JP2020086077A - Developer carrier, process cartridge, and electrophotographic device - Google Patents

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Abstract

To provide a developer carrier which is less susceptible to scratches on a surface thereof even after prolonged use and offers superior image uniformity.SOLUTION: A developer carrier provided herein comprises a conductive base material and a surface layer containing at least one resin selected from acrylic resins and methacrylic resins, the one resin having a plurality of constituent units linked by a linking group, where the linking group contains a plurality of urethane bonds and a tertiary amine structure represented by a structural formula (1) below.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は電子写真装置に用いられる現像剤担持体、該現像剤担持体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置に関する。 The present invention relates to a developer carrier used in an electrophotographic apparatus, a process cartridge having the developer carrier, and an electrophotographic apparatus.

電子写真装置(電子写真方式を用いた複写機、ファクシミリおよびプリンター等)において、電子写真感光体上に形成された静電潜像を現像するための現像剤を、現像領域まで搬送する現像剤担持体が用いられている。近年の電子写真画像形成装置に対するより一層の長寿命化の要求に伴って、現像剤担持体に対しても、より一層の耐久性が要求されてきている。特許文献1は、耐傷性を持たせたアクリルウレタン樹脂層を表面に配することで、長期使用を可能にする電子写真部材を開示している。また、特許文献2は、特定の構造を有するアミノ化合物を用いることで、ウレタン樹脂中のウレタン結合あるいはウレア結合同士の相互作用を生じ易くさせている。これによって、各々の物理架橋(疑似架橋)による補強効果が発現されて、耐セット性を向上させた現像剤担持体を開示している。 In an electrophotographic apparatus (electrophotographic copying machine, facsimile, printer, etc.), a developer carrier that conveys a developer for developing an electrostatic latent image formed on an electrophotographic photosensitive member to a developing area. The body is used. With the recent demand for even longer life of the electrophotographic image forming apparatus, further durability is required for the developer carrier. Patent Document 1 discloses an electrophotographic member that enables long-term use by disposing an acrylic urethane resin layer having scratch resistance on the surface. Further, Patent Document 2 uses an amino compound having a specific structure to facilitate interaction between urethane bonds or urea bonds in the urethane resin. As a result, a reinforcing effect is exhibited by each physical crosslinking (pseudo-crosslinking), and a developer carrier having improved set resistance is disclosed.

特開2011−186433号公報JP, 2011-186433, A 特開2014−29496号公報JP, 2014-29496, A

本発明者らの検討によれば、特許文献1および特許文献2に係る電子写真部材は、長期に亘って使用した場合における表面の耐傷付き性に未だ改善の余地があった。具体的には、例えば、温度10℃、相対湿度15%の如き低温低湿環境(以下、「L/L環境」と称することがある。)の下で長期に亘って使用した場合に、外表面に傷が発生し、それに起因して経時的に表面粗さが変化することがあった。表面粗さが変化すると、現像剤の搬送量が変化し、電子写真画像の濃度が経時的に変化する場合がある。
本発明の一態様は、長期に亘る使用によっても表面粗さが変化しにくい現像剤担持体を提供することに向けたものである。
また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジの提供に向けたものである。さらに、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像を形成することができる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
According to the studies by the present inventors, the electrophotographic members according to Patent Document 1 and Patent Document 2 still have room for improvement in scratch resistance of the surface when used for a long period of time. Specifically, for example, when used for a long period of time under a low temperature and low humidity environment (hereinafter sometimes referred to as “L/L environment”) such as a temperature of 10° C. and a relative humidity of 15%, the outer surface The surface roughness may change over time due to scratches. When the surface roughness changes, the developer carrying amount may change, and the density of the electrophotographic image may change over time.
One aspect of the present invention is directed to providing a developer carrier whose surface roughness is unlikely to change even after long-term use.
Another aspect of the present invention is directed to providing a process cartridge that contributes to stable formation of high-quality electrophotographic images. Furthermore, another aspect of the present invention is directed to providing an electrophotographic image forming apparatus capable of forming a high-quality electrophotographic image.

本発明の一態様によれば、導電性の基体および表面層を有する現像剤担持体であって、該表面層は、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂から選択される少なくとも一方の樹脂を含み、該樹脂は、該樹脂を構成するユニットの複数個が連結基で連結されており、該連結基は、複数個のウレタン結合と、下記構造式(1)で示される3級アミン構造を含む現像剤担持体が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a developer carrier having a conductive substrate and a surface layer, the surface layer containing at least one resin selected from an acrylic resin and a methacrylic resin. A plurality of units constituting the resin are linked by a linking group, and the linking group includes a plurality of urethane bonds and a developer carrying member containing a tertiary amine structure represented by the following structural formula (1). Will be provided.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

[構造式(1)中、
R11は、炭素数2〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基を示し、nは、2以上4以下の整数を示し、
記号「*1」、「*2」、「*3」および、n個の「*4」は、各々独立に、
水素原子との結合部、
炭素数1〜4のアルキル基との結合部、
炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、
炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部、または、
該ウレタン結合の非カルボニル酸素原子との結合部であり、
但し、「*1」、「*2」、「*3」および、n個の「*4」から選ばれる少なくとも4つは、該ウレタン結合の非カルボニル酸素原子との結合部であり、かつ、
n個の「*4」のうちの少なくとも1つは、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、または、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部である。]。
また、本発明の他の態様によれば、電子写真装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、トナーを含むトナー容器と、該トナーを搬送する現像剤担持体と、を具備し、該現像剤担持体が、上記の現像剤担持体であるプロセスカートリッジが提供される。
更に、本発明の他の態様によれば、電子写真感光体、該電子写真感光体を帯電可能に配置された帯電部材、および該電子写真感光体に対してトナーを供給する現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が上記の現像剤担持体である電子写真画像形成装置が提供される。
[In the structural formula (1),
R11 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n represents an integer of 2 or more and 4 or less,
The symbols "*1", "*2", "*3", and n "*4" are each independently,
A bond with a hydrogen atom,
A bond with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
A bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
A bond with a linear or branched aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or
A bond between the urethane bond and a non-carbonyl oxygen atom,
However, at least four selected from “*1”, “*2”, “*3”, and n “*4” are the bonding portions of the urethane bond with the non-carbonyl oxygen atom, and
At least one of n “*4” is a bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms. It is a bond with a chain aminoalkyl group. ].
According to another aspect of the present invention, there is provided a process cartridge detachably mountable to a main body of an electrophotographic apparatus, comprising a toner container containing toner, and a developer carrier for carrying the toner, There is provided a process cartridge in which the developer carrier is the above developer carrier.
Furthermore, according to another aspect of the present invention, an electrophotographic photosensitive member, a charging member arranged to charge the electrophotographic photosensitive member, and a developer carrying member for supplying toner to the electrophotographic photosensitive member are provided. An electrophotographic image forming apparatus having the above developer carrier is provided.

本発明の一態様によれば、長期に亘る使用によっても表面に傷が付きにくく、表面粗さが変化しにくい現像剤担持体を得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジを得ることができる。さらに、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を形成することができる電子写真画像形成装置を得ることができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to obtain a developer carrier which is unlikely to be scratched on the surface even when used for a long period of time and whose surface roughness is unlikely to change. Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to obtain a process cartridge that contributes to stable formation of a high-quality electrophotographic image. Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to obtain an electrophotographic image forming apparatus capable of forming a high quality electrophotographic image.

本発明の現像剤担持体の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the developer carrying body of this invention. 本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing an example of a process cartridge of the present invention. 本発明の電子写真装置の一例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic apparatus of the present invention. 本発明の表面層を形成する樹脂構造の一例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows an example of the resin structure which forms the surface layer of this invention.

<現像剤担持体>
本発明の一態様に係るローラ形状の現像剤担持体(以降、「現像ローラ」とも称する。
)の軸方向に直交する方向での断面図を、図1に示す。
現像ローラ1は、図1(a)に示すように、円柱状または中空円筒状の基体2と、表面層4とを具備し、基体2と表面層4との間に弾性層3をさらに具備している。すなわち、この現像ローラは、基体、基体上の弾性層および弾性層上の表面層を有する。
現像ローラ1の他の構成として、図1(b)に示すように、弾性層3と表面層4の間に、中間層5を配置した三層構造、又は、中間層5を多数配置した構成であってもよい。中間層としては、現像剤担持体用の公知の中間層を用いることができる。
<表面層>
表面層は、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂から選択される少なくとも一方の樹脂を含む。なお、以降、本明細書において、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂をまとめて「(メタ)アクリル樹脂」と称する場合がある。
そして、該樹脂は、該樹脂を構成するユニットの複数個が連結基で連結されており、該連結基は、複数個のウレタン結合と、下記構造式(1)で示される3級アミン構造を含む。
<Developer carrier>
A roller-shaped developer bearing member according to an aspect of the present invention (hereinafter, also referred to as “developing roller”).
1 is a sectional view in a direction orthogonal to the axial direction of ().
As shown in FIG. 1A, the developing roller 1 includes a columnar or hollow cylindrical substrate 2 and a surface layer 4, and further includes an elastic layer 3 between the substrate 2 and the surface layer 4. is doing. That is, this developing roller has a substrate, an elastic layer on the substrate, and a surface layer on the elastic layer.
As another configuration of the developing roller 1, as shown in FIG. 1B, a three-layer structure in which an intermediate layer 5 is disposed between the elastic layer 3 and the surface layer 4, or a configuration in which a large number of intermediate layers 5 are disposed May be As the intermediate layer, a known intermediate layer for a developer carrier can be used.
<Surface layer>
The surface layer contains at least one resin selected from acrylic resin and methacrylic resin. Hereinafter, in the present specification, the acrylic resin and the methacrylic resin may be collectively referred to as “(meth)acrylic resin”.
Further, in the resin, a plurality of units constituting the resin are connected by a connecting group, and the connecting group has a plurality of urethane bonds and a tertiary amine structure represented by the following structural formula (1). Including.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

構造式(1)中、
R11は、炭素数2〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基を示し、
nは、2以上4以下の整数を示し、
記号「*1」、「*2」、「*3」および、n個の「*4」は、各々独立に、
水素原子との結合部、
炭素数1〜4のアルキル基との結合部、
炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、
炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部、または、
該ウレタン結合の非カルボニル酸素原子との結合部であり、
但し、「*1」、「*2」、「*3」および、n個の「*4」から選ばれる少なくとも4つは、該ウレタン結合の非カルボニル酸素原子との結合部であり、
n個の「*4」のうちの少なくとも1つは、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、または、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部である。
In structural formula (1),
R11 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
n represents an integer of 2 or more and 4 or less,
The symbols "*1", "*2", "*3", and n "*4" are each independently,
A bond with a hydrogen atom,
A bond with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
A bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
A bond with a linear or branched aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or
A bond between the urethane bond and a non-carbonyl oxygen atom,
However, at least four selected from “*1”, “*2”, “*3”, and n “*4” are the bonding portions of the urethane bond with the non-carbonyl oxygen atom,
At least one of n “*4” is a bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms. It is a bond with a chain aminoalkyl group.

[耐傷性向上を与える構造の説明]
上記した表面層を具備することによって、低温低湿環境においても、耐傷性に優れ、長寿命化に資する現像材担持体が得られる理由を、発明者らは、下記のように推測している。
該表面層は、図4に示すように、(メタ)アクリル樹脂を構成する第1のポリマー鎖中のユニットと第2のポリマー鎖中のユニットとが、複数個のウレタン結合と、3級アミン構造とを有する連結基で連結されている。
すなわち、連結基は、構造式(1)で示される部分構造を含んでおり、当該部分構造中には、複数個の窒素原子が含まれる。そして、構造式(1)で示される部分構造中の、繰り返し構造単位の繰り返し数nは、2以上4以下の整数であるため、構造式(1)中の窒素原子は、その結合手に結合している基の違いによって、次の3種類に分類できる:
(i)*1、*2およびR11と結合している窒素原子;
(ii)*4および2つのR11と結合している窒素原子;
(iii)R11、*3および*4と結合している窒素原子。
そして、上記(ii)に分類される窒素原子には、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基、または炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基が結合している。そのため、表面層中において、当該ヒドロキシアルキル基や当該アミノアルキル基中の水素原子が、図4に示すように、連結基が有するウレタン結合を構成しているカルボニル酸素原子や他の3級窒素原子と水素結合を形成するものと考えられる。
一般に、現像剤担持体の外表面は、画像形成工程においては、常にトナーを介して、他部材からの接触圧を受けている。そのため、トナーが研磨剤の如く作用し、画像形成工程を長期に亘って継続することにより、現像剤担持体の外表面には、微細な傷が生じ易い。
しかしながら、上記したように、本態様に係る表面層は、当接圧を受けたときには、まず、連結基中のヒドロキシアルキル基やアミノアルキル基に由来する水素結合が切断され、表面層に加わった応力が緩和される。その結果、ポリマー鎖自体の破断が抑制できると考えられる。そして、水素結合は、一旦切断されても、容易に再生するため、たとえ、現像剤担持体の外表面には軽微な傷が生じたとしても、かかる軽微な傷は修復され得るものと考えられる。
また、該樹脂について、該ユニットは、各々が、下記構造式(2)で示される構造を有することが好ましい。該樹脂を構成するユニットが、構造式(2)で示される構造を有することによって、表面層の外表面の耐傷付き性を、より一層向上させることができる。
[Explanation of structure that improves scratch resistance]
The present inventors presume the reason why a developer carrier that is excellent in scratch resistance and contributes to prolonging the life can be obtained by including the above surface layer even in a low temperature and low humidity environment as follows.
In the surface layer, as shown in FIG. 4, a unit in the first polymer chain and a unit in the second polymer chain constituting the (meth)acrylic resin have a plurality of urethane bonds and a tertiary amine. And a connecting group having a structure.
That is, the linking group includes the partial structure represented by Structural Formula (1), and the partial structure contains a plurality of nitrogen atoms. Further, since the number of repetitions n of the repeating structural unit in the partial structure represented by the structural formula (1) is an integer of 2 or more and 4 or less, the nitrogen atom in the structural formula (1) is bonded to its bond. There are three types of groups, depending on the groups they are working with:
(I) a nitrogen atom bonded to *1, *2 and R11;
(Ii) *4 and a nitrogen atom bonded to two R11;
(Iii) A nitrogen atom bonded to R11, *3 and *4.
The nitrogen atom classified in the above (ii) includes a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms. The groups are attached. Therefore, in the surface layer, the hydrogen atom in the hydroxyalkyl group or the aminoalkyl group is, as shown in FIG. 4, a carbonyl oxygen atom or other tertiary nitrogen atom constituting the urethane bond of the linking group. Is believed to form hydrogen bonds with.
Generally, in the image forming process, the outer surface of the developer carrying member is always subjected to a contact pressure from another member via the toner. Therefore, the toner acts like an abrasive and the image forming process is continued for a long period of time, whereby fine scratches are likely to occur on the outer surface of the developer carrying member.
However, as described above, in the surface layer according to this embodiment, when the contact pressure is applied, first, the hydrogen bond derived from the hydroxyalkyl group or the aminoalkyl group in the linking group is cleaved and added to the surface layer. Stress is relieved. As a result, it is considered that breakage of the polymer chain itself can be suppressed. Since the hydrogen bond is easily regenerated even if it is once broken, it is considered that even if a slight scratch is generated on the outer surface of the developer carrying member, the slight scratch can be repaired. ..
Further, regarding the resin, each of the units preferably has a structure represented by the following structural formula (2). When the unit constituting the resin has the structure represented by the structural formula (2), the scratch resistance of the outer surface of the surface layer can be further improved.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

構造式(2)中、R12は、水素原子またはメチル基を示し、A1は、下記構造式(3)で示される構造を有す。
**−R13−O−CONH−B1−NHCO−O*** 構造式(3)。
構造式(3)中、R13は、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基を表す。
記号「**」は、構造式(2)で示される構造中の非カルボニル酸素原子との結合部であり、記号「***」は、構造式(1)中の「*1」、「*2」、「*3」、および、n個の「*4」から選ばれるいずれか1つとの結合部である。
また、B1は下記構造式(4)または構造式(5)のいずれかを示す。
In the structural formula (2), R12 represents a hydrogen atom or a methyl group, and A1 has a structure represented by the following structural formula (3).
**-R13-O-CONH-B1-NHCO-O*** Structural formula (3).
In structural formula (3), R13 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
The symbol “**” is a bond to a non-carbonyl oxygen atom in the structure represented by the structural formula (2), and the symbol “***” is “*1” or “” in the structural formula (1). *2", "*3", and any one selected from n "*4".
B1 represents either the following structural formula (4) or structural formula (5).

Figure 2020086077
Figure 2020086077

構造式(4)中、記号「*B1」および「*B2」は、それぞれ、構造式(3)中の2つのウレタン結合の各々の窒素原子との結合部を示す。
構造式(5)中、記号「*B3」および「*B4」は、それぞれ、構造式(3)中の2つのウレタン結合の各々の窒素原子との結合部を示す。
ユニットの各々が、構造式(2)で示される構造を有する樹脂とすることによって、表面層の耐傷付き性をより改善することができる理由は、必ずしも下記の理論に拘束されるものではないが、以下のように推測される。
ユニットの各々が、構造式(2)で示される構造を有する樹脂は、(メタ)アクリル樹脂を構成するユニットが、ウレタン結合と、3級アミン構造と、芳香族環とを有する連結基で結合されている構造を有するものと見ることができる。
連結基中に、ベンゼン環の如き芳香族環が存在する場合、上記(ii)の窒素原子に結合するヒドロキシアルキル基やアミノアルキル基との相互作用、2つの芳香族環間での相互作用が発現すると考えられる。すなわち、芳香族環のπ電子と、ヒドロキシアルキル基中のヒドロキシル基(−OH)やアミノアルキル基中のアミノ基(−NH)との相互作用(例えば、T型スタッキング効果)や、2つの芳香族環間でπ−πスタッキング相互作用が発現すると考えられる。これらの相互作用は、上述の水素結合と同様の作用を発現し、表面層の外表面の耐傷付き性を、より一層向上させ得るものと考えられる。
[樹脂の合成方法]
該樹脂は、例えば、(メタ)アクリルポリオール、イソシアネート、および3級アミン化合物を原料として構成することができる。
具体的には、たとえば、(メタ)アクリルポリオールとジイソシアネートとを反応させてイソシアネートプレポリマーを得る工程(以降、「工程(1)」ともいう)、及び、該イソシアネートプレポリマーのイソシアネート基と、後述するアミノ化合物のヒドロキシル基またはアミノ基とを反応させて、ウレタン結合と3級アミン構造とを有する連結基によって連結されたユニットを有する(メタ)アクリル樹脂を合成する工程(以降、「工程(2)」ともいう)、によって得ることができる。
以下、これらの構成成分について説明する。
[アクリルポリオール]
当該(メタ)アクリル樹脂の原料である(メタ)アクリルポリオールは、特段の構造上の限定を受けるものではない。一般に、(メタ)アクリルポリオールは、ヒドロキシル基を有するアクリレート、及びヒドロキシ基を有するメタクリレートの少なくとも一方を重合させることによって得られる。(メタ)アクリレートの如きモノマーは、アクリル酸由来の二重結合部が、モノマー同士で付加反応を重ねていく(付加重合していく)ことで、アクリルポリオールが生成される。
ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートが挙げられる。
[イソシアネート]
イソシアネートとしては、特に限定はされず、公知のイソシアネートを用いることができる。
イソシアネートの例としては、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)の如き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−ジイソシアネートの如き脂環式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)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートの如き芳香族イソシアネート及びこれらの共重合物やイソシアヌレート体、TMPアダクト体、ビウレット体、そのブロック体等のイソシアネート化合物が挙げられる。これらの少なくとも1種を用いることができる。
ここで、イソシアネートとして、芳香族イソシアネートを選択した場合、上記したように、連結基中に芳香族環を導入することができる。
[アミノ化合物]
3級アミン構造の原料としては、下記構造式(6)で示されるアミノ化合物を挙げることができる。
In the structural formula (4), the symbols “*B1” and “*B2” respectively represent the bond part with each nitrogen atom of the two urethane bonds in the structural formula (3).
In the structural formula (5), the symbols “*B3” and “*B4” respectively represent the bonding part with each nitrogen atom of the two urethane bonds in the structural formula (3).
The reason why the scratch resistance of the surface layer can be further improved by using each of the units as the resin having the structure represented by the structural formula (2) is not necessarily restricted by the following theory. , Is guessed as follows.
Each of the units has a structure represented by the structural formula (2). In the resin, the units forming the (meth)acrylic resin are bonded by a linking group having a urethane bond, a tertiary amine structure, and an aromatic ring. It can be seen as having a structure that has been made.
When an aromatic ring such as a benzene ring is present in the linking group, the interaction with the hydroxyalkyl group or the aminoalkyl group bonded to the nitrogen atom in the above (ii) causes the interaction between the two aromatic rings. It is considered to occur. That is, the interaction between the π electron of the aromatic ring and the hydroxyl group (—OH) in the hydroxyalkyl group or the amino group (—NH 2 ) in the aminoalkyl group (for example, T-type stacking effect) or two It is considered that the π-π stacking interaction is expressed between the aromatic rings. It is considered that these interactions exhibit the same action as the above-mentioned hydrogen bond and can further improve the scratch resistance of the outer surface of the surface layer.
[Resin synthesis method]
The resin can be composed of, for example, (meth)acrylic polyol, isocyanate, and a tertiary amine compound as raw materials.
Specifically, for example, a step of reacting a (meth)acrylic polyol with a diisocyanate to obtain an isocyanate prepolymer (hereinafter, also referred to as “step (1)”), and an isocyanate group of the isocyanate prepolymer and To react with a hydroxyl group or an amino group of an amino compound to synthesize a (meth)acrylic resin having a unit linked by a linking group having a urethane bond and a tertiary amine structure (hereinafter, referred to as “step (2 )”)).
Hereinafter, these constituent components will be described.
[Acrylic polyol]
The (meth)acrylic polyol, which is a raw material of the (meth)acrylic resin, is not particularly limited in structure. Generally, a (meth)acrylic polyol is obtained by polymerizing at least one of an acrylate having a hydroxyl group and a methacrylate having a hydroxyl group. In the case of a monomer such as (meth)acrylate, an acrylic polyol is produced by a double bond portion derived from acrylic acid undergoing addition reaction between monomers (addition polymerization).
Specific examples of the (meth)acrylate having a hydroxy group include hydroxymethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 2-hydroxypropyl (meth)acrylate. Can be mentioned.
[Isocyanate]
The isocyanate is not particularly limited, and known isocyanate can be used.
Examples of isocyanates include aliphatic polyisocyanates such as ethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), and fats such as isophorone diisocyanate (IPDI), cyclohexane-1,3-diisocyanate and cyclohexane-1,4-diisocyanate. Aromatic isocyanates such as cyclic polyisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthalene diisocyanate And isocyanate compounds such as their copolymers, isocyanurates, TMP adducts, biurets, and their blocks. At least one of these can be used.
Here, when an aromatic isocyanate is selected as the isocyanate, an aromatic ring can be introduced into the linking group as described above.
[Amino compound]
Examples of the raw material for the tertiary amine structure include amino compounds represented by the following structural formula (6).

Figure 2020086077
Figure 2020086077

構造式(6)中、
R25は、炭素数2〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基を示し、
n21は、2以上4以下の整数を示す。
R21、R22、R23および、n21個のR24は、各々独立に、
水素原子との結合部、
炭素数1〜4のアルキル基との結合部、
炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、
炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部である。
また、n21個のR24のうちの少なくとも1つは、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、または、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部である。
特に、2つのR25と結合している窒素原子に結合するR24は、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、または、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部であることが好ましい。このような窒素原子に結合したヒドロキシアルキル基やヒドロキシアミノ基は、他の窒素原子に結合したヒドロキシアルキル基やヒドロキシアミノ基と比較して、立体的に込み入った部分に位置している。このため、イソシアネート化合物との反応性が低く、工程(2)を経た後にも、連結基中に存在させやすい。
なお、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基の例としては、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシプロピル基が挙げられる。また、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基の例としては、アミノエチル基、アミノプロピル基、アミノブチル基が挙げられる。
構造式(6)で示される化合物の例としては、例えば、構造式(9)で示される化合物が挙げられる。
In structural formula (6),
R25 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
n21 represents an integer of 2 or more and 4 or less.
R21, R22, R23 and n21 R24s are each independently
A bond with a hydrogen atom,
A bond with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
A bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
It is a bond with a linear or branched aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
In addition, at least one of n21 R24 is a bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms. It is a bond with the aminoalkyl group.
In particular, R24 bonded to the nitrogen atom bonded to two R25 is a bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a linear chain having 1 to 4 carbon atoms. It is preferably a bond with a linear or branched aminoalkyl group. Such a hydroxyalkyl group or a hydroxyamino group bonded to a nitrogen atom is located in a sterically crowded portion as compared with a hydroxyalkyl group or a hydroxyamino group bonded to another nitrogen atom. Therefore, the reactivity with the isocyanate compound is low, and the compound easily exists in the linking group even after the step (2).
In addition, examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. Examples of the linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms include hydroxymethyl group, hydroxyethyl group, hydroxypropyl group, hydroxybutyl group and 2-hydroxypropyl group. Further, examples of the linear or branched aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms include aminoethyl group, aminopropyl group, and aminobutyl group.
Examples of the compound represented by Structural Formula (6) include the compound represented by Structural Formula (9).

Figure 2020086077
Figure 2020086077

[ポリオール]
表面層形成用の材料としては、上記の各材料に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、アクリルポリオール以外のポリオールを含んでもよい。ポリオールは複数の水酸基を分子内に有しており、水酸基は前記ポリイソシアネートと反応する。
アクリルポリオール以外のポリオールとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールが挙げられる。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が挙げられる。また、ポリエステルポリオールとしては、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,4−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコールの如きジオール成分や、トリメチロールプロパンの如きトリオール成分と、アジピン酸、無水フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロキシフタル酸等のジカルボン酸またはカルボン酸無水物との縮合反応により得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
該ポリエーテルポリオールおよびポリエステルポリオールは必要に応じてあらかじめ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)の如き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。
[Polyol]
As a material for forming the surface layer, in addition to the above materials, a polyol other than an acrylic polyol may be included within a range not impairing the effects of the present invention. The polyol has a plurality of hydroxyl groups in the molecule, and the hydroxyl groups react with the polyisocyanate.
The polyol other than the acrylic polyol is not particularly limited, and examples thereof include polyether polyol and polyester polyol. Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol. As the polyester polyol, diol components such as 1,4-butanediol, 3-methyl-1,4-pentanediol and neopentyl glycol, triol components such as trimethylolpropane, adipic acid, phthalic anhydride, Examples thereof include polyester polyols obtained by condensation reaction with dicarboxylic acids such as terephthalic acid and hexahydroxyphthalic acid, or carboxylic acid anhydrides.
The polyether polyols and polyester polyols may be prepolymers chain-extended with an isocyanate such as 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), 1,4 diphenylmethane diisocyanate (MDI) or isophorone diisocyanate (IPDI) in advance, if necessary. ..

[添加剤]
表面層は、本発明の効果が損なわれない程度に、必要によって本発明に係る樹脂以外の一般的な樹脂、ゴム材料、配合剤、導電性付与剤、非導電性充填剤、架橋剤、触媒を添加しても良い。添加する樹脂は、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、エステル樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、アミドイミド樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。ゴム材料としてはエチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
配合剤としては、樹脂に対して一般的に用いられる充填剤、軟化剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、発泡剤等が挙げられる。
導電性付与剤としては、カーボンブラック;アルミニウム、銅の如き導電性金属;導電性酸化亜鉛、導電性酸化錫、導電性酸化チタンの如き導電性金属酸化物の微粒子を用いることができる。非導電性充填剤としては、シリカ、石英粉末、酸化チタン、または炭酸カルシウムが挙げられる。架橋剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、テトラエトキシシラン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンまたはジクミルパーオキサイドが挙げられる。また、イオン導電剤やイオン液体を用いて導電性を付与することもできる。これらは、バインダ樹脂との反応基を含有する固定タイプや、バインダ樹脂との反応基を持たない非固定タイプのいずれも使用することが可能である。
現像剤担持体の表面層として表面粗度が必要な場合は、表面層に粗さ制御のための微粒子を添加しても良い。粗さ制御用微粒子としては、体積平均粒径が3〜20μmであることが、トナーを搬送する能力に優れる現像剤担持体が得られるため好ましい。また、表面層に添加する微粒子添加量は、表面層の樹脂固形分100質量部に対し、1〜50質量部であることが、本発明の効果を損なわないため好ましい。粗さ制御用微粒子には、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂の微粒子を用いることができる。ポリウレタン樹脂粒子としては、ダイミックビーズ(商品名、大日精化工業社製)シリーズ、アートパール(商品名、根上工業社製)シリーズ等を挙げることができる。
[Additive]
The surface layer is a general resin other than the resin according to the present invention, a rubber material, a compounding agent, a conductivity-imparting agent, a non-conductive filler, a cross-linking agent, a catalyst, if necessary, to the extent that the effects of the present invention are not impaired May be added. The resin to be added is not particularly limited, for example, epoxy resin, urethane resin, urea resin, ester resin, amide resin, imide resin, amide imide resin, phenol resin, vinyl resin, silicone resin, fluororesin, etc. Can be mentioned. Examples of the rubber material include ethylene-propylene-diene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, chloroprene rubber, natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber and urethane rubber.
Examples of the compounding agent include fillers, softening agents, processing aids, tackifiers, anti-tacking agents, foaming agents and the like which are generally used for resins.
As the conductivity-imparting agent, fine particles of carbon black; conductive metals such as aluminum and copper; conductive metal oxides such as conductive zinc oxide, conductive tin oxide and conductive titanium oxide can be used. Non-conductive fillers include silica, quartz powder, titanium oxide, or calcium carbonate. The cross-linking agent is not particularly limited, but examples thereof include tetraethoxysilane, di-t-butylperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane or dicumyl. Examples include peroxides. Further, conductivity can be imparted by using an ionic conductive agent or an ionic liquid. These can be either a fixed type containing a reactive group with the binder resin or a non-fixed type containing no reactive group with the binder resin.
When surface roughness is required for the surface layer of the developer carrying member, fine particles for roughness control may be added to the surface layer. As the roughness controlling fine particles, it is preferable that the volume average particle diameter is 3 to 20 μm, since a developer carrier having an excellent toner conveying ability can be obtained. The amount of fine particles added to the surface layer is preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin solid content of the surface layer in order not to impair the effects of the present invention. As the roughness controlling fine particles, fine particles of polyurethane resin, polyester resin, polyether resin, polyamide resin, acrylic resin, or phenol resin can be used. Examples of the polyurethane resin particles include Dimic beads (trade name, manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.) series, Art Pearl (trade name, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.) series, and the like.

<基体>
基体は、現像剤担持体の電極および支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼の如き金属または合金;クロム、又はニッケルで鍍金処理を施した鉄;導電性を有する合成樹脂の如き導電性の材質で構成される。基体は、中実であってもよく、中空であってもよい。
<弾性層>
弾性層の構成用材料としては、弾性層用として公知のあるいは、弾性層用として利用し得る材料を用いることができる。弾性層は、通常ゴム材の成型体により形成されることが好ましい。
ゴム材料としては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、アクリルニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、NBRの水素化物、ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独であるいは2種以上を混合して用いることができる。
これらの中でも、特に、長期に亘って他部材が当接した場合にも圧縮永久歪みを弾性層に生じさせにくいシリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムとしては、付加硬化型のシリコーンゴムの硬化物などが挙げられる。更に言えば、付加硬化型ジメチルシリコーンゴムの硬化物とすることが特に好ましい。
弾性層3中には、導電性付与剤、非導電性充填剤、架橋剤、触媒の如き各種添加剤が適宜配合される。導電性付与剤としては、カーボンブラック;アルミニウム、銅の如き導電性金属;酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタンの如き導電性金属酸化物の微粒子を用いることができる。これらの少なくとも1種を用いることができる。これらのうち、カーボンブラックは比較的容易に入手でき、良好な導電性が得られるので特に好ましい。導電性付与剤としてカーボンブラックを用いる場合は、弾性層形成用の材料中のゴム材料100質量部に対して2質量部以上50質量部以下で配合されることが好ましい。
非導電性充填剤としては、シリカ、石英粉末、酸化チタン、酸化亜鉛又は炭酸カルシウムが挙げられる。これらの少なくとも1種を用いることができる。
架橋剤としては、ジ−t−ブチルパ−オキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパ−オキシ)ヘキサン又はジクミルパーオキサイドが挙げられる。これらの少なくとも1種を用いることができる。
<基体の処理>
基体上に弾性層を形成する際、アルカリ性の溶液を用いて処理し、基体上にヒドロキシル基を生成させることで、基体表面と弾性層との間で、水素結合が形成され、密着性を向上させることができる。また、仕上げ工程の関係から、密着させると不都合が生じる部位(例えば両端部)については、下記のように処理することで、分離性を上げることができる。すなわち、基体を、アルカリ性の溶液で処理した後、クエン酸やリンゴ酸の如きポリカルボン酸を表面に塗布する。このとき、水やMEKの如き溶剤を介しても良い。本工程により、基体上に生成したヒドロキシル基に、ポリカルボン酸が配位し、基体表面と弾性層との間に、特段の密着性作用が起こらなくなることが期待される。
<Substrate>
The substrate functions as an electrode and a supporting member of the developer carrier, and is, for example, a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, and stainless steel; iron plated with chromium or nickel; synthetic with conductivity. It is made of a conductive material such as resin. The substrate may be solid or hollow.
<Elastic layer>
As a constituent material of the elastic layer, a known material for the elastic layer or a material that can be used for the elastic layer can be used. It is preferable that the elastic layer is usually formed of a molded body of a rubber material.
As the rubber material, ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR). ), fluororubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, hydride of NBR, urethane rubber and the like. These may be used alone or in admixture of two or more.
Among these, silicone rubber is particularly preferable because it is unlikely to cause compression set in the elastic layer even when another member is in contact with it for a long period of time. Examples of the silicone rubber include cured products of addition-curable silicone rubber. Furthermore, it is particularly preferable to use a cured product of addition-curable dimethyl silicone rubber.
Various additives such as a conductivity-imparting agent, a non-conductive filler, a cross-linking agent, and a catalyst are appropriately mixed in the elastic layer 3. As the conductivity-imparting agent, fine particles of carbon black; conductive metals such as aluminum and copper; and conductive metal oxides such as zinc oxide, tin oxide and titanium oxide can be used. At least one of these can be used. Of these, carbon black is particularly preferable because it is relatively easily available and has good conductivity. When carbon black is used as the conductivity-imparting agent, it is preferably added in an amount of 2 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber material in the material for forming the elastic layer.
Non-conductive fillers include silica, quartz powder, titanium oxide, zinc oxide or calcium carbonate. At least one of these can be used.
Examples of the cross-linking agent include di-t-butylperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane and dicumyl peroxide. At least one of these can be used.
<Treatment of substrate>
When forming the elastic layer on the substrate, it is treated with an alkaline solution to generate hydroxyl groups on the substrate, hydrogen bonds are formed between the substrate surface and the elastic layer, and adhesion is improved. Can be made Also, due to the relationship of the finishing process, the parts (for example, both ends) which are inconvenient when brought into close contact with each other can be treated by the following process to improve the separability. That is, after treating the substrate with an alkaline solution, a polycarboxylic acid such as citric acid or malic acid is applied to the surface. At this time, a solvent such as water or MEK may be used. By this step, it is expected that the polycarboxylic acid will be coordinated with the hydroxyl groups formed on the substrate, and that no particular adhesion action will occur between the substrate surface and the elastic layer.

<現像装置>
本発明の各態様に係る現像剤担持体は、磁性一成分現像剤や非磁性一成分現像剤を用いるものに適用できる。また、本発明の各態様に係る現像剤担持体は、電子写真感光体に非接触の現像装置、及び、現像剤担持体が電子写真感光体に接触している現像装置、並びに、二成分現像剤を用いる現像装置に適用できる。
<プロセスカートリッジ、電子写真装置>
本発明の一態様に係るプロセスカートリッジ及び電子写真装置について、図を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。図2は、現像部材として本発明の一態様に係る現像剤担持体を備える、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。また、図3は、前記プロセスカートリッジが電子写真装置の本体に装着されたときの電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
図2に示すプロセスカートリッジは、トナー容器9と、現像剤担持体7と、現像剤規制部材17と、現像剤供給部材8を有し、電子写真装置の本体に着脱可能に備えられるようになっている。図3において、静電潜像が形成された像担持体である静電潜像担持体18は、矢印R1方向に回転される。現像剤担持体7は矢印R2方向に回転することによって、現像剤担持体7と静電潜像担持体18とが対向している現像領域に現像剤を搬送する。本態様に係る電子写真装置は、現像剤担持体7が、静電潜像担持体18に接触して配置されてなる、いわゆる接触現像方式を採用している。また、現像剤担持体7には現像剤供給部材8が接しており、R3方向に回転し、現像剤担持体7の表面に現像剤を供給している。
静電潜像担持体18の周囲には、帯電可能に配置された帯電部材としての帯電ローラ6、転写部材(転写ローラ)10、クリーナー容器11、クリーニングブレード12、定着器13、ピックアップローラ14が設けられている。静電潜像担持体18は帯電ローラ6によって帯電される。そして、レーザー発生装置16によりレーザー光を静電潜像担持体18に照射することによって露光が行われ、目的の画像に対応した静電潜像が形成される。静電潜像担持体18上の静電潜像は、現像剤担持体7で搬送された、現像器としてのプロセスカートリッジが有するトナー容器9内の現像剤によって現像される。現像は露光部に現像剤が現像されるいわゆる反転現像を行っている。
転写材(紙)Pは、給紙部15からピックアップローラ14等により装置内に搬送され、画像は転写材(紙)Pを介して静電潜像担持体18に当接された転写部材(転写ローラ)10により転写材(紙)P上へ転写される。画像を載せた転写材(紙)Pは定着器13へ運ばれ、現像剤が転写材(紙)P上に定着される。また、静電潜像担持体18上に残された現像剤はクリーニングブレード12によりかき落とされ、クリーナー容器11に収納される。
現像剤規制部材17が現像剤を介して現像剤担持体7に当接する事によって現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する事が好ましい。現像剤担持体に当接する現像剤規制部材としては、規制ブレードが一般的であり、本態様に係る電子写真装置においても好適に使用できる。
上記規制ブレードを構成する材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、NBR等のゴム弾性体;ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂弾性体、リン青銅板、ステンレス鋼(SUS)板等の金属弾性体が使用でき、更にそれらの複合体であってもよい。更に、現像剤の帯電性をコントロールする目的で、ゴム、合成樹脂、金属弾性体の如き弾性支持体に、樹脂、ゴム、金属酸化物、金属の如き帯電コントロール材料を貼り合わせた構造とすることもできる。この場合、規制ブレードは、帯電コントロール材料の部分が現像剤担持体との当接部分となるように使用される。このような規制ブレードとしては、金属弾性体に樹脂またはゴムを貼り合わせたものが特に好ましい。これらの樹脂またはゴムとしては、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂の如き正極性に帯電しやすいものが好ましい。
<Developer>
The developer carrier according to each aspect of the present invention can be applied to those using a magnetic one-component developer or a non-magnetic one-component developer. Further, the developer carrying member according to each aspect of the present invention is a developing device which is not in contact with the electrophotographic photosensitive member, a developing device in which the developer carrying member is in contact with the electrophotographic photosensitive member, and two-component development. It can be applied to a developing device using an agent.
<Process cartridge, electrophotographic device>
A process cartridge and an electrophotographic apparatus according to an aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a process cartridge detachably attached to a main body of an electrophotographic apparatus, which includes a developer carrying member according to an aspect of the present invention as a developing member. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic apparatus when the process cartridge is attached to the main body of the electrophotographic apparatus.
The process cartridge shown in FIG. 2 has a toner container 9, a developer carrier 7, a developer regulating member 17, and a developer supply member 8, and is detachably provided in the main body of the electrophotographic apparatus. ing. In FIG. 3, the electrostatic latent image carrier 18, which is the image carrier on which the electrostatic latent image is formed, is rotated in the direction of arrow R1. By rotating the developer carrying member 7 in the direction of arrow R2, the developer is carried to the developing area where the developer carrying member 7 and the electrostatic latent image carrying member 18 face each other. The electrophotographic apparatus according to this aspect employs a so-called contact developing system in which the developer carrier 7 is arranged in contact with the electrostatic latent image carrier 18. Further, a developer supply member 8 is in contact with the developer carrier 7, rotates in the R3 direction, and supplies the developer to the surface of the developer carrier 7.
Around the electrostatic latent image carrier 18, a charging roller 6 serving as a charging member, a transfer member (transfer roller) 10, a cleaner container 11, a cleaning blade 12, a fixing device 13, and a pickup roller 14 are arranged so as to be chargeable. It is provided. The electrostatic latent image carrier 18 is charged by the charging roller 6. Then, the laser generator 16 irradiates the electrostatic latent image carrier 18 with laser light to perform exposure, and an electrostatic latent image corresponding to a target image is formed. The electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier 18 is developed by the developer in the toner container 9 carried by the developer carrier 7 and included in the process cartridge as the developing device. The development is so-called reversal development in which the developer is developed in the exposed area.
The transfer material (paper) P is conveyed from the paper feeding unit 15 into the apparatus by the pickup roller 14 and the like, and the image is transferred to the electrostatic latent image carrier 18 via the transfer material (paper) P. It is transferred onto the transfer material (paper) P by the transfer roller 10. The transfer material (paper) P on which the image is placed is conveyed to the fixing device 13, and the developer is fixed on the transfer material (paper) P. The developer remaining on the electrostatic latent image carrier 18 is scraped off by the cleaning blade 12 and stored in the cleaner container 11.
It is preferable that the developer regulating member 17 contacts the developer carrying member 7 via the developer to regulate the thickness of the developer layer on the developer carrying member. A regulating blade is generally used as the developer regulating member that comes into contact with the developer carrying member, and can be suitably used in the electrophotographic apparatus according to this aspect.
As the material forming the above-mentioned regulation blade, a rubber elastic body such as silicone rubber, urethane rubber or NBR; a synthetic resin elastic body such as polyethylene terephthalate; a metal elastic body such as a phosphor bronze plate or a stainless steel (SUS) plate can be used. Further, it may be a complex thereof. Further, in order to control the chargeability of the developer, a structure in which a charge control material such as resin, rubber, metal oxide or metal is attached to an elastic support such as rubber, synthetic resin or metal elastic body You can also In this case, the regulation blade is used so that the portion of the charge control material becomes the contact portion with the developer carrying member. As such a regulating blade, a metallic elastic body to which resin or rubber is attached is particularly preferable. As these resins or rubbers, urethane rubber, urethane resin, polyamide resin, nylon resin and the like, which are easily positively charged, are preferable.

以下に、具体的な実施例及び比較例を示して本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

<<基体の準備>>
外径10mmで算術平均粗さRa0.3μmの研削加工したアルミニウム製円筒管を基体として準備した。本基体を、pH=12.0に調整した洗浄槽中にて3分間浸漬し表面処理を行った。次に、後の端面形状を整えるための加工の都合から、さらなる表面処理を行った。すなわち、円筒管両端部から0.5mm内側の部分までに成形した層の除去を簡便にするため、両端部から0.5mm内側までの全周面を、0.01%のクエン酸水溶液にて塗布することで、実施例または比較例の原料としての基体Z−1を得た。
<<Preparation of substrate>>
A ground cylindrical aluminum tube having an outer diameter of 10 mm and an arithmetic mean roughness Ra of 0.3 μm was prepared as a substrate. The substrate was surface-treated by immersing it for 3 minutes in a cleaning tank adjusted to pH=12.0. Next, further surface treatment was performed for the convenience of processing for adjusting the end face shape later. That is, in order to easily remove the layer formed from both ends of the cylindrical tube to the part 0.5 mm inside, the entire peripheral surface from both ends to 0.5 mm inside is treated with 0.01% citric acid aqueous solution. By applying, a substrate Z-1 as a raw material of the example or the comparative example was obtained.

<<弾性ローラK−1の作製>>
準備した基体Z−1を金型内に配置し、下記に示す材料を混合した付加型シリコーンゴム組成物を該金型内に形成されたキャビティに注入した。
・液状シリコーンゴム材料(商品名SE6724A/B;東レ・ダウコーニング社製)
100質量部
・カーボンブラック(商品名トーカブラック#4300;東海カーボン社製)
15質量部
・シリカ紛体(耐熱性付与剤として) 0.2質量部
・白金触媒 0.1質量部
続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを温度150℃で15分間加硫して硬化させた。周面に硬化したシリコーンゴム層が形成された基体を金型から脱型した後、当該基体を、さらに温度180℃で1時間加熱して、シリコーンゴム層の硬化反応を完了させた。このようにして、基体の外周に膜厚0.7mm、直径11.4mmのシリコーンゴム弾性層が形成された弾性ローラK−1を作製した。
<<Preparation of Elastic Roller K-1>>
The prepared base Z-1 was placed in a mold, and an addition type silicone rubber composition in which the materials shown below were mixed was injected into the cavity formed in the mold.
・Liquid silicone rubber material (trade name SE6724A/B; manufactured by Toray Dow Corning)
100 parts by mass carbon black (trade name Toka Black #4300; manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
15 parts by mass/silica powder (as a heat resistance imparting agent) 0.2 parts by mass/platinum catalyst 0.1 parts by mass Subsequently, the mold is heated to cure the silicone rubber at a temperature of 150° C. for 15 minutes to cure it. It was After demolding the substrate on which the cured silicone rubber layer was formed on the peripheral surface, the substrate was further heated at a temperature of 180° C. for 1 hour to complete the curing reaction of the silicone rubber layer. In this way, an elastic roller K-1 in which a silicone rubber elastic layer having a film thickness of 0.7 mm and a diameter of 11.4 mm was formed on the outer circumference of the substrate was produced.

<<表面層形成用の原料の調製>>
<イソシアネート基末端プレポリマーの合成>
表面層のウレタン樹脂を合成するための原料の一つである、イソシアネート基末端プレポリマーの合成例を示す。
(アクリルポリオールの準備)
まず、イソシアネート基末端プレポリマーの合成に用いる原料アクリルモノマーM−1〜M−5を準備した。これらはいずれも、表1に示す市販品を用いた。
<<Preparation of Raw Materials for Surface Layer Formation>>
<Synthesis of isocyanate group-terminated prepolymer>
An example of synthesizing an isocyanate group-terminated prepolymer, which is one of the raw materials for synthesizing the urethane resin for the surface layer, is shown.
(Preparation of acrylic polyol)
First, raw material acrylic monomers M-1 to M-5 used for the synthesis of the isocyanate group-terminated prepolymer were prepared. The commercial products shown in Table 1 were used for all of these.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

上記モノマーを用いて、アクリルポリオールの合成を行った。
(アクリルポリオールB−1)
撹拌装置、温度計、還流管、滴下装置および窒素ガス導入管を取り付けた反応容器に、300質量部の乾燥メチルエチルケトンを仕込み、窒素ガス気流下で温度87℃に昇温し、加熱還流した。次に、100.0質量部の原料アクリルモノマーM−1(2−ヒドロキシエチルアクリレート)、0.2質量部の開始剤(商品名、カヤエステルO;化薬アクゾ社製)の混合物を1時間かけて徐々に滴下した。そして、温度を87℃に保ったままさらに3時間加熱還流した。次に放冷して温度を室温まで下げ、アクリルポリオールB−1を得た。数平均分子量は約3000、水酸基価は、126mgKOH/gだった。
(アクリルポリオールB−2〜B−5)
上記アクリルポリオールB−1の合成方法と同様にして、アクリルポリオールB−2〜B−5を合成した。構造および分子量・水酸基価を、下記構造式(7)および表2に示す。
Acrylic polyol was synthesized using the above monomers.
(Acrylic polyol B-1)
A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux pipe, a dropping device and a nitrogen gas introduction pipe was charged with 300 parts by mass of dry methyl ethyl ketone, heated to a temperature of 87° C. under a nitrogen gas stream, and heated under reflux. Next, a mixture of 100.0 parts by mass of the raw material acrylic monomer M-1 (2-hydroxyethyl acrylate) and 0.2 parts by mass of an initiator (trade name, Kayaester O; manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.) for 1 hour. It dripped gradually over. Then, the mixture was heated and refluxed for 3 hours while maintaining the temperature at 87°C. Next, it was left to cool and the temperature was lowered to room temperature to obtain acrylic polyol B-1. The number average molecular weight was about 3000, and the hydroxyl value was 126 mgKOH/g.
(Acrylic polyol B-2 to B-5)
Acrylic polyols B-2 to B-5 were synthesized in the same manner as the above-mentioned method for synthesizing acrylic polyol B-1. The structure, molecular weight and hydroxyl value are shown in the following structural formula (7) and Table 2.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

Figure 2020086077
Figure 2020086077

(アクリルポリオール以外のポリオールの準備)
下記表3に示すアクリルポリオール以外のポリオール化合物を準備した。
(Preparation of polyols other than acrylic polyol)
Polyol compounds other than the acrylic polyols shown in Table 3 below were prepared.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

(原料イソシアネートおよびウレタン化触媒の準備)
上記アクリルポリオールと反応させて、後述するイソシアネート基末端プレポリマーを調製するための原料イソシアネートとして、表4に示すC−1〜C−4を準備した。
(Preparation of raw material isocyanate and urethanization catalyst)
C-1 to C-4 shown in Table 4 were prepared as raw material isocyanates for reacting with the acrylic polyol to prepare an isocyanate group-terminated prepolymer described later.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

また、イソシアネート基末端プレポリマーを調製するためのウレタン化触媒E−1として、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ジアミノヘキサン(東京化成工業社製)を準備した。 In addition, N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-diaminohexane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as a urethane-forming catalyst E-1 for preparing an isocyanate group-terminated prepolymer.

(イソシアネート基末端プレポリマーA−1の合成)
窒素雰囲気下、反応容器中で70.2質量部の原料イソシアネートC−1を、最終的な固形分が50%になるようメチルエチルケトン(以下MEKともいう)に溶解させた。その後、100.0質量部のアクリルポリオールA−1を、反応容器内の温度を65℃に保持しつつ、徐々に滴下した。
滴下終了後、温度65℃で3.0時間反応させた。得られた反応混合物を室温まで冷却し、固形分50%、イソシアネート基含有量8.7質量%のイソシアネート基末端プレポリマーA−1を得た。
(イソシアネート基末端プレポリマーA−2〜A−15の合成)
合成に用いるアクリルポリオール、原料イソシアネートの種類と添加量、反応時間を、表5に記載の通りに変更した以外は、イソシアネート基末端プレポリマーA−1の合成方法と同様にして、イソシアネート基末端プレポリマーA−2〜A−15を、固形分50%の溶液として得た。
(イソシアネート基末端プレポリマーA−16、A’−1およびA’−2の合成)
アクリルポリオール、原料イソシアネートの種類と混合量、反応時間を表5に記載の通りにし、0.1質量部の触媒E−1を添加した以外は、イソシアネート基末端プレポリマーA−1の合成方法と同様にして、イソシアネート基末端プレポリマーA−16を得た。また、同様にして、アクリルポリオール以外のポリオールB’−1およびB’−2を用いて、イソシアネート基末端プレポリマーA’−1およびA’−2を得た。なお、イソシアネート基末端プレポリマーは、いずれも固形分50%の溶液とした。
(Synthesis of isocyanate group-terminated prepolymer A-1)
Under a nitrogen atmosphere, 70.2 parts by mass of the raw material isocyanate C-1 was dissolved in methyl ethyl ketone (hereinafter also referred to as MEK) so that the final solid content was 50%. Thereafter, 100.0 parts by mass of acrylic polyol A-1 was gradually added dropwise while maintaining the temperature in the reaction vessel at 65°C.
After completion of the dropping, reaction was carried out at a temperature of 65° C. for 3.0 hours. The obtained reaction mixture was cooled to room temperature to obtain an isocyanate group-terminated prepolymer A-1 having a solid content of 50% and an isocyanate group content of 8.7% by mass.
(Synthesis of isocyanate group-terminated prepolymers A-2 to A-15)
An isocyanate group-terminated prepolymer was prepared in the same manner as in the synthesis of the isocyanate group-terminated prepolymer A-1 except that the acrylic polyol used in the synthesis, the type and amount of the raw material isocyanate, and the reaction time were changed as shown in Table 5. Polymers A-2 to A-15 were obtained as a 50% solids solution.
(Synthesis of isocyanate group-terminated prepolymers A-16, A'-1 and A'-2)
The method for synthesizing the isocyanate group-terminated prepolymer A-1 except that the acrylic polyol, the type and mixing amount of the raw material isocyanate, and the reaction time were set as shown in Table 5 and 0.1 part by mass of the catalyst E-1 was added. Similarly, an isocyanate group-terminated prepolymer A-16 was obtained. Further, in the same manner, isocyanate group-terminated prepolymers A′-1 and A′-2 were obtained using polyols B′-1 and B′-2 other than the acrylic polyol. Each of the isocyanate group-terminated prepolymers was a solution having a solid content of 50%.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

<アミノ化合物の合成>
(アミノ化合物D−1の合成)
撹拌装置、温度計、滴下装置および温度調整装置を取り付けた反応容器中で、撹拌しながら、原料アミノ化合物としてジエチレントリアミン10.0g(0.097mol)、反応溶媒として純水200mlを40℃まで加温した。次に、反応温度を40℃以下に保持しつつ、付加原料としてプロピレンオキシド42.2g(0.73mol)を30分かけて徐々に滴下した。さらに2時間撹拌して反応を行い、反応混合物を得た。得られた反応混合物を減圧下加熱して水を留去し、アミノ化合物D−1を得た。
(アミノ化合物D−2〜D−6およびD’−1の合成)
原料アミノ化合物、付加原料の種類と量を表6に記載のとおり変更した以外は、アミノ化合物D−1と同様にして、アミノ化合物D−2〜D−6およびD’−1を合成した。
<Synthesis of amino compound>
(Synthesis of amino compound D-1)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping device, and a temperature adjusting device, 10.0 g (0.097 mol) of diethylenetriamine as a raw material amino compound and 200 ml of pure water as a reaction solvent were heated to 40°C while stirring. did. Next, while maintaining the reaction temperature at 40° C. or lower, 42.2 g (0.73 mol) of propylene oxide as an additional raw material was gradually added dropwise over 30 minutes. The reaction was carried out by further stirring for 2 hours to obtain a reaction mixture. The obtained reaction mixture was heated under reduced pressure to distill off water to obtain amino compound D-1.
(Synthesis of amino compounds D-2 to D-6 and D'-1)
Amino compounds D-2 to D-6 and D′-1 were synthesized in the same manner as amino compound D-1, except that the types and amounts of the raw material amino compound and the additional raw material were changed as shown in Table 6.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

得られたアミノ化合物D−1〜D−6およびD’−1の構造を、構造式(8)及び表7に示す。 The structures of the obtained amino compounds D-1 to D-6 and D'-1 are shown in Structural Formula (8) and Table 7.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

Figure 2020086077
Figure 2020086077

(実施例1)
以下に、本願発明の現像剤担持体の製造法について説明する
表面層の材料として、以下の材料を撹拌混合した。
・反応性化合物:イソシアネート基末端プレポリマーA−1:88.5質量部
・アミノ化合物:アミノ化合物D−1:11.5質量部
・カーボンブラック(商品名MA−230;三菱ケミカル社製):20.0質量部
・ウレタン樹脂微粒子(商品名アートパールC−400;根上工業社製):30.0質量部
次に、総固形分比が30質量%となるようにMEKを加えた後、サンドミルにて混合した。ついで、更に、MEKで粘度を10〜13mPa・sに調整して、表面層形成用塗料を調製した。先に作製した弾性ローラK−1を、表面層形成用塗料に浸漬して、弾性ローラK−1の弾性層の表面に当該塗料の塗膜を形成し、乾燥させた。さらに温度160℃にて1時間加熱処理することで弾性層の外周に膜厚約15μmの表面層を設け、両端面をそれぞれ0.5mmカットし端部形状を整え、実施例1にかかる現像剤担持体を作製した。
(Example 1)
The following materials were stirred and mixed as materials for the surface layer for explaining the method for producing the developer carrying member of the present invention.
-Reactive compound: Isocyanate group-terminated prepolymer A-1: 88.5 parts by mass-Amino compound: Amino compound D-1: 11.5 parts by mass-Carbon black (trade name MA-230; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation): 20.0 parts by mass urethane resin fine particles (trade name: Art Pearl C-400; manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.): 30.0 parts by mass Next, after adding MEK so that the total solid content ratio becomes 30% by mass, Mixed in a sand mill. Then, the viscosity was further adjusted to 10 to 13 mPa·s with MEK to prepare a surface layer forming coating material. The elastic roller K-1 prepared above was dipped in a coating material for forming a surface layer to form a coating film of the coating material on the surface of the elastic layer of the elastic roller K-1 and dried. Further, by heat-treating at a temperature of 160° C. for 1 hour, a surface layer having a film thickness of about 15 μm is provided on the outer periphery of the elastic layer, both end faces are cut by 0.5 mm to adjust the end shape, and the developer according to Example 1 A carrier was prepared.

(実施例2〜35)
表面層の材料として、表8に示す材料を用いた以外は実施例1と同様にして、表面層形成用塗料を調製した。そして、各塗料を弾性ローラK−1に対して、実施例1と同様にして塗布、乾燥および加熱を行って実施例2〜35にかかる現像剤担持体を作製した。なお、実施例32〜35では脂肪族イソシアネートのプレポリマーを用いた反応ではあるが、特に反応性に劣ることはなかった。これは、用いているアミノ化合物の、分子内の3級窒素原子の作用と推測される。
(Examples 2-35)
A surface layer-forming coating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the materials shown in Table 8 were used as the surface layer material. Then, each coating material was applied to the elastic roller K-1 in the same manner as in Example 1, dried, and heated to prepare developer carrying bodies according to Examples 2 to 35. In addition, in Examples 32 to 35, the reaction was performed using the prepolymer of the aliphatic isocyanate, but the reactivity was not particularly deteriorated. This is presumed to be the action of the tertiary nitrogen atom in the molecule of the amino compound used.

(比較例1)
表面層の材料として、イソシアネート基末端プレポリマーA’−1を78.2質量部、ポリオールD−1を21.8質量部にした以外は、実施例1に係る表面層形成用塗料の調製方法と同様にして比較例1に係る表面層形成用塗料を調製した。この表面層形成用塗料を実施例1と同様にして弾性ローラK−1のシリコーンゴム弾性層の表面に塗工、乾燥させて表面層を形成し、比較例1の現像剤担持体を作製した。
(比較例2〜4)
表面層の材料として、表8の材料を用いた以外は比較例1と同様に表面層形成用塗料を調製した。そして、各塗料を弾性ローラに対して、比較例1と同様にして塗布、乾燥および加熱を行って比較例2〜4に係る現像剤担持体を作製した。
上記実施例および比較例については、各々、アルミシート上にバーコーター(型番:No.40)を用い、15μm程度の膜厚となるように塗布することで、耐傷性試験用のテストピースを作製し、評価に供した。乾燥や加熱条件等は、実施例と同様とした。
(Comparative Example 1)
As a material for the surface layer, the preparation method of the coating material for forming a surface layer according to Example 1 except that the isocyanate group-terminated prepolymer A′-1 was 78.2 parts by mass and the polyol D-1 was 21.8 parts by mass. A surface layer-forming coating material according to Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in. This surface layer-forming coating material was applied to the surface of the silicone rubber elastic layer of the elastic roller K-1 in the same manner as in Example 1 and dried to form a surface layer, thereby preparing a developer carrying member of Comparative Example 1. ..
(Comparative Examples 2 to 4)
A coating material for forming a surface layer was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the material shown in Table 8 was used as the material for the surface layer. Then, the respective coating materials were applied to the elastic roller in the same manner as in Comparative Example 1, dried and heated to prepare developer carrying bodies according to Comparative Examples 2 to 4.
In each of the above-mentioned Examples and Comparative Examples, a bar coater (model number: No. 40) was applied on an aluminum sheet so as to have a film thickness of about 15 μm, thereby producing a test piece for a scratch resistance test. And provided for evaluation. The drying and heating conditions were the same as in the examples.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

各実施例で得られた現像剤担持体の表面層については、熱分解装置(商品名:パイロホイルサンプラーJPS−700、日本分析工業社製)およびGC/MS装置(商品名:Focus GC/ISQ、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製)を用い、熱分解温度を590℃、キャリアガスとしてヘリウムを使用し、分析を行った。その結果、得られたフラグメントピークから、表面層が、本発明にかかる構造を有していることが確認された。
また、各実施例で得られた表面層については、ウレタン樹脂中のアミノ化合物由来の、3級アミンの窒素原子の濃度量を、熱分解GC/MSによって得られた測定値や、赤外分光法(IR)などの方法によって定量できる。
こうして得られた実施例1〜35、比較例1〜4に係る現像剤担持体について、以下の項目の評価を行った。
<表面粗度(Ra)測定>
テストピースを用いた耐傷性試験や、現像剤担持体を用いた画像評価の前後で、L/L環境下、表面粗度を測定した。表面粗度Ra(JIS B0601)を、表面粗さ計(商品名:サーフコム480A、東京精密社製)を用いて測定し、Raの値とした。測定条件としては、半径2μmの触針を用い、押し付け圧0.7mN、測定速度0.3mm/sec、測定倍率5000倍、カットオフ波長0.8mm、測定長さ2.5mmとした。
<耐傷性試験>
実施例および比較例に係るテストピースを、L/L環境下にて24時間以上エージングし、Raを測定した。続いて、上記テストピースに対し、同環境下、SUS304製のブラシ(商品名:SUS304ステンレスブラシ、太陽商会社製)を垂直に当て、10Nの荷重をかけながら10回擦り、1時間放置した。その後、同環境下、Raを測定し、評価前後のRaの値を比較した。
<画像評価>
評価対象としての現像剤担持体を、レーザープリンター(商品名、HP LaserJet Pro M102w Printer、ヒューレット・パッカード社製)に装填して画像評価を行った。先ず、評価対象の現像剤担持体をL/L環境下、24時間以上エージングし、Raを測定した。続いて、同環境下、当該現像剤担持体を装填したプロセスカートリッジを、レーザープリンター本体に格納し、24時間以上静置した。次いで、黒色で、印字率1%の画像を、5000枚連続して出力した。その後、直ちに5001枚目にベタ黒画像を印字し、面内均一性を下記基準により評価した。
A:均一である。
B:一見均一ではあるが、近づいてみると不均一な箇所が認められる。
C:不均一である。
また、直ちに上記プロセスカートリッジから取り外したサンプルを、エアーブローによりトナーを除去した上で、表面粗さ測定に供し、評価前のRaの値と比較した。
Regarding the surface layer of the developer carrier obtained in each example, a thermal decomposition device (trade name: Pyro foil sampler JPS-700, manufactured by Nippon Analytical Industry Co., Ltd.) and a GC/MS device (trade name: Focus GC/ISQ) , Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.), the thermal decomposition temperature was 590° C., and helium was used as a carrier gas for analysis. As a result, it was confirmed from the obtained fragment peaks that the surface layer had the structure according to the present invention.
For the surface layer obtained in each example, the concentration of the nitrogen atom of the tertiary amine derived from the amino compound in the urethane resin was measured by thermal decomposition GC/MS, or infrared spectroscopy. It can be quantified by a method such as the method (IR).
The developer carrying bodies according to Examples 1 to 35 and Comparative Examples 1 to 4 thus obtained were evaluated for the following items.
<Surface roughness (Ra) measurement>
The surface roughness was measured under the L/L environment before and after the scratch resistance test using the test piece and the image evaluation using the developer carrying member. The surface roughness Ra (JIS B0601) was measured using a surface roughness meter (trade name: Surfcom 480A, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), and the value was taken as Ra. As the measurement conditions, a stylus having a radius of 2 μm was used, pressing pressure was 0.7 mN, measurement speed was 0.3 mm/sec, measurement magnification was 5000 times, cutoff wavelength was 0.8 mm, and measurement length was 2.5 mm.
<Scratch resistance test>
The test pieces according to the examples and comparative examples were aged for 24 hours or more under an L/L environment, and Ra was measured. Then, under the same environment, a brush made of SUS304 (trade name: SUS304 stainless steel brush, made by Taiyo Shosha Co., Ltd.) was vertically applied to the test piece, and rubbed 10 times with a load of 10 N, and left for 1 hour. Then, Ra was measured under the same environment, and the values of Ra before and after the evaluation were compared.
<Image evaluation>
The developer carrying member as an evaluation target was loaded into a laser printer (trade name, HP LaserJet Pro M102w Printer, manufactured by Hewlett-Packard Co.) to perform image evaluation. First, the developer carrying body to be evaluated was aged for 24 hours or more under an L/L environment, and Ra was measured. Then, under the same environment, the process cartridge loaded with the developer bearing member was stored in the laser printer main body and left standing for 24 hours or more. Then, a black image having a printing rate of 1% was continuously output on 5,000 sheets. Immediately thereafter, a solid black image was printed on the 5001st sheet, and the in-plane uniformity was evaluated according to the following criteria.
A: Uniform.
B: It is uniform at first glance, but when approaching it, non-uniform parts are recognized.
C: It is non-uniform.
Further, immediately after removing the toner from the process cartridge by air blow, the sample was subjected to surface roughness measurement and compared with the Ra value before evaluation.

<<評価結果>>
上記評価結果を表9に示す。実施例1〜35は、表面層に本発明にかかるウレタン結合を組み込んだアクリル樹脂を含有しているため、耐傷性に優れることが認められる。そのため、ベタ黒画像において、良好な面内均一性が得られている。
特に、実施例1〜32は、構造式(4)または(5)に示される部分構造を含むため、耐傷性の向上がなされ、特に良好であることが確認されている。
一方、比較例1〜4は、本発明の構造を満足しない。そのため耐傷性に劣り、画像の均一性も劣っていた。
<<Evaluation results>>
Table 9 shows the evaluation results. It is recognized that Examples 1 to 35 have excellent scratch resistance because they contain the acrylic resin in which the urethane bond according to the present invention is incorporated in the surface layer. Therefore, in the solid black image, good in-plane uniformity is obtained.
In particular, since Examples 1 to 32 include the partial structure represented by the structural formula (4) or (5), scratch resistance is improved, and it is confirmed that they are particularly favorable.
On the other hand, Comparative Examples 1 to 4 do not satisfy the structure of the present invention. Therefore, the scratch resistance was poor and the image uniformity was poor.

Figure 2020086077
Figure 2020086077

1:現像剤担持体
2:基体
3:弾性層
4:表面層
1: developer carrier 2: substrate 3: elastic layer 4: surface layer

Claims (4)

導電性の基体および表面層を有する現像剤担持体であって、
該表面層は、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂から選択される少なくとも一方の樹脂を含み、
該樹脂は、該樹脂を構成するユニットの複数個が連結基で連結されており、
該連結基は、複数個のウレタン結合、及び下記構造式(1)で示される3級アミン構造を有することを特徴とする現像剤担持体:
Figure 2020086077
[構造式(1)中、
R11は、炭素数2〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基を示し、
nは、2以上4以下の整数を示し、
記号「*1」、「*2」、「*3」および、n個の「*4」は、各々独立に、水素原子との結合部、炭素数1〜4のアルキル基との結合部、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部、または、該ウレタン結合の非カルボニル酸素原子との結合部であり、
但し、「*1」、「*2」、「*3」および、n個の「*4」から選ばれる少なくとも4つは、該ウレタン結合の非カルボニル酸素原子との結合部であり、
n個の「*4」のうちの少なくとも1つは、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のヒドロキシアルキル基との結合部、または、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアミノアルキル基との結合部である。]。
A developer carrier having a conductive substrate and a surface layer,
The surface layer contains at least one resin selected from acrylic resin and methacrylic resin,
The resin has a plurality of units constituting the resin connected by a connecting group,
The linking group has a plurality of urethane bonds and a tertiary amine structure represented by the following structural formula (1).
Figure 2020086077
[In the structural formula (1),
R11 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
n represents an integer of 2 or more and 4 or less,
The symbols “*1”, “*2”, “*3” and n “*4” are each independently a bond with a hydrogen atom, a bond with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a bond with a linear or branched aminoalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or the urethane bond Is a bond with a non-carbonyl oxygen atom,
However, at least four selected from “*1”, “*2”, “*3”, and n “*4” are the bonding portions of the urethane bond with the non-carbonyl oxygen atom,
At least one of n “*4” is a bond with a linear or branched hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms. It is a bond with a chain aminoalkyl group. ].
前記ユニットが各々独立に、下記構造式(2)で示される構造を有する、請求項1に記載の現像剤担持体:
Figure 2020086077
[構造式(2)中、
R12は、水素原子またはメチル基を示し、
A1は、下記構造式(3)で示される構造を示し、
**−R13−O−CONH−B1−NHCO−O*** 構造式(3)
{構造式(3)中、R13は、炭素数1〜4の直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基を示し、記号「**」は、該ユニットの非カルボニル酸素原子との結合部であり、
記号「***」は、構造式(1)中の「*1」、「*2」、「*3」、および、n個の「*4」から選ばれるいずれか1つとの結合部であり、
B1は下記構造式(4)または構造式(5)のいずれかを示し、
Figure 2020086077
(構造式(4)中、記号「*B1」および「*B2」は、それぞれ、構造式(3)中の2つのウレタン結合の各々の窒素原子との結合部を示し、
構造式(5)中、記号「*B3」および「*B4」は、それぞれ、構造式(3)中の2つのウレタン結合の各々の窒素原子との結合部を示す。)}]。
The developer carrier according to claim 1, wherein each of the units independently has a structure represented by the following structural formula (2):
Figure 2020086077
[In the structural formula (2),
R12 represents a hydrogen atom or a methyl group,
A1 represents a structure represented by the following structural formula (3),
**-R13-O-CONH-B1-NHCO-O*** Structural formula (3)
{In the structural formula (3), R13 represents a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, and the symbol "**" is a bonding portion with a non-carbonyl oxygen atom of the unit. ,
The symbol “***” is a bond with any one selected from “*1”, “*2”, “*3” in the structural formula (1) and n “*4”. Yes,
B1 represents either the following structural formula (4) or structural formula (5),
Figure 2020086077
(In the structural formula (4), the symbols “*B1” and “*B2” respectively represent the bonding portion with each nitrogen atom of the two urethane bonds in the structural formula (3),
In the structural formula (5), the symbols “*B3” and “*B4” respectively represent the bonding part with each nitrogen atom of the two urethane bonds in the structural formula (3). )}].
電子写真装置の本体に着脱可能であるプロセスカートリッジであって、
トナーを含むトナー容器と、該トナーを搬送する現像剤担持体と、を少なくとも具備し、該現像剤担持体が、請求項1または2に記載の現像剤担持体であることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
A process cartridge that can be attached to and detached from a main body of an electrophotographic apparatus,
At least a toner container containing a toner and a developer carrying body for carrying the toner, wherein the developer carrying body is the developer carrying body according to claim 1 or 2. Process cartridge.
電子写真感光体、
該電子写真感光体を帯電可能に配置された帯電部材、および
該電子写真感光体に対してトナーを供給する現像剤担持体を少なくとも有する電子写真装置であって、
該現像剤担持体が、請求項1または2に記載の現像剤担持体であることを特徴とする、電子写真装置。
Electrophotographic photoreceptor,
An electrophotographic apparatus comprising at least a charging member arranged to charge the electrophotographic photosensitive member, and a developer carrying member for supplying toner to the electrophotographic photosensitive member,
An electrophotographic apparatus, wherein the developer carrying member is the developer carrying member according to claim 1 or 2.
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