JP2012181370A - Developing roller, process cartridge and electrophotographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジ(以下、「プロセスカートリッジ」と呼ぶ)及び電子写真装置に関する。 The present invention relates to a developing roller, an electrophotographic process cartridge (hereinafter referred to as “process cartridge”), and an electrophotographic apparatus.
電子写真装置において、接触現像に用いる現像ローラの構成として、金属製の軸芯体と、その周面を導電材が分散されたシリコーンゴム組成物の硬化物からなる弾性層(以降、「シリコーンゴム弾性層」ともいう)とを備えた構成が良く用いられている。これは、かかる弾性層は優れた柔軟性を有しており、また、トナーや感光ドラム、或いはトナー量規制ブレードの如き当接部材の劣化や磨耗を低減できる。 In an electrophotographic apparatus, a developing roller used for contact development includes a metal shaft core and an elastic layer (hereinafter, “silicone rubber” made of a cured product of a silicone rubber composition in which a conductive material is dispersed on its peripheral surface. A structure provided with an "elastic layer" is often used. This is because the elastic layer has excellent flexibility, and can reduce deterioration and wear of a contact member such as toner, a photosensitive drum, or a toner amount regulating blade.
ところで、近年、トナー量規制ブレードにバイアス電圧を印加させることで、トナーへ効率的に摩擦帯電が付与でき、かつ現像ローラ上に安定したトナー層を形成させる方式が提案されている(特許文献1)。そのため、現像ローラに対してより均一な電気特性が要求されており、現像ローラに分散される導電材としてイオン導電材がよく用いられる。 By the way, in recent years, a method has been proposed in which a bias voltage is applied to the toner amount regulating blade so that the toner can be efficiently frictionally charged and a stable toner layer can be formed on the developing roller (Patent Document 1). ). Therefore, more uniform electrical characteristics are required for the developing roller, and an ion conductive material is often used as a conductive material dispersed on the developing roller.
特許文献2では帯電ローラの軸方向及び周方向の電気抵抗値を均一化するために弾性材料に過酸化リチウム等のアルカリ金属過酸化物、4級アンモニウム塩或いは4級ホスホニウム塩の如きイオン導電剤を分散させることが開示されている。アルカリ金属過酸化物やイオン導電材を分散させることによって、リークや感光ドラムの損傷を抑制することが開示されている。また、特許文献3には、弾性層がシリコーンゴムから構成された現像ローラにおいて、弾性層にオイル系イオン導電材を添加することで、現像ローラの圧接部における抵抗変化を抑える効果があることが開示されている。さらに、特許文献4には、現像ローラの最表面層に4級アンモニウム塩を添加することにより、濃度ムラ、階調性不足、ゴーストを抑制することが開示されている。 In Patent Document 2, an ion conductive agent such as an alkali metal peroxide such as lithium peroxide, a quaternary ammonium salt, or a quaternary phosphonium salt is used as an elastic material in order to make the electric resistance values in the axial direction and circumferential direction of the charging roller uniform. Is disclosed. It is disclosed that leakage or damage to the photosensitive drum is suppressed by dispersing an alkali metal peroxide or an ionic conductive material. Further, Patent Document 3 has an effect of suppressing a change in resistance at the pressure contact portion of the developing roller by adding an oil-based ion conductive material to the elastic layer in the developing roller whose elastic layer is made of silicone rubber. It is disclosed. Further, Patent Document 4 discloses that density unevenness, insufficient gradation, and ghost are suppressed by adding a quaternary ammonium salt to the outermost surface layer of the developing roller.
しかし、本発明者らの検討によれば、イオン導電材を用いて導電化したシリコーンゴム弾性層を備えた現像ローラは、長期の使用によって電気抵抗が大きく変化し、現像剤に対する摩擦電荷付与性が大きく変化してしまう場合がある。 これは、シリコーンゴムの分子間力が小さいがゆえに分子間の凝集力が小さく、通電時のイオン導電材のカチオン種、アニオン種の移動が激しいためであると考えられる。 However, according to the study by the present inventors, the developing roller having a silicone rubber elastic layer made conductive by using an ionic conductive material has a large change in electric resistance with long-term use, and imparts triboelectric charge to the developer. May change significantly. This is presumably because the intermolecular cohesive force is small because the intermolecular force of the silicone rubber is small, and the movement of the cation species and anion species of the ionic conductive material during energization is intense.
したがって本発明の目的は、柔軟で、かつ、現像剤の摩擦電荷付与性の経時的変化の少ない現像ローラを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing roller that is flexible and has little change with time in the triboelectric chargeability of the developer.
本発明は、軸芯体、弾性層及び表面層をこの順に有し、該弾性層が、シリコーンゴム、および
下記構造式(1)および下記構造式(2)からなる群から選ばれる一方または両方の構成単位と、下記構造式(3)で示される構成単位とを有する共重合体を含有することを特徴とする現像ローラに関する:
The present invention has a shaft core, an elastic layer, and a surface layer in this order, and the elastic layer is one or both selected from the group consisting of silicone rubber and the following structural formula (1) and the following structural formula (2) And a developing roller comprising a copolymer having a structural unit represented by the following structural formula (3):
(構造式(1)乃至(3)において、R1及びR2は各々独立して炭素数1以上13以下のアルキル基を示し、R3は水素原子又はメチル基を示し、R4は炭素数2以上4以下のアルキレン基を示し、R5およびR6は各々独立して炭素数1以上2以下のアルキル基を示す。X1 −およびX2 −はアニオン種を示す) (In Structural Formulas (1) to (3), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents a carbon number. 2 to 4 alkylene groups, R 5 and R 6 each independently represents an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, X 1 - and X 2 - represent anionic species)
また、本発明に係るプロセスカートリッジは、電子写真装置の本体に脱着可能に装着されるプロセスカートリッジであって、組み込まれた現像ローラが、上記の現像ローラであることを特徴とする。
また、本発明に係る電子写真装置は、感光ドラム及び該感光ドラムに当接して配置される現像ローラを有する電子写真装置であって、該現像ローラが、上記の現像ローラであることを特徴とする。
A process cartridge according to the present invention is a process cartridge that is detachably attached to a main body of an electrophotographic apparatus, and the built-in developing roller is the above-described developing roller.
The electrophotographic apparatus according to the present invention is an electrophotographic apparatus having a photosensitive drum and a developing roller disposed in contact with the photosensitive drum, wherein the developing roller is the developing roller described above. To do.
本発明によれば、現像剤に対する摩擦電荷付与性が経時的に変化し難い現像ローラを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a developing roller in which the triboelectric chargeability to the developer hardly changes with time.
本発明の現像ローラの一例の断面図を図1に示す。
本発明の現像ローラ1は、通常、金属の如き導電性材料で形成される軸芯体11を有し、その外周面上に少なくとも1層の弾性層12があり、さらに外周面に少なくとも1層の表面層13が積層されている。
A cross-sectional view of an example of the developing roller of the present invention is shown in FIG.
The developing
<軸芯体11>
軸芯体11は、本図では円柱状であるが、前記軸芯体は中空円筒状であってもよい。
現像ローラ1は、一般的に、電気的なバイアスを印加又は接地されて使用される。そこで、軸芯体11は、支持部材であると共に、導電材として少なくとも表面が導電性である。従って、軸芯体11は、少なくとも外周面がその上に形成される弾性層12に所定の電圧を印加するに十分な導電性の材質からなる。具体的な軸芯体の構成としては以下のものが例示できる。
・Al、Cu合金、SUSの如き金属又は合金製の軸芯体;
・CrやNiのメッキを表面に施した鉄製軸芯体;
・CrやNiのメッキを表面に施した合成樹脂製の軸芯体。
電子写真装置に利用される現像ローラでは、軸芯体11は、通常、外径4mmから10mmの範囲とするのが適当である。
<Shaft
The
The developing
A shaft core made of a metal or alloy such as Al, Cu alloy, SUS;
-Iron shaft core with Cr or Ni plating on the surface;
-Synthetic resin shaft core with Cr or Ni plating on the surface.
In the developing roller used in the electrophotographic apparatus, it is appropriate that the
<弾性層12>
弾性層12は、シリコーンゴムと、下記構造式(1)および下記構造式(2)からなる群から選ばれる一方または両方の構成単位と、下記構造式(3)で示される構成単位とを有する共重合体とを含む、該共重合体により、該弾性層が導電化されている。
ここで、シリコーンゴムとしては成型時の形状安定性などから、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、またはこれらのシロキサンの共重合体が好ましい。
<
The
Here, the silicone rubber is preferably polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, polyphenylvinylsiloxane, or a copolymer of these siloxanes from the viewpoint of shape stability during molding.
構造式(1)乃至(3)において、R1及びR2は各々独立して炭素数1以上13以下のアルキル基を示し、R3は水素原子又はメチル基を示し、R4は炭素数2以上4以下のアルキレン基を示し、R5およびR6は各々独立して炭素数1以上2以下のアルキル基を示す。X1 −およびX2 −はアニオン種を示す。
次に前記共重合体を構成する上記構造式(1)、構造式(2)および構造式(3)からなる共重合成分(1)、共重合成分(2)および共重合成分(3)について具体的に説明する。
In Structural Formulas (1) to (3), R 1 and R 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 13 carbon atoms, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 4 represents 2 carbon atoms. An alkylene group having 4 or less is shown, and R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms. X 1 - and X 2 - represent anionic species.
Next, the copolymer component (1), copolymer component (2) and copolymer component (3) comprising the above structural formula (1), structural formula (2) and structural formula (3) constituting the copolymer This will be specifically described.
上記構造式(1)からなる共重合成分(1)および構造式(2)からなる共重合成分(2)はピリジニウム基を有し、カチオン性を示す構造である。このような構造を形成する具体的なモノマーとしては1−メチル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−エチル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−プロピル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−ブチル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−ペンチル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−ヘキシル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−ヘプチル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−オクチル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−ノニル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−デシル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−ドデシル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−トリデシル−2−ビニルピリジニウムハロイド、1−メチル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−エチル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−プロピル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−ブチル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−ペンチル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−ヘキシル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−ヘプチル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−オクチル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−ノニル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−デシル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−ドデシル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、1−トリデシル−2−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸塩、が挙げられる。 The copolymer component (1) composed of the structural formula (1) and the copolymer component (2) composed of the structural formula (2) have a pyridinium group and have a cationic structure. Specific monomers for forming such a structure include 1-methyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-ethyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-propyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-butyl- 2-vinylpyridinium haloid, 1-pentyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-hexyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-heptyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-octyl-2-vinylpyridinium haloid 1-nonyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-decyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-dodecyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-tridecyl-2-vinylpyridinium haloid, 1-methyl-2 -Vinylpyridinium p-toluenesulfonate, 1-ethyl-2 Vinylpyridinium paratoluenesulfonate, 1-propyl-2-vinylpyridinium paratoluenesulfonate, 1-butyl-2-vinylpyridinium paratoluenesulfonate, 1-pentyl-2-vinylpyridinium paratoluenesulfonate, 1-hexyl-2-vinylpyridinium p-toluenesulfonate, 1-heptyl-2-vinylpyridinium p-toluenesulfonate, 1-octyl-2-vinylpyridinium p-toluenesulfonate, 1-nonyl-2-vinylpyridinium Paratoluenesulfonate, 1-decyl-2-vinylpyridinium paratoluenesulfonate, 1-dodecyl-2-vinylpyridinium paratoluenesulfonate, 1-tridecyl-2-vinylpyridinium paratoluenesulfonate, and the like. It is.
また上記構造式(3)からなる共重合成分(3)は3級アミン構造を有するものである。
このような構造を形成する具体的なモノマーとしてはN,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリレート」はメタクリレートあるいはアクリレートを意味する(以下、同様)。
The copolymer component (3) comprising the structural formula (3) has a tertiary amine structure.
Specific monomers forming such a structure include N, N-dimethylaminomethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminomethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminobutyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminobutyl (Meth) acrylate etc. are mentioned. "(Meth) acrylate" means methacrylate or acrylate (hereinafter the same).
本発明に示す共重合体は、前記のピリジニウム基含有モノマー及び3級アミノ基含有モノマーに加え、さらに他のモノマーと共重合されていても良い。具体的なモノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、iso−オクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレートのような(メタ)アクリル酸アルキルエステルの如きメタクリル酸アルキルエステルが挙げられる。これらのモノマーは共重合体の極性を調整するために適宜用いることができる。 The copolymer shown in the present invention may be copolymerized with another monomer in addition to the above-mentioned pyridinium group-containing monomer and tertiary amino group-containing monomer. Specific monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, n -Amyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, iso-octyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) ) Acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, 2- (perfluorobutyl) ethyl (meth) acrylate, 2- (perfluorohexyl) ethyl (meth) acrylate , 2- (P Perfluorooctyl) ethyl (meth) such as methacrylic acid alkyl esters of (meth) acrylic acid alkyl ester as the acrylate. These monomers can be appropriately used for adjusting the polarity of the copolymer.
これらのモノマーの共重合比および共重合体の添加量は特に限定されるものではなく、必要に応じて設定することができる。即ち、共重合成分(1)および/または共重合成分(2)の存在比率が大きくなると、添加された現像ローラの電気抵抗値は低下する。これは共重合成分(1)および/または共重合成分(2)がキャリアとして電気導電性に寄与しているためである。 The copolymerization ratio of these monomers and the addition amount of the copolymer are not particularly limited, and can be set as necessary. That is, as the abundance ratio of the copolymer component (1) and / or the copolymer component (2) increases, the electrical resistance value of the added developing roller decreases. This is because the copolymerization component (1) and / or the copolymerization component (2) contributes to electrical conductivity as a carrier.
また、共重合成分(3)の存在比率が大きくなると、現像ローラの電気特性は長時間使用時にも安定している。これは共重合成分(3)に含まれる3級アミノ基とシリコーンゴム中に含まれる低分子量成分のシリコーンオイルとの親和性が高い。そのために現像ローラに電圧が印加されたときカチオンである共重合成分(1)および/または共重合成分(2)の移動を抑制することができるためである。 Further, when the abundance ratio of the copolymer component (3) is increased, the electric characteristics of the developing roller are stable even when used for a long time. This has a high affinity between the tertiary amino group contained in the copolymer component (3) and the low molecular weight component silicone oil contained in the silicone rubber. Therefore, when a voltage is applied to the developing roller, the movement of the copolymer component (1) and / or copolymer component (2) which is a cation can be suppressed.
好ましくは、共重合成分(1)および/または(2)であるピリジニウム基含有モノマーの重合比は20mol%以上80mol%以下、共重合成分(3)である3級アミノ基含有モノマーの重合度比は20mol%以下である。
該共重合体の含有量は、弾性層12に含有されるシリコーンゴム100質量部に対して、現像ローラに要求される電気特性の観点から、0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。また、該共重合体の重量平均分子量(Mw)は生産性あるいはシリコーンゴム中への分散性の観点から10,000以上100,000以下が好ましい。
Preferably, the polymerization ratio of the pyridinium group-containing monomer as the copolymer component (1) and / or (2) is 20 mol% or more and 80 mol% or less, and the degree of polymerization of the tertiary amino group-containing monomer as the copolymer component (3) Is 20 mol% or less.
The content of the copolymer is preferably 0.2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the silicone rubber contained in the
以上のように、弾性層12として前記共重合成分(1)および/または共重合成分(2)と共重合成分(3)からなる共重合体を含有するシリコーンゴムを用いることにより、長時間に渡って安定した電気特性を維持することができる。しかも、イオン導電性を有することから均一な電気特性を示すためにブレードバイアスリークを抑制する効果が得られる。その結果、高品位な画像を長期に亘って形成することが可能となる。
As described above, by using the silicone rubber containing the copolymer component (1) and / or the copolymer composed of the copolymer component (2) and the copolymer component (3) as the
ここで、共重合成分(1)および/または共重合成分(2)が有するアニオン種X1 −およびX2 −はフッ素イオンおよび/または塩素イオンであることが好ましい。これは、フッ素イオンおよび塩素イオンが小さいイオンであるために、電圧印加に対する応答が速いために、所謂ゴーストを抑制することができるからである。
また、前記共重合体は下記構造式(4)から構成される共重合成分(4)を含有することがより好ましい。
Here, anionic species X 1 which copolymer component (1) and / or copolymer component (2) has - is preferably is fluorine ions and / or chloride ions - and X 2. This is because the so-called ghost can be suppressed because the fluorine ion and the chlorine ion are small ions and the response to voltage application is fast.
Moreover, it is more preferable that the copolymer contains a copolymer component (4) composed of the following structural formula (4).
前記構造式(4)において、R8はシクロヘキシル基、アダマンチル基、ジシクロペンタニル基、又はジシクロペンテニル基のいずれかであることが好ましい。
前記共重合体が、前記構造式(4)からなる共重合成分(4)を含有することによって、その極性が低下することから、シリコーンゴム中での分散性が向上する。その結果、現像ローラとして使用時に画像濃度ムラを低減することができる。
In the structural formula (4), R 8 is preferably any one of a cyclohexyl group, an adamantyl group, a dicyclopentanyl group, and a dicyclopentenyl group.
When the copolymer contains the copolymer component (4) composed of the structural formula (4), the polarity is lowered, so that the dispersibility in the silicone rubber is improved. As a result, image density unevenness can be reduced when used as a developing roller.
<表面層13>
本発明の現像ローラは、図1に示したように、弾性層12の表面を被覆している表面層13を有している。このような表面層の基材樹脂としては、以下のものを挙げることができる。
ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ナイロン樹脂、上記の樹脂から選ばれる少なくとも2つの樹脂の混合物。
<
As shown in FIG. 1, the developing roller of the present invention has a
Polyamide resin, urethane resin, urea resin, imide resin, melamine resin, fluorine resin, phenol resin, alkyd resin, silicone resin, polyester resin, polyether resin, nylon resin, and a mixture of at least two resins selected from the above resins.
これらのうち摩擦により現像剤(トナー)を帯電する能力が大きく、且つ耐摩耗性を有しているウレタン樹脂が好ましい。なかでも、低硬度でかつ可撓性が高いことからポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂がより好ましい。
上記ポリエーテルポリウレタン樹脂としては、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物との反応により得られるものを挙げることができる。かかるポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等を挙げることができる。また、これらのポリオール成分は必要に応じて予め2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)、1,4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)等のイソシアネートにより鎖延長したプレポリマーとしてもよい。
Of these, a urethane resin having a large ability to charge the developer (toner) by friction and having wear resistance is preferable. Of these, polyether polyurethane resins and polyester polyurethane resins are more preferred because of their low hardness and high flexibility.
As said polyether polyurethane resin, what is obtained by reaction of polyether polyol and an isocyanate compound can be mentioned. Examples of such polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. In addition, these polyol components may be prepolymers that are chain-extended with an isocyanate such as 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 1,4 diphenylmethane diisocyanate (MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), if necessary.
また、ポリエステルポリウレタン樹脂としては、ポリエステルポリオールとイソシアネート化合物との反応により得られるものを挙げることができる。かかるポリエステルポリオールとしては、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキシレンアジペート、エチレンアジペート及びブチレンアジペートの共重合体等を使用することができる。 Moreover, as a polyester polyurethane resin, what is obtained by reaction of polyester polyol and an isocyanate compound can be mentioned. Examples of the polyester polyol include polyethylene adipate (PEA), polybutylene adipate (PBA), polyhexylene adipate, ethylene adipate, and a copolymer of butylene adipate.
これらのポリオール成分と反応させるイソシアネート化合物としては、エチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、シクロヘキサン1,3−ジイソシアネート、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等の芳香族ポリイソシアネートを挙げることができる。これらは、変性物や共重合物、そのブロック体として用いてもよい。
As isocyanate compounds to be reacted with these polyol components, aliphatic polyisocyanates such as ethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI),
表面層13には、導電性を付与するために導電性付与剤が含有されることが好ましい。導電性付与剤としては、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックの導電性樹脂層中の含有量は、導電性樹脂層を形成する基体樹脂100.0質量部に対して、0.5〜50.0質量部であることが、現像ローラとしての導電性を好ましい範囲にすることができるため好ましい。使用するカーボンブラックの体積平均粒子径に特に制限はないが、皮膜強度と導電付与性の点から、体積平均粒子径15〜50nmであることが好ましい。
The
また、表面層13にはローラ表面の粗さ制御のために微粒子を添加してもよい。粗さ制御用微粒子としては、体積平均粒子径が8〜30μmであることが好ましい。また、樹脂層に添加する粒子添加量が、樹脂層の樹脂固形分100.0質量部に対し、1.0〜50.0質量部であることが好ましい。上記本発明の現像ローラは、プロセスカートリッジタイプの画像形成装置においてはプロセスカートリッジの現像ローラとして、また、複写機、ファクシミリ、プリンタの如き電子写真装置の現像ローラとして有用である。
Further, fine particles may be added to the
本発明のプロセスカートリッジ及び電子写真装置について、図2にその一例の模式図を示す。
本発明のプロセスカートリッジ22は、少なくとも上記の現像ローラ1、トナー容器24に入れられたトナー23を現像ローラ1に供給するトナー塗布部材7、さらには現像ローラ1の上のトナー搬送量を規制するトナー量規制ブレード9により構成されている。プロセスカートリッジ22は電子写真装置の本体に脱着可能に構成されている。
An example of the process cartridge and the electrophotographic apparatus of the present invention is shown in FIG.
The process cartridge 22 of the present invention regulates at least the developing
現像ローラ1は感光ドラム21及びトナー塗布部材7に接する状態で装着されている。帯電部材26で帯電された感光ドラム21の上にレーザー光25により静電潜像が形成され、該静電潜像は、現像ローラ1に担持搬送されたトナーにより顕像化され、トナー像とされる。そして、感光ドラム21の上に残ったトナーは、クリーニングブレード28によって掻き取られ、廃トナー容器27の中に掻き落とされる構造となっている。
The developing
ここでトナー塗布部材7としては、樹脂、ゴム、スポンジ等の弾性ローラ部材が好ましい。中でも、耐久性や硬度、さらにはトナーへの摩擦帯電付与性の点から、発泡ウレタンにより構成された弾性ローラであることがより好ましい。トナー塗布部材としては、弾性ローラに代えてベルト部材又はブラシ部材を用いることもできる。感光ドラム21に現像移行されなかったトナーをトナー塗布部材7により、現像ローラ1の表面から一旦剥ぎ取ることにより、現像ローラ1の上における不動のトナーの発生を阻止し、トナーの帯電を均一化する。
Here, the toner application member 7 is preferably an elastic roller member such as resin, rubber, or sponge. Among these, an elastic roller made of urethane foam is more preferable from the viewpoints of durability, hardness, and triboelectric chargeability to the toner. As the toner application member, a belt member or a brush member may be used instead of the elastic roller. The toner that has not been transferred to the
次に本発明のプロセスカートリッジに用いられるトナーとしては、粉砕トナーおよび、重合トナーのいずれも使用することができる。中でも、重合トナーは作製工程中でトナー粒径や形状を制御しながら作製することができるため、形状の揃った小粒径のトナーを作製する上で好ましい。 Next, as the toner used in the process cartridge of the present invention, either pulverized toner or polymerized toner can be used. Among these, a polymerized toner can be produced while controlling the particle diameter and shape of the toner during the production process, and thus is preferable for producing a toner having a uniform and small particle diameter.
トナーの体積平均粒子径及び平均円形度は、特に限定されるものではないが、高解像度で高精細な画像形成が行いやすいため、体積平均粒子径が4〜8μm、平均円形度(S)が0.960≦S≦1.000であることがより好ましい。
なお、トナーの体積平均粒子径は、以下の方法により測定を行うことができる。
コールターマルチサイザーII(商品名、コールター社製)に、個数分布及び体積分布を出力するインターフェース(日科機製)とPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)とを接続する。電解液としては、一級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製してもよいが、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)等を使用してもよい。電解液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を1ml加え、更に測定試料を10mg加える。測定試料を懸濁した電解液を、超音波分散器で約1〜3分間分散処理する。超音波処理された電解液を測定サンプルとして、100μmのアパーチャーを採用するコールターマルチサイザーにより、1.59μmから64.00μmの範囲で16チャンネルの体積粒度分布を測定し、測定された50%D径を体積平均粒子径とする。
The volume average particle diameter and the average circularity of the toner are not particularly limited, but it is easy to form a high-resolution and high-definition image, so that the volume average particle diameter is 4 to 8 μm and the average circularity (S) is high. More preferably, 0.960 ≦ S ≦ 1.000.
The volume average particle diameter of the toner can be measured by the following method.
An interface (manufactured by Nikka) and a PC 9801 personal computer (manufactured by NEC) are connected to Coulter Multisizer II (trade name, manufactured by Coulter, Inc.). As the electrolytic solution, a 1% NaCl aqueous solution may be prepared using primary sodium chloride, but ISOTON R-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) may be used. 1 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic solution, and 10 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the measurement sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes. The volume particle size distribution of 16 channels was measured in the range of 1.59 μm to 64.00 μm using a Coulter multisizer employing a 100 μm aperture with the sonicated electrolyte as the measurement sample, and the measured 50% D diameter Is the volume average particle size.
一方、トナーの平均円形度(S)については、上記トナーの球形度を簡便に定量的に表現する指標として、フロー式粒子像測定装置FPIA−2000型(東亜医用電子社製)を用いて測定を行い、下式より求めた値を採用することができる。
(式)
円相当径=(粒子投影面積/π)1/2×2
円形度=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
On the other hand, the average circularity (S) of the toner is measured using a flow type particle image measuring apparatus FPIA-2000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.) as an index for simply and quantitatively expressing the sphericity of the toner. And the value obtained from the following equation can be adopted.
(formula)
Equivalent circle diameter = (particle projected area / π) 1/2 × 2
Circularity = (perimeter of a circle having the same area as the particle projection area) / (perimeter of the particle projection image)
Here, the “particle projected area” is the area of the binarized toner particle image, and the “peripheral length of the particle projected image” is the length of the contour line obtained by connecting the edge points of the toner particle image. Define. In the present invention, the circularity is an index indicating the degree of unevenness of the toner particles, and is 1.000 when the toner particles are completely spherical. The more complicated the surface shape, the smaller the circularity.
次に本発明のプロセスカートリッジに用いられるトナー量規制ブレード9について説明する。現像ローラ1の上のトナーの層厚を規制する部材として、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴム弾性を有する材料、或いはリン青銅、ステンレス銅の如き金属弾性を有する材料のトナー量規制ブレード9を使用している。
Next, the toner amount regulating blade 9 used in the process cartridge of the present invention will be described. As a member for regulating the toner layer thickness on the developing
トナー量規制ブレード9を現像ローラ1の回転方向と逆の姿勢で該現像ローラ1に圧接させることにより、現像ローラ1の上に更に薄いトナー層を形成することができる。このトナー量規制ブレード9としては、特に安定した規制力と、トナーへの安定した(負)帯電付与性のために導電性を有していることが好ましく、ステンレス銅を用いることがより好ましい。
A thinner toner layer can be formed on the developing
現像ローラ1に対するトナー量規制ブレード9の当接圧力は、線圧5g/cm以上50g/cm以下であることが、トナーの規制を安定化させ、トナー層厚を好適に調整することができる点で好ましい。
The contact pressure of the toner amount regulating blade 9 against the developing
図2の模式図に示すカラー電子写真装置は、イエローY、マゼンダM、シアンC及びブラックBKの色トナー毎に設けられた画像形成部10(10a〜10d)をタンデム形式で有している。該画像形成部10は、仕様は各色トナー特性に応じて少し差異があるものの、基本的構成において同じである。また、画像形成部10は電子写真装置より脱着可能な構成となっている。一方、カラー電子画像形成装置においては、上記タンデム形式に限らず、各色のプロセスカートリッジを電子写真装置の本体に組み込まれた感光ドラムの周りに配置し、回転させながら必要な色を現像するロータリー形式であってもよい。 The color electrophotographic apparatus shown in the schematic diagram of FIG. 2 has an image forming unit 10 (10a to 10d) provided for each color toner of yellow Y, magenta M, cyan C, and black BK in a tandem format. The specifications of the image forming unit 10 are the same in the basic configuration, although there are some differences depending on the characteristics of each color toner. The image forming unit 10 is detachable from the electrophotographic apparatus. On the other hand, in the color electronic image forming apparatus, not only the tandem format, but also a rotary format in which each color process cartridge is arranged around a photosensitive drum incorporated in the main body of the electrophotographic apparatus and develops necessary colors while rotating. It may be.
感光ドラム21の上のトナー像を、給紙ローラ対37により供給され搬送ベルト34によって搬送される紙等の記録媒体36の裏面からバイアス電源32を印加して、記録媒体36の上に転写する転写ローラ31を有する転写部材が設けられている。搬送ベルト34は、駆動ローラ30、従動ローラ35及びテンションローラ33に懸架され、各画像形成部で形成されたトナー像を記録媒体36の上に順次重畳して転写するように、画像形成部と同期して移動して記録媒体36を搬送するよう制御されている。なお、記録媒体36は、搬送ベルト34にさしかかる直前に設けられた吸着ローラ38の働きにより、搬送ベルト34に静電的に吸着されて、搬送されるようになっている。
The toner image on the
更に、カラー電子写真装置には、記録媒体36の上に重畳転写したトナー像を加熱などにより定着させる定着装置29と、画像形成された記録媒体36を装置外に排紙する搬送装置(図示せず)とが設けられている。なお、記録媒体36は剥離装置39の働きにより搬送ベルト34から剥がされて定着装置29に送られるようになっている。
Further, in the color electrophotographic apparatus, a fixing
以下に実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<共重合体溶液の製造例>
(共重合体溶液A1の製造例)
撹拌機、冷却器、温度計、窒素導入管を付した4つ口セパラブルフラスコ内で表1に示す材料を混合し、系が均一になるまで撹拌した。
<Example of production of copolymer solution>
(Production example of copolymer solution A1)
The materials shown in Table 1 were mixed in a four-necked separable flask equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer, and a nitrogen introduction tube, and stirred until the system became uniform.
(共重合体溶液A1〜A12、B1、B2、C1〜C11、D1、D2の製造例)
使用する共重合成分(1)〜(4)の種類と入れ目(質量部)を表2に示すとおりにしたこと以外は、A1製造例と同様にして、共重合体溶液A2〜A12、B1、B2、C1〜C11、D1、D2を得た。得られた共重合体の重量平均分子量(Mw)を表2に示す。
(Production examples of copolymer solutions A1 to A12, B1, B2, C1 to C11, D1, and D2)
The copolymer solutions A2 to A12, B1 were the same as the A1 production example except that the types and the joints (parts by mass) of the copolymerization components (1) to (4) used were as shown in Table 2. , B2, C1 to C11, D1, and D2. Table 2 shows the weight average molecular weight (Mw) of the obtained copolymer.
表2中、共重合成分の欄に記した略号が示す物質は以下の通りである。
M2VPF :1−メチル−2−ビニルピリジニウムフロライド
H2VPF :1−n−ヘキシル−2−ビニルピリジニウムフロライド
H2VPCl :1−n−ヘキシル−2−ビニルピリジニウムクロライド
M4VPF :1−メチル−4−ビニルピリジニウムフロライド
M4VPCl :1−メチル−4−ビニルピリジニウムクロライド
H4VPF :1−n−ヘキシル−4−ビニルピリジニウムフロライド
H4VPCl :1−n−ヘキシル−4−ビニルピリジニウムクロライド
H4VPBr :1−n−ヘキシル−4−ビニルピリジニウムブロマイド
H4VPPTSA:1−n−ヘキシル−4−ビニルピリジニウムパラトルエンスルホン酸
Td2VPCl :1−n−トリデシル−2−ビニルピリジニウムクロライド
Td4VPCl :1−n−トリデシル−4−ビニルピリジニウムクロライド
DMAEMA :ジメチルアミノエチルメタクリレート
DEAEMA :ジエチルアミノエチルメタクリレート
DMAEA :ジメチルアミノエチルアクリレート
BMA :n−ブチルメタクリレート
CHMA :シクロヘキシルメタクリレート
AdMA :アダマンチルメタクリレート
DCPentaMA:ジシクロペンタニルメタクリレート
DCPenteMA:ジシクロペンテニルメタクリレート
In Table 2, the substances indicated by the abbreviations described in the column of copolymerization components are as follows.
M2VPF: 1-methyl-2-vinylpyridinium fluoride H2VPF: 1-n-hexyl-2-vinylpyridinium fluoride H2VPCl: 1-n-hexyl-2-vinylpyridinium chloride M4VPF: 1-methyl-4-vinylpyridinium fluoride Ride M4VPCl: 1-methyl-4-vinylpyridinium chloride H4VPF: 1-n-hexyl-4-vinylpyridinium fluoride H4VPCl: 1-n-hexyl-4-vinylpyridinium chloride H4VPBr: 1-n-hexyl-4-vinyl Pyridinium bromide H4VPPTSA: 1-n-hexyl-4-vinylpyridinium paratoluenesulfonic acid Td2VPCl: 1-n-tridecyl-2-vinylpyridinium chloride Td4VPCl: 1-n-to Ridecyl-4-vinylpyridinium chloride DMAEMA: dimethylaminoethyl methacrylate DEAEMA: diethylaminoethyl methacrylate DMAEA: dimethylaminoethyl acrylate BMA: n-butyl methacrylate CHMA: cyclohexyl methacrylate AdMA: adamantyl methacrylate DCPentaMA: dicyclopentanyl methacrylate DCPenteMA: dicyclopentenyl Methacrylate
〔実施例1〕
(弾性層の調整例)
表3に示す材料を配合して液状シリコーンゴムのベース材料とした。
[Example 1]
(Example of elastic layer adjustment)
The materials shown in Table 3 were blended to form a liquid silicone rubber base material.
上記ベース材料に、硬化触媒として塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体の溶液(0.5質量%)0.5質量部を配合したA液を調製した。また、上記ベース材料に、両末端Si−H基のジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(Si原子に結合するH含有量0.30質量%)1.5質量部を配合したB液を調製した。
円筒形金型の中心部に、表面をプライマー処理した直径6mm、長さ364mmのSUM材(快削鋼材)製円柱状軸芯体を配置した。この金型に、A液及びB液を質量比1:1で混合したものを注入し、温度130℃で5分間、加熱硬化し、さらに温度200℃で2時間ポストキュアーして、長さ330mm、厚み3mmの弾性層を有する弾性ローラを得た。
A liquid A was prepared by blending the above base material with 0.5 parts by mass of a complex solution of chloroplatinic acid and divinyltetramethyldisiloxane (0.5% by mass) as a curing catalyst. Moreover, the B liquid which mix | blended 1.5 mass part of dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymer (H content 0.30 mass% couple | bonded with Si atom) with the said base material at both terminal Si-H group. Prepared.
A cylindrical shaft core made of a SUM material (free-cutting steel material) having a diameter of 6 mm and a length of 364 mm, the surface of which was primed, was placed in the center of the cylindrical mold. A mixture of liquid A and liquid B mixed at a mass ratio of 1: 1 was poured into this mold, cured by heating at a temperature of 130 ° C. for 5 minutes, and further post-cured at a temperature of 200 ° C. for 2 hours to a length of 330 mm. An elastic roller having an elastic layer with a thickness of 3 mm was obtained.
(表面層の調整例)
表面層の材料として、ポリエーテルポリオール(商品名:PTG2000、保土谷化学社製)100.0質量部に対し、MDI系ポリイソシアネート(商品名:CORONATE2521、日本ポリウレタン工業社製)124.9質量部、カーボンブラック(商品名:MA230、三菱化学社製)36.0質量部を撹拌混合した。その後、総固形分比30質量%になるようにメチルエチルケトンに溶解、混合の後、サンドミルにて均一に分散して表面層形成用塗料を得た。
(Example of surface layer adjustment)
As a material for the surface layer, MDI-based polyisocyanate (trade name: CORONATE 2521, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), 124.9 parts by mass with respect to 100.0 parts by mass of polyether polyol (trade name: PTG2000, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) Then, 36.0 parts by mass of carbon black (trade name: MA230, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed with stirring. Then, it was dissolved in methyl ethyl ketone so as to have a total solid content ratio of 30% by mass, mixed and then uniformly dispersed with a sand mill to obtain a coating material for forming a surface layer.
更に、この表面層形成用塗料を粘度10〜13cpsになるようメチルエチルケトンで希釈後、前記弾性層の上に塗工した。塗工には図3に示す液循環型浸漬塗工装置を用いた。図3の円筒形の浸漬槽40は、現像剤担持体の外径よりわずかに大きな内径を有し、現像剤担持体の軸方向の長さより大きな深さを有している。浸漬槽40の上縁外周には環状の液受け部44が設けられており、撹拌タンク42と接続されている。また浸漬槽40の底部は撹拌タンク40と接続されている。撹拌タンク42の塗料は、液送ポンプ41によって浸漬槽40の底部に送り込まれる。浸漬槽40の上端部からは、塗料がオーバーフローしており、浸漬槽40の上縁外周の液受け部44を介して撹拌タンク42に戻る。弾性層12を設けた軸芯体11は昇降装置43に垂直に固定され、浸漬槽40の中に浸漬し、引き上げることで弾性層12の上に塗料が塗工される。塗工した塗料を乾燥させた後、温度150℃にて1時間加熱処理することで弾性層12の外周に膜厚約20μmの表面層13を設け、現像ローラ1を得た。
Further, this surface layer forming coating material was diluted with methyl ethyl ketone so as to have a viscosity of 10 to 13 cps, and then coated on the elastic layer. The liquid circulation type dip coating apparatus shown in FIG. 3 was used for coating. The cylindrical immersion tank 40 in FIG. 3 has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the developer carrier, and has a depth larger than the axial length of the developer carrier. An annular liquid receiving portion 44 is provided on the outer periphery of the upper edge of the immersion tank 40 and is connected to the stirring
〔実施例2〜12〕
弾性層の調整例における共重合体溶液A1をA2〜A12に変更した以外は実施例1と同様の方法で現像ローラ2〜12を得た。
〔実施例13〜14〕
弾性層の調整例における共重合体溶液A1をB1〜B2に変更した以外は実施例1と同様の方法で現像ローラ13〜14を得た。
〔実施例15〜25〕
弾性層の調整例における共重合体溶液A1をC1〜C11に変更した以外は実施例1と同様の方法で現像ローラ15〜25を得た。
〔実施例26〜27〕
弾性層の調整例における共重合体溶液A1をD1〜D2に変更した以外は実施例1と同様の方法で現像ローラ26〜27を得た。
[Examples 2 to 12]
Developing rollers 2 to 12 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymer solution A1 in the adjustment example of the elastic layer was changed to A2 to A12.
[Examples 13 to 14]
Developing
[Examples 15 to 25]
Developing rollers 15 to 25 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymer solution A1 in the elastic layer adjustment example was changed to C1 to C11.
[Examples 26 to 27]
Developing
〔比較例1〕
弾性層の調製例における共重合体溶液A1を下記表4に記載の組成の溶液に変えた以外は実施例1と同様にして現像ローラ28〜33を得た。
[Comparative Example 1]
Developing
〔比較例2〜4〕
比較例1において、表4に記載の組成の溶液の組成を下記表5のように変えた以外は比較例1と同様に弾性層の調製例における共重合体溶液の代わりに、エタノール100.0質量部に対して、を加えた溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で現像ローラ29〜31を得た。
[Comparative Examples 2 to 4]
In Comparative Example 1, except that the composition of the solution described in Table 4 was changed as shown in Table 5 below, ethanol 100.0 was used instead of the copolymer solution in the elastic layer preparation example as in Comparative Example 1. The developing
〔比較例5〕
弾性層の調製例における共重合体溶液A1の代わりに、導電材としてエタノール100.0質量部に対して、テトラブチルアンモニウムフロライド20.0質量部を加えた溶液に変更した以外は、実施例1と同様の方法で現像ローラ32を得た。
〔比較例6〕
弾性層の調製例における共重合体溶液A1の代わりに、導電材としてアセチレンブラック(商品名:デンカブラック;電気化学工業社製)7.0質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法で現像ローラ33を得た。
[Comparative Example 5]
Example except that the solution was changed to a solution in which 20.0 parts by mass of tetrabutylammonium fluoride was added to 100.0 parts by mass of ethanol instead of the copolymer solution A1 in the preparation example of the elastic layer. 1 to obtain a developing
[Comparative Example 6]
Instead of the copolymer solution A1 in the preparation example of the elastic layer, the same as in Example 1 except that the conductive material was changed to 7.0 parts by mass of acetylene black (trade name: Denka Black; manufactured by Denki Kagaku Kogyo). The developing
[分子量測定]
本実施例中における重量平均分子量(Mw)の測定に用いた装置、並びに条件は以下のとおりである。
測定機器:HLC−8120GPC(東ソー社製)
カラム:TSKgel SuperHM−M(東ソー社製)×2本
溶媒:THF(テトラヒドロフラン、20mM トリエチルアミン添加)
温度:40℃
THFの流速:0.6ml/min
なお測定サンプルは、0.1質量%のTHF溶液とした。更に検出器としてはRI(屈折率)検出器を用いて測定を行った。
検量線作成用の標準試料として、TSK標準ポリスチレンA−1000、A−2500、A−5000、F−1、F−2、F−4、F−10、F−20、F−40、F−80、F−128(東ソー社製)を用いて検量線の作成を行い、これをもとに得られた測定サンプルの保持時間から重量平均分子量を求めた。
[Molecular weight measurement]
The apparatus and conditions used for measuring the weight average molecular weight (Mw) in this example are as follows.
Measuring instrument: HLC-8120GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel SuperHM-M (manufactured by Tosoh Corporation) x 2 Solvent: THF (tetrahydrofuran, 20 mM triethylamine added)
Temperature: 40 ° C
THF flow rate: 0.6 ml / min
The measurement sample was a 0.1% by mass THF solution. Further, an RI (refractive index) detector was used as a detector for measurement.
As standard samples for preparing calibration curves, TSK standard polystyrene A-1000, A-2500, A-5000, F-1, F-2, F-4, F-10, F-20, F-40, F- A calibration curve was prepared using 80, F-128 (manufactured by Tosoh Corporation), and the weight average molecular weight was determined from the retention time of the measurement sample obtained based on this.
上記実施例及び比較例で得られた現像ローラについて下記の評価を行った。評価結果を表4に示す。なお、評価に用いたレーザープリンタ(商品名:Satera LASER BEAM PRINTER LBP9600C;キヤノン株式会社製)は、A3用出力用のマシンであり、記録媒体の出力スピードが30枚/分である。また、現像ローラのトナー量規制ブレードへの当接圧力及び進入量は、現像ローラ上のトナー担持量が0.40mg/cm2となるようにした。 The following evaluation was performed on the developing rollers obtained in the above Examples and Comparative Examples. The evaluation results are shown in Table 4. The laser printer (trade name: Satera LASER BEAM PRINTER LBP9600C; manufactured by Canon Inc.) used for the evaluation is an A3 output machine, and the output speed of the recording medium is 30 sheets / min. Further, the contact pressure and the approach amount of the developing roller to the toner amount regulating blade were set such that the toner carrying amount on the developing roller was 0.40 mg / cm 2 .
(1)耐久性評価;
各実施例及び比較例に係る現像ローラの各々を、前記レーザープリンタのマゼンタカートリッジに現像ローラとして組み込み、温度25℃、湿度50%RHの環境下で電子写真画像を出力した。具体的には、カートリッジ装着後にベタ黒画像を1枚出力した後、印字率1%の画像を5000枚出力し、次いでベタ黒画像を1枚出力した。この作業を合計で15000枚出力するまで繰り返して行った。出力したベタ黒画像について、濃度計(商品名:504分光濃度計;エックスライト株式会社製)を用いて濃度を測定し、下記基準で評価した。
A:1枚目と15000枚目のベタ黒画像の濃度差が0.2未満のもの。
B:1枚目と10000枚目のベタ黒画像の濃度差が0.2未満であり、かつ1枚目と15000枚目のベタ黒画像の濃度差が0.2以上のもの。
C:1枚目と5000枚目のベタ黒画像の濃度差が0.2未満であり、かつ1枚目と10000枚目のベタ黒画像の濃度差が0.2以上のもの。
D:1枚目と5000枚目のベタ黒画像の濃度差が0.2以上のもの。
(1) Durability evaluation;
Each of the developing rollers according to each of Examples and Comparative Examples was incorporated as a developing roller in the magenta cartridge of the laser printer, and an electrophotographic image was output in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50% RH. Specifically, one solid black image was output after the cartridge was mounted, 5000 images with a printing rate of 1% were output, and then one solid black image was output. This operation was repeated until a total of 15000 sheets were output. The output solid black image was measured for density using a densitometer (trade name: 504 spectral densitometer; manufactured by X-Rite Co., Ltd.), and evaluated according to the following criteria.
A: The density difference between the 1st and 15000th solid black images is less than 0.2.
B: The density difference between the first and 10,000th solid black images is less than 0.2, and the density difference between the first and 15000th solid black images is 0.2 or more.
C: The density difference between the first and 5000th solid black images is less than 0.2, and the density difference between the first and 10000th solid black images is 0.2 or more.
D: The density difference between the first and 5000th solid black images is 0.2 or more.
(2)ブレードバイアスリーク評価;
各実施例及び比較例に係る現像ローラの各々を、前記レーザープリンタのブラックカートリッジに現像ローラとして組み込み、さらに、カートリッジ内に装着されている現像ブレードにバイアスがプリンタの外部から印加されるように改造した。このカートリッジを前記レーザープリンタに装填し、温度30℃、湿度80%RHの環境下で現像ブレードに印加される電圧を調整しながらハーフトーン画像を出力した。尚、ハーフトーン画像は、前記濃度計を用いた測定による濃度が0.7のものとした。出力したハーフトーン画像について、目視により観察し、下記基準でブレードバイアスリークを評価した。
A:現像バイアスに対する現像ブレードバイアスが−500Vまでブレードバイアスリークに起因する横スジの発生が確認されないもの。
B:現像バイアスに対する現像ブレードバイアスが−300Vから―500Vまでにブレードバイアスリークに起因する横スジの発生が確認されるもの。
C:現像バイアスに対する現像ブレードバイアスが−100Vから―300Vまでにブレードバイアスリークに起因する横スジの発生が確認されるもの。
D:現像バイアスに対する現像ブレードバイアスが−100Vまでにブレードバイアスリークに起因する横スジの発生が確認されるもの。
(2) Blade bias leak evaluation;
Each developing roller according to each of the examples and comparative examples is incorporated into the black cartridge of the laser printer as a developing roller, and further modified so that a bias is applied to the developing blade mounted in the cartridge from the outside of the printer. did. The cartridge was loaded into the laser printer, and a halftone image was output while adjusting the voltage applied to the developing blade in an environment of a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% RH. The halftone image has a density measured by the above densitometer of 0.7. About the output halftone image, it observed visually and evaluated the blade bias leak on the following reference | standard.
A: The development blade bias with respect to the development bias is −500 V, and the occurrence of the horizontal stripe due to the blade bias leak is not confirmed.
B: A lateral streak caused by a blade bias leak is confirmed when the developing blade bias with respect to the developing bias is −300 V to −500 V.
C: Generation of lateral streaks due to blade bias leakage is confirmed when the developing blade bias with respect to the developing bias is −100 V to −300 V.
D: Generation of lateral streaks due to blade bias leak is confirmed until the developing blade bias with respect to the developing bias reaches -100V.
(3)ゴースト;
各実施例及び比較例に係る現像ローラの各々を、前記レーザープリンタのマゼンタカートリッジに現像ローラとして組み込み、温度15℃、湿度10%RHの環境下で電子写真画像を出力した。具体的には、画像先端の現像ローラ1周分に相当する領域を白地にベタ黒の象形(正方形、及び円形)の画像を等間隔で配置し、それ以外の部分を前記ハーフトーンとしたものを用いた。出力された画像のハーフトーン上に象形画像のゴーストがどのように出現するかについて目視により確認し、下記基準で評価した。
A:濃淡差が全く見られない。
B:見る角度によってわずかな濃淡差が確認できる程度。
C:ゴーストが目視で明確に確認される。
D:ゴーストが現像ローラ2周分あるいはそれ以上にわたって現れている。
(3) Ghost;
Each of the developing rollers according to each of Examples and Comparative Examples was incorporated as a developing roller in the magenta cartridge of the laser printer, and an electrophotographic image was output in an environment of a temperature of 15 ° C. and a humidity of 10% RH. Specifically, solid black images (squares and circles) are arranged at equal intervals on a white background in an area corresponding to one rotation of the developing roller at the leading edge of the image, and the other portions are halftones. Was used. How the ghost of the hieroglyph image appears on the halftone of the output image was visually confirmed and evaluated according to the following criteria.
A: No difference in shading is observed.
B: A slight shade difference can be confirmed depending on the viewing angle.
C: A ghost is clearly confirmed visually.
D: Ghost appears over two or more development rollers.
(4)画像濃度ムラ;
上記評価項目(1)において出力した1枚目のベタ黒画像を目視により観察し、下記基準にて評価した。
A:画像濃度ムラが確認されない。
B:見る角度によってわずかな濃度ムラが確認される。
C:通常の見方により濃度ムラがわずかに確認されるが、実用上問題が無い。
D:明らかな濃度ムラが確認される。
(4) Image density unevenness;
The first solid black image output in the evaluation item (1) was visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: Image density unevenness is not confirmed.
B: Slight density unevenness is confirmed depending on the viewing angle.
C: Although the density unevenness is slightly confirmed by a normal view, there is no practical problem.
D: Clear density unevenness is confirmed.
実施例1〜27および比較例1〜6の評価結果を表6に示す。 Table 6 shows the evaluation results of Examples 1-27 and Comparative Examples 1-6.
表に示すように、実施例における現像ローラ1〜27において、4級ピリジニウム塩である共重合成分(1)及び/または(2)と3級アミンである共重合成分(3)の共重合体を有するために、耐久性およびブレードバイアスリークに対して高い効果が得られた。
さらに、現像ローラ1〜8、10、12〜22、24、26、27においては、4級ピリジニウム塩が有するアニオン種がF−及び/またはCl−であるために、現像ローラの電流値が適正化されゴースト評価において高い効果が得られた。
また、現像ローラ15〜27において、共重合成分(4)が有する官能基R8がシクロヘキシル基、アダマンチル基、ジシクロペンタニル基、又はジシクロペンテニル基のいずれかであるために、シリコーンゴム中での分散性が高いため、濃度ムラに高い効果が得られた。
As shown in the table, in the developing
Further, in the developing
In the developing rollers 15 to 27, since the functional group R 8 of the copolymer component (4) is any one of a cyclohexyl group, an adamantyl group, a dicyclopentanyl group, or a dicyclopentenyl group, Because of its high dispersibility, high effects on density unevenness were obtained.
一方、比較例における現像ローラ28〜31においては、4級ピリジニウム塩及び/または3級アミンが共重合体を形成していないために、耐久性及び/またはブレードバイアスリークに対して効果が得られなかった。
また、現像ローラ32においては、電子導電系のカーボンブラックを用いたことにより、ブレードバイアスリークに効果が得られなかった。
さらには、現像ローラ33において、イオン導電材として4級アンモニウム塩を用いたが、耐久性に対して効果が得られなかった。
On the other hand, in the developing
Further, in the developing
Furthermore, in the developing
1 現像ローラ
7 トナー塗布部材
9 トナー量規制ブレード
10 画像形成部
10a〜10d画像形成部(各色用)
11 軸芯体
12 弾性層
13 表面層
21 感光ドラム
22 プロセスカートリッジ
23 トナー
24 トナー容器
25 レーザー光
26 帯電部材
27 廃トナー容器
28 クリーニングブレード
29 定着装置
30 駆動ローラ
31 転写ローラ
32 バイアス電源
33 テンションローラ
34 搬送ベルト
35 従動ローラ
36 記録媒体
37 給紙ローラ対
38 吸着ローラ
39 剥離装置
40 浸漬槽
41 液送ポンプ
42 攪拌タンク
43 昇降装置
DESCRIPTION OF
11
Claims (6)
該弾性層が、
シリコーンゴム、および
下記構造式(1)および下記構造式(2)からなる群から選ばれる一方または両方の構成単位と、下記構造式(3)で示される構成単位とを有する共重合体を含有することを特徴とする現像ローラ:
The elastic layer is
Contains a silicone rubber and a copolymer having one or both structural units selected from the group consisting of the following structural formula (1) and the following structural formula (2), and a structural unit represented by the following structural formula (3) Developing roller characterized by:
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