JP4208765B2 - Developing roller, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置において、感光体に圧接し現像剤を可視化する現像ローラ、およびそれを用いたプロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing roller that presses against a photoreceptor to visualize a developer in an image forming apparatus, a process cartridge using the developing roller, and an image forming apparatus.

近年、複写機、プリンター等のOA機器は高画質化が進んでおり、それに伴い現像ローラとして弾性体を用い、感光体に均一に圧接して現像を行う接触現像方式が提案されている。   In recent years, OA equipment such as copiers and printers has been improved in image quality, and accordingly, a contact development method has been proposed in which an elastic body is used as a developing roller and development is performed by uniformly pressing the photoreceptor.

例えば電子写真方式を用いたプリンターにおいては、感光体が帯電ローラにより均一に帯電され、レーザー等により静電潜像を形成する。次に、現像容器内の現像剤が現像剤塗布ローラ及び現像剤規制部材により適正電荷で均一に現像ローラ上に塗布され、感光体と現像ローラとの接触部で現像剤の転写(現像)が行われる。その後感光体上の現像剤は、転写ローラにより記録紙に転写され、熱と圧力により定着され、感光体上に残留した現像剤はクリーニングブレードによって除かれ、一連のプロセスが完了する。この場合、現像ローラは常時感光体及び現像剤規制部材に圧接されており、停止時、未使用時等に長期間感光体や現像剤規制部材に圧接するので、その構成部材は容易に変形し、当接する相手部材を傷つけない必要がある。そのため感光体や現像剤規制部材に接触する構成部材は低硬度の弾性体からなる材料から形成されるものが用いられる。   For example, in a printer using an electrophotographic method, a photosensitive member is uniformly charged by a charging roller, and an electrostatic latent image is formed by a laser or the like. Next, the developer in the developing container is uniformly applied on the developing roller with appropriate charges by the developer applying roller and the developer regulating member, and the developer is transferred (developed) at the contact portion between the photosensitive member and the developing roller. Done. Thereafter, the developer on the photoconductor is transferred onto a recording sheet by a transfer roller and fixed by heat and pressure. The developer remaining on the photoconductor is removed by a cleaning blade, and a series of processes is completed. In this case, the developing roller is always in pressure contact with the photosensitive member and the developer regulating member, and is in contact with the photosensitive member and the developer regulating member for a long time when stopped or not in use, so that the constituent members are easily deformed. It is necessary not to damage the abutting member. For this reason, as the constituent member that comes into contact with the photosensitive member or the developer regulating member, a member formed of a material made of a low hardness elastic body is used.

通常、現像ローラには金属からなる軸心の外周に、低硬度弾性体からなる弾性体層が同心に積層されてなるものが使用されており、さらに表面性や帯電性を付与するために必要に応じて被覆層を積層して形成したものも使用されている。   Normally, a developing roller is used in which an elastic body layer made of a low-hardness elastic body is concentrically laminated on the outer periphery of a metal shaft center, which is necessary for imparting surface properties and charging properties. Depending on the case, a layer formed by laminating a coating layer is also used.

また、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像ローラは、適正な当接状態を維持する上で重要となる、変形回復性(すなわち、セット性)に対して、従来より様々な提案がなされている。一般的に、従来の提案では、ローラ層を構成する弾性体材料に圧縮永久歪に優れた材料を選ぶことでセット性能向上を図っており、ローラ層を二種以上の材料を積層した構成とする場合も、同様の手法が利用されてきた。   Further, development rollers used in electrophotographic image forming apparatuses have various proposals for deformation recovery (that is, setability), which is important for maintaining an appropriate contact state. ing. In general, in the conventional proposal, the setting performance is improved by selecting a material excellent in compression set as the elastic material constituting the roller layer, and the roller layer is configured by laminating two or more kinds of materials. A similar approach has been used to do this.

また、従来技術には、弾性を有するローラ基体(基層)の外周面に、表層として、可撓性を有する層を設ける構成とする弾性ローラが提案されている。この表層として、可撓性を有する層を設ける積層構成とすることにより、弾性ローラの圧縮永久歪みを20%以下に設定した際、この構造の弾性ローラを現像ローラに適用する現像装置を長期使用、あるいは長期保存後であっても、現像ローラの変形に起因する画質の劣化を抑制でき、製造直後の現像ローラを用いた場合と同様の、高品位の画質が得られることが開示されている。表層として、可撓性を持つ層を設けることにより、ローラ表面に加わる加重を広い部分で受け、その結果、変形は直接加重を受る部分だけでなく、隣接する他の部分も同時に変形することで、個々の部分における変形量の変化が緩やかとなる。この効果に付随して、歪自体の画質への影響を少なくなると共に、永久歪みが起きたローラ上の鋭い折れや鋭い凹みが生じにくくなると、その手法の作用が説明されている(特許文献1参照)。   Further, in the prior art, an elastic roller has been proposed in which a flexible layer is provided as a surface layer on the outer peripheral surface of an elastic roller base (base layer). By adopting a laminated structure in which a flexible layer is provided as the surface layer, when the compression set of the elastic roller is set to 20% or less, a developing device that applies the elastic roller of this structure to the developing roller is used for a long time. Or, even after long-term storage, it is disclosed that deterioration in image quality due to deformation of the developing roller can be suppressed, and high-quality image quality similar to the case of using the developing roller immediately after manufacture can be obtained. . By providing a flexible layer as a surface layer, the load applied to the roller surface is received in a wide part, and as a result, not only the part that receives direct load but also other adjacent parts are deformed simultaneously. Thus, the change of the deformation amount in each part becomes gradual. Accompanying this effect, the influence of the distortion itself on the image quality is reduced, and if the sharp crease or sharp dent on the roller in which permanent distortion occurs is less likely to occur, the action of the technique is described (Patent Document 1). reference).

近年、電子写真方式の画像形成装置に使用される弾性ローラの要求性能は、画像形成装置の高速化、画質の高品位化に伴って、より高度なものとなってきており、より具体的には、変形回復性(セット性)と共に、高解像度に要求される均一な導電性、高速化に要求される耐久性(接着性)の向上が一層求められている。これらの要求性能を、従来より知られている方法だけにより実現することは、必ずしも容易ではないものである。例えば、上記の特許文献1の手法を適用して、変形回復性(セット性)をより高める目的で、より低硬度の基体(例えば、弾性体層)を採用する場合、表層とする、可撓性層の弾性率を相対的に高くする必要がある。そのような高い弾性率を示す可撓性材料を用いると、基層の基体との接着性に問題が生じやすく、その結果、長期間の使用において、所望の導電性や耐久性の維持が十分に達成されない。   In recent years, the required performance of elastic rollers used in electrophotographic image forming apparatuses has become more advanced as the speed of image forming apparatuses increases and the quality of image quality increases. In addition to deformation recovery (setability), there is a further demand for improvement in uniform conductivity required for high resolution and durability (adhesiveness) required for higher speed. It is not always easy to realize these required performances only by a conventionally known method. For example, in the case where a substrate having a lower hardness (for example, an elastic body layer) is employed for the purpose of further improving the deformation recovery property (set property) by applying the method of Patent Document 1, the surface layer is flexible. It is necessary to make the elastic modulus of the adhesive layer relatively high. When such a flexible material having a high elastic modulus is used, a problem is likely to occur in the adhesion of the base layer to the substrate, and as a result, the desired conductivity and durability can be sufficiently maintained during long-term use. Not achieved.

また、その他従来技術として弾性体層の硬度、圧縮永久歪特性や表層材料のクリープ特性について説明するものもある。変形回復性(セット性)をより高める目的で、ローラ層を構成する全ての層に、圧縮永久歪に優れた材料を選択することは、必ずしも得策ではなく、ほとんどの場合、他特性とのバランスをも含めると、複数の要求項目を全て満足する上で、十分な性能を提供することはできていない。   In addition, there are other conventional techniques for explaining the hardness of the elastic layer, compression set characteristics, and creep characteristics of the surface layer material. It is not always a good idea to select materials with excellent compression set for all the layers that make up the roller layer for the purpose of further improving deformation recovery (setability). In most cases, it is balanced with other properties. Including "", it is not possible to provide sufficient performance to satisfy all of the plurality of requirement items.

そこで、軸芯体の外周面に積層構造のローラ層が形成された構成を採用し、ローラ層を、基層として、ゴムを主成分とする弾性体層を用いて、この弾性体層の硬度(Asker−C)は、15〜55°の範囲に、圧縮永久歪みは0.5〜5.0%の範囲に選択することで、基層は、良好な圧縮永久歪性を導き出すことができ、また、外的入力に対しより大きく変形し易いので、適正なニップ幅を得ることが可能となり、一方、表層として、少なくとも前記弾性体層の外側を被覆する樹脂層を用いて、この樹脂層の永久伸びは、1〜10%の範囲に選択することにより、基層の大きな変形量に対しても、優れた接着性、耐久性を示し、柔軟性に富み、よりセット性(変形回復性)に優れた現像ローラとなる技術も開示されている(特許文献2参照)。
特開平2−259785号公報 特開2002−257130号公報
Therefore, a configuration in which a roller layer having a laminated structure is formed on the outer peripheral surface of the shaft core body is used, and the hardness of the elastic layer (using the elastic layer mainly composed of rubber as the base layer) Asker-C) is selected in the range of 15 to 55 ° and the compression set is in the range of 0.5 to 5.0%, so that the base layer can derive good compression set, Therefore, it is possible to obtain an appropriate nip width because it is more easily deformed with respect to external input. On the other hand, a resin layer that covers at least the outer side of the elastic layer is used as a surface layer, and the resin layer is made permanent. By selecting the elongation in the range of 1 to 10%, it exhibits excellent adhesion and durability even with a large amount of deformation of the base layer, is rich in flexibility, and more excellent in setability (deformation recovery) A technique for forming a developing roller is also disclosed (see Patent Document 2). ).
JP-A-2-259785 JP 2002-257130 A

しかし、一般的に表層の可撓性層に弾性率の低い材料を用いて、低硬度の弾性体層の追従性を得るために単に柔軟性のあるような材料設計をしようとすると、材料中からのブリード物が感光体を汚染したり、現像ローラの長期使用後に劣化したトナーが現像ローラ表面に溶融固着し、画像不良やトナー漏れなどの問題が発生することがあった。   However, in general, when a material having a low elastic modulus is used for the flexible layer of the surface layer and a material design that is simply flexible in order to obtain the followability of a low hardness elastic body layer, In some cases, the bleed material from the toner contaminates the photoconductor, or the toner deteriorated after long-term use of the developing roller melts and adheres to the surface of the developing roller, causing problems such as image defects and toner leakage.

本発明は前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、現像ローラの長期使用後にトナーの劣化によって引き起こされる現像ローラ表面上のトナーの溶融固着を防止し、長期保存や停止時における現像ローラ表面圧接部の圧縮変形において良好な変形回復性(セット性)を達成でき、同時に、優れた接着性、耐久性をも併せ持つ、新規な材料構成を採用する現像ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、このような現像ローラを用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to prevent the toner from being melted and fixed on the surface of the developing roller caused by the deterioration of the toner after long-term use of the developing roller, and to develop during long-term storage or stop An object of the present invention is to provide a developing roller that adopts a novel material configuration that can achieve good deformation recovery (set property) in compression deformation of a roller surface pressure contact portion, and at the same time has excellent adhesion and durability. Another object of the present invention is to provide a process cartridge and an image forming apparatus using such a developing roller.

本発明は、金属からなる軸芯体の外周に、低硬度弾性体からなる導電性弾性層を同心に積層し、さらに表面性や帯電性を付与するために被覆層を積層して形成した2層以上から構成された現像ローラにおいて、外側に位置する層(被覆層)の材料として、十分な柔軟性を有しかつ劣化トナーの固着しにくい材料を選択することで、現像ローラ表面圧接部の圧縮変形において良好な変形回復性(セット性)を示し、現像ローラ表面上のトナーの溶融固着防止に優れた現像ローラとなすことが可能であることを見出し、完成するに至った。   In the present invention, a conductive elastic layer made of a low-hardness elastic body is concentrically laminated on the outer periphery of a metal shaft core body, and further a coating layer is laminated to impart surface properties and chargeability. In the developing roller composed of more than one layer, by selecting a material having sufficient flexibility and difficult to adhere deteriorated toner as the material of the outer layer (coating layer), the developing roller surface pressure contact portion It has been found that it is possible to obtain a developing roller that exhibits good deformation recovery (setting property) in compression deformation and is excellent in preventing the toner from being fused and fixed on the surface of the developing roller.

本発明は、軸芯体と、該軸芯体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層上に形成された被覆層とを少なくとも具備、前記被覆層が、
ポリオール成分(i)と、
ジフェニルメタンジイソシアネートのポリプロピレンポリオールによる変性体である変性イソシアネート化合物(A)と、トルエンジイソシアネートのトリメチロールプロパンによる変性体である変性イソシアネート化合物(B)と、を3/7〜8/2(モル比(A/B))で含有するイソシアネート成分(ii)と
から得られるポリウレタンエラストマーを含有する現像ローラであって、
前記ポリオール成分(i)が、ポリテトラメチレンエーテルグリコールであることを特徴とする現像ローラである。
The present invention includes a mandrel, and the mandrel conductive elastic layer formed on the outer periphery of at least and a coating layer formed on the conductive elastic layer, said coating layer,
A polyol component (i),
3/7 to 8/2 (molar ratio (A A developing roller containing a polyurethane elastomer obtained from the isocyanate component (ii) contained in / B)) ,
The developing roller, wherein the polyol component (i) is polytetramethylene ether glycol .

また、本発明は、
現像剤と、該現像剤を薄膜状に担持し得る前記の現像ローラと、を有するプロセスカートリッジであって、
前記現像ローラは、表面に静電潜像を形成可能な潜像担持体の表面に対向して当接若しくは圧接した状態となって、前記現像ローラの表面に担持された現像剤を前記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に供給して現像可能なものであり、
前記潜像担持体は前記プロセスカートリッジ又は画像形成装置に具備されていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
The present invention also provides:
A process cartridge having a developer and the developing roller capable of supporting the developer in a thin film;
The developing roller is in contact with or pressed against the surface of a latent image carrier capable of forming an electrostatic latent image on the surface, and the developer carried on the surface of the developing roller is allowed to remove the latent image. It can be supplied and developed to an electrostatic latent image formed on the surface of the carrier,
The latent image carrier is a process cartridge provided in the process cartridge or the image forming apparatus.

また、本発明は、
潜像担持体と、該潜像担持体の表面を帯電させるための帯電装置と、該潜像担持体の帯電領域に静電潜像を形成するための静電潜像形成装置と、該潜像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を顕像化して画像とするための現像装置と、該画像を転写材に転写するための転写装置と、を有する画像形成装置であって、
前記現像装置が具備する現像ローラとして、前記の現像ローラを、前記潜像担持体の表面に対向して当接若しくは圧接した状態で有することを特徴とする画像形成装置である。
The present invention also provides:
A latent image carrier, a charging device for charging the surface of the latent image carrier, an electrostatic latent image forming device for forming an electrostatic latent image on a charged region of the latent image carrier, and the latent image carrier. A developing device for supplying a developer to the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier to visualize the electrostatic latent image into an image, and a transfer for transferring the image to a transfer material An image forming apparatus comprising:
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing roller includes the developing roller in a state of being in contact with or pressed against the surface of the latent image carrier.

本発明によれば、現像ローラ表面圧接部の圧縮変形において良好な変形回復性(セット性)を示し、現像ローラ表面上のトナーの溶融固着防止に優れた現像ローラとなる。例えば、シリコーンゴムから主になる弾性層として、低硬度かつ圧縮永久歪みに優れた材料を選び、その外周面に形成されるウレタン樹脂を用いる被覆層として、十分な柔軟性を有しかつ劣化トナーの固着しにくい材料を選ぶことで、低硬度で、セット性能(変形回復性)、フィルミング性に優れた、画像形成装置用の現像ローラとすることができる。また、このような現像ローラを用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供できる。   According to the present invention, the developing roller exhibits excellent deformation recoverability (setting property) in compressive deformation of the developing roller surface pressure contact portion, and becomes a developing roller excellent in prevention of melting and fixing of toner on the developing roller surface. For example, a material having a low hardness and excellent compression set is selected as an elastic layer mainly composed of silicone rubber, and a sufficiently soft and deteriorated toner is used as a coating layer using a urethane resin formed on the outer peripheral surface thereof. By selecting a material that is difficult to adhere, it is possible to provide a developing roller for an image forming apparatus that has low hardness, excellent set performance (deformation recovery property), and filming property. In addition, a process cartridge and an image forming apparatus using such a developing roller can be provided.

本発明の現像ローラは、金属の軸芯体と、該軸芯体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層上に形成された被覆層とを少なくとも具備する現像ローラにおいて、前記被覆層が、
ポリオール成分(i)と、
ジフェニルメタンジイソシアネートのポリプロピレンポリオールによる変性体である変性イソシアネート化合物(A)と、トルエンジイソシアネートのトリメチロールプロパンによる変性体である変性イソシアネート化合物(B)と、を3/7〜8/2(モル比(A/B))で含有するイソシアネート成分(ii)と
から得られるポリウレタンエラストマーを含有することを特徴とするものである。
The developing roller of the present invention is a developing roller comprising at least a metal shaft core, a conductive elastic layer formed on the outer periphery of the shaft core, and a coating layer formed on the conductive elastic layer. The coating layer is
A polyol component (i),
3/7 to 8/2 (molar ratio (A / B)) and a polyurethane elastomer obtained from the isocyanate component (ii) contained therein.

変性イソシアネート化合物とは、イソシアネート化合物をポリオール化合物と反応させて、末端にNCO基を有するウレタンプレポリマーとしたプレポリマー化イソシアネート化合物のことであり、ここでは、変性イソシアネート化合物(A)として、ジフェニルメタンジイソシアネートのポリプロピレンポリオールによる変性体、変性イソシアネート化合物(B)として、トルエンジイソシアネートのトリメチロールプロパンによる変性体を用いることを特徴とする。   The modified isocyanate compound is a prepolymerized isocyanate compound obtained by reacting an isocyanate compound with a polyol compound to form a urethane prepolymer having an NCO group at the terminal. Here, as the modified isocyanate compound (A), diphenylmethane diisocyanate is used. A modified product of toluene diisocyanate with trimethylolpropane is used as the modified product of polypropylene polyol and modified isocyanate compound (B).

変性イソシアネート化合物(A)の変成のために使用するポリプロピレンポリオールの数平均分子量としては1000〜3000、官能基数2〜3のものが好ましい。   As a number average molecular weight of the polypropylene polyol used for modification | denaturation of a modified isocyanate compound (A), the thing of 1000-3000 and 2-3 functional groups is preferable.

変性イソシアネート化合物(A)の遊離イソシアネート濃度(以下NCO%と略記する)は、2.6〜9.8であることが好ましい。また、変性イソシアネート化合物(B)のNCO%は、7〜15であることが好ましい。   The free isocyanate concentration (hereinafter abbreviated as NCO%) of the modified isocyanate compound (A) is preferably 2.6 to 9.8. Moreover, it is preferable that NCO% of a modified isocyanate compound (B) is 7-15.

本発明では、上記の変性イソシアネート化合物(A)と変性イソシアネート化合物(B)と、を3/7〜8/2(モル比(A/B))で含有するイソシアネート成分(ii)を、ポリウレタンエラストマーの原料として使用する。上記2成分の混合比は、5/5〜7/3(モル比(A/B))であることが好ましい。   In the present invention, an isocyanate component (ii) containing the above-mentioned modified isocyanate compound (A) and modified isocyanate compound (B) in a ratio of 3/7 to 8/2 (molar ratio (A / B)) is used as a polyurethane elastomer. Used as a raw material. The mixing ratio of the two components is preferably 5/5 to 7/3 (molar ratio (A / B)).

上記イソシアネート成分(ii)は、さらに、他のイソシアネート化合物を含有することもできる。例えば、ポリメリックMDIなどの多核体、多官能イソシアネート、アロファネート変性体、ビュレット変性体、イソシアヌレート変性体等を含有することもできる。ただし、本発明の効果を充分に発揮させるために、変性イソシアネート化合物(A)及び変性イソシアネート化合物(B)の含有量の合計が、イソシアネート成分(ii)中の80質量%以上であることが好ましい。   The isocyanate component (ii) can further contain other isocyanate compounds. For example, polynuclear bodies such as polymeric MDI, polyfunctional isocyanates, allophanate modified bodies, burette modified bodies, isocyanurate modified bodies and the like can also be contained. However, in order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, the total content of the modified isocyanate compound (A) and the modified isocyanate compound (B) is preferably 80% by mass or more in the isocyanate component (ii). .

本発明でポリウレタンエラストマーの原料として使用するポリオール成分(i)としては、特に限定されず、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレングリコール、エポキサイド付加ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等を使用することができる。中でも、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを主成分とするものであることが好ましい。すなわち、ポリテトラメチレンエーテルグリコール単独、または、目的の被覆層の膜物性を達成できる範囲で、低分子量ポリオールを0.1〜10質量%添加したもの等を用いることができる。ポリテトラメチレンエーテルグリコールとしては、数平均分子量650〜3000のものが好ましく用いられる。より好ましくは、数平均分子量1000〜2000の範囲である。また、低分子量ポリオールとしては、数平均分子量500未満、官能基数2〜3のポリプロピレンポリオールの他、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン等が好適に用いられる。   The polyol component (i) used as a raw material for the polyurethane elastomer in the present invention is not particularly limited, and polytetramethylene ether glycol, polypropylene glycol, epoxide addition polyol, polyester polyol, polyether ester polyol, and the like can be used. . Especially, it is preferable that it is what has a polytetramethylene ether glycol as a main component. That is, it is possible to use polytetramethylene ether glycol alone or a material in which 0.1 to 10% by mass of a low molecular weight polyol is added within a range in which the film properties of the target coating layer can be achieved. As polytetramethylene ether glycol, those having a number average molecular weight of 650 to 3000 are preferably used. More preferably, it is the range of 1000-2000 number average molecular weight. Moreover, as the low molecular weight polyol, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, trimethylolpropane and the like are suitably used in addition to a polypropylene polyol having a number average molecular weight of less than 500 and a functional group number of 2-3.

本発明は、上記のようなポリオール成分(i)とイソシアネート成分(ii)とから得られるポリウレタンエラストマーを使用する。このポリウレタンエラストマーの原料であるポリオール成分(i)とイソシアネート成分(ii)との配合比については、被覆層形成用の材料として使用した際に、本発明の目的とする効果を発揮できるように適宜設定することができる。   The present invention uses a polyurethane elastomer obtained from the polyol component (i) and the isocyanate component (ii) as described above. About the compounding ratio of the polyol component (i) and the isocyanate component (ii) which are raw materials of this polyurethane elastomer, when used as a material for forming a coating layer, it is appropriately selected so that the intended effect of the present invention can be exhibited. Can be set.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の現像ローラの構造の一例を、図1(斜視図)及び図2(断面図)に模式的に示す。本発明の現像ローラ1は、中心に軸芯体11を有し、ローラ層として、軸芯体11の外周面上に導電性弾性層(基層)12が固定され、この導電性弾性層12の外周面に被覆層(表層)13を積層した構造となっている。   An example of the structure of the developing roller of the present invention is schematically shown in FIG. 1 (perspective view) and FIG. 2 (cross-sectional view). The developing roller 1 of the present invention has a shaft core body 11 at the center, and a conductive elastic layer (base layer) 12 is fixed on the outer peripheral surface of the shaft core body 11 as a roller layer. A coating layer (surface layer) 13 is laminated on the outer peripheral surface.

軸芯体11自体は、円柱状または中空円筒状の形状を有し、金属などの導電性材料で形成される軸芯金を用いることが多いが、仮に、かかる現像ローラが電気的に絶縁された状態で利用される場合には、使用に際して、現像ローラに加わる外力に対して、その軸芯体11自体の形状を堅固に保持できる限り、非導電性材料で形成されていてもよい。また、かかる現像ローラが電気的なバイアスを印加して、あるいは、接地されて、使用される場合であっても、軸芯体全体11を導電性材料で構成する代わりに、非導電性材料の表面に所望の導電性を満足する導電性処理、例えば、良導性の被覆層による被覆を施した構造のものを用いることもできる。   The shaft core body 11 itself has a columnar or hollow cylindrical shape and often uses a shaft core metal made of a conductive material such as metal. However, such a developing roller is electrically insulated. When used in a state in which the shaft core 11 is used, it may be made of a non-conductive material as long as the shape of the shaft core 11 itself can be firmly held against an external force applied to the developing roller. Even when such a developing roller is used with an electrical bias applied or grounded, the entire shaft core 11 is made of a conductive material instead of the conductive material. It is also possible to use a conductive treatment that satisfies the desired conductivity on the surface, for example, a structure having a coating with a highly conductive coating layer.

画像形成装置に利用される現像ローラは、電気的なバイアスを印加して、または、接地されて、使用されるのが一般的であるので、軸芯体11を導電性の基体、所謂軸芯金の形態とすることが好ましい。軸芯金は、支持部材であり、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金、あるいは、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂など、少なくともその外周面は、その上に形成されるローラ層に所定の電圧を印加するに十分な導電性の材質で構成する。画像形成装置に利用される現像ローラにおける軸芯体の外径は、通常4〜10mmの範囲とされる。   Since the developing roller used in the image forming apparatus is generally used with an electrical bias applied or grounded, the shaft core 11 is made of a conductive base, so-called shaft core. A gold form is preferred. The shaft core is a support member, for example, a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, stainless steel, iron plated with chromium, nickel, etc., synthetic resin, etc. The roller layer formed thereon is made of a conductive material sufficient to apply a predetermined voltage. The outer diameter of the shaft core in the developing roller used in the image forming apparatus is usually in the range of 4 to 10 mm.

基層となる導電性弾性層12は、原料主成分としてゴム成分を用いた成型体として形成することができる。導電性弾性層12の原料主成分のゴム成分としては、従来より用いられている種々のゴムを用いることができる。具体的には、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、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のゴムを、単独であるいは2種以上を混合して用いることもできる。   The conductive elastic layer 12 serving as a base layer can be formed as a molded body using a rubber component as a raw material main component. As the rubber component of the raw material main component of the conductive elastic layer 12, various conventionally used rubbers can be used. Specifically, ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR). ), Fluorine rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, NBR hydride, polysulfide rubber, urethane rubber and the like can be used alone or in admixture of two or more.

特に、後述するような低硬度および低圧縮永久歪み性が得られやすいことから、シリコーンゴムを主成分として用いることが好ましい。シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリトリフルオロプロピルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、及びこれらを構成する単量体単位を2種以上含有する共重合体等が挙げられる。シリコーンゴムの重合度は、3000〜15000の範囲にあることが好ましい。なお、必要に応じて目的とする硬度および圧縮永久歪みが得られる限り、主成分として用いるシリコーンゴム以外に、天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、EPDM、SBR、NBR等のエラストマーを、ゴム成分の20質量%以下の割合で含有することもできる。   In particular, it is preferable to use silicone rubber as a main component because low hardness and low compression set as described later are easily obtained. Silicone rubber includes polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, polytrifluoropropylvinylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polyphenylvinylsiloxane, and two monomer units constituting them. Examples of the copolymer are as described above. The degree of polymerization of the silicone rubber is preferably in the range of 3000 to 15000. In addition to the silicone rubber used as the main component, an elastomer such as natural rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, EPDM, SBR, and NBR is used as the rubber component as long as the desired hardness and compression set are obtained as required. It can also contain in the ratio of 20 mass% or less.

更に、導電性弾性層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤など、また、各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤など、を適宜配合することができる。   Furthermore, components necessary for the function required for the conductive elastic layer itself, such as a conductive agent and a non-conductive filler, and various additive components such as a cross-linking agent, a catalyst, and a dispersion accelerator are appropriately added. Can be blended.

導電性弾性層に導電性を付与する目的に添加する導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼などの各種導電性金属または合金;酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体などの各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。これらの内、比較的容易に入手でき、また、主成分のゴムの種類に依らず良好な帯電性が得られるため、カーボンブラックが好適に利用できる。ゴム材料中に、微粉末状の導電剤を分散させる手段としては、従来から利用される手段、例えば、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカーなどを、主成分のゴム材料に応じて適宜利用すればよい。   As a conductive agent added for the purpose of imparting conductivity to the conductive elastic layer, various conductive metals or alloys such as carbon black, graphite, aluminum, copper, tin, and stainless steel; tin oxide, zinc oxide, indium oxide, Various conductive metal oxides such as titanium oxide, tin oxide-antimony oxide solid solution, tin oxide-indium oxide solid solution, and fine powders such as insulating substances coated with these conductive materials can be used. Among these, carbon black can be suitably used because it can be obtained relatively easily and good chargeability can be obtained regardless of the type of the main rubber. As means for dispersing the finely divided conductive agent in the rubber material, conventionally used means such as a roll kneader, a Banbury mixer, a ball mill, a sand grinder, a paint shaker, etc. can be used depending on the main rubber material. Can be used as appropriate.

その他、導電性弾性層に導電性を付与する手段として、導電剤に代えて、あるいは、導電剤とともに、導電性高分子化合物を添加する手法も利用できる。例えば、導電性高分子化合物としては、ホストポリマーとして、ポリアセチレン、ポリ(p−フェニレン)、ポリピロール、ポリチオフェニン、ポリ(p−フェニレンオキシド)、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリ(p−フェレンビニレン)、ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキサイド)、ポリ(ビスフェノールAカーボネート)、ポリビニルカルバゾール、ポリジアセチレン、ポリ(N−メチル−4−ビニルピリジン)、ポリアニリン、ポリキノリン、ポリ(フェニレンエーテルスルフォン)などを使用し、これらにドーパントして、AsF5、I2、Br2、SO3、Na、K、ClO4、FeCl3、F、Cl、Br、I、Kr等の各イオン、Li、TCNQ(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)等をドープしたものが、使用可能である。 In addition, as a means for imparting conductivity to the conductive elastic layer, a technique of adding a conductive polymer compound instead of the conductive agent or together with the conductive agent can be used. For example, as a conductive polymer compound, as a host polymer, polyacetylene, poly (p-phenylene), polypyrrole, polythiophenine, poly (p-phenylene oxide), poly (p-phenylene sulfide), poly (p-ferene vinylene) ), Poly (2,6-dimethylphenylene oxide), poly (bisphenol A carbonate), polyvinylcarbazole, polydiacetylene, poly (N-methyl-4-vinylpyridine), polyaniline, polyquinoline, poly (phenylene ether sulfone) and the like. These are used as dopants, such as AsF 5 , I 2 , Br 2 , SO 3 , Na, K, ClO 4 , FeCl 3 , F, Cl, Br, I, Kr, and other ions, Li, TCNQ (7 , 7,8,8-tetracyanoquinodimethane) Thing is, it is possible to use.

これらの導電性を付与する成分の使用量は、目的とする導電性弾性層の特性を達成するために必要な量を適宜選択することができる。   The amount of the component imparting conductivity can be appropriately selected from the amount necessary to achieve the desired properties of the conductive elastic layer.

非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム等を挙げることができる。   Examples of the non-conductive filler include diatomaceous earth, quartz powder, dry silica, wet silica, titanium oxide, zinc oxide, aluminosilicate, calcium carbonate and the like.

架橋剤としては、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、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、p−クロロベンゾイルパーオキサイドなどを挙げることができる。例えば、ゴム成分として液状シリコーンゴムを用いる際には、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンを架橋成分として、白金系触媒が用いて、ゴム成分相互の架橋を図ることが好ましい。   As a crosslinking agent, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, dicumyl peroxide, t-butylperoxybenzoate, p-chlorobenzoylper An oxide etc. can be mentioned. For example, when liquid silicone rubber is used as the rubber component, it is preferable to crosslink the rubber components using polyorganohydrogensiloxane as a crosslinking component and a platinum-based catalyst.

導電性弾性層の硬度(Asker−C)は、15〜55°の範囲とすることが好ましい。導電性弾性層硬度(Asker−C)が、15°未満では、目的とするセット性能に寄与するゴム弾性が得られ難くなり、一方、55°を超える場合には、本発明の他性能を失うことなく、適切なニップ幅を得ることが難しくなってしまう。導電性弾性層硬度(Asker−C)は、20〜40°の範囲とすることがより好ましい。ここで、硬度(Asker−C)は、ゴム材硬度の測定法に従い、具体的には、基準規格アスカーC型SRIS(日本ゴム協会規格)0101に従って別途作製した試験片を用いて、アスカーゴム硬度計(高分子計器(株)製)により測定される硬度により定義されるものである。   The hardness (Asker-C) of the conductive elastic layer is preferably in the range of 15 to 55 °. If the conductive elastic layer hardness (Asker-C) is less than 15 °, it is difficult to obtain rubber elasticity that contributes to the desired set performance, whereas if it exceeds 55 °, the other performances of the present invention are lost. Therefore, it becomes difficult to obtain an appropriate nip width. The conductive elastic layer hardness (Asker-C) is more preferably in the range of 20 to 40 °. Here, the hardness (Asker-C) is determined according to a rubber material hardness measurement method. Specifically, an Asker rubber hardness tester is used by using a test piece separately prepared in accordance with a standard standard Asker C-type SRIS (Japan Rubber Association Standard) 0101. It is defined by the hardness measured by (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.).

同時に、導電性弾性層の圧縮永久歪みを、0.5〜5.0%の範囲とすることが好ましい。圧縮永久歪が、0.5%未満となる範囲では、ゴム弾性そのものを示さなくなる場合がある。一方、圧縮永久歪が5.0%を超える場合には、導電性弾性層の変形量自体が大きくなる際、その変形状態で長期保存すると、その変形の回復が十分に達成できず、そのため、画像形成装置に用いた場合、製造当初と同様な良好な画像形成ができなくなる場合がある。導電性弾性層の圧縮永久歪みは、0.5〜3.0%の範囲とすることがより好ましい。ここで、圧縮永久歪みは、別途作製した試験片を用いて、JIS K−6301加硫ゴム試験法(10.圧縮永久ひずみ試験)に準じて測定した値により定義されるものである。   At the same time, the compression set of the conductive elastic layer is preferably in the range of 0.5 to 5.0%. If the compression set is less than 0.5%, rubber elasticity itself may not be exhibited. On the other hand, if the compression set exceeds 5.0%, when the amount of deformation of the conductive elastic layer itself increases, if it is stored for a long time in the deformed state, the recovery of the deformation cannot be sufficiently achieved. When used in an image forming apparatus, good image formation similar to that at the beginning of manufacture may not be possible. The compression set of the conductive elastic layer is more preferably in the range of 0.5 to 3.0%. Here, the compression set is defined by a value measured according to a JIS K-6301 vulcanized rubber test method (10. compression set test) using a separately prepared test piece.

現像ローラを当接する際に、均一なニップ幅を確保し、加えて、好適なセット性を満たすものとするために、導電性弾性層の厚さは、0.5mm以上とすることが好ましく、1.0mm以上とすることがより好ましい。作製される現像ローラの外径精度を損なわない限り、導電性弾性層の厚さの上限は特にないものの、一般に、導電性弾性層の厚さを過度に厚くすると、導電性弾性層の製造コストを適正な範囲に抑えることが難しく、この実用上の制約をも考慮すると、導電性弾性層の厚さは、6.0mm以下とすることが好ましく、5.0mm以下とすることがより好ましい。導電性弾性層の厚さは、目的とするニップ幅を達成するため、その硬度に応じて、適宜選択されるものである。   When contacting the developing roller, in order to ensure a uniform nip width, and in addition to satisfy a suitable setting property, the thickness of the conductive elastic layer is preferably 0.5 mm or more, More preferably, it is 1.0 mm or more. Although there is no upper limit on the thickness of the conductive elastic layer unless the outer diameter accuracy of the developing roller to be produced is impaired, generally, if the thickness of the conductive elastic layer is excessively increased, the manufacturing cost of the conductive elastic layer In view of this practical limitation, the thickness of the conductive elastic layer is preferably 6.0 mm or less, and more preferably 5.0 mm or less. The thickness of the conductive elastic layer is appropriately selected according to the hardness in order to achieve the target nip width.

本発明の現像ローラは、上記の導電性弾性層を基層とし、その外表面を被覆する被覆層を表層として形成したものである。   In the developing roller of the present invention, the conductive elastic layer is used as a base layer, and a coating layer covering the outer surface is formed as a surface layer.

本発明の現像ローラの被覆層中に、上記のようなポリウレタンエラストマーを含有する。その含有量は、被覆層全体に対して50〜100質量%であることが好ましく、70〜100質量%であることがより好ましい。   The coating layer of the developing roller of the present invention contains the polyurethane elastomer as described above. The content is preferably 50 to 100% by mass and more preferably 70 to 100% by mass with respect to the entire coating layer.

また、本発明の現像ローラの被覆層中に、他の樹脂成分を含有することもできる。例えば、尿素樹脂やメラミン樹脂などのアミノ樹脂成分、アクリル樹脂成分、シリコーン樹脂成分等を用いることもできる。その含有量は、被覆層全体に対して20質量%以下とすることが好ましい。   Further, other resin components can be contained in the coating layer of the developing roller of the present invention. For example, amino resin components such as urea resin and melamine resin, acrylic resin components, silicone resin components, and the like can be used. The content is preferably 20% by mass or less with respect to the entire coating layer.

更に、本発明の現像ローラでは、用途に合わせて、被覆層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤など、また、樹脂膜体とする際に利用される各種添加剤成分、例えば、触媒、分散促進剤など、を、適宜配合することができる。なお、導電剤、非導電性充填剤は、先に導電性弾性層に含有可能な添加剤として例示したものから適宜選択することができる。また、これらの成分の添加量は、形成される被覆層の特性を本発明の効果を発揮する範囲内とすることができる限り、添加目的に応じて適宜選択することができる。特に、導電性物質を含有することが好ましい。   Furthermore, in the developing roller of the present invention, components necessary for the functions required for the coating layer itself, for example, a conductive agent, a non-conductive filler, etc., and a resin film body are used according to the application. Various additive components such as a catalyst, a dispersion accelerator and the like can be appropriately blended. In addition, a conductive agent and a nonelectroconductive filler can be suitably selected from what was illustrated as an additive which can be previously contained in a conductive elastic layer. Moreover, the addition amount of these components can be suitably selected according to the addition purpose, as long as the characteristic of the coating layer to be formed can be within the range in which the effect of the present invention is exhibited. In particular, it is preferable to contain a conductive substance.

被覆層の厚さは、十分な耐摩耗性を確保するために、また、均一に塗布・形成しやすくするために、1μm以上とすることが好ましい。一方、導電性を有する現像ローラとする際に均一な導電性を実現するために、また、現像ローラ全体の変形性に対する影響を小さくするために、被覆層の厚さは、100μm以下に留めることが好ましい。被覆層の厚さは、前記の範囲において、その硬度等をも考慮して、適宜選択するとよい。   The thickness of the coating layer is preferably 1 μm or more in order to ensure sufficient wear resistance and to facilitate uniform application and formation. On the other hand, the thickness of the coating layer is limited to 100 μm or less in order to achieve uniform conductivity when the developing roller has conductivity and to reduce the influence on the deformability of the entire developing roller. Is preferred. The thickness of the coating layer may be appropriately selected in the above range in consideration of its hardness and the like.

被覆層の形成には、樹脂膜体の原料となる樹脂原料を液状として、導電性弾性層表面に塗布する方法を利用することができる。この樹脂原料の塗布方法は、特に限定されないが、エアースプレー、ロールコート、カーテンコート、ディッピング等の方法により、樹脂原料を所望の厚さで、導電性弾性層表面に均一に塗布することが好ましい。その後、必要に応じ、加熱処理を行う場合がある。   For forming the coating layer, a method can be used in which the resin raw material used as the raw material for the resin film body is applied in a liquid state to the surface of the conductive elastic layer. The method for applying the resin raw material is not particularly limited, but it is preferable that the resin raw material is uniformly applied to the surface of the conductive elastic layer at a desired thickness by a method such as air spray, roll coating, curtain coating, dipping or the like. . Thereafter, heat treatment may be performed as necessary.

このような本発明の現像ローラの抵抗値は104〜1010Ωであることが好ましい。なお、抵抗値は、導電ローラを円柱状の金属性ローラ(Φ60)に片側500gの定圧荷重で押し当て、100Vの直流電圧を印加したときの抵抗値により定義されるものである。 The resistance value of the developing roller of the present invention is preferably 10 4 to 10 10 Ω. The resistance value is defined by the resistance value when the conductive roller is pressed against a cylindrical metal roller (Φ60) with a constant pressure load of 500 g on one side and a DC voltage of 100 V is applied.

以上に説明した様に、本発明の現像ローラにおいては、導電性弾性層は、低硬度で良好な圧縮永久歪み特性を併せ持ち、被覆層は、変形追従性がよくクリープもし難く、その結果、長期間、現像ローラを大きく変形させた際にも、接着性やしわなどの問題を起こさない。特に、低硬度のため適切なニップ幅が得られやすく、優れたセット性、2層間の接着性により良好な画像が得られ、なおかつ、劣化したトナーの固着も防ぐことができ、その耐久性により、その良好な画像が長期にわたる使用後も維持できる。更に、利用される画像形成装置自体、高速化され、プロセス速度、すなわち、感光体表面の速度が増す条件において、前記の利点は一層顕著なものとなる。   As described above, in the developing roller of the present invention, the conductive elastic layer has low hardness and good compression set characteristics, and the coating layer has good deformation followability and is difficult to creep. Even when the developing roller is greatly deformed during the period, problems such as adhesion and wrinkles do not occur. In particular, due to its low hardness, it is easy to obtain an appropriate nip width, an excellent setting property, a good image can be obtained due to the adhesiveness between two layers, and it is possible to prevent the adhesion of deteriorated toner. Its good image can be maintained after long-term use. Further, the above-described advantages become more remarkable under the condition that the image forming apparatus used is increased in speed and the process speed, that is, the speed of the surface of the photoreceptor is increased.

上記のような現像ローラは、画像形成装置の現像ローラとして使用するのに適している。すなわち、本発明の好ましい実施形態の1つとして、
潜像担持体と、該潜像担持体の表面を帯電させるための帯電装置と、該潜像担持体の帯電領域に静電潜像を形成するための静電潜像形成装置と、該潜像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を顕像化して画像とするための現像装置と、該画像を転写材に転写するための転写装置と、を有する画像形成装置であって、前記現像装置が具備する現像ローラとして、上記の現像ローラを、前記潜像担持体の表面に対向して当接若しくは圧接した状態で有することを特徴とする画像形成装置が挙げられる。
The developing roller as described above is suitable for use as a developing roller of an image forming apparatus. That is, as one of the preferred embodiments of the present invention,
A latent image carrier, a charging device for charging the surface of the latent image carrier, an electrostatic latent image forming device for forming an electrostatic latent image on a charged region of the latent image carrier, and the latent image carrier. A developing device for supplying a developer to the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier to visualize the electrostatic latent image into an image, and a transfer for transferring the image to a transfer material An image forming apparatus having the developing roller as a developing roller included in the developing device in a state of being in contact with or pressed against the surface of the latent image carrier. And an image forming apparatus.

本発明の画像形成装置の構成の一例を図3に示す。図3の画像形成装置において、現像ローラ25は、潜像担持体としての感光体21の表面に対向して当接する状態で具備される。感光体21の表面は帯電装置が具備する帯電ローラ22によって帯電され、その後、静電潜像形成装置が具備するレーザー光発信装置から発信されたレーザー光23によって、感光体21の表面に所定の静電潜像が形成される。一方、現像装置24では、現像容器34に入れられた現像剤28が、現像剤供給ローラ26によって現像ローラ25の表面に供給され、現像剤規制部材27により現像ローラ25の表面に薄膜状に担持される。そして、現像ローラ25の表面に担持された現像剤が、感光体21の表面に形成された静電潜像に供給され、顕像化して画像を形成する。その後、感光体21と転写装置の転写ローラ29との間を紙33が通過することで画像が紙に転写され、さらに定着ローラ32によって画像が紙上に定着される。感光体21上に残った現像剤は、クリーニングブレード30によって掻き取られ、廃トナー容器31に落とされる。   An example of the configuration of the image forming apparatus of the present invention is shown in FIG. In the image forming apparatus of FIG. 3, the developing roller 25 is provided in a state of being in contact with and facing the surface of the photosensitive member 21 as a latent image carrier. The surface of the photosensitive member 21 is charged by a charging roller 22 provided in the charging device, and then a predetermined amount is applied to the surface of the photosensitive member 21 by a laser beam 23 transmitted from a laser beam transmitting device provided in the electrostatic latent image forming device. An electrostatic latent image is formed. On the other hand, in the developing device 24, the developer 28 put in the developing container 34 is supplied to the surface of the developing roller 25 by the developer supplying roller 26, and is carried on the surface of the developing roller 25 in a thin film state by the developer regulating member 27. Is done. Then, the developer carried on the surface of the developing roller 25 is supplied to the electrostatic latent image formed on the surface of the photoconductor 21 and visualized to form an image. Thereafter, the paper 33 passes between the photosensitive member 21 and the transfer roller 29 of the transfer device, whereby the image is transferred to the paper, and the image is fixed on the paper by the fixing roller 32. The developer remaining on the photoreceptor 21 is scraped off by the cleaning blade 30 and dropped into the waste toner container 31.

上記の画像形成装置における現像装置24は、プロセスカートリッジとして着脱可能であることが好ましい。すなわち、本発明の好ましい実施形態の1つとして、
現像剤と、該現像剤を薄膜状に担持し得る上記の現像ローラと、を有するプロセスカートリッジであって、前記現像ローラは、表面に静電潜像を形成可能な潜像担持体の表面に対向して当接若しくは圧接した状態となって、前記現像ローラの表面に担持された現像剤を前記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に供給して現像可能なものであり、前記潜像担持体は前記プロセスカートリッジ又は画像形成装置に具備されていることを特徴とするプロセスカートリッジが挙げられる。このような構成とすることで、現像装置24が具備する現像ローラを容易に交換可能となる。
The developing device 24 in the image forming apparatus is preferably detachable as a process cartridge. That is, as one of the preferred embodiments of the present invention,
A process cartridge having a developer and the above-described developing roller capable of supporting the developer in a thin film, wherein the developing roller is formed on a surface of a latent image carrier capable of forming an electrostatic latent image on the surface. The developer can be developed by supplying the developer carried on the surface of the developing roller to the electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier in a state of facing or pressing against each other. The latent image carrier is provided in the process cartridge or the image forming apparatus. With such a configuration, the developing roller included in the developing device 24 can be easily replaced.

本発明のプロセスカートリッジの構成としては、上記の機能を発揮可能な構成とすることができ、例えば、図3の画像形成装置における現像装置24のみからなる構成することもでき(この場合、感光体21は画像形成装置内にあらかじめ設置される)、現像装置24及び感光体21を有する構成とすることもできる。いずれの場合も、現像ローラ25は、潜像担持体としての感光体21の表面に対向して当接若しくは圧接した状態となって、現像ローラ25の表面に担持された現像剤を感光体21の表面に形成された静電潜像に供給して現像可能なものである。特に、現像装置24のみからなるプロセスカートリッジが好ましい。なお、図3の画像形成装置における現像装置24は、現像剤28、現像剤28を入れる現像容器34、現像ローラ25、現像剤28を現像ローラ25の表面に供給可能な現像剤供給ローラ26、及び、現像ローラ25の表面に現像剤28が薄膜状になるように規制する現像剤規制部材27により構成されている。   The configuration of the process cartridge of the present invention may be a configuration capable of exhibiting the above functions, and may be configured by only the developing device 24 in the image forming apparatus of FIG. 3 (in this case, a photoconductor). 21 may be installed in advance in the image forming apparatus), and may include a developing device 24 and a photosensitive member 21. In either case, the developing roller 25 is in contact with or pressed against the surface of the photosensitive member 21 as a latent image carrier, and the developer carried on the surface of the developing roller 25 is charged with the photosensitive member 21. It can be developed by supplying it to an electrostatic latent image formed on the surface. In particular, a process cartridge including only the developing device 24 is preferable. 3 includes a developer 28, a developer container 34 for containing the developer 28, a developing roller 25, a developer supply roller 26 that can supply the developer 28 to the surface of the developing roller 25, In addition, a developer regulating member 27 that regulates the developer 28 so as to form a thin film on the surface of the developing roller 25 is configured.

以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、実施例1〜6が本発明の実施例であり、実施例7および8は本発明に関連する参考例である。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、実施例によって、何ら限定されるものではない。実施例に示す手法で作製される現像ローラは、画像形成装置で使用される現像ローラとして好適に使用できる。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Examples 1 to 6 are examples of the present invention, and examples 7 and 8 are reference examples related to the present invention. These examples are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to the examples. The developing roller produced by the method shown in the embodiment can be suitably used as a developing roller used in the image forming apparatus.

なお、以下に記載する具体例では、特に明記しない限り、各例において利用される試薬等は、市販の高純度品を用いた。また、各実施例、比較例において現像ローラの被覆層作製に用いたウレタンエラストマーの原料であるポリオール成分(i)、イソシアネート成分(ii)の組成について表1、表2に示す。   In the specific examples described below, commercially available high-purity products were used as reagents used in the respective examples unless otherwise specified. Tables 1 and 2 show the compositions of the polyol component (i) and the isocyanate component (ii), which are the raw materials of the urethane elastomer used in the production of the coating layer of the developing roller in each example and comparative example.

<使用したイソシアネート化合物>
・ウレタン変性MDI(変性イソシアネート化合物(A)):
ジフェニルメタンジイソシアネートのポリプロピレンポリオールによる変性体(NCO%:4.7、固形分:65質量%、日本ポリウレタン工業株式会社製、ポリプロピレンポリオールの数平均分子量:1000相当)
・ポリメリックMDI:
ジフェニルメタンジイソシアネートの多核体(NCO%:14.2、固形分:80質量%、日本ポリウレタン工業株式会社製)
・TMP変性TDI(変性イソシアネート化合物(B)):
トルエンジイソシアネートのトリメチロールプロパンによる変性体(NCO%:7.0、固形分:55質量%、三井武田ケミカル株式会社製)
・ウレタン変性TDI:
トルエンジイソシアネートのポリプロピレンポリオールによる変性体(NCO%:4.1、固形分:100質量%、日本ポリウレタン工業株式会社製、ポリプロピレンポリオールの数平均分子量:1500相当)
(実施例1)
以下の手法により現像ローラ(1)を作製した。なお、ローラ層を構成する基層、表層ともに、導電性を付与して、具体的には、基層の導電性弾性層ならびに表層の被覆層ともに、それぞれ、導電剤として、カーボンブラックを適宜添加し、この現像ローラを当接した際の電気抵抗が106Ωとなるように、導電剤のカーボンブラックの添加量を調整した。
<Isocyanate compound used>
Urethane-modified MDI (modified isocyanate compound (A)):
Modified product of diphenylmethane diisocyanate with polypropylene polyol (NCO%: 4.7, solid content: 65% by mass, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., number average molecular weight of polypropylene polyol: equivalent to 1000)
・ Polymeric MDI:
Polynuclear body of diphenylmethane diisocyanate (NCO%: 14.2, solid content: 80% by mass, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
TMP-modified TDI (modified isocyanate compound (B)):
Modified product of toluene diisocyanate with trimethylolpropane (NCO%: 7.0, solid content: 55% by mass, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.)
-Urethane modified TDI:
Modified product of toluene diisocyanate with polypropylene polyol (NCO%: 4.1, solid content: 100% by mass, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., number average molecular weight of polypropylene polyol: equivalent to 1500)
Example 1
The developing roller (1) was produced by the following method. In addition, both the base layer and the surface layer constituting the roller layer are imparted with conductivity, and specifically, carbon black is appropriately added as a conductive agent in each of the conductive elastic layer of the base layer and the coating layer of the surface layer, The amount of the conductive agent carbon black added was adjusted so that the electric resistance when the developing roller was brought into contact was 10 6 Ω.

軸芯体として、SUS製の芯金の表面にニッケル・メッキを施し、さらに、その外周面に接着剤を塗布、焼き付けしたものを用いた。この軸芯体を金型に配置し、この金型内に形成されたキャビティに、液状であるシリコーンゴム1(東レ・ダウコーニングシリコーン製)を注入した。続いて、金型を加熱して、注入されたシリコーンゴムを150℃にて30分間加熱処理を施して、硬化させた。冷却後、脱型し、さらに、150℃にて30分間加熱処理を施すことで、厚さ4mmの、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性層を軸芯体の外周面上に設けた。得られた導電性弾性層のAsker−C硬度は32゜であり、圧縮永久歪みは1.9%であった。   As the shaft core body, a SUS metal core having a surface plated with nickel and further coated with an adhesive on its outer peripheral surface and baked was used. This shaft core was placed in a mold, and liquid silicone rubber 1 (made by Toray Dow Corning Silicone) was injected into a cavity formed in the mold. Subsequently, the mold was heated, and the injected silicone rubber was cured by heating at 150 ° C. for 30 minutes. After cooling, the mold was removed, and further a heat treatment was performed at 150 ° C. for 30 minutes, thereby providing a conductive elastic layer having a thickness of 4 mm and mainly composed of silicone rubber on the outer peripheral surface of the shaft core. The obtained conductive elastic layer had an Asker-C hardness of 32 ° and a compression set of 1.9%.

被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG3000、数平均分子量:3000、三洋化成工業株式会社製)100質量部に対して、以下に示すイソシアネート成分(ii)を50質量部添加し、十分に攪拌した。イソシアネート成分(ii)としては、ウレタン変性MDIとTMP変性TDIとをモル比で5/5になるように混合したものを用いた。なお、[NCO]/[OH]の値は1.2とした。上記原料混合液に有機溶剤(メチルエチルケトン)を加え固形分20質量%となるように調整したものに、カーボンブラック(商品名:MA100、三菱化学社製)20質量部及びウレタン球状フィラー(商品名:C400、根上工業社製、平均粒子径15μm)15質量部を加えて、均一分散、混合したものを樹脂原料液とした。   As a raw material of the urethane elastomer for forming the coating layer, 50 parts by mass of the isocyanate component (ii) shown below with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG 3000, number average molecular weight: 3000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) Part was added and stirred thoroughly. As the isocyanate component (ii), a mixture of urethane-modified MDI and TMP-modified TDI so as to have a molar ratio of 5/5 was used. The value of [NCO] / [OH] was 1.2. An organic solvent (methyl ethyl ketone) was added to the above raw material mixture to adjust the solid content to 20% by mass, 20 parts by mass of carbon black (trade name: MA100, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and urethane spherical filler (trade name: C400, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., average particle diameter of 15 μm), 15 parts by mass) were added and uniformly dispersed and mixed to obtain a resin raw material liquid.

この樹脂原料液中に、上記の導電性弾性層の形成を終えた軸芯体を浸漬して、導電性弾性層の外表面をコーティングした後、引上げて自然乾燥させた。次いで、140℃にて60分間加熱処理することで、コーティングされた樹脂原料の硬化を行ない、厚さ20μmの被覆層を導電性弾性層の外周面上に形成した。   The shaft core after the formation of the conductive elastic layer was immersed in this resin raw material liquid to coat the outer surface of the conductive elastic layer, and then pulled up and allowed to dry naturally. Next, the coated resin raw material was cured by heat treatment at 140 ° C. for 60 minutes, and a coating layer having a thickness of 20 μm was formed on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer.

(実施例2)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000、数平均分子量:2000、三洋化成工業株式会社製)100質量部に対して、実施例1と同じ組成のイソシアネート成分(ii)を75質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(2)を作製した。
(Example 2)
As a raw material for the urethane elastomer forming the coating layer, an isocyanate component (ii) having the same composition as that of Example 1 is used with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000, number average molecular weight: 2000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). A developing roller (2) was produced in the same manner as in Example 1 except that 75 parts by weight of) was added.

(実施例3)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG1000、数平均分子量:1000、三洋化成工業株式会社製)100質量部に対して、実施例1と同じ組成のイソシアネート成分(ii)を150質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(3)を作製した。
(Example 3)
As a raw material of the urethane elastomer for forming the coating layer, an isocyanate component (ii) having the same composition as that of Example 1 with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG1000, number average molecular weight: 1000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) A developing roller (3) was produced in the same manner as in Example 1 except that 150 parts by mass of) was added.

(実施例4)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG650、数平均分子量:650、三洋化成工業株式会社製)100質量部に対して、実施例1と同じ組成のイソシアネート成分(ii)を230質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(4)を作製した。
(Example 4)
As a raw material for the urethane elastomer forming the coating layer, an isocyanate component (ii) having the same composition as that of Example 1 is used with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG650, number average molecular weight: 650, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). A developing roller (4) was produced in the same manner as in Example 1 except that a material having 230 parts by mass of) was added.

(実施例5)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、ウレタン変性MDIとTMP変性TDIとをモル比で3/7になるように混合したイソシアネート成分(ii)を64質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(5)を作製した。
(Example 5)
As a raw material of the urethane elastomer for forming the coating layer, an isocyanate component in which urethane-modified MDI and TMP-modified TDI are mixed at a molar ratio of 3/7 to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000) ( A developing roller (5) was produced in the same manner as in Example 1 except that 64 parts by mass of ii) was used.

(実施例6)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、ウレタン変性MDIとTMP変性TDIとをモル比で8/2になるように混合したイソシアネート成分(ii)を64質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(6)を作製した。
(Example 6)
As a raw material of the urethane elastomer for forming the coating layer, an isocyanate component in which urethane-modified MDI and TMP-modified TDI are mixed at a molar ratio of 8/2 with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000). A developing roller (6) was produced in the same manner as in Example 1 except that 64 parts by mass of ii) was used.

(比較例1)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、ウレタン変性MDIとTMP変性TDIとをモル比で9/1になるように混合したイソシアネート成分(ii)を100質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(7)を作製した。
(Comparative Example 1)
As a raw material of the urethane elastomer for forming the coating layer, an isocyanate component in which urethane-modified MDI and TMP-modified TDI are mixed at a molar ratio of 9/1 with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000). A developing roller (7) was produced in the same manner as in Example 1 except that 100 parts by mass of ii) was used.

(比較例2)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、ウレタン変性MDIを107質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(8)を作製した。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was used except that 107 parts by mass of urethane-modified MDI was added to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000) as a raw material for the urethane elastomer forming the coating layer. A developing roller (8) was produced.

(比較例3)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、ウレタン変性MDIとTMP変性TDIとをモル比で2/8になるように混合したイソシアネート成分(ii)を71質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(9)を作製した。
(Comparative Example 3)
As a raw material for the urethane elastomer for forming the coating layer, an isocyanate component in which urethane-modified MDI and TMP-modified TDI are mixed at a molar ratio of 2/8 to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000) ( A developing roller (9) was produced in the same manner as in Example 1, except that 71 parts by mass of ii) was used.

(比較例4)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、TMP変性TDIを60質量部添加ししたものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(10)を作製した。
(Comparative Example 4)
The same method as in Example 1 except that 60 parts by mass of TMP-modified TDI was added to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000) as a raw material for the urethane elastomer forming the coating layer. Thus, a developing roller (10) was produced.

(実施例7)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリプロピレンポリオール(数平均分子量:3000、f=2、三井武田ケミカル株式会社製)100質量部に対して、実施例1と同じ組成のイソシアネート成分(ii)を50質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(11)を作製した。
(Example 7)
Isocyanate component (ii) having the same composition as in Example 1 as a raw material for the urethane elastomer forming the coating layer with respect to 100 parts by mass of polypropylene polyol (number average molecular weight: 3000, f = 2, manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.). A developing roller (11) was produced in the same manner as in Example 1 except that 50 parts by mass of the toner was added.

(実施例8)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリエステルポリオール(数平均分子量:2000、f=2、EAタイプ、日本ポリウレタン工業株式会社製)100質量部に対して、実施例1と同じ組成のイソシアネート成分(ii)を75質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(12)を作製した。
(Example 8)
An isocyanate component having the same composition as that of Example 1 with respect to 100 parts by mass of a polyester polyol (number average molecular weight: 2000, f = 2, EA type, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) as a raw material for the urethane elastomer forming the coating layer. A developing roller (12) was produced in the same manner as in Example 1 except that 75 parts by mass of (ii) was used.

(比較例5)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、ウレタン変性MDIとウレタン変性TDIをモル比で5/5になるように混合したイソシアネート成分(ii)を64質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(13)を作製した。
(Comparative Example 5)
As a raw material of urethane elastomer for forming the coating layer, an isocyanate component (ii) in which urethane-modified MDI and urethane-modified TDI are mixed at a molar ratio of 5/5 with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000). A developing roller (13) was produced in the same manner as in Example 1 except that 64 parts by mass of) was added.

(比較例6)
被覆層を形成するウレタンエラストマーの原料として、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG2000)100質量部に対して、ポリメリックMDIとTMP変性TDIとをモル比で5/5になるように混合したイソシアネート成分(ii)を64質量部添加したものを用いた以外は、実施例1と同様の手法により現像ローラ(14)を作製した。
(Comparative Example 6)
As a raw material of urethane elastomer for forming a coating layer, an isocyanate component (ii) in which polymeric MDI and TMP-modified TDI are mixed at a molar ratio of 5/5 with respect to 100 parts by mass of polytetramethylene ether glycol (PTMEG2000). A developing roller (14) was produced in the same manner as in Example 1 except that 64 parts by mass of) was added.

(特性の評価)
実施例1〜8ならびに比較例1〜6で作製された、現像ローラ(1)〜(14)について、そのセット性能(変形回復性)、フィルミング、画像(初期、12k後)の項目に関し、以下の通り評価した。表3に、その評価結果を示す。
(Characteristic evaluation)
For the developing rollers (1) to (14) produced in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6, the set performance (deformation recovery), filming, and images (initial, after 12k), Evaluation was performed as follows. Table 3 shows the evaluation results.

なお、現像工程において、感光体に対するバイアスは同一条件として、画像形成を行った。   In the development process, image formation was performed under the same bias conditions for the photoreceptor.

<セット性能(変形回復性)の評価>
セット性能は、現像ローラをカートリッジに組み込みL/L環境下(15℃、10%RH)で6日間放置した後、J/J環境下(常温、常湿)に移動し1日放置し、その後、図3に示す構成を有するカートリッジを画像形成装置に組み込み、ベタ及びハーフトーンの画像の評価をおこなった。なお、上記カートリッジは、現像ローラ、現像剤供給ローラ、現像剤規制部材、現像剤および現像容器を具備するものとした。
◎:圧接跡が画像上にみられないもの
○:圧接跡がごく薄くみられるが、画像に影響のないもの
△:圧接跡が薄くみられるが、画像に影響のないもの
×:圧接跡が明瞭にみられ、画像に影響するもの
実施例1〜3、5〜7、比較例1、2、5で作製した現像ローラ上の圧接跡はほとんど見られず良好な結果が得られた。実施例4、8、比較例6で作製した現像ローラでは圧接跡が薄く確認されたが実用上問題の無いレベルであった。比較例3、4で作製した現像ローラでは圧接跡がはっきりと見られ画像上問題となるレベルにあった。この結果から、イソシアネート成分(ii)中のイソシアネート化合物のモル比率とセット性能に相関性があり、ウレタン変性MDIのモル比が30%以上では良好なセット性能が得られた。
<Evaluation of set performance (deformation recovery)>
The set performance is as follows: the developing roller is installed in the cartridge, left in an L / L environment (15 ° C., 10% RH) for 6 days, then moved to a J / J environment (normal temperature, normal humidity) and left for 1 day. A cartridge having the configuration shown in FIG. 3 was incorporated in the image forming apparatus, and solid and halftone images were evaluated. The cartridge includes a developing roller, a developer supply roller, a developer regulating member, a developer, and a developing container.
◎: No pressure trace is seen on the image ○: The pressure trace is very thin but does not affect the image △: The pressure trace is thin but does not affect the image ×: The pressure trace is not present What is clearly seen and affects the image. Examples 1 to 3 and 5 to 7 and Comparative Examples 1, 2 and 5 showed almost no pressure contact marks on the developing roller, and good results were obtained. In the developing rollers produced in Examples 4 and 8 and Comparative Example 6, the pressure contact trace was confirmed to be thin, but it was at a level causing no practical problem. In the developing rollers prepared in Comparative Examples 3 and 4, the pressure contact marks were clearly seen, and the image was problematic. From this result, there is a correlation between the molar ratio of the isocyanate compound in the isocyanate component (ii) and the setting performance, and when the molar ratio of the urethane-modified MDI is 30% or more, good setting performance was obtained.

<画像の評価>
画像の評価は、作製した現像ローラを実際に図3に示す構成を有する画像形成装置に組み込んで、ベタ及びハーフトーンの画像形成を行い、初期および12k後(12000枚印刷後)における形成された画像の問題の有無を判断した。その判断に基づき、下記の基準で評価した。
◎:画像が良好なもの
○:ごくうすく濃淡やかぶりが確認されるが、問題がないもの
△:うすく濃淡やかぶりが確認されるが、問題のないもの
×:濃淡やかぶりが明らかに確認され、問題のあるもの
実施例1〜7、比較例3で作製した現像ローラは、初期画像は良好であり、実施例8、比較例1、2、4、6で作製した現像ローラでも、初期画像上の問題はなかった。12k後の画像評価においては、実施例7、8、比較例1、6で作製した現像ローラでうすく濃淡むらやかぶりが発生したが問題ないレベルであった。比較例2で作製した現像ローラではかぶりの状態が悪いものであった。比較例7で作製した現像ローラでは、初期の画像においても濃淡むらやかぶりが確認され耐久後の画像を評価するには至らなかった。
<Evaluation of image>
The image was evaluated by incorporating the produced developing roller into an image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 3 to form solid and halftone images, and formed at the initial stage and after 12k (after printing 12,000 sheets). The presence or absence of image problems was determined. Based on the judgment, evaluation was made according to the following criteria.
◎: Good image ○: Very light shading and fogging confirmed, but no problem △: Light shading and fogging confirmed, but no problem x: Light shading and fogging clearly confirmed The developing rollers produced in Examples 1 to 7 and Comparative Example 3 have good initial images. Even with the developing rollers produced in Example 8 and Comparative Examples 1, 2, 4, and 6, the initial images were obtained. There was no problem above. In the image evaluation after 12k, the developing rollers produced in Examples 7 and 8 and Comparative Examples 1 and 6 produced slight shading and fogging, but the level was satisfactory. The developing roller produced in Comparative Example 2 had a poor fog state. In the developing roller produced in Comparative Example 7, unevenness in density and fogging were confirmed even in the initial image, and the image after durability could not be evaluated.

<フィルミングの評価>
フィルミングの評価は、画像評価12k後の現像ローラに対して、その表面を顕微鏡にて観察し、ローラ表面上でトナーが固着しているレベルの確認を行った。この目視検査結果に基づき、下記の基準で評価した。
◎:固着がみられないもの
○:やや固着がみられるが画像上問題のないもの
△:固着がみられ、画像上問題のあるもの
×:固着がひどくトナー漏れが発生するもの
実施例1〜8、比較例3、4、6で作製した現像ローラでは、トナーの固着レベルは良好であるか、固着はあるが画像上問題の無いレベルであった。比較例1、2、5で作製した現像ローラで固着があり画像上問題が出てしまい、比較例7においては初期の画像評価の段階でトナー固着が発生した。この結果から、イソシアネート成分(ii)中のイソシアネート化合物のモル比率とフィルミングに相関性があり、TMP変性TDIのモル比率を20%以上にすることでフィルミングに対して効果的であった。
<Filming evaluation>
The filming was evaluated by observing the surface of the developing roller after image evaluation 12k with a microscope to confirm the level of toner fixing on the roller surface. Based on the result of this visual inspection, the evaluation was made according to the following criteria.
◎: No sticking observed ○: Some sticking is observed but no problem on image Δ: Some sticking is observed and there is a problem on image ×: Bad fixing and toner leakage occurs Example 1 8. In the developing rollers produced in Comparative Examples 3, 4, and 6, the fixing level of the toner was good, or the toner was fixed, but there was no problem on the image. The developing rollers produced in Comparative Examples 1, 2, and 5 were stuck, causing image problems. In Comparative Example 7, toner sticking occurred at the initial image evaluation stage. From this result, there was a correlation between the molar ratio of the isocyanate compound in the isocyanate component (ii) and filming, and it was effective for filming by setting the molar ratio of TMP-modified TDI to 20% or more.

上記の評価結果に基づき、総合的な性能評価を行い、下記する4区分に評価した。
◎:極めて良好
○:良好
△:やや難点を有するが、実用上問題ない
×:明らかな問題があり、実用できるレベルにはない
総合的に評価すると、実施例1〜8で作製された現像ローラは、セット性能、画像(初期、耐久後)、フィルミングのいずれの項目ともに、実用上問題となる難点はなく、良好以上と評価された。その中でも、実施例2、3、5、6で作製された現像ローラは、画像特性(12k後)を含め、良好な特性を示し、総合的には、極めて良好と評価される。
Based on the above evaluation results, a comprehensive performance evaluation was performed, and the following four categories were evaluated.
A: Extremely good O: Good Δ: Slightly difficult, but no problem in practical use ×: Clear problem, not at a practical level When evaluated comprehensively, the developing rollers produced in Examples 1 to 8 In all of the items of set performance, image (initial and after durability), and filming, there were no practical problems, and it was evaluated as good or better. Among them, the developing rollers produced in Examples 2, 3, 5, and 6 show good characteristics including image characteristics (after 12 k), and are comprehensively evaluated as being extremely good.

Figure 0004208765
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なお、本発明は、上述した具体例に示す条件に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内において、種々の用途に応じて、実施の形態を変更の上、実施することができる。因みに、上述の具体例では、被覆層の形成に、ディッピング法による塗布を利用した例を示したが、スプレー法やロールコーター法、または他の方法で塗布、形成した被覆層を具える現像ローラとしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the conditions shown in the specific example mentioned above, It can implement after changing embodiment according to various uses within the technical scope of this invention. . Incidentally, in the above-described specific example, an example in which coating by dipping is used for forming the coating layer is shown. However, a developing roller having a coating layer applied and formed by a spray method, a roll coater method, or other methods. It is good.

本発明の現像ローラの構成を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the structure of the developing roller of this invention. 本発明の現像ローラの構成を示模式的断面図である。It is a typical sectional view showing the composition of the development roller of the present invention. 本発明の画像形成装置の構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:現像ローラ
11:軸芯体
12:導電性弾性層(基層)
13:被覆層(表層)
21:感光体
22:帯電ローラ
23:レーザー光
24:現像装置
25:現像ローラ
26:現像剤供給ローラ
27:現像剤規制部材
28:現像剤
29:転写ローラ
30:クリーニングブレード
31:廃トナー容器
32:定着ローラ
33:紙
34:現像容器
1: Developing roller 11: Shaft core 12: Conductive elastic layer (base layer)
13: Coating layer (surface layer)
21: Photoconductor 22: Charging roller 23: Laser beam 24: Developing device 25: Developing roller 26: Developer supplying roller 27: Developer regulating member 28: Developer 29: Transfer roller 30: Cleaning blade 31: Waste toner container 32 : Fixing roller 33: Paper 34: Developer container

Claims (6)

軸芯体と、該軸芯体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層上に形成された被覆層とを少なくとも具備、前記被覆層が、
ポリオール成分(i)と、
ジフェニルメタンジイソシアネートのポリプロピレンポリオールによる変性体である変性イソシアネート化合物(A)と、トルエンジイソシアネートのトリメチロールプロパンによる変性体である変性イソシアネート化合物(B)と、を3/7〜8/2(モル比(A/B))で含有するイソシアネート成分(ii)と
から得られるポリウレタンエラストマーを含有する現像ローラであって、
前記ポリオール成分(i)が、ポリテトラメチレンエーテルグリコールであることを特徴とする現像ローラ。
A mandrel, and the mandrel conductive elastic layer formed on the outer periphery of at least and a coating layer formed on the conductive elastic layer, said coating layer,
A polyol component (i),
3 / 7-8 / 2 (molar ratio (A A developing roller containing a polyurethane elastomer obtained from the isocyanate component (ii) contained in / B)) ,
The developing roller, wherein the polyol component (i) is polytetramethylene ether glycol .
前記被覆層が、さらに導電性物質を含むことを特徴とする請求項に記載の現像ローラ。 The developing roller according to claim 1 , wherein the coating layer further contains a conductive substance. 前記導電性弾性層が、シリコーンゴムを主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。 The conductive elastic layer, the developing roller according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed of a material mainly containing silicon rubber. 前記導電性弾性層の硬度(Asker−C)が15〜55°であり、かつ、該導電性弾性層の圧縮永久歪が0.5〜5.0%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の現像ローラ。 Claim 1, the hardness of the conductive elastic layer (Asker-C) is 15 to 55 °, and compression set of the conductive elastic layer is characterized by a 0.5 to 5.0% The developing roller according to any one of? 現像剤と、該現像剤を薄膜状に担持し得る請求項1〜のいずれかに記載の現像ローラと、を有するプロセスカートリッジであって、
前記現像ローラは、表面に静電潜像を形成可能な潜像担持体の表面に対向して当接若しくは圧接した状態となって、前記現像ローラの表面に担持された現像剤を前記潜像担持体の表面に形成された静電潜像に供給して現像可能なものであり、
前記潜像担持体は前記プロセスカートリッジ又は画像形成装置に具備されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
A process cartridge comprising: a developer; and the developing roller according to any one of claims 1 to 4 , which can carry the developer in a thin film.
The developing roller is in contact with or pressed against the surface of a latent image carrier capable of forming an electrostatic latent image on the surface, and the developer carried on the surface of the developing roller is allowed to remove the latent image. It can be supplied and developed to an electrostatic latent image formed on the surface of the carrier,
The process cartridge, wherein the latent image carrier is provided in the process cartridge or the image forming apparatus.
潜像担持体と、該潜像担持体の表面を帯電させるための帯電装置と、該潜像担持体の帯電領域に静電潜像を形成するための静電潜像形成装置と、該潜像担持体の表面に形成された静電潜像に現像剤を供給して該静電潜像を顕像化して画像とするための現像装置と、該画像を転写材に転写するための転写装置と、を有する画像形成装置であって、
前記現像装置が具備する現像ローラとして、請求項1〜のいずれかに記載の現像ローラを、前記潜像担持体の表面に対向して当接若しくは圧接した状態で有することを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier, a charging device for charging the surface of the latent image carrier, an electrostatic latent image forming device for forming an electrostatic latent image on a charged region of the latent image carrier, and the latent image carrier. A developing device for supplying a developer to the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier to visualize the electrostatic latent image into an image, and a transfer for transferring the image to a transfer material An image forming apparatus comprising:
As a developing roller, wherein the developing device comprises an image characterized by having a state in which the developing roller according to any one of claims 1 to 4, and opposite to contact or pressed against the surface of the latent image bearing member Forming equipment.
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