JP6055045B2 - Developing roller - Google Patents

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Description

本発明は現像ローラ(以下、単に「ローラ」とも称する)に関し、詳しくは、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置において用いられる現像ローラに関する。   The present invention relates to a developing roller (hereinafter also simply referred to as “roller”), and more particularly to a developing roller used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer or an electrostatic recording apparatus.

近年、電子写真技術の進歩に伴い、各電子写真プロセスにおいて用いられる導電性部材に対する要求も高まってきている。中でも、現像プロセスに用いられる現像ローラには、所定の電気抵抗値のみならず、現像機構に対応した種々の特性を備えていることが必要とされる。   In recent years, with the advancement of electrophotographic technology, there has been an increasing demand for conductive members used in each electrophotographic process. In particular, the developing roller used in the developing process is required to have not only a predetermined electric resistance value but also various characteristics corresponding to the developing mechanism.

従来、現像剤(トナー)として非磁性一成分現像剤を用いる場合の現像方法としては、静電潜像を保持した感光ドラム等の像担持体にトナーを供給し、像担持体上の潜像にトナーを付着させて潜像を可視化する現像方法(加圧現像法)が知られている。この方法によれば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易であるとともに、トナーのカラー化が容易となる。加圧現像法は、トナーを担持した現像ローラを静電潜像を保持した像担持体に接触させて、像担持体上の潜像にトナーを付着させることにより現像を行うものであるため、この方法に用いる現像ローラは、導電性を有する弾性体で形成する必要がある。   Conventionally, as a developing method when a non-magnetic one-component developer is used as a developer (toner), toner is supplied to an image carrier such as a photosensitive drum holding an electrostatic latent image, and a latent image on the image carrier is obtained. A development method (pressure development method) is known in which a latent image is visualized by adhering toner to the toner. According to this method, since no magnetic material is required, the apparatus can be easily simplified and miniaturized, and the toner can be easily colored. In the pressure development method, development is performed by bringing a developing roller carrying toner into contact with an image carrier holding an electrostatic latent image and attaching the toner to the latent image on the image carrier. The developing roller used in this method needs to be formed of a conductive elastic body.

図2に、加圧現像法を用いた現像装置の一構成例を示す。図示する現像装置においては、現像ローラ10が、トナーを供給するためのトナー供給ローラ11と静電潜像を保持した感光ドラム12との間に、感光ドラム12に接触した状態で配置され、これら現像ローラ10、感光ドラム12およびトナー供給ローラ11がそれぞれ図中の矢印方向に回転することにより、トナー13がトナー供給ローラ11により現像ローラ10の表面に供給される。供給されたトナーは成層ブレード14により均一な薄層に整えられ、この状態で現像ローラ10が感光ドラム12と接触しながら回転することにより、薄層に形成されたトナーが現像ローラ10から感光ドラム12の潜像に付着して、潜像が可視化されるようになっている。なお、図中の符号15は転写部を示し、ここで紙等の記録媒体にトナー画像が転写される。また、符号16はクリーニング部を示し、転写後に感光ドラム12表面に残留するトナーをクリーニングブレード17により除去している。さらに、符号18は、感光ドラム12に当接して感光ドラム12を帯電させる帯電ローラである。   FIG. 2 shows a configuration example of a developing device using a pressure developing method. In the illustrated developing device, a developing roller 10 is disposed in contact with a photosensitive drum 12 between a toner supply roller 11 for supplying toner and a photosensitive drum 12 holding an electrostatic latent image. As the developing roller 10, the photosensitive drum 12, and the toner supply roller 11 rotate in the directions of the arrows in the drawing, the toner 13 is supplied to the surface of the developing roller 10 by the toner supply roller 11. The supplied toner is adjusted to a uniform thin layer by the stratifying blade 14, and the developing roller 10 rotates in contact with the photosensitive drum 12 in this state, whereby the toner formed in the thin layer is transferred from the developing roller 10 to the photosensitive drum. The latent image is visualized by attaching to the 12 latent images. Note that reference numeral 15 in the drawing denotes a transfer portion, where a toner image is transferred to a recording medium such as paper. Reference numeral 16 denotes a cleaning unit, and toner remaining on the surface of the photosensitive drum 12 after transfer is removed by a cleaning blade 17. Reference numeral 18 denotes a charging roller that contacts the photosensitive drum 12 and charges the photosensitive drum 12.

この場合、現像ローラ10は、感光ドラム12に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければならないため、通常、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、導電剤を配合することにより導電性を付与した導電性のゴムや高分子エラストマー、高分子フォーム等からなる弾性層を形成した構造を基本構造として、所望の表面粗さや導電性、硬度などを得るために、その外周に一層または複数層の塗膜を設けたものが使用されている。   In this case, since the developing roller 10 must rotate while securely holding the photosensitive drum 12 in close contact, a conductive agent is usually added to the outer periphery of the shaft made of a highly conductive material such as metal. In order to obtain the desired surface roughness, conductivity, hardness, etc. as a basic structure, a structure in which an elastic layer made of conductive rubber, polymer elastomer, polymer foam, etc., to which conductivity has been imparted by The thing provided with the coating film of one layer or multiple layers is used.

かかる現像ローラに係る改良技術として、例えば、特許文献1には、良導電性シャフトの外周に半導電層を形成してなるトナー担持体について、表面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合の、電荷付与後0.1秒から0.2秒後までの表面電位減衰速度絶対値を検査するトナー担持体の検査方法が開示されている。また、特許文献2には、画像形成に用いられる中間転写ベルトにおいて、最初の1次転写で帯電された電位が次の1次転写の位置にくるまでに、転写電圧の1/3以下に減衰しているように比誘電率、表面抵抗及び体積抵抗を調整する技術が開示されている。   As an improved technique related to such a developing roller, for example, Patent Document 1 discloses a toner carrier formed by forming a semiconductive layer on the outer periphery of a highly conductive shaft in a corona discharger disposed at a distance of 1 mm from the surface. Inspecting the toner carrier for inspecting the absolute value of the surface potential decay rate from 0.1 seconds to 0.2 seconds after applying the charge when the surface is charged by applying a voltage of 8 kV to generate a corona discharge. A method is disclosed. In Patent Document 2, in the intermediate transfer belt used for image formation, the potential charged in the first primary transfer is attenuated to 1/3 or less of the transfer voltage before reaching the position of the next primary transfer. As described above, a technique for adjusting the relative permittivity, surface resistance, and volume resistance is disclosed.

特開2003−215921号公報(特許請求の範囲等)JP 2003-215922 A (Claims etc.) 再表2002−56119号公報(特許請求の範囲等)No. 2002-56119 (Claims etc.)

ところで、現像ローラにおいては、連続使用に伴いローラ表面に電荷が蓄積してしまう場合があり、これによりローラ表面から感光ドラム上に必要以上にトナーが移動し過ぎることで、ゴーストやかぶり、階調性の悪化などの印刷画像の不具合が生ずるという問題があった。これは、表面電位の減衰が遅いことに起因するものであり、図3(a)に示すように、本来は一回転ごとに初期値まで下がるはずの現像ローラの表面電位が、同(b)に示すように十分低下せずに、連続使用にともない表面電位を上昇させるものであると考えられる。   By the way, in the developing roller, electric charges may accumulate on the surface of the roller with continuous use. As a result, excessive movement of toner from the roller surface onto the photosensitive drum causes ghosting, fogging, and gradation. There has been a problem that defects in the printed image such as deterioration of the property occur. This is due to the slow decay of the surface potential. As shown in FIG. 3A, the surface potential of the developing roller, which should be lowered to the initial value every rotation, is the same as that shown in FIG. It is considered that the surface potential is increased with continuous use without being sufficiently lowered as shown in FIG.

特許文献2に記載されているように、従来、中間転写ベルトにおいて表面電位の減衰を調整する技術については知られているが、現像ローラについて、表面電位を制御する技術については見出されていない。よって、現像ローラにおいて、表面電位の減衰速度を所望に調整することで、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生を防止するための技術の確立が望まれていた。   As described in Patent Document 2, a technique for adjusting the attenuation of the surface potential in the intermediate transfer belt is conventionally known, but a technique for controlling the surface potential of the developing roller has not been found. . Therefore, it has been desired to establish a technique for preventing the occurrence of image defects due to charge accumulation by adjusting the decay rate of the surface potential as desired in the developing roller.

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing roller that solves the above-described problems, has a high surface potential decay rate, and does not cause image defects due to charge accumulation.

本発明者らは鋭意検討した結果、シャフトの外周に少なくとも弾性層と塗膜層との2層を備える現像ローラにおいて、各層の体積抵抗率の関係を所定に規定するとともに、内周側の弾性層と、最も外周側に位置する層との体積抵抗率の差を所定の範囲に規定することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have prescribed the relationship between the volume resistivity of each layer in the developing roller having at least two layers of the elastic layer and the coating layer on the outer periphery of the shaft, and the elasticity on the inner peripheral side. The inventors have found that the above problems can be solved by defining the difference in volume resistivity between the layer and the layer located on the outermost side within a predetermined range, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも1層の塗膜層と、を備える現像ローラにおいて、
前記弾性層および前記塗膜層の各層の体積抵抗率が、外周側の層より内周側の層において小さく、かつ、該弾性層と該塗膜層のうち最も外周側に位置する層との体積抵抗率の差が、2.8〜4.3(LogΩcm)の範囲であり、
前記弾性層および前記塗膜層の各層の、100V印加時における体積抵抗率の変化が1.0(logΩcm)以下であり、
前記現像ローラの緩和時間(τ)が0.45s以下であることを特徴とするものである。
That is, the present invention is a developing roller comprising a shaft, an elastic layer carried on the outer periphery of the shaft, and at least one coating layer formed on the outer peripheral surface of the elastic layer.
The volume resistivity of each layer of the elastic layer and the coating film layer is smaller in the inner circumferential layer than the outer circumferential layer, and the elastic layer and the coating layer located on the outermost circumferential side The volume resistivity difference is in the range of 2.8 to 4.3 (Log Ωcm),
The volume resistivity change of each layer of the elastic layer and the coating layer when 100 V is applied is 1.0 (log Ωcm) or less,
The relaxation time (τ) of the developing roller is 0.45 s or less.

本発明においては、前記弾性層および前記塗膜層の各層が、導電性カーボンと、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートとを含有することが好ましく、この場合、各層を構成する樹脂成分100質量部に対し、前記導電性カーボンを0.5〜3質量部、前記脂肪族第四級アンモニウムサルフェートを0.2〜3質量部含有することが好ましい。   In the present invention, each of the elastic layer and the coating layer preferably contains conductive carbon and an aliphatic quaternary ammonium sulfate. In this case, 100 parts by mass of the resin component constituting each layer On the other hand, it is preferable to contain 0.5 to 3 parts by mass of the conductive carbon and 0.2 to 3 parts by mass of the aliphatic quaternary ammonium sulfate.

本発明によれば、上記構成としたことにより、表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生のない現像ローラを実現することが可能となった。   According to the present invention, with the above configuration, it is possible to realize a developing roller that has a fast surface potential decay rate and that does not cause image defects due to charge accumulation.

本発明の現像ローラの一例を示す長手方向断面図である。It is a longitudinal direction sectional view showing an example of a developing roller of the present invention. 加圧現像法を用いた現像装置の一構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows one structural example of the image development apparatus using a pressure development method. (a)表面電位の減衰が速い場合と、(b)表面電位の減衰が遅い場合とにおける、時間経過に伴う表面電位の推移を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows transition of the surface potential with time passage in the case where (a) decay of the surface potential is fast and (b) where decay of the surface potential is slow. (a),(b)は、実施例における抵抗上昇幅の測定方法を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the measuring method of the resistance rise width in an Example.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1に、本発明の現像ローラの一例を示す長手方向断面図を示す。図示するように、本発明の現像ローラ10は、シャフト1と、その外周に担持された弾性層2と、弾性層2の外周面に形成された少なくとも1層、図示例では中層塗膜層3および表層塗膜層4からなる2層の塗膜層、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the developing roller of the present invention. As shown in the figure, the developing roller 10 of the present invention includes a shaft 1, an elastic layer 2 carried on the outer periphery thereof, at least one layer formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 2, and in the illustrated example, an intermediate coating layer 3. And two coating layers composed of the surface coating layer 4.

本発明においては、弾性層2および塗膜層3,4の各層の体積抵抗率が、外周側の層より内周側の層において小さく形成されていることが重要である。すなわち、図示する例では、弾性層2の体積抵抗率<中層塗膜層3の体積抵抗率<表層塗膜層4の体積抵抗率、との関係を満足する。塗膜層が3層以上である場合についても、上記と同様に、最も外周側(ローラ表面)に位置する塗膜層の体積抵抗率>外周側から2番目の層の体積抵抗率>外周側から3番目の層の体積抵抗率・・・との関係を満足するものとすればよい。   In the present invention, it is important that the volume resistivity of each of the elastic layer 2 and the coating layers 3 and 4 is smaller in the inner peripheral layer than in the outer peripheral layer. That is, in the illustrated example, the relationship of the volume resistivity of the elastic layer 2 <the volume resistivity of the intermediate coating layer 3 <the volume resistivity of the surface coating layer 4 is satisfied. In the case where there are three or more coating layers, similarly to the above, the volume resistivity of the coating layer located on the outermost peripheral side (roller surface)> the volume resistivity of the second layer from the outer peripheral side> the outer peripheral side It is sufficient to satisfy the relationship with the volume resistivity of the third layer.

また、本発明においては、弾性層2と、塗膜層のうち最も外周側に位置する層、図示例では表層塗膜層4との体積抵抗率の差が、2.8〜4.3(LogΩcm)の範囲である点も重要である。本発明においては、弾性層および塗膜層の各層の体積抵抗率が、外周側の層より内周側の層において小さく、かつ、弾性層と、塗膜層のうち最も外周側に位置する層との体積抵抗率の差が2.8〜4.3(LogΩcm)の範囲であるものとすることで、表面電位の減衰速度が速い現像ローラとすることが可能となったものである。よって、本発明の現像ローラにおいては、連続使用時におけるローラ表面上への電荷の蓄積を防止することができ、これに起因するゴーストやかぶり、階調性の悪化といった画像不具合を生ずることがない。   In the present invention, the volume resistivity difference between the elastic layer 2 and the outermost layer of the coating layer, that is, the surface coating layer 4 in the illustrated example is 2.8 to 4.3 ( The point of being in the range of (Log Ωcm) is also important. In the present invention, the volume resistivity of each layer of the elastic layer and the coating film layer is smaller in the inner circumferential layer than the outer circumferential layer, and the elastic layer and the coating layer are positioned on the outermost circumferential side. And the difference in volume resistivity between 2.8 and 4.3 (Log Ωcm), it is possible to obtain a developing roller having a fast surface potential decay rate. Therefore, in the developing roller of the present invention, charge accumulation on the roller surface during continuous use can be prevented, and image defects such as ghost, fogging, and deterioration in gradation are not caused. .

弾性層と、塗膜層のうち最も外周側に位置する層との体積抵抗率の差が、2.8(LogΩcm)未満であると、トナーへの帯電が不足して、印刷画像の濃度が薄くなり、4.3(LogΩcm)を超えると、トナーへの帯電が過剰となって現像ローラ表面から感光ドラムへ必要以上にトナーが移動し、かぶりなどの画像不良が生ずるので、いずれにおいても本発明の所期の効果が得られない。   If the difference in volume resistivity between the elastic layer and the outermost layer of the coating layer is less than 2.8 (Log Ωcm), the toner is not sufficiently charged and the density of the printed image is low. If it becomes thinner and exceeds 4.3 (Log Ωcm), the toner will be overcharged and the toner will move more than necessary from the surface of the developing roller to the photosensitive drum, causing image defects such as fogging. The desired effect of the invention cannot be obtained.

ここで、本発明の現像ローラにおいては、初期の表面電位が1/eになるまでの時間を緩和時間(τ)としたとき、τが0.45s以下であることが好ましい。τが0.45sを超えると、ローラ表面上への電荷の蓄積を十分に抑制できず、連続使用時において画像不具合の発生を生ずるおそれがある。   Here, in the developing roller of the present invention, when the time until the initial surface potential becomes 1 / e is defined as the relaxation time (τ), τ is preferably 0.45 s or less. If τ exceeds 0.45 s, charge accumulation on the roller surface cannot be sufficiently suppressed, and image defects may occur during continuous use.

本発明の現像ローラにおいては、上記各層の体積抵抗率の大小関係および体積抵抗率の差に係る条件を満足するものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができるものである。それ以外のローラの具体的構成や各層の構成材料については、常法に従い適宜選定することができ、特に制限されるものではない。   In the developing roller of the present invention, it is only necessary to satisfy the conditions relating to the volume resistivity and the difference in volume resistivity of each layer, and the desired effect of the present invention can be obtained thereby. It is. The specific configuration of the other rollers and the constituent materials of each layer can be appropriately selected according to a conventional method, and are not particularly limited.

シャフト1としては、良好な導電性を有するものであれば特に制限はなく、いずれのものも使用し得るが、例えば、硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルや亜鉛等のめっきを施したものや、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトを用いることができる。   The shaft 1 is not particularly limited as long as it has good conductivity, and any one can be used. For example, a steel material such as sulfur free-cutting steel plated with nickel or zinc, A metal shaft such as a metal core made of solid metal such as iron, stainless steel, or aluminum, or a metal cylinder hollowed out inside can be used.

弾性層2は、ローラの用途に応じて、ゴム若しくは樹脂、またはこれらの発泡体(フォーム)で形成することができ、具体的には例えば、ポリウレタンや、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等を基材ゴムとするゴム組成物およびこれらの発泡体が挙げられる。   The elastic layer 2 can be formed of rubber, resin, or a foam thereof according to the use of the roller. Specifically, for example, polyurethane, silicone rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene. Examples of the rubber composition include rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, polynorbornene rubber, styrene-butadiene-styrene rubber, epichlorohydrin rubber, and the like, and foams thereof.

本発明においては、中でも特に、ポリウレタンフォームを用いることが好ましい。かかるポリウレタンフォームを形成するための原料としては、樹脂中にウレタン結合を含むものであれば、特に制限はない。   In the present invention, it is particularly preferable to use polyurethane foam. The raw material for forming such a polyurethane foam is not particularly limited as long as it contains a urethane bond in the resin.

ポリオール成分としては、例えば、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。   Examples of the polyol component include polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, polytetramethylene ether glycol, polyester polyol obtained by condensing an acid component and a glycol component, polyester polyol obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, polycarbonate diol, and the like. Can be used.

エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が好ましくは2〜95質量%、より好ましくは5〜90質量%であり、末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましい。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの配列は、ランダムであることが好ましい。   Examples of polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide include water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, and methylglucotite. , Aromatic diamine, sorbitol, sucrose, phosphoric acid, etc. as starting materials, and those obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. Particularly, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane. Those starting from hexanetriol are preferred. As for the ratio of ethylene oxide and propylene oxide to be added and the microstructure, the ratio of ethylene oxide is preferably 2 to 95% by mass, more preferably 5 to 90% by mass, and ethylene oxide is added to the terminal. preferable. In addition, the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.

なお、かかるポリエーテルポリオールの分子量としては、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は2官能となり、重量平均分子量で300〜6000の範囲のものが好ましく、400〜3000の範囲のものがより好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は3官能となり、重量平均分子量で900〜9000の範囲のものが好ましく、1500〜6000の範囲のものがより好ましい。更に、2官能のポリオールと3官能のポリオールとを適宜ブレンドして用いることもできる。   The molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol, or ethylene glycol is used as a starting material, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 6000, preferably in the range of 400 to 3000. Is more preferable. Further, when glycerin, trimethylolpropane, and hexanetriol are used as starting materials, they are trifunctional, and those having a weight average molecular weight in the range of 900 to 9000 are preferable, and those in the range of 1500 to 6000 are more preferable. Furthermore, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol can be appropriately blended and used.

また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得ることができ、重量平均分子量が400〜4000の範囲、特には、650〜3000の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。   Polytetramethylene ether glycol can be obtained, for example, by cationic polymerization of tetrahydrofuran, and those having a weight average molecular weight in the range of 400 to 4000, particularly in the range of 650 to 3000 are preferably used. It is also preferable to blend polytetramethylene ether glycols having different molecular weights. Furthermore, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide can also be used.

さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましい。この場合、これらのブレンド比率が、重量比で95:5〜20:80の範囲、特には90:10〜50:50の範囲となるよう用いることが好適である。   Further, it is also preferable to use a blend of polytetramethylene ether glycol and a polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. In this case, it is preferable to use such a blend ratio so that the weight ratio is in the range of 95: 5 to 20:80, particularly 90:10 to 50:50.

また、上記ポリオール成分とともに、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やこれらの誘導体を併用することもできる。   In addition to the polyol component, a polymer polyol obtained by modifying the polyol with acrylonitrile, a polyol obtained by adding melamine to the polyol, a diol such as butanediol, a polyol such as trimethylolpropane, or a derivative thereof may be used in combination.

また、ポリウレタンフォームを構成するイソシアネート成分としては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体が用いられる。これらの中でも芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネート(TDI)またはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)またはその誘導体が好適に用いられる。   Moreover, as an isocyanate component which comprises a polyurethane foam, aromatic isocyanate or its derivative (s), aliphatic isocyanate or its derivative (s), alicyclic isocyanate or its derivative (s) is used. Among these, aromatic isocyanate or a derivative thereof is preferable, and tolylene diisocyanate (TDI) or a derivative thereof, diphenylmethane diisocyanate (MDI) or a derivative thereof is particularly preferably used.

トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、粗製ト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、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物、ポリオール等で変性したウレタン変性物等が用いられる。ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンまたはその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは2.05〜4.00、より好ましくは2.50〜3.50のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド/ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体をブレンドして用いることもできる。   Tolylene diisocyanate or derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, these These are urea-modified products, burette-modified products, carbodiimide-modified products, urethane-modified products modified with polyols, and the like. As diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof, for example, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or a derivative thereof is used. Examples of the derivatives of diaminodiphenylmethane include polynuclear bodies, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from a polynuclear body of diaminodiphenylmethane, and the like can be used. Regarding the number of functional groups of polymeric diphenylmethane diisocyanate, a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymeric diphenylmethane diisocyanate having various functional groups is usually used, and the average number of functional groups is preferably 2.05 to 4.00, more preferably 2. .50 to 3.50 are used. Derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or their derivatives, such as urethane-modified products modified with polyols, dimers formed by uretidione formation, isocyanurate-modified products, carbodiimide / uretonimine-modified products, allophanate-modified products , Urea-modified products, burette-modified products, and the like can also be used. Also, several types of diphenylmethane diisocyanate and its derivatives can be blended and used.

また、イソシアネートをポリオールによりあらかじめプレポリマー化してもよく、その方法としては、ポリオールとイソシアネートを適当な容器に入れ、充分に攪拌し、30〜90℃、より好ましくは40〜70℃に、6〜240時間、より好ましくは24〜72時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオールとイソシアネートとの分量の比率は、得られるプレポリマーのイソシアネート含有率が4〜30質量%となるように調節することが好ましく、より好ましくは6〜15質量%である。イソシアネートの含有率が4質量%未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供することができなくなるおそれがある。また、イソシアネートの含有率が30質量%を超えると、プレポリマー化されていないイソシアネートの含有量が増加し、このポリイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応において用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経ないワンショット製法に類似の反応機構により硬化するため、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。イソシアネートをあらかじめポリオールによりプレポリマー化したイソシアネート成分を用いる場合のポリオール成分としては、上記ポリオール成分に加えて、エチレングリコールやブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンやソルビトール等のポリオール類やそれらの誘導体を用いることもできる。   In addition, the isocyanate may be prepolymerized with a polyol in advance. As a method for this, the polyol and the isocyanate are put in a suitable container and sufficiently stirred, and 30 to 90 ° C, more preferably 40 to 70 ° C, A method of keeping the temperature for 240 hours, more preferably 24 to 72 hours can be mentioned. In this case, the ratio of the amount of polyol and isocyanate is preferably adjusted so that the isocyanate content of the resulting prepolymer is 4 to 30% by mass, more preferably 6 to 15% by mass. If the isocyanate content is less than 4% by mass, the stability of the prepolymer is impaired, and the prepolymer may be cured during storage, making it impossible to use. Further, when the isocyanate content exceeds 30% by mass, the content of isocyanate that has not been prepolymerized increases, and this polyisocyanate undergoes a prepolymerization reaction with a polyol component used in the subsequent polyurethane curing reaction. The effect of using the prepolymer method is diminished because it cures by a reaction mechanism similar to the one-shot process. In the case of using an isocyanate component in which isocyanate is prepolymerized with a polyol in advance, in addition to the above polyol component, diols such as ethylene glycol and butanediol, polyols such as trimethylolpropane and sorbitol, and derivatives thereof Can also be used.

ポリウレタンフォーム原料中には、これらポリオール成分およびイソシアネート成分に加えて、所望に応じ、導電剤や発泡剤(水、低沸点物、ガス体等)、架橋剤、界面活性剤、触媒、整泡剤等を添加することができ、これにより所望に応じた弾性層とすることができる。   In polyurethane foam raw materials, in addition to these polyol component and isocyanate component, conductive agent and foaming agent (water, low-boiling substances, gas bodies, etc.), cross-linking agent, surfactant, catalyst, foam stabilizer, as desired. Etc. can be added, and it can be set as the elastic layer as desired by this.

導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンと、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートとの2種を併用することが好ましい。その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、例えば、弾性層を構成する樹脂成分100質量部に対し、導電性カーボンを0.5〜3質量部にて、また、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートを0.2〜3質量部にて、配合することが好ましい。   As the conductive agent, it is preferable to use two kinds of conductive carbon such as ketjen black and acetylene black and aliphatic quaternary ammonium sulfate in combination. The blending amount is not particularly limited and can be appropriately selected as desired. For example, with respect to 100 parts by mass of the resin component constituting the elastic layer, the conductive carbon is 0.5 to 3 parts by mass, The aliphatic quaternary ammonium sulfate is preferably blended at 0.2 to 3 parts by mass.

ポリウレタンフォームの硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Catalysts used for the polyurethane foam curing reaction include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, tetra Triamines such as methylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, cyclic amines such as methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxy Alcohol amines such as ethyl piperazine and hydroxyethyl morpholine Ether amines such as bis (dimethylaminoethyl) ether, ethylene glycol bis (dimethyl) aminopropyl ether, stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker peptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate And organometallic compounds such as dioctyltin marker peptide, dioctyltin thiocarboxylate, phenylmercury propionate and lead octenoate. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.

本発明においては、ポリウレタンフォーム配合中にシリコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量350〜15000のジメチルポリシロキサン部分と分子量200〜4000のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリオール成分とイソシアネート成分との総量100質量部に対して0.1〜10質量部とすることが好ましく、0.5〜5質量部とすることが更に好ましい。   In the present invention, it is preferable to blend a silicone foam stabilizer and various surfactants during blending of the polyurethane foam in order to stabilize the cells of the foam material. As the silicone foam stabilizer, a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is suitably used, and those composed of a dimethylpolysiloxane moiety having a molecular weight of 350 to 15000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of 200 to 4000 are particularly preferable. . The molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and its molecular terminal is preferably ethylene oxide. Examples of the surfactant include cationic surfactants, anionic surfactants, ionic surfactants such as amphoteric, nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by mass, and 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polyol component and the isocyanate component. More preferably.

本発明におけるポリウレタンフォーム原料の発泡方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法、水発泡法、発泡剤フロス法等の方法を用いることができるが、特には、不活性ガスを混入しながら機械的攪拌により発泡させるメカニカルフロス法を用いることが好ましい。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化炭素、乾燥空気等のウレタンフォーム原料と反応しない気体が挙げられる。なお、本発明において、かかるポリウレタンフォーム原料からなる弾性層の成形条件については特に制限はなく、通常の条件に従えばよい。   As a foaming method of the polyurethane foam raw material in the present invention, conventionally used methods such as a mechanical froth method, a water foaming method, and a foaming agent froth method can be used. In particular, while mixing an inert gas. It is preferable to use a mechanical floss method in which foaming is performed by mechanical stirring. Here, the inert gas used in the mechanical froth method may be an inert gas in the polyurethane reaction, and in addition to inert gases in a narrow sense such as helium, argon, xenon, radon, krypton, nitrogen, carbon dioxide, drying The gas which does not react with urethane foam raw materials, such as air, is mentioned. In the present invention, the molding conditions for the elastic layer made of such polyurethane foam raw material are not particularly limited, and may be according to ordinary conditions.

塗膜層は、ローラ物性を調整するために、弾性層2上に、少なくとも1層にて設けることが必要であり、好適には2層以上、より好適には2〜3層にて設けることができる。具体的には例えば、図示するように、弾性層2上に順次、中層塗膜層3と、表層塗膜層4との2層を設けるものとすることができ、塗膜層を3層以上とする場合には、中層塗膜層を2層以上とすればよい。   In order to adjust the roller physical properties, the coating layer needs to be provided on the elastic layer 2 in at least one layer, preferably two or more layers, more preferably two to three layers. Can do. Specifically, for example, as shown in the figure, two layers of an intermediate coating layer 3 and a surface coating layer 4 can be sequentially provided on the elastic layer 2, and three or more coating layers are provided. In this case, the intermediate coating layer may be two or more layers.

本発明において、塗膜層は、ウレタン系、アクリル系、アクリルウレタン系、フッ素系等の各種溶剤系塗料により形成することができ、特に、ローラ表面をなす表層塗膜層については、ウレタン、アクリル、シリカ等からなる微粒子を含有させることで、表面粗さを調整することができる。また、塗膜層についても、導電剤として前述したイオン導電剤や電子導電剤を適宜含有させることで、所望の導電性を付与することができ、所望に応じ、加硫剤や加硫促進剤、老化防止剤などを適宜添加することも可能である。上記塗膜層は、弾性層2上に、ディップ塗布、スプレー塗布、ロールコーター塗布などの公知の手法を用いて、所定の溶剤系塗料を塗工し、乾燥して、所望に応じ加熱硬化させることにより、形成することが可能である。   In the present invention, the coating layer can be formed of various solvent-based paints such as urethane, acrylic, acrylurethane, and fluorine. Particularly, the surface coating layer forming the roller surface is urethane, acrylic. The surface roughness can be adjusted by adding fine particles made of silica or the like. Moreover, also about a coating-film layer, desired conductivity can be provided by containing suitably the ionic conductive agent and electronic conductive agent which were mentioned above as a electrically conductive agent, and a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator as needed. It is also possible to add an anti-aging agent or the like as appropriate. The coating layer is coated with a predetermined solvent-based paint on the elastic layer 2 using a known method such as dip coating, spray coating, roll coater coating, etc., dried, and heated and cured as desired. It is possible to form.

本発明においては、上記弾性層2と併せて、塗膜層の各層についても、導電性カーボンと、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートとの2種の導電剤を含有することが好ましい。これにより、耐久時における各層の体積抵抗率の変化が小さくなるので、表面電位の減衰速度の変化が抑制され、耐久時における画像不具合の発生を防止することが可能となる。その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、例えば、塗膜層を構成する樹脂成分100質量部に対し、導電性カーボンを0.5〜3質量部にて、また、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートを0.2〜3質量部にて、配合することが好ましい。また、本発明においては、表層塗膜層が有機錯体リチウム塩を含むことも好ましい。これにより、表面に蓄積する電荷を、温度や湿度に影響されることなく減衰させることができる。有機錯体リチウム塩の配合量としては、例えば、表層塗膜層を構成する樹脂成分100質量部に対し、0.1〜3質量部とすることができる。   In the present invention, in addition to the elastic layer 2, each layer of the coating layer preferably contains two kinds of conductive agents of conductive carbon and aliphatic quaternary ammonium sulfate. As a result, the change in volume resistivity of each layer during endurance is reduced, so that the change in the decay rate of the surface potential is suppressed, and the occurrence of image defects during endurance can be prevented. The blending amount is not particularly limited and can be appropriately selected as desired. For example, with respect to 100 parts by mass of the resin component constituting the coating layer, the conductive carbon is 0.5 to 3 parts by mass, Moreover, it is preferable to mix | blend aliphatic quaternary ammonium sulfate in 0.2-3 mass parts. Moreover, in this invention, it is also preferable that a surface coating film layer contains organic complex lithium salt. Thereby, the electric charge accumulated on the surface can be attenuated without being affected by temperature and humidity. As a compounding quantity of organic complex lithium salt, it can be 0.1-3 mass parts with respect to 100 mass parts of resin components which comprise a surface layer coating-film layer, for example.

本発明において、弾性層2の厚みは、特に制限されるものではないが、通常1〜7mmの範囲内とすることができる。また、中層塗膜層の総厚みは、通常、10〜200μmの範囲内とすることができ、表層塗膜層の厚みは、通常、5〜50μmの範囲内とすることができる。なお、表層塗膜層の表面粗さとしては、JIS算術平均粗さRaで、通常2μm以下、特には0.5〜1.5μmの範囲内とすることができる。   In the present invention, the thickness of the elastic layer 2 is not particularly limited, but can usually be in the range of 1 to 7 mm. Moreover, the total thickness of a middle layer coating-film layer can be normally made into the range of 10-200 micrometers, and the thickness of a surface layer coating-film layer can be normally made into the range of 5-50 micrometers. In addition, as surface roughness of a surface layer coating-film layer, it is JIS arithmetic average roughness Ra, and can usually be in the range of 2 micrometers or less, especially 0.5-1.5 micrometers.

本発明においては、塗膜層の体積抵抗率が7.5(logΩcm)以上であることが好ましい。塗膜層の体積抵抗率が7.5(logΩcm)未満であると、トナーへの帯電が不足して、印刷画像の濃度が薄くなってしまい、好ましくない。また、弾性層および塗膜層の各層の、100V印加時における体積抵抗率の変化が1.0(logΩcm)以下であることが好ましい。この体積抵抗率の変化が1.0(logΩcm)を超えると、各層の抵抗のバランスが崩れ、減衰速度に悪影響を及ぼすので、好ましくない。さらに、本発明の現像ローラは、好適には、初期電位が70〜500Vであるものとする。   In the present invention, the volume resistivity of the coating layer is preferably 7.5 (log Ωcm) or more. If the volume resistivity of the coating layer is less than 7.5 (log Ωcm), the toner is not sufficiently charged and the density of the printed image becomes thin, which is not preferable. Moreover, it is preferable that the change of the volume resistivity at the time of 100V application of each layer of an elastic layer and a coating-film layer is 1.0 (log (omega | ohm) cm) or less. If the change in volume resistivity exceeds 1.0 (log Ωcm), the resistance balance of each layer is lost, which adversely affects the attenuation rate, which is not preferable. Furthermore, the developing roller of the present invention preferably has an initial potential of 70 to 500V.

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
図1に示すような、シャフト(金属軸)の外周に弾性層、中層塗膜層および表層塗膜層が順次担持された現像ローラを、下記表4に示す配合の組合せに従い、作製した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
A developing roller having an elastic layer, an intermediate coating layer and a surface coating layer sequentially supported on the outer periphery of a shaft (metal shaft) as shown in FIG. 1 was prepared according to the combination shown in Table 4 below.

<弾性層の成型>
下記表中に示す部数にて導電性カーボン(デンカブラック)が配合されたプレポリマー化イソシアネート100質量部と、下記表中に示す部数のイオン導電剤、シリコーン整泡剤3質量部およびスズ触媒0.1質量部が配合されたエーテル系ポリオールとを混合し、メカニカルフロス法で発泡させて、金属軸がセットされた金型に注入した。その後、この混合物を110℃30分にて加熱硬化させて、金属軸の外周に厚み6mmの弾性層を形成した。この弾性層について、体積抵抗率および抵抗上昇幅を測定した。
<Molding of elastic layer>
100 parts by mass of prepolymerized isocyanate in which conductive carbon (Denka Black) is blended in the number of parts shown in the following table, the number of parts of ionic conductive agent, silicone foam stabilizer 3 parts by mass and tin catalyst 0 shown in the following table. The mixture was mixed with an ether-based polyol containing 1 part by mass, foamed by a mechanical floss method, and poured into a mold on which a metal shaft was set. Thereafter, this mixture was heat-cured at 110 ° C. for 30 minutes to form an elastic layer having a thickness of 6 mm on the outer periphery of the metal shaft. The elastic layer was measured for volume resistivity and resistance increase width.

抵抗上昇幅の測定は、ADVANTEST社製の抵抗測定機R8340を用いて、23℃55%RH環境下で、図4(a),(b)に示すようにして行った。すなわち、ローラ10については、同図(a)に示すように金属板21上に載置して、両端に荷重500gを負荷し、金属軸1と金属板21との間に100Vを印加して、5秒後の抵抗Rt=5および600秒後の抵抗Rt=600を抵抗測定機22により測定した。また、シート20については、同図(b)に示すように金属板21上に載置して、その上に500gの金属製の重り23を載せ、金属板21と金属製の重り23との間に100Vを印加して、5秒後の抵抗Rt=5および600秒後の抵抗Rt=600を抵抗測定機22により測定した。これらの結果から、下記式に基づき、抵抗幅を算出した。
抵抗変化(抵抗幅)logΩ・cm=log(Rt=600−Rt=5
The resistance increase width was measured as shown in FIGS. 4A and 4B in an environment of 23 ° C. and 55% RH using a resistance measuring machine R8340 manufactured by ADVANTEST. That is, the roller 10 is placed on the metal plate 21 as shown in FIG. 5A, a load of 500 g is applied to both ends, and 100 V is applied between the metal shaft 1 and the metal plate 21. and the resistance R t = 5 and the resistor R t = 600 after 600 seconds after 5 seconds was measured by the resistance measuring device 22. Further, the sheet 20 is placed on a metal plate 21 as shown in FIG. 5B, and a 500 g metal weight 23 is placed thereon, and the metal plate 21 and the metal weight 23 are placed on each other. and applying a 100V between, and the resistor R t = 5 and the resistor R t = 600 after 600 seconds after 5 seconds was measured by the resistance measuring device 22. From these results, the resistance width was calculated based on the following formula.
Resistance change (resistance width) log Ω · cm = log (R t = 600 −R t = 5 )

Figure 0006055045
*1)電気化学工業(株)製
*2)日本油脂(株)製,脂肪族第四級アンモニウムサルフェート
Figure 0006055045
(R:脂肪族炭化水素)
Figure 0006055045
* 1) Made by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. * 2) Made by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.
Figure 0006055045
(R: aliphatic hydrocarbon)

<中層塗膜層の形成>
次に、無限鎖長ウレタンプレポリマー(N5033,日本ポリウレタン工業(株)製)100質量部と、イソシアヌレート化HDIの6質量部と、下記表中に示す部数の溶剤分散カーボンブラックおよびイオン導電剤と、メチルエチルケトン(MEK)500質量部とを配合して、塗料を作製した。この塗料を、ディッピングにより上記弾性層上に塗装し、105℃120分にて乾燥して、中層塗膜層を形成した。また、この塗料を用いて80mm×150mm×0.2mmのシートを作製して、厚み20μmの中層塗膜層の体積抵抗率および抵抗上昇幅を測定した。
<Formation of middle layer coating layer>
Next, 100 parts by mass of infinite chain length urethane prepolymer (N5033, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), 6 parts by mass of isocyanurated HDI, and the number of parts of the solvent-dispersed carbon black and ionic conductive agent shown in the following table And 500 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK) were blended to prepare a paint. This paint was applied onto the elastic layer by dipping and dried at 105 ° C. for 120 minutes to form an intermediate coating layer. In addition, a sheet of 80 mm × 150 mm × 0.2 mm was prepared using this paint, and the volume resistivity and the resistance increase width of the 20 μm thick middle coating layer were measured.

Figure 0006055045
*3)三菱化学(株)製カーボンブラックMA100のMEK分散体
*4)花王(株)製,脂肪族第四級アンモニウムサルフェート
Figure 0006055045
Figure 0006055045
* 3) MEK dispersion of carbon black MA100 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation * 4) Aliphatic quaternary ammonium sulfate manufactured by Kao Corporation
Figure 0006055045

<表層塗膜層の形成>
次に、ポリテトラメチレングリコール100質量部と、イソシアヌレート化HDIの45質量部と、下記表中に示す部数の溶剤分散カーボンブラックおよびイオン導電剤と、MEK300質量部と、シリカ(SS−20,東ソー・シリカ(株)製)15質量部と、アクリル粒子(MBX−8,積水化成品工業(株)製)25質量部とを配合して、塗料を作製した。この塗料を、ディッピングにより上記中層塗膜層上に塗装し、105℃120分にて乾燥して、厚み20μmの表層塗膜層を形成した。また、この塗料を用いて80mm×150mm×0.2mmのシートを作製して、表層塗膜層の体積抵抗率および抵抗上昇幅を測定した。
<Formation of surface coating layer>
Next, 100 parts by mass of polytetramethylene glycol, 45 parts by mass of isocyanurated HDI, the number of parts of the solvent-dispersed carbon black and ionic conductive agent shown in the following table, 300 parts by mass of MEK, silica (SS-20, A paint was prepared by blending 15 parts by mass of Tosoh Silica Co., Ltd. and 25 parts by mass of acrylic particles (MBX-8, manufactured by Sekisui Plastics Co., Ltd.). This paint was applied on the above-mentioned intermediate coating film layer by dipping and dried at 105 ° C. for 120 minutes to form a surface coating film layer having a thickness of 20 μm. Moreover, the sheet of 80 mm x 150 mm x 0.2 mm was produced using this coating material, and the volume resistivity and resistance increase width of the surface coating layer were measured.

Figure 0006055045
*5)三菱化学(株)製カーボンブラックMA600のMEK分散体
*6)日本カーリット(株)製,有機錯体リチウム塩
Figure 0006055045
* 5) MEK dispersion of carbon black MA600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation * 6) Organic complex lithium salt manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.

得られた各現像ローラにつき、QEA社製の表面電位測定機Crt2000を用いて、表面電位の減衰挙動を測定した。初期の表面電位値から1/eの値になるまでの時間を緩和時間τとした。   About each obtained developing roller, the attenuation | damping behavior of surface potential was measured using the surface potential measuring machine Crt2000 made from QEA. The time from the initial surface potential value to the value of 1 / e was defined as the relaxation time τ.

また、得られた各現像ローラをHP Color Laser Jet 4600に組込み、画像評価を行った。結果として、かぶり、ゴーストまたは階調性において異常が見られないものを○、異常が見られるものを×とした。
その結果を、下記の表中に併せて示す。
Further, each of the obtained developing rollers was incorporated into an HP Color Laser Jet 4600, and image evaluation was performed. As a result, the case where no abnormality was observed in fogging, ghost or gradation, was marked with ◯, and the case where abnormality was seen was marked with ×.
The results are also shown in the table below.

Figure 0006055045
Figure 0006055045

上記表中に示すように、弾性層および塗膜層の各層の体積抵抗率の大小関係、および、弾性層と表層塗膜層との体積抵抗率の差に係る本発明の条件を満足する各実施例の現像ローラにおいては、かかる条件を満足しない各比較例の現像ローラに比べて表面電位の減衰速度が速く、電荷の蓄積に起因する画像不具合の発生が防止されていることが確かめられた。また、実施例5と参考例1〜3との比較より、弾性層および塗膜層の各層に、導電性カーボンおよび脂肪族第四級アンモニウムサルフェートを配合した場合には、通電耐久後においても表面電位の減衰速度に変化がなく、画像不具合の発生を防止できることがわかった。   As shown in the above table, each satisfying the conditions of the present invention relating to the magnitude relationship of the volume resistivity of each layer of the elastic layer and the coating layer and the volume resistivity difference between the elastic layer and the surface coating layer In the developing roller of the example, it was confirmed that the surface potential decay rate was faster than the developing roller of each comparative example that did not satisfy such conditions, and the occurrence of image defects due to charge accumulation was prevented. . Further, from the comparison between Example 5 and Reference Examples 1 to 3, when the conductive carbon and the aliphatic quaternary ammonium sulfate were blended in each layer of the elastic layer and the coating layer, the surface even after the endurance test was conducted. It was found that there was no change in the potential decay rate, and image defects could be prevented.

1 シャフト
2 弾性層
3 中層塗膜層
4 表層塗膜層
10 現像ローラ
20 シート
21 金属板
22 抵抗測定機
23 金属製の重り
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft 2 Elastic layer 3 Middle layer coating layer 4 Surface layer coating layer 10 Developing roller 20 Sheet 21 Metal plate 22 Resistance measuring machine 23 Metal weight

Claims (3)

シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも1層の塗膜層と、を備える現像ローラにおいて、
前記弾性層および前記塗膜層の各層の体積抵抗率が、外周側の層より内周側の層において小さく、かつ、該弾性層と該塗膜層のうち最も外周側に位置する層との体積抵抗率の差が、2.8〜4.3(LogΩcm)の範囲であり、
前記弾性層および前記塗膜層の各層の、100V印加時における体積抵抗率の変化が1.0(logΩcm)以下であり、
前記現像ローラの緩和時間(τ)が0.45s以下であることを特徴とする現像ローラ。
In a developing roller comprising a shaft, an elastic layer carried on the outer periphery of the shaft, and at least one coating layer formed on the outer peripheral surface of the elastic layer,
The volume resistivity of each layer of the elastic layer and the coating film layer is smaller in the inner circumferential layer than the outer circumferential layer, and the elastic layer and the coating layer located on the outermost circumferential side The volume resistivity difference is in the range of 2.8 to 4.3 (Log Ωcm),
The volume resistivity change of each layer of the elastic layer and the coating layer when 100 V is applied is 1.0 (log Ωcm) or less,
The developing roller having a relaxation time (τ) of the developing roller of 0.45 s or less.
前記弾性層および前記塗膜層の各層が、導電性カーボンと、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートとを含有する請求項1記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein each of the elastic layer and the coating layer contains conductive carbon and aliphatic quaternary ammonium sulfate. 前記弾性層および前記塗膜層の各層が、導電性カーボンと、脂肪族第四級アンモニウムサルフェートとを含有し、かつ、各層を構成する樹脂成分100質量部に対し、前記導電性カーボンを0.5〜3質量部、前記脂肪族第四級アンモニウムサルフェートを0.2〜3質量部含有する請求項2記載の現像ローラ。   Each layer of the elastic layer and the coating layer contains conductive carbon and aliphatic quaternary ammonium sulfate, and the conductive carbon is added in an amount of 0. 0 to 100 parts by mass of the resin component constituting each layer. The developing roller according to claim 2, wherein 5 to 3 parts by mass and 0.2 to 3 parts by mass of the aliphatic quaternary ammonium sulfate are contained.
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