JP2989873B2 - Developing roller, developing device and copier - Google Patents

Developing roller, developing device and copier

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JP2989873B2 JP25844190A JP25844190A JP2989873B2 JP 2989873 B2 JP2989873 B2 JP 2989873B2 JP 25844190 A JP25844190 A JP 25844190A JP 25844190 A JP25844190 A JP 25844190A JP 2989873 B2 JP2989873 B2 JP 2989873B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、電子写真装置や静電記録装置において、静
電潜像を可視像化する現像装置に用いられる現像ローラ
に係り、特に加圧現像法により、トナー担持体を静電潜
像に押圧もしくは接触させて現像を行う現像装置用に適
した現像ローラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a developing roller used in a developing device for visualizing an electrostatic latent image in an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus. More particularly, the present invention relates to a developing roller suitable for a developing device that performs development by pressing or contacting a toner carrier with an electrostatic latent image by a pressure developing method.

(従来の技術) 一成分現像剤を用いる現像手段の一つとして、加圧現
像法が知られている。この方法は、表面に所要のトナー
を担持させたトナー担持体を静電潜像面に押圧もしくは
接触させて、前記静電潜像を可視像化するもので、トナ
ー中に磁性材料粉末を含有させる必要がないため、現像
装置の簡略化および小形化が可能であるとともに、トナ
ーのカラーも容易であるなど多くの利点を有している。
(Prior Art) As one of developing means using a one-component developer, a pressure developing method is known. This method visualizes the electrostatic latent image by pressing or contacting a toner carrier having a required toner on the surface with an electrostatic latent image surface, and the magnetic material powder is contained in the toner. Since it is not necessary to contain the toner, the developing device can be simplified and downsized, and has many advantages such as easy color of the toner.

しかして、上記加圧現像法では、トナー担持体として
弾性および導電性を有する現像ローラを用いることが必
然的に要求される。特に、静電潜像保持体が損傷される
のを避けるためには、現像ローラを弾性体で構成するこ
とが必須の条件となる。
Thus, in the above-mentioned pressure development method, it is necessary to use a developing roller having elasticity and conductivity as a toner carrier. In particular, in order to prevent the electrostatic latent image holder from being damaged, it is essential that the developing roller be made of an elastic material.

一方、周知のように現像電極効果や現像バイアス効果
を得るためには、現像ローラの表面ないし表面近傍に導
電層を設けておき、必要に応じてこの導電層にバイアス
電圧を印加することが望まれている。
On the other hand, as is well known, in order to obtain a developing electrode effect and a developing bias effect, it is desirable to provide a conductive layer on or near the surface of the developing roller and to apply a bias voltage to this conductive layer as necessary. It is rare.

(発明が解決しようとする課題) 上記構成の現像ローラの具体例としては、金属製のロ
ーラ基材の外周面に同軸的に弾性体層を形設し、さらに
その外周面に、導電性を有する樹脂塗料をコーティング
して構成した現像ローラが挙げられる。
(Problem to be Solved by the Invention) As a specific example of the developing roller having the above configuration, an elastic layer is formed coaxially on the outer peripheral surface of a metal roller base material, and the outer peripheral surface is further provided with conductivity. And a developing roller formed by coating with a resin paint.

導電性を有する樹脂塗料としては、ラッカー、ビニル
系、アミノアルキド、アミノアクリル、フェノール、ア
ルキド、エポキシ、ポリエステル、シリコーン、アクリ
ルウレタン、ビニルウレタン、ポリウレタンなどの樹脂
中に導電性フィラーとして、カーボンブラック、グラフ
ァイト、金属酸化物半導体(酸化スズ、酸化亜鉛、酸化
チタンなど)、導電性界面活性剤、金属微粒子(銅、ニ
ッケル、銀、鉄など)、担体表面に金属を付着させた複
合材料(金属メッキガラス繊維、繊維状金属、フレーク
状金属など)を分散させることによって得られる。
As a conductive resin paint, lacquer, vinyl, amino alkyd, amino acryl, phenol, alkyd, epoxy, polyester, silicone, acrylic urethane, vinyl urethane, polyurethane as a conductive filler in a resin, such as carbon black, Graphite, metal oxide semiconductors (tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, etc.), conductive surfactants, fine metal particles (copper, nickel, silver, iron, etc.), composite materials with metal attached to the carrier surface (metal plating) Glass fiber, fibrous metal, flake metal, etc.).

しかし、上記構成の現像ローラにおいては、前記導電
性フィラーを含有する樹脂塗料をコーティングして導電
層を構成した場合、次のような問題が認められる。
However, in the developing roller having the above configuration, when the conductive layer is formed by coating the resin coating containing the conductive filler, the following problem is observed.

(1)導電性フィラーとしてカーボンブラックを用いた
場合。
(1) When carbon black is used as the conductive filler.

この導電性を有する樹脂塗料を用い、弾性体層の外周
面に乾燥塗工膜を被覆形成し、所要の導電層とした場
合、その塗膜の表面粗さが5μm以下となる。このた
め、トナーの搬送性能が不十分となり、単位重さ当たり
のトナー帯電量が大となる。したがって、たとえばベタ
画像を出力したとき、現像ローラの2〜3周回目以降か
らトナーが十分に搬送されず、画像の後半部分にムラや
カスレなどの現象が発生し易くなる。
When a dry coating film is formed on the outer peripheral surface of the elastic layer by using this conductive resin paint to form a required conductive layer, the surface roughness of the coating film is 5 μm or less. For this reason, the toner conveyance performance becomes insufficient, and the toner charge amount per unit weight becomes large. Therefore, for example, when a solid image is output, the toner is not sufficiently conveyed from the second and third rounds of the developing roller, and phenomena such as unevenness and blurring tend to occur in the latter half of the image.

(2)導電性フィラーとして金属酸化物半導体を用いた
場合。
(2) When a metal oxide semiconductor is used as the conductive filler.

所要の導電性を得るためには、導電性フィラーの含有
量を増やす必要がある。このため、その導電性を有する
樹脂塗料を用い、弾性体層の外周面に乾燥塗工膜を被覆
形成し、所要の導電層とした場合、その塗膜の表面粗さ
が20μm以上となる。したがって、トナーの搬送性能は
十分であるが、表面の凹凸が画像として現れ、画像の品
質低下を招来し、またこの現象は、特にベタ画像を出力
したときに著しい。
In order to obtain the required conductivity, it is necessary to increase the content of the conductive filler. Therefore, when a dry coating film is formed by coating the outer peripheral surface of the elastic layer using the conductive resin paint, and the required conductive layer is formed, the surface roughness of the coating film becomes 20 μm or more. Therefore, although the toner transport performance is sufficient, the unevenness of the surface appears as an image, which leads to a reduction in image quality. This phenomenon is particularly remarkable when a solid image is output.

(3)導電性フィラーとして金属微粒子や担体表面に金
属を付着させた複合材料を用いた場合。
(3) A case where a composite material in which metal is attached to a metal fine particle or a carrier surface as a conductive filler is used.

導電性フィラーの比重が大きいため、この導電性を有
する樹脂塗料を用い、弾性体層の外周面に乾燥塗工膜を
被覆形成する工程において、乾燥するまでの間に導電性
フィラーが偏って導電性にムラを生じ、現像時の現像ム
ラの原因となる。
Since the specific gravity of the conductive filler is large, in the step of forming a dry coating film on the outer peripheral surface of the elastic layer by using this conductive resin paint, the conductive filler is biased by the time it is dried until it is dried. This causes unevenness in the properties and causes uneven development during development.

本発明は上記事情に対処してなされたもので、所望の
表面粗さを有する導電性層を備え、良好な搬送性を呈
し、常に一様な画質の画像を形成し得る現像ローラの提
供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a developing roller which includes a conductive layer having a desired surface roughness, exhibits good transportability, and can always form an image of uniform image quality. Aim.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、金属製のローラ基材の外周面に形設した弾
性体層の外周面に、導電性を有する樹脂塗料をコーティ
ングした現像ローラであり、前記コーティング塗膜は、
バインダー樹脂に、少なくともカーボンブラックおよび
金属酸化物半導体からなる混合物が分散され、かつ表面
粗(Rz)さ5〜20μmに構成を成していることを特徴と
する。
[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention relates to a developing roller in which an outer peripheral surface of an elastic layer formed on an outer peripheral surface of a metal roller base material is coated with a conductive resin paint. Wherein the coating film is
A mixture comprising at least a carbon black and a metal oxide semiconductor is dispersed in a binder resin and has a surface roughness (Rz) of 5 to 20 μm.

しかして、前記バインダー樹脂(固形分)をa、カー
ボンブラックをb、および金属酸化物半導体をcとし、
かつ塗料100gとしたとき、 の関係を満たすように選択することが好ましく、また形
成された導電性被膜(層)の表面粗さは5〜20μmに設
定するのが望ましい。
Thus, the binder resin (solid content) is a, the carbon black is b, and the metal oxide semiconductor is c,
And when the paint is 100g, And the surface roughness of the formed conductive film (layer) is desirably set to 5 to 20 μm.

本発明において、金属製のローラ基材の外周面に形設
された弾性体層としては、ウレタン、EPDM、シリコー
ン、NBR、SBR、天然ゴム、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのゴムもしくは発泡体からなる層が挙げられる。
In the present invention, as the elastic layer formed on the outer peripheral surface of the metal roller base material, a layer made of rubber or foam such as urethane, EPDM, silicone, NBR, SBR, natural rubber, polyethylene, and polypropylene is used. No.

本発明の現像ローラにおいて、外周面にコーティング
され導電性層を構成する導電性塗料のバインダー樹脂と
しては、ラッカー、ビニル系、アミノアルキド、アミノ
アクリル、フェノール、アルキド、エポキシ、ポリエス
テル、シリコーン、アクリルウレタン、ビニルウレタ
ン、ポリウレタンなどの樹脂が挙げられ、これらは単独
もしくは2種以上の混合系で使用してもよい。
In the developing roller of the present invention, as the binder resin of the conductive paint which is coated on the outer peripheral surface to form the conductive layer, lacquer, vinyl, aminoalkyd, aminoacryl, phenol, alkyd, epoxy, polyester, silicone, acrylic urethane , Vinyl urethane, polyurethane and the like, and these may be used alone or in a mixture of two or more.

本発明の現像ローラにおいて、導電性層を構成する導
電性塗料の成分とし、添加分散させるカーボンブラック
としては、市販されている各種のものを用い得る。その
中でファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチ
ェンブラックなどの導電性カーボブラックが推奨される
が、サーマルブラック、チャネルブラック、プロセスブ
ラックなども使用可能である。
In the developing roller of the present invention, various types of commercially available carbon black that can be added and dispersed as a component of the conductive paint constituting the conductive layer can be used. Among them, conductive carbon black such as furnace black, acetylene black, and Ketjen black is recommended, but thermal black, channel black, and process black can also be used.

本発明の現像ローラにおいて、導電性層を構成する導
電性塗料の成分とし、添加分散させる金属酸化物半導体
としては、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、酸化バリウ
ム、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニ
ウム、硫化亜鉛、硫化バリウムなどが挙げられる。しか
して、金属酸化物半導体は、比抵抗値100Ω・cm以下程
度であることが好ましい。すなわち比抵抗値の大きい金
属酸化物半導体を用いた場合は、所要の導電性を得るの
に添加配合比率を高める必要があり、下地としての弾性
体層に対する接着強度に悪影響が及ぶからである。
In the developing roller of the present invention, as a component of the conductive paint constituting the conductive layer, and as a metal oxide semiconductor to be added and dispersed, zinc oxide, tin oxide, titanium oxide, barium oxide, antimony oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide , Zinc sulfide, barium sulfide and the like. Thus, the metal oxide semiconductor preferably has a specific resistance of about 100 Ω · cm or less. That is, when a metal oxide semiconductor having a large specific resistance value is used, it is necessary to increase the mixing ratio in order to obtain required conductivity, which adversely affects the adhesive strength to the elastic layer as a base.

前記バインダー樹脂、カーボンブラックおよび金属酸
化物半導体の混練・分散に当たっては、各種の混練機を
使用し得る。たとえば三本ロールミル、ボールミル、ベ
ブルミル、サンドグラインダー、高速ストーンミル、高
速度衝撃ミル、ディスパー、ニーダー、高速ミキサー、
ホモジナイザー、超音波分散機などが挙げられ、これら
は単独もしくは組み合わせて用いてもよい。
In kneading and dispersing the binder resin, carbon black and the metal oxide semiconductor, various kneaders can be used. For example, three roll mill, ball mill, bebble mill, sand grinder, high speed stone mill, high speed impact mill, disper, kneader, high speed mixer,
Homogenizers, ultrasonic dispersers and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination.

本発明の現像ローラにコーティングされる導電性塗料
を構成する溶剤としては、ジメチルホルムアミド、ジエ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルス
ルホキサイド、N−メチルピロリドン、N,N−テトラメ
チル尿素、ヘキサメチレンホスホアミド、テトラメチル
スルホンなどの非プロトン性の極性溶媒、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水
素類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエス
テル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶
媒、トリクレン、ジクロルエタンなどの塩素化炭化水素
系溶媒、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒、テ
トラヒドロフラン、ジブチルエーテルなどのエーテル系
溶媒などが用いられる。
Solvents constituting the conductive paint coated on the developing roller of the present invention include dimethylformamide, diethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone, N, N-tetramethylurea, hexamethylenephosphamide , Aprotic polar solvents such as tetramethyl sulfone, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and ethylbenzene, ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, Ketone solvents such as cyclohexanone, chlorinated hydrocarbon solvents such as trichlene and dichloroethane, alcohol solvents such as isopropanol, and ether solvents such as tetrahydrofuran and dibutyl ether are used.

本発明の現像ローラにコーティングされる導電性塗料
ないし組成物は、前述の各成分の他に必要によりたとえ
ば種々のタイプの顔染料、充填剤、可塑剤、抗酸化剤、
界面活性剤およびその他の添加剤を用いることができ
る。
The conductive paint or composition coated on the developing roller of the present invention may contain various types of facial dyes, fillers, plasticizers, antioxidants, if necessary, in addition to the components described above.
Surfactants and other additives can be used.

上記調製された塗工液(塗料)は、手塗りまたはライ
ンの中で連続的、もしくは半連続的にディップ、スプレ
ー、カーテンフロー、刷毛塗り、その他の方法で所要の
弾性体ローラ面に塗工され、塗布後、室温に放置するか
または加熱して乾燥させることにより所要の導電層を形
成する。なお、この塗装工程において、弾性体層に対す
る接着強度を上げるため、予め前記弾性体層面をプライ
マー処理しておいてもよい。
The above prepared coating liquid (paint) is applied to the required elastic roller surface by hand coating or continuous or semi-continuous dip, spray, curtain flow, brush coating or other methods in the line. After the application, the conductive layer is left at room temperature or dried by heating to form a required conductive layer. In this coating step, the surface of the elastic layer may be previously subjected to a primer treatment in order to increase the adhesive strength to the elastic layer.

(作用) 本発明は、金属製のローラ基材の外周面に形成した弾
性体層の外周面に、導電性を有する樹脂塗料をコーティ
ングした現像ローラであり、その塗膜(導電性層)は、
少なくともバインダー樹脂、カーボンブラックおよび金
属酸化物半導体の混合分散系で構成されている。しかし
て、前記導電性層は、現像時の現像バイアス効果に寄与
する所要の導電性を有するとともに、表面粗さも5〜20
μm程度で良好なトナー搬送機能を保持する。したがっ
て、ベタ画像を含め常に一様な画質の画像の現像が可能
となる。
(Function) The present invention is a developing roller in which an outer peripheral surface of an elastic body layer formed on an outer peripheral surface of a metal roller base material is coated with a conductive resin paint, and a coating film (conductive layer) is provided. ,
It is composed of a mixed dispersion of at least a binder resin, carbon black and a metal oxide semiconductor. Thus, the conductive layer has a required conductivity that contributes to the development bias effect during development and has a surface roughness of 5 to 20.
A good toner conveying function is maintained at about μm. Therefore, it is possible to always develop an image having a uniform image quality including a solid image.

(実施例) 以下添附図を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

先ず本発明に係る現像ローラが使用される態様および
現像評価などについて一般的に説明する。
First, the manner in which the developing roller according to the present invention is used, development evaluation, and the like will be generally described.

前記現像ローラは、たとえば第1図にて要部構成を断
面的に示す現像装置に用いられる。この現像装置は、導
電性樹脂層1aを備えた現像ローラ1の外周面にて現像剤
(トナー)を担持し、静電潜像保持体(感光体)2に送
り、静電潜像を可視像に現像する非磁性−成分現像装置
で、トナー3を貯蔵したトナーホッパー4の開口部に
は、トナー薄層形成部材5が取付けられ、ホッパー4の
下方にはトナー3を担持する現像ローラ1が配設されて
いる。また、前記現像ローラ1周面には、トナー薄層形
成部材5の先端が接触し、さらに、現像ローラ1周面と
対向して静電潜像を保持した静電潜像保持体2が配設さ
れ、現像ローラ1と静電潜像保持体2とが接触してい
る。なお、図において1bは現像ローラ1の弾性体層、1c
は金属製のローラ基材をそれぞれ示す。しかして、現像
ローラ1には、バイアス電源より、直流電圧および/ま
たは交流電圧が印加されるようになっており、さらにま
た前記トナー薄層形成部材5の他に、トナー供給ローラ
(図示せず)を付設してもよい。
The developing roller is used, for example, in a developing device whose main part is shown in cross section in FIG. In this developing device, a developer (toner) is carried on an outer peripheral surface of a developing roller 1 having a conductive resin layer 1a, and is sent to an electrostatic latent image holding member (photoconductor) 2 to form an electrostatic latent image. In a non-magnetic-component developing device for developing a visual image, a toner thin layer forming member 5 is attached to an opening of a toner hopper 4 storing toner 3, and a developing roller for carrying the toner 3 is provided below the hopper 4. 1 is provided. Further, the front end of the thin toner layer forming member 5 is in contact with the peripheral surface of the developing roller 1, and an electrostatic latent image holding member 2 that holds the electrostatic latent image facing the peripheral surface of the developing roller 1 is arranged. The developing roller 1 and the electrostatic latent image holder 2 are in contact with each other. In the drawing, 1b is an elastic layer of the developing roller 1, 1c
Indicates a metal roller base material. Thus, a DC voltage and / or an AC voltage is applied to the developing roller 1 from a bias power supply. In addition to the toner thin layer forming member 5, a toner supply roller (not shown) ) May be added.

現像評価にあたっては、前記トナー3として、たとえ
ばスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂などの各種熱可塑性の樹脂中に、カーボンや
顔染料などの着色剤や、含金属アゾ染料などの極性制御
剤、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのワックス類を
分散し、粉砕、分級によって体積平均径9〜11μmの大
きさとし、場合によっては、流動性を高めるために、ト
ナー粒子に対して0.5〜2重量部の範囲で疎水性シリカ
などの流動化剤を添加した非磁性−成分のトナーを用い
得る。
In the evaluation of the development, the toner 3 may include various kinds of thermoplastic resins such as a styrene resin, an acrylic resin, a polyester resin, and an epoxy resin, a colorant such as carbon and a face dye, and a polarity control such as a metal-containing azo dye. , A wax such as polyethylene, polypropylene and the like are dispersed, crushed and classified to have a volume average diameter of 9 to 11 μm, and in some cases, in order to enhance fluidity, in a range of 0.5 to 2 parts by weight based on toner particles. And a non-magnetic-component toner to which a fluidizing agent such as hydrophobic silica is added.

また、前記トナー薄層形成部材5は、シリコン樹脂な
どからなり、所定の大きさの接触圧で接触し、現像ロー
ラ1表面に担持されたトナー3aを所定厚さの薄層とする
とともに、電荷を付与する構成を成している。
Further, the toner thin layer forming member 5 is made of silicon resin or the like, and is brought into contact with a predetermined magnitude of contact pressure to form the toner 3a carried on the surface of the developing roller 1 into a thin layer of a predetermined thickness. Is provided.

次に、本発明の具体例について説明するが、これらに
よって本発明が限定されるものではない。
Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

弾性体ローラの作成 金属製のローラ基材(ステンレス製、長さl=260、
直径φ=6)1cの外周面に、ウレタンゴムからなる弾性
体層(硬度30度ショアーA、歪み率<10%)1bを設けた
弾性体ローラ(長さl=220、直径φ=18)を作成し
た。
Preparation of elastic roller Metal roller base material (stainless steel, length l = 260,
Elastic roller (length l = 220, diameter φ = 18) provided with an elastic layer (hardness 30 degrees Shore A, distortion rate <10%) 1b made of urethane rubber on the outer peripheral surface of 1c It was created.

導電性塗料の調製 (a)導電性カーボンブラックの予備分散 導電性カーボンブラック(ケッチェンブラックEC、ラ
イオン・アクゾ社製)20重量部をウレタン変性アクリル
系バインダー樹脂クリアー(D−4256E,樹脂固形分50
%,シントーケミトロン社製)100重量部とともに3本
ロールにより混合分散処理し、予備混合微分散液とし
た。
Preparation of conductive paint (a) Preliminary dispersion of conductive carbon black Conductive carbon black (Ketjen Black EC, manufactured by Lion Akzo Co., Ltd.) 20 parts by weight of urethane-modified acrylic binder resin clear (D-4256E, resin solid content) 50
%, Manufactured by Shinto Chemitron Co., Ltd.) and mixed and dispersed using a three-roll mill with 100 parts by weight to obtain a premixed fine dispersion.

(b)金属酸化物半導体の予備分散 導電性酸化チタン(ECT−62,チタン工業社製)100重
量部をウレタン変性アクリル系バインダー樹脂クリアー
(D−4256E,樹脂固形分50%,シントーケミトロン社
製)50重量部とともに、3本ロールにより混合分散処理
し、予備混合微分散液とした。
(B) Pre-dispersion of metal oxide semiconductor 100 parts by weight of conductive titanium oxide (ECT-62, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) is urethane-modified acrylic binder resin clear (D-4256E, resin solid content 50%, Shinto Chemitron Co., Ltd.) And 50 parts by weight, and mixed and dispersed using a three-roll mill to obtain a premixed fine dispersion.

(c)導電性塗料の調製 前記(a)の導電性カーボンブラック予備分散液、
(b)金属酸化物半導体の予備分散液、ウレタン変性ア
クリル系バインダー樹脂クリアー(D−4256E,樹脂固形
分50%,シントーケミトロン社製)、イソプロピルアル
コール−エチルアルコール混合液およびポリイソシアネ
ート(コロネートL,日本ポリウレタン社製)を表−1に
示す組成比(重量部)で混合し、比較例を含め5種類の
導電性塗料を調製した。
(C) Preparation of conductive paint The conductive carbon black pre-dispersion of (a),
(B) Preliminary dispersion of metal oxide semiconductor, urethane-modified acrylic binder resin clear (D-4256E, resin solid content 50%, manufactured by Synto Chemitron), isopropyl alcohol-ethyl alcohol mixed solution and polyisocyanate (Coronate L , Manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) at a composition ratio (parts by weight) shown in Table 1 to prepare five types of conductive paints including Comparative Examples.

なお、表−1においてF値とは、塗料100g当たりの、 を示す。ただし、aはバインダー樹脂(固形分)、bは
カーボンブラック、cは金属酸化物半導体の量である。
In Table 1, the F value is defined as: Is shown. Here, a is a binder resin (solid content), b is carbon black, and c is the amount of the metal oxide semiconductor.

現像ローラの作成 前記弾性体ローラの外周面にスプレー塗布法により、
前記(c)の導電性塗料を膜厚60μmで塗布した。室温
で30分間風乾後、オーブン中80℃で10分間乾燥し、冷却
して外表面に導電性樹脂層1aを備えた導電性弾性体現像
ローラ1を得た。なお、後述する方法で塗布直後測定し
た体積固有抵抗値は、105〜106Ω・cmであった。
Creation of a developing roller By a spray coating method on the outer peripheral surface of the elastic roller,
The conductive paint of (c) was applied in a thickness of 60 μm. After air-drying at room temperature for 30 minutes, it was dried in an oven at 80 ° C. for 10 minutes, and cooled to obtain a conductive elastic developing roller 1 having a conductive resin layer 1a on the outer surface. The volume resistivity measured immediately after coating by the method described later was 10 5 to 10 6 Ω · cm.

また、前記塗布形成した導電性樹脂層1aの粗さを、表
面粗さ計(Surtronic 10,Rank Taylor Hobson社製)で
測定した結果を表−2に示す。
Table 2 shows the results of measuring the roughness of the conductive resin layer 1a formed by coating with a surface roughness meter (Surtronic 10, manufactured by Rank Taylor Hobson).

画像出し 前記作成した現像ローラ1を、上記非磁性一成分現像
装置を改造した市販の複写機(商品名:レオドライ330
1、東芝社製)に組込んでトナー画像が現像できるよう
にして画像だしを行った。
Image Retrieval The developing roller 1 prepared above is used as a commercially available copier (trade name: Rheodry 330) which is a modification of the non-magnetic one-component developing device.
(1. Toshiba Corp.) and developed the toner image so that the image could be developed.

現像には次のように調製されたトナーを用いた。すな
わち、ポリエステル樹脂(NE−2155、花王社製)95.5重
量部、赤色顔料(Pigment Red−31;Fuji Carmine#547
富士色素社製)2.5重量部およびポリプロピレンワック
ス(660P、三洋化成社製)2重量部を加圧ニーダーで加
熱溶融混練し、ハンマーミルで粗粉砕後、その粗粉砕物
100重量部に疎水性シリカ(R−972、日本アエロジル社
製)1重量部を添加し、V型ブレンダーで30分間混合し
たものを、さらにエアジェットミルで微粒粉砕し、その
後、風力分級機で分級して得た体積平均径9.0μm、マ
ゼンタ色負極性のトナーを使用した。
For development, a toner prepared as follows was used. That is, 95.5 parts by weight of a polyester resin (NE-2155, manufactured by Kao Corporation) and a red pigment (Pigment Red-31; Fuji Carmine # 547)
2.5 parts by weight of Fuji Dye Co., Ltd. and 2 parts by weight of polypropylene wax (660P, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) are heated and melted and kneaded by a pressure kneader, coarsely pulverized by a hammer mill, and the coarsely pulverized product is obtained.
One part by weight of hydrophobic silica (R-972, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was added to 100 parts by weight, and the mixture obtained by mixing for 30 minutes with a V-type blender was further finely pulverized by an air jet mill, and then by a wind classifier A magenta color negative toner having a volume average diameter of 9.0 μm obtained by classification was used.

しかして、前記マゼンタ色負極性のトナーを上記改造
した非磁性一成分現像装置のトナーホッパー4に入れ、
シリコンブレード(トナー薄層形成部材)5を現像ロー
ラ1周面に押圧し、静電潜像保持体(感光体)2と現像
ローラ1の接触幅を1mmとし、現像ローラ1の回転周速1
88mm/sec、感光体2の回転周速47mm/secでそれぞれ回転
させ、また、感光体2の表面単位−500V、現像ローラ1
に付与する現像バイアス−200Vの現像条件で現像した。
Then, the magenta negative toner is put into the toner hopper 4 of the modified non-magnetic one-component developing device,
A silicon blade (toner thin layer forming member) 5 is pressed against the peripheral surface of the developing roller 1 so that the contact width between the electrostatic latent image holding member (photoconductor) 2 and the developing roller 1 is 1 mm, and the rotational speed of the developing roller 1 is 1 mm.
The photosensitive drum 2 was rotated at 88 mm / sec and the peripheral speed of the photosensitive drum 2 at 47 mm / sec.
The development was performed under a development condition of a developing bias of −200 V applied to the substrate.

評価結果 前記現像条件で現像を行い、黒ベタ画像を出力したと
きの原稿の先端部および後端部の画像濃度を初期と1万
枚画像出力後それぞれ測定した結果を表−3に、また現
像時のトナー帯電量と現像ローラ表面上の単位面積あた
りのトナー搬送量の評価結果を表−4に示す。なお、前
記画像濃度の測定は、マクベス濃度計により、定着画像
の反射濃度を測定した値である。
Evaluation Results Table 3 shows the results of the image density of the leading edge and the trailing edge of the original when the image was developed under the above-mentioned developing conditions and a solid black image was output. Table 4 shows the evaluation results of the toner charge amount and the toner transport amount per unit area on the developing roller surface. The measurement of the image density is a value obtained by measuring the reflection density of a fixed image using a Macbeth densitometer.

表−3から明らかのように、実施例1〜3の場合は、
1万枚出力後でも画像の先端部と後端部の濃度差はな
く、良好なトナー搬送性能が認められたのに対し、比較
例の場合はいずれも、1万枚出力後に画像の先端部と後
端部の濃度差(画像にカスリ発生)が認められ、また先
端部での濃度の低下も認められた。
As is apparent from Table 3, in the case of Examples 1 to 3,
Even after the output of 10,000 sheets, there was no difference in density between the leading edge and the trailing edge of the image, and good toner conveyance performance was recognized. A difference in density between the image and the rear end (image blurring) was observed, and a decrease in the density at the front end was also observed.

さらに、表−4から明らかのように、比較例1の場合
は、単位面積当たりの現像ローラ上トナー搬送量が低
く、所要の現像が行われ難いことが分る。また、比較例
2の場合、現像ローラの表面粗さが24.4μmと大きいた
め、トナーの搬送量は十分であるが、前記現像ローラの
表面粗さ(凹凸)が画像に現れ、画像の品質を低下させ
ていた。
Further, as is apparent from Table 4, in the case of Comparative Example 1, the amount of toner transported on the developing roller per unit area is low, and it is difficult to perform required development. In the case of Comparative Example 2, since the surface roughness of the developing roller was as large as 24.4 μm, the toner conveyance amount was sufficient. However, the surface roughness (irregularities) of the developing roller appeared in the image, and the image quality was reduced. Had been lowered.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明に係わる現像
ローラは、金属製のローラ基材の外周面に形設した弾性
体層の外周面に、バインダー樹脂、カーボンブラックお
よび金属酸化物半導体を必須の成分として成る導電性樹
脂層(膜)を被覆した構成を成している。しかして、前
記導電性樹脂層を構成する必須成分であるバインダー樹
脂、カーボンブラックおよび金属酸化物半導体の組成比
の選択により、抵抗値ムラのない所要の導電性を有する
とともに、5〜20μmの表面粗さを呈し、良好なトナー
搬送性を発揮する。つまり、抵抗値ムラのない導電性お
よび良好なトナー搬送性を兼備しているため、常に一様
なかつ、良質な画像を容易に形成し得るといった効果が
得られる。かくして、本発明に係わる現像ローラの工業
的価値は大であるといえる。
[Effects of the Invention] As is apparent from the above description, the developing roller according to the present invention has a binder resin, carbon black, and a metal on the outer peripheral surface of an elastic layer formed on the outer peripheral surface of a metal roller base material. It has a configuration in which a conductive resin layer (film) including an oxide semiconductor as an essential component is covered. Thus, by selecting the composition ratio of the binder resin, carbon black, and the metal oxide semiconductor, which are the essential components constituting the conductive resin layer, the conductive resin layer has the required conductivity without resistance value unevenness, and has a surface of 5 to 20 μm. It exhibits roughness and exhibits good toner transportability. That is, since the toner has both conductivity without resistance value unevenness and good toner transportability, it is possible to obtain an effect that a uniform and high-quality image can always be easily formed. Thus, it can be said that the industrial value of the developing roller according to the present invention is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る現像ローラを装着した非磁性−成
分現像装置の概略構成図である。 1……現像ローラ 1a……導電性樹脂層 1b……弾性体層 1c……金属製ローラ基材 2……静電潜像保持体(感光体) 3……トナー(現像剤) 3a……現像ローラ面に担持されたトナー 4……トナーホッパー 5……トナー薄層形成部材
FIG. 1 is a schematic structural view of a non-magnetic-component developing device equipped with a developing roller according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Development roller 1a ... Conductive resin layer 1b ... Elastic layer 1c ... Metal roller base material 2 ... Electrostatic latent image holding body (photoreceptor) 3 ... Toner (developer) 3a ... Toner carried on developing roller surface 4 Toner hopper 5 Toner thin layer forming member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 浩樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 細矢 雅弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−581(JP,A) 特開 昭63−183469(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/08 - 15/09 101 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroki Takano 1 Toshiba-cho, Komukai, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Masahiro Hosoya 1 Toshiba-cho, Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Address Toshiba Research Institute, Inc. (56) References JP-A-64-581 (JP, A) JP-A-63-183469 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G03G 15/08-15/09 101

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属製のローラ基材と、前記ローラ基材の
外表面に形設された弾性体層と、前記弾性体層の外周面
に被覆形成された導電性樹脂層とを具備する現像ローラ
において、 前記導電性樹脂層が、少なくともカーボンブラックおよ
び金属酸化物半導体からなる混合物がバインダー樹脂に
分散され、かつ表面粗さ(Rz)が5〜20μmの塗膜であ
ることを特徴とする現像ローラ。
A metal roller base material, an elastic layer formed on an outer surface of the roller base material, and a conductive resin layer formed on an outer peripheral surface of the elastic layer. In the developing roller, the conductive resin layer is a coating film having at least a mixture of carbon black and a metal oxide semiconductor dispersed in a binder resin, and having a surface roughness (Rz) of 5 to 20 μm. Developing roller.
【請求項2】トナーを収容するトナー容器と、静電潜像
保持体と、前記静電潜像保持体へトナーを搬送する現像
ローラとを有する現像装置であって、 前記現像ローラは金属製のローラ基材、前記ローラ基材
の外表面に形設された弾性体層、および前記弾性体層の
外周面に被覆形設された少なくともカーボンブラックお
よび金属酸化物半導体からなる混合物がバインダー樹脂
に分散され、かつ表面粗さ(Rz)が5〜20μmの導電性
樹脂層とを具備することを特徴とする現像装置。
2. A developing device comprising: a toner container for storing toner; an electrostatic latent image holding member; and a developing roller for conveying toner to the electrostatic latent image holding member, wherein the developing roller is made of metal. Roller base material, an elastic layer formed on the outer surface of the roller base material, and a mixture comprising at least carbon black and a metal oxide semiconductor formed on the outer peripheral surface of the elastic body layer as a binder resin. And a conductive resin layer having a surface roughness (Rz) of 5 to 20 μm dispersed therein.
【請求項3】トナーを収容するトナー容器と、静電潜像
保持体と、前記静電潜像保持体へトナーを搬送する現像
トナーとを有する複写機であって、 前記現像ローラは金属製のローラ基材、前記ローラ基材
の外表面に形設された弾性体層、および前記弾性体層の
外周面に被覆形設された少なくともカーボンブラックお
よび金属酸化物半導体からなる混合物がバインダー樹脂
に分散され、かつ表面粗さ(Rz)が5〜20μmの導電性
樹脂層とを具備することを特徴とする複写機。
3. A copying machine having a toner container for storing toner, an electrostatic latent image holding member, and a developing toner for conveying toner to the electrostatic latent image holding member, wherein the developing roller is made of metal. Roller base material, an elastic layer formed on the outer surface of the roller base material, and a mixture comprising at least carbon black and a metal oxide semiconductor formed on the outer peripheral surface of the elastic body layer as a binder resin. A copying machine, comprising: a conductive resin layer dispersed and having a surface roughness (Rz) of 5 to 20 μm.
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