JP4815619B2 - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents

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JP4815619B2 JP2007040604A JP2007040604A JP4815619B2 JP 4815619 B2 JP4815619 B2 JP 4815619B2 JP 2007040604 A JP2007040604 A JP 2007040604A JP 2007040604 A JP2007040604 A JP 2007040604A JP 4815619 B2 JP4815619 B2 JP 4815619B2
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ受信機等の電子写真方式の画像形成技術に関し、特に、現像ローラを用いた画像形成技術に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming technique such as a copying machine, a printer, and a facsimile receiver, and more particularly to an image forming technique using a developing roller.

電子写真方式の画像形成方法は、通常、以下の工程を経て転写シート上に画像形成が行われる。すなわち、電荷の付与されたトナーを電子写真感光体に代表される静電潜像担持体上に形成された静電潜像に接触、あるいは非接触で供給し、静電潜像を顕像化する現像を行い、静電潜像担持体上のトナー画像を用紙等に転写した後、定着を行って最終画像を形成する。   In an electrophotographic image forming method, an image is usually formed on a transfer sheet through the following steps. In other words, the charged toner is supplied in contact or non-contact with the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier represented by the electrophotographic photosensitive member to visualize the electrostatic latent image. The toner image on the electrostatic latent image carrier is transferred to a sheet or the like, and then fixed to form a final image.

静電潜像担持体上にトナー画像を形成するための現像方法には、キャリアとトナーより構成される2成分現像剤を用いる2成分現像方式と、トナーのみから構成される1成分現像剤を用いる1成分現像方式がある。1成分現像方式の現像方法では、キャリアを使用せずにトナーを帯電部材や現像ローラ面に摺擦、押圧して帯電するもので、現像器の構造を簡略化してコンパクトにし易いメリットがある。とりわけ、トナー画像のカラー化の流れに対し、限られたスペース内にイエロー、マゼンタ、シアン、黒色等複数の現像装置を配置するフルカラーの画像形成装置では非磁性1成分方式による画像形成が有力である。また、製造工程でトナーの粒径や形状制御を行いながら作製可能ないわゆる重合トナーを用いることにより、フルカラーのピクトリアル画像形成を可能にしている(例えば、特許文献1参照)。   Development methods for forming a toner image on an electrostatic latent image carrier include a two-component development method using a two-component developer composed of a carrier and a toner, and a one-component developer composed only of a toner. There is a one-component development method used. In the developing method of the one-component developing system, the toner is rubbed and pressed against the charging member or the developing roller surface without using a carrier to be charged, and there is an advantage that the structure of the developing device can be simplified and made compact. In particular, the full-color image forming apparatus in which a plurality of developing devices such as yellow, magenta, cyan, black, etc. are arranged in a limited space with respect to the trend of colorization of toner images is prominent in non-magnetic one-component image formation. is there. In addition, full-color pictorial images can be formed by using so-called polymerized toner that can be produced while controlling the particle size and shape of the toner in the manufacturing process (see, for example, Patent Document 1).

非磁性1成分方式の画像形成に使用する現像ローラは、例えば、シャフトの外周に設けられたゴム層上に樹脂層を有する形態を有し、現像ローラ上では金属板やローラ等によりトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラ上に形成されたトナー薄層は前述した金属板やローラ等からの摩擦の作用により帯電される。   The developing roller used for non-magnetic single-component image formation has, for example, a form in which a resin layer is provided on a rubber layer provided on the outer periphery of the shaft, and the toner is thinned by a metal plate or a roller on the developing roller. A layer is formed. The toner thin layer formed on the developing roller is charged by the action of friction from the above-described metal plate or roller.

現像ローラには、トナーへの安定した帯電付与性能と良好なトナー搬送性が求められ、そのために、現像ローラ表面に適度な粗さを付与することがこれまでに行われてきた。たとえば、無機化合物粒子を混合した母材原料を用いて現像ローラ表面を形成し、かつ、十点平均粗さや最大高さ、算術平均粗さ等を特定範囲にすることにより、表面の粗さを制御した現像ローラの技術がある(たとえば、特許文献2、3参照)。
特開2000−214629号公報 特開2003−15401号公報 特開2001−296735号公報
The developing roller is required to have a stable charge imparting performance to the toner and good toner transportability. For this reason, it has been performed so far to impart an appropriate roughness to the surface of the developing roller. For example, the surface of the developing roller is formed using a base material mixed with inorganic compound particles, and the ten-point average roughness, maximum height, arithmetic average roughness, and the like are set within a specific range. There is a controlled developing roller technology (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
JP 2000-214629 A JP 2003-15401 A JP 2001-296735 A

ところで、現像装置では規制部材等を用いて現像ローラ上に均一なトナー層を形成する等により、トナーへの安定した帯電付与性能を発現させている。このとき、トナーを撹拌、摺動しながら現像ローラ表面にトナー層を形成するので、トナーに強いストレスが加わり、現像ローラ表面にトナーが強く付着することが懸念される。現像ローラ表面にトナーが強く付着すると、フィルミングにより現像ローラ表面が滑り易くなり、トナー搬送量を低減させてしまう。   By the way, in the developing device, a stable charge imparting performance to the toner is expressed by forming a uniform toner layer on the developing roller using a regulating member or the like. At this time, since the toner layer is formed on the surface of the developing roller while stirring and sliding the toner, strong stress is applied to the toner, and there is a concern that the toner strongly adheres to the surface of the developing roller. If toner adheres strongly to the surface of the developing roller, the surface of the developing roller becomes slippery due to filming, and the toner conveyance amount is reduced.

したがって、フィルミングによるトナー付着を起こさずに安定したトナー帯電が行える現像ローラが求められていたが、トナーにストレスがかからぬ様に撹拌や摺動を行うと、トナーに十分な帯電性を付与することができなくなった。この様に、現像ローラ表面にフィルミングによるトナー付着を起こさずに、しかも、トナーへの安定した帯電付与性能を発現させることが可能な画像形成技術が求められていた。   Therefore, there has been a demand for a developing roller that can stably charge the toner without causing toner adhesion due to filming. However, if the toner is stirred and slid so that the toner is not stressed, the toner has sufficient chargeability. Can no longer be granted. As described above, there has been a demand for an image forming technique that does not cause toner adhesion due to filming on the surface of the developing roller and that allows the toner to exhibit stable charging performance.

本発明は、現像ローラ表面でフィルミングによるトナー付着を発生させることなく、安定したトナー帯電が行える電子写真方式の画像形成方法を提供することを目的とするものである。すなわち、本発明は、粗さ付与粒子を用いてその表面性を特定した現像ローラを用いることにより、連続でプリント作成を行う様な場合でも、フィルミングを発生させずに安定したトナー搬送とトナー帯電を行える画像形成方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an electrophotographic image forming method capable of performing stable toner charging without causing toner adhesion due to filming on the surface of a developing roller. That is, the present invention uses a developing roller whose surface property is specified using roughness-imparting particles, so that stable toner conveyance and toner can be achieved without causing filming even in the case where printing is continuously performed. An object is to provide an image forming method capable of charging.

具体的には、フィルミングの発生に伴うトナー搬送量のバラツキによるカブリやはき寄せ、欠け、濃度ムラといった画像不良のない良好なトナー画像形成の行える画像形成方法を提供することを目的とするものである。   Specifically, an object of the present invention is to provide an image forming method capable of forming a good toner image without image defects such as fogging, gathering, chipping, and density unevenness due to variations in the amount of toner transport accompanying filming. Is.

上記課題は、下記に記載の構成により解消されることが見出された。   It has been found that the above problems can be solved by the configuration described below.

請求項1に記載の発明は、『導電性シャフトの外周に導電性の樹脂層を有する現像ローラ表面にトナーを担持し、担持されたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を非磁性一成分現像方式により現像する工程を有する画像形成方法において、前記像担持体上にトナーを供給する現像ローラが、現像ローラ表面に粗さを付与する粗さ付与粒子を前記樹脂層中に含有し、
前記樹脂層中における粗さ付与粒子間の間隔をSm(μm)、前記樹脂層の平均中心線粗さをRa(μm)、前記樹脂層表面に担持させるトナーの体積基準メディアン径をR(μm)としたときに、
10R≦Sm≦30R
R/5≦Ra≦R/2
の関係を有することを特徴とする画像形成方法。』という発明である。
According to the first aspect of the present invention, “the toner is carried on the surface of the developing roller having the conductive resin layer on the outer periphery of the conductive shaft, and the carried toner is supplied onto the image carrier to provide the image on the image carrier. In an image forming method including a step of developing an electrostatic latent image by a non-magnetic one-component developing method , a developing roller that supplies toner onto the image carrier has roughness-imparting particles that impart roughness to the surface of the developing roller. Contained in the resin layer,
The spacing between the roughness-imparting particles in the resin layer is Sm (μm), the average center line roughness of the resin layer is Ra (μm), and the volume-based median diameter of the toner carried on the resin layer surface is R (μm). )
10R ≦ Sm ≦ 30R
R / 5 ≦ Ra ≦ R / 2
An image forming method having the following relationship: Is the invention.

また、請求項2に記載の発明は、『導電性シャフトの外周に導電性の樹脂層を有する現像ローラ表面にトナーを担持し、担持されたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を非磁性一成分現像方式により現像する現像手段を有する画像形成装置において、前記像担持体上にトナーを供給する現像ローラが、現像ローラ表面に粗さを付与する粗さ付与粒子を前記樹脂層中に含有し、
前記樹脂層中における粗さ付与粒子間の間隔をSm(μm)、前記樹脂層の平均中心線粗さをRa(μm)、前記樹脂層表面に担持させるトナーの体積基準メディアン径をR(μm)としたときに、
10R≦Sm≦30R
R/5≦Ra≦R/2
の関係を有することを特徴とする画像形成装置。』という発明である。
The invention according to claim 2 is the following: “The toner is carried on the surface of the developing roller having the conductive resin layer on the outer periphery of the conductive shaft, and the carried toner is supplied onto the image carrier to provide the image carrier. In the image forming apparatus having a developing unit for developing the electrostatic latent image on the image carrier by a non-magnetic one-component developing method , the developing roller for supplying toner onto the image bearing member provides roughness to the developing roller surface. Containing imparting particles in the resin layer;
The spacing between the roughness-imparting particles in the resin layer is Sm (μm), the average center line roughness of the resin layer is Ra (μm), and the volume-based median diameter of the toner carried on the resin layer surface is R (μm). )
10R ≦ Sm ≦ 30R
R / 5 ≦ Ra ≦ R / 2
An image forming apparatus having the following relationship: Is the invention.

本発明によれば、粗さ付与粒子を添加して現像ローラの表面特性を画像形成に使用されるトナー粒径と関連付けられる様にすることで、トナー層形成時に加わるストレスに起因する現像ローラ表面へのトナー付着による問題を回避できる様にした。その結果、プリント作成に伴うフィルミングによるトナー付着の影響がなくなり、現像ローラはその表面で安定したトナー帯電が行えるとともに、いつも適量のトナー搬送が行える様になり、安定した画像形成が行える様になった。   According to the present invention, the surface of the developing roller is caused by the stress applied during the toner layer formation by adding the roughness imparting particles so that the surface characteristics of the developing roller are related to the particle size of the toner used for image formation. The problem of toner adhesion to the toner can be avoided. As a result, there is no influence of toner adhesion due to filming in print creation, and the developing roller can stably charge the toner on its surface, and can always carry an appropriate amount of toner, so that stable image formation can be performed. became.

本発明は、導電性シャフトに粒子を含有した樹脂層を塗布、形成した現像ローラを用いた画像形成方法に関する。本発明者は、現像ローラ表面の粗さ状態とローラ表面へのトナー付着の関係に着目し、現像ローラ表面におけるトナー付着性についての検討を行った。その結果、現像ローラ表面の局所的に高くなっている個所でトナー付着が起こり易い傾向があることを見出した。そして、この局所的に高い個所が、粗さ付与粒子が局所的に集まるために形成されるもので、現像ローラ表面における粗さを均一化させれば、この課題が解消されるものと考えた。   The present invention relates to an image forming method using a developing roller in which a resin layer containing particles is applied and formed on a conductive shaft. The inventor examined the toner adhesion on the surface of the developing roller by paying attention to the relationship between the roughness state of the surface of the developing roller and the toner adhesion to the roller surface. As a result, it was found that toner adhesion tends to occur at a locally high portion on the surface of the developing roller. And this locally high place is formed because the roughness imparting particles are locally gathered, and it was considered that this problem could be solved if the roughness on the developing roller surface was made uniform. .

また、トナーの局所的な付着は現像ローラの表面粗さだけでなく、使用されるトナーの大きさも影響するものと推測し、現像ローラの表面性能をトナー粒径と関連づけることができれば、現像ローラ表面へのトナー付着が回避できると考えたのである。   Further, it is assumed that the local adhesion of toner affects not only the surface roughness of the developing roller but also the size of the toner used, and if the surface performance of the developing roller can be correlated with the toner particle size, the developing roller It was thought that toner adhesion to the surface could be avoided.

そして、現像ローラ表面における粗さ付与粒子の間隔Sm、及び、樹脂層表面の凹凸状態を特定する平均中心線粗さRaと、トナーの体積基準メディアン径Rとの間に特定関係をもたせることで、現像ローラ表面におけるトナー付着が回避されることを見出した。   By providing a specific relationship between the spacing Sm of the roughness-imparting particles on the surface of the developing roller, the average centerline roughness Ra that specifies the uneven state of the resin layer surface, and the volume-based median diameter R of the toner. The inventors have found that toner adhesion on the surface of the developing roller is avoided.

すなわち、現像ローラ表面における粗さ付与粒子の間隔Smと画像形成に使用されるトナーの体積基準メディアン径Rとを上述の様に関連づけることで、プリント時におけるトナー搬送量のばらつきが抑制される。そして、現像ローラによるトナー搬送量にばらつきがなくなることで、現像ローラ上ではいつも一定量で厚みの揃ったトナー層が形成される様になり、現像ローラによるトナー帯電が一定レベルに維持されるものと推測される。   That is, by associating the spacing Sm between the roughness-imparting particles on the surface of the developing roller and the volume-based median diameter R of the toner used for image formation as described above, variations in the toner conveyance amount during printing can be suppressed. In addition, since there is no variation in the amount of toner transported by the developing roller, a toner layer having a constant thickness and a uniform thickness is always formed on the developing roller, and the toner charging by the developing roller is maintained at a constant level. It is guessed.

また、現像ローラのトナー搬送量を一定レベルに維持することにより、トナー搬送量の増大によるフィルミング発生や、少量のトナー搬送による画像濃度低下といった問題の発生も解消されるものと考えられるのである。   In addition, by maintaining the toner conveyance amount of the developing roller at a constant level, it is considered that problems such as filming due to an increase in the toner conveyance amount and image density reduction due to a small amount of toner conveyance can be solved. .

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

非磁性一成分現像方式による現像工程では、トナー規制部材や現像ローラ自身により現像ローラ上に担持されたトナーを所定レベルに帯電させ、所定量に帯電したトナーを現像ローラ表面から飛翔させることにより像担持体上への供給が行われる。すなわち、非磁性一成分現像方式の画像形成に使用される現像ローラは、ローラ表面で確実なトナー帯電が行われ、かつ、帯電したトナーを的確に飛翔させて像担持体上の静電潜像を確実に現像する性能が求められる。   In the developing process using the non-magnetic one-component developing method, the toner carried on the developing roller is charged to a predetermined level by the toner regulating member or the developing roller itself, and the toner charged to a predetermined amount is ejected from the surface of the developing roller to make an image. Supply to the carrier is performed. That is, the developing roller used for image formation of the non-magnetic one-component developing system is surely charged with toner on the roller surface, and the electrostatic latent image on the image carrier is made to fly accurately by charging the charged toner. Therefore, it is required to have a performance for developing the toner reliably.

本発明に係る現像ローラは、現像ローラ表面に粗さを付与する粗さ付与粒子を前記樹脂層中に含有するものである。本発明に係る現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性の樹脂層を有するもので、図1に示す構造を有するものである。図1(a)はシャフトの周りに1層の樹脂層を設けたものであり、図1(b)は樹脂層を多層構造にしたものであり、シャフト表面に樹脂層が直接設けられた構造を有するものである。   The developing roller according to the present invention contains roughness imparting particles for imparting roughness to the surface of the developing roller in the resin layer. The developing roller according to the present invention has a conductive resin layer on the outer periphery of a conductive shaft, and has the structure shown in FIG. FIG. 1A shows a structure in which one resin layer is provided around the shaft, and FIG. 1B shows a structure in which the resin layer has a multi-layer structure, in which a resin layer is directly provided on the shaft surface. It is what has.

図1に示す様に、本発明に係る現像ローラ10は、導電性のシャフト11と、シャフト11上に設けられた樹脂層12より構成され、樹脂層12中に粗さ付与粒子13を含有するものである。現像ローラ10を構成する樹脂層12は、導電性を有するものであり、樹脂中にカーボンブラックに代表される導電性物質を分散させた構造を有する。この様に、樹脂層12中にカーボンブラック等の導電性物質を分散含有させることにより、樹脂層中にある程度の導電性が付与され、ローラ表面に電荷が残留しても、導電性のシャフト11よりリークし易い構造を有する。   As shown in FIG. 1, the developing roller 10 according to the present invention includes a conductive shaft 11 and a resin layer 12 provided on the shaft 11, and the resin layer 12 contains roughness imparting particles 13. Is. The resin layer 12 constituting the developing roller 10 has conductivity, and has a structure in which a conductive substance typified by carbon black is dispersed in the resin. In this way, by dispersing and containing a conductive material such as carbon black in the resin layer 12, a certain degree of conductivity is imparted to the resin layer, and even if electric charges remain on the roller surface, the conductive shaft 11 is provided. It has a structure that is more likely to leak.

シャフト11は、導電性の部材で構成され、具体的には、SUS304等のステンレス鋼、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の金属材料が好ましい。また、前述した金属の粉体物やカーボンブラック等の導電性材料を樹脂中に充填させた導電性樹脂も使用可能である。   The shaft 11 is composed of a conductive member, and specifically, a metal material such as stainless steel such as SUS304, iron, aluminum, nickel, an aluminum alloy, or a nickel alloy is preferable. Also, a conductive resin in which a conductive material such as the above-described metal powder or carbon black is filled in the resin can be used.

ここで、粗さ付与粒子13について詳細に説明する。   Here, the roughness imparting particles 13 will be described in detail.

樹脂層12に含有される粗さ付与粒子13の好ましい形態としては、たとえば、平均1次粒径が5μm以上30μm以下であり、樹脂層12中への含有量が10質量%以上50質量%以下のものが好ましい形態例の一つとして挙げられる。   As a preferable form of the roughness imparting particles 13 contained in the resin layer 12, for example, the average primary particle size is 5 μm or more and 30 μm or less, and the content in the resin layer 12 is 10% by mass or more and 50% by mass or less. Can be cited as one of preferred embodiments.

粗さ付与粒子13は、現像ローラ表面に粗さを付与することにより、現像ローラ表面におけるトナー搬送性を向上させることが可能である。   The roughness imparting particles 13 can improve the toner transportability on the surface of the developing roller by imparting roughness to the surface of the developing roller.

本発明に使用可能な粗さ付与粒子13は、画像形成に使用するトナーとの間に後述する関係を満足するものであれば、その材質は特に限定されるものではない。粗さ付与粒子13に使用可能な材質としては、たとえば、スチレン樹脂、スチレンアクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられる。また、本発明に係る現像ローラは、シャフト11上に樹脂層12を形成する樹脂溶液を塗布して樹脂層12を形成することが好ましく、粗さ付与粒子13は、溶剤の影響を受けて膨潤等をしないものが好ましい。この視点から、粗さ付与粒子13は架橋構造等の耐溶剤性に優れた構造を有するものが特に好ましく、たとえば、架橋構造を有するアクリル樹脂は特に好ましいものの1つといえる。   The material for the roughness-imparting particles 13 usable in the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the relationship described later with the toner used for image formation. Examples of materials that can be used for the roughness imparting particles 13 include styrene resin, styrene acrylic copolymer resin, polyester resin, polyurethane resin, acrylic resin, and polyethylene resin. In the developing roller according to the present invention, the resin layer 12 is preferably formed by applying a resin solution that forms the resin layer 12 on the shaft 11, and the roughness-imparting particles 13 are swollen by the influence of the solvent. What does not do etc. is preferable. From this point of view, it is particularly preferable that the roughness-imparting particles 13 have a structure with excellent solvent resistance such as a crosslinked structure. For example, an acrylic resin having a crosslinked structure is one of the particularly preferable ones.

次に、樹脂層12表面における、すなわち、現像ローラ表面における粗さ付与粒子13の間隔について説明する。本発明では、現像ローラ表面(樹脂層12表面)における粗さ付与粒子13の間隔(以下、これを粗さ付与粒子間間隔ともいう)をSm(μm)、樹脂層12表面に担持させるトナーの体積基準メディアン径をR(μm)としたときに、
10R≦Sm≦30R
の関係を満足するものである。
Next, the intervals between the roughness-imparting particles 13 on the surface of the resin layer 12, that is, on the surface of the developing roller will be described. In the present invention, the interval between the roughness-imparting particles 13 on the surface of the developing roller (the surface of the resin layer 12) (hereinafter, also referred to as the interval between the roughness-imparting particles) is Sm (μm), and the toner to be carried on the surface of the resin layer 12 is used. When the volume-based median diameter is R (μm),
10R ≦ Sm ≦ 30R
Satisfies the relationship.

現像ローラ表面における粗さ付与粒子13の間隔Smは、表面粗さを規定するJIS B0601−1994で定義される「凹凸の平均間隔」に該当するもので、粗さ曲線が平均線と交差する交点から求めた山と谷の周期間隔の平均値で表されるものである。   The interval Sm between the roughness-imparting particles 13 on the surface of the developing roller corresponds to the “average interval of unevenness” defined in JIS B0601-1994, which defines the surface roughness, and is the intersection where the roughness curve intersects the average line. It is represented by the average value of the interval between the peaks and valleys obtained from the above.

すなわち、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さLだけ抜き取り、1つの山及びそれに隣り合う1つの谷に対応する平均線の長さの和より求めた平均値で表されるもので、下記式で定義されるものである。   In other words, from the roughness curve, only the reference length L is extracted in the direction of the average line, and the average value is obtained from the sum of the lengths of the average lines corresponding to one peak and one valley adjacent to it. And is defined by the following formula.

粗さ付与粒子間間隔Sm=(1/n)ΣSmi
図2中に粗さ付与粒子13の間隔Smを示す。なお、本発明に係る現像ローラにおける粗さ付与粒子間間隔Smは、30μm乃至270μmが好ましく、65μm乃至200μmがより好ましい。
Roughness-granular spacing Sm = (1 / n) ΣSmi
FIG. 2 shows the spacing Sm between the roughness imparting particles 13. In addition, the roughness providing interparticle spacing Sm in the developing roller according to the present invention is preferably 30 μm to 270 μm, and more preferably 65 μm to 200 μm.

次に、現像ローラの樹脂層における平均中心線粗さとトナーの体積基準メディアン径との関係について説明する。本発明では、粗さ付与粒子13により形成される樹脂層12表面の平均中心線粗さRa(μm)と、画像形成に使用されるトナーの体積基準メディアン径R(μm)との間に下記関係を有するものである。すなわち、
R/5≦Ra≦R/2
現像ローラ表面における平均中心線粗さRa、すなわち、樹脂層12における平均中心線粗さRaは、表面粗さを規定するJIS−B0601−1994で定義される「算術平均粗さ」に該当するもので、
すなわち、粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さLを抜き取ったとき、この抜き取り部分の平均線から測定曲線(樹脂層12表面)までの偏差の絶対値を合計し、これを平均した値を「平均中心線粗さ」とするもので、下記式で定義されるものである。
Next, the relationship between the average center line roughness in the resin layer of the developing roller and the volume-based median diameter of the toner will be described. In the present invention, the average center line roughness Ra (μm) of the surface of the resin layer 12 formed by the roughness-imparting particles 13 and the volume-based median diameter R (μm) of the toner used for image formation are as follows. It has a relationship. That is,
R / 5 ≦ Ra ≦ R / 2
The average center line roughness Ra on the surface of the developing roller, that is, the average center line roughness Ra in the resin layer 12 corresponds to “arithmetic average roughness” defined in JIS-B0601-1994 that defines the surface roughness. so,
That is, when the reference length L is extracted from the roughness curve in the direction of the average line, the absolute values of deviations from the average line of the extracted portion to the measurement curve (the surface of the resin layer 12) are summed up and averaged. The value obtained is defined as “average centerline roughness” and is defined by the following equation.

平均中心線粗さRa=(1/L)∫|f(x)|dx
図2中に樹脂層12表面における平均中心線粗さRaを示す。なお、本発明における平均中心線粗さRaは、0.6μm乃至4.5μmが好ましく、1.30μm乃至3.30μmがより好ましい。
Average center line roughness Ra = (1 / L) ∫ | f (x) | dx
FIG. 2 shows the average center line roughness Ra on the surface of the resin layer 12. In the present invention, the average center line roughness Ra is preferably 0.6 μm to 4.5 μm, and more preferably 1.30 μm to 3.30 μm.

現像ローラ表面における粗さ付与粒子間間隔Smや平均中心線粗さRaの測定装置は、JIS B0610−1994に従って測定、算出が可能なものであれば特に限定されるものではない。具体的な表面粗さ形状測定装置の例としては、たとえば、「Surfcom(東京精密社製)」等が挙げられる。   There are no particular limitations on the measuring device for measuring the roughness imparted inter-particle spacing Sm and the average center line roughness Ra on the developing roller surface as long as it can be measured and calculated in accordance with JIS B0610-1994. Specific examples of the surface roughness shape measuring apparatus include “Surfcom (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.)”.

この様に、本発明では、現像ローラ表面における粗さ付与粒子間間隔Sm、平均中心線粗さRaと、画像形成に使用されるトナーの体積基準メディアン径Rとの間に、
20R≦Sm≦40R
R/20≦Ra≦R/6
の関係を有するものである。
Thus, in the present invention, between the roughness imparting particle spacing Sm, the average centerline roughness Ra on the developing roller surface, and the volume-based median diameter R of the toner used for image formation,
20R ≦ Sm ≦ 40R
R / 20 ≦ Ra ≦ R / 6
It has the relationship.

本発明では、上記関係式が成立するときに、現像ローラ表面でのトナー付着の発生が起こらないことが見出され、その結果、現像ローラ表面で安定した帯電付与が行われ、同時に、良好なトナー搬送が行える様になった。この様に、本発明に係る現像ローラにより、安定したトナー帯電と搬送が実現され、非磁性一成分現像方式による画像形成が円滑に行われる。   In the present invention, when the above relational expression is established, it is found that toner adhesion does not occur on the surface of the developing roller, and as a result, stable charging is performed on the surface of the developing roller, and at the same time, good The toner can be transported. As described above, the developing roller according to the present invention realizes stable toner charging and conveyance, and image formation by the non-magnetic one-component developing method is smoothly performed.

粗さ付与粒子13について、さらに説明する。   The roughness imparting particles 13 will be further described.

粗さ付与粒子13の大きさは、前述の様に、平均1次粒径が5μm以上30μm以下の範囲が好ましく、この範囲にすることで、ローラ表面におけるトナー搬送性が向上するものと期待される。すなわち、粗さ付与粒子の平均1次粒径を5μm以上30μm以下、より好ましくは、10μm以上20μm以下にすると、現像ローラ表面に適度な凹凸が形成されて粗さ付与粒子を用いないときに比べて多量のトナーを保持、搬送することができる。その結果、像担持体上へのトナー供給量が増大するので、高濃度を有し、かつ、ムラのない良好なトナー画像形成を像担持体上で安定して行うことが可能である。   As described above, the size of the roughness-imparting particles 13 is preferably in the range where the average primary particle size is 5 μm or more and 30 μm or less. By making this range, it is expected that the toner transportability on the roller surface will be improved. The That is, when the average primary particle size of the roughness-imparting particles is 5 μm or more and 30 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 20 μm or less, appropriate irregularities are formed on the surface of the developing roller, and the roughness imparting particles are not used. A large amount of toner can be held and transported. As a result, the amount of toner supplied onto the image carrier increases, and it is possible to stably form a good toner image having a high density and no unevenness on the image carrier.

粗さ付与粒子13の樹脂層12中への含有量は、10質量%以上50質量%以下が好ましく、この範囲にすることで、樹脂層12中で粗さ付与粒子13は適度に分散して、現像ローラ表面のいずれの個所でもトナーの均一な搬送を実現いたるところででトナーをムラなく均一な量での搬送が可能になると期待される。すなわち、含有量を10質量%以上50質量%以下、より好ましくは、15質量%以上40質量%以下のとき、粗さ付与粒子13が樹脂層12中に均一分散する状態が形成され、現像ローラ上のいずれの部位でも同じ量のトナーが搬送される。その結果、本発明の構成に加えて、現像ローラ上のいずれの部位での同レベルでのトナー帯電を促進させて、像担持体上へのトナー供給が安定して行われるものと期待される。   The content of the roughness-imparting particles 13 in the resin layer 12 is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less. By setting the content within this range, the roughness-imparting particles 13 are appropriately dispersed in the resin layer 12. It is expected that the toner can be transported in a uniform amount without unevenness anywhere in the surface of the developing roller where the toner can be transported uniformly. That is, when the content is 10% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less, the state in which the roughness imparting particles 13 are uniformly dispersed in the resin layer 12 is formed, and the developing roller The same amount of toner is transported in any of the above parts. As a result, in addition to the configuration of the present invention, it is expected that toner charging at the same level in any part on the developing roller is promoted and toner supply to the image carrier is stably performed. .

粗さ付与粒子13の平均1次粒径の測定方法としては、たとえば、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)にデータ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いた方法が挙げられる。この方法により体積基準メディアン径(D50v径)を算出し、これを粗さ付与粒子13の平均1次粒径とする。   Examples of a method for measuring the average primary particle size of the roughness-imparting particles 13 include a method using a device in which a computer system for data processing is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter). The volume-based median diameter (D50v diameter) is calculated by this method, and this is used as the average primary particle diameter of the roughness-imparting particles 13.

マルチサイザ3による粗さ付与粒子13の粒径測定は以下の手順により行う。
(1)粗さ付与粒子13を0.02g用意し、これに界面活性剤溶液20mlを添加する。これは、粗さ付与粒子13の分散を目的とし、たとえば、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈して調製した界面活性剤溶液が用いられる。
(2)粗さ付与粒子13を界面活性剤溶液で十分馴染ませた後、超音波分散処理を1分間行って粗さ付与粒子分散液を作製する。
(3)この粗さ付与粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカに、測定濃度が5〜10%になるまでピペットで注入する。
(4)測定機カウントを2500個に設定して測定を開始する。なお、マルチサイザー3のアパチャ−径は100μmのものを使用する。
The particle size measurement of the roughness imparting particles 13 by the multisizer 3 is performed according to the following procedure.
(1) 0.02 g of the roughness imparting particles 13 is prepared, and 20 ml of a surfactant solution is added thereto. This is for the purpose of dispersing the roughness-imparting particles 13. For example, a surfactant solution prepared by diluting a neutral detergent containing a surfactant component 10 times with pure water is used.
(2) After the roughness-imparting particles 13 are sufficiently conditioned with the surfactant solution, an ultrasonic dispersion treatment is performed for 1 minute to prepare a roughness-imparting particle dispersion.
(3) This roughness-imparting particle dispersion is pipetted into a beaker containing ISOTON II (manufactured by Beckman Coulter) in a sample stand until the measured concentration is 5 to 10%.
(4) Set the measuring machine count to 2500 and start measurement. The aperture diameter of the multisizer 3 is 100 μm.

現像ローラを構成する樹脂層12についてさらに説明する。   The resin layer 12 constituting the developing roller will be further described.

本発明に係る現像ローラの樹脂層12を構成する樹脂は、その誘電率が粗さ付与粒子13の誘電率との間に前述した関係を有するものであれば、特に限定されるものではない。樹脂層12に使用可能な樹脂の誘電率ε(sb)は、たとえば、ポリウレタン樹脂は5.0〜5.3、フェノール樹脂は4.5〜5.5、アクリル樹脂は2.7〜4.5である。   The resin constituting the resin layer 12 of the developing roller according to the present invention is not particularly limited as long as the dielectric constant has the above-described relationship with the dielectric constant of the roughness imparting particles 13. The dielectric constant ε (sb) of the resin that can be used for the resin layer 12 is, for example, 5.0 to 5.3 for polyurethane resin, 4.5 to 5.5 for phenol resin, and 2.7 to 4. for acrylic resin. 5.

樹脂層12の表面は、トナー層を形成して摩擦帯電によりトナーを帯電する領域であり、十分なトナー帯電を安定して行える様にするため、樹脂層12はシャフト11との間に強固な接着力を有することが求められる。シャフト11との間に強固な接着力が得られる樹脂としては、前述した樹脂が挙げられるが、その中でもポリウレタン樹脂が好ましく、特に、ポリオールとイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタン系樹脂が好ましい。また、このポリウレタン系樹脂を作製するとき、ポリオールとイソシアネートに加えて鎖伸長剤を必要に応じて添加することも可能である。   The surface of the resin layer 12 is a region where a toner layer is formed and the toner is charged by frictional charging, and the resin layer 12 is strong between the shaft 11 so that sufficient toner charging can be stably performed. It is required to have adhesive strength. Examples of the resin that can provide a strong adhesive force with the shaft 11 include the above-described resins. Among them, polyurethane resins are preferable, and polyurethane resins obtained by reacting polyols and isocyanates are particularly preferable. Moreover, when producing this polyurethane-type resin, it is also possible to add a chain extender as needed in addition to a polyol and isocyanate.

前記ポリオールの具体例としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリプロピレングリコール等のポリウレタン用ポリオール化合物が挙げられる。これらの中でも、高温高湿環境下での画像形成時にトナーの帯電量低下の発生を防止するポリウレタン樹脂を形成するポリカーボネートポリオールが好ましい。具体的には、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等の脂肪族または脂環式のポリカーボネートポリオールがより好ましい。   Specific examples of the polyol include polyurethane polyol compounds such as polytetramethylene ether glycol, poly-ε-caprolactone diol, polycarbonate polyol, and polypropylene glycol. Among these, a polycarbonate polyol that forms a polyurethane resin that prevents a decrease in charge amount of the toner during image formation in a high temperature and high humidity environment is preferable. Specifically, aliphatic or alicyclic polycarbonate polyols such as polyhexamethylene carbonate diol are more preferable.

また、前記イソシアネートの具体例としては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、シクロヘキサンジイソシアネート、水添MDI、イソホロンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート等が挙げられる。   Specific examples of the isocyanate include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), cyclohexane diisocyanate, hydrogenated MDI, isophorone diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6 -Tolylene diisocyanate etc. are mentioned.

また、上記イソシアネートやポリオール、さらにはポリアミンとを用い、分子末端にイソシアネート基を有する様に反応させて得られるウレタンプレポリマーを用いることも可能である。   Moreover, it is also possible to use the urethane prepolymer obtained by making it react so that it may have an isocyanate group in the molecular terminal using the said isocyanate, polyol, and also polyamine.

前記鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン(IPDA)、ヒドラジン等が挙げられる。   Examples of the chain extender include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine (IPDA), hydrazine, and the like. Can be mentioned.

ポリウレタン樹脂の代表的な製造方法としては一段法と二段法が挙げられる。一段法はポリオールとジイソシアネート化合物、及び、必要に応じて鎖伸長剤や重合停止剤を適当な溶媒中で一度に反応させることによりポリウレタン樹脂を作製する方法である。また、二段法はポリオールとジイソシアネート化合物をイソシアネート基が過剰な環境下で反応させることにより、ポリオール鎖の末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを調製し、次いで、これを適当な溶媒中で鎖伸長剤や重合停止剤を存在させた環境下で反応を行うものである。このうち、二段法は均一なポリマー溶液を得られ易いメリットを有する。   A typical production method of the polyurethane resin includes a one-stage method and a two-stage method. The one-stage method is a method for producing a polyurethane resin by reacting a polyol, a diisocyanate compound, and, if necessary, a chain extender or a polymerization terminator in a suitable solvent at a time. In the two-stage method, a prepolymer having an isocyanate group at the end of the polyol chain is prepared by reacting a polyol and a diisocyanate compound in an environment where the isocyanate group is excessive, and then this is chain-extended in a suitable solvent. The reaction is performed in an environment in which an agent and a polymerization terminator are present. Among these, the two-stage method has an advantage that a uniform polymer solution can be easily obtained.

ポリウレタン樹脂を作製する際に使用される溶剤としては、通常、以下のものが挙げられる。ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、その他ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの有機溶剤を単独または混合して使用することが可能である。   As a solvent used when producing a polyurethane resin, the following are usually mentioned. Aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, diacetone alcohol; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc. Examples include ketone solvents, other dimethylformamide, dimethylacetamide, ethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, and cyclohexanone. These organic solvents can be used alone or in combination.

また、樹脂−シリカハイブリッド体と呼ばれる樹脂成分とシリカ成分とを分子結合で一体化した分子構造を有する化合物を樹脂層12に含有させることにより、樹脂層12とシャフト11の間での接着性を向上させることも可能である。樹脂−シリカハイブリッド体は、ケイ素原子と酸素原子の交互結合による網目状のシリカ構造(本発明ではシリカ骨格ともいう)を有する領域と、ポリウレタン樹脂やビニル重合体樹脂からなる有機高分子の領域とから構成されるものである。   Moreover, the adhesiveness between the resin layer 12 and the shaft 11 can be obtained by including in the resin layer 12 a compound having a molecular structure in which a resin component called a resin-silica hybrid and a silica component are integrated by molecular bonding. It is also possible to improve. The resin-silica hybrid is composed of a region having a network-like silica structure (also referred to as a silica skeleton in the present invention) by alternating bonds of silicon atoms and oxygen atoms, and a region of an organic polymer composed of a polyurethane resin or a vinyl polymer resin. It is comprised from.

樹脂−シリカハイブリッド体は、エポキシ基と反応性を有する官能基を有する樹脂とエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物との反応によりアルコキシ基含有シラン変性樹脂を形成し、アルコキシ基含有シラン変性樹脂を縮合反応により硬化させてシリカ構造を形成するものである。   The resin-silica hybrid forms an alkoxy group-containing silane-modified resin by the reaction of a resin having a functional group reactive with an epoxy group and an epoxy group-containing alkoxysilane partial condensate, and condenses the alkoxy group-containing silane-modified resin. It is cured by reaction to form a silica structure.

樹脂層12の厚みは、1〜30μmの範囲に設定することが好ましく、5〜20μmが特に好ましい。樹脂層の厚みは、現像ローラより樹脂層を含む断面試料を採取し、その顕微鏡写真より測定することが可能である。また、本発明に係る現像ローラは、図1(b)に示す様に、樹脂層が複数層からなる多層構造のものにすることも可能である。   The thickness of the resin layer 12 is preferably set in the range of 1 to 30 μm, and particularly preferably 5 to 20 μm. The thickness of the resin layer can be measured from a cross-sectional sample including the resin layer taken from the developing roller and the micrograph. Further, as shown in FIG. 1B, the developing roller according to the present invention may have a multilayer structure in which the resin layer is composed of a plurality of layers.

本発明に係る現像ローラを構成する樹脂層12は導電性を有するものであるが、樹脂層12中にカーボンブラックに代表される導電性物質を含有させる方法等により、導電性を付与することが可能である。   The resin layer 12 constituting the developing roller according to the present invention has conductivity. However, it is possible to impart conductivity by a method in which a conductive material typified by carbon black is included in the resin layer 12. Is possible.

また、樹脂層12が導電性を有することは、その表面抵抗値Rsにより確認され、本発明に係る現像ローラの表面抵抗値Rsは、1×1010(Ω/□)以上1×1013(Ω/□)以下の範囲にあることが好ましい。ここで、表面抵抗値(Surface Resistivity、単位:Ω/□(オームパースクエアと読む))とは、現像ローラ表面の単位面積当たりの抵抗を示すもので、シート抵抗あるいは表面抵抗率とも呼ばれる。 Further, the resin layer 12 is confirmed to have conductivity by its surface resistance value Rs, and the surface resistance value Rs of the developing roller according to the present invention is 1 × 10 10 (Ω / □) or more and 1 × 10 13 ( Ω / □) is preferably in the following range. Here, the surface resistance value (Surface Resistivity, unit: Ω / □ (read as ohm per square)) indicates a resistance per unit area on the surface of the developing roller, and is also referred to as a sheet resistance or a surface resistivity.

現像ローラの表面抵抗値Rsは、円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPの「HRプローブ」)を用い、JIS K6991に従って測定することができる。前記表面抵抗値Rsの測定方法を図2を用いて説明する。図2は、円形電極の一例を示す概略平面図(a)及び概略断面図(b)である。図2に示す円形電極は、第一電圧印加電極Aと板状絶縁体Bとを備える。第一電圧印加電極Aは、円柱状電極部Cと、該円柱状電極部Cの外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部Cを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Dとを備える。第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部C及びリング状電極部Dと板状絶縁体Bとの間に現像ローラ10を挟持し、第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部Cとリング状電極部Dとの間に電圧V(V)を印可したときに流れる電流I(A)を測定し、下記関係式(3)により、現像ローラの転写面の表面抵抗値Rs(Ω/□)を算出することができる。すなわち、
関係式(3) Rs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I)
式中、d(mm)は円柱状電極部Cの外径を示し、D(mm)はリング状電極部Dの内径を示す。
The surface resistance value Rs of the developing roller can be measured according to JIS K6991 using a circular electrode (for example, “HR probe” of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd.). A method for measuring the surface resistance value Rs will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic plan view (a) and a schematic cross-sectional view (b) showing an example of a circular electrode. The circular electrode shown in FIG. 2 includes a first voltage application electrode A and a plate-like insulator B. The first voltage application electrode A has a cylindrical electrode portion C and a cylindrical ring electrode having an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical electrode portion C and surrounding the cylindrical electrode portion C at a constant interval. Part D is provided. The developing roller 10 is sandwiched between the cylindrical electrode portion C and ring electrode portion D in the first voltage application electrode A and the plate insulator B, and the cylindrical electrode portion C and ring shape in the first voltage application electrode A are sandwiched. The current I (A) that flows when the voltage V (V) is applied to the electrode part D is measured, and the surface resistance value Rs (Ω / □) of the transfer surface of the developing roller according to the following relational expression (3) Can be calculated. That is,
Relational expression (3) Rs = π × (D + d) / (D−d) × (V / I)
In the formula, d (mm) represents the outer diameter of the cylindrical electrode portion C, and D (mm) represents the inner diameter of the ring-shaped electrode portion D.

本発明に係る現像ローラを構成する樹脂層12は導電性を有するものであるが、樹脂層12に導電性を付与する方法としては、カーボンブラックに代表される導電性物質を樹脂層12中に含有させることにより実現が可能である。樹脂層12に添加することが可能な導電性物質としては、たとえば、カーボンブラックの他に、アルミニウム粉末や鉄粉、銅粉末等の金属粉末が挙げられる。   The resin layer 12 constituting the developing roller according to the present invention has conductivity. However, as a method for imparting conductivity to the resin layer 12, a conductive substance typified by carbon black is contained in the resin layer 12. Realization is possible by including. Examples of the conductive substance that can be added to the resin layer 12 include metal powder such as aluminum powder, iron powder, and copper powder in addition to carbon black.

以下、本発明に係る現像ローラを構成する樹脂層12への導電性付与物質と代表的なカーボンブラックについて説明する。   Hereinafter, the conductivity imparting substance to the resin layer 12 constituting the developing roller according to the present invention and typical carbon black will be described.

本発明に係る現像ローラに使用可能なカーボンブラックは、現像ローラ表面に適度な導電性を付与することが可能なものであれば特に限定されるものではない。具体的なカーボンブラックの例としては、ファーネスブラック、ガスブラック、チャンネルブラック、フレームブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック、DE19521565号から公知のインバーションブラック(Inversionsruss)、WO98/45361号もしくはDE19613796号に開示されているSi含有カーボンブラック、WO98/42778号に開示の金属含有カーボンブラック、アーク放電ブラック(Lichbogenruss)、及び、化学的な製造方法で副生成物として得られるカーボンブラック等が挙げられる。   The carbon black that can be used in the developing roller according to the present invention is not particularly limited as long as it can impart appropriate conductivity to the surface of the developing roller. Specific examples of carbon black include furnace black, gas black, channel black, frame black, thermal black, acetylene black, plasma black, Inversion blacks known from DE 19521565, WO 98/45361 or DE 19637396. Si-containing carbon black disclosed in WO 98/42778, metal-containing carbon black disclosed in WO 98/42778, arc discharge black (Lichbogenruss), carbon black obtained as a by-product by a chemical production method, and the like.

また、ゴム混合物中の補強充填剤として使用されるカーボンブラックやカラーブラック、あるいは、対紫外線安定化に使用されるカーボンブラック、ビチューメンなどのゴム以外の用途に補強充填剤として使用されるカーボンブラック、さらには、プラスチックにおける充填剤用のカーボンブラックや、冶金における還元剤として使用されるカーボンブラック等も下記の範囲に示す導電性指標の範囲のものであれば使用可能である。   In addition, carbon black and color black used as a reinforcing filler in rubber mixtures, or carbon black used as a reinforcing filler in applications other than rubber such as carbon black and bitumen used to stabilize ultraviolet light, Furthermore, carbon black for fillers in plastics, carbon black used as a reducing agent in metallurgy, and the like can be used as long as they have a conductivity index shown in the following range.

また、カーボンブラックの含有量は、樹脂100質量部に対して5〜70質量部が好ましく、20〜50質量部がより好ましい。   Moreover, 5-70 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of resin, and, as for content of carbon black, 20-50 mass parts is more preferable.

以下、本発明で使用可能なカーボンブラックの物性について説明する。   The physical properties of carbon black that can be used in the present invention will be described below.

また、カーボンブラックの導電性は、たとえば、以下に示す導電性指標と呼ばれる指標により、特定することが可能である。導電性指標は下記式で定義されるもので、本発明で使用可能なカーボンブラックは、この値が20以上60以下のものが好ましい。   Further, the conductivity of carbon black can be specified by, for example, an index called a conductivity index shown below. The conductivity index is defined by the following formula, and the carbon black usable in the present invention preferably has a value of 20 or more and 60 or less.

導電性指標=(比表面積×DBP吸油量)1/2/(1+揮発分)
導電性指標は、カーボンブラックの導電性の程度を示すもので、たとえば、導電性指標の値が小さいほどカーボンブラックは高抵抗であることを示す。導電性指標の値は、上記式を構成する各因子、すなわち、比表面積、DBP吸油量、揮発分を適宜選択することにより調整することが可能である。
Conductivity index = (specific surface area × DBP oil absorption) 1/2 / (1 + volatile content)
The conductivity index indicates the degree of conductivity of the carbon black. For example, the smaller the value of the conductivity index, the higher the resistance of the carbon black. The value of the conductivity index can be adjusted by appropriately selecting each factor constituting the above formula, that is, the specific surface area, the DBP oil absorption, and the volatile content.

以下、上記導電性指標の式を構成する各因子について説明する。   Hereinafter, each factor constituting the equation of the conductivity index will be described.

先ず、式中の揮発分(質量%)とは、カーボンブラックを950℃で7分間加熱したときに、出てくる有機揮発成分の割合により算出される値で、特に、この有機揮発成分は、カルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等の酸素含有官能基がその代表的なものである。   First, the volatile content (% by mass) in the formula is a value calculated by the ratio of the organic volatile component that comes out when carbon black is heated at 950 ° C. for 7 minutes. Typical examples thereof include oxygen-containing functional groups such as a carboxyl group, a quinone group, a lactone group, and a hydroxyl group.

カーボンブラックの揮発分は、予め窒素ガス気流下において100℃の乾燥処理を1時間行ったカーボンブラックを、JIS K 6221−82に準じて測定、算出することにより得られるものである。すなわち、カーボンブラックの揮発分をVとすると、揮発分Vは、加熱前のカーボンブラックの質量(WD)と、950℃で7分間加熱した後のカーボンブラックの質量(WR)を測定し、次式より算出される。   The volatile content of carbon black is obtained by measuring and calculating carbon black that has been previously dried at 100 ° C. for 1 hour under a nitrogen gas stream in accordance with JIS K 6221-82. That is, assuming that the volatile content of carbon black is V, the volatile content V is determined by measuring the mass (WD) of carbon black before heating and the mass (WR) of carbon black after heating at 950 ° C. for 7 minutes. Calculated from the formula.

V(質量%)=(WD−WR)/WD×100
カーボンブラック中の揮発分成分としては、カーボンブラック粒子表面に存在するカルボキシル基、キノン基、ラクトン基等が挙げられ、本発明に使用されるカーボンブラックでは、揮発分は4質量%以上、より具体的には、5質量%〜15質量%含有する。
V (mass%) = (WD−WR) / WD × 100
Examples of the volatile component in the carbon black include a carboxyl group, a quinone group, and a lactone group that exist on the surface of the carbon black particles. In the carbon black used in the present invention, the volatile component is 4% by mass or more. Specifically, 5 to 15% by mass is contained.

上記特性を有するカーボンブラックとしては、たとえば、デグサ社製Printex V(揮発分12質量%、pH3.0)、Printex 140V(揮発分5質量%、pH4.5)、スペシャルブラック4(揮発分12質量%、pH3.0)、キャボット社製MOGUL−L(揮発分5質量%、pH2.5)、MONARCH1000(揮発分9.5質量%、pH9.5)、三菱化学社製OIL7B(揮発分6質量%、pH3.0)等が挙げられる。   Examples of the carbon black having the above characteristics include Printex V (volatile content 12 mass%, pH 3.0), Printex 140 V (volatile content 5 mass%, pH 4.5), Special Black 4 (volatile mass 12 mass) manufactured by Degussa. %, PH 3.0), Cabot MOGUL-L (volatile content 5 mass%, pH 2.5), MONARCH 1000 (volatile content 9.5 mass%, pH 9.5), Mitsubishi Chemical Corporation OIL7B (volatile content 6 mass) %, PH 3.0) and the like.

また、式中の比表面積は、窒素吸着比表面積(N2 SA)と呼ばれるもので、カーボンブラックの全比表面積を測定するものである。この方法は、脱気したカーボンブラックを液体窒素に浸漬させ、平衡時におけるカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定し、この値からBET法により比表面積(m2/g)を算出するものである。本発明における窒素吸着比表面積(N2 SA)の算出は、低温窒素吸着による測定法を記載するASTM D3037 88 ”Standard Test Method for Carbon Black−SurfaceArea by Nitrogen Absorption”MethodBに準ずるものである。 The specific surface area in the formula is called a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA), and measures the total specific surface area of carbon black. In this method, degassed carbon black is immersed in liquid nitrogen, the amount of nitrogen adsorbed on the carbon black surface at equilibrium is measured, and the specific surface area (m 2 / g) is calculated from this value by the BET method. is there. The calculation of the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) in the present invention is based on ASTM D3037 88 “Standard Test Method for Carbon Black-Surface Area by Nitrogen Absorption” Method B, which describes the measurement method by low temperature nitrogen adsorption.

さらに、式中のDBP吸油量は、可塑剤の一種であるDBP(Dibutyl phthalateの略)の吸収量(cm3/100g)により、カーボンブラック粒子同士の融着状態を間接的に定量するものである。DBP吸油量(cm3/100g)の算出は、ASTM D2414 88 ”Standard Test Method for Carbon Black−Oil Absorption Number (OCN)”に準ずることにより行われる。 Additionally, DBP oil absorption in the formula, the absorption amount of DBP which is a kind of plasticizer (abbreviation of Dibutyl phthalate) (cm 3 / 100g ), intended to indirectly quantify the fused state between the carbon black particles is there. Calculation of the DBP absorption (cm 3 / 100g) is carried out by applying the ASTM D2414 88 "Standard Test Method for Carbon Black-Oil Absorption Number (OCN)".

また、カーボンブラックは、予め有機金属化合物で表面処理しておくものが好ましい。表面処理を行う際に使用する金属有機化合物としては、アルミニウム系カップリング剤が代表的であり、この他に、チタン系カップリング剤、シリコーン系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤等が挙げられる。カーボンブラックの表面処理方法としては、ミキサー等にカーボンブラックを投入しておき、そこに金属有機化合物を添加する乾式法や、有機溶剤中に両者を存在させて処理する湿式法が挙げられる。表面処理は室温もしくは加熱下で行う。   The carbon black is preferably pretreated with an organometallic compound. Typical examples of the metal organic compound used for the surface treatment include an aluminum coupling agent, and other examples include a titanium coupling agent, a silicone coupling agent, and a zirconium coupling agent. . Examples of the surface treatment method for carbon black include a dry method in which carbon black is added to a mixer or the like, and a metal organic compound is added thereto, or a wet method in which both are present in an organic solvent. The surface treatment is performed at room temperature or under heating.

カーボンブラックを表面処理するために用いられる金属有機化合物の代表例であるアルミニウム系金属有機化合物の具体例を以下に示す。   Specific examples of aluminum-based metal organic compounds, which are representative examples of metal organic compounds used for surface treatment of carbon black, are shown below.

Figure 0004815619
Figure 0004815619

金属有機化合物の使用量は、カーボンブラック100質量部に対し0.01〜20質量部、好ましくは0.1〜10質量部である。   The usage-amount of a metal organic compound is 0.01-20 mass parts with respect to 100 mass parts of carbon black, Preferably it is 0.1-10 mass parts.

次に、本発明に係る現像ローラの製造方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、たとえば、導電性を有するシャフトの周りに粗さ付与粒子を含有する樹脂からなる塗布液を塗布し、塗布後、加熱処理を行う工程を経て作製することが可能である。また、上記樹脂層の上にさらに塗布液を塗布し、同様の加熱処理を行って、図1(b)に示す多層構造の現像ローラを作製することも可能である。以下、本発明に係る現像ローラの作製手順についてさらに説明する。   Next, the developing roller manufacturing method according to the present invention will be described. The developing roller according to the present invention can be produced, for example, by applying a coating solution made of a resin containing roughness-imparting particles around a conductive shaft, and performing a heat treatment after the coating. is there. Further, it is also possible to apply a coating solution on the resin layer and perform the same heat treatment to produce a developing roller having a multilayer structure shown in FIG. Hereinafter, the production procedure of the developing roller according to the present invention will be further described.

先ず、導電性を有するシャフトの周りに形成する樹脂層を形成する材料を有機溶剤に混合、溶解させて樹脂層形成用塗布溶液を作製する。すなわち、粗さ付与粒子を含有する塗布溶液を調製する。なお、必要に応じて、樹脂層形成用溶液中にカーボンブラック等の材料を含有させることも可能である。この様にして、ローラ表面に粗さを付与する粗さ付与粒子を含有する樹脂層形成用の塗布溶液を用意する。   First, a resin layer forming coating solution is prepared by mixing and dissolving a material for forming a resin layer formed around a conductive shaft in an organic solvent. That is, a coating solution containing roughness imparting particles is prepared. If necessary, the resin layer forming solution may contain a material such as carbon black. In this way, a coating solution for forming a resin layer containing roughness imparting particles that impart roughness to the roller surface is prepared.

次に、導電性シャフト上に前述の樹脂層形成用塗布溶液を塗布する。塗布方法は、樹脂層形成用塗布溶液の粘度等に応じて種々の方法を選択することが可能である。具体的な塗布方法としては、具体的にはディッピング法、スプレー法、ロールコート法または刷毛塗り法等の方法が挙げられ、本発明ではこれらの塗布方法を限定するものではない。   Next, the aforementioned coating solution for forming a resin layer is applied on the conductive shaft. As the coating method, various methods can be selected according to the viscosity of the coating solution for forming the resin layer. Specific examples of the coating method include a dipping method, a spray method, a roll coating method, and a brush coating method. In the present invention, these coating methods are not limited.

導電性シャフト上に樹脂層形成用塗布液を塗布後、乾燥及び加熱処理(温度;120〜200℃、処理時間;20〜90分)を行って樹脂層形成用塗布溶液中の溶剤を除去することにより、カーボンブラックを含有する樹脂層(導電性樹脂層)を形成する。   After applying the coating solution for forming the resin layer on the conductive shaft, drying and heat treatment (temperature: 120 to 200 ° C., processing time: 20 to 90 minutes) are performed to remove the solvent in the coating solution for forming the resin layer. Thus, a resin layer containing carbon black (conductive resin layer) is formed.

また、上記手順によるカーボンブラックを含有する樹脂層の形成前後に、例えば、シリコーン共重合体樹脂を含有する塗布溶液等の塗布液を塗布することにより、図1(b)に示す多層構造の現像ローラを作製することも可能である。   Further, before and after the formation of the carbon black-containing resin layer by the above procedure, for example, by applying a coating solution such as a coating solution containing a silicone copolymer resin, the development of the multilayer structure shown in FIG. It is also possible to produce a roller.

次に、本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーについて説明する。本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーは、粉砕・分級工程を経て製造されるいわゆる粉砕トナー、また、樹脂粒子を作製する重合工程から直接作製されるいわゆる重合トナーのいずれを使用することが可能である。この中でも、特に、重合トナーは作製工程中でトナー粒径や形状を制御しながら作製することができるので、形状の揃った小粒径のトナーを作製する上で都合がよいものである。   Next, toner that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention will be described. The toner that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention is either a so-called pulverized toner manufactured through a pulverizing / classifying process, or a so-called polymerized toner manufactured directly from a polymerization process for preparing resin particles. Can be used. Among these, in particular, the polymerized toner can be produced while controlling the particle size and shape of the toner during the production process, which is convenient for producing a toner having a small particle size having a uniform shape.

形状の揃った小粒径のトナーを用いることにより、デジタルの画像形成で求められる様な高解像で高精細な画像形成が行い易く、例えば、高階調のピクトリアルフルカラー画像形成に特に好ましいものである。そして、本発明に係る現像ローラと組み合わせることにより、高精細なフルカラー画像形成を安定して作成することができるものと期待される。   By using toner with a small particle size that has a uniform shape, it is easy to form a high-resolution and high-definition image as required in digital image formation, and is particularly preferable for, for example, high-gradation pictorial full-color image formation. It is. It is expected that high-definition full-color image formation can be stably produced by combining with the developing roller according to the present invention.

本発明は、現像ローラ表面の樹脂層表面に担持させるトナーの体積基準メディアン径R、現像ローラ表面(樹脂層表面)における粒子間間隔Sm、現像ローラ表面(樹脂層表面)の平均中心粗さをRaの間に以下の関係が成立する。すなわち、
10R≦Sm≦30R
R/5≦Ra≦R/2
上記関係式が成立するときに、現像ローラ表面でのトナー付着の発生が起こらないことが見出され、その結果、現像ローラ表面で安定した帯電付与が行われ、同時に、良好なトナー搬送が行える様になった。この様に、本発明に係る現像ローラにより、安定したトナー帯電と搬送が実現され、非磁性一成分現像方式による画像形成が円滑に行われる。
In the present invention, the volume-based median diameter R of toner carried on the resin layer surface of the developing roller surface, the interparticle spacing Sm on the developing roller surface (resin layer surface), and the average center roughness of the developing roller surface (resin layer surface) The following relationship is established between Ra. That is,
10R ≦ Sm ≦ 30R
R / 5 ≦ Ra ≦ R / 2
When the above relational expression is established, it has been found that toner adhesion does not occur on the surface of the developing roller. As a result, stable charging is performed on the surface of the developing roller, and at the same time, good toner conveyance can be performed. It became like. As described above, the developing roller according to the present invention realizes stable toner charging and conveyance, and image formation by the non-magnetic one-component developing method is smoothly performed.

なお、トナーの体積基準メディアン径(D50v径)R(μm)は、マルチサイザ3(ベックマン・コールター社製)にデータ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することが可能である。   The volume-based median diameter (D50v diameter) R (μm) of the toner can be measured and calculated using an apparatus in which a computer system for data processing is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter). .

マルチサイザ3を用いたトナーの体積基準メディアン径Rの測定は以下の手順で行う。
(1)トナーを0.02g用意し、これに界面活性剤溶液20mlを添加する。これは、トナーの分散を目的とするもので、界面活性剤溶液は、たとえば、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈して調製したもの等が挙げられる。
(2)トナーを界面活性剤溶液で十分なじませた後、超音波分散処理を1分間行ってトナー分散液を作製する。
(3)このトナー分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカに、測定濃度5〜10%になるまでピペットで注入する。
(4)測定機カウントを2500個に設定して測定を開始する。なお、マルチサイザー3のアパチャ−径は100μmのものを使用する。
The volume-based median diameter R of the toner using the multisizer 3 is measured according to the following procedure.
(1) 0.02 g of toner is prepared, and 20 ml of a surfactant solution is added thereto. This is intended to disperse the toner. Examples of the surfactant solution include those prepared by diluting a neutral detergent containing a surfactant component 10 times with pure water.
(2) After the toner is sufficiently saturated with the surfactant solution, ultrasonic dispersion treatment is performed for 1 minute to prepare a toner dispersion.
(3) This toner dispersion is pipetted into a beaker containing ISOTON II (manufactured by Beckman Coulter) in a sample stand until the measured concentration is 5 to 10%.
(4) Set the measuring machine count to 2500 and start measurement. The aperture diameter of the multisizer 3 is 100 μm.

なお、本発明では、体積基準メディアン径(D50v径)が3〜9μmのトナーを用いることが好ましい。その理由は、重合トナーではすなわち、非磁性一成分系の現像方式で作成される機会が多いとされる高精細デジタル画像形成や写真画像レベルのピクトリアル画像形成を行う上で、形状と大きさの揃った小径トナーが好ましい。特に、形状や大きさを制御しながらトナー粒子の作製が可能な重合法によるトナー作製は、形状と大きさの揃った小径のトナーを得る上で好ましいものである。具体的な重合トナーの作製方法は、たとえば、特開2000−214629号公報、特開2001−42564号公報、特開2002−116574号公報等に記載のものが挙げられる。   In the present invention, it is preferable to use a toner having a volume-based median diameter (D50v diameter) of 3 to 9 μm. The reason for this is that the shape and size of polymerized toners, that is, when performing high-definition digital image formation and pictorial image formation at the photographic image level, which are considered to have many opportunities to be created by a non-magnetic one-component development method, A small-diameter toner having a uniform diameter is preferable. In particular, toner production by a polymerization method capable of producing toner particles while controlling the shape and size is preferable for obtaining a small-diameter toner having a uniform shape and size. Specific methods for preparing the polymerized toner include, for example, those described in JP-A No. 2000-214629, JP-A No. 2001-42564, JP-A No. 2002-116574, and the like.

以下、本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能な一例である重合トナーを構成する要素について説明する。   Hereinafter, elements constituting a polymerized toner which is an example that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention will be described.

(単量体)
重合性単量体としては、ラジカル重合性単量体を必須の構成成分とし、必要に応じて架橋剤を使用することができる。また、以下の酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を少なくとも1種類含有させることが好ましい。
(1)ラジカル重合性単量体
ラジカル重合性単量体成分としては、特に限定されるものではなく従来公知のラジカル重合性単量体を用いることができる。また、要求される特性を満たすように、1種または2種以上のものを組み合わせて用いることができる。
(Monomer)
As the polymerizable monomer, a radically polymerizable monomer is an essential component, and a crosslinking agent can be used as necessary. Moreover, it is preferable to contain at least one radical polymerizable monomer having the following acidic group or radical polymerizable monomer having a basic group.
(1) Radical polymerizable monomer The radical polymerizable monomer component is not particularly limited, and a conventionally known radical polymerizable monomer can be used. Moreover, it can be used combining 1 type (s) or 2 or more types so that the required characteristic may be satisfy | filled.

具体的には、芳香族系ビニル単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を用いることができる。   Specifically, aromatic vinyl monomers, (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl ester monomers, vinyl ether monomers, monoolefin monomers, diolefin monomers , Halogenated olefin monomers and the like can be used.

芳香族系ビニル単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体およびその誘導体が挙げられる。   Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, p-ethyl styrene, p. -N-butyl styrene, p-tert-butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, 2, Examples thereof include styrene monomers such as 4-dimethylstyrene and 3,4-dichlorostyrene and derivatives thereof.

(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。   Examples of (meth) acrylic acid ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and methacrylic acid. Examples include butyl, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl β-hydroxyacrylate, propyl γ-aminoacrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and the like.

ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げられる。   Examples of vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl benzoate.

ビニルエーテル系単量体としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。   Examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl phenyl ether and the like.

モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。   Examples of the monoolefin monomer include ethylene, propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene and the like.

ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。   Examples of the diolefin monomer include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.

ハロゲン化オレフィン系単量体としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等が挙げられる。   Examples of the halogenated olefin monomer include vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and the like.

(2)架橋剤
架橋剤としては、トナーの特性を改良するためにラジカル重合性架橋剤を添加しても良い。ラジカル重合性架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を2個以上有するものが挙げられる。
(2) Crosslinking agent As the crosslinking agent, a radical polymerizable crosslinking agent may be added to improve the properties of the toner. Examples of the radical polymerizable crosslinking agent include those having two or more unsaturated bonds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, divinyl ether, diethylene glycol methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, and diallyl phthalate.

(3)酸性基または塩基性基を有するラジカル重合性単量体
酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、カルボキシル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニウム塩等のアミン系の化合物を用いることができる。
(3) Radical polymerizable monomer having acidic group or basic group As the radical polymerizable monomer having acidic group or radical polymerizable monomer having basic group, for example, a carboxyl group-containing monomer Amine-based compounds such as sulfonic acid group-containing monomers, primary amines, secondary amines, tertiary amines, and quaternary ammonium salts can be used.

酸性基を有するラジカル重合性単量体としては、カルボン酸基含有単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル等が挙げられる。   Examples of the radical polymerizable monomer having an acidic group include carboxylic acid group-containing monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, cinnamic acid, maleic acid monobutyl ester, and maleic acid monoester. An octyl ester etc. are mentioned.

スルホン酸基含有単量体としては、スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル等が挙げられる。   Examples of the sulfonic acid group-containing monomer include styrene sulfonic acid, allyl sulfosuccinic acid, octyl allyl sulfosuccinate and the like.

これらは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩あるいはカルシウムなどのアルカリ土類金属塩の構造であってもよい。   These may have a structure of an alkali metal salt such as sodium or potassium or an alkaline earth metal salt such as calcium.

塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、アミン系の化合物があげられ、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、および上記4化合物の4級アンモニウム塩、3−ジメチルアミノフェニルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミド;ビニルピリジン、ビニルピロリドン;ビニル−N−メチルピリジニウムクロリド、ビニル−N−エチルピリジニウムクロリド、N,N−ジアリルメチルアンモニウムクロリド、N,N−ジアリルエチルアンモニウムクロリド等を挙げることができる。   Examples of the radical polymerizable monomer having a basic group include amine compounds, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, and quaternary ammonium salts of the above four compounds, 3-dimethylaminophenyl acrylate, 2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium salt, acrylamide, N-butylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide, piperidylacrylamide, methacrylamide, N-butylmethacrylamide, N-octadecylacrylamide Vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone; vinyl-N-methylpyridinium chloride, vinyl-N-ethylpyridinium chloride, N, N-di Lil ammonium chloride, N, may be mentioned N- diallyl-ethyl chloride or the like.

ラジカル重合性単量体としては、酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を単量体全体の0.1〜15質量%使用することが好ましく、ラジカル重合性架橋剤はその特性にもよるが、全ラジカル重合性単量体に対して0.1〜10質量%の範囲で使用することが好ましい。   As the radical polymerizable monomer, it is preferable to use a radical polymerizable monomer having an acidic group or a radical polymerizable monomer having a basic group in an amount of 0.1 to 15% by mass of the whole monomer, The radical polymerizable cross-linking agent is preferably used in the range of 0.1 to 10% by mass with respect to the total radical polymerizable monomer, although it depends on its characteristics.

(連鎖移動剤)
分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることが可能である。
(Chain transfer agent)
For the purpose of adjusting the molecular weight, it is possible to use a commonly used chain transfer agent.

連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル、四臭化炭素およびスチレンダイマー等が使用される。   The chain transfer agent is not particularly limited, and for example, octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan, n-octyl-3-mercaptopropionic acid ester, carbon tetrabromide and styrene dimer are used.

(重合開始剤)
ラジカル重合開始剤は水溶性であれば適宜使用が可能である。例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物(4,4′−アゾビス−4−シアノ吉草酸及びその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。
(Polymerization initiator)
The radical polymerization initiator can be appropriately used as long as it is water-soluble. For example, persulfate (potassium persulfate, ammonium persulfate, etc.), azo compounds (4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid and its salts, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) salt, etc.), A peroxide compound etc. are mentioned.

更に上記ラジカル性重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とすることが可能である。レドックス系開始剤を用いることで、重合活性が上昇し重合温度の低下が図れ、更に重合時間の短縮が期待できる。   Furthermore, the radical polymerization initiator can be combined with a reducing agent as necessary to form a redox initiator. By using a redox initiator, the polymerization activity is increased, the polymerization temperature can be lowered, and the polymerization time can be further shortened.

重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であればどの温度を選択しても良いが、例えば50℃から90℃の範囲が用いられる。但し、常温開始の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤(アスコルビン酸等)の組み合わせを用いることで、室温またはそれよりやや高い温度で重合することも可能である。   The polymerization temperature may be any temperature as long as it is equal to or higher than the lowest radical generation temperature of the polymerization initiator. For example, a range of 50 ° C. to 90 ° C. is used. However, it is also possible to polymerize at room temperature or slightly higher temperature by using a polymerization initiator that starts at room temperature, for example, a combination of hydrogen peroxide and a reducing agent (ascorbic acid or the like).

(界面活性剤)
前述のラジカル重合性単量体を使用して重合を行うためには、界面活性剤を使用して水系媒体中に油滴分散を行う必要がある。この際に使用することのできる界面活性剤としては特に限定されるものでは無いが、下記のイオン性界面活性剤を好適なものの例として挙げることができる。
(Surfactant)
In order to perform polymerization using the above-mentioned radical polymerizable monomer, it is necessary to perform oil droplet dispersion in an aqueous medium using a surfactant. Although it does not specifically limit as surfactant which can be used in this case, The following ionic surfactant can be mentioned as an example of a suitable thing.

イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム等)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等)が挙げられる。   Examples of ionic surfactants include sulfonates (sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium arylalkylpolyethersulfonate, 3,3-disulfonediphenylurea-4,4-diazo-bis-amino-8-naphthol-6 Sodium sulfonate, ortho-carboxybenzene-azo-dimethylaniline, 2,2,5,5-tetramethyl-triphenylmethane-4,4-diazo-bis-β-naphthol-6-sodium sulfonate, etc.), sulfuric acid Ester salts (sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, etc.), fatty acid salts (sodium oleate, sodium laurate, sodium caprate, sodium caprylate, sodium caproate, potassium stearate) Beam, calcium oleate and the like).

また、ノニオン性界面活性剤も使用することができる。具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等が挙げられる。これらは、主に乳化重合時の乳化剤として使用されるが、他の工程または使用目的で使用してもよい。   Nonionic surfactants can also be used. Specifically, polyethylene oxide, polypropylene oxide, combination of polypropylene oxide and polyethylene oxide, ester of polyethylene glycol and higher fatty acid, alkylphenol polyethylene oxide, ester of higher fatty acid and polyethylene glycol, ester of higher fatty acid and polypropylene oxide, sorbitan ester Etc. These are mainly used as an emulsifier at the time of emulsion polymerization, but may be used for other processes or purposes.

(着色剤)
着色剤としては無機顔料、有機顔料、染料を挙げることができる。
(Coloring agent)
Examples of the colorant include inorganic pigments, organic pigments, and dyes.

無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。   A conventionally well-known thing can be used as an inorganic pigment. Specific inorganic pigments are exemplified below.

黒色の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。   Examples of the black pigment include carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black, and lamp black, and magnetic powder such as magnetite and ferrite.

これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。   These inorganic pigments can be used alone or in combination as required. Moreover, the addition amount of a pigment is 2-20 mass% with respect to a polymer, Preferably 3-15 mass% is selected.

有機顔料及び染料としても従来公知のものを用いることができる。具体的な有機顔料及び染料を以下に例示する。   Conventionally known organic pigments and dyes can also be used. Specific organic pigments and dyes are exemplified below.

マゼンタまたはレッド用の顔料としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。   Examples of pigments for magenta or red include C.I. I. Pigment red 2, C.I. I. Pigment red 3, C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 6, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 15, C.I. I. Pigment red 16, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 53: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 139, C.I. I. Pigment red 144, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 166, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 178, C.I. I. And CI Pigment Red 222.

オレンジまたはイエロー用の顔料としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156、等が挙げられる。   Examples of the orange or yellow pigment include C.I. I. Pigment orange 31, C.I. I. Pigment orange 43, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 94, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 156, and the like.

グリーンまたはシアン用の顔料としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。   Examples of pigments for green or cyan include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 2, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. And CI Pigment Green 7.

また、染料としてはC.I.ソルベントレッド1、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ソルベントレッド58、C.I.ソルベントレッド63、C.I.ソルベントレッド111、C.I.ソルベントレッド122、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー44、C.I.ソルベントイエロー77、C.I.ソルベントイエロー79、C.I.ソルベントイエロー81、C.I.ソルベントイエロー82、C.I.ソルベントイエロー93、C.I.ソルベントイエロー98、C.I.ソルベントイエロー103、C.I.ソルベントイエロー104、C.I.ソルベントイエロー112、C.I.ソルベントイエロー162、C.I.ソルベントブルー25、C.I.ソルベントブルー36、C.I.ソルベントブルー60、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ソルベントブルー93、C.I.ソルベントブルー95等を用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。   As the dye, C.I. I. Solvent Red 1, C.I. I. Solvent Red 49, C.I. I. Solvent Red 52, C.I. I. Solvent Red 58, C.I. I. Solvent Red 63, C.I. I. Solvent Red 111, C.I. I. Solvent Red 122, C.I. I. Solvent Yellow 19, C.I. I. Solvent Yellow 44, C.I. I. Solvent Yellow 77, C.I. I. Solvent Yellow 79, C.I. I. Solvent Yellow 81, C.I. I. Solvent Yellow 82, C.I. I. Solvent Yellow 93, C.I. I. Solvent Yellow 98, C.I. I. Solvent Yellow 103, C.I. I. Solvent Yellow 104, C.I. I. Solvent Yellow 112, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Solvent Blue 25, C.I. I. Solvent Blue 36, C.I. I. Solvent Blue 60, C.I. I. Solvent Blue 70, C.I. I. Solvent Blue 93, C.I. I. Solvent blue 95 etc. can be used and these mixtures can also be used.

これらの有機顔料及び染料は所望に応じて単独または複数を選択併用することが可能である。また顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。   These organic pigments and dyes can be used alone or in combination as desired. Moreover, the addition amount of a pigment is 2-20 mass% with respect to a polymer, Preferably 3-15 mass% is selected.

(ワックス)
重合トナーではトナー粒子中にワックスを含有させてもよい。ワックス自体の構造や組成としては特に限定はない。ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低分子量ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、エステルワックス等を使用することができる。
(wax)
In the polymerized toner, wax may be contained in the toner particles. There is no particular limitation on the structure and composition of the wax itself. Low molecular weight polyolefin waxes such as polypropylene and polyethylene, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, ester wax and the like can be used.

添加量は、トナー全体に対し1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%、さらに好ましくは3〜15質量%である。   The addition amount is 1 to 30% by mass, preferably 2 to 20% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass with respect to the whole toner.

本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーとして、単量体中にワックスを溶解させたものを水中に分散して重合させ、樹脂粒子中にワックスを内包させた粒子を形成し、これを着色剤粒子とともに塩析/融着させることでトナーとすることが好ましい。   As a toner that can be used for image formation using the developing roller according to the present invention, a toner in which wax is dissolved is dispersed in water and polymerized to form particles in which wax is encapsulated in resin particles. The toner is preferably salted out / fused with the colorant particles to form a toner.

本発明のトナーは、ワックスを溶解した単量体溶液を水系媒体中に分散し、ついで重合法により離型剤を内包した樹脂粒子を調製する工程、前記樹脂粒子分散液を用いて水系媒体中で樹脂粒子を融着させる工程、得られた粒子を水系媒体中より濾過し界面活性剤などを除去する洗浄工程、得られた粒子を乾燥させる工程、さらに乾燥させて得られた粒子に外添剤などを添加する外添剤添加工程などから構成される重合法で製造することが好ましい。ここで樹脂粒子としては着色された粒子であってもよい。また、非着色粒子を樹脂粒子として使用することもできる、この場合には、樹脂粒子の分散液に着色剤粒子分散液などを添加した後に水系媒体中で融着させる等により着色粒子とする。   The toner of the present invention comprises a step of dispersing a monomer solution in which wax is dissolved in an aqueous medium, and then preparing resin particles containing a release agent by a polymerization method, and using the resin particle dispersion liquid in an aqueous medium. The step of fusing the resin particles in step, the step of filtering the obtained particles from an aqueous medium to remove the surfactant, the step of drying the obtained particles, and the external addition to the particles obtained by drying It is preferable to produce by a polymerization method composed of an external additive addition step of adding an agent and the like. Here, the resin particles may be colored particles. Further, non-colored particles can also be used as resin particles. In this case, colored particles are formed by adding a colorant particle dispersion or the like to a dispersion of resin particles and then fusing in an aqueous medium.

特に、融着の方法としては、重合工程によって生成された樹脂粒子を用いて塩析/融着する方法が好ましい。また、非着色の樹脂粒子を使用した場合には、樹脂粒子と着色剤粒子を水系媒体中で塩析/融着させることができる。   In particular, the method of fusing is preferably a method of salting out / fusing using resin particles produced by the polymerization step. When non-colored resin particles are used, the resin particles and the colorant particles can be salted out / fused in an aqueous medium.

また、着色剤や離型剤に限らず、トナーの構成要素である荷電制御剤等も本工程で粒子として添加することができる。   In addition to the colorant and the release agent, a charge control agent that is a component of the toner can be added as particles in this step.

なお、ここで水系媒体とは主成分として水からなるもので、水の含有量が50質量%以上であるものを示す。水以外のものとしては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等をあげることができる。   In addition, an aqueous medium here consists of water as a main component, and shows content whose water content is 50 mass% or more. Examples of those other than water include organic solvents that dissolve in water, and examples include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.

本発明での好ましい重合法としては、単量体中に離型剤を溶解した単量体溶液を臨界ミセル濃度以下の界面活性剤を溶解させた水系媒体中に機械的エネルギーによって油滴分散させた分散液に、水溶性重合開始剤を加え、ラジカル重合させる方法をあげることができる。この場合、単量体中に油溶性の重合開始剤を加えて使用してもよい。   As a preferred polymerization method in the present invention, a monomer solution in which a release agent is dissolved in a monomer is dispersed in oil droplets by mechanical energy in an aqueous medium in which a surfactant having a critical micelle concentration or less is dissolved. A method may be mentioned in which a water-soluble polymerization initiator is added to the dispersion and radical polymerization is performed. In this case, an oil-soluble polymerization initiator may be added to the monomer.

この油滴分散を行うための分散機としては特に限定されるものでは無いが、例えばクレアミックス、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等をあげることができる。   The disperser for performing the oil droplet dispersion is not particularly limited, and examples thereof include CLEARMIX, ultrasonic disperser, mechanical homogenizer, manton gourin, pressure homogenizer, and the like.

前記した如く、着色剤自体は表面改質して使用してもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散し、その中に表面改質剤を添加した後昇温し反応を行う。反応終了後、濾過し同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返し乾燥させ表面改質剤で処理された顔料を得る。   As described above, the colorant itself may be used after surface modification. In the surface modification method of the colorant, the colorant is dispersed in a solvent, and after the surface modifier is added therein, the temperature is raised and the reaction is performed. After completion of the reaction, the mixture is filtered, washed with the same solvent, repeatedly filtered and dried to obtain a pigment treated with a surface modifier.

着色剤粒子は着色剤を水系媒体中に分散して調製される方法がある。この分散は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われる。   There is a method in which the colorant particles are prepared by dispersing a colorant in an aqueous medium. This dispersion is performed in a state where the surfactant concentration in water is equal to or higher than the critical micelle concentration (CMC).

顔料分散時の分散機は特に限定されないが、好ましくはクレアミックス、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。   Disperser at the time of pigment dispersion is not particularly limited, but preferably a medium such as Clairemix, ultrasonic disperser, mechanical homogenizer, pressure disperser such as Manton Gorin or pressure homogenizer, sand grinder, Getzmann mill, diamond fine mill, etc. Type disperser.

ここで使用される界面活性剤は、前述の界面活性剤を使用することができる。   As the surfactant used here, the aforementioned surfactants can be used.

塩析/融着を行う工程は、樹脂粒子及び着色剤粒子とが存在している水中にアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、ついで樹脂粒子のガラス転移点以上に加熱することで塩析を進行させると同時に融着を行う工程である。   In the step of salting out / fusion, a salting-out agent composed of an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt is added as a flocculant having a critical coagulation concentration or more in water in which resin particles and colorant particles are present. Next, it is a step of performing fusion at the same time as salting-out proceeds by heating the resin particles to a temperature higher than the glass transition point.

ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。また塩を構成するものとしては、塩素塩、臭素塩、沃素塩、炭酸塩、硫酸塩等が挙げられる。   Here, the alkali metal salt and the alkaline earth metal salt which are salting-out agents include lithium, potassium, sodium and the like as the alkali metal, and examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, strontium and barium. Preferably, potassium, sodium, magnesium, calcium, and barium are used. Examples of the salt include chlorine salt, bromine salt, iodine salt, carbonate salt, sulfate salt and the like.

トナーは、樹脂、着色剤、離型剤以外にトナー用材料として種々の機能を付与することのできる材料を加えてもよい。具体的には荷電制御剤等が挙げられる。これらの成分は前述の塩析/融着段階で樹脂粒子と着色剤粒子と同時に添加し、トナー中に包含する方法、樹脂粒子自体に添加する方法等種々の方法で添加することができる。   In addition to the resin, the colorant, and the release agent, the toner may be added with a material that can impart various functions as a toner material. Specific examples include charge control agents. These components can be added simultaneously with the resin particles and the colorant particles in the salting out / fusion step described above, and can be added by various methods such as a method included in the toner and a method of adding to the resin particles themselves.

荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、かつ水中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。   Similarly, various known charge control agents and those that can be dispersed in water can be used. Specific examples include nigrosine dyes, naphthenic acid or higher fatty acid metal salts, alkoxylated amines, quaternary ammonium salt compounds, azo metal complexes, salicylic acid metal salts or metal complexes thereof.

本発明のトナーには、流動性、帯電性の改良およびクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤としては特に限定されるものでは無く、種々の無機微粒子、有機微粒子及び滑剤を使用することができる。なお、通常、これらの外添剤を加える前の粒子を着色粒子、添加後のものをトナー又はトナー粒子ということが多い。しかし、いずれもトナー又はトナー粒子ということもある。   To the toner of the present invention, so-called external additives can be added and used for the purpose of improving fluidity, chargeability and cleaning property. These external additives are not particularly limited, and various inorganic fine particles, organic fine particles and lubricants can be used. Usually, the particles before adding these external additives are often called colored particles, and the particles after the addition are often called toner or toner particles. However, both may be toner or toner particles.

無機微粒子としては、従来公知のものを使用することができる。具体的には、数平均一次粒子径で5〜500nmのシリカ、チタン、アルミナ微粒子等が好ましく用いることができる。これら無機微粒子としては疎水性のものが好ましい。   A conventionally well-known thing can be used as an inorganic fine particle. Specifically, silica, titanium, alumina fine particles and the like having a number average primary particle diameter of 5 to 500 nm can be preferably used. These inorganic fine particles are preferably hydrophobic.

具体的には、シリカ微粒子として、例えば日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。   Specifically, as silica fine particles, for example, commercially available products R-805, R-976, R-974, R-972, R-812, R-809 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., HVK-2150, H manufactured by Hoechst -200, commercially available products TS-720, TS-530, TS-610, H-5, MS-5 and the like manufactured by Cabot Corporation.

チタン微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。   Examples of the titanium fine particles include commercial products T-805 and T-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., commercial products MT-100S, MT-100B, MT-500BS, MT-600, MT-600SS, and JA- 1. Commercial products TA-300SI, TA-500, TAF-130, TAF-510, TAF-510T manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd. Commercial products IT-S, IT-OA, IT-OB, IT- manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. OC etc. are mentioned.

アルミナ微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。   Examples of the alumina fine particles include commercial products RFY-C and C-604 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. and commercial products TTO-55 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.

また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。このものとしては、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。   As the organic fine particles, spherical organic fine particles having a number average primary particle diameter of about 10 to 2000 nm can be used. As this, a homopolymer such as styrene or methyl methacrylate or a copolymer thereof can be used.

滑剤には、例えばステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。   Examples of lubricants include, for example, zinc stearate, aluminum, copper, magnesium, calcium, etc., zinc oleate, manganese, iron, copper, magnesium, etc., zinc palmitate, copper, magnesium, calcium, etc. And salts of higher fatty acids such as zinc of linoleic acid, salts of calcium, etc., zinc of ricinoleic acid, salts of calcium, etc.

これら外添剤の添加量は、トナーに対して0.1〜5質量%が好ましい。   The amount of these external additives added is preferably 0.1 to 5% by mass with respect to the toner.

外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシエルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用することができる。   As a method for adding the external additive, various known mixing apparatuses such as a Turbuler mixer, a Henschel mixer, a Nauter mixer, and a V-type mixer can be used.

次に、本発明に係る画像形成方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、キャリアを用いずに画像形成を行う非磁性一成分系現像剤を用いる画像形成装置に好ましく使用される。   Next, the image forming method according to the present invention will be described. The developing roller according to the present invention is preferably used in an image forming apparatus using a non-magnetic one-component developer that forms an image without using a carrier.

本発明に係る現像ローラは、静電潜像を形成する像担持体上にトナーを供給する現像装置に装填されるものである。現像装置は、本発明に係る現像ローラの他に、トナー層規制部材とトナー補給補助部材とを有し、これらの部材がそれぞれ当接する様に配置されている。現像装置ではトナー層規制部材とトナー補給補助部材により現像ローラ上にトナーの薄層を形成し、これを像担持体上に供給して像担持体上に形成された潜像を可視画像化する。   The developing roller according to the present invention is mounted in a developing device that supplies toner onto an image carrier that forms an electrostatic latent image. The developing device has a toner layer regulating member and a toner replenishing auxiliary member in addition to the developing roller according to the present invention, and these members are arranged so as to contact each other. In the developing device, a thin toner layer is formed on the developing roller by the toner layer regulating member and the toner replenishing auxiliary member, and this is supplied onto the image carrier to visualize the latent image formed on the image carrier. .

トナー層規制部材は、現像ローラ上にトナーを均一な薄層状態にして供給するとともに、供給したトナーを摩擦帯電する。トナー層規制部材は、ウレタンゴムや金属板等の様に、ある程度の弾性を有する部材が用いられ、現像ローラに当接することにより現像ローラ上にトナーの薄層を形成する。現像ローラ上に形成されたトナーの薄層は、トナー粒子が最大で10個分、好ましくは5個分以下の厚さを有するものである。   The toner layer regulating member supplies the toner in a uniform thin layer state on the developing roller and frictionally charges the supplied toner. The toner layer regulating member is a member having a certain degree of elasticity, such as urethane rubber or a metal plate, and forms a thin layer of toner on the developing roller by contacting the developing roller. The toner thin layer formed on the developing roller has a maximum thickness of 10 toner particles, preferably 5 or less.

トナー層規制部材の現像ローラへの当接力は、10N/m乃至50N/mが好ましく、15N/m乃至40N/mがより好ましい。当接力をこの範囲内にすることにより、搬送ムラを起こさずにトナー搬送が行えるので、白スジ等の画像不良の発生が回避される。また、当接力を上記範囲とすることにより、トナーを変形、破砕させずに現像ローラに供給することができる。   The contact force of the toner layer regulating member to the developing roller is preferably 10 N / m to 50 N / m, and more preferably 15 N / m to 40 N / m. By setting the contact force within this range, the toner can be conveyed without causing unevenness in conveyance, so that the occurrence of image defects such as white stripes can be avoided. Further, by setting the contact force within the above range, the toner can be supplied to the developing roller without being deformed or crushed.

トナー補給補助部材は、現像ローラにトナーを安定に供給するためのものである。トナー補給補助部材には、例えば、撹拌羽根をつけた水車状のローラやスポンジ状のローラが使用されている。トナー補給補助部材の大きさ(直径)は、現像ローラの直径の0.2〜1.5倍が好ましく、この範囲のときに、現像ローラにトナーが過不足なく供給されて、画像不良のない良好な画像形成を可能にする。   The toner replenishment auxiliary member is for stably supplying toner to the developing roller. As the toner replenishing auxiliary member, for example, a water wheel-like roller with a stirring blade or a sponge-like roller is used. The size (diameter) of the toner replenishing auxiliary member is preferably 0.2 to 1.5 times the diameter of the developing roller. When the toner replenishing auxiliary member is within this range, the toner is supplied to the developing roller without excess or deficiency, and there is no image defect. Enables good image formation.

また、本発明に係る画像形成方法に使用される像担持体としては、無機感光体、アモルファスシリコン感光体、有機感光体等が挙げられ、この中でも、有機感光体が特に好ましく、さらに、電荷輸送層と電荷発生層とを積層構造としたものが好ましい。   Examples of the image carrier used in the image forming method according to the present invention include inorganic photoreceptors, amorphous silicon photoreceptors, and organic photoreceptors. Among these, organic photoreceptors are particularly preferable, and charge transport is further performed. A layered structure of a layer and a charge generation layer is preferred.

以下、本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像器(現像装置)について具体的に説明する。   Hereinafter, a developing device (developing device) that can be used in the image forming method according to the present invention will be described in detail.

図3は本発明に係る現像ローラが搭載可能な現像装置20の一例を示す外観図(a)と、断面構成の一例を示す概略図(b)である。   FIG. 3 is an external view (a) showing an example of the developing device 20 on which the developing roller according to the present invention can be mounted, and a schematic view (b) showing an example of a cross-sectional configuration.

図3に示す現像装置20は、通常トナーカートリッジとも呼ばれ、画像形成装置に装填して収納されている非磁性1成分系トナー(非磁性1成分現像剤)で像担持体上に形成された潜像を現像することが可能である。現像装置20は、本発明に係る現像ローラ10と、現像ローラ10の左側に設けられたバッファ室22と、バッファ室22に隣接するホッパ23とを有する。現像ローラ10は、図示しないモータにより図中反時計回り方向に回転駆動され、図示しない画像形成装置に組み込まれた状態にある像担持体と接触または近接する。   The developing device 20 shown in FIG. 3 is usually called a toner cartridge, and is formed on an image carrier with nonmagnetic one-component toner (nonmagnetic one-component developer) that is loaded and stored in the image forming apparatus. It is possible to develop the latent image. The developing device 20 includes the developing roller 10 according to the present invention, a buffer chamber 22 provided on the left side of the developing roller 10, and a hopper 23 adjacent to the buffer chamber 22. The developing roller 10 is rotationally driven in a counterclockwise direction in the drawing by a motor (not shown), and contacts or approaches an image carrier that is incorporated in an image forming apparatus (not shown).

バッファ室22にはトナー規制部材であるブレード24が現像ローラ10に圧接させた状態で配置されている。ブレード24は、現像ローラ10上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ10の回転方向に対してブレード24の下流側に、現像ローラ10上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード25をさらに設けることも可能である。   In the buffer chamber 22, a blade 24 as a toner regulating member is disposed in pressure contact with the developing roller 10. The blade 24 regulates the charge amount and adhesion amount of toner on the developing roller 10. Further, it is possible to further provide an auxiliary blade 25 for assisting the regulation of the toner charge amount and adhesion amount on the developing roller 10 on the downstream side of the blade 24 with respect to the rotation direction of the developing roller 10.

現像ローラ10には供給ローラ26が押圧されている。供給ローラ26は、図示しないモータにより現像ローラ10と同一方向(図中反時計回り方向)に回転駆動する。供給ローラ26は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。   A supply roller 26 is pressed against the developing roller 10. The supply roller 26 is rotationally driven in the same direction as the developing roller 10 (counterclockwise direction in the figure) by a motor (not shown). The supply roller 26 has a conductive cylindrical substrate and a foam layer formed of urethane foam or the like on the outer periphery of the substrate.

ホッパ23には一成分現像剤であるトナーTが収容されている。また、ホッパ23にはトナーTを攪拌する回転体27が設けられている。回転体27には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体27の矢印方向への回転によりトナーTを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーTは、ホッパ23とバッファ室22を隔てる隔壁に設けられた通路28を介してバッファ室22に供給される。なお、搬送羽根の形状は、回転体27の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーTを搬送しながら撓むとともに、通路28の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーTを通路28に供給している。   The hopper 23 contains toner T which is a one-component developer. The hopper 23 is provided with a rotating body 27 for stirring the toner T. A film-like conveying blade is attached to the rotating body 27, and the toner T is conveyed by the rotation of the rotating body 27 in the direction of the arrow. The toner T conveyed by the conveying blades is supplied to the buffer chamber 22 through a passage 28 provided in a partition wall that separates the hopper 23 and the buffer chamber 22. The shape of the conveying blade is bent while the toner T is conveyed in front of the rotation direction of the blade 27 as the rotating body 27 rotates, and returns to a straight state when the left end of the passage 28 is reached. Thus, the blade T supplies the toner T to the passage 28 by returning the shape straight after passing through the curved state.

また、通路28には通路28を閉鎖する弁321が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路28右側面上側に固定され、トナーTがホッパ23から通路28に供給されると、トナーTからの押圧力により右側に押されて通路28を開けるようになっている。その結果、バッファ室22内にトナーTが供給される。   The passage 28 is provided with a valve 321 for closing the passage 28. This valve is a film-like member, one end of which is fixed to the upper side of the right side of the passage 28 of the partition wall. When the toner T is supplied from the hopper 23 to the passage 28, the valve 28 is pushed rightward by the pressing force from the toner T. Can be opened. As a result, the toner T is supplied into the buffer chamber 22.

また、弁281の他端には規制部材322が取り付けられている。規制部材322と供給ローラ26は、弁321が通路28を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材322は、バッファ室22の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ10から供給ローラ26に回収されたトナーTがバッファ室22の底部に多量に落下しないように調整される。   A restricting member 322 is attached to the other end of the valve 281. The regulating member 322 and the supply roller 26 are arranged so as to form a slight gap even when the valve 321 closes the passage 28. The regulating member 322 adjusts so that the amount of toner accumulated at the bottom of the buffer chamber 22 does not become excessive, so that a large amount of toner T collected from the developing roller 10 to the supply roller 26 does not fall to the bottom of the buffer chamber 22. Adjusted to

現像装置20では、画像形成時に現像ローラ10が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ26の回転によりバッファ室22のトナーが現像ローラ10上に供給される。現像ローラ10上に供給されたトナーTは、ブレード24、補助ブレード25により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ10の回転に伴ってバッファ室22に戻り、供給ローラ26により現像ローラ10から掻き取られ回収される。   In the developing device 20, the developing roller 10 is rotationally driven in the direction of the arrow during image formation, and the toner in the buffer chamber 22 is supplied onto the developing roller 10 by the rotation of the supply roller 26. The toner T supplied onto the developing roller 10 is charged and thinned by a blade 24 and an auxiliary blade 25, and then conveyed to a region facing the image carrier to develop an electrostatic latent image on the image carrier. To be served. The toner that has not been used for development returns to the buffer chamber 22 as the developing roller 10 rotates, and is scraped and collected from the developing roller 10 by the supply roller 26.

また、現像装置20に設けられる現像バイアス電源装置29は、現像バイアス電圧Vbの設定値(例えば500V程度)を出力する直流電圧電源と交番電界(例えばVppが2.0kV,周波数2kHz)を形成する交流電源装置より構成される。なお、「Vpp」とは、交番電圧波形の振幅の山と谷の差であるピーク・トゥー・ピーク電圧を示す。   The developing bias power supply 29 provided in the developing device 20 forms an alternating electric field (for example, Vpp is 2.0 kV, frequency 2 kHz) with a DC voltage power source that outputs a set value (for example, about 500 V) of the developing bias voltage Vb. It consists of an AC power supply. “Vpp” indicates a peak-to-peak voltage that is the difference between the peak and valley of the amplitude of the alternating voltage waveform.

画像形成時、静電潜像担持体が、帯電装置(図示せず)により例えば800V程度の電位に一様に帯電され、その後、所定部分がレーザ等の光学ヘッドにより露光されると、例えば100V程度の電位に減衰されて静電潜像が形成される。   At the time of image formation, the electrostatic latent image carrier is uniformly charged to a potential of, for example, about 800 V by a charging device (not shown), and then a predetermined portion is exposed by an optical head such as a laser. An electrostatic latent image is formed by being attenuated to a certain potential.

現像領域では、現像バイアス電源装置29から印加される現像バイアス電圧Vbと交番電圧により形成される電界の作用により、現像ローラ10上で薄層形成していたトナーが現像ローラ10周面から飛翔してパウダクラウド化する。そして、静電潜像が形成されている静電潜像担持体上にトナー供給が行われ、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。   In the developing region, the toner formed in a thin layer on the developing roller 10 flies from the circumferential surface of the developing roller 10 by the action of an electric field formed by the developing bias voltage Vb applied from the developing bias power supply device 29 and an alternating voltage. To become a cloud cloud. Then, toner is supplied onto the electrostatic latent image carrier on which the electrostatic latent image is formed, and the electrostatic latent image is developed to form a toner image.

現像ローラ10上に形成されるトナー層の厚さは、たとえば、静電潜像担持体15の周速を100mm/sec、現像ローラ10の周速を200mm/sec、トナー規制部材24が現像ローラ10を押圧する押圧力を10〜100N/mとすると、1.5層程度(トナー粒子1.5個分程度)の厚みとすることができる。   The thickness of the toner layer formed on the developing roller 10 is, for example, that the peripheral speed of the electrostatic latent image carrier 15 is 100 mm / sec, the peripheral speed of the developing roller 10 is 200 mm / sec, and the toner regulating member 24 is the developing roller. When the pressing force for pressing 10 is 10 to 100 N / m, the thickness can be about 1.5 layers (about 1.5 toner particles).

なお、本発明に係る現像ローラを搭載可能な現像装置の構成は、図3に示すトナーカートリッジに限定されるものではない。   The configuration of the developing device on which the developing roller according to the present invention can be mounted is not limited to the toner cartridge shown in FIG.

次に、図3に示す現像装置20が搭載可能な、すなわち、本発明に係る現像ローラを用いてトナー画像形成が可能なフルカラー画像形成装置の一例を図4に示す。なお、図3に示す現像装置20が搭載可能な画像形成装置は図4に示すものに限定されるものではない。   Next, FIG. 4 shows an example of a full-color image forming apparatus in which the developing device 20 shown in FIG. 3 can be mounted, that is, a toner image can be formed using the developing roller according to the present invention. Note that the image forming apparatus on which the developing device 20 shown in FIG. 3 can be mounted is not limited to that shown in FIG.

図4の画像形成装置は、回転駆動される感光体ドラム15の周囲に、感光体ドラム15表面を所定電位に均一帯電させる帯電装置16、感光体ドラム15上の残留トナーを除去するクリーナ17が設けられている。   In the image forming apparatus shown in FIG. 4, a charging device 16 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 15 to a predetermined potential and a cleaner 17 for removing residual toner on the photosensitive drum 15 are provided around the photosensitive drum 15 that is rotationally driven. Is provided.

レーザ走査光学系18は、帯電装置16により均一帯電された感光体ドラム15上を走査露光し、感光体ドラム15上に静電潜像を形成する。レーザ走査光学系18は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、fθ光学素子を内蔵し、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送される。そして、上記各色の印字データに基づいて、レーザビームが順次出力され、感光体ドラム15上を走査露光して、各色毎の静電潜像を形成する。   The laser scanning optical system 18 scans and exposes the photosensitive drum 15 uniformly charged by the charging device 16 to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum 15. The laser scanning optical system 18 includes a laser diode, a polygon mirror, and an fθ optical element, and print data for each of yellow, magenta, cyan, and black is transferred from the host computer to the control unit. Based on the print data of each color, a laser beam is sequentially output, and the photosensitive drum 15 is scanned and exposed to form an electrostatic latent image for each color.

本発明に係る現像装置20を収納した現像装置ユニット30は、静電潜像が形成された感光体ドラム15に各色トナーを供給して現像を行う。現像装置ユニット30には、支軸33の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性1成分トナーをそれぞれ収納した4つの現像装置20Y、20M、20C、20Bkが装着され、支軸33を中心に回転して、各現像装置20が感光体ドラム15と対向する位置に導かれる。   The developing device unit 30 containing the developing device 20 according to the present invention performs development by supplying each color toner to the photosensitive drum 15 on which the electrostatic latent image is formed. The developing device unit 30 is provided with four developing devices 20Y, 20M, 20C, and 20Bk each containing non-magnetic one-component toners of yellow, magenta, cyan, and black around the support shaft 33. Rotating to the center, each developing device 20 is guided to a position facing the photosensitive drum 15.

現像装置ユニット30は、レーザ走査光学系18により感光体ドラム15上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸33を中心に回転し、対応する色のトナーを収容した現像装置20を感光体ドラム15に対向する位置に導く。そして、各現像装置20Y、20M、20C、20Bkより感光体ドラム15上に、帯電された各色トナーを順次供給して現像を行う。   The developing device unit 30 rotates around the support shaft 33 each time an electrostatic latent image of each color is formed on the photosensitive drum 15 by the laser scanning optical system 18 and stores the corresponding color toner. 20 is guided to a position facing the photosensitive drum 15. Then, each of the developing devices 20Y, 20M, 20C, and 20Bk sequentially supplies the charged color toners onto the photosensitive drum 15 to perform development.

図4の画像形成装置は、現像装置ユニット30より感光体ドラム15の回転方向下流側に無端状の中間転写ベルト40が設けられ、感光体ドラム15と同期して回転駆動する。中間転写ベルト40は、1次転写ローラ41により押圧された部位で感光体ドラム15と接触し、感光体ドラム15上に形成されたトナー画像を転写する。また、中間転写ベルト40を支持する支持ローラ42と対向して、2次転写ローラ43が回転可能に設けられ、支持ローラ42と2次転写ローラ43との対向する部位で、中間転写ベルト40上のトナー画像が記録紙等の記録材S上に押圧転写される。   In the image forming apparatus of FIG. 4, an endless intermediate transfer belt 40 is provided downstream of the developing unit 30 in the rotation direction of the photosensitive drum 15, and is driven to rotate in synchronization with the photosensitive drum 15. The intermediate transfer belt 40 comes into contact with the photosensitive drum 15 at a portion pressed by the primary transfer roller 41 and transfers the toner image formed on the photosensitive drum 15. Further, a secondary transfer roller 43 is rotatably provided so as to face the support roller 42 that supports the intermediate transfer belt 40, and the portion on the intermediate transfer belt 40 is opposed to the support roller 42 and the secondary transfer roller 43. The toner image is pressed and transferred onto the recording material S such as recording paper.

なお、現像装置ユニット30と中間転写ベルト40との間には、中間転写ベルト40上の残留トナーを除去するクリーナ50が中間転写ベルト40に対して接離可能に設けられている。   A cleaner 50 that removes residual toner on the intermediate transfer belt 40 is provided between the developing device unit 30 and the intermediate transfer belt 40 so as to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 40.

記録材Sを中間転写ベルト40に導く給紙手段60は、記録材Sを収容する給紙トレイ61と、給紙トレイ61に収容した記録材Sを1枚ずつ給紙する給紙ローラ62、給紙した記録材Sを2次転写部位に送るタイミングローラ63より構成される。   A paper feeding unit 60 that guides the recording material S to the intermediate transfer belt 40 includes a paper feeding tray 61 that houses the recording material S, and a paper feeding roller 62 that feeds the recording material S stored in the paper feeding tray 61 one by one. It comprises a timing roller 63 that feeds the fed recording material S to the secondary transfer site.

トナー画像が押圧転写された記録材Sは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段66により定着装置70に搬送され、定着装置70で転写されたトナー画像が記録材S上に定着される。定着後、記録材Sは垂直搬送路80を搬送され、装置本体100の上面に排出される。   The recording material S on which the toner image is pressed and transferred is conveyed to the fixing device 70 by a conveying means 66 constituted by an air suction belt or the like, and the toner image transferred by the fixing device 70 is fixed on the recording material S. After fixing, the recording material S is transported through the vertical transport path 80 and discharged onto the upper surface of the apparatus main body 100.

以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
1.現像ローラの作製
以下の手順により、「現像ローラ1〜11」を作製した。
(1)現像ローラ1の作製
下記材料を混合分散させてなる樹脂層形成用溶液(塗布液)を作製した。
Examples of the present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
1. Production of Developing Rollers “Developing rollers 1 to 11” were produced by the following procedure.
(1) Production of developing roller 1 A resin layer forming solution (coating solution) obtained by mixing and dispersing the following materials was produced.

ウレタン樹脂「ニッポラン5120(日本ポリウレタン社製)」 100質量部
ファーネスブラック 20質量部
メチルエチルケトン(MEK) 400質量部
平均1次粒径10μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子 50質量部
この塗布液を直径10mmのSUS303製シャフトの周面に15μmの厚さで塗布し、100℃の加熱処理を1時間行って樹脂層を形成し、「現像ローラ1」を作製した。
(2)現像ローラ2の作製
「現像ローラ1」の作製において、塗布液中における平均1次粒径10μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子の添加量を40質量部に変更した他は同様の手順で「現像ローラ2」を作製した。
(3)現像ローラ3の作製
「現像ローラ1」の作製において、塗布液中における平均1次粒径10μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子の添加量を30質量部に変更した他は同様の手順で「現像ローラ3」を作製した。
(4)現像ローラ4の作製
「現像ローラ2」の作製において、塗布液中に添加する平均1次粒径10μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子を平均1次粒径が20μmの架橋アクリル樹脂粒子に変更した他は同様の手順で「現像ローラ4」を作製した。
(5)現像ローラ5の作製
「現像ローラ4」の作製において、塗布液中に添加する平均1次粒径20μmの架橋アクリル樹脂粒子の添加量を30質量部に変更した他は同様の手順で「現像ローラ5」を作製した。
(6)現像ローラ6の作製
「現像ローラ4」の作製において、塗布液中に添加する平均1次粒径20μmの架橋アクリル樹脂粒子の添加量を20質量部に変更した他は同様の手順で「現像ローラ6」を作製した。
(7)現像ローラ7の作製
「現像ローラ2」の作製において、塗布液中に添加する平均1次粒径10μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子を平均1次粒径が30μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子に変更した他は同様の手順で「現像ローラ7」を作製した。
(8)現像ローラ8の作製
「現像ローラ7」の作製において、塗布液中に添加する平均1次粒径30μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子の添加量を30質量部に変更した他は同様の手順で「現像ローラ8」を作製した。
(9)現像ローラ9の作製
「現像ローラ7」の作製において、塗布液中に添加する平均1次粒径30μmの架橋ポリウレタン樹脂粒子の添加量を20質量部に変更した他は同様の手順で「現像ローラ9」を作製した。
(10)現像ローラ10の作製
「現像ローラ4」を作製後、さらに、ウレタン樹脂「ニッポラン5120(日本ポリウレタン社製)」100質量部とファーネスブラック20質量部をメチルエチルケトン400質量部に混合分散させた塗布液を前述の樹脂層上に厚さ5μmになる様に塗布した。塗布後、100℃の加熱処理を40分間行って2つ目の樹脂層を形成し、これを「現像ローラ10」とした。
(11)現像ローラ11の作製
「現像ローラ8」を作製後、さらに、ウレタン樹脂「ニッポラン5120(日本ポリウレタン社製)」100質量部とファーネスブラック20質量部をメチルエチルケトン400質量部に混合分散させた塗布液を前述の樹脂層上に厚さ5μmになる様に塗布した。塗布後、100℃の加熱処理を40分間行って2つ目の樹脂層を形成し、これを「現像ローラ11」とした。
Urethane resin “Nipporan 5120 (manufactured by Nippon Polyurethane)” 100 parts by mass Furnace black 20 parts by mass Methyl ethyl ketone (MEK) 400 parts by mass Cross-linked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 10 μm 50 parts by mass This coating solution is made of SUS303 having a diameter of 10 mm. A coating layer having a thickness of 15 μm was applied to the peripheral surface of the shaft, and a heat treatment at 100 ° C. was performed for 1 hour to form a resin layer, whereby “developing roller 1” was produced.
(2) Production of developing roller 2 In the production of “Developing roller 1”, “Developing” was performed in the same procedure except that the addition amount of crosslinked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 10 μm in the coating solution was changed to 40 parts by mass. Roller 2 "was produced.
(3) Production of developing roller 3 In the production of “Developing roller 1”, “Development” was performed in the same procedure except that the addition amount of crosslinked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 10 μm in the coating solution was changed to 30 parts by mass. Roller 3 "was produced.
(4) Production of developing roller 4 In production of “developing roller 2”, the crosslinked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 10 μm added to the coating solution were changed to crosslinked acrylic resin particles having an average primary particle size of 20 μm. Other than that, “developing roller 4” was prepared in the same procedure.
(5) Production of developing roller 5 In the production of “developing roller 4”, the procedure was the same except that the addition amount of crosslinked acrylic resin particles having an average primary particle size of 20 μm added to the coating solution was changed to 30 parts by mass. “Developing roller 5” was produced.
(6) Production of developing roller 6 In the production of “developing roller 4”, the procedure was the same except that the addition amount of crosslinked acrylic resin particles having an average primary particle size of 20 μm added to the coating solution was changed to 20 parts by mass. “Developing roller 6” was produced.
(7) Production of developing roller 7 In production of “developing roller 2”, the crosslinked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 10 μm added to the coating liquid were changed to crosslinked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 30 μm. Other than that, “Developing roller 7” was prepared in the same procedure.
(8) Production of developing roller 8 In the production of “developing roller 7”, the procedure was the same except that the addition amount of the crosslinked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 30 μm added to the coating solution was changed to 30 parts by mass. “Developing roller 8” was produced.
(9) Production of developing roller 9 In the production of “Developing roller 7”, the procedure was the same except that the addition amount of the crosslinked polyurethane resin particles having an average primary particle size of 30 μm added to the coating liquid was changed to 20 parts by mass. “Developing roller 9” was produced.
(10) Production of developing roller 10 After producing “Developing roller 4”, 100 parts by mass of urethane resin “Nippolan 5120 (manufactured by Nippon Polyurethane)” and 20 parts by mass of furnace black were mixed and dispersed in 400 parts by mass of methyl ethyl ketone. The coating solution was applied on the above resin layer so as to have a thickness of 5 μm. After the application, heat treatment at 100 ° C. was performed for 40 minutes to form a second resin layer, which was designated as “developing roller 10”.
(11) Production of Development Roller 11 After production of “Development Roller 8”, 100 parts by mass of urethane resin “Nipporan 5120 (manufactured by Nippon Polyurethane)” and 20 parts by mass of furnace black were mixed and dispersed in 400 parts by mass of methyl ethyl ketone. The coating solution was applied on the above resin layer so as to have a thickness of 5 μm. After coating, a heat treatment at 100 ° C. was performed for 40 minutes to form a second resin layer, which was designated as “developing roller 11”.

以上、作製した「現像ローラ1〜11」の粗さ付与粒子間間隔Sm、及び、平均中心線粗さRaを表1に示す。   Table 1 shows the roughness imparted inter-particle spacing Sm and the average centerline roughness Ra of the produced “developing rollers 1 to 11”.

Figure 0004815619
Figure 0004815619

2.トナーの作製
(1)「樹脂粒子分散液1」の作製
撹拌装置を取り付けたフラスコに、ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル72.0質量部を、スチレン115.1質量部、n−ブチルアクリレート42.0質量部、及び、メタクリル酸10.9質量部からなる単量体混合液に添加し、80℃に加温して溶解させた。
2. Preparation of toner (1) Preparation of “resin particle dispersion 1” In a flask equipped with a stirrer, 72.0 parts by mass of pentaerythritol tetrastearate, 115.1 parts by mass of styrene, 42.0 n-butyl acrylate It added to the monomer liquid mixture which consists of 10.9 mass parts of mass parts and methacrylic acid, and it heated and dissolved at 80 degreeC.

一方、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けたセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム:SDS)7.08質量部をイオン交換水2760質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、窒素気流下で撹拌速度230rpmで撹拌しながら80℃に昇温させた。次いで、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(エム・テクニック(株)製)」により、前記界面活性剤溶液(80℃)中に前記単量体溶液(80℃)を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子(油滴)が分散された乳化液を調製した。   On the other hand, 7.08 parts by mass of an anionic surfactant (sodium dodecylbenzenesulfonate: SDS) was dissolved in 2760 parts by mass of ion-exchanged water in a separable flask equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling tube, and a nitrogen introduction apparatus. The surfactant solution thus prepared was added, and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream. Next, the monomer solution (80 ° C.) is mixed and dispersed in the surfactant solution (80 ° C.) by a mechanical disperser “CLEARMIX (M Technique Co., Ltd.)” having a circulation path, An emulsified liquid in which emulsified particles (oil droplets) having a uniform dispersed particle diameter were dispersed was prepared.

この分散液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)0.84質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を80℃にて3時間にわたり加熱・撹拌して重合反応を行った。得られた反応溶液に、重合開始剤(KPS)7.73質量部をイオン交換水240質量部に溶解させた溶液を添加し、15分後に温度を80℃とした後、スチレン383.6質量部、n−ブチルアクリレート140.0質量部、メタクリル酸36.4質量部、及び、n−オクチルメルカプタン12質量部からなる混合液を100分間かけて滴下し、この系を80℃で60分間にわたり加熱・撹拌させた後、この系を40℃まで冷却することにより、ワックスを含有する樹脂粒子分散液(以下、「ラテックス(1)」という。)を作製した。
(2)「着色剤分散液K」の作製
一方、n−ドデシル硫酸ナトリウム9.2質量部をイオン交換水160質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤としてカーボンブラック「モーガルL」(キャボット社製)20質量部を徐々に添加し、次いで、機械式分散機「クレアミックス」(エム・テクニック(株)製)を用いて分散処理することにより、「着色剤分散液K」を調製した。「着色剤分散液K」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)で測定したところ、質量平均粒子径で120nmであった。
(3)「着色粒子1」の作製
温度センサ、冷却管、撹拌装置(撹拌翼を2枚有し、交差角が20°)、形状モニタリング装置を取り付けた反応容器(四つ口フラスコ)に、「樹脂粒子分散液1」1250質量部(固形分換算)、イオン交換水2000質量部、「着色剤分散液1」全量を投入し、内温を25℃に調整後、この分散液混合溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10.0に調整した。次いで、塩化マグネシウム・6水和物52.6質量部をイオン交換水72質量部に溶解した水溶液を、撹拌下25℃にて10分間かけて添加した。その後、直ちに昇温を開始し、この系を5分間かけて95℃まで昇温(昇温速度14℃/分)させた。
An initiator solution in which 0.84 parts by mass of a polymerization initiator (potassium persulfate: KPS) was dissolved in 200 parts by mass of ion-exchanged water was added to this dispersion, and this system was heated at 80 ° C. for 3 hours. The polymerization reaction was carried out with stirring. A solution prepared by dissolving 7.73 parts by mass of a polymerization initiator (KPS) in 240 parts by mass of ion-exchanged water was added to the obtained reaction solution. After 15 minutes, the temperature was adjusted to 80 ° C., and then 383.6 masses of styrene. Part mixture, 140.0 parts by mass of n-butyl acrylate, 36.4 parts by mass of methacrylic acid, and 12 parts by mass of n-octyl mercaptan was added dropwise over 100 minutes, and the system was added at 80 ° C for 60 minutes. After heating and stirring, the system was cooled to 40 ° C. to prepare a resin particle dispersion containing wax (hereinafter referred to as “latex (1)”).
(2) Preparation of “Colorant Dispersion Liquid K” On the other hand, 9.2 parts by mass of sodium n-dodecyl sulfate was stirred and dissolved in 160 parts by mass of ion-exchanged water. While stirring this solution, 20 parts by mass of carbon black “Mogal L” (Cabot Corp.) was gradually added as a colorant, and then a mechanical disperser “Claremix” (M Technique Co., Ltd.) was added. Using the dispersion treatment, “Colorant Dispersion Liquid K” was prepared. When the particle diameter of the colorant particles in “Colorant Dispersion Liquid K” was measured with an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the mass average particle diameter was 120 nm.
(3) Production of “colored particles 1” In a reaction vessel (four-necked flask) equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a stirring device (having two stirring blades, an intersection angle of 20 °), and a shape monitoring device, 1250 parts by mass of “resin particle dispersion 1” (in terms of solid content), 2000 parts by mass of ion-exchanged water, and the total amount of “colorant dispersion 1” were adjusted to an internal temperature of 25 ° C. The pH was adjusted to 10.0 by adding 5 mol / liter aqueous sodium hydroxide solution. Next, an aqueous solution in which 52.6 parts by mass of magnesium chloride hexahydrate was dissolved in 72 parts by mass of ion-exchanged water was added over 10 minutes at 25 ° C. with stirring. Thereafter, the temperature increase was started immediately, and this system was heated to 95 ° C. over 5 minutes (temperature increase rate: 14 ° C./min).

この状態で「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径(D50)が6.5μmになった時点で、塩化ナトリウム115質量部をイオン交換水700質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、液温度90℃にて8時間にわたり加熱撹拌(撹拌回転数120rpm)して融着を継続させて熟成処理した後、この系を10℃/分の条件で30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを3.0に調整し、撹拌を停止した。   In this state, the particle size of the aggregated particles was measured with “Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter)”. When the volume-based median diameter (D50) reached 6.5 μm, 115 parts by mass of sodium chloride was ionized. Particle growth was stopped by adding an aqueous solution dissolved in 700 parts by mass of exchange water. Furthermore, after heating and stirring for 8 hours at a liquid temperature of 90 ° C. (stirring rotation speed: 120 rpm) and continuing aging, the system was cooled to 30 ° C. at 10 ° C./min. The pH was adjusted to 3.0 by addition and stirring was stopped.

生成した粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄して遠心分離装置によって液中分級処理し、その後、フラッシュジェットドライヤを用いて乾燥処理して含水率1.0質量%の「着色粒子1」を生成した。
(4)着色粒子2、3の作製
「着色粒子1」の作製工程において、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」で凝集粒子の体積基準メディアン径が8.0μmの時に、前記塩化ナトリウム水溶液を添加して粒子成長を停止させて、「着色粒子2」を作製した。また、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」で凝集粒子の体積基準メディアン径が5.0μmの時に、前記塩化ナトリウム水溶液を添加して粒子成長を停止させて、「着色粒子3」を作製した。
(5)「トナー1〜3」の作製
上記「着色粒子1〜3」に、以下の外添処理を行うことで体積基準メディアン径が6.5μm、8.0μm、5.0μmの非磁性一成分トナー「トナー1〜3」を作製した。すなわち、数平均一次粒子径が12nm、疎水化度が65の疎水性シリカを0.8質量部、数平均一次粒子径が30nm、疎水化度が55の疎水性チタニアを0.5質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して処理を行った。
The produced particles are filtered, washed repeatedly with ion-exchanged water, classified in liquid with a centrifugal separator, and then dried using a flash jet dryer to give “colored particles 1” having a water content of 1.0 mass%. Was generated.
(4) Production of colored particles 2 and 3 In the production process of “colored particles 1”, when the volume-based median diameter of the aggregated particles is 8.0 μm in “Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter)”, the sodium chloride An aqueous solution was added to stop the particle growth, and “Colored Particle 2” was produced. In addition, when the volume-based median diameter of the aggregated particles is 5.0 μm in “Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter)”, the sodium chloride aqueous solution is added to stop the particle growth, and “colored particles 3” Produced.
(5) Preparation of “Toners 1 to 3” The above-mentioned “colored particles 1 to 3” are subjected to the following external addition treatment, whereby non-magnetic ones having a volume-based median diameter of 6.5 μm, 8.0 μm, and 5.0 μm. Component toners “Toners 1 to 3” were prepared. That is, 0.8 parts by mass of hydrophobic silica having a number average primary particle diameter of 12 nm and a hydrophobization degree of 65, and 0.5 parts by mass of hydrophobic titania having a number average primary particle diameter of 30 nm and a hydrophobization degree of 55 are added. Then, the mixture was processed with a Henschel mixer.

作製した「トナー1〜3」について、その体積基準メディアン径Rと、粗さ付与粒子間の間隔Sm(μm)の値、及び、平均中心線粗さRa(μm)の値を表2に示す。   Table 2 shows the volume-based median diameter R, the value of the spacing Sm (μm) between the roughness-imparting particles, and the value of the average center line roughness Ra (μm) of the produced “Toners 1 to 3”. .

Figure 0004815619
Figure 0004815619

この様に作製した「トナー1〜3」と前述の「現像ローラ1〜11」とを、後述する表3に示す様に組み合わせてなる現像装置を準備し、「実施例1〜13」及び「比較例1〜12」とした。そして、これらについて以下に示す評価実験を行った。
3.評価実験
非磁性一成分現像方式を採用した市販のカラーレーザプリンタ「Magicolor 5440DL(コニカミノルタビジネステクノロジー(株)製)」に、上記「実施例1〜13」及び「比較例1〜12」を構成する現像装置を搭載した。
A developing device is prepared by combining the “toners 1 to 3” produced in this way and the aforementioned “developing rollers 1 to 11” as shown in Table 3 to be described later, and “Examples 1 to 13” and “ It was set as Comparative Examples 1 to 12. And about these, the evaluation experiment shown below was conducted.
3. Evaluation Experiment The above-mentioned “Examples 1 to 13” and “Comparative Examples 1 to 12” are configured in a commercially available color laser printer “Magicor 5440DL (manufactured by Konica Minolta Business Technology Co., Ltd.)” employing a non-magnetic one-component development system. A developing device is installed.

評価は、黒色画像にプリント作製を行って評価を行った。すなわち、常温常湿環境(20℃、50%RH)下で、3000枚の連続プリントを実施することにより、画像形成性能を評価した。なお、連続プリントは、画素率が6%のオリジナル画像(ハーフトーン画像、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ画像がそれぞれ1/4等分にあるA4サイズのオリジナル画像)を出力させ、所定枚数目におけるプリント物を用いて評価を行った。   Evaluation was performed by producing a print on a black image. That is, the image forming performance was evaluated by carrying out continuous printing of 3000 sheets under a normal temperature and humidity environment (20 ° C., 50% RH). Note that continuous printing outputs an original image with a pixel rate of 6% (A4 size original image with halftone image, portrait photo, solid white image, solid image divided into 1/4 each), and a predetermined number of sheets Evaluation was performed using printed materials in the eyes.

評価は、以下に示す様に、「カブリ」、「はき寄せと欠け」、「現像ローラ表面の目視観察」、「画像濃度変動」、及び、「画像濃度ムラ」について行った。   The evaluation was performed for “fogging”, “creaking and chipping”, “visual observation of the developing roller surface”, “image density fluctuation”, and “image density unevenness” as shown below.

〈カブリ〉
現像ローラ表面へのトナー付着発生に起因すると見られるカブリの評価を行った。カブリの評価は3000枚連続プリント後に作成したプリント画像上の白地部分の反射濃度(カブリ濃度)が0.01未満であるものを合格とした。白地部分の反射濃度測定は、反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて行った。
<Fog>
An evaluation was made on fogging that appears to be caused by the occurrence of toner adhesion to the surface of the developing roller. In the evaluation of fog, an image having a reflection density (fogging density) of a white background portion on a printed image prepared after continuous printing of 3000 sheets was less than 0.01 was regarded as acceptable. The reflection density measurement of the white background portion was performed using a reflection densitometer “RD-918 (manufactured by Macbeth)”.

〈はき寄せ/欠け〉
現像ローラ表面におけるトナー搬送性の評価として、ベタ画像及びハーフトーン画像におけるはき寄せと欠けの発生を評価した。評価は、ベタ画像及びハーフトーン画像において、用紙搬送方向先端側及び後端側に、濃度が薄くなる部分(=欠け)もしくは濃くなる部分(=はき寄せ)の有無を目視で評価(限度見本サンプルを使用)した。
<Crushing / Deficit>
As evaluation of toner transportability on the surface of the developing roller, occurrence of close-up and chipping in solid images and halftone images was evaluated. In the evaluation, the solid image and the halftone image are visually evaluated for the presence or absence of a lightly darkened portion (= chip) or a darkened portion (= creeping) on the leading and trailing edges in the paper conveyance direction (limit sample). Sample).

欠け、もしくは、はき寄せのいずれも存在しなければ○と判断し、いずれか1つでも存在すれば×と判断した。   If there was no chipping or rushing, it was judged as “good”, and if any one was present, it was judged as “poor”.

〈現像ローラ表面の目視観察〉
3000枚の連続プリント終了後、倍率10倍のルーペを用いて現像ローラ表面の目視観察を行い、現像ローラ表面におけるトナーの付着状況を観察することにより、フィルミングの発生の有無を評価した。
<Visual observation of developing roller surface>
After 3000 sheets were continuously printed, the surface of the developing roller was visually observed using a magnifying glass having a magnification of 10 times, and the presence or absence of filming was evaluated by observing the state of toner adhesion on the surface of the developing roller.

〈画像濃度変動〉
開始時及び3000枚の連続プリント終了時に出力した評価用画像上のベタ画像部における濃度の変動を評価した。ベタ画像部上で任意の10点を選択し、マクベス反射濃度計(RD−918)を使用して反射濃度を測定し、その中で濃度が最大と最小になったものを除いた8点の濃度から平均濃度を算出した。この様にして算出した連続プリント開始時と終了時の平均濃度の差を求め、これを画像濃度変動とした。画像濃度の差が0.15未満のものを合格とした。
<Image density fluctuation>
The density variation in the solid image portion on the evaluation image output at the start and at the end of continuous printing of 3000 sheets was evaluated. Select any 10 points on the solid image area, measure the reflection density using a Macbeth reflection densitometer (RD-918), and remove the 8 points from which the density is maximum and minimum. The average concentration was calculated from the concentration. The difference between the average densities at the start and end of continuous printing calculated in this way was obtained, and this was used as the image density fluctuation. An image density difference of less than 0.15 was accepted.

〈画像濃度ムラ〉
3000枚のプリント終了後に出力した評価用画像上のハーフトーン画像部とベタ黒画像部で評価を行った。各画像部上で任意の10点を選択し、マクベス反射濃度計(RD−918)を使用して反射濃度を測定し、その中から最大濃度と最小濃度を見つけ、その濃度差を画像濃度ムラとして評価した。ハーフトーン画像部における濃度差は0.05以下、ベタ画像部における濃度差は0.15以下となるものを合格とした。
<Image density unevenness>
The evaluation was performed on the halftone image portion and the solid black image portion on the evaluation image output after the printing of 3000 sheets. Select any 10 points on each image area, measure the reflection density using a Macbeth reflection densitometer (RD-918), find the maximum density and the minimum density, and find the density difference as an image density unevenness. As evaluated. A case where the density difference in the halftone image area was 0.05 or less and the density difference in the solid image area was 0.15 or less was accepted.

結果を表3に示す。   The results are shown in Table 3.

Figure 0004815619
Figure 0004815619

表3に示す様に、本発明の構成要件を満たす実施例1〜13では、現像ローラ表面におけるトナー付着が発生していないものと判断される。また、実施例1〜13は作成されたトナー画像上に画像欠陥や濃度変動、濃度ムラといった帯電不良に起因するとされる画像不良の発生が見られなかった。さらに、トナー画像上にはき寄せや欠けも見られず、現像ローラ上ではトナー搬送が円滑に行われているものと判断される。   As shown in Table 3, in Examples 1 to 13 that satisfy the structural requirements of the present invention, it is determined that toner adhesion on the surface of the developing roller has not occurred. In Examples 1 to 13, no image defect, which was caused by a charging defect such as an image defect, density fluctuation, or density unevenness, was observed on the produced toner images. Further, no rushing or chipping is observed on the toner image, and it is determined that the toner is smoothly conveyed on the developing roller.

一方、本発明の構成要件を満たさぬ比較例1〜12は、上記評価結果のうちいずれかの項目を満足していない結果となり、現像ローラ表面でのトナー付着や帯電不良等が発生しているものと判断される。   On the other hand, Comparative Examples 1 to 12 that do not satisfy the constituent requirements of the present invention do not satisfy any of the above evaluation results, and toner adhesion or charging failure occurs on the surface of the developing roller. Judged to be.

表3の結果から明らかな様に、本発明によれば、粗さ付与粒子を用いた現像ローラにおいて、そのトナー搬送性や帯電性能は、使用するトナーとの間に密接な関係があることが確認された。   As is apparent from the results in Table 3, according to the present invention, in the developing roller using the roughness imparting particles, the toner transportability and charging performance may be closely related to the toner used. confirmed.

本発明に係る現像ローラに該当するものの断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of what corresponds to the developing roller which concerns on this invention. 現像ローラ表面における粗さ付与粒子間間隔Smと平均中心線粗さRaを説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a roughness imparting inter-particle spacing Sm and an average center line roughness Ra on the developing roller surface. 本発明に係る現像ローラが搭載可能な現像装置の一例をす模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a developing device on which a developing roller according to the present invention can be mounted. 本発明に係る現像ローラが使用可能な画像形成装置の概略図である。1 is a schematic view of an image forming apparatus in which a developing roller according to the present invention can be used.

符号の説明Explanation of symbols

10 現像ローラ
11 シャフト
12 樹脂層
13 粗さ付与粒子
15 感光体ドラム(像担持体)
20 現像装置(トナーカートリッジ)
30 現像装置ユニット
40 中間転写ベルト
60 給紙手段
70 定着装置
S 記録材
T トナー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Developing roller 11 Shaft 12 Resin layer 13 Roughness imparting particle 15 Photosensitive drum (image carrier)
20 Developing device (toner cartridge)
30 Developing Device 40 Intermediate Transfer Belt 60 Paper Feeding Unit 70 Fixing Device S Recording Material T Toner

Claims (2)

導電性シャフトの外周に導電性の樹脂層を有する現像ローラ表面にトナーを担持し、担持されたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を非磁性一成分現像方式により現像する工程を有する画像形成方法において、
前記像担持体上にトナーを供給する現像ローラが、
現像ローラ表面に粗さを付与する粗さ付与粒子を前記樹脂層中に含有し、
前記樹脂層中における粗さ付与粒子間の間隔をSm(μm)、前記樹脂層の平均中心線粗さをRa(μm)、前記樹脂層表面に担持させるトナーの体積基準メディアン径をR(μm)としたときに、
10R≦Sm≦30R
R/5≦Ra≦R/2
の関係を有することを特徴とする画像形成方法。
A toner is carried on the surface of a developing roller having a conductive resin layer on the outer periphery of a conductive shaft, and the carried toner is supplied onto the image carrier to develop the electrostatic latent image on the image carrier with non-magnetic one-component development. In an image forming method having a step of developing by a method,
A developing roller for supplying toner onto the image carrier;
Containing roughness imparting particles that impart roughness to the developing roller surface in the resin layer,
The spacing between the roughness-imparting particles in the resin layer is Sm (μm), the average center line roughness of the resin layer is Ra (μm), and the volume-based median diameter of the toner carried on the resin layer surface is R (μm). )
10R ≦ Sm ≦ 30R
R / 5 ≦ Ra ≦ R / 2
An image forming method having the following relationship:
導電性シャフトの外周に導電性の樹脂層を有する現像ローラ表面にトナーを担持し、担持されたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を非磁性一成分現像方式により現像する現像手段を有する画像形成装置において、
前記像担持体上にトナーを供給する現像ローラが、
現像ローラ表面に粗さを付与する粗さ付与粒子を前記樹脂層中に含有し、
前記樹脂層中における粗さ付与粒子間の間隔をSm(μm)、前記樹脂層の平均中心線粗さをRa(μm)、前記樹脂層表面に担持させるトナーの体積基準メディアン径をR(μm)としたときに、
10R≦Sm≦30R
R/5≦Ra≦R/2
の関係を有することを特徴とする画像形成装置。
A toner is carried on the surface of a developing roller having a conductive resin layer on the outer periphery of a conductive shaft, and the carried toner is supplied onto the image carrier to develop the electrostatic latent image on the image carrier with non-magnetic one-component development. In an image forming apparatus having a developing means for developing by a method ,
A developing roller for supplying toner onto the image carrier;
Containing roughness imparting particles that impart roughness to the developing roller surface in the resin layer,
The spacing between the roughness-imparting particles in the resin layer is Sm (μm), the average center line roughness of the resin layer is Ra (μm), and the volume-based median diameter of the toner carried on the resin layer surface is R (μm). )
10R ≦ Sm ≦ 30R
R / 5 ≦ Ra ≦ R / 2
An image forming apparatus having the following relationship:
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