JP2011253153A - Developing roller - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing roller capable of suppressing generation of banding on an electrophotographic image.SOLUTION: A developing roller 1 comprises a conductive shaft 2, an elastic layer 3 provided on an outer circumference face of the shaft, and a surface layer 4 coating a circumference face of the elastic layer 3. The elastic layer 3 contains spherical silica particles P, which are distributed with a large amount of them concentrated in end regions 31 at both ends in an axial direction of the developing roller 1 and on a side of an interface between the elastic layer 3 and the surface layer 4.

Description

本発明は現像ローラに関する。   The present invention relates to a developing roller.

特許文献１には、現像バイアスとして交流電圧を印加すると共に、現像剤規制部材に直流電圧を印加する現像装置において、両者の電位差が大きい場合に現像剤規制部材が振動し、異音が発生するという課題があることが開示されている。このような振動は、電子写真画像に狭いピッチの濃淡のスジ（以下、「バンディング」と略す）を生じさせることがある。   In Patent Document 1, in a developing device that applies an AC voltage as a developing bias and also applies a DC voltage to a developer regulating member, the developer regulating member vibrates and generates abnormal noise when the potential difference between the two is large. It is disclosed that there is a problem. Such vibrations may cause a narrow pitch shading (hereinafter abbreviated as “banding”) in an electrophotographic image.

特開２００１−１０９２４３号公報JP 2001-109243 A

そこで、本発明の目的は、このような振動を抑え、それによって、電子写真画像へのバンディングの発生を抑制し得る現像ローラを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a developing roller that can suppress such vibrations and thereby suppress the occurrence of banding in an electrophotographic image.

本発明にかかる現像ローラは、導電性軸体、球状シリカ粒子を含有している弾性層および該弾性層の周面を被覆している表面層を有している現像ローラであって、該球状シリカ粒子が、該弾性層の軸方向両端部の、該表面層との界面の側に偏在していることを特徴とする。   The developing roller according to the present invention is a developing roller having a conductive shaft, an elastic layer containing spherical silica particles, and a surface layer covering the peripheral surface of the elastic layer, Silica particles are characterized by being unevenly distributed on both sides of the elastic layer in the axial direction on the interface with the surface layer.

本発明によれば、現像剤規制部材の振動が良く吸収される結果、電子写真画像へのバンディングの発生を抑制することができる。   According to the present invention, the vibration of the developer regulating member is well absorbed, and as a result, the occurrence of banding on the electrophotographic image can be suppressed.

本発明に係る現像ローラの断面図である。It is sectional drawing of the developing roller which concerns on this invention. 本発明に係る現像ローラの弾性層の形成方法の説明図である。It is explanatory drawing of the formation method of the elastic layer of the developing roller which concerns on this invention. 本発明に係る現像ローラの製造装置の構成図である。It is a block diagram of the manufacturing apparatus of the developing roller which concerns on this invention. 本発明に係る電子写真装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an electrophotographic apparatus according to the present invention. 本発明に係るプロセスカートリッジの構成図である。It is a block diagram of the process cartridge which concerns on this invention.

図１は本発明に係る現像ローラの断面図である。図１中、現像ローラ１は、導電性軸体２、その外周面上に設けられた弾性層３及び弾性層３の周面を被覆している表面層４を有している。弾性層３は球状シリカ粒子Ｐを含有し、球状シリカ粒子Ｐが、現像ローラ１の軸方向両端部の、表面層との界面の側に偏在している。   FIG. 1 is a sectional view of a developing roller according to the present invention. In FIG. 1, the developing roller 1 includes a conductive shaft 2, an elastic layer 3 provided on the outer peripheral surface thereof, and a surface layer 4 covering the peripheral surface of the elastic layer 3. The elastic layer 3 contains spherical silica particles P, and the spherical silica particles P are unevenly distributed on both sides in the axial direction of the developing roller 1 on the interface with the surface layer.

弾性層中の球状シリカ粒子が上記のように偏在していることにより、連続耐久後のバンディングが抑制できる。その理由は明らかでないが以下のように推定される。すなわち、微小な振動が発生した場合、球状シリカ粒子間でズレが生じ、振動の増大を抑制する。この球状シリカ粒子を多量に含有する領域が現像ローラの端部に存在することで、トナーの劣化を抑制し、バンディングの発生を抑制する。また、耐久後半にトナーが現像ローラにフィルミングするような弊害を発生させずに、バンディングの発生を抑制する。また、球状シリカ粒子を多量に含有する領域が弾性層の界面側にあると、この領域が表面層と通常の弾性層で挟み込まれて、耐久後半まで粒子の脱落が抑制され、振動が効果的に吸収される。   Since the spherical silica particles in the elastic layer are unevenly distributed as described above, banding after continuous durability can be suppressed. The reason is not clear, but is estimated as follows. That is, when minute vibrations are generated, deviation occurs between the spherical silica particles, thereby suppressing an increase in vibrations. The region containing a large amount of the spherical silica particles is present at the end of the developing roller, thereby suppressing the deterioration of the toner and the occurrence of banding. In addition, the occurrence of banding is suppressed without causing the negative effect of toner filming on the developing roller in the second half of the endurance. In addition, if there is a region containing a large amount of spherical silica particles on the interface side of the elastic layer, this region is sandwiched between the surface layer and the normal elastic layer, and the dropout of particles is suppressed until the latter half of the endurance and vibration is effective. To be absorbed.

以下において、現像ローラ１の弾性層３の両端部にあり、表面層４との界面側にある、球状シリカ粒子を、その他の弾性層部分よりも多く含む（偏在している）領域を、「端部領域」３１といい、その端部領域の弾性層を便宜上「端部領域用弾性層材料」という。また、弾性層３の該端部領域以外の部分を「端部領域外」３２といい、当該弾性層部分を「端部領域外用弾性層材料」という。そして、現像ローラ１の弾性層３の長さをＬ、その層厚をＤとするとき、該端部領域３１が、次の範囲に形成されていることが好ましい。すなわち、弾性層３の端部よりＬ／１０まで、好ましくは端部よりＬ／２０乃至Ｌ／４０まで、かつ、表面層４との界面から２Ｄ／３まで、好ましくは表面層４との界面からＤ／３乃至Ｄ／６までの範囲に端部領域３１があることが好ましい。   In the following, regions that are present at both ends of the elastic layer 3 of the developing roller 1 and that are on the interface side with the surface layer 4 include more spherical silica particles than the other elastic layer portions (is unevenly distributed). For the sake of convenience, the elastic layer in the end region is referred to as “end region elastic layer material”. Further, the portion of the elastic layer 3 other than the end region is referred to as “outside end region” 32, and the elastic layer portion is referred to as “end region outside elastic layer material”. When the length of the elastic layer 3 of the developing roller 1 is L and the layer thickness is D, the end region 31 is preferably formed in the following range. That is, from the end of the elastic layer 3 to L / 10, preferably from the end to L / 20 to L / 40, and from the interface with the surface layer 4 to 2D / 3, preferably the interface with the surface layer 4 To the end region 31 in the range from D / 3 to D / 6.

弾性層３において、基材１００質量部に対する球状シリカ粒子の含有量を、端部領域３１ではＭ質量部、端部領域外３２ではＮ質量部とするとき、このＭ、Ｎが下記関係式（ア）及び（イ）を満たしている。
１００≦Ｍ≦３００ 関係式（ア）
０．０１≦Ｎ／Ｍ≦０．０５ 関係式（イ） In the elastic layer 3, when the content of the spherical silica particles with respect to 100 parts by mass of the base material is M parts by mass in the end region 31 and N parts by mass outside the end region 32, M and N are expressed by the following relational expression ( Satisfies a) and (b).
100 ≦ M ≦ 300 Relational expression (A)
0.01 ≦ N / M ≦ 0.05 Relational expression (A)

また、本発明では、粒子として球状のシリカ粒子を使用するが、球状にすることにより、粒子間にズレが効果的に生み出されることによるものと推測される。ここで、球状シリカ粒子の「球状」とは、以下に定義する相加平均円形度が０．９６０乃至１．０００のものを言う。円形度は粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形の場合に１．０００を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。   Further, in the present invention, spherical silica particles are used as the particles, but it is assumed that the spherical particles are effectively produced by making the particles spherical. Here, the “spherical” of the spherical silica particles refers to those having an arithmetic average circularity defined below of 0.960 to 1.000. The degree of circularity is an index indicating the degree of unevenness of the particles, and is 1.000 when the particles are completely spherical. The more complicated the surface shape, the smaller the degree of circularity.

・球状シリカ粒子の円形度の測定
フロー式粒子像測定装置ＦＰＩＡ−２１００型（商品名、シスメックス株式会社製）を用いて、１０００個以上のシリカ粒子の形状を観察し、観察された粒子の各々の円形度を下式（１）により求める。
円形度ａ＝Ｌ₀／Ｌ 式（１）
〔式中、Ｌ₀は粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長を示し、Ｌは５１２×５１２の画像処理解像度（０．３μｍ×０．３μｍの画素）で画像処理した時の粒子像の周囲長を示す。〕 Measurement of circularity of spherical silica particles Using a flow particle image measuring device FPIA-2100 (trade name, manufactured by Sysmex Corporation), the shape of 1000 or more silica particles was observed, and each of the observed particles The degree of circularity is determined by the following equation (1).
Circularity a = L ₀ / L Formula (1)
[In the formula, L ₀ represents the perimeter of a circle having the same projected area as the particle image, and L represents a particle image when image processing is performed at an image processing resolution of 512 × 512 (pixels of 0.3 μm × 0.3 μm). The perimeter of is shown. ]

上記で測定された全粒子に対する円形度を相加平均したものが、当該球状シリカ粒子の相加平均円形度である。また、球状シリカ粒子の比表面積は１．２ｍ²／ｇ乃至５．０ｍ²／ｇであることが好ましい。球状シリカ粒子の比表面積が上記範囲内の場合、振動を十分に吸収できる。また、弾性層からの球状シリカ粒子の脱落を抑制できる。 The arithmetic average of the circularity of all the particles measured above is the arithmetic average circularity of the spherical silica particles. The specific surface area of the spherical silica particles is preferably 1.2 m ² / g to 5.0 m ² / g. When the specific surface area of the spherical silica particles is within the above range, vibration can be sufficiently absorbed. Moreover, dropping of the spherical silica particles from the elastic layer can be suppressed.

ここで、球状シリカ粒子の比表面積の測定は、比表面積計（商品名：Ａｕｔｏｓｏｒｂ−１、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製）を使用して行う。また、比表面積はＪＩＳ Ｚ８８３０の比表面積の測定方法に準じて算出する。なお、測定サンプルは約０．１ｇとし、セル中に秤量し、温度４０℃，真空度１．０×１０^-3ｍｍＨｇ（０．１３Ｐａ）で、１２時間以上脱気処理を行った後、液体窒素により冷却した状態で窒素ガスを吸着し、多点法により値を求める。 Here, the specific surface area of the spherical silica particles is measured using a specific surface area meter (trade name: Autosorb-1, manufactured by QUANTACHROME). The specific surface area is calculated according to the method for measuring the specific surface area of JIS Z8830. The measurement sample was about 0.1 g, weighed in a cell, degassed for 12 hours or more at a temperature of 40 ° C. and a vacuum of 1.0 × 10 ⁻³ mmHg (0.13 Pa), and then liquid Nitrogen gas is adsorbed in a state cooled with nitrogen, and a value is obtained by a multipoint method.

また、球状シリカ粒子の個数平均粒径は２μｍ乃至３０μｍであることが好ましい。球状シリカ粒子の個数平均粒径は、無作為に２００個選んで測定した最大直径の相加平均値とする。最大直径の測定は、ＦＥ−ＳＥＭ（商品名：Ｓ−４８００、株式会社日立ハイテクノロジー製）にて行った。また、弾性層を直接観察することによっても球状シリカ粒子の最大直径を測定することができる。   The number average particle diameter of the spherical silica particles is preferably 2 μm to 30 μm. The number average particle diameter of the spherical silica particles is an arithmetic average value of the maximum diameters measured by randomly selecting 200 particles. The maximum diameter was measured with FE-SEM (trade name: S-4800, manufactured by Hitachi High-Technology Corporation). The maximum diameter of the spherical silica particles can also be measured by directly observing the elastic layer.

弾性層３に用いられる基材としては、適切なニップ幅とニップ圧をもって感光体に押圧可能な硬度や弾性を現像ローラに付与することができ、かつ、球状シリカ粒子との親和性に優れるシリコーンゴムを用いることが好ましい。シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサンを挙げられる。   As the base material used for the elastic layer 3, a silicone that can impart to the developing roller hardness and elasticity that can be pressed against the photoreceptor with an appropriate nip width and nip pressure, and that is excellent in affinity with the spherical silica particles. It is preferable to use rubber. Examples of the silicone rubber include polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, and polyphenylvinylsiloxane.

弾性層３は、導電剤を含ませて半導電性にすることが好ましい。導電剤としては、イオン導電剤、電子導電剤のいずれであってもよい。具体的には、カーボンブラック、グラファイトの如き炭素系物質；銅、ニッケル、鉄、アルミニウムの如き金属粉；酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫の如き金属酸化物粉；ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレンの如き導電性高分子などを挙げることができる。これらは、単独で又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの導電剤は粉末状や繊維状の微粒子として用いることができる。   The elastic layer 3 is preferably made semiconductive by including a conductive agent. The conductive agent may be either an ionic conductive agent or an electronic conductive agent. Specifically, carbon-based materials such as carbon black and graphite; metal powders such as copper, nickel, iron and aluminum; metal oxide powders such as titanium oxide, zinc oxide and tin oxide; conductive materials such as polyaniline, polypyrrole and polyacetylene. Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more. These conductive agents can be used as powdered or fibrous fine particles.

弾性層３の体積抵抗率としては、１００Ｖの直流電圧印加時において１×１０³Ω・ｃｍ以上１×１０¹⁰Ω・ｃｍ以下にあることが好ましい。弾性層の体積抵抗率が上記範囲内であれば、現像剤規制部材と現像ローラとの間に適切なバイアスを設定できる。弾性層３をこのような体積抵抗率とするために使用する導電剤の使用量としては、カーボンブラックの場合は、基材１００質量部に対して１０質量部以上８０質量部以下とすることが好ましい。ここで、弾性層３の体積抵抗率は、以下の方法で求めたものである。 The volume resistivity of the elastic layer 3 is preferably 1 × 10 ³ Ω · cm or more and 1 × 10 ¹⁰ Ω · cm or less when a DC voltage of 100 V is applied. If the volume resistivity of the elastic layer is within the above range, an appropriate bias can be set between the developer regulating member and the developing roller. In the case of carbon black, the amount of the conductive agent used to make the elastic layer 3 have such a volume resistivity is 10 parts by mass or more and 80 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base material. preferable. Here, the volume resistivity of the elastic layer 3 is obtained by the following method.

抵抗計として、超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（商品名、株式会社アドバンテスト製）を用い、以下の条件で測定を行う。
測定モード：プログラムモード５
（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：１００（Ｖ）
試料箱：超高抵抗計測定用試料箱ＴＲ４２（商品名、株式会社アドバンテスト製）
主電極；口径１０ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属
ガードリング電極；内径２０ｍｍ、外径２６ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属 An ultrahigh resistance meter R8340A (trade name, manufactured by Advantest Co., Ltd.) is used as the resistance meter, and measurement is performed under the following conditions.
Measurement mode: Program mode 5
(Charge and major 30 seconds, discharge 10 seconds)
Applied voltage: 100 (V)
Sample box: Sample box TR42 (trade name, manufactured by Advantest Corporation)
Main electrode: 10mm diameter metal with 10mm thickness
Guard ring electrode; metal with inner diameter of 20mm, outer diameter of 26mm and thickness of 10mm

試験片は次のようにして作製する。はじめに、弾性層３の成形用原料を、現像ローラの弾性層３の成形と同じ条件で、弾性層３と同じ厚さに硬化させて、体積抵抗率測定用平板を作製する。次に、該平板から直径３０ｍｍの試験片を切り出す。この試験片の一方の面の全面にＰｔ−Ｐｄ蒸着して蒸着膜電極（裏面電極）を設け、他方の面には同じくＰｔ−Ｐｄ蒸着により、直径１５ｍｍの主電極膜と、内径１８ｍｍ、外径２８ｍｍのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着は、マイルドスパッタＥ１０３０（商品名、株式会社日立製作所製）を用い、電流値１５ｍＡにて蒸着操作を２分間行う。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。   The test piece is prepared as follows. First, a raw material for forming the elastic layer 3 is cured to the same thickness as the elastic layer 3 under the same conditions as those for forming the elastic layer 3 of the developing roller, thereby producing a volume resistivity measuring flat plate. Next, a test piece having a diameter of 30 mm is cut out from the flat plate. A vapor deposition film electrode (back electrode) is provided by vapor deposition of Pt—Pd on the entire surface of one surface of the test piece, and a main electrode film having a diameter of 15 mm, an inner diameter of 18 mm, an outer surface is similarly deposited on the other surface by Pt—Pd vapor deposition. A guard ring electrode film having a diameter of 28 mm is provided concentrically. In addition, Pt-Pd vapor deposition uses mild sputtering E1030 (trade name, manufactured by Hitachi, Ltd.) and performs vapor deposition operation at a current value of 15 mA for 2 minutes. The sample after the vapor deposition operation is used as a measurement sample.

測定時には、主電極が主電極膜からはみ出さないように、また、ガードリング電極がガードリング電極膜からはみ出さないように、電極膜の上に置く。測定は、気温２３℃、相対湿度５０％の環境で測定サンプルを１２時間以上置いたものを、同条件で測定する。   At the time of measurement, it is placed on the electrode film so that the main electrode does not protrude from the main electrode film and the guard ring electrode does not protrude from the guard ring electrode film. The measurement is performed under the same conditions for a measurement sample placed for 12 hours or more in an environment where the temperature is 23 ° C. and the relative humidity is 50%.

以上の条件で測定した体積抵抗値ＲＭ（Ω）及び試験片の厚さｔ（ｃｍ）から、試験片の体積抵抗率ＲＲ（Ωｃｍ）を、下記式（２）によって求める。
ＲＲ（Ωｃｍ）＝π×０．７５×０．７５×ＲＭ÷（４×ｔ） 式（２） From the volume resistance value RM (Ω) measured under the above conditions and the thickness t (cm) of the test piece, the volume resistivity RR (Ωcm) of the test piece is obtained by the following formula (2).
RR (Ωcm) = π × 0.75 × 0.75 × RM ÷ (4 × t) Equation (2)

弾性層３には、その他、上記組成の機能を阻害しない範囲で、必要に応じて架橋剤、可塑剤、非導電性の充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤の如き各種添加剤を含有させることができる。非導電性の充填剤として、シリカ、石英粉末、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウムなどが使用可能である。また、架橋剤として、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイドなどが使用可能である。   In the elastic layer 3, other than the above, the crosslinking agent, the plasticizer, the non-conductive filler, the extender, the vulcanizing agent, the vulcanization aid, and the crosslinking aid may be used as long as the functions of the above composition are not impaired. Various additives such as an antioxidant, an antioxidant, and a processing aid can be contained. Silica, quartz powder, titanium oxide, zinc oxide, calcium carbonate, etc. can be used as the non-conductive filler. Moreover, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, dicumyl peroxide, etc. can be used as a crosslinking agent.

弾性層３の厚さは、現像剤規制部材や静電潜像担持体との関連において、所望の弾性が発揮できるよう適宜決めることが可能であり、例えば、２．０ｍｍ乃至６．０ｍｍが適当で、さらに３．０ｍｍ乃至５．０ｍｍが好ましい。   The thickness of the elastic layer 3 can be determined as appropriate so that the desired elasticity can be exhibited in relation to the developer regulating member and the electrostatic latent image carrier. For example, the thickness is suitably 2.0 mm to 6.0 mm. Further, 3.0 mm to 5.0 mm is preferable.

導電性軸体２は、外周上に形成される弾性層３を支持可能な強度を有し、弾性層３の電極として機能する導電性を有するものである。導電性軸体２の材質として、例えば、アルミニウム、銅合金及び、ステンレス鋼等の金属又は合金；クロム、又はニッケルで鍍金処理を施した鉄；導電性を有する合成樹脂を挙げることができる。なお、金属製軸体にめっき、酸化処理などの防錆処理を行ったものであってもよい。   The conductive shaft body 2 is strong enough to support the elastic layer 3 formed on the outer periphery, and has conductivity that functions as an electrode of the elastic layer 3. Examples of the material of the conductive shaft body 2 include metals or alloys such as aluminum, copper alloys, and stainless steel; iron plated with chromium or nickel; and synthetic resins having conductivity. In addition, the metal shaft body may be subjected to rust prevention treatment such as plating and oxidation treatment.

導電性軸体２の形状は、円柱状、円筒状のいずれであってもよい。導電性軸体の外径は、例えば、直径４ｍｍ乃至１０ｍｍの範囲を挙げることができる。なお、導電性軸体２は、必要に応じて表面をプライマー処理して用いる。   The shape of the conductive shaft body 2 may be either a columnar shape or a cylindrical shape. Examples of the outer diameter of the conductive shaft include a range of 4 mm to 10 mm in diameter. Note that the conductive shaft body 2 is used with a primer-treated surface as necessary.

表面層４を構成する樹脂組成物の樹脂として、例えば、ポリアミド、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、シリコーンゴム、ポリエステルなどが使用できる。これらの樹脂は、必要に応じて１種で又２種以上を組合せて用いることができる。これらのうち、ポリウレタン樹脂が、トナーの帯電性能に優れ、耐摩耗性を有し、球状シリカ粒子を多量に含有する弾性層を確実に保護することができるので、好ましい。   As the resin of the resin composition constituting the surface layer 4, for example, polyamide, polyurethane resin, urea resin, polyimide, melamine resin, fluorine resin, phenol resin, alkyd resin, silicone rubber, polyester, or the like can be used. These resins can be used alone or in combination of two or more as required. Of these, polyurethane resins are preferred because they have excellent toner charging performance, wear resistance, and can reliably protect an elastic layer containing a large amount of spherical silica particles.

そのようなポリウレタン樹脂として、エーテル系ポリウレタン樹脂、エステル系ポリウレタン樹脂、アクリル系ポリウレタン樹脂、カーボネート系ポリウレタン樹脂を挙げることができる。これらの中でも、トナーとの摩擦によってトナーに負極性の電荷を付与しやすいポリエーテルポリウレタン樹脂が好ましい。   Examples of such polyurethane resins include ether polyurethane resins, ester polyurethane resins, acrylic polyurethane resins, and carbonate polyurethane resins. Among these, a polyether polyurethane resin that easily imparts a negative charge to the toner by friction with the toner is preferable.

ポリエーテルポリウレタン樹脂は、公知のポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物との反応により得ることができる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。また、これらのポリオール成分は、必要に応じて、予め２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）のようなイソシアネートにより鎖延長して、プレポリマーとして用いてもよい。   The polyether polyurethane resin can be obtained by a reaction between a known polyether polyol and an isocyanate compound. Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. In addition, these polyol components are previously chained with isocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI) and isophorone diisocyanate (IPDI) as necessary. It may be extended and used as a prepolymer.

これらのポリオール成分と反応させるイソシアネート化合物としては、特に限定されるものではないが、エチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキサン１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネートの如き脂環族ポリイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の如き芳香族ポリイソシアネート、及びこれらの変性物や共重合物、そのブロック体を用いることができる。   Isocyanate compounds to be reacted with these polyol components are not particularly limited, but aliphatic polyisocyanates such as ethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), cyclohexane 1, 3-diisocyanates, cycloaliphatic polyisocyanates such as cyclohexane 1,4-diisocyanate, aromatic polyisocyanates such as 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and These modified products, copolymers, and block bodies thereof can be used.

現像ローラとして表面粗度が必要な場合は、表面層４に粗さ制御のための微粒子を添加してもよい。粗さ制御用微粒子の体積平均粒径は３μｍ乃至２０μｍであることが好ましい。また、表面層４に添加する該微粒子の添加量は、表面層の樹脂１００質量部に対し、１質量部乃至８０質量部であることが好ましい。   When surface roughness is required for the developing roller, fine particles for roughness control may be added to the surface layer 4. The volume average particle diameter of the fine particles for roughness control is preferably 3 μm to 20 μm. The amount of the fine particles added to the surface layer 4 is preferably 1 part by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin of the surface layer.

粗さ制御用微粒子には、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの微粒子を用いることができる。   As the fine particles for roughness control, fine particles such as polyurethane resin, polyester resin, polyether resin, polyamide resin, acrylic resin, and polycarbonate resin can be used.

表面層４は導電剤を含有することが、好ましい。導電剤としては、カーボンブラックがトナーに対する帯電性能と現像ローラのチャージアップ抑制を最適なバランスに制御することができるため好ましい。   The surface layer 4 preferably contains a conductive agent. As the conductive agent, carbon black is preferable because the charging performance with respect to the toner and the charge-up suppression of the developing roller can be controlled in an optimal balance.

上記カーボンブラックとしては、具体的には、ケッチェンブラック、アセチレンブラックの如き導電性カーボンブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラックを挙げることができる。その他、酸化処理を施したカラーインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラックも用いることができる。   Specific examples of the carbon black include conductive carbon blacks such as ketjen black and acetylene black; rubber carbon blacks such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT. . In addition, carbon black for color ink and pyrolytic carbon black that have been subjected to oxidation treatment can also be used.

カーボンブラックの添加量は、樹脂１００質量部に対して１０質量部以上３０質量部以下であることが適当である。カーボンブラックの含有量は表面層を熱重量分析装置（ＴＧＡ）にて測定することにより求めることができる。   The amount of carbon black added is suitably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. The content of carbon black can be determined by measuring the surface layer with a thermogravimetric analyzer (TGA).

上記カーボンブラックの他、使用可能な導電剤としては、以下のものを挙げることができる。天然グラファイト及び人造グラファイトの如きグラファイト；銅、ニッケル、鉄及びアルミニウムの如き金属粉；酸化チタン、酸化亜鉛及び酸化錫の如き金属酸化物粉；ポリアニリン、ポリピロール及びポリアセチレンの如き導電性高分子など。これらは必要に応じて１種で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。   In addition to the above carbon black, usable conductive agents include the following. Graphite such as natural graphite and artificial graphite; metal powder such as copper, nickel, iron and aluminum; metal oxide powder such as titanium oxide, zinc oxide and tin oxide; conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole and polyacetylene. These may be used alone or in combination of two or more as required.

表面層４には、その他、上記樹脂、導電剤の機能を阻害しない範囲で、架橋剤、可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤を含有させることができる。   In the surface layer 4, in addition to the above, the functions of the resin and the conductive agent are not impaired, and a crosslinking agent, a plasticizer, a filler, an extender, a vulcanizing agent, a vulcanizing aid, a crosslinking aid, an antioxidant, An anti-aging agent and a processing aid can be contained.

表面層４の厚さとしては、１μｍ以上５ｍｍ以下が適当である。なお、表面層の厚さは、断面を光学顕微鏡で観察・測定することにより求めることができる。   The thickness of the surface layer 4 is suitably 1 μm or more and 5 mm or less. The thickness of the surface layer can be obtained by observing and measuring the cross section with an optical microscope.

現像ローラの製造方法として、導電性軸体２上に弾性層３を成型し、更に弾性層３上に表面層４を成形する方法を挙げることができる。   As a method for manufacturing the developing roller, a method in which the elastic layer 3 is formed on the conductive shaft 2 and the surface layer 4 is formed on the elastic layer 3 can be exemplified.

本発明の弾性層３の製造方法を図２に一例を示す。予め円筒状に成型してあった端部領域用弾性層材料３１を導電性軸芯体２とともに円筒状金型３０内に同心となるように設置し（図２（ア））、次に、該円筒状金型内に端部領域外用弾性層材料３２の原料を注入する（図２（イ））。この時、端部領域と端部領域外で球状シリカ粒子の含有量を変えることで、球状シリカ粒子が偏在した弾性層３を得ることができる（図２（ウ））。本発明においては、弾性層３に用いる基材としてシリコーンゴムを使用することが好ましく、この場合は、端部領域用弾性層材料３１を予め円筒状に成型し、一次硬化させておくと良い。   An example of the method for producing the elastic layer 3 of the present invention is shown in FIG. The elastic layer material 31 for the end region, which has been molded in a cylindrical shape in advance, is placed so as to be concentric in the cylindrical mold 30 together with the conductive shaft core 2 (FIG. 2 (A)). The raw material of the elastic layer material 32 for the outer end region is injected into the cylindrical mold (FIG. 2 (A)). At this time, the elastic layer 3 in which the spherical silica particles are unevenly distributed can be obtained by changing the content of the spherical silica particles between the end region and the outside of the end region (FIG. 2 (c)). In the present invention, it is preferable to use silicone rubber as the base material used for the elastic layer 3, and in this case, the end region elastic layer material 31 is preferably formed into a cylindrical shape and first cured.

表面層４の成形は、カーボンブラック等の導電剤、溶媒、必要に応じてその他の添加物を混合し、弾性層成形用樹脂組成物を調製する。これを用いて、押出成形法、型成形法や射出成形法にて成形、硬化することもできるが、塗工成形法が好ましい。塗工成形法としては、スプレー、浸漬、ロールコート等が可能であり、弾性層３上に、塗膜を形成した後、これを乾燥して溶媒を除去し、加熱硬化する方法が適当である。具体的には、硬化は加熱、電子線照射いずれの方法であってもよく、加熱による場合は、例えば、温度１２０℃乃至１８０℃、硬化時間を６０分乃至３００分とする。   The surface layer 4 is molded by mixing a conductive agent such as carbon black, a solvent, and other additives as required to prepare an elastic layer molding resin composition. This can be used for molding and curing by an extrusion molding method, a molding method or an injection molding method, but a coating molding method is preferred. As the coating molding method, spraying, dipping, roll coating, and the like are possible, and after forming a coating film on the elastic layer 3, a method of drying this to remove the solvent and heating and curing is suitable. . Specifically, curing may be performed by either heating or electron beam irradiation. In the case of heating, for example, the temperature is 120 ° C. to 180 ° C., and the curing time is 60 minutes to 300 minutes.

表面層４の形成を浸漬塗工成形法による場合、図３のような塗工装置を用いることが適当である。図３において、塗工装置は、弾性層３の外径よりわずかに大きな内径を有し、導電性軸体２及びその外周面に設けられた弾性層３を軸方向に浸漬可能な深さを有する円筒形の浸漬槽２６を備えている。浸漬槽２６の上縁外周には環状の液受け部が設けられており、攪拌タンク２８と接続されている。また浸漬槽２６の底部は撹拌タンク２８と接続されている。   When forming the surface layer 4 by a dip coating molding method, it is appropriate to use a coating apparatus as shown in FIG. In FIG. 3, the coating apparatus has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the elastic layer 3, and has a depth that allows the conductive shaft 2 and the elastic layer 3 provided on the outer peripheral surface thereof to be immersed in the axial direction. A cylindrical immersion tank 26 is provided. An annular liquid receiving portion is provided on the outer periphery of the upper edge of the immersion tank 26 and is connected to the stirring tank 28. The bottom of the immersion tank 26 is connected to a stirring tank 28.

撹拌タンク２８の塗料は、液送ポンプ２７によって浸漬槽２６の底部に送り込まれる。浸漬槽２６の上端部から、塗料がオーバーフローし、浸漬槽２６の上縁外周の液受け部を介して撹拌タンク２８に戻る。導電性軸体２及び弾性層３からなるローラは昇降装置２９に垂直に固定され、浸漬槽２６中で塗料に浸漬し、引き上げることで塗膜を形成する。   The paint in the stirring tank 28 is fed into the bottom of the immersion tank 26 by the liquid feed pump 27. The paint overflows from the upper end of the immersion tank 26 and returns to the agitation tank 28 via the liquid receiving part on the outer periphery of the upper edge of the immersion tank 26. The roller composed of the conductive shaft body 2 and the elastic layer 3 is fixed vertically to the elevating device 29, and is immersed in the paint in the immersion tank 26 and pulled up to form a coating film.

塗膜の形成後、塗膜を乾燥し、加熱硬化して、表面層４を作成する。加熱硬化は、温度１２０乃至１８０℃で、６０分乃至３００分行う。   After the coating film is formed, the coating film is dried and heat-cured to create the surface layer 4. The heat curing is performed at a temperature of 120 to 180 ° C. for 60 to 300 minutes.

本発明の現像ローラを用いる電子写真用画像形成装置の一例の模式図を図４に示す。本例の電子写真用画像形成装置はタンデム形式のカラー仕様であり、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナー及びブラックトナー毎に画像形成ユニットａ〜ｄが設けられている。なお、これら画像形成ユニットはトナーに応じて若干の仕様に差はあるものの基本的に同じ構成をとっている。   A schematic view of an example of an electrophotographic image forming apparatus using the developing roller of the present invention is shown in FIG. The electrophotographic image forming apparatus of this example has a tandem color specification, and image forming units a to d are provided for each of yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner. Note that these image forming units basically have the same configuration although there are some differences in specifications depending on the toner.

各画像形成ユニットには、それぞれ矢印方向に回転する静電潜像担持体である静電潜像担持体５が設けられている。該静電潜像担持体５の周囲に、静電潜像担持体５を一様に帯電する帯電装置１１、帯電した静電潜像担持体５にレーザー光１０を照射して静電潜像を形成する露光手段、形成された静電潜像にトナーを供給して、トナー像を形成する現像装置９が設けられている。   Each image forming unit is provided with an electrostatic latent image carrier 5 which is an electrostatic latent image carrier that rotates in the direction of the arrow. A charging device 11 that uniformly charges the electrostatic latent image carrier 5 around the electrostatic latent image carrier 5, and a laser beam 10 is applied to the charged electrostatic latent image carrier 5 to emit an electrostatic latent image. And a developing device 9 for supplying toner to the formed electrostatic latent image to form a toner image.

一方、給紙ローラ２３により供給される紙等の記録材２２を搬送する転写搬送ベルト２０が駆動ローラ１６、従動ローラ２１及びテンションローラ１９に懸架されて設けられている。転写搬送ベルト２０は、吸着ローラ２４を介して吸着バイアス電源２５から電荷が印加され、記録材２２を表面に静電気的に付着させて搬送するようになっている。   On the other hand, a transfer conveyance belt 20 that conveys a recording material 22 such as paper supplied by a paper supply roller 23 is provided suspended from a drive roller 16, a driven roller 21, and a tension roller 19. The transfer / conveying belt 20 is supplied with an electric charge from an attraction bias power source 25 via an attraction roller 24, and conveys the recording material 22 by electrostatically adhering it to the surface.

各画像形成ユニットの静電潜像担持体５上のトナー像を、転写搬送ベルト２０によって搬送される記録材２２に転写するための電荷を印加する転写バイアス電源１８が設けられている。転写バイアスは転写搬送ベルト２０の裏面に静電潜像担持体５に対峙するように配置されている転写ローラ１７を介して印加される。各画像形成ユニットにおいて形成される各色のトナー像は、画像形成ユニットに同期して可動される転写搬送ベルト２０によって搬送される記録材２２上に、順次重畳して転写されるようになっている。   A transfer bias power source 18 is provided for applying a charge for transferring the toner image on the electrostatic latent image carrier 5 of each image forming unit to the recording material 22 conveyed by the transfer conveyance belt 20. The transfer bias is applied via a transfer roller 17 disposed on the back surface of the transfer conveyance belt 20 so as to face the electrostatic latent image carrier 5. The toner images of the respective colors formed in the image forming units are sequentially superimposed and transferred onto a recording material 22 conveyed by a transfer conveying belt 20 that is moved in synchronization with the image forming unit. .

更に、カラー電子写真用画像形成装置には、記録材２２上に重畳転写したトナー像を加熱などにより定着する定着装置１５、画像形成された記録材２２を装置外に排出する搬送装置（不図示）が設けられている。   Further, in the color electrophotographic image forming apparatus, a fixing device 15 for fixing the toner image superimposed and transferred on the recording material 22 by heating or the like, and a conveying device for discharging the image-formed recording material 22 to the outside of the device (not shown). ) Is provided.

一方、各画像形成ユニットには、各静電潜像担持体５上に転写されずに残存する転写残トナーを除去し、表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置１２が設けられている。更に、その他静電潜像担持体５から掻き取られたトナーを収納する廃トナー容器が設けられている。クリーニングされた静電潜像担持体５は画像形成可能状態となり待機するようになっている。   On the other hand, each image forming unit is provided with a cleaning device 12 having a cleaning blade that removes transfer residual toner that remains without being transferred onto each electrostatic latent image carrier 5 and cleans the surface. Further, a waste toner container for storing toner scraped from the electrostatic latent image carrier 5 is provided. The cleaned electrostatic latent image carrier 5 is ready to form an image and stands by.

上記各画像形成ユニットに設けられる現像装置９には、一成分現像剤として非磁性現像剤を収容した現像剤容器７と、現像剤容器の開口を閉塞するように設置され、現像剤容器から露出した部分で静電潜像担持体５と当接するように現像ローラ１が設けられている。現像ローラ１は、少なくともその弾性層３の「端部領域」において該静電潜像担持体５と当接している。なお、本図においては、現像ローラ１が静電潜像担持体と当接しているが、画像形成を行わないときは所定の空隙を持って対峙していてもかまわない。   The developing device 9 provided in each of the image forming units is provided with a developer container 7 containing a non-magnetic developer as a one-component developer and an opening of the developer container so as to be closed and exposed from the developer container. The developing roller 1 is provided so as to come into contact with the electrostatic latent image carrier 5 at the portion. The developing roller 1 is in contact with the electrostatic latent image carrier 5 at least in the “end region” of the elastic layer 3. In this figure, the developing roller 1 is in contact with the electrostatic latent image carrier. However, when image formation is not performed, the developing roller 1 may be opposed with a predetermined gap.

現像剤容器内には、現像ローラ１にトナーを供給すると同時に現像に使用されずに現像ローラ上に残留するトナーを掻き取るための現像剤供給ローラ６及び現像ローラ上のトナーを薄膜状に形成すると共に摩擦帯電する現像剤量規制部材８が設けられている。これらは現像ローラ１と当接して設けられているが、少なくとも現像ローラ１は、その弾性層３の「端部領域」において該現像剤規制部材８と当接している。現像剤量規制部材８には現像剤量規制部材バイアス電源１３が接続され、現像ローラ１には現像ローラバイアス電源１４が接続され、画像形成時において、現像剤量制部材８及び現像ローラ１にはそれぞれ電荷が印加される。現像剤量規制部材バイアス電源１３からの印加電圧は現像ローラバイアス電源１４からの印加電圧より５０Ｖ乃至４００Ｖ低くされている。   In the developer container, toner is supplied to the developing roller 1 and at the same time the developer supplying roller 6 for scraping off toner remaining on the developing roller without being used for development and the toner on the developing roller are formed in a thin film shape. In addition, a developer amount regulating member 8 that is frictionally charged is provided. These are provided in contact with the developing roller 1, but at least the developing roller 1 is in contact with the developer regulating member 8 in the “end region” of the elastic layer 3. A developer amount regulating member bias power source 13 is connected to the developer amount regulating member 8, and a developing roller bias power source 14 is connected to the developing roller 1, and the developer amount regulating member 8 and the developing roller 1 are connected during image formation. Each is charged with a charge. The applied voltage from the developer amount regulating member bias power supply 13 is 50 V to 400 V lower than the applied voltage from the developing roller bias power supply 14.

なお、現像ローラ１の弾性層３の「端部領域」において該静電潜像担持体５及び該現像剤規制部材８と当接していると、バンディングの発生が効率的に押さえられている。なお、少なくとも「端部領域」において当接しているとは、部材同士の長さが異なる場合においても、少なくともこの「端部領域」の一部で当接している部分があることを示す。本発明の効果を得るためには「端部領域」全体が当接していることが好ましい。   It should be noted that the occurrence of banding is efficiently suppressed when the electrostatic latent image carrier 5 and the developer regulating member 8 are in contact with each other in the “end region” of the elastic layer 3 of the developing roller 1. Note that “abutting at least in the“ end region ”means that there is a portion in contact with at least a part of this“ end region ”even when the lengths of the members are different. In order to obtain the effect of the present invention, it is preferable that the entire “end region” is in contact.

また、本発明の現像ローラを用いる電子写真用プロセスカートリッジの一例の模式図を図５に示す。図５に示す電子写真用プロセスカートリジは、現像装置９、静電潜像担持体５及びクリーニング装置１２を有し、これらが一体化されており、電子写真用画像形成装置本体に着脱自在になっている。現像装置９としては電子写真用画像形成装置で説明したものと同様のものを挙げることができる。なお、モノクロの画像形成装置用の電子写真用プロセスカートリッジにあっては、上記の他、静電潜像担持体上のトナー像を記録材に転写する転写部材などを上記の部材と共に一体的に設けたものであってもよい。   FIG. 5 shows a schematic diagram of an example of an electrophotographic process cartridge using the developing roller of the present invention. The electrophotographic process cartridge shown in FIG. 5 has a developing device 9, an electrostatic latent image carrier 5 and a cleaning device 12, which are integrated and detachable from the main body of the electrophotographic image forming apparatus. ing. Examples of the developing device 9 include the same ones as described in the electrophotographic image forming apparatus. In addition, in the electrophotographic process cartridge for a monochrome image forming apparatus, in addition to the above, a transfer member for transferring the toner image on the electrostatic latent image carrier to a recording material is integrated with the above members. It may be provided.

以下、実施例により、本発明を具体的に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

＜球状シリカ粒子の準備＞
市販の球状シリカ粒子を、日鉄鉱業株式会社製の風力分級機「エルボージェット分級機ＥＬ−Ｌ３型」（商品名）を用いて分級し、球状シリカ粒子Ａ〜Ｉを準備した。表１に原料球状シリカ粒子及び製造した球状シリカ粒子の個数平均粒径及び比表面積を示す。 <Preparation of spherical silica particles>
Commercially available spherical silica particles were classified using an air classifier “Elbow Jet Classifier EL-L3 type” (trade name) manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd. to prepare spherical silica particles A to I. Table 1 shows the number average particle diameter and specific surface area of the raw spherical silica particles and the produced spherical silica particles.

弾性層用原料について示す。なお、下記するもの以外は、試薬級のものを用いた。
・液状シリコーンゴム：「ＳＥ６７２４Ａ」（商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製）
・カーボンブラックＡ：「トーカブラック＃７３６０ＳＢ」（商品名、東海カーボン株式会社製）
・プライマー：「ＤＹ３５−０５１」（商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製）
・破砕状溶融シリカ粒子：「ＦＳ−７４」（商品名、電気化学工業株式会社製） It shows about the raw material for elastic layers. Except for the following, reagent grade ones were used.
Liquid silicone rubber: “SE6724A” (trade name, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
Carbon black A: “Toka Black # 7360SB” (trade name, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
Primer: “DY35-051” (trade name, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
・ Fractured fused silica particles: “FS-74” (trade name, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)

表面層用原料について示す。なお、下記するもの以外は、試薬級のものを用いた。
・ポリテトラメチレングリコール：「ＰｏｌｙＴＨＦ」（商品名、ＢＡＳＦ社製）
・イソシアネート（ＭＤＩ）：「ミリオネートＭＴ」（商品名、日本ポリウレタン工業株式会社製）
・変性イソシアネート（ウレタン変性ＭＤＩ）：「コロネート２５２１」（商品名、日本ポリウレタン株式会社製）
・カーボンブラックＢ：三菱カーボンブラック「ＭＡ１００」（商品名、三菱化学株式会社製）
・ポリウレタン樹脂粒子：「アートパールＣ４００」（商品名、根上工業株式会社製）（φ：１４μｍ） The raw material for the surface layer will be described. Except for the following, reagent grade ones were used.
・ Polytetramethylene glycol: “PolyTHF” (trade name, manufactured by BASF)
・ Isocyanate (MDI): “Millionate MT” (trade name, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
Modified isocyanate (urethane modified MDI): “Coronate 2521” (trade name, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)
Carbon black B: Mitsubishi carbon black “MA100” (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
-Polyurethane resin particles: “Art Pearl C400” (trade name, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.) (φ: 14 μm)

［実施例１］
・端部領域用弾性層材料の作製
液状シリコーンゴム１００質量部、カーボンブラックＡ１５質量部、白金触媒０．１質量部及び球状シリカ粒子Ｃ２００質量部を混合して得た原料を、金型空隙が外径１６ｍｍ、内径１４ｍｍ、長さ１２ｍｍである円筒状成型物作成用金型に注入した。次いで、温度１３０℃で１０分加熱した後、金型を５０℃まで冷却し、円筒状に成型された端部領域用弾性層材料３１を作製した。同様にして、合計２つの端部領域用弾性層材料を用意した。 [Example 1]
-Production of elastic layer material for end region A raw material obtained by mixing 100 parts by mass of liquid silicone rubber, 15 parts by mass of carbon black A, 0.1 part by mass of platinum catalyst and 200 parts by mass of spherical silica particles C, It was poured into a mold for making a cylindrical molded product having an outer diameter of 16 mm, an inner diameter of 14 mm, and a length of 12 mm. Subsequently, after heating at 130 degreeC for 10 minutes, the metal mold | die was cooled to 50 degreeC and the elastic layer material 31 for edge parts shape | molded by the cylindrical shape was produced. Similarly, a total of two end region elastic layer materials were prepared.

・弾性層の形成
端部領域外用弾性層材料の原料を、液状シリコーンゴム１００質量部、カーボンブラックＡ１５質量部、白金触媒０．１質量部及び球状シリカ粒子Ｃ１０質量部を混合して得た。 -Formation of elastic layer A raw material of the elastic layer material for the outside of the end region was obtained by mixing 100 parts by mass of liquid silicone rubber, 15 parts by mass of carbon black A, 0.1 part by mass of platinum catalyst and 10 parts by mass of spherical silica particles C.

まず、内径１６ｍｍ、幅２３６ｍｍの弾性層作成用円筒状金型内に、上記端部領域用弾性層材料２個及びプライマーが塗布された外径１０ｍｍ、長さ２８１．５ｍｍのＳＵＳ３０４製の導電性軸体を同心となるように設置した金型を用意した。このとき、端部領域用弾性層材料は円筒状金型キャビティ内の両端部に配置してあった。次に、端部領域外用弾性層材料の原料をこの円筒状金型内に注入した後、温度１３０℃で２０分加熱し、次いで金型を５０℃まで冷却し、導電性軸体に硬化が不十分な弾性層が形成されたローラを金型から取り出した。その後、このローラを温度２００℃で２時間加熱し、弾性層の硬化を完結させて、厚み３ｍｍの弾性層を有する弾性ローラを調製した。ここで、球状シリカ粒子含有量が多い端部領域は弾性層の長手の１／２０であり、厚みの１／３であった。   First, a conductive material made of SUS304 having an outer diameter of 10 mm and a length of 281.5 mm, in which two end layer elastic layer materials and a primer are applied in a cylindrical mold for forming an elastic layer having an inner diameter of 16 mm and a width of 236 mm. A mold with shafts installed concentrically was prepared. At this time, the elastic material for the end region was disposed at both end portions in the cylindrical mold cavity. Next, after injecting the raw material for the elastic layer material for the outside of the end region into the cylindrical mold, the mold is heated at a temperature of 130 ° C. for 20 minutes, then the mold is cooled to 50 ° C., and the conductive shaft body is cured. The roller on which the insufficient elastic layer was formed was taken out from the mold. Then, this roller was heated at a temperature of 200 ° C. for 2 hours to complete the curing of the elastic layer, and an elastic roller having an elastic layer having a thickness of 3 mm was prepared. Here, the end region having a high content of spherical silica particles was 1/20 of the length of the elastic layer and 1/3 of the thickness.

・表面層の形成
ポリテトラメチレングリコール「ＰｏｌｙＴＨＦ」（商品名）１００質量部に、イソシアネート「ミリオネートＭＴ」（商品名）１４質量部をＭＥＫ溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下８０℃にて３時間反応して、ポリウレタンポリオールプレポリマーを得た。 -Formation of surface layer Polytetramethylene glycol “PolyTHF” (trade name) 100 parts by mass and isocyanate “Millionate MT” (trade name) 14 parts by mass in MEK solvent stepwise and brought to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. And reacted for 3 hours to obtain a polyurethane polyol prepolymer.

このポリウレタンポリオールプレポリマー１００質量部にイソシアネート「コロネート２５２１」（商品名）４１．８質量部を加えた（［ＮＣＯ］／［ＯＨ］＝１．１）。カーボンブラックＢを樹脂成分１００質量部に対し２５質量部添加した。次いで、総固形分３０質量％になるようにＭＥＫで希釈し、さらに、ポリウレタン樹脂粒子５０質量部を加え、ボールミルで攪拌分散して表面層用原料液を調製した。   To 100 parts by mass of this polyurethane polyol prepolymer, 41.8 parts by mass of an isocyanate “Coronate 2521” (trade name) was added ([NCO] / [OH] = 1.1). 25 parts by mass of carbon black B was added to 100 parts by mass of the resin component. Subsequently, it diluted with MEK so that it might become 30 mass% of total solids, Furthermore, 50 mass parts of polyurethane resin particles were added, and it stirred and disperse | distributed with the ball mill, and prepared the raw material liquid for surface layers.

得られた表面層用原料液を、図３に示す塗工装置により、原料ローラの弾性層上に浸漬塗工により膜厚１０．０μｍとなるように塗工し、８０℃のオーブンで１５分間乾燥し、次いで１４０℃のオーブン中で２時間硬化して、現像ローラを作成した。   The obtained surface layer raw material liquid was applied on the elastic layer of the raw material roller by dip coating so as to have a film thickness of 10.0 μm using the coating apparatus shown in FIG. It was dried and then cured in an oven at 140 ° C. for 2 hours to prepare a developing roller.

＜画像評価（バンディング評価）＞
画像評価には、図４に示す構成を有する日本ヒューレット・パッカード社製の電子写真用画像形成装置「レーザービームプリンタＣＬＪ４７００ｄｎ」（商品名）（プリント速度を３０枚／分から４０枚／分とした。以下、「改造機」という。）を用いた。なお、本画像形成装置は図５に示す構成の電子写真用プロセスカートリッジを有するものである。このカートリッジの現像剤量規制部材を厚さ８０μｍのＳＵＳ３０４製に換え、さらに、現像ローラとして実施例で作製した現像ローラを組み込んだ。そして、静電潜像担持体の回転に対する現像ローラの回転を線速度１．１５倍に変更して用いた。また、静電潜像担持体の長さは２５８ｍｍ、現像剤規制部材の長さは２３０ｍｍであった。また、静電潜像担持体の現像ローラへの侵入量を４０μｍに設定した。以下、この改造したプロセスカートリッジを「改造カートリッジ」という。 <Image evaluation (banding evaluation)>
For image evaluation, an electrophotographic image forming apparatus “Laser Beam Printer CLJ4700dn” (trade name) manufactured by Hewlett-Packard Japan having the configuration shown in FIG. 4 (printing speed was changed from 30 sheets / minute to 40 sheets / minute. In the following, “Remodeled machine” was used. The image forming apparatus has an electrophotographic process cartridge having the structure shown in FIG. The developer amount regulating member of this cartridge was replaced with 80 μm thick SUS304, and the developing roller produced in the example was incorporated as a developing roller. The rotation of the developing roller with respect to the rotation of the electrostatic latent image carrier was changed to a linear velocity of 1.15 times and used. The length of the electrostatic latent image bearing member was 258 mm, and the length of the developer regulating member was 230 mm. Further, the penetration amount of the electrostatic latent image carrier into the developing roller was set to 40 μm. Hereinafter, this modified process cartridge is referred to as a “modified cartridge”.

現像ローラを組み込んだ改造カートリッジにシアントナーを装填した後、温度５℃湿度１０％ＲＨの低温低湿環境に２４時間置いた。次いで、同環境下、改造カートリッジを改造機に装填し、現像ローラにバイアス−３００Ｖ、現像剤規制部材にバイアス−５００Ｖを印加して、４０枚／分の速度で印字率０．５％にてＬＥＴＴＥＲサイズ紙を５００００枚連続出力した。その後、（ア）現像剤規制部材のバイアスを−６００Ｖに変更し、幅１０ｍｍの縦帯状のベタ黒画像を１０枚／分の速度でＬＥＴＴＥＲサイズ紙に出力した。さらに、（イ）現像剤規制部材のバイアスを−４００Ｖに変更し、幅２００ｍｍの縦帯状のベタ黒画像を１０枚／分の速度でＬＥＴＴＥＲサイズ紙に出力した。得られた画像を目視により観察し、以下の基準でバンディング評価を行った。結果を表２に示す。
Ａ：バンディングは（ア）（イ）の何れにも認められない。
Ｂ：バンディングは（ア）で軽微に認められるが、（イ）では認められない。
Ｃ：バンディングは（ア）（イ）の何れにも軽微であるが認められる。
Ｄ：バンディングは（ア）では顕著に、また、（イ）では軽微に認められる。
Ｅ：バンディングが（ア）（イ）の何れでも顕著に認められる。 After the cyan toner was loaded into the modified cartridge incorporating the developing roller, it was placed in a low temperature and low humidity environment at a temperature of 5 ° C and a humidity of 10% RH for 24 hours. Next, in the same environment, the modified cartridge is loaded into the modified machine, bias-300V is applied to the developing roller, bias-500V is applied to the developer regulating member, and the printing rate is 0.5% at a speed of 40 sheets / minute. 50,000 sheets of LETTER size paper were output continuously. Thereafter, (a) the bias of the developer regulating member was changed to −600 V, and a 10 mm wide vertical black solid black image was output to LETTER size paper at a speed of 10 sheets / minute. Further, (i) the bias of the developer regulating member was changed to −400 V, and a vertical black solid black image having a width of 200 mm was output to LETTER size paper at a speed of 10 sheets / minute. The obtained image was visually observed, and banding was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: Banding is not allowed in either (a) or (b).
B: Banding is slightly recognized in (a) but not in (a).
C: Banding is slight in both (a) and (b).
D: Banding is noticeable in (a) and slight in (a).
E: Banding is noticeable in both cases (a) and (b).

［実施例２〜１３、比較例１、２］
球状シリカ粒子Ｃの配合量を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様にして現像ローラを作成し、以下、実施例１と同様の画像評価を行った。結果を表２に示す。 [Examples 2 to 13, Comparative Examples 1 and 2]
A developing roller was prepared in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the spherical silica particles C was changed as shown in Table 1, and the same image evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

［比較例３］
弾性層の原料として、球状シリカ粒子Ｃ ３０質量部を含むものを用意し、そして、実施例１と同様にして、端部領域用弾性層部材及び端部領域外弾性層部材構成を持つ弾性層を有するローラを調製した。 [Comparative Example 3]
As a raw material of the elastic layer, a material containing 30 parts by mass of spherical silica particles C is prepared, and an elastic layer having an end region elastic layer member and an end region outer elastic layer member configuration in the same manner as in Example 1. A roller having was prepared.

得られたローラの弾性層の両端部１２ｍｍをマスキングして、実施例１の表面層用原料液を用いて、実施例１と同様にして表面層を塗工・作成した。その後、球状シリカ粒子Ｃが樹脂成分１００質量部に対して３０質量部にした表面層用原料液に、マスキングを剥がした両端部に浸漬塗工により膜厚１０．０μｍとなるように塗工し、８０℃のオーブンで１５分乾燥した。その後、１４０℃のオーブンで２時間硬化して、表面層の両端部に球状シリカ粒子が偏在した現像ローラを作成した。得られた現像ローラを用いて、実施例１と同様の画像評価を行った。結果を表２に示す。   The surface layer was coated and prepared in the same manner as in Example 1 using the surface layer raw material liquid of Example 1 by masking both end portions 12 mm of the elastic layer of the obtained roller. Thereafter, the spherical silica particles C were applied to the surface layer raw material liquid in which 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component so that the film thickness was 10.0 μm by dip coating on both ends where the masking was removed. And dried in an oven at 80 ° C. for 15 minutes. Then, it hardened | cured for 2 hours in 140 degreeC oven, and the developing roller with which the spherical silica particle was unevenly distributed in the both ends of the surface layer was created. Image evaluation similar to that in Example 1 was performed using the obtained developing roller. The results are shown in Table 2.

［比較例４］
球状シリカ粒子Ｃに替えて、破砕状溶融シリカ粒子を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを作成し、以下、実施例１と同様の画像評価を行った。結果を表２に示す。 [Comparative Example 4]
A developing roller was prepared in the same manner as in Example 1 except that crushed fused silica particles were used in place of the spherical silica particles C, and the same image evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 2.

表２に示すとおり、比較例１、２では、バンディングが悪化している。これは、粒子の含有量が多量でなく、且つ偏在していないため、効果的に振動を吸収することができなかったためである。また、比較例３でのバンディングの悪化は、表面層での粒子の偏在であったため、効果的に振動を吸収することができなかったためである。さらに、比較例４は、破砕状の粒子を使用したために、効果的に振動を吸収することができなかったため、バンディングが悪化している。   As shown in Table 2, in Comparative Examples 1 and 2, the banding deteriorates. This is because the content of the particles is not large and is not unevenly distributed, so that the vibration cannot be effectively absorbed. Further, the deterioration of banding in Comparative Example 3 was due to the uneven distribution of particles in the surface layer, and thus vibrations could not be absorbed effectively. Furthermore, since the comparative example 4 used the crushed particle | grains and was not able to absorb a vibration effectively, the banding has deteriorated.

［実施例１４〜１８］
端部領域の長さ及び厚みを表２になるように端部領域用弾性層材料を作成して用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを作成し、以下、実施例１と同様の画像評価を行った。結果を、実施例１の結果と共に、表３に示す。 [Examples 14 to 18]
A developing roller was prepared in the same manner as in Example 1 except that the end layer elastic layer material was prepared and used so that the length and thickness of the end region were as shown in Table 2. Hereinafter, the same as in Example 1 Image evaluation was performed. The results are shown in Table 3 together with the results of Example 1.

［比較例５］
端部領域用弾性層材料の原料及び端部領域外用弾性層材料の原料として、実施例１と同じ組成のものを用い、以下のようにして、現像ローラを作製した。 [Comparative Example 5]
A developing roller was produced as follows using the same composition as in Example 1 as the raw material for the elastic layer material for the end region and the raw material for the elastic layer material for the end region.

内径１６ｍｍ、幅２１６ｍｍの弾性層作成用円筒状金型内に、プライマーを塗布した外径１０ｍｍ、長さ２８１．５ｍｍのＳＵＳ３０４製の導電性軸体を同心となるように設置し、これに端部領域外用弾性層材料の原料を注入した。温度１３０℃で１０分加熱した後、金型を５０℃まで冷却し、弾性層を有するローラを取り出した。   A conductive shaft body made of SUS304 having an outer diameter of 10 mm and a length of 281.5 mm coated with a primer is placed concentrically in a cylindrical mold for creating an elastic layer having an inner diameter of 16 mm and a width of 216 mm. The raw material of the outer layer elastic layer material was injected. After heating at 130 ° C. for 10 minutes, the mold was cooled to 50 ° C., and the roller having the elastic layer was taken out.

次に、内径１６ｍｍ、幅２４０ｍｍの弾性層作成用円筒状金型内に、この弾性層を有するローラを両端にそれぞれ１２ｍｍの空隙を設けるように配置し、両端から端部領域用弾性層材料の原料を注入した。温度１３０℃で２０分加熱した後、金型を５０℃まで冷却し、導電性軸体と一体となった弾性層を有するローラを金型から取り出した。さらに導電性軸体と一体となった弾性層を、温度２００℃で２時間加熱し硬化反応を完結させ、長手方向の両端部１２ｍｍに球状シリカ粒子を多く含む厚み３ｍｍの弾性層を有するローラを得た。その後、実施例１と同様にして表面層を形成して、現像ローラを作成し、以下、実施例１と同様の画像評価を行った。結果を表３に示す。   Next, a roller having this elastic layer is placed in a cylindrical mold for forming an elastic layer having an inner diameter of 16 mm and a width of 240 mm so that a gap of 12 mm is provided at both ends, and the elastic layer material for the end region is formed from both ends. The raw material was injected. After heating at a temperature of 130 ° C. for 20 minutes, the mold was cooled to 50 ° C., and a roller having an elastic layer integrated with the conductive shaft was taken out of the mold. Further, a roller having an elastic layer having a thickness of 3 mm containing a large amount of spherical silica particles at both ends 12 mm in the longitudinal direction is heated by heating the elastic layer integrated with the conductive shaft body at a temperature of 200 ° C. for 2 hours to complete the curing reaction. Obtained. Thereafter, a surface layer was formed in the same manner as in Example 1 to prepare a developing roller, and image evaluation similar to that in Example 1 was performed. The results are shown in Table 3.

［比較例６］
実施例１の端部領域用弾性層材料の原料及び端部領域外用弾性層材料の原料を弾性層用原料として用い、以下のようにして、現像ローラを作製した。 [Comparative Example 6]
Using the raw material for the elastic layer material for the end region and the raw material for the elastic layer material for the end region in Example 1 as the raw material for the elastic layer, a developing roller was produced as follows.

まず、内径１４ｍｍ、幅２４０ｍｍの弾性層作成用円筒状金型内に、プライマーを塗布した外径１０ｍｍ、長さ２８１．５ｍｍのＳＵＳ３０４製の導電性軸体を同心となるように設置し、これに端部領域外用弾性層材料の原料を注入した。温度１３０℃で１０分加熱した後、金型を５０℃まで冷却し、導電性軸体と一体となった弾性層を金型から取り出した。   First, a conductive shaft body made of SUS304 having an outer diameter of 10 mm and a length of 281.5 mm coated with a primer is placed concentrically in a cylindrical mold for creating an elastic layer having an inner diameter of 14 mm and a width of 240 mm. The raw material of the elastic layer material for the outside of the end region was injected. After heating at a temperature of 130 ° C. for 10 minutes, the mold was cooled to 50 ° C., and the elastic layer integrated with the conductive shaft was taken out of the mold.

次に、内径１６ｍｍ、幅２４０ｍｍの弾性層作成用円筒状金型内に、この弾性層を有するローラを配置し、端部領域用弾性層材料の原料を注入した。温度１３０℃で２０分加熱した後、金型を５０℃まで冷却し、導電性軸体と一体となった弾性層を有するローラを金型から取り出した。さらに導電性軸体と一体となった弾性層を、温度２００℃で２時間加熱し硬化反応を完結させ、厚み方向の表面側１ｍｍに球状シリカ粒子を多く含む厚み３ｍｍの弾性層を有するローラを調製した。その後、実施例１と同様にして表面層を形成し、現像ローラを作成し、以下、実施例１と同様に画像評価を行った。結果を表３に示す。   Next, a roller having this elastic layer was placed in a cylindrical mold for forming an elastic layer having an inner diameter of 16 mm and a width of 240 mm, and a raw material for the elastic layer material for the end region was injected. After heating at a temperature of 130 ° C. for 20 minutes, the mold was cooled to 50 ° C., and a roller having an elastic layer integrated with the conductive shaft was taken out of the mold. Further, a roller having an elastic layer having a thickness of 3 mm containing a large amount of spherical silica particles on the surface side of 1 mm in the thickness direction is completed by heating the elastic layer integrated with the conductive shaft body at a temperature of 200 ° C. for 2 hours to complete the curing reaction. Prepared. Thereafter, a surface layer was formed in the same manner as in Example 1 to prepare a developing roller, and image evaluation was performed in the same manner as in Example 1 below. The results are shown in Table 3.

この表３から明らかなように、球状シリカ粒子を多く含む端部領域が芯まであったり（比較例５）、弾性層が２層であって、内外で球状シリカ粒子を含む量が異なっていたりすると画像評価（バンディング）が悪化している。比較例５では、端部ではあるがすべてに球状シリカ粒子を多く含ませたことにより、硬度の大幅な上昇、及び、連続耐久によって、球状シリカ粒子の脱落が生じ、効果的に振動を吸収できなかったためである。比較例６では、現像ローラへのトナー融着のレベルが実施例１より悪化し、それが原因となってバンディングも悪化したものである。   As is apparent from Table 3, the end region containing a large amount of spherical silica particles is up to the core (Comparative Example 5), or the elastic layer has two layers, and the amount of spherical silica particles contained inside and outside is different. Then, image evaluation (banding) is getting worse. In Comparative Example 5, the spherical silica particles were included in all of the end portions, but the spherical silica particles dropped off due to a significant increase in hardness and continuous durability, which effectively absorbed vibration. It was because there was not. In Comparative Example 6, the level of toner fusion to the developing roller was worse than that in Example 1, and the banding was also worsened due to this.

［実施例１９〜３４］
球状シリカ粒子として表４に示すものを、表４に示す量用いる以外は実施例１と同様にして現像ローラを作成し、以下、実施例１と同様に画像評価を行った。結果を、実施例１の結果と共に表４に示す。 [Examples 19 to 34]
A developing roller was prepared in the same manner as in Example 1 except that spherical silica particles shown in Table 4 were used in the amounts shown in Table 4, and image evaluation was performed in the same manner as in Example 1 below. The results are shown in Table 4 together with the results of Example 1.

この表４に見られるように、本発明の現像ローラを用いることにより、連続画像出力後のバンディングの抑制を行うことができることが分かる。   As seen in Table 4, it can be seen that the banding after the continuous image output can be suppressed by using the developing roller of the present invention.

１ 現像ローラ
２ 導電性軸体
３ 基層
４ 弾性層
３１ 端部領域
３２ 端部領域外
Ｐ 球状シリカ粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Developing roller 2 Conductive shaft 3 Base layer 4 Elastic layer 31 End region 32 Outside end region P Spherical silica particles

Claims (1)

導電性軸体、球状シリカ粒子を含有している弾性層および該弾性層の周面を被覆している表面層を有している現像ローラであって、
該球状シリカ粒子が、該弾性層の軸方向両端部の、該表面層との界面の側に偏在していることを特徴とする現像ローラ。 A developing roller having a conductive shaft, an elastic layer containing spherical silica particles, and a surface layer covering the peripheral surface of the elastic layer,
The developing roller, wherein the spherical silica particles are unevenly distributed on both sides in the axial direction of the elastic layer on the interface with the surface layer.

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