JP2019207283A - 現像ローラおよびその製造方法 - Google Patents
現像ローラおよびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019207283A JP2019207283A JP2018101691A JP2018101691A JP2019207283A JP 2019207283 A JP2019207283 A JP 2019207283A JP 2018101691 A JP2018101691 A JP 2018101691A JP 2018101691 A JP2018101691 A JP 2018101691A JP 2019207283 A JP2019207283 A JP 2019207283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outer peripheral
- developing roller
- peripheral surface
- rubber
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
- G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
- B23K26/355—Texturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
- B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
- G03G15/0808—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer supplying means, e.g. structure of developer supply roller
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/08—Details of powder developing device not concerning the development directly
- G03G2215/0855—Materials and manufacturing of the developing device
- G03G2215/0858—Donor member
- G03G2215/0861—Particular composition or materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
- G03G2215/08—Details of powder developing device not concerning the development directly
- G03G2215/0855—Materials and manufacturing of the developing device
- G03G2215/0858—Donor member
- G03G2215/0863—Manufacturing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
Description
現像ローラとしては、たとえば、ゴム組成物を筒状に成形し、架橋させて形成されたローラ本体と、金属等からなり、ローラ本体の中心の通孔に挿通されて固定されたシャフトとを含むものが用いられる。
そうすると、トナーが帯電されてローラ本体の外周面に付着されるとともに、その付着量が、ローラ本体の外周面と量規制ブレードの先端部とのニップ部を通過させる際に規制されることで、当該外周面にトナー層が形成される。
次いで、この状態で現像ローラをさらに回転させて、トナー層を感光体の表面近傍に搬送すると、当該トナー層を形成するトナーが、感光体の表面に形成された静電潜像に応じて、選択的に感光体の表面に移動して静電潜像がトナー像に現像される。
しかしコーティング膜は、そのもとになる液状のコーティング剤をスプレー法、ディッピング法等の塗布方法によってローラ本体の外周面に塗布したのち、乾燥させて形成されるため、形成過程において埃等の異物の混入、厚みムラの発生等の不良を生じやすい。
そこで、コーティング膜に代えて、研磨後のローラ本体の外周面をレーザー加工して、当該外周面に多数の凹部を形成することが検討されている(特許文献1等)。
具体的には、ローラ本体の外周面に、凹部の開口形状に絞ったレーザーを、周方向および軸方向のうちの少なくとも一方で照射範囲が互いに重なり合うように照射サイズを設定したり、レーザーの出力を調製したりした状態で、当該両方向に走査しながら照射する。
また、隣り合う凹部間のゴムも溶融されて、凹部内とともに、エッジを生じないように連続した滑らかな曲面で繋がれた状態とされる。
そのためローラ本体の外周面は、レーザーを照射するだけで、コーティング膜を形成する場合等に生じる種々の課題を生じることなしに、微小な凹凸である研磨目が減らされ、かつ多数の凹部によるより大きな凹凸(うねり)が形成された状態とされる。
そして、トナーの搬送量が大きく減少すると、形成画像の画像濃度が急速に低下したり、濃度ムラを生じたりしやすくなる場合がある。
PA/PC>1.1 (1)
を満足する現像ローラである。
なお凹凸の大きさを、以下では、外周面に配列された各凹部内の最低点、たとえば、開口形状が円形の凹部であれば円の中心点を軸方向または周方向に結ぶ線上での、上記最低点と、隣り合う凹部間の凸部の最高点との高さの差と規定することとする。
そして、形成画像の画像濃度が急速に低下したり、濃度ムラを生じたりする。
軸方向および周方向の凹凸の大きさは、当該外周面に配列された多数の凹部の、軸方向のピッチPAと、周方向のピッチPCとの比PA/PCによって規定することができ、従来の現像ローラでは、比PA/PCは1.1以下であった。
そのため、画像形成を繰り返しても、トナーの搬送量が大きく減少するのを抑制して、より長期間に亘って、高い画像濃度を有する濃度ムラのない良好な画像を形成し続けることが可能となる。
なお比PA/PCは、上記の効果をより一層向上することを考慮すると、上記の範囲でも1.2以上、とくに1.3以上であるのが好ましい。
また比PA/PCは、上記の範囲でも1.6以下、とくに1.5以下であるのが好ましい。
そして、軸方向に隣り合う凹部間に、レーザー加工されていない研磨面が露出したり、凹部と研磨面との境界部にエッジを生じたりして、形成画像の画質に影響を生じることがある。
そのため、たとえば、レーザー加工によって凹部を形成する場合は、レーザーの照射点数が増加して、レーザー加工に要する時間とエネルギーが増大する結果、現像ローラの生産性が低下する場合がある。
ちなみに、特許文献1の段落[0041]〜[0044]、図13、図14には、レーザーを周方向に走査しながら照射することで、凹部を、周方向に連続する溝状に形成すること、それによりレーザーの照射点数を減らして生産性を向上することが記載されている。
そのため、かかる表面状態が形成画像にも反映されて、画像不良の原因となりやすいといった課題がある。
ただし、画質の良好な画像を形成すること等を考慮すると、凹部6のピッチPA、PCは、いずれの方向においても30μm以上であるのが好ましく、60μm以下であるのが好ましい。
これにより、ローラ本体の外周面に形成される隣り合う凹部間のゴムが溶融されて、凹部内とともにエッジを生じないように連続した滑らかな曲面で繋がれた状態とされ、画質の良好な画像を形成することができる。
図1(a)は、本発明の現像ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図、図1(b)は、図1(a)の例の現像ローラの、ローラ本体の外周面に形成される凹部の配置の一例を説明する図である。
また図2(a)は、図1(b)のA−A線断面図、図2(b)は、図1(b)のB−B線断面図である。
ローラ本体2の中心の通孔3には、シャフト4が挿通されて固定されている。
シャフト4は、良導電性の材料、たとえば、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属などによって一体に形成されている。
もしくはシャフト4は、導電性を有する接着剤を介して、ローラ本体2と電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
あるいは、この両法を併用して、シャフト4をローラ本体2に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。
上記凹部6は、前述したように、たとえば、上記外周面5に、当該凹部6の開口形状に対応させて円形に絞ったレーザーを照射し、それによって上記外周面5を形成するゴムを選択的に溶融させ、かつその少なくとも一部を蒸散させて形成される。
軸方向で隣り合う凹部6間の、図の例の場合は円の中心間の距離であるピッチPAは一定とされ、各凹部6は、軸方向でそれぞれ等間隔に配列されている。
さらに、前述したように軸方向のピッチPAと周方向のピッチPCは、式(1):
PA/PC>1.1 (1)
を満足する範囲に設定されている。
そのため、外周面5に上記凹部6が形成されたローラ本体2を有する図1(a)(b)の例の現像ローラ1によれば、画像形成を繰り返しても、トナーの搬送量が大きく減少するのを抑制することができる。
ローラ本体2の外周面5には、図1(a)中に拡大して示すように、酸化膜8を形成してもよい。
酸化膜8を形成することにより、当該酸化膜8が誘電層として機能して、現像ローラ1の誘電正接を低減することができる。
しかも酸化膜8は、たとえば、酸化性雰囲気中で外周面5に紫外線を照射する等して、当該外周面5の近傍のゴムを酸化させるだけで簡単に形成できるため、現像ローラ1の生産性が低下したり、製造コストが高くついたりするのを抑制することもできる。
ただし、酸化膜8は形成しなくてもよい。
現像ローラ1を製造するには、まず所定のゴム組成物を調製し、調製したゴム組成物を、押出機を用いて筒状に押出成形し、所定の長さにカットして、加硫缶内で加圧、加熱してゴムを架橋させる。
研磨方法としては、たとえば、乾式トラバース研磨等の種々の研磨方法が採用可能である。
シャフト4は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で、通孔3に挿通して固定できるが、カット後、まず通孔3にシャフト4を挿通した状態で二次架橋、および研磨をするのが好ましい。
シャフト4は、先に説明したように、通孔3の内径よりも外径の大きいものを、通孔3に圧入するか、あるいは、導電性を有する熱硬化性接着剤を介して、二次架橋前の筒状体の通孔3に挿通すればよい。
また後者の場合は、オーブン中での加熱によって筒状体が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、当該シャフト4がローラ本体2に電気的に接合されるとともに、機械的に固定される。
次いで、研磨した外周面5をレーザー加工して、多数の凹部6を、前述した式(1)を満足するピッチPA、PCで、外周面5の軸方向および周方向にそれぞれマトリクス状に列をなして形成する。
酸化膜8は、先に説明したように、ローラ本体2の外周面5に紫外線を照射して形成するのが好ましい。
そのため、酸化膜8の形成工程は簡単で効率的であって、現像ローラ1の生産性が低下したり製造コストが高くついたりするのを抑制することができる。
照射する紫外線の波長は、ゴム組成物中のジエン系ゴムを効率よく酸化させて、前述した機能に優れた酸化膜8を形成することを考慮すると、100nm以上であるのが好ましく、400nm以下、とくに300nm以下であるのが好ましい。
ただし、酸化膜8は他の方法で形成してもよいし、形成しなくてもよい。
ローラ本体を形成するゴム組成物は、ゴムに、当該ゴムを架橋させるための架橋成分や各種添加剤を配合して調製される。
ゴム組成物に導電性を付与して、現像ローラのローラ抵抗値を好適な範囲に調整するため、以下では、イオン導電性のゴム組成物について説明するが、ゴム組成物としては、イオン導電性、電子導電性のいずれの配合のゴム組成物を用いてもよい。
上述したように、ゴム組成物にイオン導電性を付与するためには、ゴムとしてイオン導電性ゴムを用いるのが好ましい。
またゴムとしては、イオン導電性ゴムとともに、ジエン系ゴムおよび/またはエチレンプロピレン系ゴムを併用するのが好ましい。
これらのゴムを併用することで、ゴム組成物に良好な加工性を付与したり、ローラ本体の機械的強度や耐久性等を向上したりすることができる。
また、ローラ本体にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性を付与することもできる。
イオン導電性ゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリンゴム、ポリエーテルゴム等が挙げられる。
このうちエピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体(ECO)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体(GECO)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等が挙げられる。
中でも、エチレンオキサイドを含む共重合体、とくに、ECOおよび/またはGECOが好ましい。
エチレンオキサイドは、現像ローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。
しかし、エチレンオキサイド含量がこの範囲未満では、上記の働きが十分に得られないため、現像ローラのローラ抵抗値を十分に低下させることができない場合がある。
また、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して、当該ゴム組成物の加工性が低下したりする場合もある。
すなわち、エピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、70モル%以下、とくに50モル%以下であるのが好ましい。
また、GECOにおけるアリルグリシジルエーテル含量は0.5モル%以上、とくに2モル%以上であるのが好ましく、10モル%以下、とくに5モル%以下であるのが好ましい。
しかし、アリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満では、上記の働きが十分に得られないため、現像ローラのローラ抵抗値を十分に低下させることができない場合がある。
そのため、アリルグリシジルエーテル含量が上記の範囲を超える場合には、GECOの架橋密度が高くなりすぎることによって分子鎖のセグメント運動が妨げられて、却って、現像ローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
GECOにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。
なおGECOとしては、先に説明した3種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体の他に、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体(ECO)をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られている。
本発明では、このいずれのGECOも使用可能である。
これらイオン導電性ゴムの1種または2種以上を用いることができる。
ジエン系ゴムとしては、たとえば、天然ゴム、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)等が挙げられる。
ただし、両ゴムはそれぞれ2種以上を併用してもよい。
・ NBR
NBRは、その溶解パラメータ(SP値)が、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴム、およびCRと近いため、これらゴムの、いわば相溶化剤として、各ゴム間の微分散化を補助し、ゴム組成物の一体性を向上するために機能する。
画像耐久性とは、同じトナーを繰り返し画像形成に用いた際に、当該トナーの劣化を抑制して、形成画像の画質をどれだけの間、良好に維持できるかを表す指標である。
そのため、現像部内に設けられてトナーと繰り返し接触する現像ローラのローラ本体が、トナーにどれだけのダメージを与えるか、あるいは与えないかが、画像耐久性を向上する上での大きな鍵となる。
そこで現像ローラには、画像耐久性を向上するために、ローラ本体の柔軟性を向上することが求められる。
またNBRは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、それ自体が極性ゴムであるため、現像ローラのローラ抵抗値を微調整したりするためにも機能する。
NBRとしては、アクリロニトリル含量が24%以下である低ニトリルNBR、25〜30%である中ニトリルNBR、31〜35%である中高ニトリルNBR、36〜42%である高ニトリルNBR、43%以上である極高ニトリルNBRが、いずれも使用可能である。
これらNBRの1種または2種以上を用いることができる。
・ CR
CRは、とくにローラ本体の柔軟性を向上して、現像ローラの画像耐久性を高めるために機能する。
さらにCRは、やはり酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
CRは、たとえば、クロロプレンを乳化重合させて合成されるもので、その際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプに分類される。
一方、非硫黄変性タイプのCRは、たとえば、メルカプタン変性タイプ、キサントゲン変性タイプ等に分類される。
また、キサントゲン変性タイプのCRは、アルキルキサントゲン化合物を分子量調整剤として使用すること以外は、やはり硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。
本発明においては、いずれのタイプのCRを用いてもよいが、中でも、非硫黄変性タイプで、かつ結晶化速度が遅いタイプのCRが好ましい。
またCRとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合ゴムを用いてもよい。
さらにCRとしては、やはり伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない、非油展タイプのCRを用いるのが好ましい。
これらCRの1種または2種以上を用いることができる。
イオン導電性ゴムの配合割合は、ゴムの総量100質量部中の50質量部以上、とくに55質量部以上であるのが好ましく、70質量部以下、とくに65質量部以下であるのが好ましい。
ジエン系ゴムの配合割合は、イオン導電性ゴムの残量である。
すなわち、イオン導電性ゴムの配合割合を上記範囲内の所定値に設定した際にゴムの総量が100質量部となるように、ジエン系ゴムの配合割合を設定すればよい。
イオン導電性ゴムの配合割合が上記の範囲未満、または上記の範囲を超える場合には、このいずれにおいても、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとして適した範囲に調整できない場合がある。
これに対し、イオン導電性ゴムの配合割合を上記の範囲とすることにより、現像ローラのローラ抵抗値を好適な範囲に調整しながら、ローラ本体に、ゴムとしての良好な特性を付与することができる。
架橋成分としては、ゴムを架橋させるための架橋剤と、当該架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤とを併用するのが好ましい。
このうち架橋剤としては、たとえば、硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等が挙げられる。
たとえば、ゴムが、いずれも硫黄架橋性を有するGECOとジエン系ゴムとの組み合わせである場合、架橋剤としては、硫黄系架橋剤を用いればよい。
また、たとえば、イオン導電性ゴムが硫黄架橋性を有しないECOである場合、架橋剤としては、ECOを架橋するためのチオウレア系架橋剤と、ジエン系ゴムを架橋するための硫黄系架橋剤とを併用すればよい。
硫黄系架橋剤としては、たとえば、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいはテトラメチルチウラムジスルフィド、N,N−ジチオビスモルホリン等の有機含硫黄化合物などが挙げられ、とくに硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり0.5質量部以上であるのが好ましく、2質量部以下であるのが好ましい。
また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ゴムの総量100質量部あたりの割合が上記の範囲となるように調整するのが好ましい。
硫黄系架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤としては、たとえば、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の1種または2種以上が挙げられる。
とくに、チウラム系促進剤とチアゾール系促進剤とを併用するのが好ましい。
またチアゾール系促進剤としては、たとえば、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、2−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、2−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、2−(4′−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール等の1種または2種以上が挙げられ、とくにジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。
チオウレア系架橋剤としては、分子中にチオウレア構造を有し、ECOの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物が使用可能である。チオウレア系架橋剤としては、たとえば、エチレンチオウレア、N,N′−ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、式(2):
(CnH2n+1NH)2C=S (2)
〔式中、nは1〜12の整数を示す。〕で表されるチオウレア、テトラメチルチオウレア等の1種または2種以上が挙げられ、とくにエチレンチオウレアが好ましい。
チオウレア系架橋剤の配合割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり0.3質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
チオウレア系架橋剤には、当該チオウレア系架橋剤によるECOの架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
架橋促進剤としては、たとえば、1,3−ジフェニルグアニジン、1,3−ジ−o−トリルグアニジン、1−o−トリルビグアニド等のグアニジン系促進剤などの1種または2種以上が挙げられ、とくに1,3−ジ−o−トリルグアニジンが好ましい。
架橋促進剤の配合割合は、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり0.3質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
ゴム組成物には、さらにイオン導電性の導電剤としての、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンと、陽イオンとの塩(イオン塩)を配合してもよい。
導電剤としてイオン塩を配合することにより、ゴム組成物のイオン導電性をさらに向上して、現像ローラのローラ抵抗値をより一層低下させることができる。
このうちフルオロアルキルスルホン酸イオンとしては、たとえば、CF3SO3 −、C4F9SO3 −等の1種または2種以上が挙げられる。
また陽イオンとしては、たとえば、ナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属のイオン、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の第2族元素のイオン、遷移元素のイオン、両性元素の陽イオン、第4級アンモニウムイオン、イミダゾリウム陽イオン等の1種または2種以上が挙げられる。
中でも、ゴム組成物のイオン導電性を向上して、現像ローラのローラ抵抗値を低下させる効果の点で、(CF3SO2)2NLi〔リチウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドLi−TFSI〕、および/または(CF3SO2)2NK〔カリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、K−TFSI〕が好ましい。
〈その他〉
ゴム組成物には、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、たとえば、架橋促進助剤、受酸剤、充填剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤等が挙げられる。
架橋促進助剤の配合割合は、個別に、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、とくにハイドロタルサイト類が好ましい。
受酸剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.2質量部以上、とくに0.5質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
充填剤を配合することにより、ローラ本体の機械的強度等を向上できる。
また、充填剤として導電性カーボンブラックを用いることで、ローラ本体に電子導電性を付与することもできる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
可塑剤としては、たとえば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。
可塑剤および/または加工助剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり3質量部以下であるのが好ましい。
劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。
老化防止剤としては、たとえば、ジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル等が挙げられる。
老化防止剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
なお図1(a)(b)の実施形態においては、ローラ本体2を、たとえば、上記の各成分を含むゴム組成物からなる単層構造としていたが、当該ローラ本体2は、たとえば、2層以上の積層構造としてもよい。
たとえば、
・ 現像ローラに好適なローラ抵抗値を付与できる、
・ 機械的強度や耐久性等に優れたローラ本体を形成できる、
・ ローラ本体に、柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性を付与できる、
といった要件を満足しうる種々の弾性材料によってローラ本体を形成することができる。
いずれの弾性材料からなる場合も、ローラ本体の外周面を、前述した特定の表面形状とすることにより、画像形成を繰り返してもトナーの搬送量が大きく減少しないため、形成画像の画像濃度が急速に低下したり、濃度ムラを生じたりするおそれのない現像ローラを得ることができる。
〈実施例1〉
(ゴム組成物の調製)
ゴムとしては、ECO〔(株)大阪ソーダ製のエピクロマー(登録商標)D、EO/EP=61/39(モル比)〕15質量部、GECO〔(株)大阪ソーダ製のエピオン(登録商標)301(低visタイプ)、EO/EP/AGE=73/23/4(モル比)〕45質量部、CR〔昭和電工(株)製のショウプレン(登録商標)WRT、非油展〕10質量部、およびNBR〔JSR(株)製のJSR N250 SL、低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量:20%、非油展〕30質量部を配合した。
イオン塩:カリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〔三菱マテリアル電子化成(株)製のEF−N112、K−TFSI〕
架橋促進助剤:酸化亜鉛2種〔堺化学工業(株)製〕
受酸剤:ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のDHT−4A(登録商標)−2〕
充填剤:導電性カーボンブラック〔電気化学工業(株)製のデンカブラック(登録商標)、アセチレンブラック、粒状〕
加工助剤:ステアリン酸亜鉛〔堺化学工業(株)製のSZ−2000〕
老化防止剤:ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラック(登録商標)NBC〕
次いで混練を続けながら、下記の架橋成分を配合してさらに混練してゴム組成物を調製した。
分散性硫黄:架橋剤〔鶴見化学工業(株)製の商品名サルファックスPS、硫黄分:99.5%〕
促進剤TS:テトラメチルチウラムモノスルフィド〔三新化学工業(株)製のサンセラー(登録商標)TS、チウラム系促進剤〕
促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔大内新興化学工業(株)製のノクセラー(登録商標)DM、チアゾール系促進剤〕
チオウレア系架橋剤:エチレンチオウレア〔川口化学工業(株)製のアクセル(登録商標)22−S、2−メルカプトイミダゾリン〕
促進剤DT:1,3−ジ−o−トリルグアニジン〔三新化学工業(株)製のサンセラーDT、グアニジン系促進剤〕
以下の各工程を実施して、現像ローラを製造した。
・ 成形〜研磨工程
調製したゴム組成物を押出機に供給して、外径φ18.0mm、内径φ7.0mmの筒状に押出成形し、カットして架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で160℃×1時間架橋させた。
そして、筒状体の両端を整形したのち、外周面を、広幅研磨機を用いて外径がφ16.0mmになるまで乾式研磨した。
・ レーザー加工工程〜拭取工程
研磨後の外周面をアルコール拭きしたのち、レーザー加工機〔(株)アマダミヤチ製のファイバーレーザー加工機ML−7320DL〕を用いてレーザー加工して、当該外周面を、多数の凹部が周方向および軸方向にマトリクス状に配列された表面形状とした。
そして、レーザー加工後の外周面を再びアルコール拭きしたのち、UV光源から外周面までの距離を50mmとしてUV処理装置にセットし、300rpmで回転させながら紫外線を15分間照射することで酸化膜を形成して現像ローラを製造した。
製造した現像ローラの外周面を図3に示す。
隣り合う凹部間の、軸方向のピッチPAが50μm、周方向のピッチPCが35μm、比PA/PCが1.43となるように凹部を配列したこと以外は実施例1と同様にして現像ローラを製造した。
製造した現像ローラの外周面を図4に示す。
隣り合う凹部間の、軸方向のピッチPAが55μm、周方向のピッチPCが50μm、比PA/PCが1.10となるように凹部を配列したこと以外は実施例1と同様にして現像ローラを製造した。
製造した現像ローラの外周面を図5に示す。
隣り合う凹部間の、軸方向のピッチPAが5μm、周方向のピッチPCが55μm、比PA/PCが0.09となるように凹部を配列したこと以外は実施例1と同様にして現像ローラを製造した。
製造した現像ローラの外周面を図6に示す。
トナーを収容したトナー容器、感光体、および感光体と接触させた現像ローラを備え、カラーレーザープリンタの本体に着脱自在とされた新品の黒色トナー用のカートリッジの、純正の現像ローラに代えて、実施例、比較例で製造した現像ローラを組み込んだ。
そして、カートリッジに組み込んだ現像ローラの外周面から、吸引式小型帯電量測定装置〔トレック・ジャパン(株)製のMODEL 212HS〕を用いてトナーを吸引して、吸引したトナー質量と面積とから、単位面積あたりのトナーの搬送量W0を求めた。
そして、式(3):
RW=W1000/W0×100 (3)
により、トナーの搬送量の維持率RW(%)を求めて、下記の基準で、画像形成を繰り返した際のトナーの搬送量の減少の度合いを評価した。
○:維持率RWは80%以上であった。搬送量の減少少、良好。
×:維持率RWは80%未満であった。搬送量の減少大、不良。
上記実機試験で1%濃度の画像を1000枚に亘って連続的に画像形成した後に、黒ベタまたはハーフトーンの画像を形成し、目視にて観察して、下記の基準で、画像形成を繰り返した後の画質を評価した。
○:形成画像には濃度低下や濃度ムラは見られなかった。画質良好。
×:形成画像に濃度低下や濃度ムラが見られた。画質不良。
以上の結果を表3に示す。
2 ローラ本体
3 通孔
4 シャフト
5 外周面
6 凹部
7 凸部
8 酸化膜
PA 軸方向のピッチ
PC 周方向のピッチ
Claims (4)
- ローラ本体を備え、前記ローラ本体の外周面には、前記外周面の周方向および軸方向に、それぞれ所定のピッチで配列された多数の凹部が設けられているとともに、前記多数の凹部の、前記軸方向のピッチPAと、前記周方向のピッチPCは、式(1):
PA/PC>1.1 (1)
を満足する現像ローラ。 - 前記ローラ本体の、少なくとも外周面はゴムからなり、酸化膜を備えている請求項1に記載の現像ローラ。
- 前記請求項1または2に記載の現像ローラの製造方法であって、前記ローラ本体の外周面に、レーザー加工によって、前記多数の凹部を形成する工程を含む現像ローラの製造方法。
- 前記多数の凹部を形成した後の前記外周面に、酸化性雰囲気中で紫外線を照射して前記酸化膜を形成する工程を含む請求項3に記載の現像ローラの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018101691A JP2019207283A (ja) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | 現像ローラおよびその製造方法 |
CN201910343688.6A CN110543085A (zh) | 2018-05-28 | 2019-04-26 | 显影辊及其制造方法 |
US16/398,182 US10712685B2 (en) | 2018-05-28 | 2019-04-29 | Developing roller and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018101691A JP2019207283A (ja) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | 現像ローラおよびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019207283A true JP2019207283A (ja) | 2019-12-05 |
Family
ID=68614526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018101691A Pending JP2019207283A (ja) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | 現像ローラおよびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10712685B2 (ja) |
JP (1) | JP2019207283A (ja) |
CN (1) | CN110543085A (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004341511A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-12-02 | Hokushin Ind Inc | 現像ロール |
US20070098458A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Xerox Corporation | Xerographic developer unit having multiple magnetic brush rolls with a grooved surface |
JP2009080447A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Ricoh Co Ltd | 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2011237473A (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Ricoh Co Ltd | 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 |
JP2017107147A (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-15 | 住友ゴム工業株式会社 | 半導電性ローラおよびその製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4002552B2 (ja) * | 2003-11-20 | 2007-11-07 | 株式会社沖データ | 現像剤供給ローラ、現像装置及び画像形成装置 |
CN100517107C (zh) * | 2004-06-09 | 2009-07-22 | 株式会社普利司通 | 显影辊及使用其的图像形成装置 |
JP5085030B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2012-11-28 | 東海ゴム工業株式会社 | 現像ロールおよびその製法 |
JP5072222B2 (ja) * | 2005-12-26 | 2012-11-14 | 東海ゴム工業株式会社 | 現像ロールの製法およびそれによって得られる現像ロール |
JP5365180B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2013-12-11 | 株式会社リコー | 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP5522523B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2014-06-18 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP6040776B2 (ja) * | 2013-01-10 | 2016-12-07 | 株式会社リコー | 現像ローラの表面加工方法、現像ローラ、現像装置、及びプロセスカートリッジ |
-
2018
- 2018-05-28 JP JP2018101691A patent/JP2019207283A/ja active Pending
-
2019
- 2019-04-26 CN CN201910343688.6A patent/CN110543085A/zh not_active Withdrawn
- 2019-04-29 US US16/398,182 patent/US10712685B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004341511A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-12-02 | Hokushin Ind Inc | 現像ロール |
US20070098458A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-03 | Xerox Corporation | Xerographic developer unit having multiple magnetic brush rolls with a grooved surface |
JP2009080447A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Ricoh Co Ltd | 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2011237473A (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Ricoh Co Ltd | 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 |
JP2017107147A (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-15 | 住友ゴム工業株式会社 | 半導電性ローラおよびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190361371A1 (en) | 2019-11-28 |
US10712685B2 (en) | 2020-07-14 |
CN110543085A (zh) | 2019-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102243459B (zh) | 带电辊 | |
JP6109117B2 (ja) | 半導電性ローラおよびその製造方法 | |
JP6021195B2 (ja) | 半導電性ローラ | |
JP6086593B2 (ja) | 半導電性ローラ | |
JP2013129747A (ja) | 導電性ゴム組成物およびそれを用いた現像ローラ | |
JP6913280B2 (ja) | 現像ローラおよびその製造方法 | |
JP2018120198A (ja) | 帯電ローラおよびその製造方法 | |
JP2018194790A (ja) | 導電性ゴム組成物、転写ローラおよび画像形成装置 | |
JP5777489B2 (ja) | 半導電性ローラ | |
JP6799776B2 (ja) | 帯電ローラおよびその製造方法 | |
JP6913282B2 (ja) | 半導電性ローラ | |
JP6172846B2 (ja) | 半導電性ローラおよび画像形成装置 | |
JP2019207283A (ja) | 現像ローラおよびその製造方法 | |
JP2019183002A (ja) | 半導電性ローラとその製造方法 | |
JP2019168662A (ja) | 半導電性ローラとその製造方法 | |
JP2020126131A (ja) | 現像ローラ | |
JP7415244B2 (ja) | 現像ローラおよびその製造方法 | |
JP2019138430A (ja) | 導電性ローラの製造方法 | |
JP2021026035A (ja) | 現像ローラおよびその製造方法 | |
JP2018197791A (ja) | 半導電性ローラ | |
JP6963722B2 (ja) | 半導電性ローラおよびその製造方法 | |
JP7329174B2 (ja) | 現像ローラ | |
JP2021076744A (ja) | 導電性ローラとその製造方法 | |
JP6909401B2 (ja) | 帯電ローラおよびその製造方法 | |
JP2021175997A (ja) | 現像ローラ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210319 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220128 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220323 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220616 |