JP2010085838A - Forming mold for elastic roll, elastic roll, process cartridge and image forming apparats - Google Patents

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孝一 安孫子
Chie Hayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming mold for elastic roll that has sufficient durability even in repeated formation of an elastic layer for an elastic roll from a material. <P>SOLUTION: The forming mold 11 for elastic roll is used for manufacturing the elastic roll that has a shaft core body 12 and the elastic layer on the outer periphery of the shaft core body. The surface of the mold has at least a metal nitride layer, and has an electroless plating layer on the metal nitrite layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、現像ロールの製造に際して用いる弾性ロール成形用金型に関する。また、この金型を用いて成形される弾性ロール、及び該弾性ロールを現像ロールとして搭載したプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a mold for forming an elastic roll used in producing a developing roll. The present invention also relates to an elastic roll formed using this mold, a process cartridge and an image forming apparatus in which the elastic roll is mounted as a developing roll.

金属等の剛性のある軸芯体の外周上に、弾性、導電性等の様々な機能を有する種々の材料を配した弾性ロールの弾性層の形成は、研磨などの後工程を必要とせず比較的再現性良く所望の形状精度の弾性ロールが得られることから、金型成形により行われている。   The formation of the elastic layer of an elastic roll in which various materials with various functions such as elasticity and conductivity are arranged on the outer periphery of a rigid shaft core such as metal is compared without the need for post-processing such as polishing. Since an elastic roll having a desired shape accuracy can be obtained with good reproducibility, it is performed by molding.

この金型成形においては、軸芯体を円筒金型内にその両端を、注入口のついた駒にて支持することにより配し、該注入口から液状の弾性層材料を注入し、その後、加熱することにより、弾性層材料を熱硬化させて所望の形状を有する弾性ロールを得る。   In this mold molding, the shaft core is placed in a cylindrical mold by supporting both ends thereof with a piece with an injection port, and a liquid elastic layer material is injected from the injection port. By heating, the elastic layer material is thermoset to obtain an elastic roll having a desired shape.

近年、弾性ロールに求められる形状精度は非常に厳しく、金型に対して求められる初期の形状精度はもちろんのこと、長期間連続使用した場合の耐久性能が重要な要求特性となっている。即ち、金型には、繰返しの型組、型バラシによっても摩耗、変形、カケ等が発生しないような、機械的強度、耐衝撃性能が求められる。このような背景から、金型に使用される材料としては、各種熱処理を行い、機械的強度を向上させたものが用いられている。   In recent years, the shape accuracy required for elastic rolls is very strict, and durability performance when used continuously for a long period of time is an important required characteristic as well as the initial shape accuracy required for a mold. In other words, the mold is required to have mechanical strength and impact resistance so that it will not be worn, deformed, chipped, etc. even by repeated mold sets and mold variations. From such a background, materials that have been subjected to various heat treatments to improve mechanical strength are used as materials used in the mold.

しかしながら、上述したような機械的強度を向上させた材料は、加工性に劣るという弱点を併せ持つことが多く、鏡面仕上げのような高精細な加工を必要とする金型の場合には、加工時間延長等の問題が生じる。また、十分な可能性を有する熱処理前の材料を加工後に熱処理して機械的強度を向上させる場合には、精密加工後に熱処理を行うため、加工により材質内に生じる残留応力等により、金型が加工寸法から変形する場合がある。   However, materials with improved mechanical strength as described above often have the disadvantage of being inferior in workability, and in the case of dies that require high-definition processing such as mirror finish, processing time Problems such as extension occur. In addition, when the material before heat treatment with sufficient potential is heat treated after processing to improve the mechanical strength, the heat treatment is performed after precision processing. Deformation may occur from the processing dimensions.

前記課題に対し、熱処理前、若しくは熱処理後であっても加工可能な程度の硬度を有する材料を用い、その加工後に表面にのみ改質処理(窒化処理、炭化処理等)を行う方法が提案されている。   In response to the above problems, a method has been proposed in which a material having a hardness that can be processed even before or after heat treatment is used, and after the processing, only the surface is subjected to modification treatment (nitriding treatment, carbonization treatment, etc.). ing.

例えば、窒化処理は、比較的低温処理で弾性層成形に用いるのに十分な強度を付与することができる方法として提案されている(特許文献1)。   For example, nitriding has been proposed as a method capable of imparting sufficient strength to be used for forming an elastic layer at a relatively low temperature (Patent Document 1).

弾性ロールを画像形成装置における現像ローラとして用いる場合、近年製品に要求される機能が増加及び高度化しているため、これに伴い弾性ロールの弾性層にも多くの特性が求められるようになってきている。すべての要求に対応するために、弾性層の材料の選択肢の幅は従来よりも狭いものとなり、現在ではシリコーンゴムが多く用いられるようになっている。その中でも金型を用いたインジェクション成形に適するという観点から、付加反応架橋型シリコーンゴムが多く用いられている。付加反応架橋型シリコーンゴムを前記窒化処理表面を持つ金型にて成型加工すると、金型表面に存在する窒化物層により金型の耐久性は向上するが、更なる耐久性の向上が望まれる(特許文献2)。
特開平11−172411号公報 特開2007−212516号公報
When an elastic roll is used as a developing roller in an image forming apparatus, the functions required of products have been increasing and sophisticated in recent years, and accordingly, many properties have been required for the elastic layer of the elastic roll. Yes. In order to meet all the requirements, the range of choices for the material of the elastic layer has become narrower than before, and silicone rubber is now widely used. Of these, from the viewpoint of being suitable for injection molding using a metal mold, addition-reaction crosslinked silicone rubber is often used. When the addition reaction cross-linked silicone rubber is molded with the mold having the nitriding surface, the durability of the mold is improved by the nitride layer present on the mold surface, but further improvement of the durability is desired. (Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-172411 JP 2007-212516 A

本発明は、弾性ロールの弾性層の材料を繰り返しの成形する場合においても、十分な耐久性を示す弾性ロール成形用金型を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a mold for forming an elastic roll exhibiting sufficient durability even when the material of the elastic layer of the elastic roll is repeatedly formed.

本発明の弾性ロール成形用金型は、軸芯体と、該軸芯体の外周上に弾性層を有する弾性ロールの製造に用いる弾性ロール成形用金型において、前記金型の表面に少なくとも金属窒化物層を有し、該金属窒化物層上に無電解メッキ層を有することを特徴とする。   The elastic roll molding die of the present invention is an elastic roll molding die used for producing an elastic roll having an axial core body and an elastic layer on the outer periphery of the axial core body. It has a nitride layer, and has an electroless plating layer on the metal nitride layer.

本発明の弾性ロール成形用金型は、弾性ロールの弾性層の材料を繰り返しの成形する場合においても、十分な耐久性を示す。また、前記金型を用いて製造した弾性ロールを現像ロールとしてプロセスカートリッジ及び画像形成装置に用いる場合、該現像ロールは形状精度が高いため、印字面全体に渡って濃度ムラのない良好な画像を得ることができる。   The mold for forming an elastic roll of the present invention exhibits sufficient durability even when the material of the elastic layer of the elastic roll is repeatedly formed. Further, when an elastic roll manufactured using the mold is used as a developing roll in a process cartridge and an image forming apparatus, the developing roll has a high shape accuracy, so that a good image without density unevenness over the entire printing surface can be obtained. Obtainable.

〔弾性ロール成形用金型〕
本発明に係る弾性ロール成形用金型は、軸芯体と、該軸芯体の外周上に弾性層を有する弾性ロールの製造に用いる弾性ロール成形用金型であり、前記金型の表面に少なくとも金属窒化物層を有し、該金属窒化物層上に無電解メッキ層を有することを特徴とする。
[Elastic roll mold]
An elastic roll molding die according to the present invention is an elastic roll molding die used for manufacturing an elastic roll having an axial core body and an elastic layer on the outer periphery of the axial core body. It has at least a metal nitride layer, and has an electroless plating layer on the metal nitride layer.

本発明に係る弾性ロール成形用金型の一例を図1に示す。   An example of an elastic roll molding die according to the present invention is shown in FIG.

弾性ロール成形用金型11は、円筒金型13、駒14a、14bから構成される。   The elastic roll molding die 11 includes a cylindrical die 13 and pieces 14a and 14b.

軸芯体12は駒14a、14bの中心部に設けられた軸芯体保持部15a、15bに保持され、円筒金型13に載置されるようになっている。駒14aは、弾性層原料を注入するための注入口16を有する。駒14bは、金型内のキャビティ18中の気体及び余剰な弾性層原料を排出するための排出口17を有する。注入口16、排出口17はそれぞれ流路19a、19bを通じて外部と連通している。   The shaft core body 12 is held by shaft core body holding portions 15 a and 15 b provided at the center of the pieces 14 a and 14 b, and is placed on the cylindrical mold 13. The piece 14a has an injection port 16 for injecting the elastic layer material. The piece 14b has the discharge port 17 for discharging | emitting the gas in the cavity 18 in a metal mold | die, and an excess elastic layer raw material. The injection port 16 and the discharge port 17 communicate with the outside through flow paths 19a and 19b, respectively.

〔金属窒化物層〕
本発明においては、少なくとも円筒金型3の内表面に金属窒化物層を有し、さらに該金属窒化物層上に無電解メッキ層を有する。
[Metal nitride layer]
In the present invention, at least the inner surface of the cylindrical mold 3 has a metal nitride layer, and further has an electroless plating layer on the metal nitride layer.

前記金属窒化物層は、化学蒸着法(CVD)、物理蒸着法(PVD)、スパッタ法等の公知の方法で金型の内表面に金属窒化物層を堆積させても良いが、簡便には、金型の金属基材表面を窒化する方法が好ましい。弾性ロール成形用金型の基材金属材料としては、機械的強度の観点から鋼鉄を使用するのが一般的であり、鋼鉄製の金型の内表面を窒化処理することで、容易に鉄窒化物層を形成することができる。このような観点から、金属窒化物層としては、鉄窒化物であることが好ましい。   The metal nitride layer may be deposited on the inner surface of the mold by a known method such as chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), or sputtering. A method of nitriding the metal base surface of the mold is preferable. Steel is generally used as the base metal material for the elastic roll mold from the viewpoint of mechanical strength. By nitriding the inner surface of the steel mold, iron nitriding can be performed easily. A physical layer can be formed. From such a viewpoint, the metal nitride layer is preferably iron nitride.

前記窒化処理としては、ガス窒化法、塩浴窒化法、ガス軟窒化法、プラズマ窒化法等の方法が挙げられるが、被処理物の寸法変化が少なく、また処理時間も比較的短い等の理由から、ガス軟窒化法が好ましい。ガス軟窒化法は、被処理物の入った電気炉にアンモニアガスを吹き込み、炉内温度を500〜600度にすることで、アンモニアガスの一部が分解して窒素が発生し、この窒素が鋼鉄中表面近傍の金属元素と結びつき、鉄窒化物層を形成することができる。炉内処理温度及び炉内処理時間は適宜選択することができるが、炉内処理温度は480〜520度が好ましく、炉内処理時間は3〜6時間が好ましい。前記窒化処理により、金型の表面(内表面及び外周面全域)から約500μmの深さまで窒素が拡散侵入し、同厚みの鉄窒化物層に覆われたものとなる。金属窒化物層の厚みとしては、1μm以上、150μm以下であることが適切な耐久性の確保と、生産性の観点から好ましい。   Examples of the nitriding treatment include a gas nitriding method, a salt bath nitriding method, a gas soft nitriding method, a plasma nitriding method, and the like. The reason is that the dimensional change of the object to be processed is small and the processing time is relatively short. Therefore, the gas soft nitriding method is preferable. In the gas soft nitriding method, ammonia gas is blown into an electric furnace containing an object to be processed, and the temperature in the furnace is set to 500 to 600 degrees, whereby a part of the ammonia gas is decomposed to generate nitrogen. An iron nitride layer can be formed by combining with metal elements in the vicinity of the steel middle surface. The in-furnace treatment temperature and the in-furnace treatment time can be appropriately selected, but the in-furnace treatment temperature is preferably 480 to 520 ° C., and the in-furnace treatment time is preferably 3 to 6 hours. By the nitriding treatment, nitrogen diffuses and penetrates from the mold surface (the entire inner surface and outer peripheral surface) to a depth of about 500 μm and is covered with an iron nitride layer having the same thickness. The thickness of the metal nitride layer is preferably 1 μm or more and 150 μm or less from the viewpoint of ensuring appropriate durability and productivity.

〔無電解メッキ層〕
本発明に係る弾性ロール成形用金型においては、前記金属窒化物層上に無電解メッキ層を有する。
[Electroless plating layer]
The elastic roll molding die according to the present invention has an electroless plating layer on the metal nitride layer.

前記金属窒化物層を内表面に形成した金型において、無電解メッキ層を該金属窒化物層上に積層させることにより、付加反応架橋型シリコーンゴムを成形する場合、金型の耐久性が向上する。   In the mold having the metal nitride layer formed on the inner surface, the durability of the mold is improved when the addition reaction cross-linked silicone rubber is molded by laminating the electroless plating layer on the metal nitride layer. To do.

即ち、金属窒化物層の存在により金型の機械的強度、耐久性は向上する。しかし、金属窒化物層中の窒素原子はシリコーンゴム材料中の白金触媒に対し活性(配位子として作用)であるため、材料注入及び硬化が繰り返されることにより僅かずつではあるが窒素原子がシリコーンゴム材料中に取り込まれ金属窒化物の脱窒が促進させる。そこで、金属窒化物層上に無電解メッキ層を積層することにより、金属窒化物の脱窒を抑制し、金型の機械的強度を向上させるための金属窒化物層の効果を長期間維持することができる。また、無電解メッキによりメッキ層を形成することにより、膜厚が均一であり、耐摩耗性が良好なメッキ層を形成することができる。   That is, the mechanical strength and durability of the mold are improved by the presence of the metal nitride layer. However, since the nitrogen atoms in the metal nitride layer are active (act as a ligand) with respect to the platinum catalyst in the silicone rubber material, the nitrogen atoms are slightly changed by repeated material injection and curing. It is taken into the rubber material and promotes denitrification of metal nitride. Therefore, by laminating an electroless plating layer on the metal nitride layer, the denitrification of the metal nitride is suppressed, and the effect of the metal nitride layer for improving the mechanical strength of the mold is maintained for a long time. be able to. Further, by forming the plating layer by electroless plating, a plating layer having a uniform film thickness and good wear resistance can be formed.

前記無電解メッキ層の金属としては、ニッケル、金、コバルト、銅等が挙げられるが、ニッケルが好ましい。   Examples of the metal of the electroless plating layer include nickel, gold, cobalt, copper and the like, and nickel is preferable.

無電解メッキ層の膜厚としては、3μm以上、8μm以下であることが腐食防止の観点から好ましい。より好ましくは5μmである。また、無電解メッキ層の表面粗さは、下地金属の表面粗さにもよるが、0.2μm以上、3μm以下であることが好ましい。   The thickness of the electroless plating layer is preferably 3 μm or more and 8 μm or less from the viewpoint of preventing corrosion. More preferably, it is 5 μm. The surface roughness of the electroless plating layer is preferably 0.2 μm or more and 3 μm or less, although it depends on the surface roughness of the underlying metal.

金型の表面に無電解ニッケルメッキ層を形成させる方法としては、例えば、メッキ浴に硫酸ニッケル(NiSO4)、還元剤として次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2)を用い、浴中の処理時間を数分から数十分とすることにより行うことができる。 As a method for forming an electroless nickel plating layer on the surface of a mold, for example, nickel sulfate (NiSO 4 ) is used as a plating bath, and sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) is used as a reducing agent. This can be done by setting the time from several minutes to several tens of minutes.

〔軸芯体〕
本発明で用いる軸芯体を構成する材料としては、鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケル等の合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、さらにカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の剛直で導電性を示す公知の材料を使用することができる。また、ニッケル、銅、亜鉛等のメッキを軸芯体表面に施したものでもよい。
(Shaft core)
As a material constituting the shaft core used in the present invention, an alloy such as iron, aluminum, titanium, copper and nickel, an alloy such as stainless steel, duralumin, brass and bronze containing these metals, and carbon black and carbon fiber are used. A known material exhibiting rigidity and conductivity, such as a composite material hardened with plastic, can be used. Further, the surface of the shaft core body may be plated with nickel, copper, zinc or the like.

本発明で使用する軸芯体は、例えば、炭素鋼合金表面に5μm厚さの工業ニッケルメッキを施した円柱である。また、形状としては円柱状のほかに中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。   The shaft core used in the present invention is, for example, a cylinder having a carbon steel alloy surface subjected to industrial nickel plating having a thickness of 5 μm. Moreover, as a shape, it can also be set as the cylindrical shape which made the center part the cavity other than column shape.

〔弾性層材料〕
前記弾性層の材料としては、以下に示すシリコーンゴム、導電剤、触媒等を適宜配合したものを用いることができる。
[Elastic layer material]
As the material of the elastic layer, a material appropriately blended with the following silicone rubber, conductive agent, catalyst and the like can be used.

<シリコーンゴム>
弾性層の材料として用いることができるシリコーンゴムとしては、加工性に優れ、硬化反応に伴う副生成物の発生がなく寸法安定性が良好であり、硬化後の物性が安定している点から、付加反応架橋型シリコーンゴムを用いることが好ましい。
<Silicone rubber>
As a silicone rubber that can be used as a material for the elastic layer, it is excellent in processability, has no by-product accompanying the curing reaction, has good dimensional stability, and has stable physical properties after curing. It is preferable to use an addition reaction cross-linked silicone rubber.

付加反応架橋型シリコーンゴムは、例えば下記式(1)で表されるオルガノポリシロキサン、及び下記式(2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを原料として含む。   The addition reaction crosslinking silicone rubber contains, for example, an organopolysiloxane represented by the following formula (1) and an organohydrogenpolysiloxane represented by the following formula (2) as raw materials.

Figure 2010085838
Figure 2010085838

(式中、R1及びR2のうち少なくとも一方はアルケニル基を表し、xは正の整数である)   (In the formula, at least one of R1 and R2 represents an alkenyl group, and x is a positive integer)

Figure 2010085838
Figure 2010085838

(式中、yは2以上の整数であり、zは正の整数である)
前記式(1)で示されるオルガノポリシロキサンは、シリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが、10万以上、100万以下が好ましく、平均分子量は、40万以上、70万以下が好ましい。さらに、加工特性及び配合時の弾性層原料の物性等の観点から、オルガノポリシロキサンの粘度は、10Pa・s以上、250Pa・s以下が好ましい。
(In the formula, y is an integer of 2 or more, and z is a positive integer)
The organopolysiloxane represented by the formula (1) is a base polymer of a silicone rubber raw material, and the molecular weight is not particularly limited, but is preferably 100,000 or more and 1,000,000 or less, and the average molecular weight is 400,000 or more and 700,000. The following is preferred. Furthermore, the viscosity of the organopolysiloxane is preferably 10 Pa · s or more and 250 Pa · s or less from the viewpoint of processing characteristics and physical properties of the elastic layer material at the time of blending.

前記式(1)で示されるオルガノポリシロキサンのアルケニル基は、前記式(2)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位であり、その種類は特に限定されない。しかし、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基がより好ましい。   The alkenyl group of the organopolysiloxane represented by the formula (1) is a site that forms a crosslinking point by reacting with the active hydrogen of the organohydrogenpolysiloxane represented by the formula (2). Not. However, for reasons such as high reactivity with active hydrogen, at least one of a vinyl group and an allyl group is preferable, and a vinyl group is more preferable.

前記式(2)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、前述したように硬化工程において付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は2個以上である。硬化反応を適切に行わせるために、比較的低分子量、具体的には1000以上、5000以下が好ましい。また、前記式(2)中、y及びzで括られた繰り返し単位はランダムに結合していることが架橋の観点から好ましい。   The organohydrogenpolysiloxane represented by the formula (2) functions as an addition reaction crosslinking agent in the curing step as described above, and the number of silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule is 2 or more. is there. In order to appropriately perform the curing reaction, a relatively low molecular weight, specifically 1000 or more and 5000 or less is preferable. Moreover, it is preferable from a viewpoint of bridge | crosslinking that the repeating unit enclosed by y and z in the said Formula (2) is couple | bonded at random.

<導電剤>
弾性層材料には、前記シリコーンゴムに加えて、必要に応じて導電剤を配合することができる。例えば、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の粉体や繊維;酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物;硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉;又は適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブテンや、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金或いはロジウムを電解処理、スプレー塗工若しくは混合・振とう等により付着させた粉体;及びアセチレンブラック、ケッチェンブラック、PAN系カーボンブラック、ピッチ系カーボンブラック等のカーボン粉等が挙げられる。また、KSCN、LiClO4、NaClO4、4級アンモニウム塩等のイオン伝導物質も使用可能である。
<Conductive agent>
In addition to the silicone rubber, a conductive agent can be blended in the elastic layer material as necessary. For example, metal powders and fibers such as aluminum, palladium, iron, copper and silver; metal oxides such as titanium oxide, tin oxide and zinc oxide; metal compound powders such as copper sulfide and zinc sulfide; or suitable particles Surface of tin oxide, antimony oxide, indium oxide, molybdenum oxide, zinc, aluminum, gold, silver, copper, chromium, cobalt, iron, lead, platinum or rhodium electrolytic treatment, spray coating or mixing / shaking, etc. And carbon powders such as acetylene black, ketjen black, PAN-based carbon black, pitch-based carbon black, and the like. Further, ion conductive materials such as KSCN, LiClO 4 , NaClO 4 , and quaternary ammonium salts can be used.

導電剤としては、比較的少量の添加で電気抵抗率を低下させることができ、弾性層原料の硬度を大きくすることなく導電性を付与することができるため、特にカーボンブラックが好ましい。   As the conductive agent, carbon black is particularly preferable because the electrical resistivity can be reduced by adding a relatively small amount, and conductivity can be imparted without increasing the hardness of the elastic layer material.

<触媒>
また、弾性層材料には前記シリコーンゴムに加えて必要に応じて架橋促進のための触媒を配合することができる。触媒としては、白金、パラジウム等を用いることができる。本発明は、特にこのような触媒を使用する場合に効果的である。
<Catalyst>
In addition to the silicone rubber, the elastic layer material can be blended with a catalyst for accelerating crosslinking as required. As the catalyst, platinum, palladium or the like can be used. The present invention is particularly effective when such a catalyst is used.

また、弾性層材料には、導電剤や触媒以外にも、必要に応じて充填材等を加えることができる。   In addition to the conductive agent and the catalyst, a filler or the like can be added to the elastic layer material as necessary.

〔弾性ロールの作製〕
弾性層は、前記弾性ロール成形用金型に軸芯体を収納し、キャビティ内に前記弾性層原料を注入し、加熱硬化して成形される。弾性層原料が注入された金型は、加熱炉に納められ、棚段を有する加熱炉に並べられ、或いは、チェーン等の搬送手段に係止して加熱炉中を移動させることにより弾性層が加熱硬化される。硬化終了後、冷却して弾性ロールが取り出される。その後、必要により、弾性ロールは再度の加熱により二次硬化処理が行われる。一方、金型は次の弾性ロール製造に供される。
(Production of elastic roll)
The elastic layer is molded by housing the shaft core body in the elastic roll molding die, injecting the elastic layer raw material into the cavity, and heating and curing. The mold into which the elastic layer raw material has been injected is placed in a heating furnace and arranged in a heating furnace having a shelf, or the elastic layer is moved by moving through the heating furnace by being locked to a conveying means such as a chain. Heat cured. After the curing is finished, the elastic roll is taken out by cooling. Thereafter, if necessary, the elastic roll is subjected to secondary curing treatment by reheating. On the other hand, the mold is used for the next elastic roll production.

弾性層が形成された弾性ロールの金型の接合部や駒の流路へのはみ出た部分は、必要に応じてトリミングにより取り除く。   The joint portion of the elastic roll formed with the elastic layer and the protruding portion of the piece into the flow path of the piece are removed by trimming as necessary.

弾性層の厚さとしては、1mm以上、6mm以下が好ましく、1.5mm以上、5.5mm以下であることがより好ましい。厚さが1mmより薄くなると、現像ロールとして用いた場合、感光体への均一なニップを確保することが困難となる場合がある。一方、厚さを6mmより厚くしても、トナーの帯電性能の向上に繋がらないだけでなく、弾性層の成型コストが上昇し、コスト的に不利となる。   The thickness of the elastic layer is preferably 1 mm or more and 6 mm or less, and more preferably 1.5 mm or more and 5.5 mm or less. If the thickness is less than 1 mm, it may be difficult to ensure a uniform nip to the photoreceptor when used as a developing roll. On the other hand, even if the thickness is greater than 6 mm, not only does the charging performance of the toner not improve, but the molding cost of the elastic layer increases, which is disadvantageous in terms of cost.

また、弾性ロールを現像ロールとして用いる場合、前記導電剤を必要量配合することにより導電性の調節を行うことができる。弾性層の導電性としては、抵抗値が102Ω以上、1010Ω以下が好ましく、104Ω以上、108Ω以下がより好ましい。導電剤にカーボンブラックを用いる場合は、シリコーンゴム100質量部に対し、カーボンブラックの配合量が5質量部以上、60質量部以下であるのが好ましい。 Moreover, when using an elastic roll as a developing roll, electroconductivity can be adjusted by mix | blending a required amount of the said electrically conductive agent. The conductivity of the elastic layer is preferably 10 2 Ω or more and 10 10 Ω or less, more preferably 10 4 Ω or more and 10 8 Ω or less. When carbon black is used as the conductive agent, the amount of carbon black is preferably 5 parts by mass or more and 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber.

また、弾性層の硬さとしては、ゴム硬さ計「マイクロゴム硬度計MD−1」(商品名、高分子計器株式会社製)によって、気温25℃、相対湿度50%RH環境下で、測定したマイクロゴム硬さで、20°以上、60°以下であることが好ましい。   Further, the hardness of the elastic layer was measured with a rubber hardness meter “Micro Rubber Hardness Meter MD-1” (trade name, manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) in an environment with an air temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50% RH. The micro rubber hardness is preferably 20 ° or more and 60 ° or less.

〔表面層の形成〕
以上のようにして作製した弾性ロールの弾性層の外周上に、更に表面層を形成することができる。以下、表面層を形成した弾性ロールを多層弾性ロールとする。
(Formation of surface layer)
A surface layer can be further formed on the outer periphery of the elastic layer of the elastic roll produced as described above. Hereinafter, the elastic roll formed with the surface layer is referred to as a multilayer elastic roll.

前記多層弾性ロールは、図2に示すように、軸芯体12の外周上に弾性層21を有し、さらに弾性層21の外周上に表面層22を有する。   As shown in FIG. 2, the multilayer elastic roll has an elastic layer 21 on the outer periphery of the shaft core 12, and further has a surface layer 22 on the outer periphery of the elastic layer 21.

前記表面層は、弾性ロールの表面特性を制御するため、更には弾性層の低分子量成分の染み出しを防止するため等に設けられる層であり、1層であっても複数層設けられていてもよい。   The surface layer is a layer provided for controlling the surface characteristics of the elastic roll, and further for preventing the low molecular weight component of the elastic layer from oozing out. Also good.

表面層の材料としては、例えば、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂等を用いることができる。   As the material for the surface layer, for example, various polyamides, fluorine resins, hydrogenated styrene-butylene resins, urethane resins, silicone resins, polyester resins, phenol resins, imide resins, olefin resins, and the like can be used.

これらの材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用し、メチルエチルケトン、トルエン、メチルイソブチルケトン等の適当な溶媒に分散させることができる。この分散を行うことにより、表面欠損の少ない表面層を得るための塗工液を得ることができる。   These materials can be dispersed in an appropriate solvent such as methyl ethyl ketone, toluene, or methyl isobutyl ketone by using a conventionally known dispersing apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a pearl mill. By performing this dispersion, a coating solution for obtaining a surface layer with few surface defects can be obtained.

得られた表面層形成用の分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により弾性層上に塗工することができる。   The obtained dispersion for forming the surface layer can be coated on the elastic layer by spray coating, dipping, or the like.

表面層の厚みとしては、多層弾性ロールを電子写真プロセスの部材として用いる場合、弾性層成分のしみ出しによる画像形成体の汚染をより防止できるため、5μm以上が好ましい。また、多層弾性ロールの表面が硬くなることを防止し、トナーの融着を防止する観点から500μm以下が好ましい。より好ましくは、10μm以上、30μm以下である。   When the multilayer elastic roll is used as a member for an electrophotographic process, the thickness of the surface layer is preferably 5 μm or more because contamination of the image forming body due to exudation of the elastic layer component can be further prevented. Further, it is preferably 500 μm or less from the viewpoint of preventing the surface of the multilayer elastic roll from becoming hard and preventing toner fusion. More preferably, it is 10 μm or more and 30 μm or less.

多層弾性ロールを現像剤担持ロールとして用いる場合、表面層中に質量平均粒径が1〜20μmの微粒子を分散させることにより、現像剤担持ロール表面の現像剤の搬送を容易にすることができ、充分な量の現像剤を現像領域に搬送することができるため好ましい。前記微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子、フェノール樹脂微粒子等のプラスチックピグメントが挙げられる。特にポリメチルメタクリル酸メチル微粒子及びポリウレタン微粒子が好ましい。これらの微粒子は、この微粒子を除く表面層構成成分の総質量に対し、3質量%以上、200質量%以下の範囲で添加することが好ましい。   When using a multilayer elastic roll as a developer-carrying roll, the developer on the surface of the developer-carrying roll can be easily conveyed by dispersing fine particles having a mass average particle diameter of 1 to 20 μm in the surface layer. It is preferable because a sufficient amount of developer can be conveyed to the development area. Examples of the fine particles include plastic pigments such as polymethyl methyl methacrylate fine particles, silicone rubber fine particles, polyurethane fine particles, polystyrene fine particles, amino resin fine particles, and phenol resin fine particles. In particular, polymethyl methyl methacrylate fine particles and polyurethane fine particles are preferred. These fine particles are preferably added in a range of 3% by mass to 200% by mass with respect to the total mass of the surface layer constituent components excluding the fine particles.

〔プロセスカートリッジ、画像形成装置〕
前記弾性ロール又は多層弾性ロールを現像ロールとして組み込んでなる接触現像方式の画像形成装置の一例の概略図を図3に示す。
[Process cartridge, image forming apparatus]
FIG. 3 shows a schematic view of an example of an image forming apparatus of a contact developing system in which the elastic roll or the multilayer elastic roll is incorporated as a developing roll.

本発明におけるプロセスカートリッジは、感光体31、帯電ロール32、現像ロール33及びクリーニング部材38を一体に支持し、画像形成装置に着脱自在であるプロセスカートリッジである。現像ロール33に前記弾性ロール又は多層弾性ロールが用いられている。   The process cartridge according to the present invention is a process cartridge that integrally supports the photoreceptor 31, the charging roll 32, the developing roll 33, and the cleaning member 38, and is detachable from the image forming apparatus. The developing roll 33 is the elastic roll or the multilayer elastic roll.

本発明における画像形成装置は、感光体31、帯電ロール32、現像ロール33、転写ロール42、クリーニング部材38、定着ロール44及び加圧ロール45を有する画像形成装置であって、前記プロセスカートリッジが組み込まれたものである。   The image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus having a photoreceptor 31, a charging roll 32, a developing roll 33, a transfer roll 42, a cleaning member 38, a fixing roll 44, and a pressure roll 45, and the process cartridge is incorporated therein. It has been.

また、前記プロセスカートリッジが組み込まれていなくても、本発明の弾性ロール又は多層弾性ロールを現像ロール33として有するものであればよい。   Further, even if the process cartridge is not incorporated, it is sufficient if it has the elastic roll or multilayer elastic roll of the present invention as the developing roll 33.

図3に示す画像形成装置では、帯電ロール32で均一に帯電された感光体31は矢印の方向に回転しており、帯電ロール32と現像ロール33との間でその表面に記録情報を乗せたレーザー光40が照射されて、静電潜像が形成される。一方、撹拌羽36で現像剤供給ロール34に送られた現像剤37は現像剤層厚規制部材35によって現像ロール33表面に均一にコートされ、感光体31表面へと運ばれ、感光体31表面上に形成されている静電潜像がトナー像として顕像化される。感光体31がさらに回転してトナー像が転写領域に到達すると、紙等の記録メディア43にトナー像が感光体31に対し対置された転写ロール42により転写される。感光体31はその表面がクリーニング部材38により記録メディア43に転写せずに残った現像剤が除去された後、帯電ロール32で再び均一に帯電される。   In the image forming apparatus shown in FIG. 3, the photoreceptor 31 uniformly charged by the charging roll 32 rotates in the direction of the arrow, and recording information is placed on the surface between the charging roll 32 and the developing roll 33. Laser light 40 is irradiated to form an electrostatic latent image. On the other hand, the developer 37 sent to the developer supply roll 34 by the stirring blade 36 is uniformly coated on the surface of the developing roll 33 by the developer layer thickness regulating member 35 and is carried to the surface of the photoreceptor 31, and the surface of the photoreceptor 31. The electrostatic latent image formed thereon is visualized as a toner image. When the photoconductor 31 further rotates and the toner image reaches the transfer area, the toner image is transferred onto a recording medium 43 such as paper by a transfer roll 42 that is opposed to the photoconductor 31. The surface of the photoreceptor 31 is uniformly charged again by the charging roll 32 after the developer remaining on the surface without being transferred to the recording medium 43 is removed by the cleaning member 38.

記録メディア43に転写された未定着のトナー像は、定着ロール44と加圧ロール45の間を通り、圧力と熱で記録メディア43に定着され、画像形成装置から排出される。   The unfixed toner image transferred to the recording medium 43 passes between the fixing roll 44 and the pressure roll 45, is fixed to the recording medium 43 by pressure and heat, and is discharged from the image forming apparatus.

一方、現像に使用されずに現像ロール33表面に残った現像剤は現像ロール表面に坦持されたまま現像容器41に戻る。現像容器41の内部では現像剤供給ロール34が戻ってきた現像剤を現像ロール33表面から取り除くとともに、新しい現像剤を現像ロール33表面に供給する。現像ロール33表面に供給された新しい現像剤は、現像剤層厚規制部材35にて厚さが均一に整えられ、現像領域に搬送されていく。この繰り返しによって現像ローラ33は常に新しい現像剤を均一厚みで担持して静電潜像を現像する。   On the other hand, the developer remaining on the surface of the developing roll 33 without being used for development returns to the developing container 41 while being carried on the surface of the developing roll. Inside the developing container 41, the developer supply roll 34 returns the developer returned from the surface of the developing roll 33 and supplies a new developer to the surface of the developing roll 33. The new developer supplied to the surface of the developing roll 33 is uniformly adjusted by the developer layer thickness regulating member 35 and is transported to the developing area. By repeating this, the developing roller 33 always carries a new developer with a uniform thickness to develop the electrostatic latent image.

以下の実施例によって本発明を詳細に説明するが、これらは本発明をなんら限定するものではない。なお、以下特に明記しない限り、薬品等は市販の高純度品を用いた。   The present invention is described in detail by the following examples, but these are not intended to limit the present invention. Unless otherwise specified, commercially available high-purity products were used.

〔弾性ロール形状精度測定〕
弾性ロールの形状精度は、図4に示すように、弾性ロール53及びロール外部基準板をレーザー測長器(商品名:「LS−5040」、キーエンス製)のレーザー光間に挿入し、弾性ロール53を回転速度120°/sにて回転させ、弾性ロール53外径端面と外部基準板との間隔を、0.33s毎(回転角3.6°毎)に測定した。得られた弾性ロール53一周分の当該間隔のデータ(100個)のうち、最大値と最小値との差をその測定ポイントでの「フレ」とした。前記測定を、弾性ロール53の弾性層の一方の端部から5mm間隔で行い、もう一方の端部まで行った。各測定ポイントのフレのうち、最大値をその弾性ロールのフレとした。
[Elastic roll shape accuracy measurement]
As shown in FIG. 4, the shape accuracy of the elastic roll is obtained by inserting the elastic roll 53 and the roll external reference plate between the laser beams of a laser length measuring device (trade name: “LS-5040”, manufactured by Keyence). 53 was rotated at a rotational speed of 120 ° / s, and the distance between the outer diameter end surface of the elastic roll 53 and the external reference plate was measured every 0.33 s (every rotation angle 3.6 °). Among the data (100 pieces) of the interval corresponding to one round of the obtained elastic roll 53, the difference between the maximum value and the minimum value was defined as “flare” at the measurement point. The measurement was performed at an interval of 5 mm from one end of the elastic layer of the elastic roll 53 and the other end. Among the flare of each measurement point, the maximum value was the flare of the elastic roll.

〔金型の耐久性能評価〕
金型の耐久性能は、金型の成形ショット数経過毎に弾性ロールの形状精度の測定を行い、金型の使用経時における形状精度の変化を確認することで評価した。
[Durability evaluation of molds]
The durability performance of the mold was evaluated by measuring the shape accuracy of the elastic roll every time the number of molding shots of the mold elapsed, and confirming the change in the shape accuracy of the mold over time.

形状精度の測定は、初期1ショット目/1000ショット目/10000ショット目/20000ショット目の前後30本のサンプルに対して行った(初期は1〜30ショット)。
評価は以下に示す基準で行った。
○:初期と比べ20000ショット目のフレの平均値の増加率が5%以内(そのまま使用継続可)
△:初期と比べ20000ショット目のフレの平均値の増加率が20%以内(そのまま使用継続可)
修正要:初期と比べ20000ショット目のフレの平均値の増加率が20%を超える(ラインから除外し修正加工を行う必要有)。
The measurement of the shape accuracy was performed on 30 samples before and after the initial 1st shot / 1000th shot / 10000th shot / 20000th shot (initially 1 to 30 shots).
Evaluation was performed according to the following criteria.
○: The increase rate of the average value of the flare at the 20000th shot is less than 5% compared to the initial value (can be used as it is)
Δ: Increase rate of the average value of the 20000 shot flare compared to the initial value is within 20% (can be used as it is)
Correction required: The increase rate of the average value of the flare at the 20000th shot exceeds 20% compared to the initial value (need to be corrected by removing from the line).

〔画像評価〕
後述する多層弾性ロールを現像剤担持ロールとして使用し、画像評価を行った。本評価で使用した電子写真式レーザービームプリンター(商品名:「LBP2510」、キヤノン社製)は、A4版出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードはA4縦16枚/分、画像の解像度は600dpiである。感光体はアルミシリンダーにOPC(有機光導電体)層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層には変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層を有する。
[Image evaluation]
A multilayer elastic roll described later was used as a developer carrying roll, and image evaluation was performed. The electrophotographic laser beam printer (trade name: “LBP2510”, manufactured by Canon Inc.) used in this evaluation is an A4 version output machine, the output speed of the recording medium is A4 vertical 16 sheets / minute, and the image resolution is 600 dpi. The photoreceptor is a reversal development type photosensitive drum in which an OPC (organic photoconductor) layer is coated on an aluminum cylinder, and the outermost layer has a charge transport layer using a modified polycarbonate as a binder resin.

感光体上で現像されたトナー像は転写ロールで記録メディアに転写され、定着部で熱定着される。転写ロールで転写しなかったトナーはクリーニングブレードで感光体から掻き取られる。現像部分はカートリッジ化されており、現像剤担持ロールにはトナー層厚規制部材である現像ブレードがカウンタ方向に当接し、トナーの層厚を規制する。   The toner image developed on the photoreceptor is transferred to a recording medium by a transfer roll and thermally fixed by a fixing unit. The toner that has not been transferred by the transfer roll is scraped off from the photoreceptor by a cleaning blade. The developing portion is formed into a cartridge, and a developing blade, which is a toner layer thickness regulating member, contacts the developer carrying roll in the counter direction to regulate the toner layer thickness.

画像評価は、ベタ画像及びハーフトーン画像により、以下の基準で行った。
○:画像濃度が十分に濃く、印字面全体に渡って濃度ムラなし
△:微小な濃度ムラは発生するが、実用上問題なし
×:濃度ムラが印字面全体に渡って発生する。
Image evaluation was performed according to the following criteria using a solid image and a halftone image.
◯: The image density is sufficiently high and there is no density unevenness over the entire printing surface. Δ: Although minute density unevenness occurs, there is no practical problem. ×: Density unevenness occurs over the entire printing surface.

なお、本画像評価は、前記弾性ロール形状精度が30μm以下ならば○、30μmより大きく35μm以下であれば△、35μmを超えると×となることが分かっている。   In addition, it is known that this image evaluation is ◯ when the elastic roll shape accuracy is 30 μm or less, Δ when it is larger than 30 μm and 35 μm or less, and x when it exceeds 35 μm.

[実施例1]
〔弾性層成形用金型の作製〕
本実施例では、図1に示す内径がφ16mm、外径がφ26mmである円筒状の鋼鉄製弾性層形成用金型を作製した。まず、鋼鉄製の金型のパイプ内径を所望の形状に加工した後、その内面にガス軟窒化処理を行うことで、表面に鉄窒化物層を形成した。ガス軟窒化処理条件としては、前記加工済みの金型を加熱炉内に設置後、加熱炉内を500℃に昇温し、アンモニアガスを30%含む窒素ガスを送り込んで加工済みの金型を4時間処理し、該金型表面近傍に鉄窒化物層を形成させた。その後、該窒化処理済み金型表面に、膜厚が5μm、ニッケルとリンの比率が質量比で92:8の無電解ニッケルメッキを施し、弾性層形成用金型を得た。無電解ニッケルメッキは、次亜リン酸の析出方法により金型表面に施した。
[Example 1]
[Preparation of elastic layer molds]
In this example, a cylindrical steel elastic layer forming mold having an inner diameter of φ16 mm and an outer diameter of φ26 mm shown in FIG. 1 was produced. First, after processing the pipe inner diameter of a steel mold into a desired shape, an iron nitride layer was formed on the surface by performing gas soft nitriding on the inner surface. The gas soft nitriding treatment condition is that after the processed mold is placed in a heating furnace, the temperature in the heating furnace is raised to 500 ° C., and nitrogen gas containing 30% ammonia gas is fed to form a processed mold. After treatment for 4 hours, an iron nitride layer was formed in the vicinity of the mold surface. Thereafter, electroless nickel plating with a film thickness of 5 μm and a nickel / phosphorus ratio of 92: 8 by mass ratio was applied to the surface of the nitridized mold to obtain a mold for forming an elastic layer. Electroless nickel plating was performed on the mold surface by a hypophosphorous acid precipitation method.

〔弾性層成形〕
前記弾性層形成用金型の内表面に、フッ素系樹脂からなる離型剤をスプレーにより施した。その後、図1に示すように、直径8mm、長さ280mmの鉄製丸棒に、厚み5μmの化学ニッケルメッキを施した軸芯体11を、金型21の両端に配置された駒22、23に支持されるようにして、金型21内に設置した。
(Elastic layer molding)
A release agent made of a fluororesin was applied to the inner surface of the elastic layer forming mold by spraying. Thereafter, as shown in FIG. 1, the shaft core 11 obtained by applying chemical nickel plating with a thickness of 5 μm to an iron round bar having a diameter of 8 mm and a length of 280 mm is placed on the pieces 22 and 23 disposed at both ends of the mold 21. It was installed in the mold 21 so as to be supported.

駒23の注入口27から、弾性層の原料である付加反応架橋型液状シリコーンゴム(オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジエンポリシロキサン、導電性カーボンブラック、白金触媒、石英、シリカを適宜配合したもの、液状状態での粘度:150Pa・s、硬化後のアスカC硬度:40°)を、成形機の材料注入ノズルを注入口27に接触させることにより、排出口26から液状シリコーンゴムがオーバーフローするまで、約10秒間一定流速で注入した。その後、金型21を100℃で30分加熱し、金型内の液状シリコーンゴムを硬化させた。硬化後、金型21を80℃に冷却してから脱型することで、軸方向の長さ230mm、厚さ4mmの弾性層を有する弾性ロールを得た。言うまでもないが、加熱された金型から硬化後に直ちに脱型することも可能であるが、適度に冷却させることで、脱型の容易にし、次工程での取り扱いを容易にする。さらに、200℃のオーブン内で4時間加熱することで、二次硬化を行った。金型ショット数1000ショット目/10000ショット目/20000ショット目の二次硬化を行った弾性ロールについて、それぞれ形状精度測定を行った。結果を表1に示す。   From the inlet 27 of the piece 23, addition reaction cross-linked liquid silicone rubber (raw material of the elastic layer (organopolysiloxane, organohydropolysiloxane, conductive carbon black, platinum catalyst, quartz, silica appropriately blended, liquid The viscosity in the state: 150 Pa · s, the Asuka C hardness after curing: 40 °), until the liquid silicone rubber overflows from the discharge port 26 by bringing the material injection nozzle of the molding machine into contact with the injection port 27. Inject for 10 seconds at a constant flow rate. Thereafter, the mold 21 was heated at 100 ° C. for 30 minutes to cure the liquid silicone rubber in the mold. After curing, the mold 21 was cooled to 80 ° C. and then removed to obtain an elastic roll having an elastic layer having an axial length of 230 mm and a thickness of 4 mm. Needless to say, it is possible to remove the mold immediately after being cured from the heated mold, but by appropriately cooling it, the mold can be easily removed and handled in the next step. Furthermore, secondary curing was performed by heating in an oven at 200 ° C. for 4 hours. The shape accuracy of each of the elastic rolls subjected to the secondary curing of the 1000th shot / 10000th shot / 20,000th shot was measured. The results are shown in Table 1.

〔表層形成〕
弾性ロールの弾性層外周上に、ポリウレタン樹脂原料に平均粒径15μmのウレタン粒子及び導電性カーボンブラックを配合した塗工液を、ディッピング法により塗布した。その後、150℃のオーブンで4時間硬化することにより、弾性層の外周上にウレタン樹脂からなる表層を有する多層弾性ロールを得た。金型ショット数20000ショット目の弾性ロールについて多層弾性ロールを作製し、該多層弾性ロールを現像剤担持ロールとして、前記画像評価を実施した。結果を表1に示す。
(Surface layer formation)
On the outer circumference of the elastic layer of the elastic roll, a coating liquid in which urethane particles having an average particle diameter of 15 μm and conductive carbon black were blended with a polyurethane resin raw material was applied by a dipping method. Then, the multilayer elastic roll which has the surface layer which consists of urethane resin on the outer periphery of an elastic layer was obtained by hardening in 150 degreeC oven for 4 hours. A multilayer elastic roll was prepared for the elastic roll having the number of mold shots of 20000, and the image evaluation was carried out using the multilayer elastic roll as a developer carrying roll. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
弾性層成形用金型の内表面に無電解ニッケルメッキを施さなかったこと以外は、実施例1と同様に弾性ロール及び多層弾性ロールを作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
An elastic roll and a multilayer elastic roll were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the inner surface of the elastic layer forming mold was not subjected to electroless nickel plating. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
弾性層形成用金型の内表面に対してガス軟窒化処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様に弾性ロール及び多層弾性ロールを作製し、評価を行った。なお、本比較例では10000ショット目において大きくフレが増加したため、10000ショット目の弾性ロールについて多層弾性ロールを作製し、該多層弾性ロールを現像剤担持ロールとして、画像評価を実施した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
An elastic roll and a multilayer elastic roll were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the gas soft nitriding treatment was not performed on the inner surface of the elastic layer forming mold. In this comparative example, since the flare greatly increased at the 10,000th shot, a multilayer elastic roll was prepared for the elastic roll at the 10,000th shot, and image evaluation was performed using the multilayer elastic roll as a developer carrying roll. The results are shown in Table 1.

Figure 2010085838
Figure 2010085838

実施例1においては、弾性層成形用金型の内表面に窒化処理が行われているため、機械的強度が向上している。さらに無電解ニッケルメッキが鉄窒化物層上に施されているため、付加反応架橋型シリコーンゴムの繰返しの成形に耐えることができる。このため、20000ショット使用後においても金型の機械的強度が維持され殆ど摩耗せず、形状精度及び画像性能を満足する弾性ロールを成形することができた。   In Example 1, since the nitriding treatment is performed on the inner surface of the elastic layer molding die, the mechanical strength is improved. Furthermore, since the electroless nickel plating is applied on the iron nitride layer, it can withstand repeated molding of the addition reaction crosslinked silicone rubber. Therefore, even after using 20000 shots, the mechanical strength of the mold was maintained, and the elastic roll satisfying the shape accuracy and the image performance could be formed with little wear.

これに対し、比較例1では、弾性層成形用金型の内表面に窒化処理が行われており、機械的強度は向上しているため、10000ショット目までは使用に耐えることができた。しかし、鉄窒化物層表面に無電解ニッケルメッキ層が施されていないため、更なる液状シリコーンゴムの繰返し成形により、その機械的強度が低下し、20000ショット目では初期と比較して50%フレが増加した。そのため、以降の使用に際しては一度ラインから外し、金型の修正を行う必要があった。   In contrast, in Comparative Example 1, the inner surface of the elastic layer molding die was subjected to nitriding treatment, and the mechanical strength was improved, so that it was able to withstand use up to the 10,000th shot. However, since the electroless nickel plating layer is not applied on the surface of the iron nitride layer, the mechanical strength of the liquid silicone rubber is further reduced by repeated molding of the liquid silicone rubber. increased. For this reason, it was necessary to remove the mold from the line and correct the mold for subsequent use.

さらに比較例2では、弾性層成形用金型の内表面に直接無電解ニッケルメッキを施したため、10000ショット目において初期と比較して50%フレが増加し、この場合も金型の修正を行う必要があった。   Furthermore, in Comparative Example 2, since electroless nickel plating was directly applied to the inner surface of the elastic layer molding die, 50% flex increased compared to the initial time at the 10,000th shot, and in this case also, the die was corrected. There was a need.

本発明の弾性ロールは、例えば電子写真プロセスカートリッジもしくは電子写真画像形成装置用の現像ロールとして好適に利用することができる。   The elastic roll of the present invention can be suitably used as an electrophotographic process cartridge or a developing roll for an electrophotographic image forming apparatus, for example.

本発明に係る弾性層成形用金型の概念的断面図である。1 is a conceptual cross-sectional view of an elastic layer molding die according to the present invention. 本発明に係る弾性ローラの一例の断面図及び斜視図である。It is sectional drawing and a perspective view of an example of the elastic roller which concerns on this invention. 本発明に係る画像形成装置の一例の概略図である。1 is a schematic view of an example of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明における弾性ロールの形状精度測定装置の概念図である。It is a conceptual diagram of the shape accuracy measuring apparatus of the elastic roll in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 弾性ロール成形用金型
12 軸芯体
13 円筒金型
14a、14b 駒
15a、15b 軸芯体保持部
16 注入口
17 排出口
18 キャビティ
19a、19b 流路
21 弾性層
22 被覆層
31 感光体
32 帯電ロール
33 現像ロール
34 現像剤供給ロール
35 現像剤層厚規制部材
36 撹拌羽
37 現像剤(トナー)
38 クリーニング部材
40 レーザー光
41 現像容器
42 転写ロール
43 記録メディア(紙)
44 定着ロール
45 加圧ロール
51 レーザー発光部
52 レーザー受光部
53 弾性ロール
54 外径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Elastic roll shaping | molding die 12 Shaft core body 13 Cylindrical metal mold | die 14a, 14b Piece | frame 15a, 15b Shaft core body holding | maintenance part 16 Inlet 17 Outlet 18 Cavity 19a, 19b Channel 21 Elastic layer 22 Covering layer 31 Photoconductor 32 Charging roll 33 Developing roll 34 Developer supply roll 35 Developer layer thickness regulating member 36 Stirring blade 37 Developer (toner)
38 Cleaning member 40 Laser beam 41 Developer container 42 Transfer roll 43 Recording medium (paper)
44 fixing roll 45 pressure roll 51 laser light emitting part 52 laser light receiving part 53 elastic roll 54 outer diameter

Claims (11)

軸芯体と、該軸芯体の外周上に弾性層を有する弾性ロールの製造に用いる弾性ロール成形用金型において、
前記金型の表面に少なくとも金属窒化物層を有し、該金属窒化物層上に無電解メッキ層を有することを特徴とする弾性ロール成形用金型。
In an elastic roll molding die used for manufacturing an axial roll and an elastic roll having an elastic layer on the outer circumference of the axial roll,
A mold for elastic roll molding comprising at least a metal nitride layer on a surface of the mold and an electroless plating layer on the metal nitride layer.
前記金属窒化物層が、金型の金属基材表面を窒化して生成した層であることを特徴とする請求項1に記載の弾性ロール成形用金型。   2. The mold for elastic roll molding according to claim 1, wherein the metal nitride layer is a layer formed by nitriding a metal base surface of a mold. 前記金属窒化物層が、鉄窒化物層である請求項1又は2に記載の弾性ロール成形用金型。   The elastic roll molding die according to claim 1 or 2, wherein the metal nitride layer is an iron nitride layer. 前記無電解メッキ層が、無電解ニッケルメッキ層であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の弾性ロール成形用金型。   The mold for elastic roll molding according to any one of claims 1 to 3, wherein the electroless plating layer is an electroless nickel plating layer. 前記無電解メッキ層の厚さが、3μm以上、8μm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の弾性ロール成形用金型。   5. The elastic roll molding die according to claim 1, wherein a thickness of the electroless plating layer is 3 μm or more and 8 μm or less. 軸芯体と、該軸芯体の外周上に少なくとも弾性層を有する弾性ロールであって、
前記弾性層が、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の弾性ロール成形用金型を用いて製造されたことを特徴とする弾性ロール。
A shaft core, and an elastic roll having at least an elastic layer on the outer periphery of the shaft core,
An elastic roll, wherein the elastic layer is manufactured using the elastic roll molding die according to any one of claims 1 to 5.
前記弾性層が、付加反応架橋型シリコーンゴムを含むことを特徴とする請求項6に記載の弾性ロール。   The elastic roll according to claim 6, wherein the elastic layer contains an addition reaction cross-linked silicone rubber. 前記弾性層の外周上に、少なくとも1層の表面層を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の弾性ロール。   The elastic roll according to claim 6, wherein the elastic roll has at least one surface layer on an outer periphery of the elastic layer. 感光体、帯電ロール、現像ロール及びクリーニング部材を一体に支持し、画像形成装置に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
前記現像ロールが、請求項6乃至8のいずれか1項に記載の弾性ロールであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
In a process cartridge that integrally supports a photoreceptor, a charging roll, a developing roll, and a cleaning member and is detachable from an image forming apparatus,
A process cartridge, wherein the developing roll is the elastic roll according to any one of claims 6 to 8.
感光体、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、クリーニング部材、定着ロール及び加圧ロールを有する画像形成装置において、
請求項9に記載のプロセスカートリッジが組み込まれていることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus having a photoreceptor, a charging roll, a developing roll, a transfer roll, a cleaning member, a fixing roll and a pressure roll,
An image forming apparatus in which the process cartridge according to claim 9 is incorporated.
感光体、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、クリーニング部材、定着ロール及び加圧ロールを有する画像形成装置において、
前記現像ロールが、請求項6乃至8のいずれか1項に記載の弾性ロールであることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus having a photoreceptor, a charging roll, a developing roll, a transfer roll, a cleaning member, a fixing roll and a pressure roll,
The image forming apparatus, wherein the developing roll is the elastic roll according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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