source is a non-destructive analysis method capable of identifying the elemental composition and chemical bonding state in the very vicinity of the surface of the developing roller surface layer. Details regarding the definition of Ec, Etc, and Urc of the surface layer measured by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy) in the present invention will be described later.

また、本発明における現像ローラのJIS K 6253A硬度は、26°以上45°以下の範囲であることを特徴とする。JIS K 6253A硬度が26°以上であることで、圧縮永久歪を抑制することが可能であり、現像ブレード接触部における変形量の増大を抑制することができる。また、JIS K 6253A硬度が45°以下であることで、トナーに与えるストレスを軽減することができる。好ましくは32°以上39°以下である。   In the present invention, the developing roller has a JIS K 6253A hardness in a range of 26 ° to 45 °. When the JIS K 6253A hardness is 26 ° or more, compression set can be suppressed, and an increase in deformation amount at the developing blade contact portion can be suppressed. Further, when the JIS K 6253A hardness is 45 ° or less, the stress applied to the toner can be reduced. Preferably they are 32 degrees or more and 39 degrees or less.

また、熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂をマイクロサンプリング質量分析法(μ−MS)によって測定して得られる極大ピークの半値全幅値をLとしたとき、0.7(分)≦L≦2.5(分)の範囲にあることが好ましい。μ−MS測定によって得られる熱クロマトグラムが最大値となる極大ピークは、ポリウレタン樹脂の架橋点密度と非常に良い相関を示す。そこで、本発明においては、この極大ピーク時間を架橋点密度の指標として表し、極大ピーク強度の半値全幅値(L)を、ウレタン結合の架橋点密度分布として取り扱った場合の好ましい範囲を見出した。本発明におけるエーテルエステルポリウレタン樹脂の架橋点密度の分布は比較的ブロードであるが、Lが上記の範囲にある時、表面層の圧縮永久歪と柔軟性が適度なバランス関係にある。そのため、現像ブレードとの接触部における現像ローラの変形量の低減とトナーへのストレス低減の両方に寄与することができる。   When the full width at half maximum of the maximum peak obtained by measuring the thermosetting ether ester polyurethane resin by micro-sampling mass spectrometry (μ-MS) is L, 0.7 (min) ≦ L ≦ 2.5 Preferably it is in the range of (minutes). The maximum peak at which the thermal chromatogram obtained by μ-MS measurement is the maximum shows a very good correlation with the crosslinking point density of the polyurethane resin. Therefore, in the present invention, the maximum peak time was expressed as an index of crosslink point density, and a preferable range was found when the full width at half maximum (L) of the maximum peak intensity was handled as a crosslink point density distribution of urethane bonds. The distribution of the crosslinking point density of the ether ester polyurethane resin in the present invention is relatively broad, but when L is in the above range, the compression set and flexibility of the surface layer are in an appropriate balance relationship. Therefore, it is possible to contribute to both the reduction of the deformation amount of the developing roller and the reduction of stress on the toner at the contact portion with the developing blade.

上記Ec、Etcの値は、樹脂材料の極性、ソフトセグメント主骨格の炭素数、エーテル基、エステル基を含有するソフトセグメントの配合比を調整することで制御することができる。また、Urcの値は、ポリエーテルエステルポリウレタン樹脂の架橋間密度によって制御することができる、さらに、JIS K 6253A硬度は、表面層のUrc、Ec、Etcの値および樹脂層の硬度によって制御することができる。   The values of Ec and Etc can be controlled by adjusting the polarity of the resin material, the carbon number of the soft segment main skeleton, the blending ratio of the soft segment containing an ether group and an ester group. Further, the value of Urc can be controlled by the crosslink density of the polyetherester polyurethane resin, and the JIS K 6253A hardness can be controlled by the values of Urc, Ec, Etc of the surface layer and the hardness of the resin layer. Can do.

前記熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂は、ポリオールとイソシアネートから得られるものを挙げることができる。なお、式(1)乃至(3)のいずれかのユニットを主骨格とした原料は、ポリオール及びイソシアネートの両方でもよく、いずれか一方でも構わない。さらに、Ec、EtcおよびUrcの値が本発明において規定した範囲にあれば、エーテル成分およびエステル成分が、ポリオール及びイソシアネートの両方に含有していてもよく、いずれか一方に含有していても構わない。   Examples of the thermosetting ether ester polyurethane resin include those obtained from polyol and isocyanate. In addition, both the polyol and the isocyanate may be sufficient as the raw material which made the main skeleton any unit of Formula (1) thru | or (3), and any one may be sufficient as it. Furthermore, as long as the values of Ec, Etc, and Urc are within the range defined in the present invention, the ether component and the ester component may be contained in both the polyol and the isocyanate, or may be contained in any one of them. Absent.

ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及びこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the polyol include polyether polyol, polyester polyol, and mixtures thereof.

ポリエーテルポリオールは、特に限定されるものではないが、ポリウレタンエーテルポリオールプレポリマーが、表面層の機械的物性と柔軟性のバランスに優れるため、好ましい。例えば、原料ポリエーテルポリオールとして、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、THFとネオペンチルグリコールの共重合体(PTXG)等を用いたものが挙げられる。   The polyether polyol is not particularly limited, but a polyurethane ether polyol prepolymer is preferable since it has an excellent balance between mechanical properties and flexibility of the surface layer. Examples of the raw material polyether polyol include polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), polytetramethylene glycol (PTMG), and a copolymer of THF and neopentyl glycol (PTXG).

ポリエステルポリオールは、特に限定されるものではないが、直接エステル化反応、開環重合反応で得られたポリエステルポリオールを好適に用いることができる。または、ポリエステルポリオールとイソシアネートを鎖延長させたポリウレタンポリオールプレポリマーを好適に用いることができる。直接エステル化反応で合成されるポリエステルポリオールは、原料として多塩基酸と多価アルコールを脱水縮合することで得られる。   The polyester polyol is not particularly limited, but a polyester polyol obtained by direct esterification reaction or ring-opening polymerization reaction can be suitably used. Alternatively, a polyurethane polyol prepolymer obtained by extending a chain of polyester polyol and isocyanate can be suitably used. The polyester polyol synthesized by direct esterification is obtained by dehydrating and condensing a polybasic acid and a polyhydric alcohol as raw materials.

多塩基酸としては、アジピン酸、イソフタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、ヘット酸、テトラブロモ無水フタル酸、無水フタル酸、ハソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、コハク酸、セバシン酸、フマル酸、トリメリット酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、1,12−ドデカン二酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、5−ソディオスルホイソフタル酸などを例として挙げることができる。この中でも、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、セバシン酸が容易に入手できることから特に好ましい。   Polybasic acids include adipic acid, isophthalic acid, tetrachlorophthalic anhydride, het acid, tetrabromophthalic anhydride, phthalic anhydride, hasophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, succinic acid, sebacine Acid, fumaric acid, trimellitic acid, dimer acid, maleic anhydride, 1,12-dodecanedioic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 5- Examples include sodiosulfoisophthalic acid. Among these, adipic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and sebacic acid are particularly preferable because they are easily available.

多価アルコールとしては、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールA、グリセリン、ペンタエリストール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、ヒドロキシビバリルヒドロキシビバレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオールなどを例として挙げることができる。   Examples of the polyhydric alcohol include 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6 -Hexanediol, neopentyl glycol, bisphenol A, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, trimethylolethane, 1,4-cyclohexanedimethanol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2- Butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, hydroxybivalylhydroxybivalate, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2 -Methyl-1,3-propanedio Can be exemplified Le, e.g., 2,4-diethyl-1,5-pentanediol as an example.

さらに、直接エステル化反応で合成されたポリエステルポリオールに関して、上記多価アルコールの中から3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−ブタンジオールを用いたものが特に好ましい。上記の物質は、一般的な多価アルコールの融点(−10℃〜200℃)と比較して、特異的に低い融点(−50℃、−77℃)を示す。したがって、ポリウレタン樹脂中のエステル基を有するソフトセグメントにおける結晶化度の制御が容易であるため、機械的物性の制御という観点において、特に低温低湿下における硬度上昇の抑制に寄与する。さらに、ε−カプロラクトンの開環重合反応で得られたポリカプロラクトンジオール、もしくはポリカプロラクトンジオールをプレポリマー化して合成されたポリエステルポリオールも特に好ましい。上記ポリカプロラクトンジオールの中でも、非結晶性もしくは、低融点の性質を示すタイプのものが、イソシアネートとの相溶性、溶媒への溶解性という観点から特に好ましい。   Furthermore, among the polyester polyols synthesized by direct esterification reaction, those using 3-methyl-1,5-pentanediol and 1,3-butanediol from the polyhydric alcohols are particularly preferable. The above-mentioned substances show a specifically low melting point (-50 ° C., −77 ° C.) compared to the melting point of general polyhydric alcohol (−10 ° C. to 200 ° C.). Therefore, since it is easy to control the degree of crystallinity in the soft segment having an ester group in the polyurethane resin, it contributes to the suppression of increase in hardness, particularly under low temperature and low humidity, from the viewpoint of control of mechanical properties. Furthermore, polycaprolactone diol obtained by ring-opening polymerization reaction of ε-caprolactone or a polyester polyol synthesized by prepolymerizing polycaprolactone diol is particularly preferable. Among the polycaprolactone diols, those that are non-crystalline or have a low melting point are particularly preferred from the viewpoints of compatibility with isocyanate and solubility in solvents.

また、ポリエステルポリオールは、硬化剤として用いるイソシアネートの種類や数平均分子量(Mn)およびウレタンプレポリマー化の可否によって、最適なMnが異なるが、1000≦Mn≦6000の範囲にあることが好ましい。Mnを1000以上とすることで、架橋点密度つまりUrcの上昇を抑制し、低温低湿下における表面層硬度の上昇を抑制することができる。さらに、表面層中のEcとEtcの制御を容易に行うことにも寄与する。一方で、Mnを6000以下とすることで、Urcの過度の低下を抑制し、圧縮永久歪の上昇を防ぐとともに、過度な柔軟化による初期トナー固着を抑制することができる。   The polyester polyol has an optimum Mn depending on the type of isocyanate used as the curing agent, the number average molecular weight (Mn), and the availability of urethane prepolymerization, but is preferably in the range of 1000 ≦ Mn ≦ 6000. By setting Mn to 1000 or more, it is possible to suppress an increase in cross-linking point density, that is, Urc, and to suppress an increase in surface layer hardness under low temperature and low humidity. Furthermore, it contributes to easily controlling Ec and Etc in the surface layer. On the other hand, when Mn is 6000 or less, an excessive decrease in Urc can be suppressed, an increase in compression set can be prevented, and initial toner adhesion due to excessive softening can be suppressed.

イソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、以下のものを例として挙げることができる。ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、3,3’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性MDI、キシリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニルレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、これらの共重合物、そのブロック体及び混合物。   Although it does not specifically limit as isocyanate, The following can be mentioned as an example. Diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 3,3′-dimethylbiphenyl-4,4′-diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, carbodiimide-modified MDI, xylylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, toluene diisocyanate, Naphthylene diisocyanate, paraphenyl diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, copolymers thereof, block bodies and mixtures thereof.

上記に例示した中でも、変性部(ソフトセグメント部)にエーテル基およびエステル基を有するプレポリマー型イソシアネートがポリオールとの相溶性および物性調整が容易であることから、特に好ましい。エーテル基およびエステル基を有する変性部を構成する原料として、上記ポリオールに用いたものと同じものを好適に用いることができる。   Among those exemplified above, a prepolymer type isocyanate having an ether group and an ester group in the modified portion (soft segment portion) is particularly preferable because of compatibility with the polyol and easy adjustment of physical properties. As the raw material constituting the modified part having an ether group and an ester group, the same materials as those used for the polyol can be suitably used.

また、上記イソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)およびポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)から選ばれる少なくとも一つから製造されたものが好ましい。上記三種類の物質は、ポリオールとの反応性が良好であるだけでなく、トルエンジイソシアネート(TDI)の如きイソシアネート原料と比較して、ハードセグメント起因の過度な硬質化を比較的容易に制御することができる。また、さらにキシリレンジイソシアネート(XDI)などのイソシアネート原料と比較して、強靭性の維持が比較的容易であり、圧縮永久歪の制御という観点で好ましい。特に好ましくは、変性部にエーテル基を有し、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)から製造されたプレポリマー型イソシアネートを用いたものである。ポリメリックMDIを用いることで、ポリウレタン樹脂における架橋点密度分布(L)が比較的ブロードになり、表面層の柔軟性と圧縮永久歪の高次元なレベルでの両立に寄与する。   The isocyanate is preferably produced from at least one selected from diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and polymethylene polyphenylene polyisocyanate (polymeric MDI). The above three types of materials not only have good reactivity with polyols, but also can control excessive hardening caused by hard segments relatively easily compared to isocyanate raw materials such as toluene diisocyanate (TDI). Can do. Further, compared to isocyanate raw materials such as xylylene diisocyanate (XDI), it is relatively easy to maintain toughness, which is preferable from the viewpoint of controlling compression set. Particularly preferably, a prepolymer type isocyanate having an ether group in the modified part and produced from polymethylene polyphenylene polyisocyanate (polymeric MDI) is used. By using the polymeric MDI, the crosslinking point density distribution (L) in the polyurethane resin becomes relatively broad, which contributes to both the flexibility of the surface layer and the high level of compression set.

また、本発明におけるイソシアネート化合物において、ウレタンプレポリマー化の可否および反応に用いるポリオール化合物の種類やMnによって、最適なMnが異なるが、2000≦Mn≦5500の範囲にあることが好ましい。Mnが2000以上であることで、架橋点密度つまりUrcの上昇を抑制することで、低温低湿下における表面層硬度の上昇を抑制することができる。さらに、表面層中のEcとEtcの制御を容易に行うことにも寄与する。一方で、Mnが5500以下であることで、Urcの過度の低下を抑制し、圧縮永久歪の上昇を防ぐとともに、過度な柔軟化による初期トナー固着を抑制することができる。   Further, in the isocyanate compound in the present invention, the optimum Mn differs depending on whether or not urethane prepolymerization is possible and the type of polyol compound used for the reaction and Mn, but it is preferable to be in the range of 2000 ≦ Mn ≦ 5500. When Mn is 2000 or more, an increase in surface layer hardness under low temperature and low humidity can be suppressed by suppressing an increase in cross-linking point density, that is, Urc. Furthermore, it contributes to easily controlling Ec and Etc in the surface layer. On the other hand, when Mn is 5500 or less, an excessive decrease in Urc can be suppressed, an increase in compression set can be prevented, and initial toner adhesion due to excessive softening can be suppressed.

イソシアネート化合物は、ポリオール化合物に対して、イソシアネートインックスが1.0から1.5の範囲であることが特に好ましい。上記範囲にあることによって、未反応物の生成による圧縮永久歪の上昇や、過度な硬度の上昇を抑制することができる。なお、イソシアネートインデックスとは、イソシアネート化合物中のイソシアネート基のモル数とポリオール成分中の水酸基のモル数との比([NCO]/[OH])を示すものである。   It is particularly preferable that the isocyanate compound has an isocyanate index in the range of 1.0 to 1.5 with respect to the polyol compound. By being in the said range, the raise of the compression set by the production | generation of an unreacted substance and the raise of excessive hardness can be suppressed. The isocyanate index indicates the ratio ([NCO] / [OH]) between the number of moles of isocyanate groups in the isocyanate compound and the number of moles of hydroxyl groups in the polyol component.

以下、本発明の現像ローラの実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the developing roller of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の現像ローラ1は、図1に示すように、円柱状または中空円筒状の導電性軸芯体2の外周面に一層以上の樹脂層3が固定され、さらに樹脂層3の外周面に表面層4が積層されて構成される。また、上記樹脂層3や表面層4がそれぞれ1層構造の場合の他、材質や組成等が異なる多層構造であってもよい。   In the developing roller 1 of the present invention, as shown in FIG. 1, one or more resin layers 3 are fixed to the outer peripheral surface of a columnar or hollow cylindrical conductive shaft core 2, and the resin layer 3 has an outer peripheral surface. A surface layer 4 is laminated. Further, in addition to the case where the resin layer 3 and the surface layer 4 each have a single layer structure, a multilayer structure having different materials and compositions may be used.

本発明の現像ローラに用いる導電性軸芯体は、上層の樹脂層及び表面層を支持し感光体へトナー(現像材)を搬送可能な強度と、帯電したトナーを感光体へ移動可能な電極となり得る導電性を有するものであればいずれであってもよい。その材質としては、アルミニウム、ステンレス、銅合金等の金属または合金;クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、導電性を有する合成樹脂を挙げることができる。   The conductive shaft core used in the developing roller of the present invention has a strength capable of supporting the upper resin layer and the surface layer and conveying the toner (developer) to the photosensitive member, and an electrode capable of moving the charged toner to the photosensitive member. As long as it has the conductivity which can become. Examples of the material include metals or alloys such as aluminum, stainless steel, and copper alloys; iron plated with chromium, nickel, and the like; and synthetic resins having conductivity.

さらに、導電性軸芯体として、導電性軸心体材料にめっき、酸化処理などの防錆処理を行ったものを使用することができる。めっきの種類としては電気めっき、無電解めっきのいずれも使用することができるが、寸法安定性の観点から無電解めっきが好ましい。ここで使用される無電解めっきの種類としては、ニッケルめっき(カニゼンめっき)、銅めっき、金めっき、その他各種合金めっきを挙げることができる。めっき厚さは、0.05μm以上が良く、作業効率と防錆能力のバランスを考慮すると、めっき厚さは0.1〜30μmであることが好ましい。   Further, as the conductive shaft core, a conductive shaft core material that has been subjected to rust prevention treatment such as plating or oxidation treatment can be used. Either electroplating or electroless plating can be used as the type of plating, but electroless plating is preferred from the viewpoint of dimensional stability. Examples of the electroless plating used here include nickel plating (Kanizen plating), copper plating, gold plating, and other various alloy plating. The plating thickness is preferably 0.05 μm or more, and the plating thickness is preferably 0.1 to 30 μm in consideration of the balance between work efficiency and rust prevention ability.

導電性軸芯体の形状としては棒状体又はパイプ状体を挙げることができる。必要に応じて、その表面にプライマー処理層を形成してもよい。この導電性軸芯体の外径は、4mm〜10mmの範囲が好ましい。   Examples of the shape of the conductive shaft core include a rod-shaped body and a pipe-shaped body. A primer treatment layer may be formed on the surface as necessary. The outer diameter of the conductive shaft core is preferably in the range of 4 mm to 10 mm.

本発明の現像ローラにおける樹脂層は、現像ブレードに当接して薄膜状に形成された表面のトナーを感光体へ供給可能とするため、現像ローラに適度な弾性を有するように、適切な弾性を有することが好ましい。また、現像ローラに接触する感光体、現像ブレード、トナー等に対する損傷を低減するため低硬度であり、且つ、これらから受ける押力による変形の発生を抑制し、高品位な画像を長期にわたって得るため、圧縮永久歪が小さいことが好ましい。   The resin layer in the developing roller of the present invention has an appropriate elasticity so that the developing roller has an appropriate elasticity so that the toner on the surface formed in a thin film shape in contact with the developing blade can be supplied to the photoreceptor. It is preferable to have. Also, in order to reduce damage to the photoreceptor, developing blade, toner, etc. that come into contact with the developing roller, the hardness is low, and the generation of deformation due to the pressing force received from these is suppressed, and a high-quality image is obtained over a long period of time It is preferable that the compression set is small.

樹脂層の厚みとしては1mm以上5mm以下が好ましく、その硬さについてはJIS K 6253A硬度が20°以上45°以下であることが好ましい。樹脂層が厚み1mm未満であったり、JIS K 6253A硬度が45°を超えたりする場合、感光体との圧接力が増大し、トナーの劣化を促進する場合がある。また、厚みが5mm超では、装置の大型化やコスト高を招く場合があり、JIS K 6253A硬度が20°未満では、他部材との長期圧接による塑性変形が原因で画像スジが発生する場合がある。   The thickness of the resin layer is preferably 1 mm or more and 5 mm or less, and the hardness is preferably 20 ° or more and 45 ° or less according to JIS K 6253A hardness. When the resin layer has a thickness of less than 1 mm, or when the JIS K 6253A hardness exceeds 45 °, the press contact force with the photosensitive member may increase, and the deterioration of the toner may be promoted. If the thickness exceeds 5 mm, the apparatus may be increased in size and cost, and if the JIS K 6253A hardness is less than 20 °, image streaks may occur due to plastic deformation due to long-term pressure contact with other members. is there.

樹脂層は、発泡体、ソリッド体のいずれであってもよい。その材質としては、具体的には、エチレン−プロピレン−ジエン共重合物ゴム(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)、エポキシゴム、ユリアゴム、メラミンゴム、ジアリルフタレートゴム、ポリカーボネートゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、スチロール系ゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、NBRの水素化物、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のゴム材を挙げることができる。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   The resin layer may be a foam or a solid body. Specific examples of the material include ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), epoxy. Rubber, urea rubber, melamine rubber, diallyl phthalate rubber, polycarbonate rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), styrene rubber, fluoro rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, NBR hydride, polysulfide rubber, urethane rubber, etc. A rubber material can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.

樹脂層は導電性を有し、現像ローラが半導体領域の電気抵抗値を有するものとすることが好ましい。樹脂層において、導電性を有するものとするため、イオン導電機構、または電子導電機構による導電付与剤を含有することが好ましい。導電性付与剤としては、グラファイト、カーボンブラック、アルミニウム、銅等の導電性金属;酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン等の導電性金属酸化物などの微粒子を用いることができる。これらは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。これらのうち、カーボンブラックは比較的容易に入手することができ、良好な帯電性が得られるので好ましい。   It is preferable that the resin layer has conductivity and the developing roller has an electric resistance value of the semiconductor region. In order to have conductivity in the resin layer, it is preferable to contain a conductivity-imparting agent by an ionic conduction mechanism or an electronic conduction mechanism. As the conductivity-imparting agent, fine particles such as conductive metals such as graphite, carbon black, aluminum, and copper; conductive metal oxides such as zinc oxide, tin oxide, and titanium oxide can be used. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, carbon black is preferable because it can be obtained relatively easily and good chargeability can be obtained.

樹脂層の体積抵抗率は1×103〜1×1011Ω・cmの範囲にあることが好ましい。樹脂層の体積抵抗率が1×103〜1×1011Ω・cmであれば、トナーを均一に帯電することができる。樹脂層の体積抵抗率のより好ましい範囲は1×103〜1×108Ω・cmである。なお、上記樹脂層の体積抵抗率は、以下の方法で求めた値を採用することができる。 The volume resistivity of the resin layer is preferably in the range of 1 × 10 3 to 1 × 10 11 Ω · cm. If the volume resistivity of the resin layer is 1 × 10 3 to 1 × 10 11 Ω · cm, the toner can be uniformly charged. A more preferable range of the volume resistivity of the resin layer is 1 × 10 3 to 1 × 10 8 Ω · cm. In addition, the value calculated | required with the following method is employable as the volume resistivity of the said resin layer.

抵抗計として、超高抵抗計R8340A(商品名、アドバンテスト社製)を用い、以下の条件で測定を行う。
測定モード:プログラムモード5
(チャージ及びメジャー30秒、ディスチャージ10秒)
印加電圧:100(V)
試料箱:超高抵抗計測定用試料箱TR42(商品名、アドバンテスト社製)
主電極:口径10mm厚さ10mmの金属
ガードリング電極:内径20mm、外径26mm厚さ10mmの金属
試験片に関しては、初めに、樹脂層の材料を、樹脂層の成形時と同じ条件で、樹脂層と同じ厚さに硬化させた平板状のテストピースを作製する。次に、そのテストピースから直径30mmの試験片を切り出す。切り出した試験片の片面には、その全面にPt−Pd蒸着を行うことで蒸着膜電極(裏面電極)を設け、もう一方の面には同じくPt−Pd蒸着膜により、直径15mmの主電極膜と、内径18mm、外径28mmのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Pt−Pd蒸着膜は、マイルドスパッタE1030(商品名、日立製作所製)を用い、電流値15mAにて蒸着操作を2分間行って得る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
An ultrahigh resistance meter R8340A (trade name, manufactured by Advantest) is used as the resistance meter, and measurement is performed under the following conditions.
Measurement mode: Program mode 5
(Charge and major 30 seconds, discharge 10 seconds)
Applied voltage: 100 (V)
Sample box: Sample box TR42 (trade name, manufactured by Advantest) for measuring ultrahigh resistance meter
Main electrode: Metal guard ring electrode having a diameter of 10 mm and a thickness of 10 mm: Metal having an inner diameter of 20 mm and an outer diameter of 26 mm and a thickness of 10 mm For the test piece, first, the resin layer material is made under the same conditions as in the molding of the resin layer. A flat test piece cured to the same thickness as the layer is prepared. Next, a test piece having a diameter of 30 mm is cut out from the test piece. On one side of the cut specimen, a vapor deposition film electrode (back electrode) is provided by performing Pt—Pd vapor deposition on the entire surface, and the main electrode film having a diameter of 15 mm is formed on the other surface by the same Pt—Pd vapor deposition film. A guard ring electrode film having an inner diameter of 18 mm and an outer diameter of 28 mm is provided concentrically. The Pt—Pd vapor deposition film is obtained by using a mild sputter E1030 (trade name, manufactured by Hitachi, Ltd.) and performing a vapor deposition operation for 2 minutes at a current value of 15 mA. The sample after the vapor deposition operation is used as a measurement sample.

測定時には、口径10mmの主電極を口径15mmの主電極膜からはみ出さないように置く。また、内径20mmのガードリング電極を、内径18mmのガードリング電極膜からはみ出さないように、電極膜の上に置いて測定する。測定は、気温23℃、相対湿度50%の環境で行うが、測定に先立って、測定サンプルを、該環境に12時間以上放置しておく。   At the time of measurement, the main electrode having a diameter of 10 mm is placed so as not to protrude from the main electrode film having a diameter of 15 mm. Further, measurement is performed by placing a guard ring electrode having an inner diameter of 20 mm on the electrode film so as not to protrude from the guard ring electrode film having an inner diameter of 18 mm. The measurement is performed in an environment where the temperature is 23 ° C. and the relative humidity is 50%. Prior to the measurement, the measurement sample is left in the environment for 12 hours or more.

以上の状態で、試験片の体積抵抗(Ω)を測定する。次に、測定した体積抵抗値をRM(Ω)、試験片の厚さをt(cm)とするとき、試験片の体積抵抗率RR(Ωcm)を、以下の式によって求める。   In the above state, the volume resistance (Ω) of the test piece is measured. Next, when the measured volume resistance value is RM (Ω) and the thickness of the test piece is t (cm), the volume resistivity RR (Ωcm) of the test piece is obtained by the following equation.

RR(Ωcm)=π×0.75×0.75×RM(Ω)÷(4×t(cm))
表面層は、前述したエーテルエステルポリウレタン樹脂を用いて形成する。なお、表面層を2層以上形成する場合は、少なくとも最外層となる表面層を前述したエーテルエステルポリウレタン樹脂を用いて形成すればよい。
RR (Ωcm) = π × 0.75 × 0.75 × RM (Ω) ÷ (4 × t (cm))
The surface layer is formed using the ether ester polyurethane resin described above. When two or more surface layers are formed, at least the outermost surface layer may be formed using the ether ester polyurethane resin described above.

表面層は、導電性の付与及び機械的物性の制御のため、カーボンブラックを含有していてもよい。表面層におけるカーボンブラックの含有量は、現像ローラに適正な範囲の導電性の付与および機械的物性の制御の観点から、表面層の樹脂成分100質量部に対して、15質量部以上30質量部以下であることが好ましい。表面層におけるカーボンブラックの含有量が15質量部以上であることで、適度な導電性が得られるだけでなく、圧縮永久歪の抑制が可能である。一方で、30質量部以下であることで、樹脂成分に対する分散均一性が得られるだけでなく、表面硬度の上昇の抑制が可能であり、高品位な画像を得られることから好ましい。   The surface layer may contain carbon black for imparting conductivity and controlling mechanical properties. The content of carbon black in the surface layer is 15 parts by mass or more and 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component of the surface layer, from the viewpoint of imparting conductivity in an appropriate range to the developing roller and controlling the mechanical properties. The following is preferable. When the carbon black content in the surface layer is 15 parts by mass or more, not only moderate conductivity can be obtained, but also compression set can be suppressed. On the other hand, the amount of 30 parts by mass or less is preferable because not only dispersion uniformity with respect to the resin component can be obtained, but also an increase in surface hardness can be suppressed, and a high-quality image can be obtained.

カーボンブラックとしては、分散安定性を有することから、酸化処理により表面官能基を付与した酸化処理カーボンブラックが好ましい。酸化処理カーボンブラックのpH値は5.0以下であることが好ましい。酸化処理カーボンブラックは表面に極性基を有するために、表面層を形成する樹脂成分との親和性が向上する。このため、充分な導電性を付与できる範囲でカーボンブラックを使用しても均一に分散することができ、経時に伴う凝集を抑制することができ、ゴースト等画像不具合やリークの発生を抑制することができる。   As carbon black, since it has dispersion stability, oxidation-treated carbon black to which a surface functional group is imparted by oxidation treatment is preferable. The pH value of the oxidized carbon black is preferably 5.0 or less. Since the oxidized carbon black has a polar group on the surface, the affinity with the resin component forming the surface layer is improved. For this reason, even if carbon black is used within a range where sufficient conductivity can be imparted, it can be uniformly dispersed, aggregation over time can be suppressed, and image defects such as ghosts and occurrence of leaks can be suppressed. Can do.

カーボンブラックの平均粒径としては、表面層の強度を維持し、適切な導電性を考慮すると、例えば15〜40nmとすることができる。また、カーボンブラックのDBP吸油量としては、同様の理由から、例えば60〜180ml/100gとすることができる。このようなカーボンブラックとしては、チャンネル法、ファーネス法などで製造したものを好適に使用することができる。さらに、必要な物性に合わせて、2種以上のカーボンブラックを配合してもよい。   The average particle size of the carbon black can be set to, for example, 15 to 40 nm in consideration of maintaining the strength of the surface layer and taking into consideration appropriate conductivity. Further, the DBP oil absorption amount of carbon black can be set to, for example, 60 to 180 ml / 100 g for the same reason. As such carbon black, what was manufactured by the channel method, the furnace method, etc. can be used conveniently. Furthermore, you may mix | blend 2 or more types of carbon black according to a required physical property.

表面層は、現像ローラの表面に適度な表面粗さを付与するため、表面に凹凸形状を形成する球状微粒子を含有していてもよい。表面層が球状微粒子を含有することによって、現像ローラ表面の表面粗度を均一にすることが容易となると同時に、表面層が磨耗した場合でも、表面粗度の変動を少なくし表面状態を一定に保持することができる。球状微粒子の含有量としては、表面層における樹脂成分100質量部に対して、15〜100質量部であることが好ましい。   The surface layer may contain spherical fine particles that form an uneven shape on the surface in order to impart an appropriate surface roughness to the surface of the developing roller. When the surface layer contains spherical fine particles, it becomes easy to make the surface roughness of the surface of the developing roller uniform, and at the same time, even when the surface layer is worn, the fluctuation of the surface roughness is reduced and the surface state is made constant. Can be held. The content of the spherical fine particles is preferably 15 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component in the surface layer.

球状微粒子としては、体積平均粒径が8〜30μmのものが好ましい。微粒子の体積粒径の測定には、コールター社製のLS−230型レーザー回折式粒度分布測定装置(商品名)にリキッドモジュールを取り付けたものを用いることができる。測定は、水約10ccに微量の界面活性剤を添加し、これに微粒子約10mgを加え、超音波分散機で10分間分散した後、測定時間90秒間、測定回数1回の条件で測定を行う。上記の測定方法により測定した値を体積平均粒径の値として採用することができる。   The spherical fine particles preferably have a volume average particle size of 8 to 30 μm. For measurement of the volume particle size of the fine particles, a LS-230 type laser diffraction particle size distribution measuring device (trade name) manufactured by Coulter, Inc., with a liquid module attached thereto can be used. For measurement, a small amount of surfactant is added to about 10 cc of water, about 10 mg of fine particles are added thereto, and the mixture is dispersed for 10 minutes with an ultrasonic disperser, and then measured under the conditions of a measurement time of 90 seconds and a single measurement. . The value measured by the above measurement method can be adopted as the value of the volume average particle diameter.

球状微粒子の材質としては、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂を挙げることができる。これらの球状微粒子は、例えば、懸濁重合、又は分散重合法により製造することができる。   Examples of the material of the spherical fine particles include urethane resin, polyester resin, polyether resin, polyamide resin, acrylic resin, and polycarbonate resin. These spherical fine particles can be produced, for example, by suspension polymerization or dispersion polymerization.

表面層には、上記成分の他、上記成分の機能を阻害しない範囲で、必要に応じて、充填剤、増量剤、加硫剤、架橋剤、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。   In the surface layer, in addition to the above components, the filler, extender, vulcanizing agent, cross-linking agent, vulcanizing auxiliary, cross-linking auxiliary, antioxidant as long as the function of the above component is not impaired. Various additives such as anti-aging agent and processing aid can be contained.

表面層の厚さとしては、1〜50μmが好ましく、より好ましくは3〜30μmである。表面層の厚さが1μm以上であれば、表面層や下層が含有する低分子量成分の析出を抑制することができ、50μm以下であれば、現像ローラの高硬度となるのを抑制し、トナーの融着を抑制することができる。表面層の膜厚測定方法としては、現像ローラを切り出し、断面観察を観察することで測定することができる。具体例としては、作製した現像ローラの両端から5mmの点及び長手方向中央部を剃刀で厚さ1mm×深さ5mmの大きさに切り出して測定サンプルを作成する。この各測定サンプルの断面をデジタルマイクロスコープ(商品名:VH−2450、キーエンス株式会社)を用いて観察する方法が例示できる。上記測定方法により、各現像ローラの周方向の異なる3点についてそれぞれ測定を行い、9点の平均を現像ローラの膜厚とすることができる。   As thickness of a surface layer, 1-50 micrometers is preferable, More preferably, it is 3-30 micrometers. If the thickness of the surface layer is 1 μm or more, precipitation of low molecular weight components contained in the surface layer and the lower layer can be suppressed, and if it is 50 μm or less, the development roller is prevented from having high hardness, and the toner Can be suppressed. As a method of measuring the film thickness of the surface layer, it can be measured by cutting out the developing roller and observing cross-sectional observation. As a specific example, a measurement sample is prepared by cutting a point 5 mm from the both ends of the produced developing roller and a central portion in the longitudinal direction into a size of 1 mm thickness × 5 mm depth with a razor. A method of observing the cross section of each measurement sample using a digital microscope (trade name: VH-2450, Keyence Corporation) can be exemplified. By the above measuring method, measurement is performed for three different points in the circumferential direction of each developing roller, and the average of nine points can be set as the film thickness of the developing roller.

本発明の現像ローラの製造において、まず導電性軸芯体に樹脂層を成形する。樹脂層の成形方法としては、上記ゴムの未硬化ゴム成分、導電性付与剤、及び必要に応じてその他成分を含有する組成物(未硬化ゴム組成物という。)から塗工液を調製し、これを用いて塗膜を形成し、これを硬化する方法を挙げることができる。塗工方法としては、浸漬塗工法、ブレード塗工法、環状塗工槽で塗工する方法、リング形状の塗工ヘッドを用いた塗工法を挙げることができる。また、未硬化ゴム組成物を用いて、押し出し成形法、金型成形法により成形し、硬化する方法を挙げることができる。ゴム成分の硬化後、研磨して表面粗さの調整し、樹脂層を成形することもできる。   In the production of the developing roller of the present invention, a resin layer is first formed on a conductive shaft core. As a molding method of the resin layer, a coating liquid is prepared from a composition (referred to as an uncured rubber composition) containing the uncured rubber component of the rubber, a conductivity imparting agent, and other components as necessary. The method of forming a coating film using this and hardening this can be mentioned. Examples of the coating method include a dip coating method, a blade coating method, a coating method using an annular coating tank, and a coating method using a ring-shaped coating head. Moreover, the method of shape | molding by the extrusion molding method and the metal mold | die method and hardening | curing can be mentioned using an uncured rubber composition. After the rubber component is cured, the resin layer can be molded by polishing to adjust the surface roughness.

樹脂層の成形後、表面層を成形する。表面層の成形方法としては、未硬化の上記結着樹脂、その他の成分の表面層材料を含有する組成物(未硬化組成物という。)を調製し、これを用いて樹脂層上に塗膜を形成し、硬化する方法を挙げることができる。未硬化組成物の調製は、溶媒としてメチルエチルケトン、トルエン、又はアルコールを用いて、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルの如きビーズを使用した分散装置を使用することが好ましい。   After forming the resin layer, the surface layer is formed. As a method for forming the surface layer, a composition containing the uncured binder resin and other surface layer materials (referred to as an uncured composition) is prepared, and a coating film is formed on the resin layer using the composition. The method of forming and hardening can be mentioned. For the preparation of the uncured composition, it is preferable to use a dispersion apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a pearl mill using methyl ethyl ketone, toluene, or alcohol as a solvent.

塗膜の形成には、スプレー、浸漬、又はロールコートの如き塗工方法を使用することができ、上記樹脂層上に、塗膜を形成した後、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、又は電子線照射のいずれの方法であってもよい。   A coating method such as spraying, dipping, or roll coating can be used for forming the coating film. A method of forming a coating film on the resin layer, drying, removing the solvent, and curing by heating. Can be used. Specifically, the curing may be either heating or electron beam irradiation.

上記塗膜の形成を浸漬塗工で行う場合、図3の概略構成図に示す塗料の循環機構を有する液循環型浸漬塗工装置を用いることが好ましい。   When forming the coating film by dip coating, it is preferable to use a liquid circulation type dip coating apparatus having a paint circulation mechanism shown in the schematic configuration diagram of FIG.

図3に示す塗工装置には、浸漬槽25が設けられる。浸漬槽25は樹脂層が形成されたローラ26の外径よりわずかに大きな内径と、ローラ26の軸方向長より長い深さを備えた円筒形を有し、軸方向を垂直方向にして設置される。その上端部外周には環状の液受け部27が設けられ、液受け部はその底面に接続される管29により、攪拌タンク28に接続される。一方、浸漬槽25の底部は管33を介して表面層形成用塗料30を循環させるポンプ31に接続され、さらに、ポンプ31と攪拌タンク28を接続する管32によって攪拌タンク28に接続される。攪拌タンク28には内部に収納する表面層形成用塗料30を攪拌するための攪拌翼34が設けられる。   An immersion tank 25 is provided in the coating apparatus shown in FIG. The dipping bath 25 has a cylindrical shape with an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the roller 26 on which the resin layer is formed and a depth longer than the axial length of the roller 26, and is installed with the axial direction vertical. The An annular liquid receiving portion 27 is provided on the outer periphery of the upper end portion, and the liquid receiving portion is connected to the stirring tank 28 by a pipe 29 connected to the bottom surface thereof. On the other hand, the bottom of the immersion tank 25 is connected to a pump 31 that circulates the surface layer forming paint 30 via a pipe 33, and is further connected to the stirring tank 28 by a pipe 32 that connects the pump 31 and the stirring tank 28. The stirring tank 28 is provided with a stirring blade 34 for stirring the surface layer forming coating material 30 accommodated therein.

この塗工装置には、浸漬槽の上部において昇降板36を浸漬槽の軸方向に昇降させる昇降装置35が設けられ、昇降板36に懸架されるローラ26を浸漬槽中に進入、後退可能となっている。   This coating apparatus is provided with an elevating device 35 that raises and lowers the elevating plate 36 in the axial direction of the immersing tank in the upper part of the immersing tank, and the roller 26 suspended on the elevating plate 36 can enter and retract into the immersing tank. It has become.

このような塗工装置を用いて樹脂層上に表面層を成形するには、ポンプ31を駆動し、攪拌タンク28に収納する表面層形成用塗料30を管32、33を通って浸漬槽25に供給する。昇降装置35を駆動させ昇降板36を降下させ、ローラ26を表面層形成用塗料30が充填された浸漬槽25に進入させる。ローラ26の進入により浸漬槽の上端25aから溢れ出た表面層形成用塗料30は液受け部27に受けられ、管29を通って攪拌タンク28に戻される。その後、昇降装置35を駆動して昇降板36を上昇させ、ローラ26を所定の速度で浸漬槽25から後退させ、樹脂層上に塗膜を形成する。この間、攪拌タンク28内で攪拌翼34を回転させ、表面層形成用塗料30を攪拌して含有物の沈降を抑制し、表面層形成用塗料30の均一性を維持する。   In order to form the surface layer on the resin layer using such a coating apparatus, the pump 31 is driven and the surface layer forming coating material 30 stored in the stirring tank 28 is passed through the pipes 32 and 33 and the immersion tank 25. To supply. The elevating device 35 is driven to lower the elevating plate 36, and the roller 26 enters the immersion tank 25 filled with the surface layer forming coating material 30. The surface layer forming coating material 30 overflowing from the upper end 25 a of the immersion tank due to the entrance of the roller 26 is received by the liquid receiving portion 27 and returned to the stirring tank 28 through the pipe 29. Thereafter, the elevating device 35 is driven to raise the elevating plate 36, the roller 26 is retracted from the immersion tank 25 at a predetermined speed, and a coating film is formed on the resin layer. During this time, the agitating blade 34 is rotated in the agitation tank 28 to agitate the surface layer forming coating material 30 to suppress sedimentation of the contents, and maintain the uniformity of the surface layer forming coating material 30.

塗膜が形成されたローラ26は、昇降板36から取り外され、塗膜を乾燥硬化して、表面層が成形される。   The roller 26 on which the coating film is formed is removed from the elevating plate 36, the coating film is dried and cured, and a surface layer is formed.

また、本発明は、前記現像ローラを具備した、電子写真装置に着脱可能なプロセスカートリッジである。さらに、本発明は、前記現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、その現像ローラを感光ドラムに接触させて感光体表面にトナーを供給することにより、感光体に可視画像を形成させる電子写真装置である。このプロセスカートリッジは、図2に示す電子写真装置のように、感光体6、クリーニングブレード14、廃トナー収容容器13、帯電装置12とともに一体のオールインワンプロセスカートリッジとすることができる。   The present invention also provides a process cartridge that includes the developing roller and is detachable from an electrophotographic apparatus. Further, according to the present invention, a thin layer of toner is formed on the surface of the developing roller, and the developing roller is brought into contact with the photosensitive drum to supply the toner to the surface of the photosensitive member. It is a photographic device. As in the electrophotographic apparatus shown in FIG. 2, the process cartridge can be an all-in-one process cartridge integrated with the photosensitive member 6, the cleaning blade 14, the waste toner container 13, and the charging device 12.

図2は、本発明の現像ローラおよび現像ローラを具備したプロセスカートリッジを用いた電子写真装置の概略構成を示す断面図である。図2の電子写真装置には、現像装置10、感光体6、クリーニングブレード14、廃トナー収容容器13、帯電部材12からなるオールインワンプロセスカートリッジ5が脱着可能に装着されている。現像装置10は、現像ローラ1、トナー供給ローラ7、トナー8及び現像ブレード9からなっている。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an electrophotographic apparatus using the developing roller of the present invention and a process cartridge including the developing roller. In the electrophotographic apparatus of FIG. 2, an all-in-one process cartridge 5 including a developing device 10, a photoreceptor 6, a cleaning blade 14, a waste toner container 13 and a charging member 12 is detachably mounted. The developing device 10 includes a developing roller 1, a toner supply roller 7, toner 8, and a developing blade 9.

感光体6は矢印方向に回転し、感光体6を帯電処理するための帯電部材12によって一様に帯電され、感光体6に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光11により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光体6に対して接触配置される現像装置10によってトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。現像は露光部にトナー像を形成する所謂反転現像を行っている。   The photosensitive member 6 rotates in the direction of the arrow, is uniformly charged by a charging member 12 for charging the photosensitive member 6, and the surface of the photosensitive member 6 is exposed by laser light 11 which is an exposure means for writing an electrostatic latent image on the photosensitive member 6. An electrostatic latent image is formed. The electrostatic latent image is developed by being applied with toner by the developing device 10 disposed in contact with the photoreceptor 6 and visualized as a toner image. Development is so-called reversal development in which a toner image is formed on the exposed portion.

可視化された感光体6上のトナー像は、転写部材である転写ローラ17によって記録媒体である紙22に転写される。紙22は、給紙ローラ23及び吸着ローラ24を経て装置内に給紙され、エンドレスベルト状の転写搬送ベルト20により感光体6と転写ローラ17の間に搬送される。転写搬送ベルトは、従動ローラ21、駆動ローラ16、テンションローラ19により稼働している。転写ローラ17及び吸着ローラ24には、バイアス電源18から電圧が印加されている。トナー像を転写された紙22は、定着装置15により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。   The visualized toner image on the photoreceptor 6 is transferred to a paper 22 as a recording medium by a transfer roller 17 as a transfer member. The paper 22 is fed into the apparatus through a paper feed roller 23 and a suction roller 24, and is transported between the photoconductor 6 and the transfer roller 17 by an endless belt-shaped transfer transport belt 20. The transfer / conveying belt is operated by a driven roller 21, a driving roller 16, and a tension roller 19. A voltage is applied to the transfer roller 17 and the suction roller 24 from a bias power source 18. The paper 22 to which the toner image has been transferred is subjected to fixing processing by the fixing device 15 and is discharged out of the device, thus completing the printing operation.

一方、転写されずに感光体6上に残存した転写残トナーは、感光体6表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード14により掻き取られ、廃トナー収容容器13に収納され、クリーニングされた感光体6は上述作用を繰り返し行う。   On the other hand, the untransferred toner remaining on the photoconductor 6 without being transferred is scraped off by a cleaning blade 14 which is a cleaning member for cleaning the surface of the photoconductor 6 and stored in a waste toner container 13 for cleaning. The photoreceptor 6 repeatedly performs the above-described operation.

現像装置10は、一成分現像剤として非磁性トナー8を収容した現像容器と、現像容器内の長手方向に延在する開口部に位置し感光体6と対向設置された現像剤担持体としての現像ローラ1とを備え、感光体6上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。   The developing device 10 is a developer container that contains a non-magnetic toner 8 as a one-component developer, and a developer carrier that is located in an opening extending in the longitudinal direction in the developer container and is placed opposite to the photosensitive member 6. A developing roller 1 is provided to develop and visualize the electrostatic latent image on the photoreceptor 6.

また、現像ブレード9として、金属製の板金にゴム弾性体を固定した部材や、SUSやリン青銅の薄板のようなバネ性を有する部材、もしくはその表面に樹脂やゴムを積層した部材が用いられる。また、現像ブレード9に、現像ローラ1に印加する電圧よりも高い電圧を印加することにより、現像ローラ上のトナー層を制御することが可能であり、そのためには現像ブレード9はSUSやリン青銅の薄板を用いることが好ましい。なお、現像ローラ1及び現像ブレード9にはバイアス電源18から電圧が印加されているが、現像ブレード9に印加する電圧は、現像ローラ1に印加する電圧に対し、絶対値で100Vから300V大きくするのが好ましい。   Further, as the developing blade 9, a member in which a rubber elastic body is fixed to a metal sheet metal, a member having a spring property such as a thin plate of SUS or phosphor bronze, or a member in which resin or rubber is laminated on the surface thereof is used. . Further, it is possible to control the toner layer on the developing roller by applying a voltage higher than the voltage applied to the developing roller 1 to the developing blade 9, and for this purpose, the developing blade 9 is made of SUS or phosphor bronze. It is preferable to use a thin plate. Note that a voltage is applied to the developing roller 1 and the developing blade 9 from the bias power source 18, but the voltage applied to the developing blade 9 is increased from 100 V to 300 V in absolute value with respect to the voltage applied to the developing roller 1. Is preferred.

現像装置10における現像プロセスを以下に説明する。回転可能に支持されたトナー供給ローラ7により現像ローラ1上にトナーが塗布される。現像ローラ1上に塗布されたトナーは、現像ローラ1の回転により現像ブレード9と摺擦される。ここで、現像ブレード9に印加されたバイアスにより現像ローラ上のトナーは現像ローラ上に均一にコートされる。現像ローラ1は感光体6と回転しながら接触し、感光体6上に形成された静電潜像を現像ローラ1上にコートされたトナーにより現像することにより画像が形成される。   The developing process in the developing device 10 will be described below. Toner is applied onto the developing roller 1 by a toner supply roller 7 that is rotatably supported. The toner applied on the developing roller 1 is rubbed against the developing blade 9 by the rotation of the developing roller 1. Here, the toner on the developing roller is uniformly coated on the developing roller by the bias applied to the developing blade 9. The developing roller 1 is in contact with the photosensitive member 6 while rotating, and an electrostatic latent image formed on the photosensitive member 6 is developed with toner coated on the developing roller 1 to form an image.

トナー供給ローラ7の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や軸芯体上にレーヨン、ポリアミド等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ1へのトナー8供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施例では、芯体上上にポリウレタンフォームを設けた弾性ローラを用いた。このトナー供給ローラ7の現像ローラ1に対する当接幅としては、1〜8mmが好ましく、また、現像ローラ1に対してその当接部において相対速度をもたせることが好ましい。   As a structure of the toner supply roller 7, a foamed skeleton-like sponge structure or a fur brush structure in which fibers such as rayon and polyamide are planted on the shaft core is used to supply the toner 8 to the developing roller 1 and to peel off the undeveloped toner. It is preferable from the point of taking. In this example, an elastic roller having a polyurethane foam on the core was used. The contact width of the toner supply roller 7 with respect to the developing roller 1 is preferably 1 to 8 mm, and the developing roller 1 is preferably provided with a relative speed at the contact portion.

以下に、本発明の現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジ、電子写真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。   Hereinafter, the developing roller, the electrophotographic process cartridge, and the electrophotographic apparatus of the present invention will be described in detail, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.

まず、本発明の実施例および比較例における樹脂層ローラの作製方法を具体的に例示して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   First, although the production method of the resin layer roller in the Example and comparative example of this invention is illustrated and demonstrated concretely, this invention is not limited to these.

[樹脂層ローラ1の作製]
軸芯体として、SUS304製のφ8芯金に、厚み約1μmのプライマー(商品名:DY35−051、東レダウコーニング社製)を塗布し、150℃、30分間焼き付けしたものを用いた。
[Production of Resin Layer Roller 1]
As the shaft core body, a SUS304 φ8 core metal coated with a primer (trade name: DY35-051, manufactured by Toray Dow Corning) of about 1 μm and baked at 150 ° C. for 30 minutes was used.

下記成分を配合したものを液状シリコーンゴムのベース材料とした。
・ジメチルポリシロキサン(1) 50質量部
(両末端にビニル基が置換し、主鎖の99mol%以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位である。重量平均分子量(Mw)=10,000)
・ジメチルポリシロキサン(2) 50質量部
(両末端にビニル基が置換し、主鎖の99mol%以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位である。Mw=2,000,000)
・カーボンブラック(1) 6質量部
(商品名:Raven860Ultra、Columbian Chemical製)
このベース材料に、硬化触媒として2質量%の塩化白金酸のイソプロパノール溶液をジメチルポリシロキサン(1)及び(2)の合計に対して10ppm配合したものを準備した。一方、上記ベース材料に、メチルハイドロジェンポリシロキサン3質量部(ジメチルポリシロキサン(1)及び(2)に含有するビニル基の合計1モルに対して、SiH基が1.1モルとなる量)を配合したものを準備した。そして、これらを質量比1:1で混合し、未加硫のシリコーンゴムとした。
A mixture of the following components was used as the base material for the liquid silicone rubber.
-Dimethylpolysiloxane (1) 50 parts by mass (vinyl groups are substituted at both ends, and 99 mol% or more of the main chain is a repeating unit of dimethylpolysiloxane. Weight average molecular weight (Mw) = 10,000)
-Dimethylpolysiloxane (2) 50 parts by mass (vinyl groups are substituted at both ends, and 99 mol% or more of the main chain is a repeating unit of dimethylpolysiloxane. Mw = 2,000,000)
Carbon black (1) 6 parts by mass (trade name: Raven 860 Ultra, manufactured by Columbian Chemical)
This base material was prepared by blending 10 ppm of an isopropanol solution of 2% by mass of chloroplatinic acid as a curing catalyst with respect to the total of dimethylpolysiloxanes (1) and (2). On the other hand, 3 parts by mass of methyl hydrogen polysiloxane in the base material (amount that SiH group is 1.1 mol with respect to a total of 1 mol of vinyl groups contained in dimethylpolysiloxane (1) and (2)) Was prepared. And these were mixed by mass ratio 1: 1, and it was set as the unvulcanized silicone rubber.

ついで、軸芯体を金型に配置し、上記未加硫のシリコーンゴムを金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を加熱して未加硫のシリコーンゴムを150℃、15分間加硫硬化し、冷却後脱型した。その後、さらに180℃、1時間加熱し硬化反応を完結させ、樹脂層を軸芯体周囲に設けた。作製した樹脂層ローラ1の直径は16mmであった。   Next, the shaft core was placed in a mold, and the unvulcanized silicone rubber was injected into a cavity formed in the mold. Subsequently, the mold was heated to cure and cure the unvulcanized silicone rubber at 150 ° C. for 15 minutes, and then demolded after cooling. Thereafter, the mixture was further heated at 180 ° C. for 1 hour to complete the curing reaction, and a resin layer was provided around the shaft core body. The diameter of the produced resin layer roller 1 was 16 mm.

[樹脂層ローラ2の作製]
ジメチルポリシロキサン(1)50質量部及びジメチルポリシロキサン(2)50質量部の代わりに、ジメチルポリシロキサン(3)100質量部を用いた以外は、樹脂層ローラ1と同様の方法で樹脂層ローラ2を作製した。なお、ジメチルポリシロキサン(3)は、両末端にビニル基が置換し、主鎖の99mol%以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位であるものであり、Mwは900,000である。
[Production of Resin Layer Roller 2]
Resin layer roller in the same manner as the resin layer roller 1 except that 100 parts by mass of dimethylpolysiloxane (3) was used instead of 50 parts by mass of dimethylpolysiloxane (1) and 50 parts by mass of dimethylpolysiloxane (2). 2 was produced. The dimethylpolysiloxane (3) has vinyl groups substituted at both ends, 99 mol% or more of the main chain is a repeating unit of dimethylpolysiloxane, and Mw is 900,000.

[樹脂層ローラ3の作製]
カーボンブラック(1)6質量部の代わりに、カーボンブラック(2)6質量部及びカーボンブラック(3)24質量部を用いた以外は、樹脂層ローラ1と同様の方法で樹脂層ローラ3を作製した。なお、カーボンブラック(2)は、Columbian Chemical製のRaven3600Ultra(商品名)であり、カーボンブラック(3)は、旭カーボン社製の50H(商品名)である。
[Production of Resin Layer Roller 3]
Resin layer roller 3 was produced in the same manner as resin layer roller 1 except that 6 parts by mass of carbon black (2) and 24 parts by mass of carbon black (3) were used instead of 6 parts by mass of carbon black (1). did. Carbon black (2) is Raven 3600 Ultra (trade name) manufactured by Columbia Chemical, and carbon black (3) is 50H (trade name) manufactured by Asahi Carbon Corporation.

[樹脂層ローラ4の作製]
カーボンブラック(1)6質量部の代わりに、カーボンブラック(2)6質量部及びカーボンブラック(3)20質量部を用い、さらにシリカ(1)を15質量部を配合した以外は、樹脂層ローラ1と同様の方法で樹脂層ローラ4を作製した。なお、カーボンブラック(2)は、Columbian Chemical製のRaven3600Ultra(商品名)であり、カーボンブラック(3)は、旭カーボン社製の50H(商品名)である。また、シリカ(1)は、トクヤマ社製レオロシールMT−10(商品名)である。
[Production of resin layer roller 4]
Resin layer roller, except that 6 parts by mass of carbon black (2) and 20 parts by mass of carbon black (3) were used instead of 6 parts by mass of carbon black (1), and 15 parts by mass of silica (1) was further blended. The resin layer roller 4 was produced in the same manner as in No. 1. Carbon black (2) is Raven 3600 Ultra (trade name) manufactured by Columbia Chemical, and carbon black (3) is 50H (trade name) manufactured by Asahi Carbon Corporation. Silica (1) is Toroyama Leolosil MT-10 (trade name).

続いて、本発明の実施例および比較例におけるプレポリマー型ポリオール、イソシアネート化合物の合成方法を具体的に例示して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Then, although the synthesis method of the prepolymer type polyol and isocyanate compound in the Example and comparative example of this invention is illustrated and demonstrated concretely, this invention is not limited to these.

[プレポリマー型ポリオール1(Pre−P1)の合成]
・ポリテトラメチレングリコール 100質量部
(商品名:PTG1000SN、保土ヶ谷化学社製)
・イソシアネート化合物 25質量部
(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業社製)
上記成分をMEK溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下80℃にて6時間反応させて、数平均分子量Mn=3,700のエーテル変性型のプレポリマー型ポリオール1(Pre−P1)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Polyol 1 (Pre-P1)]
・ 100 parts by mass of polytetramethylene glycol (trade name: PTG1000SN, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
Isocyanate compound 25 parts by mass (trade name: Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
The above components are mixed stepwise in a MEK solvent and reacted at 80 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere to obtain an ether-modified prepolymer polyol 1 (Pre-P1) having a number average molecular weight Mn = 3,700. Obtained.

[プレポリマー型ポリオール2(Pre−P2)の合成]
・ポリエステルジオール 100質量部
(アジピン酸と3−メチル−1,5ペンタンジオールからなる。Mn=500)
・イソシアネート化合物 24質量部
(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業社製)
上記成分をMEK溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下80℃にて7時間反応させて、数平均分子量Mn=6,000のエステル変性型のプレポリマー型ポリオール2(Pre−P2)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Polyol 2 (Pre-P2)]
Polyester diol 100 parts by mass (consisting of adipic acid and 3-methyl-1,5-pentanediol. Mn = 500)
Isocyanate compound 24 parts by mass (trade name: Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
The above components are mixed stepwise in a MEK solvent and reacted at 80 ° C. for 7 hours under a nitrogen atmosphere to produce an ester-modified prepolymer polyol 2 (Pre-P2) having a number average molecular weight Mn = 6,000. Obtained.

[プレポリマー型ポリオール3(Pre−P3)の合成]
・ポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:L212AL、ダイセル化学工業株式会社製)
・イソシアネート化合物 47質量部
(商品名:ミリオネートMT、日本ポリウレタン工業社製)
上記成分をMEK溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下80℃にて6時間反応させて、数平均分子量Mn=6,600のエステル変性型のプレポリマー型ポリオール3(Pre−P3)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Polyol 3 (Pre-P3)]
・ 100 parts by mass of polycaprolactone diol (trade name: L212AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)
・ Isocyanate compound 47 parts by mass (trade name: Millionate MT, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
The above components are mixed stepwise in a MEK solvent and reacted at 80 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere to produce an ester-modified prepolymer polyol 3 (Pre-P3) having a number average molecular weight Mn = 6,600. Obtained.

[プレポリマー型イソシアネート1(Pre−BI1)の合成]
・ポリプロピレングリコール 100質量部
(商品名:エクセノール720、旭硝子株式会社製)
・ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート 95質量部
(商品名:コスモネートM−100、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム28質量部滴下し、Mn=5,400のプレポリマー型イソシアネート1(Pre−BI1)を得た
[プレポリマー型イソシアネート2(Pre−BI2)の合成]
・ポリテトラメチレングリコール 100質量部
(商品名:PTG1000SN、保土ヶ谷化学社製)
・ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート 125質量部
(商品名:コスモネートM−200、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム48質量部滴下し、Mn=2,000のプレポリマー型イソシアネート2(Pre−BI2)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Isocyanate 1 (Pre-BI1)]
・ 100 parts by weight of polypropylene glycol (trade name: Exenol 720, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
・ 95 parts by mass of polymethylene polyphenylene polyisocyanate (trade name: Cosmonate M-100, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 28 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain a prepolymer type isocyanate 1 (Pre-BI1) with Mn = 5,400 [of prepolymer type isocyanate 2 (Pre-BI2) Composition]
・ 100 parts by mass of polytetramethylene glycol (trade name: PTG1000SN, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.)
・ 125 parts by mass of polymethylene polyphenylene polyisocyanate (trade name: Cosmonate M-200, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 48 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain prepolymer type isocyanate 2 (Pre-BI2) having Mn = 2,000.

[プレポリマー型イソシアネート3(Pre−BI3)の合成]
・ポリプロピレングリコール 100質量部
(商品名:エクセノール420、旭硝子株式会社製)
・ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート 90質量部
(商品名:コスモネートM−100、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム30質量部滴下し、Mn=2,600のプレポリマー型イソシアネート3(Pre−BI3)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Isocyanate 3 (Pre-BI3)]
-Polypropylene glycol 100 parts by mass (trade name: Exenol 420, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
・ 90 parts by mass of polymethylene polyphenylene polyisocyanate (trade name: Cosmonate M-100, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 30 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain prepolymer type isocyanate 3 (Pre-BI3) having Mn = 2,600.

[プレポリマー型イソシアネート4(Pre−BI4)の合成]
・エステルジオール 100質量部
(商品名:アデカニューエースYT−101、ADEKA株式会社製、多価アルコール原料:1,3−ブタンジオール)
・ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート 100質量部
(商品名:コスモネートM−200、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム40質量部滴下し、Mn=2,900のエステル変性プレポリマー型イソシアネート4(Pre−BI4)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Isocyanate 4 (Pre-BI4)]
Esterdiol 100 parts by mass (trade name: Adeka New Ace YT-101, manufactured by ADEKA Corporation, polyhydric alcohol raw material: 1,3-butanediol)
・ 100 parts by mass of polymethylene polyphenylene polyisocyanate (trade name: Cosmonate M-200, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 40 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain ester-modified prepolymer type isocyanate 4 (Pre-BI4) with Mn = 2,900.

[プレポリマー型イソシアネート5(Pre−BI5)の合成]
・ポリプロピレングリコール 100質量部
(商品名:エクセノール420、旭硝子株式会社製)
・ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート 140質量部
(商品名:コスモネートM−100、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム54質量部滴下し、Mn=1,800のプレポリマー型イソシアネート5(Pre−BI5)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Isocyanate 5 (Pre-BI5)]
-Polypropylene glycol 100 parts by mass (trade name: Exenol 420, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
140 parts by mass of polymethylene polyphenylene polyisocyanate (trade name: Cosmonate M-100, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 54 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain a prepolymer type isocyanate 5 (Pre-BI5) with Mn = 1,800.

[プレポリマー型イソシアネート6(Pre−BI6)の合成]
・ポリプロピレングリコール 100質量部
(商品名:エクセノール720、旭硝子株式会社製)
・トリレンジイソシアネート(TDI) 136質量部
(商品名:コスモネートT−80、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソロブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム56質量部滴下し、Mn=4,600のプレポリマー型イソシアネート6(Pre−BI6)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Isocyanate 6 (Pre-BI6)]
・ 100 parts by weight of polypropylene glycol (trade name: Exenol 720, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
-Tolylene diisocyanate (TDI) 136 parts by mass (trade name: Cosmonate T-80, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 56 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain a prepolymer type isocyanate 6 (Pre-BI6) having Mn = 4,600.

[プレポリマー型イソシアネート7(Pre−BI7)の合成]
・ポリプロピレングリコール 100質量部
(商品名:エクセノール1020、旭硝子株式会社製)
・ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート 120質量部
(商品名:コスモネートM−100、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム28質量部滴下し、Mn=5,800のプレポリマー型イソシアネート7(Pre−BI7)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Isocyanate 7 (Pre-BI7)]
・ 100 parts by mass of polypropylene glycol (trade name: Exenol 1020, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
120 parts by mass of polymethylene polyphenylene polyisocyanate (trade name: Cosmonate M-100, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 28 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain a prepolymer type isocyanate 7 (Pre-BI7) having Mn = 5,800.

[プレポリマー型イソシアネート8(Pre−BI8)の合成]
・ポリプロピレングリコール 100質量部
(商品名:エクセノール720、旭硝子株式会社製)
・イソホロンジイソシアネート(IPDI) 100質量部
(商品名:タケネートD140N、三井化学ポリウレタン社製)
窒素雰囲気下において、上記成分を90℃で2時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分70質量%になるように加えた。その後、反応物温度50℃の条件下、MEKオキシム32質量部滴下し、Mn=2,500のプレポリマー型イソシアネート8(Pre−BI8)を得た。
[Synthesis of Prepolymer Type Isocyanate 8 (Pre-BI8)]
・ 100 parts by weight of polypropylene glycol (trade name: Exenol 720, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.)
・ Isophorone diisocyanate (IPDI) 100 parts by mass (trade name: Takenate D140N, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes)
The above components were heated and reacted at 90 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Thereafter, butyl cellosolve was added to a solid content of 70% by mass. Thereafter, 32 parts by mass of MEK oxime was added dropwise under a reaction temperature of 50 ° C. to obtain a prepolymer type isocyanate 8 (Pre-BI8) with Mn = 2,500.

続いて以下に本発明の実施例および比較例における、表面層形成用塗料液の調製方法を具体的に例示して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Then, although the preparation method of the coating liquid for surface layer formation in the Example and comparative example of this invention is specifically illustrated and demonstrated below, this invention is not limited to these.

「表面層形成用塗料液(1)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL212AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=1,200)
・Pre−BI1(Mn=5,400) 226.8質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした。続いて、この樹脂成分の固形分100質量部に対して、カーボンブラック(商品名:X−55、旭カーボン社製)23質量部およびMEKを加え、攪拌モーターで混合攪拌を400rpm、1時間の条件下で行った。続いて、総固形分比32質量%になるようにMEKをさらに加え、攪拌モーターで混合攪拌を700rpm、1時間の条件下で行った。続いて、上記混合溶液を横型分散NVM−03(商品名、アイメックス社製)で周速7m/sec、流量1cc/min、分散液温度15℃の条件下で、3時間均一分散した。なお、この分散の際に、Φ=1.5mmのガラスビーズ(商品名:DMB503B、ホッターズバロティニーズ社製)を用いた。次に、粗さ調整用樹脂粒子として、ウレタン樹脂粒子(商品名:アートパールCF−600T、根上工業社製)を樹脂成分の固形分100質量部に対して45質量部添加し、さらに1時間均一分散した。次に、この溶液を塗工後の表面層の膜厚が10μmになるように固形分23質量%に調製し、この溶液を300メッシュの網でろ過したものを表面層形成用塗料(1)とした。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (1)"
・ 100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L212AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 1,200)
Pre-BI1 (Mn = 5,400) 226.8 parts by mass As a material for the coating liquid for forming the surface layer, the above components were mixed to obtain a resin component. Subsequently, 23 parts by mass of carbon black (trade name: X-55, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.) and MEK are added to 100 parts by mass of the solid content of the resin component, and the mixture is agitated with an agitator motor at 400 rpm for 1 hour. Performed under conditions. Subsequently, MEK was further added so that the total solid content ratio was 32% by mass, and mixing and stirring was performed with a stirring motor at 700 rpm for 1 hour. Subsequently, the above mixed solution was uniformly dispersed with a horizontal dispersion NVM-03 (trade name, manufactured by IMEX) under conditions of a peripheral speed of 7 m / sec, a flow rate of 1 cc / min, and a dispersion temperature of 15 ° C. for 3 hours. In this dispersion, glass beads having a diameter of 1.5 mm (trade name: DMB503B, manufactured by Hotters Ballotinis) were used. Next, 45 parts by mass of urethane resin particles (trade name: Art Pearl CF-600T, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.) are added as resin particles for adjusting the roughness to 100 parts by mass of the solid content of the resin component, and further for 1 hour. Uniformly dispersed. Next, this solution was prepared to a solid content of 23% by mass so that the film thickness of the surface layer after coating was 10 μm, and this solution was filtered through a 300-mesh net to form a surface layer-forming paint (1) It was.

「表面層形成用塗料液(2)の調製」
・エステルジオール 100質量部
(商品名:アデカニューエースYT−101、ADEKA株式会社製、Mn=1,000、多価アルコール原料:1,3−ブタンジオール)
・Pre−BI2(Mn=2,000) 280.1質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(2)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (2)"
Esterdiol 100 parts by mass (trade name: Adeka New Ace YT-101, manufactured by ADEKA Corporation, Mn = 1,000, polyhydric alcohol raw material: 1,3-butanediol)
・ Pre-BI2 (Mn = 2,000) 280.1 parts by mass The same as the surface layer forming coating liquid (1) except that the above components are mixed to form a resin component as the material of the surface layer forming coating liquid. The surface layer forming coating liquid (2) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(3)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL205AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=500)
・Pre−BI1(Mn=5,400) 387.5質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(3)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (3)"
-100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L205AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 500)
・ Pre-BI1 (Mn = 5,400) 387.5 parts by mass The same as the surface layer forming coating solution (1) except that the above components are mixed into a resin component as the material of the surface layer forming coating solution. The surface layer forming coating liquid (3) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(4)の調製」
・エステルジオール 100質量部
(商品名:アデカニューエースNS−2400、ADEKA株式会社製、Mn=2,000、多価アルコール原料:3−メチル−1,5−ペンタンジオール)
・Pre−BI3(Mn=2,600) 106.8質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(4)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (4)"
Esterdiol 100 parts by mass (trade name: Adeka New Ace NS-2400, manufactured by ADEKA Corporation, Mn = 2,000, polyhydric alcohol raw material: 3-methyl-1,5-pentanediol)
-Pre-BI3 (Mn = 2,600) 106.8 parts by mass The same as the coating liquid for surface layer formation (1) except that the above components are mixed into a resin component as the material for the surface layer forming coating liquid. The surface layer forming coating liquid (4) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(5)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL220AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=1,900)
・Pre−BI3(Mn=2,600) 111.6質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(5)の調製を行った。
“Preparation of coating liquid for surface layer formation (5)”
-100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L220AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 1,900)
・ Pre-BI3 (Mn = 2,600) 111.6 parts by mass The same as the coating liquid for surface layer formation (1) except that the above components were mixed to form a resin component as the material for the surface layer forming coating liquid. The surface layer forming coating liquid (5) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(6)の調製」
・Pre−P1(Mn=6,600) 100質量部
・Pre−BI4(Mn=1,800) 25.6質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(6)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (6)"
Pre-P1 (Mn = 6,600) 100 parts by mass Pre-BI4 (Mn = 1,800) 25.6 parts by mass As a material for the coating liquid for forming the surface layer, the above components were mixed to form a resin component The surface layer forming coating liquid (6) was prepared in the same manner as in the surface layer forming coating liquid (1) except for the above.

「表面層形成用塗料液(7)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL212AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=1,200)
・Pre−BI3(Mn=2,600) 125.4質量部
・Pre−BI5(Mn=2,900) 53.7質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(7)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (7)"
・ 100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L212AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 1,200)
・ Pre-BI3 (Mn = 2,600) 125.4 parts by mass ・ Pre-BI5 (Mn = 2,900) 53.7 parts by mass As a material for the coating liquid for forming the surface layer, the above components are mixed to form a resin component. A surface layer-forming coating liquid (7) was prepared in the same manner as in the surface layer-forming coating liquid (1) except that.

「表面層形成用塗料液(8)の調製」
・Pre−P2(Mn=3,700) 87.6質量部
・エステルジオール 12.4質量部
(商品名:アデカニューエースNS−2400、ADEKA株式会社製、Mn=2,000、多価アルコール原料:3−メチル−1,5−ペンタンジオール)
・Pre−BI1(Mn=5,400) 69.3質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(8)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (8)"
Pre-P2 (Mn = 3,700) 87.6 parts by mass Ester diol 12.4 parts by mass (trade name: Adeka New Ace NS-2400, manufactured by ADEKA Corporation, Mn = 2,000, polyhydric alcohol raw material : 3-methyl-1,5-pentanediol)
・ Pre-BI1 (Mn = 5,400) 69.3 parts by mass The same as the coating liquid for surface layer formation (1) except that the above components are mixed to form a resin component as the material for the surface layer forming coating liquid. The surface layer forming coating liquid (8) was prepared by this method.

「表面層形成用塗料液(9)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL212AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=1,200)
・Pre−BI4(Mn=1,800) 148.9質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(9)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (9)"
・ 100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L212AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 1,200)
Pre-BI4 (Mn = 1,800) 148.9 parts by mass The same as the surface layer forming coating liquid (1) except that the above components were mixed to form a resin component as the material of the surface layer forming coating liquid The surface layer forming coating liquid (9) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(10)の調製」
・Pre−P2(Mn=3,700) 100質量部
・Pre−BI5(Mn=2,900) 46.8質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(10)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (10)"
・ Pre-P2 (Mn = 3,700) 100 parts by mass ・ Pre-BI5 (Mn = 2,900) 46.8 parts by mass As a material for the coating liquid for forming the surface layer, the above components were mixed to form a resin component. The surface layer forming coating liquid (10) was prepared in the same manner as in the surface layer forming coating liquid (1) except for the above.

「表面層形成用塗料液(11)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL212AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=1,200)
・Pre−BI6(Mn=4,600) 186.8質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(11)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (11)"
・ 100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L212AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 1,200)
・ Pre-BI6 (Mn = 4,600) 186.8 parts by mass The same as the coating liquid for surface layer formation (1) except that the above components were mixed into a resin component as the material for the coating liquid for surface layer formation. The surface layer forming coating liquid (11) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(12)の調製」
・Pre−P3(Mn=6000) 100質量部
・Pre−BI7(Mn=5,800) 47.8質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(12)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (12)"
・ Pre-P3 (Mn = 6000) 100 parts by mass ・ Pre-BI7 (Mn = 5,800) 47.8 parts by mass As the material of the coating liquid for forming the surface layer, the above components were mixed to form a resin component. The surface layer forming coating liquid (12) was prepared in the same manner as the surface layer forming coating liquid (1).

「表面層形成用塗料液(13)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL220AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=1,900)
・Pre−BI8(Mn=2,500) 102.2質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(13)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (13)"
-100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L220AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 1,900)
Pre-BI8 (Mn = 2,500) 102.2 parts by mass The same as the surface layer forming coating liquid (1) except that the above components are mixed to form a resin component as the material of the surface layer forming coating liquid. The surface layer forming coating liquid (13) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(14)の調製」
表面層形成用塗料液(4)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(14)の調製を行った。ただし、カーボンブラック(商品名:X−55、旭カーボン社製)23質量部の代わりに、カーボンブラック(商品名:Special Black5、Degussa社製)13質量部を用いた。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (14)"
The surface layer forming coating liquid (14) was prepared in the same manner as the surface layer forming coating liquid (4). However, 13 parts by mass of carbon black (trade name: Special Black 5, manufactured by Degussa) was used instead of 23 parts by mass of carbon black (trade name: X-55, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.).

「表面層形成用塗料液(15)の調製」
表面層形成用塗料液(4)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(15)の調製を行った。ただし、カーボンブラック(商品名:X−55、旭カーボン社製)23質量部の代わりに、カーボンブラック(商品名:Special Black5、Degussa社製)15質量部を用いた。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (15)"
The surface layer forming coating liquid (15) was prepared in the same manner as the surface layer forming coating liquid (4). However, instead of 23 parts by mass of carbon black (trade name: X-55, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.), 15 parts by mass of carbon black (trade name: Special Black 5, manufactured by Degussa) was used.

「表面層形成用塗料液(16)の調製」
表面層形成用塗料液(4)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(16)の調製を行った。ただし、カーボンブラック(商品名:X−55、旭カーボン社製)23質量部の代わりに、カーボンブラック(商品名:MA−11、三菱化学株式会社製)30質量部を用いた。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (16)"
The surface layer forming coating liquid (16) was prepared in the same manner as the surface layer forming coating liquid (4). However, 30 parts by mass of carbon black (trade name: MA-11, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used instead of 23 parts by mass of carbon black (trade name: X-55, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.).

「表面層形成用塗料液(17)の調製」
表面層形成用塗料液(4)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(17)の調製を行った。ただし、カーボンブラック(商品名:X−55、旭カーボン社製)23質量部の代わりに、カーボンブラック(商品名:MA−11、三菱化学株式会社製)32質量部を用いた。
“Preparation of coating liquid for surface layer formation (17)”
The surface layer forming coating liquid (17) was prepared in the same manner as the surface layer forming coating liquid (4). However, 32 parts by mass of carbon black (trade name: MA-11, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used instead of 23 parts by mass of carbon black (trade name: X-55, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.).

「表面層形成用塗料液(18)の調製」
・Pre−P1(Mn=6,600) 100質量部
・Pre−BI3(Mn=2,600) 30.3質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(18)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (18)"
・ Pre-P1 (Mn = 6,600) 100 parts by mass ・ Pre-BI3 (Mn = 2,600) 30.3 parts by mass As a material of the coating liquid for forming the surface layer, the above components were mixed to form a resin component. The surface layer forming coating liquid (18) was prepared in the same manner as in the surface layer forming coating liquid (1) except for the above.

「表面層形成用塗料液(19)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL205AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=500)
・Pre−BI2(Mn=2,000) 387.5質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(19)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (19)"
-100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L205AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 500)
・ Pre-BI2 (Mn = 2,000) 387.5 parts by mass The same as the surface layer forming coating liquid (1) except that the above components are mixed to form a resin component as the material of the surface layer forming coating liquid The surface layer forming coating liquid (19) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(20)の調製」
・Pre−P1(Mn=6,600) 100質量部
・Pre−BI7(Mn=5,800) 40.9質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(20)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (20)"
Pre-P1 (Mn = 6,600) 100 parts by mass Pre-BI7 (Mn = 5,800) 40.9 parts by mass As a material for the coating liquid for forming the surface layer, the above components were mixed to form a resin component The surface layer forming coating liquid (20) was prepared in the same manner as in the surface layer forming coating liquid (1) except for the above.

「表面層形成用塗料液(21)の調製」
・エステルジオール 100質量部
(商品名:アデカニューエースF13−35、ADEKA株式会社製、Mn=1,000、多価アルコール原料:1,4−ブタンジオール)
・Pre−BI8(Mn=2,500) 253.3質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(21)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (21)"
Esterdiol 100 parts by mass (trade name: Adeka New Ace F13-35, manufactured by ADEKA Corporation, Mn = 1,000, polyhydric alcohol raw material: 1,4-butanediol)
・ Pre-BI8 (Mn = 2,500) 253.3 parts by mass The same as the surface layer forming coating solution (1) except that the resin component is mixed with the above components as the material of the surface layer forming coating solution. The surface layer forming coating liquid (21) was prepared by the method described above.

「表面層形成用塗料液(22)の調製」
・Pre−P1(Mn=6,600) 80.0質量部
・Pre−P2(Mn=3,700) 20.0質量部
・Pre−BI6(Mn=4,600) 32.6質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(22)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (22)"
Pre-P1 (Mn = 6,600) 80.0 parts by mass Pre-P2 (Mn = 3,700) 20.0 parts by mass Pre-BI6 (Mn = 4,600) 32.6 parts by mass Surface layer The surface layer forming coating liquid (22) was prepared in the same manner as the surface layer forming coating liquid (1) except that the above components were mixed to form a resin component as the material of the forming coating liquid. .

「表面層形成用塗料液(23)の調製」
・エステルジオール 11.0質量部
(商品名:アデカニューエースYG−108、ADEKA株式会社製、Mn=900、多価アルコール原料:1,6−ヘキサンジオール)
・Pre−P2(Mn=3,700) 89.0質量部
・Pre−BI1(Mn=5,400) 85.0質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(23)の調製を行った。
"Preparation of surface layer forming coating liquid (23)"
Esterdiol 11.0 parts by mass (trade name: Adeka New Ace YG-108, manufactured by ADEKA Corporation, Mn = 900, polyhydric alcohol raw material: 1,6-hexanediol)
Pre-P2 (Mn = 3,700) 89.0 parts by mass Pre-BI1 (Mn = 5,400) 85.0 parts by mass As a material for the coating liquid for forming the surface layer, the above components are mixed to form a resin component A surface layer-forming coating solution (23) was prepared in the same manner as in the surface layer-forming coating solution (1) except that.

「表面層形成用塗料液(24)の調製」
・液状タイプポリカプロラクトンジオール 100質量部
(商品名:プラクセルL220AL、ダイセル化学工業株式会社製、Mn=1,900)
・Pre−BI3(Mn=2,600) 68.2質量部
・Pre−BI5(Mn=2,900) 45.5質量部
表面層形成用塗料液の材料として、上記成分を混合して樹脂成分とした以外は、表面層形成用塗料液(1)と同様の方法で、表面層形成用塗料液(24)の調製を行った。
“Preparation of surface layer forming coating liquid (24)”
-100 parts by mass of liquid type polycaprolactone diol (trade name: Plaxel L220AL, manufactured by Daicel Chemical Industries, Mn = 1,900)
・ Pre-BI3 (Mn = 2,600) 68.2 parts by mass ・ Pre-BI5 (Mn = 2,900) 45.5 parts by mass As a material for the coating liquid for forming the surface layer, the above components are mixed to form a resin component. A surface layer-forming coating solution (24) was prepared in the same manner as in the surface layer-forming coating solution (1) except that.

続いて以下に本発明の実施例および比較例における現像ローラの作製方法を具体的に例示して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Subsequently, the production methods of the developing roller in Examples and Comparative Examples of the present invention will be specifically illustrated and described below, but the present invention is not limited to these.

[実施例1]
表面層形成用塗料(1)を図3に示す装置に入れ、液流速250cc/min、液温23℃で循環させたφ32のシリンダー中に、浸入速度100mm/sで前記樹脂層ローラ1外周に浸漬させ、10秒間停止させた。その後に、初速300mm/s、終速200mm/sの条件で引き上げて60分間、自然乾燥させた。ついで、140℃にて2時間加熱処理することで、表面層の原料の硬化を行い、実施例1の現像ローラ(1)を作製した。結果を表1に示す。
[Example 1]
The surface layer forming paint (1) is placed in the apparatus shown in FIG. It was immersed and stopped for 10 seconds. Thereafter, the film was pulled up under conditions of an initial speed of 300 mm / s and an final speed of 200 mm / s and naturally dried for 60 minutes. Subsequently, the raw material of the surface layer was cured by heat treatment at 140 ° C. for 2 hours, and the developing roller (1) of Example 1 was produced. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
樹脂層ローラ1の代わりに、樹脂層ローラ2を用いた以外は、現像ローラ(1)と同様の方法で実施例2の現像ローラ(2)を作製した。結果を表1に示す。
[Example 2]
A developing roller (2) of Example 2 was produced in the same manner as the developing roller (1) except that the resin layer roller 2 was used instead of the resin layer roller 1. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(2)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例3の現像ローラ(3)を作製した。結果を表1に示す。
[Example 3]
A developing roller (3) of Example 3 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (2) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 1.

[実施例4]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(3)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例4の現像ローラ(4)を作製した。結果を表1に示す。
[Example 4]
A developing roller (4) of Example 4 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (3) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 1.

[実施例5]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(4)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例5の現像ローラ(5)を作製した。結果を表1に示す。
[Example 5]
A developing roller (5) of Example 5 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (4) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 1.

[実施例6]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(5)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例6の現像ローラ(6)を作製した。結果を表1に示す。
[Example 6]
A developing roller (6) of Example 6 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (5) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 1.

[実施例7]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(6)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例7の現像ローラ(7)を作製した。結果を表1に示す。
[Example 7]
A developing roller (7) of Example 7 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (6) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 1.

[実施例8]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(7)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例8の現像ローラ(8)を作製した。結果を表2に示す。
[Example 8]
A developing roller (8) of Example 8 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (7) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 2.

[実施例9]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(8)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例9の現像ローラ(9)を作製した。結果を表2に示す。
[Example 9]
A developing roller (9) of Example 9 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (8) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 2.

[実施例10]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(9)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例10の現像ローラ(10)を作製した。結果を表2に示す。
[Example 10]
A developing roller (10) of Example 10 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (9) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 2.

[実施例11]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(10)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例11の現像ローラ(11)を作製した。結果を表2に示す。
[Example 11]
A developing roller (11) of Example 11 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (10) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 2.

[実施例12]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(11)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例12の現像ローラ(12)を作製した。結果を表2に示す。
[Example 12]
A developing roller (12) of Example 12 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (11) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 2.

[実施例13]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(12)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例13の現像ローラ(13)を作製した。結果を表2に示す。
[Example 13]
A developing roller (13) of Example 13 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (12) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 2.

[実施例14]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(13)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例14の現像ローラ(14)を作製した。結果を表2に示す。
[Example 14]
A developing roller (14) of Example 14 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (13) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 2.

[実施例15]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(14)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例15の現像ローラ(15)を作製した。結果を表3に示す。
[Example 15]
A developing roller (15) of Example 15 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (14) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 3.

[実施例16]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(15)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例16の現像ローラ(16)を作製した。結果を表3に示す。
[Example 16]
A developing roller (16) of Example 16 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (15) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 3.

[実施例17]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(16)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例17の現像ローラ(17)を作製した。結果を表3に示す。
[Example 17]
A developing roller (17) of Example 17 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (16) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 3.

[実施例18]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(17)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で実施例18の現像ローラ(18)を作製した。結果を表3に示す。
[Example 18]
A developing roller (18) of Example 18 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (17) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 3.

[実施例19]
樹脂層ローラ1の代わりに、樹脂層ローラ3を用いた以外は、現像ローラ(11)と同様の方法で実施例19の現像ローラ(19)を作製した。結果を表3に示す。
[Example 19]
A developing roller (19) of Example 19 was produced in the same manner as the developing roller (11) except that the resin layer roller 3 was used instead of the resin layer roller 1. The results are shown in Table 3.

[実施例20]
樹脂層ローラ1の代わりに、樹脂層ローラ4を用いた以外は、現像ローラ(11)と同様の方法で実施例20の現像ローラ(20)を作製した。結果を表3に示す。
[Example 20]
A developing roller (20) of Example 20 was produced in the same manner as the developing roller (11) except that the resin layer roller 4 was used instead of the resin layer roller 1. The results are shown in Table 3.

[比較例1]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(18)を用いた以外は、現像ローラ(1)と同様の方法で比較例1の現像ローラ(21)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 1]
A developing roller (21) of Comparative Example 1 was produced in the same manner as the developing roller (1) except that the surface layer forming paint (18) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 4.

[比較例2]
樹脂層ローラ1の代わりに、樹脂層ローラ4を用いた以外は、現像ローラ(1)と同様の方法で比較例2の現像ローラ(22)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 2]
A developing roller (22) of Comparative Example 2 was produced in the same manner as the developing roller (1) except that the resin layer roller 4 was used instead of the resin layer roller 1. The results are shown in Table 4.

[比較例3]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(19)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で比較例3の現像ローラ(23)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 3]
A developing roller (23) of Comparative Example 3 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (19) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 4.

[比較例4]
樹脂層ローラ1の代わりに、樹脂層ローラ3を用い、かつ表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(20)を用いた以外は、現像ローラ(1)と同様の方法で比較例4の現像ローラ(24)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 4]
The same as the developing roller (1) except that the resin layer roller 3 is used instead of the resin layer roller 1 and the surface layer forming paint (20) is used instead of the surface layer forming paint (1). The developing roller (24) of Comparative Example 4 was produced by the method. The results are shown in Table 4.

[比較例5]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(21)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で比較例5の現像ローラ(25)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 5]
A developing roller (25) of Comparative Example 5 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (21) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 4.

[比較例6]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(22)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で比較例6の現像ローラ(26)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 6]
A developing roller (26) of Comparative Example 6 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (22) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 4.

[比較例7]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(23)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で比較例7の現像ローラ(27)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 7]
A developing roller (27) of Comparative Example 7 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (23) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 4.

[比較例8]
表面層形成用塗料(1)の代わりに、表面層形成用塗料(24)を用いた以外は、現像ローラ(2)と同様の方法で比較例8の現像ローラ(28)を作製した。結果を表4に示す。
[Comparative Example 8]
A developing roller (28) of Comparative Example 8 was produced in the same manner as the developing roller (2) except that the surface layer forming paint (24) was used instead of the surface layer forming paint (1). The results are shown in Table 4.

続いて、以下に本発明の実施例、比較例中におけるESCA測定、μ−MS測定、構造解析、JIS K 6253A硬度測定およびGPCの測定方法、並びに本発明で定義したEc、EtcおよびUrcに関して説明する。   Subsequently, ESCA measurement, μ-MS measurement, structural analysis, JIS K 6253A hardness measurement and GPC measurement method in Examples and Comparative Examples of the present invention, and Ec, Etc and Urc defined in the present invention will be described below. To do.

[現像ローラの評価/表面層原料の評価]
(ESCA測定方法)
ESCA分析装置:商品名:Quantum2000、アルバックファイ(株)社製
検出元素:C、N、O、Si
X線源:モノクロ AI Kα
Xray Settinng:100μmφ(25W(15KV))
光電子取り出し角:45度
中和条件:中和銃とイオン銃の併用
分析領域:φ100μm
Pass Energy:23.5eV
ステップサイズ:0.1eV
本発明におけるEc、EtcおよびUrcは、ESCA測定の定量分析で検出されたC、N、Oおよび樹脂層起因のSi元素のatm%、および状態分析で検出されたC 1sピークおよびN 1sピークの面積比率から決定される。また、C 1sピークにおいては、285.0eVにおける検出ピークをC−C結合、286.6eVにおける検出ピークをC−O結合、289.3eVに帰属されるCOO結合と帰属した。N 1sピークにおいては、400.4eVにおけるピークをNH結合と帰属した。O 1sピークにおいては、532.4eVにおける検出ピークをC=O結合、Si−O結合とし、533.7eVにおける検出ピークをC−O結合と帰属した。Si 2pピークにおいては、102.5eVにおけるピーク強度をSi−O結合と帰属した。
[Evaluation of developing roller / Evaluation of surface layer material]
(ESCA measurement method)
ESCA analyzer: Product name: Quantum 2000, manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd. Detection elements: C, N, O, Si
X-ray source: Monochrome AI Kα
Xray Setting: 100 μmφ (25 W (15 KV))
Photoelectron extraction angle: 45 ° Neutralization condition: Combined use of neutralization gun and ion gun Analysis area: φ100 μm
Pass Energy: 23.5eV
Step size: 0.1eV
In the present invention, Ec, Etc, and Urc are Cm, N, O, and atm% of Si element derived from the resin layer detected by quantitative analysis of ESCA measurement, and C 1s peak and N 1s peak detected by state analysis. It is determined from the area ratio. In the C 1s peak, the detection peak at 285.0 eV was assigned as the C—C bond, and the detection peak at 286.6 eV was assigned as the C—O bond, which was attributed to 289.3 eV. In the N 1s peak, the peak at 400.4 eV was assigned as the NH bond. In the O 1s peak, the detection peak at 532.4 eV was defined as C═O bond and Si—O bond, and the detection peak at 533.7 eV was assigned as C—O bond. In the Si 2p peak, the peak intensity at 102.5 eV was assigned as the Si—O bond.

ここで、ポリウレタン樹脂中のエステル濃度およびエーテル濃度とC 1sピークの状態分析によるC−C結合、C−O結合およびCOO結合の存在比率の量比関係と優れた相関性があるため、本発明におけるEcとEtcの定義に用いた。具体的には、Ecを下記式(4)で定義し、Etcを下記式(5)で定義した。また、エーテルエステルポリウレタン樹脂におけるN量はウレタン基に由来するものであるため、下記式(6)で示すように、Nのatm%の数値をUrcと定義した。なお、本発明におけるEc、EtcおよびUrcの測定は、表面層の異なる場所を3点測定し、その平均値を用いた。   Here, since there is an excellent correlation with the quantitative ratio relationship of the abundance ratio of C—C bond, C—O bond and COO bond by state analysis of the ester concentration and ether concentration in the polyurethane resin and the C 1s peak, the present invention Used to define Ec and Etc. Specifically, Ec was defined by the following formula (4), and Etc was defined by the following formula (5). Further, since the N amount in the ether ester polyurethane resin is derived from the urethane group, the numerical value of N atm% was defined as Urc as shown in the following formula (6). In addition, the measurement of Ec, Etc, and Urc in the present invention was performed by measuring three points at different locations on the surface layer and using the average value.

Figure 2009109861
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例えば、現像ローラ(1)の表面層における元素の定量分析の結果、C、N、OおよびSiのatm%は各々、63.8、1.2、25.1、7.9%であったことから、Urcは1.2である。また、現像ローラ(1)の状態分析によるC 1sスペクトルのC−C結合、C−O結合およびCOO結合のピーク面積比率は、各々70.8%、22.0%および6.2%であった。この値から、現像ローラ(1)の表面層におけるC−C、C−OおよびCOO結合の比率は、各々45.2%、14.0%および4.0%であった。この値を元にEcおよびEtcを算出したところ、現像ローラ(1)のEcおよびEtcは、各々8.8および22.1であった。   For example, as a result of quantitative analysis of elements in the surface layer of the developing roller (1), atm% of C, N, O and Si was 63.8, 1.2, 25.1 and 7.9%, respectively. Therefore, Urc is 1.2. In addition, the peak area ratios of C—C bond, C—O bond, and COO bond in the C 1s spectrum by state analysis of the developing roller (1) were 70.8%, 22.0%, and 6.2%, respectively. It was. From this value, the ratios of C—C, C—O and COO bonds in the surface layer of the developing roller (1) were 45.2%, 14.0% and 4.0%, respectively. When Ec and Etc were calculated based on this value, Ec and Etc of the developing roller (1) were 8.8 and 22.1, respectively.

(表面層構造解析)
得られた現像ローラ表面層の構造決定は、フーリエ変換−赤外吸収(FT−IR)スペクトル、熱分解GC−MS法および1H−NMRにより分析を行った。FT−IRスペクトルは、NicoletAVATAR360 FT−IR(商品名、日本分光社製)を用いた。1H−NMRは、Bruker社製のFT−NMR(商品名:DPX400)を用い、共鳴周波数:400MHz、測定核種:1H、使用溶媒:重クロロホルム、測定温度:室温の条件とした。測定試料としては、後述する画像評価後にイソプロピルアルコールを染み込ました布で現像ローラ表面に付着したトナーおよび外添剤を拭き取った後、現像ローラの表面をバイオカッターで薄く削りとったものを使用した。
(Surface layer structure analysis)
The structure of the surface layer of the obtained developing roller was analyzed by Fourier transform-infrared absorption (FT-IR) spectrum, pyrolysis GC-MS method, and 1 H-NMR. Nicolet AVATAR360 FT-IR (trade name, manufactured by JASCO Corporation) was used for the FT-IR spectrum. For 1 H-NMR, FT-NMR (trade name: DPX400) manufactured by Bruker was used, and the resonance frequency was 400 MHz, the measurement nuclide was 1 H, the solvent used was deuterated chloroform, and the measurement temperature was room temperature. As a measurement sample, a toner and an external additive adhering to the surface of the developing roller were wiped off with a cloth soaked with isopropyl alcohol after image evaluation described later, and then the surface of the developing roller was thinly scraped with a biocutter.

例えば、現像ローラ(1)に関して、FT−IRの評価を行ったところ、エーテル基(1100cm-1)、エステル基(1200cm-1)、ウレタン基(1710cm-1)に起因するスペクトルが確認された。すなわち、エーテルエステルポリウレタン樹脂であることが確認できた。また、水酸化ナトリウムでアルカリ加水分解および耐圧分解容器内で加熱分解を行い、エーテル抽出操作を行い、ジオールおよび二塩基酸で分離を行った。その後、熱分解GC−MSおよび1H−NMRで評価を行ったところ、構造式(1)のセグメントを有することが確認された。各実施例及び比較例で作製した現像ローラにおける結果を表1〜4に示す。 For example, with respect to the developing roller (1), were evaluated in the FT-IR, an ether group (1100 cm -1), an ester group (1200 cm -1), the spectrum due to the urethane group (1710 cm -1) was confirmed . That is, it was confirmed that it was an ether ester polyurethane resin. In addition, alkaline hydrolysis with sodium hydroxide and thermal decomposition in a pressure-resistant decomposition vessel were performed, ether extraction operation was performed, and separation was performed with diol and dibasic acid. Then, when it evaluated by pyrolysis GC-MS and < 1 > H-NMR, it was confirmed that it has the segment of Structural formula (1). The result in the developing roller produced by each Example and the comparative example is shown to Tables 1-4.

(μ−MS測定方法)
本発明における現像ローラ表面層の架橋密度は、マイクロサンプリング質量分析法(μ−MS)により測定した。マイクロサンプリング質量分析法の概要を以下に示す。測定試料には、FT−IR解析同様に後述する画像評価後の表面層を同様の処理を行ったものを用いた。
(Μ-MS measurement method)
The crosslink density of the surface layer of the developing roller in the present invention was measured by micro sampling mass spectrometry (μ-MS). An outline of micro sampling mass spectrometry is shown below. As the measurement sample, a surface layer after image evaluation described later was subjected to the same treatment as in the FT-IR analysis.

測定は、Polaris Q(商品名、Thermo Electron CO.製)に搭載のイオントラップ型MS装置を使用した。試料をプローブの先端に位置するフィラメントに固定し、イオン化チャンバーの中に直接挿入する。チャンバー内に10秒間保持後、昇温速度8.3℃/sで室温(25℃)から1000℃まで急速に加熱し、蒸発した試料を電子ビームの照射によりイオン化し、質量分析計により検出した。   For the measurement, an ion trap MS device mounted on Polaris Q (trade name, manufactured by Thermo Electron CO.) Was used. The sample is fixed to a filament located at the tip of the probe and inserted directly into the ionization chamber. After being kept in the chamber for 10 seconds, the sample was rapidly heated from room temperature (25 ° C.) to 1000 ° C. at a rate of temperature increase of 8.3 ° C./s, and the evaporated sample was ionized by electron beam irradiation and detected by a mass spectrometer. .

昇温速度が一定の条件では、トータル・イオン・クロマトグラム(TIC)と呼ばれる質量スペクトルをもつTG−MSに類似した熱クロマトグラムが得られる。本発明においては、得られた熱クロマトグラムが極大値となる時間(温度)の半値全幅値をL(min)と定義した。なお、得られるピークは低温側に現れるイソシアネート起因のピークと、高温側に現れるポリオール起因のピークの2ピークが検出されるが、ウレタン結合の分解温度はハードセグメント、つまりイソシアネート起因のピークに由来する。したがって、本発明におけるLは低温側に現れるピークを用い、3回測定した平均値を用いて算出した。なお、分解温度は下記式(7)で得られる。例えば、現像ローラ(1)に関して、下記式(7)を用いてμ−MSの評価を行ったところ、ウレタン結合分解起因の極大ピークが389.6℃に確認され、L=2.4minであった。各実施例及び比較例で作製した現像ローラにおける結果を表1〜4に示す。   Under a condition where the heating rate is constant, a thermal chromatogram similar to TG-MS having a mass spectrum called a total ion chromatogram (TIC) is obtained. In the present invention, the full width at half maximum of the time (temperature) at which the obtained thermal chromatogram becomes a maximum value is defined as L (min). In addition, although the peak obtained is an isocyanate-derived peak appearing on the low temperature side and two peaks derived from the polyol appearing on the high temperature side are detected, the decomposition temperature of the urethane bond is derived from a hard segment, that is, an isocyanate-derived peak. . Therefore, L in the present invention was calculated using an average value measured three times using a peak appearing on the low temperature side. The decomposition temperature is obtained by the following formula (7). For example, when μ-MS was evaluated for the developing roller (1) using the following formula (7), a maximum peak due to urethane bond decomposition was confirmed at 389.6 ° C., and L = 2.4 min. It was. The result in the developing roller produced by each Example and the comparative example is shown to Tables 1-4.

分解温度(℃)=[極大ピーク測定時間(s)×60−10(保持時間)]×8.3℃/s+25℃(室温)
・・・式(7)
(JIS K 6253A硬度の測定方法)
現像ローラのJIS K 6253A硬度は、ゴム硬度計用定圧荷重器CL−150L(商品名:高分子機器株式会社製)にゴム硬度計JAを取り付けたもの(商品名:高分子機器株式会社製)を用いて、荷重1kgで測定した。測定箇所は両端部及び中央部の合計3ヶ所であり、これらの単純(算術)平均をもって現像ローラのJIS K 6253A硬度とした。例えば、現像ローラ(1)は、左端部が26°、中央部が26°、右端部が26°であり、これらの単純平均26°を現像ローラ(1)のJIS K 6253A硬度とした。各実施例及び比較例で作製した現像ローラにおける結果を表1〜4に示す。
Decomposition temperature (° C) = [Maximum peak measurement time (s) × 60-10 (retention time)] × 8.3 ° C / s + 25 ° C (room temperature)
... Formula (7)
(Measurement method of JIS K 6253A hardness)
JIS K 6253A hardness of the developing roller is a rubber hardness meter constant pressure loader CL-150L (trade name: manufactured by Polymer Equipment Co., Ltd.) attached with a rubber hardness meter JA (trade name: manufactured by Polymer Equipment Co., Ltd.) Was measured at a load of 1 kg. There were a total of three measurement points at both ends and the center, and the simple (arithmetic) average of these was defined as the JIS K 6253A hardness of the developing roller. For example, the developing roller (1) has a left end portion of 26 °, a central portion of 26 °, and a right end portion of 26 °, and a simple average of 26 ° is defined as the JIS K 6253A hardness of the developing roller (1). The result in the developing roller produced by each Example and the comparative example is shown to Tables 1-4.

(ポリオールおよびイソシアネートの数平均分子量)
GPCカラム「TSKgel SuperHM−M」(商品名、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」(商品名、東ソー株式会社製)を用いた。溶媒にテトラヒドロフラン(THF)、温度40℃、流速0.6ml/min、RI(屈折率)検出器の測定条件下において、測定サンプルを0.1質量%のTHF溶液として測定した。検量線作成用の標準試料として数種の単分散標準ポリスチレン(東ソー株式会社製)を用いて検量線の作成を行い、これを基に得られた測定サンプルの保持時間から数平均分子量(Mn)を求めた。
(Number average molecular weight of polyol and isocyanate)
A high-performance liquid chromatograph analyzer “HLC-8120GPC” (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) in which two GPC columns “TSKgel SuperHM-M” (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) were connected in series was used. The measurement sample was measured as a 0.1% by mass THF solution under the measurement conditions of tetrahydrofuran (THF) as a solvent, temperature 40 ° C., flow rate 0.6 ml / min, RI (refractive index) detector. A calibration curve was created using several types of monodisperse standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation) as a standard sample for creating a calibration curve, and the number average molecular weight (Mn) from the retention time of the measurement sample obtained based on this Asked.

[画像評価]
[現像ブレード長期当接による画像スジおよび初期トナー固着画像評価]
現像ローラを電子写真プロセスカートリッジに組み込み、この電子写真プロセスカートリッジを温度40℃、湿度95%RHの環境に20日間放置した。その後、新たに用意した電子写真プロセスカートリッジに該現像ローラを装着し直し、さらに温度30℃、湿度85%RHの環境に24時間放置した。放置後、同環境において、電子写真プロセスカートリッジをキヤノン製プリンターLBP5500(商品名)改造機に組み込み、ブレードバイアスを現像バイアスに対して、−150Vのバイアス条件でベタ白画像を5枚出力した。その後、同バイアス条件でベタ黒画像を1枚出力した。このベタ白およびベタ黒画像において、下記評価条件で、放置中の現像ブレードとの当接による現像ローラ変形起因および初期トナー固着による画層弊害を評価した。各実施例及び比較例で作製した現像ローラにおける結果を表1〜4に示す。
A:ベタ白画像において初期トナー固着によるカブリ等の画像弊害が全く確認されない。かつ、変形起因とみられる画像スジがほとんど確認できない。
B:ベタ白画像において初期トナー固着によるカブリ等の画像弊害が全く確認されない。かつ、変形起因とみられる画像スジがわずかに確認できる。
C:ベタ白画像において初期トナー固着によるカブリ等の画像弊害が全く確認されない。かつ、変形起因とみられる画像スジがはっきりと確認できる。
D:ベタ白画像において初期トナー固着によるカブリ等の画像弊害が確認され、初期ベタ白画像出力5枚以内で消失しない。かつ、変形起因とみられる画像スジがはっきりと確認できる。
[Image evaluation]
[Evaluation of image streaks and initial toner fixing images by long-term development blade contact]
The developing roller was incorporated in an electrophotographic process cartridge, and this electrophotographic process cartridge was left in an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% RH for 20 days. Thereafter, the developing roller was remounted on a newly prepared electrophotographic process cartridge, and further left in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 85% RH for 24 hours. Then, in the same environment, the electrophotographic process cartridge was incorporated into a modified printer LBP5500 (trade name) manufactured by Canon, and five solid white images were output under a bias condition of −150 V with respect to the developing bias. Thereafter, one solid black image was output under the same bias condition. The solid white and solid black images were evaluated under the following evaluation conditions for the deformation of the developing roller due to contact with the developing blade being left and the image layer adverse effect due to initial toner fixation. The result in the developing roller produced by each Example and the comparative example is shown to Tables 1-4.
A: No image defects such as fogging due to initial toner fixation are observed in the solid white image. In addition, almost no image streaks that appear to be caused by deformation can be confirmed.
B: No image defects such as fogging due to initial toner fixation are observed at all in the solid white image. In addition, the image streaks that are considered to be caused by deformation can be slightly confirmed.
C: Image defects such as fogging due to initial toner fixation are not observed at all in the solid white image. In addition, it is possible to clearly confirm image streaks that are considered to be caused by deformation.
D: Image defects such as fogging due to initial toner fixation are confirmed in the solid white image, and it does not disappear within 5 sheets of the initial solid white image output. In addition, it is possible to clearly confirm image streaks that are considered to be caused by deformation.

[高温高湿環境下(温度:30℃、湿度:85%RH)におけるカブリ]
現像ブレード長期当接による画像スジおよび初期トナー固着画像評価後に、同環境においてカブリの評価を行った。ブレードバイアスを現像バイアスに対して、−150Vのバイアス条件で、白ベタ画像を出力し、その出力中にプリンターを停止し、感光体上に付着したトナーを透明粘着テープで剥がし取った。そして、透明粘着テープの粘着面の反射率を測定し、反射率の低下からカブリを評価した。なお、反射率の測定には、反射濃度計(商品名:TC−6DS/A、東京電色社製)を用いた。その時の平均値から下記基準で評価を行った。各実施例及び比較例で作製した現像ローラにおける結果を表1〜4に示す。また、上記画像スジおよび初期トナー固着画像評価において、初期トナー固着が確認された現像ローラに関しては、柔らかい布で現像ローラ表面に固着したトナーを拭き取った後に画像評価を行った。
A:反射率の低下が1%未満。
B:反射率の低下が1%以上2%未満。
C:反射率の低下が2%以上4%未満。
D:反射率の低下が4%以上。
[Fog in a high temperature and high humidity environment (temperature: 30 ° C., humidity: 85% RH)]
After evaluation of image streaks due to long-term development blade contact and initial toner fixed image, fog was evaluated in the same environment. A white solid image was output under a bias condition of −150 V with respect to the development bias with respect to the blade bias, the printer was stopped during the output, and the toner adhering to the photoconductor was peeled off with a transparent adhesive tape. And the reflectance of the adhesive surface of a transparent adhesive tape was measured, and fog was evaluated from the fall of the reflectance. In addition, the reflection densitometer (Brand name: TC-6DS / A, Tokyo Denshoku Co., Ltd.) was used for the measurement of a reflectance. Evaluation was performed according to the following criteria from the average value at that time. The result in the developing roller produced by each Example and the comparative example is shown to Tables 1-4. In the evaluation of image streaks and initial toner fixing image, the developing roller for which initial toner fixing was confirmed was subjected to image evaluation after wiping off the toner fixed on the developing roller surface with a soft cloth.
A: The decrease in reflectance is less than 1%.
B: Decrease in reflectance is 1% or more and less than 2%.
C: Decrease in reflectance is 2% or more and less than 4%.
D: Decrease in reflectance is 4% or more.

[低温低湿環境下(温度:15℃、湿度:10%RH)における耐久カブリ評価]
高温高湿環境下におけるカブリ評価の後に、現像ローラを新品の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、この電子写真プロセスカートリッジを温度15℃、湿度10%RHの環境に24時間放置した。放置後、同環境において、電子写真プロセスカートリッジをキヤノン製プリンターLBP5500(商品名)改造機に組み込み、ブレードバイアスを現像バイアスに対して、−200Vのバイアス条件で、1%の印字率で連続画像出力を行った。耐久カブリの評価は、ベタ白部分に3%を超えるカブリが観察される出力枚数を計測し、下記評価基準で行った。また、出力1000枚毎にマクベス社製の反射濃度計を用い、非印字部分(基準)および印字範囲のベタ白部の反射率を測定し、基準に対する反射率の低下量(%)を「カブリ」とした。各実施例及び比較例で作製した現像ローラにおける結果を表1〜4に示す。
A:3%以上のカブリが、連続印字で25000枚印字しても確認されない。
B:3%以上のカブリが、連続印字20000枚以上25000枚未満で確認された。
C:3%以上のカブリが、連続印字10000枚以上20000枚未満で確認された。
D:3%以上のカブリが、連続印字10000枚未満で確認された。
[Evaluation of endurance fog in a low-temperature, low-humidity environment (temperature: 15 ° C., humidity: 10% RH)]
After fog evaluation in a high temperature and high humidity environment, the developing roller was incorporated into a new electrophotographic process cartridge, and the electrophotographic process cartridge was left in an environment of a temperature of 15 ° C. and a humidity of 10% RH for 24 hours. In the same environment, the electrophotographic process cartridge is installed in a modified Canon printer LBP5500 (trade name) in this environment, and continuous image output is performed at a printing rate of 1% under a bias condition of -200V with respect to the development bias. Went. Durability fog was evaluated by measuring the number of output sheets in which fog exceeding 3% was observed in the solid white portion, and performing the following evaluation criteria. In addition, the reflectance of the non-printed portion (reference) and the solid white portion of the print range is measured for every 1000 sheets of output using a Macbeth reflection densitometer. " The result in the developing roller produced by each Example and the comparative example is shown to Tables 1-4.
A: The fog of 3% or more is not confirmed even when printing 25000 sheets by continuous printing.
B: Fog of 3% or more was confirmed on continuous printing 20000 sheets or more and less than 25000 sheets.
C: Fog of 3% or more was confirmed on continuous printing of 10000 or more and less than 20000.
D: Fog of 3% or more was confirmed on less than 10,000 continuous prints.

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表1〜3より、実施例1〜20で作製した現像ローラは、現像ローラの機械的物性およびトナー帯電付与性のバランスが良好であり、高画質な画像形成が実現できることが明らかである。特に、実施例5及び6で作製した現像ローラにおいて、高温高湿下におけるカブリと低温低湿下における耐久カブリおよび変形起因の画像弊害の抑制を高次元なレベルで達成できたことは明らかである。なお、実施例1〜20で作製した現像ローラは、表面層のEc、EtcおよびUrcの値が本発明で規定した範囲にあり、かつ現像ローラのJIS K 6253A硬度が26°〜45°である。また、実施例5及び6で作製した現像ローラは、表面層のEc、EtcおよびUrcのバランスが特に良好である。   From Tables 1 to 3, it is clear that the developing rollers produced in Examples 1 to 20 have a good balance between the mechanical properties and the toner charge imparting properties of the developing rollers and can realize high-quality image formation. In particular, in the developing rollers produced in Examples 5 and 6, it is clear that the fogging under high temperature and high humidity, the durability fogging under low temperature and low humidity, and the suppression of image defects caused by deformation can be achieved at a high level. In the developing rollers produced in Examples 1 to 20, the values of Ec, Etc and Urc of the surface layer are in the range defined by the present invention, and the JIS K 6253A hardness of the developing roller is 26 ° to 45 °. . Further, the developing rollers produced in Examples 5 and 6 have a particularly good balance of Ec, Etc and Urc of the surface layer.

それに対し、比較例1で作製した現像ローラは、現像ローラのJIS K 6253A硬度が低いため、現像ブレード接触部における変形量の増大伴った画像スジが明らかに確認されただけでなく、表面層の粘着性が上昇し、初期トナー固着が確認された。比較例2で作製した現像ローラは、現像ローラのJIS K 6253A硬度が高いため、トナーに与えるストレスが増加し、低温低湿環境下における耐久カブリ性能が著しく悪化することが確認された。   On the other hand, the developing roller produced in Comparative Example 1 has a low JIS K 6253A hardness of the developing roller, so that not only image streaks with increased deformation at the developing blade contact portion were clearly confirmed, but also the surface layer The tackiness increased and initial toner fixation was confirmed. Since the developing roller produced in Comparative Example 2 has a high JIS K 6253A hardness, it has been confirmed that the stress applied to the toner increases and the durability fogging performance in a low temperature and low humidity environment is significantly deteriorated.

また、比較例3で作製した現像ローラは、Urcの値が高過ぎるため、トナーに与えるストレスが増加し、比較例2と同様に低温低湿環境下における耐久カブリ性能が著しく悪化することが確認された。比較例4で作製した現像ローラは、Urcの値が低過ぎるため、現像ブレード接触部における変形量の増大伴った画像スジが明らかに確認されただけでなく、表面層の粘着性が上昇し、初期トナー固着が確認された。   Further, since the developing roller produced in Comparative Example 3 has a Urc value that is too high, the stress applied to the toner increases, and it is confirmed that the durability fogging performance in a low-temperature and low-humidity environment is significantly deteriorated as in Comparative Example 2. It was. Since the developing roller produced in Comparative Example 4 has a Urc value that is too low, not only image streaks with increased deformation at the developing blade contact portion were clearly confirmed, but also the adhesiveness of the surface layer increased, Initial toner adhesion was confirmed.

また、比較例5で作製した現像ローラは、Ecの値が高過ぎるため、高温高湿環境におけるカブリが著しく悪化することが確認された。さらに、一般式(1)、(2)および(3)から選ばれるユニットを主骨格とした少なくとも一種の原料を含有しないために、機械的物性の適正化が行われず、現像ブレード当接部における画像スジが悪化する傾向が確認された。比較例6で作製した現像ローラは、Ecの値が低過ぎるため、現像ブレード接触部における変形量の増大伴った画像スジが明らかに確認されただけでなく、高温高湿環境におけるカブリが著しく悪化することが確認された。   Moreover, since the value of Ec was too high for the developing roller produced in Comparative Example 5, it was confirmed that fogging in a high temperature and high humidity environment was significantly deteriorated. Further, since at least one kind of raw material having a unit selected from the general formulas (1), (2) and (3) as a main skeleton is not contained, the mechanical properties are not optimized, and the developing blade contact portion is not A tendency for image streaks to deteriorate was confirmed. Since the developing roller produced in Comparative Example 6 has an Ec value that is too low, not only image streaks with increased deformation at the developing blade contact portion were clearly confirmed, but fogging in a high temperature and high humidity environment was significantly worsened. Confirmed to do.

また、比較例7で作製した現像ローラは、Etcの値が高過ぎるため、相対的なEcの値が減少することで、現像ブレード接触部における変形量の増大伴った画像スジが明らかに確認されただけでなく、表面層の粘着性が上昇し、初期トナー固着が確認された。比較例8で作製した現像ローラは、Etcの値が低過ぎるため、トナー帯電付与性が低下し、高温高湿環境におけるカブリが著しく悪化することが確認された。   Further, since the developing roller produced in Comparative Example 7 has an Etc value that is too high, an image streak accompanying an increase in the amount of deformation at the developing blade contact portion is clearly confirmed by decreasing the relative Ec value. In addition, the adhesiveness of the surface layer increased and initial toner adhesion was confirmed. Since the developing roller produced in Comparative Example 8 has an Etc value that is too low, it was confirmed that the toner chargeability was lowered and fogging in a high temperature and high humidity environment was remarkably deteriorated.

上記のことから、本発明に規定した条件を満たすことにより、高温高湿下におけるカブリと低温低湿下における耐久カブリおよび変形起因の画像弊害の抑制を両立できたことは明らかである。   From the above, it is clear that by satisfying the conditions defined in the present invention, the fog at high temperature and high humidity, the durability fog at low temperature and low humidity, and the suppression of image defects caused by deformation can be achieved at the same time.

本発明の現像ローラの一例の断面図である。It is sectional drawing of an example of the developing roller of this invention. 本発明の電子写真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 electrophotographic apparatus of this invention. 表面層形成に使用する液循環型浸漬塗工装置の模式図である。It is a schematic diagram of the liquid circulation type dip coating apparatus used for surface layer formation.

符号の説明Explanation of symbols

1 現像ローラ
2 軸芯体
3 樹脂層
4 表面層
5 プロセスカートリッジ
6 感光体
7 トナー供給ローラ
8 トナー
9 現像ブレ−ド
10 現像装置
11 レーザー光
12 帯電部材
13 廃トナー収集容器
14 クリーニングブレード
15 定着装置
16 駆動ローラ
17 転写ローラ
18 バイアス電源
19 テンションローラ
20 転写搬送ベルト
21 従動ローラ
22 紙
23 給紙ローラ
24 吸着ローラ
25 浸漬槽
25a 浸漬槽の上端
26 ローラ
27 液受け部
28 攪拌タンク
29 管
30 表面層形成用塗料
31 ポンプ
32,33 管
34 攪拌翼
35 昇降装置
36 昇降板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing roller 2 Shaft core body 3 Resin layer 4 Surface layer 5 Process cartridge 6 Photoconductor 7 Toner supply roller 8 Toner 9 Developing blade 10 Developing device 11 Laser beam 12 Charging member 13 Waste toner collection container 14 Cleaning blade 15 Fixing device 16 Driving roller 17 Transfer roller 18 Bias power supply 19 Tension roller 20 Transfer conveyance belt 21 Drive roller 22 Paper 23 Paper feed roller 24 Adsorption roller 25 Immersion tank 25a Immersion tank upper end 26 Roller 27 Liquid receiving part 28 Stirring tank 29 Tube 30 Surface layer Forming paint 31 Pump 32, 33 Pipe 34 Agitating blade 35 Lifting device 36 Lifting plate

Claims (9)

軸芯体の周囲に樹脂層を有し、該樹脂層の外周に表面層を有する現像ローラにおいて、
該表面層が、下記式(1)乃至(3)のいずれかのユニットを有する熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂を用いて形成されており、
該熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂のエステル濃度(Ec)、エーテル濃度(Etc)およびウレタン濃度(Urc)を、ESCA(X線光電子分光法)により測定された窒素元素割合、C−C結合比率、COO結合比率及びC−O結合比率を用いて下記式(4)乃至(6)で定義したとき、8.0≦Ec≦11.2、18.4≦Etc≦37.8かつ0.8≦Urc≦2.7の範囲にあり、
該現像ローラのJIS K 6253A硬度が26°以上45°以下であることを特徴とする現像ローラ。
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In the developing roller having a resin layer around the shaft core and a surface layer on the outer periphery of the resin layer,
The surface layer is formed using a thermosetting ether ester polyurethane resin having a unit of any of the following formulas (1) to (3),
The ester concentration (Ec), ether concentration (Etc) and urethane concentration (Urc) of the thermosetting ether ester polyurethane resin were measured by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy), the nitrogen element ratio, the C—C bond ratio, When defined by the following formulas (4) to (6) using the COO bond ratio and the CO bond ratio, 8.0 ≦ Ec ≦ 11.2, 18.4 ≦ Etc ≦ 37.8 and 0.8 ≦ In the range of Urc ≦ 2.7,
A developing roller, wherein the developing roller has a JIS K 6253A hardness of 26 ° to 45 °.
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該熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂をマイクロサンプリング質量分析法(μ−MS)によって測定して得られる極大ピークの半値全幅値をLとしたとき、0.7(分)≦L≦2.5(分)の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の現像ローラ。   When the full width at half maximum of the maximum peak obtained by measuring the thermosetting ether ester polyurethane resin by micro sampling mass spectrometry (μ-MS) is L, 0.7 (min) ≦ L ≦ 2.5 ( The developing roller according to claim 1, wherein the developing roller is in a range of minutes). 該熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂の原料であるポリオールが、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ポリカプロラクトンジオール及び1,3−ブタンジオールから選ばれる少なくとも一種の多価アルコールを用いて得られるポリエステルポリオールであり、該ポリエステルポリオールの数平均分子量(Mn)が、1000≦Mn≦6000の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。   A polyol which is a raw material of the thermosetting ether ester polyurethane resin is obtained using at least one polyhydric alcohol selected from 3-methyl-1,5-pentanediol, polycaprolactone diol and 1,3-butanediol. The developing roller according to claim 1, wherein the developing roller is a polyester polyol, and the number average molecular weight (Mn) of the polyester polyol is in a range of 1000 ≦ Mn ≦ 6000. 該熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂の原料であるイソシアネートが、変性部にエーテル基を有し、かつジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)およびポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)から選ばれる少なくとも1つから製造されたプレポリマー型イソシアネートであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の現像ローラ。   The isocyanate which is a raw material of the thermosetting ether ester polyurethane resin has an ether group in the modified portion and is at least selected from diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and polymethylene polyphenylene polyisocyanate (polymeric MDI). The developing roller according to claim 1, wherein the developing roller is a prepolymer type isocyanate produced from one. 該熱硬化型エーテルエステルポリウレタン樹脂の原料であるイソシアネートの数平均分子量(Mn)が、2000≦Mn≦5500の範囲であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の現像ローラ。   5. The developing roller according to claim 1, wherein the number average molecular weight (Mn) of an isocyanate which is a raw material of the thermosetting ether ester polyurethane resin is in a range of 2000 ≦ Mn ≦ 5500. 前記表面層が、前記表面層の樹脂成分100質量部に対して15質量部以上30質量部以下の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乃至5のいずれかに記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein the surface layer contains 15 parts by mass or more and 30 parts by mass or less of carbon black with respect to 100 parts by mass of the resin component of the surface layer. 請求項1に記載の現像ローラの製造方法であって、
軸芯体の周囲の樹脂層の外周に表面層形成用塗料の塗膜を形成し、該塗膜を硬化して表面層を形成する工程を含み、
該表面層形成用塗料は、
3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ポリカプロラクトンジオール及び1,3−ブタンジオールから選ばれる少なくとも一種の多価アルコールを用いて得られる1000≦Mn≦6000のエステルポリオールと、
変性部にエーテル基を有し、かつジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)およびポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート(ポリメリックMDI)から選ばれる少なくとも1つから製造された2000≦Mn≦5500のプレポリマー型イソシアネートと
を含むことを特徴とする現像ローラの製造方法。
It is a manufacturing method of the developing roller according to claim 1,
Forming a coating film of the surface layer-forming paint on the outer periphery of the resin layer around the shaft core body, and curing the coating film to form a surface layer;
The surface layer forming paint is:
An ester polyol of 1000 ≦ Mn ≦ 6000 obtained using at least one polyhydric alcohol selected from 3-methyl-1,5-pentanediol, polycaprolactone diol and 1,3-butanediol;
2000 ≦ Mn ≦ 5500 prepolymer type having an ether group in the modified part and produced from at least one selected from diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and polymethylene polyphenylene polyisocyanate (polymeric MDI) A process for producing a developing roller, comprising isocyanate.
現像ローラが装着されてなり、電子写真装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、請求項1乃至6のいずれかに記載の現像ローラを具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。   7. A process cartridge having a developing roller attached thereto and detachable from an electrophotographic apparatus, comprising the developing roller according to any one of claims 1 to 6. 現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて感光体表面に該トナーを供給することにより該感光体に可視画像を形成させる電子写真装置において、請求項1乃至6のいずれかに記載の現像ローラを具備することを特徴とする電子写真装置。   An electrophotographic apparatus in which a thin layer of toner is formed on a surface of a developing roller, the developer roller is brought into contact with a photosensitive drum, and the toner is supplied to the surface of the photosensitive member to form a visible image on the photosensitive member. An electrophotographic apparatus comprising the developing roller according to any one of 1 to 6.
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