JP2014238529A - Image forming unit and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming unit and an image forming apparatus.
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタにおいては、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ユニット、定着器等が配設され、前記画像形成ユニットには、感光体ドラム、帯電ローラ、現像剤担持体としての現像ローラ、現像ブレード、トナー供給ローラ、クリーニングブレード、トナーカートリッジ等が配設され、該トナーカートリッジ内にトナーが収容されるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a printer, a copier, a facsimile machine, a multifunction machine, for example, a printer, is provided with an image forming unit, an LED head, a transfer unit, a fixing device, and the like. A drum, a charging roller, a developing roller as a developer carrying member, a developing blade, a toner supply roller, a cleaning blade, a toner cartridge, and the like are disposed, and the toner is accommodated in the toner cartridge.
前記プリンタにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて、静電潜像が形成される。また、前記トナーカートリッジから画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体内に供給されたトナーが、トナー供給ローラによって現像ローラに供給され、現像ブレードによって現像ローラ上のトナーが薄層化される。そして、前記現像ローラ上のトナーが、感光体ドラム上の静電潜像に付着させられ、該静電潜像が現像されて感光体ドラム上にトナー像が形成される。 In the printer, the surface of the photosensitive drum uniformly charged by the charging roller is exposed by the LED head to form an electrostatic latent image. The toner supplied from the toner cartridge to the main body of the image forming unit, that is, the image forming unit main body, is supplied to the developing roller by the toner supply roller, and the toner on the developing roller is thinned by the developing blade. . Then, the toner on the developing roller is adhered to the electrostatic latent image on the photosensitive drum, and the electrostatic latent image is developed to form a toner image on the photosensitive drum.
続いて、トナー像は、転写ユニットの転写ローラによって用紙に転写され、定着器において用紙に定着させられて、画像が形成される。 Subsequently, the toner image is transferred to a sheet by a transfer roller of the transfer unit, and is fixed on the sheet by a fixing device, thereby forming an image.
ところで、前記現像ローラにおいては、トナー供給ローラと当接する部位、すなわち、供給部において、トナー供給ローラからトナーが供給され、このとき、トナーが摩擦によって帯電させられるとともに、感光体ドラム上の静電潜像を現像するのに使用されなかったトナー、すなわち、未現像トナーがトナー供給ローラによって掻き落とされるようになっている。 By the way, in the developing roller, toner is supplied from the toner supply roller at a portion in contact with the toner supply roller, that is, in the supply unit. At this time, the toner is charged by friction and electrostatic on the photosensitive drum. Toner that has not been used to develop the latent image, that is, undeveloped toner is scraped off by the toner supply roller.
そして、トナーの帯電特性を向上させるために、現像ローラとして、導電性を有するウレタンゴムから成る弾性層を備え、該弾性層の表面に、イソシアネート化合物を含有する改質処理液による改質処理が施されたものが提供されている。この種の現像ローラにおいては、弾性層の表面から０．４〜０．７〔ｍｍ〕程度の領域の電気抵抗が高くなるので、トナーの帯電特性を向上させることができるだけでなく、弾性層の表面の硬度が高くなるので、感光体ドラム、現像ブレード、トナー供給ローラ等が押し付けられても、弾性層が圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラの耐久性を高くすることができる（例えば、特許文献１参照。）。 In order to improve the charging characteristics of the toner, an elastic layer made of conductive urethane rubber is provided as a developing roller, and the surface of the elastic layer is subjected to a modification treatment with a modification treatment liquid containing an isocyanate compound. What has been provided is provided. In this type of developing roller, the electric resistance in the region of about 0.4 to 0.7 [mm] from the surface of the elastic layer is increased, so that not only the toner charging characteristics can be improved, but also the elastic layer Since the surface hardness is high, even if the photosensitive drum, developing blade, toner supply roller, etc. are pressed, the elastic layer is not permanently deformed due to compression, and the durability of the developing roller is increased. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、前記従来の現像ローラにおいては、前記供給部における未現像トナーの掻落しが不十分であると、プリンタを長期間使用するのに伴って、表面に未現像トナーが滞留しやすくなり、長期間にわたって未現像トナーが滞留すると、未現像トナーが溶解し、現像ローラの表面に固着して薄い被覆膜が形成され、トナーフィルミングを発生させてしまう。 However, in the conventional developing roller, if the undeveloped toner is not sufficiently scraped off in the supply unit, the undeveloped toner tends to stay on the surface as the printer is used for a long time. If the undeveloped toner stays for a period of time, the undeveloped toner dissolves and adheres to the surface of the developing roller to form a thin coating film, which causes toner filming.
該トナーフィルミングが発生すると、現像ローラの表面において、トナーを十分に帯電させることができず、静電潜像を安定させて現像させることができなくなる。その結果、画像にかすれが発生し、画像品位が低下してしまう。 When the toner filming occurs, the toner cannot be sufficiently charged on the surface of the developing roller, and the electrostatic latent image cannot be stably developed. As a result, the image is blurred and the image quality is deteriorated.
また、前記トナーフィルミングが発生すると、電気絶縁性を有するトナーが現像ローラの表面を被うことになり、現像ローラの表面に所定の電荷量を有する充電層が形成されてしまう。その結果、現像ローラ上に形成されるトナーの薄層、すなわち、トナー層の電位が過剰に高くなり、トナー層の電位と感光体ドラムの表面の電位との関係を最適な状態にすることができなくなり、感光体ドラム上の静電潜像が形成されていない部分にトナーが付着し、用紙の白地部分に汚れ、すなわち、白地汚れが発生し、画像品位が低下してしまう。 In addition, when the toner filming occurs, the electrically insulating toner covers the surface of the developing roller, and a charging layer having a predetermined charge amount is formed on the surface of the developing roller. As a result, the potential of the toner layer formed on the developing roller, that is, the toner layer becomes excessively high, and the relationship between the potential of the toner layer and the surface potential of the photosensitive drum can be optimized. The toner cannot adhere to the portion of the photosensitive drum where the electrostatic latent image is not formed, and the white portion of the paper is soiled, that is, the white background is smeared, resulting in a reduction in image quality.
そこで、トナーフィルミングが発生するのを防止するために、トナー供給ローラを現像ローラに押し付ける押圧力を大きくし、供給部における未現像トナーの掻落し力を大きくすることが考えられる。 Therefore, in order to prevent the occurrence of toner filming, it is conceivable to increase the pressing force for pressing the toner supply roller against the developing roller, and to increase the scraping force of undeveloped toner in the supply unit.
ところが、供給部における未現像トナーの掻落し力を大きくすると、トナー供給ローラを回転させるための駆動部に加わる負荷が大きくなるだけでなく、トナーを掻き落とす際に未現像トナーに大きな力が加わり、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、未現像トナーが破損してしまう。 However, increasing the scraping force of the undeveloped toner in the supply unit not only increases the load applied to the drive unit for rotating the toner supply roller, but also applies a large force to the undeveloped toner when scraping off the toner. The external additive falls off from the mother particles, is buried in the mother particles, or the mother particles are deformed, and the undeveloped toner is damaged.
本発明は、前記従来の現像ローラの問題点を解決して、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、画像品位が低下するのを防止することができる画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional developing roller, can prevent the occurrence of toner filming, and can prevent the image quality from deteriorating and an image forming apparatus. The purpose is to provide.
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有する。 Therefore, in the image forming unit of the present invention, an image carrier, a developer carrier that forms a developer image by attaching a developer to a latent image formed on the surface of the image carrier, and the development And a developer supply member that supplies the developer to the agent carrier.
そして、前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備える。 The developer carrier includes a conductive shaft body and a conductive elastic layer formed on the shaft body.
また、該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成される。 Further, the surface of the elastic layer is subjected to a modification treatment to form a modification treatment layer containing carbon black.
そして、前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされる。 And the specific surface area of the carbon black is 26 [m 2 / g] or more and 150 [m 2 / g] or less, and the rubber hardness of the surface of the developer carrying member is 40 [°] or more, In addition, the angle is set to 55 [°] or less.
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有する。 According to the present invention, in an image forming unit, an image carrier, a developer carrier that forms a developer image by attaching a developer to a latent image formed on the surface of the image carrier, and the development And a developer supply member that supplies the developer to the agent carrier.
そして、前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備える。 The developer carrier includes a conductive shaft body and a conductive elastic layer formed on the shaft body.
また、該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成される。 Further, the surface of the elastic layer is subjected to a modification treatment to form a modification treatment layer containing carbon black.
そして、前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされる。 And the specific surface area of the carbon black is 26 [m 2 / g] or more and 150 [m 2 / g] or less, and the rubber hardness of the surface of the developer carrying member is 40 [°] or more, In addition, the angle is set to 55 [°] or less.
この場合、弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成され、カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされるので、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、白地汚れが発生するのを防止することができる。したがって、画像品位が低下するのを防止することができる。 In this case, the surface of the elastic layer is modified to form a modified layer containing carbon black, and the specific surface area of the carbon black is 26 [m 2 / g] or more and 150 [m 2 / g] or less, and the rubber hardness of the surface of the developer carrying member is 40 [°] or more and 55 [°] or less, so that toner filming can be prevented. It is possible to prevent the white background from being stained. Therefore, it is possible to prevent the image quality from deteriorating.
また、現像剤供給部材を現像剤担持体に押し付ける押圧力を大きくする必要がないので、現像剤供給部材を回転させるための駆動部に加わる負荷が大きくならないだけでなく、現像剤を掻き落とす際に現像剤に大きな力が加わらず、現像剤が破損することがない。 In addition, since it is not necessary to increase the pressing force for pressing the developer supply member against the developer carrier, not only does the load applied to the drive unit for rotating the developer supply member not increase, but also when the developer is scraped off. In addition, a large force is not applied to the developer, and the developer is not damaged.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, a printer as an image forming apparatus will be described.
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図、図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概念図である。 FIG. 2 is a schematic diagram of the printer according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a conceptual diagram of the image forming unit according to the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、プリンタの本体、すなわち、装置本体内には、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃが、媒体としての用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側にかけて順に配設され、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの下方に転写ユニット２１が配設される。なお、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃは構造が同じであるので、図３においては、画像形成ユニットＢｋだけを示す。 As shown in the drawing, in the main body of the printer, that is, in the main body of the apparatus, image forming units Bk, Y, M, and C of black, yellow, magenta, and cyan are arranged in the transport direction of the paper P as a medium. The transfer unit 21 is disposed below the image forming units Bk, Y, M, and C in order from the upstream side to the downstream side. Since the image forming units Bk, Y, M, and C have the same structure, only the image forming unit Bk is shown in FIG.
前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃは像担持体としての感光体ドラム１１を備え、該各感光体ドラム１１の上方に、感光体ドラム１１と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド２３が配設される。
Each of the image forming units Bk, Y, M, and C is provided with a
前記感光体ドラム１１は、回転自在に配設され、駆動源としての図示されない駆動モータから回転が伝達され、所定の回転速度で矢印Ａ方向に回転させられる。そして、前記感光体ドラム１１に当接させて、帯電装置としての帯電ローラ１２が回転自在に配設される。該帯電ローラ１２は、前記感光体ドラム１１に対して連れ回りで、感光体ドラム１１と逆方向、すなわち、矢印Ｂ方向に回転させられて感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。なお、前記ＬＥＤヘッド２３が感光体ドラム１１の表面を露光すると、感光体ドラム１１の表面に潜像としての静電潜像が形成される。
The
また、１３は、前記感光体ドラム１１に隣接させて配設され、静電潜像を現像して現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置としての現像器である。該現像器１３は、感光体ドラム１１に当接させて、又は対向させて回転自在に配設され、前記駆動モータから回転が伝達され、感光体ドラム１１と逆方向（矢印Ｃ方向）に回転させられて前記静電潜像に現像剤としてのトナー１４を付着させて現像を行い、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ１６、先端を現像ローラ１６に当接させて配設され、現像ローラ１６上のトナー１４の厚さを規制し、現像ローラ１６上にトナー１４の薄層、すなわち、トナー層を形成する現像剤層規制部材としての現像ブレード１７、前記現像ローラ１６に当接させて回転自在に配設され、前記駆動モータから回転が伝達され、前記現像ローラ１６と同方向（矢印Ｄ方向）に回転させられて現像ローラ１６にトナー１４を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８、前記トナー１４を収容し、トナー供給ローラ１８に供給する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１５等を備える。
そして、前記感光体ドラム１１と対向させて第１のクリーニング装置が配設される。該第１のクリーニング装置は、先端を感光体ドラム１１に当接させて配設され、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナー１４、感光体ドラム１１の表面の静電潜像以外の部分に付着したトナー１４等を掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレード１９、掻き取られたトナー１４を収容する廃トナーボックス２０、及びトナー１４を図示されない廃トナー回収器に送るための搬送部材としての図示されないスパイラルを備える。
A first cleaning device is disposed to face the
また、前記転写ユニット２１は、駆動側のローラとしての駆動ローラ２５ａ、従動側のローラとしての従動ローラ２５ｂ、前記駆動ローラ２５ａと従動ローラ２５ｂとによって走行自在に張設され、矢印方向に走行させられて用紙Ｐを搬送する搬送部材としての無端状の転写ベルト２４、及び該転写ベルト２４を挟んで、前記各感光体ドラム１１と対向させて回転自在に配設された転写部材としての転写ローラ２２を備える。該各転写ローラ２２は、転写ベルト２４の走行に伴って前記感光体ドラム１１と逆方向（矢印Ｅ方向）に回転させられ、前記各感光体ドラム１１上の各色のトナー像を順次重ねて用紙Ｐに転写し、カラーのトナー像を形成する。
The transfer unit 21 is movably stretched by a driving roller 25a as a driving roller, a driven roller 25b as a driven roller, and the driving roller 25a and the driven roller 25b, and travels in the direction of the arrow. And an
そして、前記転写ベルト２４と対向させて第２のクリーニング装置が配設される。該第２のクリーニング装置は、先端を転写ベルト２４に当接させて配設され、転写ベルト２４の表面に付着したトナー１４を掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレード２６を備える。
A second cleaning device is disposed so as to face the
また、前記転写ユニット２１の下方に、用紙Ｐを収容する媒体収容部としての用紙カセット３１が配設される。そして、該用紙カセット３１の前端にホッピングローラ３２が配設され、該ホッピングローラ３２によって、前記用紙カセット３１から用紙Ｐが一枚ずつ繰り出され、搬送ローラ３３、３４によって前記画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃに送られる。
A
用紙Ｐの搬送方向における画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃより下流側には、定着装置としての定着器３５が配設される。該定着器３５は、第１のローラとしての定着ローラＲ１及び第２のローラとしての加圧ローラＲ２を備え、定着器３５において、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃから送られた用紙Ｐ上のカラーのトナー像が用紙Ｐに定着させられ、カラーの画像が形成される。なお、３６は、カラーの画像が形成された用紙Ｐを装置本体外に排出する排出ローラである。 A fixing device 35 as a fixing device is disposed downstream of the image forming units Bk, Y, M, and C in the conveyance direction of the paper P. The fixing device 35 includes a fixing roller R1 as a first roller and a pressure roller R2 as a second roller. In the fixing device 35, the paper P sent from the image forming units Bk, Y, M, and C. The upper color toner image is fixed on the paper P, and a color image is formed. Reference numeral 36 denotes a discharge roller for discharging the paper P on which a color image is formed to the outside of the apparatus main body.
本実施の形態において、トナー１４は、平均粒径が５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電特性を有する粉砕トナーであり、樹脂成分としてポリエステル樹脂を含有する。トナー１４の飽和帯電量は−４４〔μＣ／ｇ〕であり、該飽和帯電量は、４〔ｗｔ％〕のトナー１４、及び９６〔ｗｔ％〕のシリコーンコートフェライトキャリア（関東電化工業社製、平均粒子径：９０〔μｍ〕）をボールミルで１〔分〕混合したものを、Ｑ／Ｍ Ｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ２１０ＨＳ（米Ｔｒｅｋ，ＩＮＣ．社製）を使用して測定した。
In the present embodiment, the
また、前記現像ブレード１７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から成り、板厚が０．０８〔ｍｍ〕にされ、現像ローラ１６と接触する部分に曲げ加工が施され、曲げ加工部の曲率半径Ｒは０．５〔ｍｍ〕に、表面粗さ（粗度）は十点平均粗度でＲｚ＝０．６〔μｍ〕にされる。
Further, the developing blade 17 is made of stainless steel (SUS), has a plate thickness of 0.08 [mm], is subjected to bending at a portion in contact with the developing
次に、前記現像ローラ１６について説明する。
Next, the developing
図１は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの側面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the developing roller in the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a side view of the developing roller in the first embodiment of the present invention.
現像ローラ１６は、導電性を有する軸体としてのシャフト１６ａ、及び該シャフト１６ａ上に形成され、導電性を有する弾性層１６ｂを備え、該弾性層１６ｂの表面に改質処理が施されて、改質処理層１６ｃが形成される。本実施の形態においては、前記シャフト１６ａの直径を１０〔ｍｍ〕とし、現像ローラ１６の外径を１６〔ｍｍ〕とした。
The developing
次に、前記弾性層１６ｂについて説明する。
Next, the
弾性層１６ｂとして、ウレタンゴム、アクリロ−ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム等のゴム材が使用され、本実施の形態においては、ウレタンゴムが使用される。
As the
そして、ウレタンゴム製の弾性層１６ｂは、ハードセグメントであるポリイソシアネート、ソフトセグメントである長鎖ポリオール、鎖延長剤、架橋剤等を反応させることによって得られる。
The
前記ポリイソシアネートには、芳香族ポリイソシアネート及び脂肪族ポリイソシアネートがあり、芳香族ポリイソシアネートとして、例えば、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）、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が、脂肪族ポリイソシアネートとして、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が使用される。 The polyisocyanates include aromatic polyisocyanates and aliphatic polyisocyanates. Examples of aromatic polyisocyanates include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and the like. Examples of the polyisocyanate include hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, tetramethylhexamethylene diisocyanate, and the like.
また、前記長鎖ポリオールには、ポリエーテル系ポリオール及びポリエステル系ポリオールがあり、ポリエーテル系ポリオールとして、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のグリコール、又はエチレンジアミン、ジエチルトリアミン、トリレンジアミン等のアミン類が、ポリエステル系ポリオールとして、例えば、低分子ポリオール、ポリカプラクトン、ポリカーボネートポリオール等が使用される。 The long-chain polyol includes a polyether polyol and a polyester polyol. Examples of the polyether polyol include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene ether glycol, or ethylenediamine and diethyl. As the polyester-based polyol, amines such as triamine and tolylenediamine are used. For example, low-molecular polyol, polycouplertone, polycarbonate polyol and the like are used.
そして、前記鎖延長剤は、分子量が３００未満の分子内に２個以上の活性水素を有する化合物であり、鎖延長剤として、ポリオール、ポリアミン、アミノアルコール、水、尿素等が使用される。 The chain extender is a compound having two or more active hydrogens in a molecule having a molecular weight of less than 300, and a polyol, polyamine, amino alcohol, water, urea or the like is used as the chain extender.
また、前記架橋剤として、ポリイソシアネートをイソシアヌレート化して多量化させたもの、又はアミン樹脂等の樹脂系架橋剤が使用される。前記架橋剤は、前記ハードセグメント間の架橋を行い、樹脂を３次元構造化する。 Further, as the crosslinking agent, polyisocyanate isocyanurated to increase the amount, or a resin-based crosslinking agent such as an amine resin is used. The crosslinker crosslinks the hard segments to form a three-dimensional resin.
なお、前記弾性層１６ｂに導電性を持たせるために、ウレタンゴムに導電性付与剤が分散させられる。該導電性付与剤としては、導電性が高く、電子導電性の高い材料、すなわち、電子導電剤、イオン導電性の高い材料、すなわち、イオン導電剤等が使用される。電子導電剤としては、カーボンブラック、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等が使用される。また、イオン導電剤としては、導電性フィラー、例えば、アルカリ金属塩に属するナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等が使用されるが、リチウム塩を使用するのが好ましい。特に、リチウム塩として、ハロゲン塩素酸塩、過ハロゲン酸素酸塩、チオシアン酸塩、リン酸塩等のうちの過ハロゲン酸素酸塩リチウム、又は過塩素酸リチウムを使用するのが好ましい。
In order to impart conductivity to the
次に、前記改質処理層１６ｃについて説明する。
Next, the modified
改質処理層１６ｃは、弾性層１６ｂの表層領域だけに改質処理を施すことによって形成される。本実施の形態においては、弾性層１６ｂの上に被覆層を形成するのではなく、改質処理液を弾性層１６ｂの表層領域に浸透させることによって改質処理が施される。
The modified
そのために、まず、イソシアネート化合物を含む溶液を改質処理液として調製し、前記弾性層１６ｂを形成する弾性体を前記改質処理液に浸漬し、次に、加熱処理を施す。なお、この方法のほかに、改質処理液を弾性体の表面に塗布し、次に、加熱処理を施す方法がある。そして、改質処理液を塗布する方法としては、スプレーコート法、ロールコート法等がある。
For this purpose, first, a solution containing an isocyanate compound is prepared as a modification treatment liquid, an elastic body forming the
前記改質処理液としては、イソシアネート化合物を有機溶媒に溶解させた溶液、イソシアネート化合物とポリオールとを有機溶媒に溶解させた溶液、又は前記各溶液にポリウレタン形成反応に際して使用される助剤、導電性付与剤等を添加した溶液が使用される。 Examples of the modification treatment liquid include a solution in which an isocyanate compound is dissolved in an organic solvent, a solution in which an isocyanate compound and a polyol are dissolved in an organic solvent, or an auxiliary agent used in the polyurethane formation reaction in each of the above solutions, conductivity. A solution to which an imparting agent or the like is added is used.
前記イソシアネート化合物は前述されたポリイソシアネートから選択される。また、前記ポリオールは前述された長鎖ポリオールから選択される。なお、前記ポリオールとして、シロキサン結合を有するものが使用される。 The isocyanate compound is selected from the polyisocyanates described above. The polyol is selected from the long-chain polyols described above. In addition, what has a siloxane bond is used as said polyol.
また、前記有機溶媒としては非プロトン性極性溶媒が使用され、特に、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド又はそれらの混合物が使用される。 As the organic solvent, an aprotic polar solvent is used, and in particular, ethyl acetate, dimethylformamide or a mixture thereof is used.
そして、前記導電性付与剤としては、電子導電剤としてのカーボンブラック、例えば、Ｎｏ．２３５０、Ｎｏ．８５０、ＭＡ１００、ＭＡ１１（三菱化学社製）、＃４５００、＃１０（東海カーボン社製）、アサヒサーマル、旭＃６０、旭＃７８（旭カーボン社製）、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ Ｓ１７０、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ５５０、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ３５０、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ １００、Ｐｒｉｎｔｅｘ７５（エボニックデグサジャパン社製）等が使用される。 And as said electroconductivity imparting agent, carbon black as an electronic conductive agent, for example, No. 2350, no. 850, MA100, MA11 (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), # 4500, # 10 (Tokai Carbon Co., Ltd.), Asahi Thermal, Asahi # 60, Asahi # 78 (Asahi Carbon Co., Ltd.), Special Black S170, Special Black 550, Special Black 350, Special Black 100, Printex 75 (manufactured by Evonik Degussa Japan) and the like are used.
このように、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを弾性層１６ｂの表層領域に浸透させることによって改質処理が施され、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを含有する改質処理層１６ｃが形成される。
In this way, the modification treatment is performed by infiltrating the isocyanate compound and carbon black into the surface layer region of the
これにより、弾性層１６ｂの表面から０．４〜０．７〔ｍｍ〕程度の深さまでの領域の電気抵抗が高くなるので、トナー１４の帯電特性を向上させることができるとともに、弾性層１６ｂの表面の硬度が高くなるので、感光体ドラム１１、現像ブレード１７、トナー供給ローラ１８等が押し付けられても、弾性層１６ｂが圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラ１６の耐久性を高くすることができる。さらに、感光体ドラム１１と当接させられることによって、弾性層１６ｂの表面が感光体ドラム１１の表面と化学的に反応してドラム汚染が発生するのを防止することができる。
As a result, the electrical resistance in the region from the surface of the
次に、実施例における７個の現像ローラをＤＶ１〜ＤＶ７とし、比較例における３個の現像ローラをＤＶａ〜ＤＶｃとして、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ〜ＤＶｃの作製方法及び物性値について説明する。
（現像ローラＤＶ１の作製方法）
＜弾性層１６ｂの作製＞
ポリエーテル系ポリオール（ＧＰ−３０００、三洋化成工業社製）１００〔重量部〕に導電性付与剤として過塩素酸リチウム０．５〔重量部〕を添加し、攪拌して分散させ、８０〔℃〕に温調した後、減圧下において、脱泡・脱水操作を６〔時間〕行い、Ａ液を作製した。また、プレポリマー（アジプレン−Ｌ１００、ユニロイヤル社製）７０〔重量部〕にイソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）３４〔重量部〕を添加して混合し、８０〔℃〕に温調してＢ液を作製した。
Next, assuming that the seven developing rollers in the embodiment are DV1 to DV7 and the three developing rollers in the comparative example are DVa to DVc, the production methods and physical property values of the developing rollers DV1 to DV7 and DVa to DVc will be described.
(Method for producing developing roller DV1)
<Preparation of
Lithium perchlorate 0.5 [parts by weight] as a conductivity-imparting agent is added to 100 [parts by weight] polyether polyol (GP-3000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), and dispersed by stirring to 80 [° C. After deregulating, the defoaming / dehydrating operation was performed for 6 hours under reduced pressure to prepare Liquid A. In addition, isocyanate (Coronate C-HX, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) 34 [parts by weight] was added to 70 [parts by weight] of a prepolymer (Adiprene-L100, manufactured by Uniroyal Co., Ltd.) and mixed at 80 [° C.]. The liquid B was prepared by adjusting the temperature.
そして、前記Ａ液とＢ液とを混合し、混合液を、１１０〔℃〕に予熱され、シャフト（直径１０〔ｍｍ〕）が中央に配置された、内径が２０〔ｍｍ〕の鉄製パイプ金型に注入し、１１０〔℃〕で１２０〔分〕加熱することによって、両端部を除くシャフトの表面に導電性ポリウレタン層が形成された成形体ローラを弾性層１６ｂとして形成した。なお、前記鉄製パイプ金型においては、内壁面に密着するようにポリプロピレン製押出しチューブ（外径２０〔ｍｍ〕）が挿入される。
Then, the A liquid and the B liquid are mixed, the mixed liquid is preheated to 110 [° C.], and the shaft (diameter 10 [mm]) is arranged in the center. The molded body roller in which a conductive polyurethane layer was formed on the surface of the shaft excluding both ends was formed as an
続いて、前記弾性層１６ｂを、粗研磨、フィニッシャー研磨等によって研磨して、外径を１６〔ｍｍ〕にするとともに、表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、１０．３〔μｍ〕に調整した。
＜改質処理液の調製＞
酢酸エチル１００〔重量部〕、及びカーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に、イソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２０〔重量部〕を添加して混合し、溶解させて改質処理液を作製した。
＜改質処理層１６ｃの形成＞
２３〔℃〕に温調した前記改質処理液に前記弾性層１６ｂを３０〔秒〕浸漬した後、１２０〔℃〕に保持されたオーブンで１〔時間〕加熱することによって改質処理が施され、改質処理層１６ｃが形成された現像ローラＤＶ１を作製した。
（現像ローラＤＶ２の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．９〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ２を作製した。
（現像ローラＤＶ３の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、４．８〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ３を作製した。
（現像ローラＤＶ４の作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２４〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．６〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ４を作製した。
（現像ローラＤＶ５の作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２８〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．２〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ５を作製した。
（現像ローラＤＶ６の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を、カーボンブラック（ＭＡ１１、三菱化学社製、比表面積：９２〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に変更して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、７．２〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ６を作製した。
（現像ローラＤＶ７の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を、カーボンブラック（旭＃５５、旭カーボン社製、比表面積：２６〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に変更して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．４〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ７を作製した。
（現像ローラＤＶａの作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を、カーボンブラック（アセチレンブラック（トーカブラック＃５５００）、東海カーボン社製、比表面積：２２５〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に変更して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．７〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶａを作製した。
（現像ローラＤＶｂの作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）３８〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．９〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶｂを作製した。
（現像ローラＤＶｃの作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．１〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶｃを作製した。
Subsequently, the
<Preparation of reforming solution>
Ethyl acetate 100 [parts by weight] and carbon black (Printex 75, manufactured by Evonik Degussa Japan, specific surface area: 150 [m 2 / g]) 10 parts by weight, diphenylmethane diisocyanate (MDI) 20 [parts by weight] as an isocyanate compound ] Was added, mixed, and dissolved to prepare a modified treatment solution.
<Formation of modified
After the
(Method for producing developing roller DV2)
The developing roller DV2 was produced in the same manner as the developing roller DV1, except that the surface roughness Rz was adjusted to a predetermined value, that is, 6.9 [μm].
(Method for producing developing roller DV3)
A developing roller DV3 was produced in the same manner as the developing roller DV1, except that the surface roughness Rz was adjusted to a predetermined value, that is, 4.8 [μm].
(Method for producing developing roller DV4)
In the preparation of the modification treatment liquid, diphenylmethane diisocyanate (MDI) 24 [parts by weight] was added to form the
(Method for producing developing roller DV5)
In the preparation of the modification treatment liquid, diphenylmethane diisocyanate (MDI) 28 [parts by weight] was added to form the
(Method for producing developing roller DV6)
In the preparation of the modification treatment liquid, carbon black (Printex75, manufactured by Evonik Degussa Japan, specific surface area: 150 [m 2 / g]) 10 [parts by weight] was added to carbon black (MA11, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, specific surface area: 92 [m 2 / g]) 10 [parts by weight] except that the modified
(Method for producing developing roller DV7)
In the preparation of the modified treatment liquid, carbon black (Printex 75, manufactured by Evonik Degussa Japan, specific surface area: 150 [m 2 / g]) 10 [parts by weight] was added to carbon black (Asahi # 55, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.). (Surface area: 26 [m 2 / g]) changed to 10 [parts by weight] to form the modified
(Method for producing developing roller DVa)
In the preparation of the modified treatment liquid, carbon black (Printtex 75, manufactured by Evonik Degussa Japan, specific surface area: 150 [m 2 / g]) 10 [parts by weight], carbon black (acetylene black (Toka Black # 5500), Tokai The specific surface area: 225 [m 2 / g] manufactured by Carbon Co., Ltd. was changed to 10 [parts by weight], and the modified
(Method for producing developing roller DVb)
In the preparation of the modification treatment liquid, diphenylmethane diisocyanate (MDI) 38 [parts by weight] was added to form the
(Method for producing developing roller DVc)
In the preparation of the modification treatment liquid, diphenylmethane diisocyanate (MDI) 20 [parts by weight] was added to form the
前記現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ〜ＤＶｃにおける弾性層１６ｂ中の導電性付与剤及びその含有量、弾性層１６ｂ中のイソシアネート化合物の含有量、改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積、改質処理層１６ｃの表面のゴム硬度、表面粗さＲｚ、摩擦係数μ、残留電位（初期）及び現像ブレード１７によるニップ痕跡を表１に示す。なお、表１において、○はニップ痕跡が発生しなかったことを、×はニップ痕跡が発生したことを表す。
The conductivity-imparting agent and its content in the
次に、本実施の形態における現像ローラ１６の各物性値の測定方法について説明する。
Next, a method for measuring each physical property value of the developing
まず、前記現像ローラ１６の表面の摩擦係数μの測定方法について説明する。本実施の形態において、摩擦係数μは、オイラーのベルト理論に準ずる測定方法によって測定される。
First, a method for measuring the friction coefficient μ of the surface of the developing
図５は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの表面の摩擦係数の測定方法を説明するための図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining a method for measuring the coefficient of friction of the surface of the developing roller in the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、現像ローラ１６は、回転自在に支持され、ベルト５３と所定の接触角θで接触させられ、ベルト５３の一端に荷重計５１が、他端に重り５２が接続される。この場合、前記現像ローラ１６を所定の方向、すなわち、矢印方向に回転させたときの荷重計５１の測定値をＦとし、重り５２の重さをＷとしたとき、摩擦係数μを次の式によって表すことができる。
As shown in the drawing, the developing
μ＝（１／θ）１ｎ（Ｆ／Ｗ）
次に、前記現像ローラ１６の表面のゴム硬度の測定方法について説明する。
μ = (1 / θ) 1n (F / W)
Next, a method for measuring the rubber hardness on the surface of the developing
本実施の形態においては、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１のＡタイプ（高分子計器社製）を使用して、現像ローラ１６の表面のゴム硬度を自動計測し、最大値（ピークホールド値）を読み取った。
In the present embodiment, the rubber hardness of the surface of the developing
次に、前記現像ローラ１６の残留電位の測定方法について説明する。
Next, a method for measuring the residual potential of the developing
ところで、現像ローラ１６は、繰り返し使用されることによって表面の導電性が低下すると、表面が変質して高抵抗の薄膜が形成され、該薄膜の表面に電荷が残留し、所定の電荷量を有する充電層が形成される。その場合、現像ローラ１６に形成されるトナー層の電位は、現像ローラ１６の表面に残留した電荷、すなわち、残留電荷と充電状態にあるトナー１４の電荷とを合わせたものであるので、過剰に高くなり、トナー層の電位が所定の上限値より高くなると、トナー層の電位と感光体ドラム１１の表面の電位との関係を最適な状態にすることができなくなってしまう。その結果、感光体ドラム１１上の静電潜像が形成されていない部分に余剰のトナー１４が付着し、白地汚れが発生し、画像品位が低下してしまう。
By the way, if the surface conductivity of the developing
このことから、画像品位が低下するのを防止するために、物性値として、現像ローラ１６の残留電荷によって生じる現像ローラ１６の表面の電位、すなわち、残留電位を調整する必要がある。
Therefore, in order to prevent the image quality from deteriorating, it is necessary to adjust the surface potential of the developing
そこで、本実施の形態においては、誘電緩和解析システムＤＲＡ−２０００（米ＱＵＡＬＩＴＹ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ，ＩＮＣ．社製）を使用して現像ローラ１６の残留電位を自動計測した。
Therefore, in the present embodiment, the residual potential of the developing
図６は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの残留電位の測定方法を説明するための図である。 FIG. 6 is a diagram for explaining a method for measuring the residual potential of the developing roller according to the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、現像ローラ１６のシャフト１６ａと平行に案内ロッド６０が延在させて配設され、案内ロッド６０に沿って計測ヘッド６１が移動自在に配設される。該計測ヘッド６１には、先端と現像ローラ１６の表面との間に所定の距離、本実施の形態においては、１〔ｍｍ〕の間隔を置いて、コロナ放電器６１ａ及び表面電位計６１ｂが配設される。そして、前記計測ヘッド６１を現像ローラ１６の長手方向に沿って移動させ、コロナ放電器６１ａに５〔ｋＶ〕の電圧を印加し、現像ローラ１６の表面を放電により帯電させ、０．１〔秒〕後に、帯電させた表面の電位を表面電位計６１ｂで測定し、残留電位とした。なお、現像ローラ１６の表面の残留電位が高いほど、残留電荷が多く、誘電的性質が強くなる。
As shown in the drawing, a guide rod 60 is disposed so as to extend in parallel with the
次に、前記トナー供給ローラ１８について説明する。
Next, the
図７は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの断面図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの側面図である。 FIG. 7 is a sectional view of the toner supply roller according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a side view of the toner supply roller according to the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、トナー供給ローラ１８は、導電性を有する軸体としてのシャフト１８ａ、及び該シャフト１８ａ上に形成され、導電性を有する発泡フォームローラ１８ｂを備える。
As shown in the figure, the
次に、実施例及び比較例における５個のトナー供給ローラをＳＰ１〜ＳＰ５として、各トナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５の作製方法及び物性値について説明する。
（トナー供給ローラＳＰ１の作製方法）
シリコーンゴムコンパウンド（ＫＥ７０３６Ｕ、信越化学工業社製）１００〔重量部〕に、架橋剤としてオルガノハイドロジェンポリシロキサン２〔重量部〕、発泡剤としてジメチル−１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）５〔重量部〕、及び加硫触媒として塩化白金酸を添加し、導電性を有するシリコーンゴム組成物を作製した。
Next, assuming that the five toner supply rollers in Examples and Comparative Examples are SP1 to SP5, the production methods and physical property values of the toner supply rollers SP1 to SP5 will be described.
(Production Method of Toner Supply Roller SP1)
Silicone rubber compound (KE7036U, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 100 [parts by weight], organohydrogenpolysiloxane 2 [parts by weight] as a crosslinking agent, and dimethyl-1,1′-azobis (1-cyclohexanecarboxylate) as a foaming agent ) 5 [parts by weight] and chloroplatinic acid as a vulcanization catalyst were added to prepare a silicone rubber composition having conductivity.
また、直径４〔ｍｍ〕のシャフト１８ａに、プライマー（プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ、信越化学工業社製）を塗布した後、１８０〔℃〕に保持されたギヤーオーブンで３０〔分〕焼成処理を施し、常温で３０〔分〕以上冷却した。
Further, after applying a primer (primer No. 101A / B, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to a
次に、前記シリコーンゴム組成物とシャフト１８ａとを押出成形機で一体に押し出し、赤外線オーブンによって、加硫し、焼成処理を施して発泡フォームローラ１８ｂを形成した。なお、該発泡フォームローラ１８ｂは、所定の平均セル径の独立気泡を有する発泡フォームから成る。
Next, the silicone rubber composition and the
続いて、前記発泡フォームローラ１８ｂに、２００〔℃〕に保持されたギヤーオーブンで７〔時間〕二次焼成処理を施し、常温で１〔時間〕以上放置して状態を安定させた後、円筒研削盤で外形研削して、ゴム厚が６〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳＰ１を作製した。該トナー供給ローラＳＰ１の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で４４〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ２の作製方法）
シャフト１８ａの直径を５〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を５．８〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ２を作製した。トナー供給ローラＳＰ２の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で４６〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ３の作製方法）
シャフト１８ａの直径を５〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を５．５〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ３を作製した。トナー供給ローラＳＰ３の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で４８〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ４の作製方法）
シャフト１８ａの直径を６〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を５〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ４を作製した。トナー供給ローラＳＰ４の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で５１〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ５の作製方法）
シャフト１８ａの直径を８〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を４〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ５を作製した。トナー供給ローラＳＰ５の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で５８〔°〕であった。
Subsequently, the foamed
(Production Method of Toner Supply Roller SP2)
A toner supply roller SP2 was produced in the same manner as the toner supply roller SP1 except that the diameter of the
(Production Method of Toner Supply Roller SP3)
A toner supply roller SP3 was produced in the same manner as the toner supply roller SP1, except that the diameter of the
(Production Method of Toner Supply Roller SP4)
A toner supply roller SP4 was produced in the same manner as the toner supply roller SP1 except that the diameter of the
(Production Method of Toner Supply Roller SP5)
A toner supply roller SP5 was produced in the same manner as the toner supply roller SP1, except that the diameter of the
前記トナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５における外径、ゴム厚及びアスカー硬度Ｆを表２に示す。 Table 2 shows the outer diameter, rubber thickness, and Asker hardness F of the toner supply rollers SP1 to SP5.
次に、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ、ＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて耐久印刷を行い、現像ローラ１６の状態を、現像ローラ１６に加わる負荷トルク、現像ローラ１６の表面に発生するトナーフィルミング（ローラフィルミング）、及び現像ローラ１６の表面の残留電位によって評価した。
Next, durability printing is performed by combining the developing rollers DV1 to DV7, DVa, DVb and the toner supply rollers SP1 to SP5, and the state of the developing
前記耐久印刷においては、プリンタとして、図２に示されるような、ＬＥＤを光源とするカラーの電子写真式のＭＩＣＲＯＬＩＮＥ５９００ｄｎ（解像度６００〔ＤＰＩ〕、沖データ社製）を使用し、トナー１４として、平均粒径が５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電特性を有する粉砕トナーを使用した。 In the durable printing, a color electrophotographic MICROLINE 5900dn (resolution 600 [DPI], manufactured by Oki Data Corporation) using LED as a light source as shown in FIG. A pulverized toner having a non-magnetic one-component negative charging characteristic with a particle size of 5.5 [μm] was used.
そして、気温を２３〔℃〕とし、湿度ＲＨを４５〔％〕とする印刷環境下において、印刷密度が０．３〔％〕の印刷パターンで、用紙Ｐとして普通紙を使用して３０００〔枚／日〕の印刷を行った。 Then, in a printing environment in which the air temperature is 23 [° C.] and the humidity RH is 45 [%], the printing density is 0.3 [%] and plain paper is used as the paper P and 3000 [sheets]. / Day] was printed.
なお、前記現像ローラ１６、トナー供給ローラ１８及び感光体ドラム１１の電位差の関係は、感光体ドラム１１の表面の電位に対して、現像ローラ１６のシャフト１６ａの電位を−２０６〔Ｖ〕とし、現像ローラ１６のシャフト１６ａの電位に対してトナー供給ローラ１８のシャフト１８ａの電位を−１００〔Ｖ〕とした。
The potential difference among the developing
負荷トルク、トナーフィルミング及び残留電位による評価結果を表３に示す。なお、表３において、○はトナーフィルミングの発生レベルが良好であることを、△はトナーフィルミングの発生レベルが不十分であることを、×はトナーフィルミングの発生レベルが不可であることを表す。 Table 3 shows the evaluation results based on load torque, toner filming, and residual potential. In Table 3, ○ indicates that the level of toner filming is good, Δ indicates that the level of toner filming is insufficient, and x indicates that the level of toner filming is not possible. Represents.
次に、前記現像ローラ１６に加わる負荷トルクの測定方法について説明する。この場合、現像ローラ１６に加わる負荷トルクは、トナー供給ローラ１８による現像ローラ１６上のトナー１４の掻落し能力を表す。
Next, a method for measuring the load torque applied to the developing
図９は本発明の第１の実施の形態における現像ローラに加わる負荷トルクの測定方法を説明するための図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining a method of measuring the load torque applied to the developing roller in the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、例えば、画像形成ユニットＢｋ（図２）の筐体Ｃｓ１内に、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８だけを組み込み、両ローラ間にトナー１４が介在するような状態にした。そして、前記現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８の外径をいずれも１６〔ｍｍ〕とし、現像ローラ１６のシャフト１６ａとトナー供給ローラ１８のシャフト１８ａとの間の距離を１４．７５〔ｍｍ〕（画像形成ユニットＢｋに現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８を実際に組み込んだときのシャフト１６ａ、１８ａ間の距離と同じ。）に設定し、現像ローラ１６を１８０〔ｒｐｍ〕で矢印Ｃ方向に、トナー供給ローラ１８を２４０〔ｒｐｍ〕で矢印Ｄ方向に回転させる。このときの摩擦による負荷トルクを数値化〔ｋｇｆ・ｃｍ〕した。
As shown in the figure, for example, only the developing
次に、前記耐久印刷を行った後に現像ローラ１６の表面に発生するトナーフィルミングの評価方法及び評価結果について説明する。
Next, an evaluation method and an evaluation result of toner filming generated on the surface of the developing
まず、画像形成ユニットＢｋに組み込まれた現像ローラ１６の表面のトナー１４をエアーブラシ等で除去する。そして、現像ローラ１６の表面を目視して、トナー１４が固着しておらず、弾性層１６ｂが見えている場合は、トナーフィルミングが発生しておらず、トナーフィルミングの発生レベルが良好（○）であると判断し、トナー１４が固着して、弾性層１６ｂが部分的に見えていない場合はトナーフィルミングが発生していると判断する。トナーフィルミングが発生している場合において、ハーフトーンパターンを印刷して、白地汚れが発生する場合は、トナーフィルミングの発生レベルが不可（×）であると判断し、ハーフトーンパターンを印刷して、白地汚れが発生しない場合は、トナーフィルミングの発生レベルが不十分（△）であると判断する。
First, the
なお、前記ハーフトーンパターンの印刷は、プリンタの主走査方向及び副走査方向において、８４．７〔μｍ〕ピッチで印字部と非印字部とが交互に並ぶパターンの印刷であり、所定のサイズ、例えば、１０枚のＡ４判の用紙Ｐに対して行われる。白地汚れが発生するかどうかは、目視によって、印刷物における無色であるべき箇所が有色であるかどうかにより判断される。 The halftone pattern printing is a pattern printing in which a printing portion and a non-printing portion are alternately arranged at a pitch of 84.7 [μm] in the main scanning direction and the sub-scanning direction of the printer. For example, the process is performed on 10 sheets of A4 size paper P. Whether or not white background stains occur is determined by visual observation based on whether or not a portion that should be colorless in the printed material is colored.
表３から、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７とトナー供給ローラＳＰ２〜ＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。このことから、現像ローラ１６に加わる負荷トルクは、０．６〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以上、かつ、２．２〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以下であることが好ましい。
From Table 3, it can be seen that when printing is performed by combining the developing rollers DV1 to DV7 and the toner supply rollers SP2 to SP4, toner filming does not occur and white background stain does not occur. Therefore, the load torque applied to the developing
また、表１の現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７の物性値から、現像ローラ１６における改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合、及び現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
Further, from the physical property values of the developing rollers DV1 to DV7 in Table 1, the specific surface area of the carbon black in the modified
すなわち、前記比表面積が２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合は、カーボンブラックの各粒子のつながりを表すストラクチャーが発達していないので、現像ローラ１６の改質処理層１６ｃにおいて、現像ローラ１６の表面の導電状態を安定させることができ、現像ローラ１６の残留電位が高くなるのを防止することができる（静電気的な効果）。
That is, when the specific surface area is 26 [m 2 / g] or more and 150 [m 2 / g] or less, the structure representing the connection of the carbon black particles is not developed. In the modified
また、ゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合は、ゴム自体の圧縮永久歪み特性が低下することがないので、弾性層１６ｂが圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラ１６の耐久性を高くすることができる（機械的な効果）。
Further, when the rubber hardness is 40 [°] or more and 55 [°] or less, the compression set characteristic of the rubber itself is not deteriorated, so that the permanent deformation caused by the compression of the
さらに、表１の現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７の物性値から、現像ローラ１６の表面の摩擦係数μが１．３以上、かつ、６．２以下である場合に、また、表１及び３の現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７の物性値から、残留電位が１〔Ｖ〕以上、かつ、１０〔Ｖ〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
Further, from the physical property values of the developing rollers DV1 to DV7 in Table 1, when the friction coefficient μ of the surface of the developing
そして、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ、ＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ１とを組み合わせて印刷を行った場合、前記現像ローラＤＶａとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合、及び現像ローラＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが小さく、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が低く、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生することが分かる。
When printing is performed by combining the developing rollers DV1 to DV7, DVa, DVb and the toner supply roller SP1, printing is performed by combining the developing roller DVa and the toner supply rollers SP2, SP3, and the developing roller. When printing is performed by combining DVb and toner supply rollers SP2 and SP3, the load torque applied to the developing
また、現像ローラＤＶａとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．１〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、現像ローラＤＶａにおける改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が２２５〔ｍ2 ／ｇ〕であり、過剰に大きいので、耐久印刷で現像ローラ１６を繰り返し使用すると、残留電位が３１〔Ｖ〕になり、高くなってしまう。その結果、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮するとトナーフィルミングの発生レベルは不十分であると判断した。
When printing is performed by combining the developing roller DVa and the toner supply roller SP4, the load torque applied to the developing
そして、現像ローラＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．５〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮すると不十分であると判断した。
When printing is performed by combining the developing roller DVb and the toner supply roller SP4, the load torque applied to the developing
さらに、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ、ＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。
Further, when printing is performed by combining the developing rollers DV1 to DV7, DVa, DVb and the toner supply roller SP5, the load torque applied to the developing
なお、前記現像ローラＤＶｃ（表１参照。）とトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラＤＶｃのゴム硬度が３０〔°〕であり、低いので、印刷が行われない状態でプリンタを長時間放置すると、現像ローラ１６の現像ブレード１７と接触する部位において凹みが発生して、現像ローラ１６の圧縮永久歪み特性が低くなってしまう。その結果、画像に現像ローラ１６の周期のすじがニップ痕跡として発生してしまう。
When printing is performed by combining the developing roller DVc (see Table 1) with the toner supply rollers SP1 to SP5, the rubber hardness of the developing roller DVc is 30 [°], which is low. If the printer is left undisturbed for a long time, a dent is generated at a portion of the developing
このように、本実施の形態においては、弾性層１６ｂの表面に改質処理が施されて、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを含有する改質処理層１６ｃが形成され、カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされるので、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、白地汚れが発生するのを防止することができる。したがって、画像品位が低下するのを防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the surface of the
また、トナーフィルミングが発生するのを防止するために、トナー供給ローラ１８を現像ローラ１６に押し付ける押圧力を大きくする必要がないので、トナー供給ローラ１８を回転させるための駆動部としての図示されないモータに加わる負荷が大きくならないだけでなく、トナー１４を掻き落とす際にトナー１４に大きな力が加わらないので、トナー１４が破損することがない。
Further, since it is not necessary to increase the pressing force for pressing the
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is provided and the effect of the same embodiment is used about the effect of the invention by having the same structure.
この場合、実施例における７個の現像剤担持体としての現像ローラをＤＶ８〜ＤＶ１４とし、比較例における３個の現像ローラをＤＶｄ〜ＤＶｆとして、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ〜ＤＶｆの作製方法及び物性値について説明する。
（現像ローラＤＶ８の作製方法）
＜弾性層１６ｂの作製＞
導電性付与剤として過塩素酸リチウムに代えて導電性カーボンブラック（トーカブラック＃５５００、東海カーボン社製）５〔重量部〕を使用したこと、及びイソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）３０〔重量部〕を添加したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で弾性層１６ｂ（図１）を作製した。
＜改質処理液の調製＞
現像ローラＤＶ１と同様の方法で改質処理液を作製した。
＜改質処理層１６ｃの形成＞
弾性層１６ｂに現像ローラＤＶ１と同様の方法で改質処理が施され、改質処理層１６ｃが形成された現像ローラＤＶ８を作製した。
（現像ローラＤＶ９の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．８〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ９を作製した。
（現像ローラＤＶ１０の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、５．０〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１０を作製した。
（現像ローラＤＶ１１の作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）２０〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．６〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１１を作製した。
（現像ローラＤＶ１２の作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）２３〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．３〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１２を作製した。
（現像ローラＤＶ１３の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に代えて、カーボンブラック（Ｎｏ．ＭＡ１１、三菱化学社製、比表面積：９２〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、７．０〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１３を作製した。
（現像ローラＤＶ１４の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に代えて、カーボンブラック（旭＃５５、旭カーボン社製、比表面積：２６〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．３〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１４を作製した。
（現像ローラＤＶｄの作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に代えて、カーボンブラック（アセチレンブラック（トーカブラック＃５５００）、東海カーボン社製、比表面積：２２５〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．９〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶｄを作製した。
（現像ローラＤＶｅの作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）３５〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．６〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶｅを作製した。
（現像ローラＤＶｆの作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）１８〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．３〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶｆを作製した。
In this case, development rollers DV8 to DV14 and development rollers DV8 to DV14, DVd to DVf, and the development rollers DV8 to DVf in the embodiment as DV8 to DV14 and the three development rollers in the comparative example as DVd to DVf, and The physical property values will be described.
(Method for producing developing roller DV8)
<Preparation of
Conductivity carbon black (Toka Black # 5500, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) 5 [parts by weight] was used instead of lithium perchlorate as a conductivity imparting agent, and isocyanate (Coronate C-HX, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) ) An
<Preparation of reforming solution>
A reforming solution was prepared in the same manner as the developing roller DV1.
<Formation of modified
The
(Method for producing developing roller DV9)
A developing roller DV9 was produced in the same manner as the developing roller DV8 except that the surface roughness Rz was adjusted to a predetermined value, that is, 6.8 [μm].
(Method for producing developing roller DV10)
A developing roller DV10 was produced in the same manner as the developing roller DV8, except that the surface roughness Rz was adjusted to a predetermined value, that is, 5.0 [μm].
(Method for producing developing roller DV11)
Isocyanate (Coronate C-HX, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) 20 [parts by weight] was added to produce
(Method for producing developing roller DV12)
Isocyanate (Coronate C-HX, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) 23 [parts by weight] was added to prepare
(Method for producing developing roller DV13)
In the preparation of the modified treatment liquid, carbon black (No. MA11, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was used instead of carbon black (Printtex 75, manufactured by Evonik Degussa Japan, specific surface area: 150 [m 2 / g]) 10 [parts by weight]. , Specific surface area: 92 [m 2 / g]) 10 [parts by weight] was added to form the modified
(Method for producing developing roller DV14)
In the preparation of the modified treatment liquid, carbon black (Asahi # 55, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.) was used instead of carbon black (Printex75, manufactured by Evonik Degussa Japan, specific surface area: 150 [m 2 / g]) 10 [parts by weight]. , Specific surface area: 26 [m 2 / g]) 10 [parts by weight] was added to form the modified
(Method for producing developing roller DVd)
Instead of carbon black (Printex75, Evonik Degussa Japan, specific surface area: 150 [m 2 / g]) 10 [parts by weight] in the preparation of the modified treatment liquid, carbon black (acetylene black (Toker Black # 5500)) Tokai Carbon Co., Ltd., specific surface area: 225 [m 2 / g]) 10 [parts by weight] was added to form the modified
(Method for producing developing roller DVe)
Isocyanate (Coronate C-HX, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) 35 [parts by weight] was added to produce
(Method for producing developing roller DVf)
Isocyanate (Coronate C-HX, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) 18 [parts by weight] was added to prepare
現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ〜ＤＶｆにおける弾性層１６ｂ中の導電性付与剤及びその含有量、弾性層１６ｂ中のイソシアネート化合物の含有量、改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積、改質処理層１６ｃの表面のゴム硬度、表面粗さＲｚ、摩擦係数μ、残留電位（初期）、及び現像剤層規制部材としての現像ブレード１７によるニップ痕跡を表４に示す。なお、表４において、○はニップ痕跡が発生しなかったことを、×はニップ痕跡が発生したことを表す。
The conductivity-imparting agent and its content in the
次に、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ、ＤＶｅと現像剤供給部材としてのトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて耐久印刷を行い、現像ローラ１６の状態を、現像ローラ１６に加わる負荷トルク、現像ローラ１６の表面に発生するトナーフィルミング（ローラフィルミング）、及び現像ローラ１６の表面の残留電位によって評価した。
Next, durable printing is performed by combining the developing rollers DV8 to DV14, DVd, DVe and the toner supply rollers SP1 to SP5 as developer supplying members, and the state of the developing
負荷トルク、トナーフィルミング及び残留電位による評価結果を表５に示す。 Table 5 shows evaluation results based on load torque, toner filming, and residual potential.
表５から、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４とトナー供給ローラＳＰ２〜ＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。このことから、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが、０．６〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以上、かつ、２．２〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以下であることが好ましい。
From Table 5, it can be seen that when printing is performed by combining the developing rollers DV8 to DV14 and the toner supply rollers SP2 to SP4, toner filming does not occur and white background stain does not occur. Therefore, it is preferable that the load torque applied to the developing
また、表４の現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４の物性値から、現像ローラ１６における改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合、及び現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
Further, from the physical properties of the developing rollers DV8 to DV14 in Table 4, the specific surface area of carbon black in the modified
すなわち、比表面積が２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合は、カーボンブラックの各粒子のつながりを表すストラクチャーが発達していないので、現像ローラ１６の改質処理層１６ｃにおいて、現像ローラ１６の表面の導電状態を安定させることができ、現像ローラ１６の残留電位が高くなるのを防止することができる（静電気的な効果）。
That is, when the specific surface area is 26 [m 2 / g] or more and 150 [m 2 / g] or less, the structure representing the connection of the carbon black particles is not developed. In the modified
また、ゴム硬度が４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合は、ゴム自体の圧縮永久歪み特性が低下することがないので、弾性層１６ｂが圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラ１６の耐久性を高くすることができる（機械的な効果）。
Further, when the rubber hardness is 40 [°] or more and 55 [°] or less, the compression set characteristic of the rubber itself does not deteriorate, so that the
さらに、表４の現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４の物性値から、現像ローラ１６の表面の摩擦係数μが１．３以上、かつ、６．２以下である場合に、また、表４及び５の現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４の物性値から、残留電位が１〔Ｖ〕以上、かつ、１０〔Ｖ〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
Further, from the physical property values of the developing rollers DV8 to DV14 in Table 4, when the friction coefficient μ of the surface of the developing
そして、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ、ＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ１とを組み合わせて印刷を行った場合、前記現像ローラＤＶｄとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合、及び現像ローラＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが小さく、トナー供給ローラ１８による現像剤としてのトナー１４の掻落し能力が低く、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生することが分かる。
When the development rollers DV8 to DV14, DVd, DVe and the toner supply roller SP1 are combined for printing, the development roller DVd and the toner supply rollers SP2 and SP3 are combined for printing, and the development roller When printing is performed by combining DVe and toner supply rollers SP2 and SP3, the load torque applied to the developing
また、現像ローラＤＶｄとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．２〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、現像ローラＤＶｄにおける改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が２２５〔ｍ2 ／ｇ〕であり、過剰に大きいので、耐久印刷で現像ローラ１６を繰り返し使用すると、残留電位が高くなってしまう。その結果、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮するとトナーフィルミングの発生レベルは不十分であると判断した。
When printing is performed by combining the developing roller DVd and the toner supply roller SP4, the load torque applied to the developing
そして、現像ローラＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．４〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮すると不十分であると判断した。
When printing is performed by combining the developing roller DVe and the toner supply roller SP4, the load torque applied to the developing
さらに、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ、ＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。
Further, when printing is performed by combining the developing rollers DV8 to DV14, DVd, DVe and the toner supply roller SP5, the load torque applied to the developing
なお、前記現像ローラＤＶｆとトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラＤＶｆのゴム硬度が３５〔°〕であり、低いので、印刷が行われない状態で画像形成装置としてのプリンタを長時間放置すると、現像ローラ１６の現像ブレード１７と接触する部位において凹みが発生して、現像ローラ１６の圧縮永久歪み特性が低くなってしまう。その結果、画像に現像ローラ１６の周期のすじがニップ痕跡として発生してしまう。
Note that when printing is performed by combining the developing roller DVf and the toner supply rollers SP1 to SP5, the rubber hardness of the developing roller DVf is 35 [°], which is low, so that image formation is performed without printing. If the printer as an apparatus is left for a long time, a dent is generated at a portion of the developing
このように、本実施の形態においては、現像ローラ１６の作製方法を異ならせても、第１の実施の形態と同様に、弾性層１６ｂの表面に改質処理が施されて、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを含有する改質処理層１６ｃが形成され、カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされるので、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、白地汚れが発生するのを防止することができる。したがって、画像品位が低下するのを防止することができる。
As described above, in the present embodiment, even if the production method of the developing
また、トナーフィルミングが発生するのを防止するために、トナー供給ローラ１８を現像ローラ１６に押し付ける押圧力を大きくする必要がないので、トナー供給ローラ１８を回転させるための駆動部としてのモータに加わる負荷が大きくならないだけでなく、トナー１４を掻き落とす際にトナー１４に大きな力が加わらないので、トナー１４が破損することがない。
Further, since it is not necessary to increase the pressing force for pressing the
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
１１ 感光体ドラム
１４ トナー
１６ 現像ローラ
１６ａ シャフト
１６ｂ 弾性層
１６ｃ 改質処理層
１８ トナー供給ローラ
Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ 画像形成ユニット
11
Claims (9)
（ｂ）該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、
（ｃ）該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有するとともに、
（ｄ）前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備え、
（ｅ）該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成され、
（ｆ）前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、
（ｇ）前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされることを特徴とする画像形成ユニット。 (A) an image carrier;
(B) a developer carrier that forms a developer image by attaching a developer to the latent image formed on the surface of the image carrier;
(C) having a developer supply member for supplying the developer to the developer carrying member,
(D) The developer carrying member includes a shaft body having conductivity, and an elastic layer formed on the shaft body and having conductivity.
(E) The surface of the elastic layer is subjected to a modification treatment to form a modification treatment layer containing carbon black,
(F) The specific surface area of the carbon black is 26 [m 2 / g] or more and 150 [m 2 / g] or less,
(G) The image forming unit, wherein the developer carrying member has a rubber hardness on the surface of 40 [°] or more and 55 [°] or less.
（ｂ）該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、
（ｃ）該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有するとともに、
（ｄ）前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備え、
（ｅ）該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成され、
（ｆ）前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、
（ｇ）前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。 (A) an image carrier;
(B) a developer carrier that forms a developer image by attaching a developer to the latent image formed on the surface of the image carrier;
(C) having a developer supply member for supplying the developer to the developer carrying member,
(D) The developer carrying member includes a shaft body having conductivity, and an elastic layer formed on the shaft body and having conductivity.
(E) The surface of the elastic layer is subjected to a modification treatment to form a modification treatment layer containing carbon black,
(F) The specific surface area of the carbon black is 26 [m 2 / g] or more and 150 [m 2 / g] or less,
(G) An image forming apparatus characterized in that a rubber hardness of a surface of the developer carrying member is set to 40 [°] or more and 55 [°] or less.
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2013
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