JP4952327B2 - Method for producing electrophotographic developing roller - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ或いはファクシミリの受信装置などの電子写真方式を採用した画像形成装置に組み込まれる現像ローラに関し、特に非磁性１成分現像方式を採用した現像装置に用いられる現像ローラに関するものである。 The present invention relates to a developing roller incorporated in an image forming apparatus employing an electrophotographic system such as a copying machine, a printer or a facsimile receiver, and more particularly to a developing roller used in a developing apparatus employing a nonmagnetic one-component developing system. It is.
即ち、本発明は、電子写真用現像ローラの製造方法に関するものである。 That is, the present invention relates to the production how of the electrophotographic developing roller.
電子写真用現像ローラは、円筒状若しくは円柱状の基体の外周面上に、電荷付与性、トナー搬送性付与のために、少なくとも一層の樹脂層を形成して、作製されている。 The electrophotographic developing roller is produced by forming at least one resin layer on the outer peripheral surface of a cylindrical or columnar substrate for imparting electric charge and toner transportability.
電子写真用現像ローラには、前記樹脂層中に金属や金属酸化物、或いは炭素、セラミック等の無機粒子、合成樹脂等の有機粒子などのいわゆる粗さ付与粒子が添加され、その主な機能も例えば電荷付与性など目的用途に応じ、単独で或いは複数混合された状態で用いられる。何れにしろ代表的な方法としては、被覆層形成のための樹脂と該樹脂を溶解又は分散させるための溶剤を混合して塗布液を作製し、該塗布液中に上記粒子も分散させて塗布し、被覆層を形成している。 In the electrophotographic developing roller, so-called roughness-imparting particles such as metals, metal oxides, inorganic particles such as carbon and ceramics, organic particles such as synthetic resins, and the like are added to the resin layer, and the main functions thereof are also included. For example, it is used alone or in a mixed state depending on the intended use such as charge imparting property. In any case, as a typical method, a coating solution is prepared by mixing a resin for forming a coating layer and a solvent for dissolving or dispersing the resin, and the particles are also dispersed in the coating solution. And a coating layer is formed.
特に、電子写真用現像ローラにおいては、被覆層の特性は、同一ローラ中での位置による偏差及び製造ロット間の偏差を極力小さくする必要があり、その為には塗布液中の粗さ付与粒子の分散を出来るだけ均一にする必要がある。 In particular, in the developing roller for electrophotography, it is necessary to minimize the deviation due to the position in the same roller and the deviation between production lots for the characteristics of the coating layer. Must be made as uniform as possible.
現在カラープリンタは装置の小型、軽量、低コストのものが要求されている。そのため、現像プロセスとして非磁性１成分現像剤を用いる現像方式を採用する画像形成装置が主流となってきている。特に、この現像方式は、潜像を現像するため現像領域まで非磁性１成分現像剤を搬送する必要があり、該現像剤を搬送するために現像ローラの表面に適当な粗さを付けることが必須である。 Currently, color printers are required to be small, light and low cost. For this reason, image forming apparatuses that employ a developing method using a non-magnetic one-component developer as a developing process have become mainstream. In particular, in this developing method, it is necessary to transport a non-magnetic one-component developer to the developing area in order to develop the latent image, and in order to transport the developer, an appropriate roughness can be given to the surface of the developing roller. It is essential.
現像ローラの表面粗さが小さい場合は、非磁性１成分現像剤の搬送が十分に行われず、現像に寄与するトナー量が少なくトナー画像濃度が不足となる。また、現像ローラの表面粗さが大きすぎる場合は、非磁性１成分現像剤が現像ローラ上に固定化されやすくなり、現像ローラ表面に非磁性１成分現像剤として用いるトナーが固着するフィルミングが発生し、プリント画像にかぶりやトナー飛散が発生する。 When the surface roughness of the developing roller is small, the non-magnetic one-component developer is not sufficiently conveyed, and the toner amount contributing to development is small and the toner image density is insufficient. In addition, when the surface roughness of the developing roller is too large, the non-magnetic one-component developer is easily fixed on the developing roller, and filming that the toner used as the non-magnetic one-component developer adheres to the surface of the developing roller occurs. Occurs, and fog or toner scattering occurs in the printed image.
このため、現像ローラの表面に適正な粗さを付与する為に、粒径０．３〜３０μｍの樹脂粒子を添加した現像ローラが検討がされている（例えば、特許文献１参照）。 For this reason, in order to give appropriate roughness to the surface of the developing roller, a developing roller to which resin particles having a particle diameter of 0.3 to 30 μm are added has been studied (for example, see Patent Document 1).
また、現像ローラの表面に粗さを付与する為に、無機微粒子で処理された粒径０．３〜３０μｍの樹脂粒子を添加した現像ローラが検討がされている（例えば、特許文献２参照。）。
前記した如く、表面粗さを小さくすると、トナーの搬送量が少なくなり画像濃度が低下し、表面粗さを大きくすると、トナーの搬送量が多くなり現像ローラ表面にフィルミングが発生しやすく、トナーこぼれを発生させやすい。しかし、実用面からは、非磁性１成分現像剤を用いた現像方式の画像形成装置で多数枚（例えば、連続５０００枚）プリントを行っても、何ら問題が発生しない現像ローラの開発が求められている。 As described above, when the surface roughness is reduced, the toner conveyance amount decreases and the image density decreases, and when the surface roughness is increased, the toner conveyance amount increases and filming is likely to occur on the surface of the developing roller. Prone to spillage. However, from a practical point of view, development of a developing roller that does not cause any problems even when a large number of sheets (for example, continuous 5000 sheets) are printed by a developing type image forming apparatus using a non-magnetic one-component developer is required. ing.
上記問題を解決するため、本発明者等は、現像ローラの表面の粗さそのものだけではなく、表面粗さＲａとその偏差が重要で有ると考え検討を行った。 In order to solve the above problems, the present inventors considered not only the surface roughness of the developing roller itself but also the surface roughness Ra and its deviation, and studied.
現像ローラの表面の粗さＲａとその偏差を好ましい範囲にするためには、被覆層を形成する塗布液中に粗さ付与粒子を均一に、且つ安定に分散させることが重要であり、表面の粗さとその偏差を適正化する検討を行った。 In order to make the roughness Ra of the surface of the developing roller and its deviation within a preferable range, it is important to uniformly and stably disperse the roughness-imparting particles in the coating solution for forming the coating layer. A study was made to optimize the roughness and its deviation.
即ち、塗布液中の粗さ付与粒子の分散を出来るだけ均一にするためには、塗布液を滞留させず塗布液を常に供給しながら塗布する方式が好ましいが、この場合、送液に用いるポンプのシェアストレスにより塗布液中に含有されている粗さ付与粒子の変形や破損がおこり、結果的に目的とする表面粗さが得られないという問題が発生することが多い。 That is, in order to make the dispersion of the roughness-imparting particles in the coating solution as uniform as possible, it is preferable to apply the coating solution while constantly supplying the coating solution without retaining the coating solution. In many cases, the shear stress causes deformation and breakage of the roughness imparting particles contained in the coating solution, resulting in a problem that the desired surface roughness cannot be obtained.
もし、上記の粗さ付与粒子の変形や破損が起こると、出来上がった現像ローラは、トナー搬送量の低下、画像濃度低下等性能上の問題が発生し、又、塗布液中に含まれる変形や破損された粗さ付与粒子は、ポンプ性能を低下させ、ポンプの詰まりや破損により、安定した送液が出来なくなってくる。 If the above-mentioned roughness imparting particles are deformed or broken, the finished developing roller may cause performance problems such as a decrease in toner conveyance amount and a decrease in image density. The damaged roughness-imparting particles deteriorate the pump performance, and the liquid cannot be stably fed due to clogging or damage of the pump.
即ち、本発明の目的は、粗さ付与粒子を含有する塗布液を送液しても、粗さ付与粒子が変形や破損されることがなく、同一現像ローラ中では画像形成領域の全てにおいて表面粗さが一定である被覆層が形成でき、製造される現像ローラは、製造開始から終了時まで全現像ローラの表面粗さが一定となる現像ローラの製造方法を提供することである。 That is, the object of the present invention is to prevent the roughness imparting particles from being deformed or damaged even when the coating liquid containing the roughness imparting particles is fed, and the surface of the entire image forming area in the same developing roller. It is an object of the present invention to provide a developing roller manufacturing method in which a coating layer having a constant roughness can be formed, and the manufactured developing roller has a constant surface roughness of all developing rollers from the start to the end of manufacturing.
又、この様な方法で製造された現像ローラは、各現像ローラ間の偏差も、同一現像ローラの位置による偏差も少ない。それ故、全ての現像ローラが形成画像の最高画像濃度が高く、画像ムラがなく、多数枚プリント後も濃度低下がなく、しかも長期使用後もトナーフイルミングやトナーこぼれがない現像ローラである。 Further, the developing rollers manufactured by such a method have little deviation between the developing rollers and deviation due to the position of the same developing roller. Therefore, all the developing rollers have high maximum image density of formed images, no image unevenness, no decrease in density after printing a large number of sheets, and no toner filming or toner spillage after long-term use.
本発明の発明者が鋭意検討した結果、本発明の目的は下記構成の何れかを採ることにより、達成できることがわかった。 As a result of intensive studies by the inventors of the present invention, it has been found that the object of the present invention can be achieved by adopting one of the following configurations.
（１）
基体上に被覆層塗布液を塗布する電子写真用現像ローラの製造方法において、
前記被覆層塗布液は、シランカップリング剤で表面処理されている粗さ付与粒子を含有し、前記粗さ付与粒子の比重をＡ、粗さ付与粒子を除いた被覆層塗布液の比重をＢとするとき、ＡとＢの比重比（Ａ／Ｂ）が下記式で表され、
等速度カム方式ダイヤフラムポンプを用いて送液する塗布装置で塗布することを特徴とする電子写真用現像ローラの製造方法。
０．５＜Ａ／Ｂ＜３．２
(1)
In the method for producing an electrophotographic developing roller in which a coating layer coating solution is applied onto a substrate,
The coating layer coating solution contains roughness-imparting particles that have been surface-treated with a silane coupling agent, the specific gravity of the roughness-imparting particles is A, and the specific gravity of the coating layer coating solution excluding the roughness-imparting particles is B. When the specific gravity ratio (A / B) of A and B is represented by the following formula,
A method for producing an electrophotographic developing roller , wherein coating is performed by a coating apparatus that feeds liquid using a constant speed cam type diaphragm pump.
0.5 <A / B <3.2
（２）
前記粗さ付与粒子が有機化合物により形成されていることを特徴とする（１）記載の電子写真用現像ローラの製造方法。
(2)
The method for producing an electrophotographic developing roller according to (1), wherein the roughness imparting particles are formed of an organic compound.
本発明により、粗さ付与粒子を含有する塗布液を送液しても、粗さ付与粒子が破損されることがなく、同一現像ローラ中では画像形成領域の全てにおいて表面粗さが一定である被覆層が形成でき、製造される現像ローラは、製造開始から終了時まで全現像ローラの表面粗さが一定となる現像ローラの製造方法を提供することが出来る。又、製造された現像ローラで形成された画像濃度は、最高画像濃度が高く、多数枚プリント後も濃度低下がなく、しかも長期使用後もトナーフイルミングやトナーこぼれのない現像ローラを提供することが出来る。 According to the present invention, even when a coating solution containing roughness-imparting particles is fed, the roughness-imparting particles are not damaged, and the surface roughness is constant in all the image forming regions in the same developing roller. A developing roller that can form a coating layer and is manufactured can provide a developing roller manufacturing method in which the surface roughness of all the developing rollers is constant from the start to the end of manufacturing. In addition, the image density formed by the manufactured developing roller has the highest image density, does not decrease after printing a large number of sheets, and provides a developing roller that does not have toner filming or toner spillage even after long-term use. I can do it.
以下本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below.
〈現像ローラの構成〉
本発明の現像ローラは、基体である導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を設けたものである。被覆層の層構成は特に限定されず単層構成でも、下層と上層の２層構成でもよい。また、基体との接着性を良好にするために必要であればさらに接着層を有するものでもよい。
<Development roller configuration>
In the developing roller of the present invention, a conductive coating layer is provided on the outer periphery of a conductive shaft as a base. The layer structure of the coating layer is not particularly limited, and may be a single layer structure or a two-layer structure of a lower layer and an upper layer. Further, an adhesive layer may be further provided if necessary to improve the adhesion to the substrate.
上記２層構成のものは、例えば樹脂溶液中に粗さ付与粒子を分散して得られた塗布液を導電性シャフト上に塗布して下層を作製し、この下層の上に樹脂溶液を塗布して薄い上層を形成して得ることができる。 In the above two-layer structure, for example, a lower layer is prepared by applying a coating liquid obtained by dispersing roughness imparting particles in a resin solution on a conductive shaft, and applying the resin solution on this lower layer. Can be obtained by forming a thin upper layer.
下記にその例を図を用いて説明する。 The example is demonstrated below using figures.
図１は、本発明の現像ローラの一例を示す断面模式図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the developing roller of the present invention.
図１において、２５は現像ローラ、１０は導電性シャフト（基体）、２０は被覆層、２２は上層、２１は下層、２３は粗さ付与粒子を示す。 In FIG. 1, 25 is a developing roller, 10 is a conductive shaft (substrate), 20 is a coating layer, 22 is an upper layer, 21 is a lower layer, and 23 is a roughness imparting particle.
図１の（ａ）は現像ローラの模式図を示す。（ｂ）は導電性シャフト１０の外周に被覆層２０が形成された現像ローラ２５を示す。（ｃ）は導電性シャフト１０の外周に下層２１と上層２２からなる被覆層２０が設けられ、下層に粗さ付与粒子２３が存在している現像ローラを示す。
FIG. 1A is a schematic diagram of the developing roller. (B) shows the developing
《被覆層の厚さ》
現像ローラの被覆層の厚さは、５〜３０μｍが好ましく、２層構成の場合には下層の膜厚５〜２０μｍ、上層の膜厚２〜１０μｍが好ましい。
<Thickness of coating layer>
The thickness of the coating layer of the developing roller is preferably 5 to 30 μm, and in the case of a two-layer structure, the thickness of the lower layer is preferably 5 to 20 μm and the thickness of the upper layer is preferably 2 to 10 μm.
《表面粗さ》
現像ローラの表面粗さＲａは、０．５〜４．０μｍが好ましく、１．０〜３．０μｍがより好ましい。
"Surface roughness"
The surface roughness Ra of the developing roller is preferably 0.5 to 4.0 μm, and more preferably 1.0 to 3.0 μm.
現像ローラの表面粗さＲａとその偏差を上記範囲とすることによりトナーの搬送性不良、及びフィルミングの発生を防止できる。 By setting the surface roughness Ra of the developing roller and the deviation within the above range, it is possible to prevent toner conveyance failure and filming.
（表面粗さＲａの測定）
図２は、Ｒａの測定場所を示す模式図である。
(Measurement of surface roughness Ra)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a location where Ra is measured.
現像ローラの軸方向の中心位置（図２のＣ）と中心位置から両端に向かって５０ｍｍ、１００ｍｍ離れた位置の計５箇所の位置における現像ローラ軸中心から９０°ずつずらして現像ローラ表面へ引いた垂線と表面との各交点、４点を測定する。 The developing roller is shifted to the developing roller surface by 90 ° from the developing roller shaft center at the center position (C in FIG. 2) of the developing roller and 50 mm and 100 mm away from the center position at a total of five positions. Measure the four intersections between the vertical line and the surface.
現像ローラの表面粗さＲａの偏差、特に現像ローラの位置による偏差を小さくすることによりトナーの搬送性不良、及びフィルミングの発生等の位置による変動を防止できる。 By reducing the deviation of the surface roughness Ra of the developing roller, particularly the deviation due to the position of the developing roller, it is possible to prevent fluctuations due to positions such as poor toner transportability and filming.
表面粗さ（算術平均粗さ）Ｒａとは、粗さ曲線からその平均値の方向に基準長さＬだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にＸ軸を縦倍率の方向にＹ軸を取り、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表した時、次の式によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。 The surface roughness (arithmetic average roughness) Ra is a value obtained by extracting only the reference length L from the roughness curve in the direction of the average value, and the X axis in the direction of the average line of the extracted portion and the Y axis in the direction of the vertical magnification. When the roughness curve is expressed by y = f (x), the value obtained by the following formula is expressed in micrometers (μm).
図３は、表面粗さＲａを測定した粗さ曲線の一例を示す。 FIG. 3 shows an example of a roughness curve obtained by measuring the surface roughness Ra.
表面粗さＲａは、表面粗さ計「サーフコム１４００Ｄ」（東京精密社製）で測定する。 The surface roughness Ra is measured with a surface roughness meter “Surfcom 1400D” (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).
測定条件
下記表１の如くである。
Measurement conditions are as shown in Table 1 below.
測定は下記の手順にておこなう。 The measurement is performed according to the following procedure.
１．円筒状の基体を軸線方向に測定するために、Ｖ台セット（東京精密Ｅ−ＷＪ−Ｓ０２Ａ）と調整台（東京精密Ｅ−ＡＴ−Ｓ０４Ａ）をサーフコム１４００にセットする。 1. In order to measure the cylindrical base body in the axial direction, a V set (Tokyo Seimitsu E-WJ-S02A) and an adjustment stand (Tokyo Seimitsu E-AT-S04A) are set on the Surfcom 1400.
２．Ｖ台に塗膜の無い基体をのせ、平行出しと傾斜調整を行う。平行出しは調整台のトラバースつまみを回し、レベルメータが最も上にくるところ、すなわち触針が円弧の最も高い点にセットする。傾斜調整は触針が測定終了点にくるようにピックアップを動かし、レベルメータ範囲内に収まるようにレベリングつまみを回す。基体の軸線上の測定範囲全域をレベルメータ範囲内で動かす事が出来れば、測定準備完了である。 2. A base without a coating film is placed on the V-base, and parallel alignment and tilt adjustment are performed. To make parallel, turn the traverse knob of the adjustment base and set the level meter to the top, that is, the stylus is set to the highest point of the arc. To adjust the tilt, move the pickup so that the stylus is at the end of measurement and turn the leveling knob so that it is within the level meter range. If the entire measurement range on the axis of the substrate can be moved within the level meter range, measurement preparation is complete.
３．Ｖ台に測定サンプルを置き、表１の測定条件設定にて測定を開始する。 3. Place the measurement sample on the V base and start the measurement with the measurement condition settings in Table 1.
４．測定終了後、算術平均粗さＲａが出力される。 4). After the measurement is completed, the arithmetic average roughness Ra is output.
〈被覆層の塗布〉
次に、現像ローラを構成する被覆層とその塗布について説明する。
<Coating layer application>
Next, the coating layer constituting the developing roller and its application will be described.
前記した通り本発明の現像ローラは、導電性シャフト（基体）の外周に少なくとも粗さ付与粒子を含有する被覆層を有する。 As described above, the developing roller of the present invention has a coating layer containing at least roughness imparting particles on the outer periphery of the conductive shaft (substrate).
従来、現像ローラに限らず、この様なシャフトに被覆層を塗布することはよく行われていた。その場合は、塗布槽の中にシャフトを浸漬し引き上げる塗布方式が最も代表的な方法である。このための塗布液を送液し塗布するための構成図が図４である（構成についての詳しい説明は後述する）。 Conventionally, not only the developing roller but also a coating layer is often applied to such a shaft. In that case, the most typical method is a coating method in which the shaft is dipped in the coating tank and pulled up. FIG. 4 is a configuration diagram for feeding and applying a coating liquid for this purpose (detailed description of the configuration will be described later).
これまで送液のため用いられるポンプとしては、回転型ポンプに属する複数のかみ合ったギヤを回転させるギヤポンプ、或いは往復型ポンプ（往復運動で液体に圧力を与える）に属するピストンポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ等が用いられてきた。 As pumps used for liquid feeding so far, a gear pump that rotates a plurality of meshed gears belonging to a rotary pump, or a piston pump, a plunger pump belonging to a reciprocating pump (applying pressure to a liquid by reciprocating motion), Diaphragm pumps and the like have been used.
しかしながら、本発明の如くかなり粘度が高く、その液中に大きな粒子が分散された塗布液を送液する場合、ギヤポンプを用いると噛み合いながら回転するギヤにより、粗さ付与のために添加されている前記大きな粒子がツブされてしまったり、その一部がギヤの歯先などに付着しギヤの回転を阻害し、送液量を変えてしまったり、甚だしい場合はポンプの停止にいたる問題が発生した。 However, when a coating liquid having a very high viscosity and having large particles dispersed therein is fed as in the present invention, it is added to impart roughness by a gear that rotates while meshing with a gear pump. There was a problem that the large particles were crushed, some of them adhered to the gear tips, etc., blocking the rotation of the gear, changing the amount of liquid delivered, and stopping the pump in extreme cases .
又、ピストンポンプ、プランジャーポンプを用いた場合、この方式は基本的には注射器と同じ原理であり、筒（シリンダ）の中を棒が往復する構造である。筒と棒の間には当然隙間があり、この隙間を塞ぐシールが棒の側に付いているかシリンダ側に付いているかでピストンポンプ、プランジャーポンプに分かれる。何れにしろ、棒の往復動による脈動が基本的に防止ししきれない上に、実際に本発明の態様に使用してみると、筒（シリンダ）と棒（ピストン）の往復運動時に、粗さ付与粒子（大きな粒子）が摩擦され、その粒子の変形や破壊、それに基づく筒や棒への付着等を生じ、製造された現像ローラの性能の偏差の大きさと共に、製造装置の耐久性にも問題を生じた。 Further, when a piston pump or a plunger pump is used, this method is basically the same principle as a syringe and has a structure in which a rod reciprocates in a cylinder. Of course, there is a gap between the cylinder and the rod, and it is divided into a piston pump and a plunger pump depending on whether the seal that closes this gap is attached to the rod side or the cylinder side. In any case, the pulsation due to the reciprocating motion of the rod cannot be basically prevented, and when it is actually used in the embodiment of the present invention, the rough movement occurs when the cylinder (cylinder) and the rod (piston) are reciprocated. The added particles (large particles) are rubbed, resulting in deformation and destruction of the particles, adhesion to cylinders and rods based on the friction, and a large deviation in performance of the manufactured developing roller, as well as durability of the manufacturing apparatus Also caused problems.
次に、ダイヤフラムポンプであるが、これはポンプ室の一部を弾性のあるゴム等の隔膜により形成し、モーター、電磁石、空気圧、油圧によりポンプ室を膨らませたり、へこませたして、これと連動する送液弁、給液弁を開閉し（へこました時には、送液弁を開き給液弁を閉じる、膨らませた時はその逆となる）、塗布液を一定量送液することができる。しかも、この時、摺動や摩擦する部材と塗布液は直接に接することがなく、従って、実際に塗布製造装置に組み込んでみると、粗さ付与粒子（大きな粒子）の変形や破壊は少ないという利点を有していた。しかしながら、脈動はやはりあり、塗布時に塗布槽中の塗布液の揺れのためか現像ローラ表面に膜厚のムラを生じ、特に問題なのは、粗さ付与粒子の液中での分布ムラが生じるためか、仕上がった現像ローラの被覆層中にも粗さ付与粒子の分布むらを生じていることが判明した。 Next, there is a diaphragm pump. This is a part of the pump chamber made of elastic rubber or other diaphragm, and the pump chamber is inflated or dented with a motor, electromagnet, air pressure or hydraulic pressure. The liquid supply valve and the liquid supply valve that are linked to each other can be opened and closed (when the dent is opened, the liquid supply valve is opened and the liquid supply valve is closed, and when inflated, the opposite is true), and a certain amount of coating liquid can be delivered. it can. In addition, at this time, the sliding or rubbing member and the coating liquid do not come into direct contact with each other. Therefore, when actually incorporated in the coating production apparatus, the deformation and destruction of the roughness imparting particles (large particles) are small. Had advantages. However, there is still pulsation, and the film thickness unevenness occurs on the surface of the developing roller due to the shaking of the coating liquid in the coating tank at the time of coating, and the particular problem is that the uneven distribution of roughness imparting particles in the liquid occurs. It was found that uneven distribution of roughness imparting particles was also generated in the coating layer of the finished developing roller.
結局、これまでは、本発明の如く現像ローラ表面に凹凸を付けるために、大きな粒径を有する「粗さ付与粒子」（詳しくは後述するが径５〜３０μｍ）を、均一に分散した液を塗布するといったことは余り行われていなかった。 In the past, in order to make the surface of the developing roller uneven as in the present invention, a liquid in which "roughness-imparting particles" having a large particle size (details will be described later in a diameter of 5 to 30 μm) are uniformly dispersed is used. Not much was done.
本発明においては、大粒径でしかも極力摩耗・粉砕を起こさないよう強度や硬度の高い、従って密度が高く必然的に比重のある程度大きな粒子を、均一に分散させて塗布する必要がある。 In the present invention, it is necessary to uniformly disperse and apply particles having a large particle size and high strength and hardness so as not to cause abrasion and pulverization as much as possible, and therefore, a high density and necessarily a large specific gravity.
本発明の目的を達成するためには、現在用いられている技術を転用するだけでは達成することは出来ず、しかも、未だ検討されたこともなく、その問題点の把握さえ成されてはいなかった。発明者らの検討により、上記した種々の問題点と、それを解決するにはダイヤフラムポンプの一種である等速度カム方式ダイヤフラムポンプを用いることにより、これら問題点が解決出来ることがわかった。 In order to achieve the object of the present invention, it cannot be achieved simply by diverting the currently used technology, and it has not yet been studied and the problem has not been grasped. It was. As a result of investigations by the inventors, it has been found that these problems can be solved by using a constant velocity cam type diaphragm pump which is a kind of diaphragm pump in order to solve the various problems described above.
ここで、ダイヤフラムポンプとは、ダイヤフラムと呼ばれる液体収納部分と機械部分とを分離する仕切板を動かして、容積を変化させて液体を輸送する往復作動方式のポンプのことである。そして、等速度カム方式ダイヤフラムポンプとは、一定速度で回転するカムにより、ダイヤフラムを往復作動させる方式のものである。 Here, the diaphragm pump is a reciprocating pump called a diaphragm that transports liquid by changing a volume by moving a partition plate that separates a liquid storage portion and a mechanical portion. The constant velocity cam type diaphragm pump is a type in which the diaphragm is reciprocated by a cam rotating at a constant speed.
ダイヤフラムポンプは、その構造により液体を撹拌させずに送液が行えるので、粗さ付与粒子を含有した塗布液を輸送する際に、粗さ付与粒子にストレスをかけずに送液が行える。従って、送液時に粗さ付与粒子へのストレス付与が回避される分、送液時に粗さ付与粒子が変形や破損したりすることがない。 Since the diaphragm pump can perform liquid feeding without stirring the liquid due to its structure, the liquid can be fed without applying stress to the roughness imparting particles when transporting the coating liquid containing the roughness imparting particles. Therefore, the roughness imparting particles are not deformed or broken during the feeding because the stress imparting to the roughness imparting particles is avoided during the feeding.
又、一定速度で回転するカムにより、ダイヤフラムを駆動させているので、ダイヤフラムの往復運動が、常に一定状態で行われ、送液量のばらつきを抑制することができる。 Further, since the diaphragm is driven by a cam that rotates at a constant speed, the reciprocating motion of the diaphragm is always performed in a constant state, and variations in the liquid feeding amount can be suppressed.
本発明の等速度カム方式ダイヤフラムポンプを用いて送液する塗布装置の概略構成図の一例を示すと図４の如きである。等速度カム方式ダイヤフラムポンプ５を用いて送液することの外は、従来用いてきたものと同様な構成を有している。
FIG. 4 shows an example of a schematic configuration diagram of a coating apparatus that feeds liquid using the constant velocity cam type diaphragm pump of the present invention. Except for feeding the liquid using the constant velocity cam
樹脂を溶解した溶液に、粗さ付与粒子を分散して塗布液を調製し、この塗布液を等速度カム方式ダイヤフラムポンプ５を用いて送液された塗布液により導電性シャフト（図示していない）の外周に塗布し、乾燥して被覆層を形成する。 A coating solution is prepared by dispersing the roughness-imparting particles in a solution in which the resin is dissolved, and this coating solution is supplied to the conductive shaft (not shown) by the coating solution fed using the constant velocity cam type diaphragm pump 5. ) And dried to form a coating layer.
即ち、図４において、塗布槽１には塗布液２が満たされ、循環タンク３から等速カム方式ダイヤフラムポンプ５により一定量の塗布液が、絶えず塗布槽底部に供給され、塗布槽からオーバーフローした塗布液は、循環タンクに戻されるという循環系を形成している。なお、６は送液パイプ、４は循環タンク内の塗布液を撹拌する塗布液撹拌モーターである。図示していないが塗布液には導電性シャフトが浸漬され、次に引き上げられて導電性シャフトの外周には被覆層の塗布が成される。
That is, in FIG. 4, the
等速カム方式ダイヤフラムポンプ５とは、図５に示す如き内部構造を有している。
The constant velocity cam
高精度等速度カム１１の回転により保護ダイヤフラム１２及びダイヤフラム１３が、図の右方向に押されると、ダイヤフラム１３とポンプヘッド１４との間に存在していた塗布液２は、押されて図上方の送液パイプへ送られる（この時、上部にある送液弁は開かれ、下部にある給液弁は閉められている）。次に、高精度等速度カム１１が回転してダイヤフラム１３を左方向に動かし元の位置に戻す様に作動している時には、ダイヤフラムとポンプヘッド１４の間が拡張して、この時は上部にある送液弁が閉じ、下部にある給液弁が開き塗布液が給液される。
When the
実際には図５のポンプヘッド１４の右側にあるダイヤフラムにも、高精度等速度カムの動きが全く同様に伝えられている。それにより、ポンプヘッドの右側では上記したのと全く反対の動作がなされるが、これにより同一の送液パイプに塗布液が送られるから、送液は常に限りなく一定に成されることになる。
Actually, the movement of the high-precision constant-velocity cam is transmitted to the diaphragm on the right side of the
実際には同一の原理により、ダイヤフラムは２個でなく３個用いて、１２０°ずつづらして動かすことにより送液することも出来る。この様に、等速度カムを用いて複数のダイヤフラムを連動させて動かし、一定で脈動のない送液を可能にしたポンプを等速度カム方式ダイヤフラムポンプと呼ぶが、本発明の目的はこの方式のポンプを用いることによってのみ達成される。 In fact, based on the same principle, it is also possible to use three diaphragms instead of two, and send the liquid by moving it by 120 °. In this way, a pump that moves a plurality of diaphragms in conjunction with each other using a constant-speed cam and enables liquid feeding without constant pulsation is called a constant-velocity cam type diaphragm pump. Only achieved by using a pump.
尚、粗さ付与粒子を分散した塗布液ではない場合でも、塗布液を等速度カム方式ダイヤフラムポンプを用いて送液する塗布装置により塗布することが好ましいが、必ずしも必要ではなく、通常のスプレー塗布法等により塗布し、乾燥して上層を形成してもよい。 Even if the coating liquid is not a coating liquid in which roughness imparting particles are dispersed, it is preferable to apply the coating liquid by a coating apparatus that feeds liquid using a constant velocity cam type diaphragm pump, but this is not always necessary, and normal spray coating is not necessary. The upper layer may be formed by applying and drying by a method or the like.
各塗布液には、更に必要に応じ電子導電剤、イオン導電剤、非導電性充填剤等を添加することができる。 An electronic conductive agent, an ionic conductive agent, a non-conductive filler, and the like can be further added to each coating solution as necessary.
《粗さ付与粒子》
粗さ付与粒子は、現像ローラ表面の表面粗さと表面粗さの平均間隔を好ましい範囲にコントロールするために添加される。
<Roughness imparting particles>
The roughness-imparting particles are added to control the surface roughness of the developing roller surface and the average interval between the surface roughnesses within a preferable range.
粗さ付与粒子の粒径は、体積基準における平均メディアン径（Ｄ50）５〜３０μｍのものが好ましく、７〜２０μｍのものがより好ましい。また、粗さ付与粒子の形状は球形状のものが好ましい。 The particle size of the roughness-imparting particles is preferably 5-30 μm, more preferably 7-20 μm, with an average median diameter (D 50 ) on a volume basis. The shape of the roughness imparting particles is preferably spherical.
粗さ付与粒子は、被覆層を形成する塗布溶液に溶解しないもので、具体的には架橋アクリル系樹脂粒子、ナイロン６等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等の有機化合物により形成されたものが挙げられる。これらの中では架橋アクリル系樹脂粒子が好ましく用いられる。
The roughness-imparting particles are those that do not dissolve in the coating solution that forms the coating layer. Specifically, crosslinked acrylic resin particles, polyamide resin particles such as
又、無機金属粒子、酸化金属粒子、各種セラミック粒子等を用いることも出来る。しかし、これらの有機化合物で形成されたもの以外の粒子では、被覆層塗布液に比べて、比重が大きなものがあり、余り比重の大きな材料を粗さ付与粒子として用いると、粗さ付与粒子以外の被覆層塗布液との比重差が大きくなり、沈降により塗布液の均一分散性が損なわれる可能性がある。同様な理由で被覆層塗布液よりあまり比重の小さな付与粒子を用いるのも好ましくない。 In addition, inorganic metal particles, metal oxide particles, various ceramic particles, and the like can also be used. However, some particles other than those formed with these organic compounds have a larger specific gravity than the coating layer coating solution, and when a material with a relatively large specific gravity is used as the roughness-imparting particles, other than the roughness-imparting particles. The specific gravity difference with the coating layer coating solution becomes large, and the uniform dispersibility of the coating solution may be impaired by sedimentation. For the same reason, it is not preferable to use application particles having a specific gravity much lower than that of the coating layer coating solution.
その意味では、上述した様な有機化合物で形成されたものを粗さ付与粒子として用いることが好ましい。 In that sense, it is preferable to use the particles formed of the organic compound as described above as the roughness-imparting particles.
本発明では、前記粗さ付与粒子の比重をＡ、前記粗さ付与粒子を含まない被覆層塗布液の比重をＢとするとき、ＡとＢの比重比（Ａ／Ｂ）が下記式で表される程度に納めるのが望ましい。 In the present invention, when the specific gravity of the roughness imparting particles is A and the specific gravity of the coating layer coating liquid not containing the roughness imparting particles is B, the specific gravity ratio (A / B) of A and B is represented by the following formula. It is desirable to pay as much as possible.
０．５＜Ａ／Ｂ＜３．２
Ａ／Ｂが０．５より大きい方が、被覆層塗布液中の上部に粗さ付与粒子が集まる傾向を抑えることが出来、又、Ａ／Ｂが３．２より小さい方が、被覆層塗布液中の下部に粗さ付与粒子が沈降する傾向を抑えることが出来るからである。
0.5 <A / B <3.2
When A / B is larger than 0.5, the tendency to collect roughness-imparting particles in the upper part of the coating layer coating solution can be suppressed, and when A / B is smaller than 3.2, coating layer is applied. This is because the tendency of the roughness-imparting particles to settle in the lower part of the liquid can be suppressed.
尚、本発明で用いる粗さ付与粒子は、シランカップリング剤で表面処理されているものが好ましい。 The roughness-imparting particles used in the present invention are preferably those that have been surface-treated with a silane coupling agent.
シランカップリング剤で処理した粗さ付与粒子は、粗さ付与粒子を塗布溶液中に均一に且つ安定に分散でき、この分散液を塗布して被覆層を形成すると現像ローラ表面の表面粗さと表面粗さの平均間隔を好ましい範囲にすることができる。 The roughness-imparting particles treated with the silane coupling agent can uniformly and stably disperse the roughness-imparting particles in the coating solution. When this dispersion is applied to form a coating layer, the surface roughness and surface of the developing roller are formed. The average roughness interval can be set within a preferable range.
シランカップリング剤による粗さ付与粒子の表面処理は、粗さ付与粒子の分散液に、シランカップリング剤を加え、室温から６０℃までの温度で、数時間から１０日間分散物を放置することにより加工できるる。表面処理反応を促進するため、無機酸（例えば、硫酸、塩酸、硝酸、クロム酸、次亜塩素酸、ホウ酸、オルトケイ酸、リン酸、炭酸）、有機酸（例えば、酢酸、ポリアクリル酸、ベンゼンスルホン酸、フェノール、ポリグルタミン酸）、またはこれらの塩（例えば、金属塩、アンモニウム塩）を、分散物に添加してもよい。 The surface treatment of the roughness-imparting particles with the silane coupling agent involves adding the silane coupling agent to the dispersion of the roughness-imparting particles and leaving the dispersion at a temperature from room temperature to 60 ° C. for several hours to 10 days. Can be processed. In order to accelerate the surface treatment reaction, inorganic acids (for example, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, chromic acid, hypochlorous acid, boric acid, orthosilicic acid, phosphoric acid, carbonic acid), organic acids (for example, acetic acid, polyacrylic acid, Benzenesulfonic acid, phenol, polyglutamic acid), or salts thereof (eg, metal salts, ammonium salts) may be added to the dispersion.
シランカップリング剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン及び１分子当たり２〜１２個のシロキサン単位を有し、末端に位置する単位にそれぞれ１個の硅素原子に結合した水酸基を有したジメチルポリシロキサン等が挙げられる。 Silane coupling agents include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyl. Dimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldimethoxysilane , Diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, Examples include 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane and dimethylpolysiloxane having 2 to 12 siloxane units per molecule, each having a hydroxyl group bonded to one silicon atom in each terminal unit. .
尚、本発明において粗さ付与粒子表面がシランカップリング剤により処理されていることは、光電子分光法（ＥＳＣＡ）、オージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ）、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）や拡散反射ＦＩ−ＩＲ等の表面分析手法を複合することによって確認することが出来る。 In the present invention, the roughness-imparting particle surface is treated with a silane coupling agent because photoelectron spectroscopy (ESCA), Auger electron spectroscopy (Auger), secondary ion mass spectrometry (SIMS), and diffuse reflection. This can be confirmed by combining surface analysis techniques such as FI-IR.
《導電性シャフト（基体）》
本発明に用いられる導電性シャフトは、現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、導電性の金属で構成されることが好ましい。代表的なものとして、直径１〜３０ｍｍのステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０３）、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属があり、また導電性樹脂で構成されるものでもよい。
<< Conductive shaft (base) >>
Since the conductive shaft used in the present invention also serves as a member that leaks charges accumulated on the surface of the developing roller, the conductive shaft is preferably made of a conductive metal. Typical examples include conductive metals such as stainless steel (for example, SUS303) having a diameter of 1 to 30 mm, iron, aluminum, nickel, an aluminum alloy, and a nickel alloy, and may be made of a conductive resin.
〈被覆層の樹脂成分〉
被覆層の樹脂成分としては、特に限定されるものではないが、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。この内、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐磨耗性や弾性が得られる点から、ウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
<Resin component of coating layer>
The resin component of the coating layer is not particularly limited. Specifically, urea resin, melamine resin, alkyd resin, modified alkyd resin such as phenol modification / silicone modification, oil-free alkyd resin, acrylic resin, Examples thereof include a silicone resin, a fluororesin, a phenol resin, a polyamide resin, an epoxy resin, a polyester resin, a maleic acid resin, and a urethane resin. Of these, urethane resin, polyamide resin, acrylic resin, and the like are preferably used from the viewpoint of self-film reinforcing property, toner charging property, and the like. Among these, it is particularly preferable to use a urethane resin from the viewpoint of obtaining good wear resistance and elasticity.
ウレタン樹脂としては、例えばポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得たものなどが挙げられる。 Examples of the urethane resin include those obtained by reacting a urethane raw material containing a polyhydroxy compound and an isocyanate compound, for example, those obtained by a method in which a prepolymer is subjected to a crosslinking reaction, and polyols obtained by polyisocyanate by a one-shot method. What was obtained by the method of making it react with soot is mentioned.
この場合、ウレタン樹脂を得る際に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られるいわゆるポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、イソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩと表すことがある）、粗製ＴＤＩ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと表すことがある）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等を用いることができる。特に被覆層をユニバーサル硬さを低くする目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしてもよい。 In this case, as a polyhydroxyl compound used when obtaining a urethane resin, a polyol used for production of a general flexible polyurethane foam or a urethane elastomer, for example, a polyether polyol having a polyhydroxyl group at a terminal, a polyester polyol, or a polyether In addition to polyester polyols, general polyols such as polyolefin polyols such as polybutadiene polyol and polyisoprene polyol, and so-called polymer polyols obtained by polymerizing ethylenically unsaturated monomers in polyols can be used. As the isocyanate compound, polyisocyanate used in the production of general flexible polyurethane foam and urethane elastomer, that is, tolylene diisocyanate (sometimes referred to as TDI), crude TDI, 4,4'-diphenylmethane. Diisocyanate (sometimes referred to as MDI), crude MDI, aliphatic polyisocyanate having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanate having 4 to 15 carbon atoms, and mixtures and modified products of these polyisocyanates, such as partially polyol A prepolymer obtained by reacting with a polymer can be used. In particular, the mixing ratio of the polyisocyanate may be lowered for the purpose of reducing the universal hardness of the coating layer.
また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及びポリイソシアネートを含む、１液型や２液型のウレタン原料を用いて調製してもよいし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いても良い。 Moreover, the urethane resin may be prepared using a one-pack type or two-pack type urethane raw material containing a polyhydroxyl compound and a polyisocyanate, and an epoxy resin or a melamine resin is used as a crosslinking agent as necessary. Also good.
本発明で用いられる樹脂としては、シリコーン共重合ポリウレタン樹脂も好ましい。シリコーン共重合ポリウレタン樹脂は、２官能以上の多価イソシアネート及び２官能以上の水酸基をもつシリコーン骨格を分子中に有する化合物から合成することができる。 As the resin used in the present invention, a silicone copolymer polyurethane resin is also preferable. The silicone copolymer polyurethane resin can be synthesized from a compound having in its molecule a silicone skeleton having a polyfunctional isocyanate having two or more functional groups and a hydroxyl group having two or more functional groups.
このシリコーン共重合ポリウレタン樹脂は特に限定されるものではないが、特公平７−３３４２７号等に開示されるものを使用することができる。 The silicone copolymer polyurethane resin is not particularly limited, but those disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-33427 can be used.
ポリアミド樹脂としては、ポリアミド６、６・６、６・１０、６・１２、１１、１２、１２・１２及びそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミドなどであり、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの３元共重合体や４元共重合体の分子量を調整したもの、またはポリアミド６やポリアミド１２をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。
Polyamide resins include
また、アクリル樹脂としては、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体等が用いられる。 Examples of the acrylic resin include polyacrylate, polymethyl methacrylate, polymethyl ethacrylate, those obtained by substituting these side chain ends with a hydroxyalkyl group, and copolymers thereof.
〈その他の添加剤（電子導電剤・イオン導電剤）等〉
《電子導電剤》
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。
<Other additives (electronic conductive agent / ionic conductive agent), etc.>
《Electronic conductive agent》
Examples of the electronic conductive agent include various conductive metals or alloys such as carbon black, graphite, aluminum, copper, tin, and stainless steel, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, titanium oxide, tin oxide antimony monoxide solid solution, tin oxide Various conductive metal oxides such as indium oxide solid solution, and fine powders such as insulating substances coated with these conductive materials can be used. Among these, carbon black is preferably used because it can be obtained relatively easily and good chargeability can be obtained.
カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分１００質量部に対して５〜５０質量部とするのが好ましく、より好ましくは１０〜４０質量部の範囲において、被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。 The type of carbon black is not particularly limited, and various conventionally known carbon blacks such as ketjen black, channel black, and furnace black can be used. The blending amount of carbon black is not particularly limited because it varies depending on the type of carbon black to be used. Usually, it is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. In the range of the part, it is appropriately set according to the conductivity and universal hardness required for the coating layer.
カーボンブラックの配合量を５０質量部以下とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり、更に、樹脂層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を５質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。更に、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定させることができる。 When the blending amount of carbon black is 50 parts by mass or less, the conductivity and universal hardness of the developing roller become appropriate, and further, the uniformity of distribution within the resin layer increases, so the uniformity of conductivity is also improved. To do. On the other hand, when the blending amount of carbon black is 5 parts by mass or more, a preferable level of conductivity can be ensured. Furthermore, the added carbon black can be sufficiently percolated, and the conductivity can be stabilized.
《イオン導電剤》
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、ＬｉＣｌ、ＮａＩ、ＮａＢｒ、ＫＩ等のアルカリ金属ハライド、ＬｉＣｌＯ4、ＫＣｌＯ4、ＣｕＣ12Ｍｇ（ＣｌＯ4）2等の過塩素酸塩、ＬｉＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＣｓＳＣＮ等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、１種類で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
《Ionic conductive agent》
As the ionic conductive agent, conventionally known inorganic ionic salts and organic ionic salts can be appropriately selected and used. Specifically, alkali metal halides such as LiCl, NaI, NaBr, and KI, perchlorates such as LiClO 4 , KClO 4 , CuC 12 Mg (ClO 4 ) 2 , thiocyanates such as LiSCN, NaSCN, and CsSCN Inorganic ion salts such as aliphatic sulfonates, higher alcohol sulfates, higher alcohol phosphates, higher alcohol ethylene oxide addition sulfates, higher alcohol ethylene oxide addition phosphates, quaternary ammonium salts, Examples thereof include organic ionic salts such as betaine. Among these, quaternary ammonium salts such as trimethyloctadecyl ammonium perchlorate, tetramethylammonium chloride, and benzyltrimethylammonium chloride are particularly preferable. These ionic conductive agents may be used alone or in combination of two or more.
イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分１００質量部に対し０．００１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。 The compounding amount of the ionic conductive agent is not particularly limited and is appropriately selected according to various situations, but is preferably 0.001 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component forming the coating layer, and 0.05 to 2 Part by mass is more preferable.
これにより、１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍの抵抗領域で、電気抵抗の位置偏差が少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。 As a result, in the resistance region of 1 × 10 4 to 1 × 10 10 Ω · cm, the positional deviation of the electrical resistance is small, the voltage dependence of the electrical resistance is small, and the fluctuation of the electrical resistance with respect to the environmental change of temperature and humidity. A coating layer having low conductivity can be obtained.
尚、上記の添加剤が添加される場合には、例え、粒子状であるものを添加するとしても本発明における粗さ付与粒子より、少なくとも２オーダー、通常３オーダー程度は粒径が小さなものを用いるのが好ましい。 In addition, when the above additives are added, even if particles are added, at least 2 orders, usually 3 orders of magnitude smaller than the roughness imparting particles in the present invention. It is preferable to use it.
《現像ローラの特性》
現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を設けたものである。被覆層の体積抵抗は１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍのものが好ましい。
<Characteristics of developing roller>
The developing roller is provided with a conductive coating layer on the outer periphery of the conductive shaft. The volume resistance of the coating layer is preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 10 Ω · cm.
この範囲とすることで、画像欠陥の無いトナー画像を得ることができる。 By setting this range, a toner image free from image defects can be obtained.
本発明において、被覆層の体積抵抗は、図６示す測定装置を用いて測定したときの値である。 In the present invention, the volume resistance of the coating layer is a value when measured using the measuring apparatus shown in FIG.
図６は、体積抵抗測定装置の概略図である。 FIG. 6 is a schematic diagram of a volume resistance measuring apparatus.
図において、８は対極電極（金属ドラム）、２５は現像ローラ、３は直流電源、４は電流計を示す。 In the figure, 8 is a counter electrode (metal drum), 25 is a developing roller, 3 is a DC power source, and 4 is an ammeter.
被覆層の体積抵抗は、対極電極２と測定する現像ローラ２５を矢印の方向に回転させながら、直流電源３から１００Ｖを印加し、その時に流れる電流を電流計４で測定し、計算で算出する。
The volume resistance of the coating layer is calculated by applying 100 V from the
測定器 ：図６の測定機
測定条件：対極電極と現像ローラの線速度を１〜５ｃｍ／ｓｅｃと等速で回転させる
印加電圧：１００Ｖ
測定環境：２０℃、５０ＲＨ％
〈本発明に用いられる現像剤（現像用トナー）〉
本発明に係る現像剤は通常は非磁性１成分現像剤であり、特に熱定着可能で非磁性１成分現像手段に用いることができるトナーであれば特に限定されるものではない。
Measuring instrument: Measuring instrument of FIG. 6 Measuring condition: The linear velocity of the counter electrode and the developing roller is rotated at a constant speed of 1-5 cm / sec. Applied voltage: 100V
Measurement environment: 20 ° C, 50RH%
<Developer used in the present invention (developing toner)>
The developer according to the present invention is usually a non-magnetic one-component developer, and is not particularly limited as long as it is a toner that can be heat-fixed and can be used in a non-magnetic one-component developing unit.
トナーの体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）径は、高品質のトナー画像を得るという観点から３〜９μｍのものが好ましい。 The median diameter (D 50 ) diameter based on the volume of the toner is preferably 3 to 9 μm from the viewpoint of obtaining a high-quality toner image.
トナーを構成する樹脂は特に限定されずトナー用として公知の樹脂を用いることが出来る。具体的には、ポリエステル系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂等を挙げることができるが、無論これらの共重合体樹脂でもよい。特に望ましくはアクリル酸エステル系樹脂またはその共重合体樹脂が好ましい。 The resin constituting the toner is not particularly limited, and a known resin for toner can be used. Specific examples include polyester resins and acrylic ester resins, but of course, these copolymer resins may also be used. In particular, an acrylic ester resin or a copolymer resin thereof is preferable.
トナーの製造方法も特に限定されず、公知の重合法や粉砕法により作製することができる。しかし、本発明に適した小粒径で粒径の揃ったトナーを造るためには、重合法により作製するのがより好ましい。 The method for producing the toner is not particularly limited, and the toner can be produced by a known polymerization method or pulverization method. However, in order to produce a toner having a small particle size and a uniform particle size suitable for the present invention, it is more preferable to produce the toner by a polymerization method.
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は、「マルチサイザー３」（ベックマン・コールター製）に、データ処理用のコンピュータシステム（ベックマン・コールター製）を接続した装置を用いて測定、算出することができる。
The median diameter (D 50 ) on the volume basis can be measured and calculated using a device in which a computer system for data processing (manufactured by Beckman Coulter) is connected to “
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）の測定手順としては、トナー０．０２ｇを、界面活性剤溶液２０ｍｌ（トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮII（ベックマン・コールター製）の入ったビーカーに、測定濃度５〜１０％になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを３００００個に設定して測定する。尚、マルチサイザー３のアパチャー径は５０μｍのものを使用する。
As a procedure for measuring the median diameter (D 50 ) on a volume basis, 0.02 g of toner and 20 ml of a surfactant solution (for the purpose of dispersing the toner, for example, a neutral detergent containing a surfactant component is added 10 times with pure water. After being blended with the diluted surfactant solution), ultrasonic dispersion is performed for 1 minute to prepare a toner dispersion. This toner dispersion is poured into a beaker containing ISOTON II (manufactured by Beckman Coulter) in a sample stand with a pipette until the measured concentration reaches 5 to 10%, and the measurement is performed with a count of 30000 set. . Note that the aperture size of the
〈本発明に用いられる現像装置〉
次に、本発明に係る現像装置例について説明する。
<Developing device used in the present invention>
Next, an example of the developing device according to the present invention will be described.
本発明の現像ローラは、その表面に非磁性１成分現像剤を保持して搬送し、該現像剤を潜像担持体表面の潜像に付着させる現像装置を用い、潜像を可視化する画像形成方法に用いられる。 The developing roller of the present invention uses a developing device that holds and conveys a non-magnetic one-component developer on the surface thereof and adheres the developer to the latent image on the surface of the latent image carrier, thereby forming an image that visualizes the latent image. Used in the method.
図７は、本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。 FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of the developing device according to the present invention.
図７に示す現像装置２０は、現像ローラ２５に隣接してバッファ室２６を、バッファ室２６に隣接してホッパ２７等を有する。
The developing
バッファ室２６にはトナー規制部材であるブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。ブレード２８は、現像ローラ２５上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ２５の回転方向に対してブレード２８の下流側に、現像ローラ２５上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２９を更に設けることも可能である。
In the
現像ローラ２５には供給ローラ３０が押圧されている。供給ローラ３０は、図示しないモータにより現像ローラ２５と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ３０は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。
A
ホッパ２７には非磁性１成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２７にはトナーＴを撹拌する回転体３１が設けられている。回転体３１には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体３１の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２７とバッファ室２６を隔てる隔壁に設けられた通路３２を介してバッファ室２６に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体３１の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路３２の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路３２に供給している。
The
また、通路３２には通路３２を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２７から通路３２に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路３２を開けるようになっている。その結果、バッファ室２６内にトナーＴが供給される。
The
また、弁３２１の他端には規制部材３２２が取付けられている。規制部材３２２と供給ローラ３０は、弁３２１が通路３２を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室２６の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ２５から供給ローラ３０に回収されたトナーＴがバッファ室２６の底部に多量に落下しないように調整される。
A restricting
現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ２５が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ３０の回転によりバッファ室２６のトナーが現像ローラ２５上に供給される。現像ローラ２５上に供給されたトナーＴは、ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ２５の回転に伴って除電ブレード２４により除電され、現像ローラとトナーの静電的な付着力を低減させた後、供給ローラ３０により現像ローラ２５から掻き取られ回収される。
In the developing
〈本発明に用いられる画像形成装置〉
次に、本発明に用いられる画像形成装置の一例として、フルカラー画像形成装置について説明する。
<Image Forming Apparatus Used in the Present Invention>
Next, a full color image forming apparatus will be described as an example of the image forming apparatus used in the present invention.
図８は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of a full-color image forming apparatus.
図８に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ１１１や、この感光体ドラム１０上に残留したトナーを掻き落すクリーナ１１２が設けられている。
In the full-color image forming apparatus shown in FIG. 8, a charging
また、帯電ブラシ１１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系２０は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
Further, a laser scanning
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようになっている。
In addition, the full-
また、このフルカラー現像装置３０における各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおいては、上記７に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体（現像ローラ）２５の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ２５によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラ２５によって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
Further, in each of the developing
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおける現像ローラ２５を感光体ドラム１０に接触させて、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。
Then, whenever the electrostatic latent image of each color is formed on the
また、このフルカラー現像装置３０より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられており、この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
Further, an endless
更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
Further, a cleaner 50 that scrapes off the toner remaining on the
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト４０上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト４０と上記の２次転写ローラ４３との間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。
Further, the paper feeding means 60 that guides the recording material S such as plain paper to the
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出されるようになっている。
On the other hand, the recording material S on which the toner image is pressed and transferred as described above is guided to the fixing
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。 Next, the operation of forming a full color image using this full color image forming apparatus will be specifically described.
まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１によって所定の電位に帯電させる。
First, the
そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系２０によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像器３１Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。
The
このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３０を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系２０により帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行って、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
After the yellow toner image is transferred to the
そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送り、２次転写ローラ４３により記録材Ｓを中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に２次転写させる。
When the final black toner image is primarily transferred onto the
そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に２次転写されると、この記録材Ｓを上記の搬送手段６６により定着装置７０に導き、この定着装置７０によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に定着させ、その後、この記録材Ｓを垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出させるようになっている。
When the full-color toner image is secondarily transferred onto the recording material S in this way, the recording material S is guided to the fixing
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the embodiments of the present invention are not limited to these examples.
〈現像ローラの作製〉
《導電性シャフトの準備》
現像ローラの軸体として、ＳＵＳ３０３の中空筒状の導電性シャフトを準備した。これを「シャフト１」とする。
<Production of developing roller>
<< Preparation of conductive shaft >>
A hollow cylindrical conductive shaft of SUS303 was prepared as a shaft body of the developing roller. This is referred to as “
《粗さ付与粒子の作製》
（粗さ付与粒子１の作製）
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が２５μｍ（比重１．１０）の球状「ポリスチレン樹脂粒子１」１０質量部、シランカップリング剤「ヘキサメチルジシラザン」３０質量部、メタノール１００質量部を撹拌分散して分散液を作製し、この分散液を５０℃の温度で、１日間放置した後、固液分離、乾燥して架橋アクリル樹脂粒子の表面をヘキサメチルジシラザンで処理した「粗さ付与粒子１」を作製した。
<< Production of roughness imparting particles >>
(Preparation of roughness imparting particles 1)
10 parts by mass of spherical “
（粗さ付与粒子２の作製）
粗さ付与粒子１の作製で用いた「ポリスチレン樹脂粒子１」を、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が５．０μｍ（比重１．０２）の球状「ナイロン樹脂粒子２」に変更した以外は同様にして「粗さ付与粒子２」を作製した。
(Preparation of roughness imparting particles 2)
The “
（粗さ付与粒子３の作製）
粗さ付与粒子１の作製で用いた「ポリスチレン樹脂粒子１」を、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が２０μｍ（比重１．２０）の球状「架橋アクリル樹脂粒子３」に変更した以外は同様にして「粗さ付与粒子３」を作製した。
(Preparation of roughness imparting particles 3)
The same except that “
（粗さ付与粒子４の作製）
粗さ付与粒子１の作製で用いた「ポリスチレン樹脂粒子１」を、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が５．０μｍ（比重０．７８）の中空型球状「架橋アクリル樹脂粒子４」に変更した以外は同様にして「粗さ付与粒子４」を作製した。
(Preparation of roughness imparting particles 4)
The “
（粗さ付与粒子５の作製）
粗さ付与粒子１の作製で用いた「ポリスチレン樹脂粒子１」を、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が１０μｍ（比重０．８０）の中空型球状「架橋アクリル樹脂粒子５」に変更した以外は同様にして「粗さ付与粒子５」を作製した。
(Preparation of roughness imparting particles 5)
The “
（粗さ付与粒子６の作製）
「架橋アクリル樹脂粒子３」を、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が２０μｍ（比重４．６０）の球状「酸化チタン粒子」１０質量部、シランカップリング剤「ジメチルジメトキシシラン」３０質量部、メタノール１００質量部を撹拌分散して分散液を作製し、この分散液を５０℃の温度で、１日間放置した後、固液分離、乾燥して粗さ付与粒子の表面をシランカップリング剤で処理した「粗さ付与粒子６」を作製した。
(Preparation of roughness imparting particles 6)
“Crosslinked
（粗さ付与粒子７の作製）
「架橋アクリル樹脂粒子３」を、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が２０μｍ（比重４．１０）の球状「酸化チタン粒子」１０質量部、シランカップリング剤「ジメチルジエトキシシラン」３０質量部、メタノール１００質量部を撹拌分散して分散液を作製し、この分散液を５０℃の温度で、１日間放置した後、固液分離、乾燥して粗さ付与粒子の表面をシランカップリング剤で処理した「粗さ付与粒子７」を作製した。
(Preparation of roughness imparting particles 7)
“Crosslinked
《現像ローラ１の作製》
（下層形成）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性エラストマーであるウレタン樹脂「ニッポラン５１９９」（日本ポリウレタン社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート０．００１質量部と、「粗さ付与粒子１」２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、下層形成用塗布液を調製した。これを「下層形成用塗布液１」とする。
<< Preparation of developing
(Lower layer formation)
Carbon black “Ketjen Black EC300J” (manufactured by Lion) 20 parts by mass of trimethyl triethyl ketone in a solution obtained by dissolving 100 parts by mass of urethane resin “Nipporan 5199” (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), which is a thermoplastic elastomer, in 500 parts by mass of methyl ethyl ketone. 0.001 part by mass of octadecylammonium perchlorate and 20 parts by mass of “roughness-imparting
尚、「粗さ付与粒子１」を除いた上記下層形成用塗布液の比重を測定したところ、１．３０であった。
The specific gravity of the lower layer forming coating solution excluding “
「下層層形成用塗布液１」を「シャフト１」の外周面に図４に示す等速度カム方式ダイヤフラムポンプを用いて送液する塗布装置を用いて塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が１０μｍの「下層１」を形成した。
“Underlayer forming
（上層の形成）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性エラストマーであるウレタン樹脂「ニッポラン５１９９」（日本ポリウレタン社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート０．００１質量部をサンドミルを用いて２時間分散させ、上層形成用塗布液を調製した。これを「上層形成用塗布液１」とする。
(Formation of upper layer)
Carbon black “Ketjen Black EC300J” (manufactured by Lion) 20 parts by mass of trimethyl triethyl ketone in a solution obtained by dissolving 100 parts by mass of urethane resin “Nipporan 5199” (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), which is a thermoplastic elastomer, in 500 parts by mass of methyl ethyl ketone. 0.001 part by mass of octadecyl ammonium perchlorate was dispersed using a sand mill for 2 hours to prepare a coating solution for forming an upper layer. This is designated as “upper layer forming
「上層層形成用塗布液１」を「下層１」の外周面に上記の下層同様に塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が５μｍの「上層１」を形成し、「現像ローラ１」を作製した。
After coating “upper layer forming
《現像ローラ２》
現像ローラ１の作製において、「粗さ付与粒子１」を「粗さ付与粒子２」に変更した以外は同様にして「現像ローラ２」を作製した。
<Developing
“Developing
《現像ローラ３》
現像ローラ１の作製において、「粗さ付与粒子１」を「粗さ付与粒子３」に変更した以外は同様にして「現像ローラ３」を作製した。
<Developing
The “developing
《現像ローラ４》
現像ローラ１の作製において、「粗さ付与粒子１」を「粗さ付与粒子４」に変更した以外は同様にして「現像ローラ４」を作製した。
<Developing
The “developing
《現像ローラ５》
現像ローラ１の作製において、「粗さ付与粒子１」を「粗さ付与粒子５」に変更した以外は同様にして「現像ローラ５」を作製した。
<Developing
“Developing
《現像ローラ６》
現像ローラ１の作製において、「粗さ付与粒子１」を「粗さ付与粒子６」に変更した以外は同様にして「現像ローラ６」を作製した。
<Developing
“Developing
《現像ローラ７》
現像ローラ１の作製において、「粗さ付与粒子１」を「粗さ付与粒子７」に変更した以外は同様にして「現像ローラ７」を作製した。
<Developing roller 7>
“Developing roller 7” was prepared in the same manner except that “roughness-imparting
《現像ローラ８》
現像ローラ１の作製において、「粗さ付与粒子１」を「粗さ付与粒子３」に変更し、その表面処理は行わなかった以外は同様にして「現像ローラ８」を作製した。
<Developing roller 8>
In the production of the developing
《現像ローラ９》
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性エラストマーであるウレタン樹脂「ニッポラン５１９９」（日本ポリウレタン社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート０．００１質量部と、「粗さ付与粒子１」２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、被覆層用塗布液を調製した。これを「被覆層用塗布液」とする。
<Developing roller 9>
Carbon black “Ketjen Black EC300J” (manufactured by Lion) 20 parts by mass of trimethyl triethyl ketone in a solution obtained by dissolving 100 parts by mass of urethane resin “Nipporan 5199” (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), which is a thermoplastic elastomer, in 500 parts by mass of methyl ethyl ketone. 0.001 part by mass of octadecylammonium perchlorate and 20 parts by mass of “roughness-imparting
上記「被覆層用塗布液」を「シャフト１」の外周面に等速度カム方式ダイヤフラムポンプを用いて送液する塗布装置を用いて塗布し、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が１８μｍの「単層被覆層」を形成し、「現像ローラ９」を作製した。
The above “coating layer coating solution” is applied to the outer peripheral surface of “
《現像ローラ１０》
現像ローラ３と同様に作製したが、樹脂層のみの上層の塗布は通常のロータリーポンプを用いたスプレードライ方式の塗布装置を用いて作製し、「現像ローラ１０」とした。
<Developing
Although it was produced in the same manner as the developing
《現像ローラ１１》比較
現像ローラ１の作製において、塗布装置を等速度カム方式ダイヤフラムポンプに換えてギヤポンプを用いて送液する塗布装置を用いた以外は、現像ローラ１と同様にして作製し、「現像ローラ１１」とした。
<< Developing
《現像ローラ１２》比較
現像ローラ３の作製において、塗布装置を等速度カム方式ダイヤフラムポンプに換えてギヤポンプを用いて送液する塗布装置を用いた以外は、現像ローラ３と同様にして作製し、「現像ローラ１２」とした。
<Developing
《現像ローラ１３》比較
現像ローラ１の作製において、塗布装置を等速度カム方式ダイヤフラムポンプに換えてロータリーポンプを用いて送液する塗布装置を用いた以外は、現像ローラ１と同様にして作製し、「現像ローラ１３」とした。
<< Developing
《現像ローラ１４》比較
現像ローラ３の作製において、塗布装置を等速度カム方式ダイヤフラムポンプに換えてロータリーポンプを用いて送液する塗布装置を用いた以外は、現像ローラ３と同様にして作製し、「現像ローラ１４」とした。
<< Developing
表２に、現像ローラの作製条件、用いた粗さ付与粒子を示す。 Table 2 shows the production conditions of the developing roller and the roughness imparting particles used.
尚、粗さ付与粒子の粒径Ｄ50はトナーの項で記したと同様な方法で測定して得られた値である。 The particle diameter D 50 of the roughness imparting particles is a value obtained by measurement by the same method as described in the section of toner.
〈評価〉
図４に示す塗布装置において、等速カム方式ダイヤフラムポンプ等の循環ポンプを稼働させて、塗布液を循環し、１時間ポンプ循環後、７２時間ポンプ循環後、４８０時間ポンプ循環後に作製した現像ローラを用いて以下の評価を行った。
<Evaluation>
In the coating apparatus shown in FIG. 4, a developing roller manufactured by operating a circulating pump such as a constant speed cam type diaphragm pump to circulate the coating liquid, circulate for 1 hour, circulate for 72 hours, circulate for 480 hours The following evaluation was performed using
現像ローラの評価は、カラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬ」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に上記で作製した現像ローラを順次装着し、高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）環境と低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）環境で、各２５０００枚、合計５０００枚プリントして行った。 Evaluation of the developing roller was carried out by sequentially mounting the developing roller produced above on a color laser printer “Magicor 2300DL” (manufactured by Konica Minolta Business Technologies), high temperature and high humidity (30 ° C., 80% RH) environment, low temperature and low humidity (10 ° C. , 20% RH), printing was performed with 25,000 sheets each, a total of 5000 sheets.
現像ローラ初期の性能評価は、画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１０枚プリントし、そのトナー画像品質（画像濃度）で評価した。 Initial performance evaluation of the developing roller was performed by printing 10 A4 size originals with a pixel rate of 20% (full color mode of 5% for each color of yellow, magenta, cyan, and black), and evaluating the toner image quality (image density). .
その後、画像率２％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）の原稿を用いて５０００枚プリントを行った。 Thereafter, 5000 sheets were printed using a document having an image rate of 2% (full color mode of 5% for each color of yellow, magenta, cyan, and black).
５０００枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１０枚プリントし、そのトナー画像品質（画像濃度）と、トナーこぼれで評価した。
The performance evaluation after printing 5000 sheets was done by printing 10 A4 size originals with the
《画像濃度》
画像濃度は、初期と５０００枚プリント後のべた黒画像部の濃度を反射濃度計「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）を用いて１２点測定し、その各々の画像濃度を評価した。
<Image density>
The image density was measured at 12 points using a reflection densitometer “RD-918” (manufactured by Macbeth) for the density of the solid black image portion after the initial printing and 5000 sheets printing, and the image density of each was evaluated.
◎：画像濃度が、１．４０以上で良好
○：画像濃度が、１．２以上で実用上問題ないレベル
×：画像濃度が、１．２０未満で実用上問題となるレベル
《トナーこぼれ（零れ）》
５０００枚プリント修了後、現像装置周辺を目視観察し、現像装置周辺のトナーこぼれ状態を目視で観察し評価した。
A: Good when the image density is 1.40 or more B: Practical problem when the image density is 1.2 or more X: Level that causes a practical problem when the image density is less than 1.20 ) >>
After completion of printing 5000 sheets, the periphery of the developing device was visually observed, and the state of toner spilling around the developing device was visually observed and evaluated.
◎：トナーこぼれが、観察されず良好
○：トナーこぼれが、若干観察されるが実用上問題ないレベル
×：トナーこぼれが、明らかに観察され、機内汚れとなり実用上問題となるレベル。
A: Toner spillage is not observed and is good. B: Toner spillage is observed slightly, but there is no problem in practical use. X: Toner spillage is clearly observed and becomes a stain in the machine and causes a practical problem.
表２に、評価結果を示す。 Table 2 shows the evaluation results.
表面粗さは、前記した方法により測定した。 The surface roughness was measured by the method described above.
表３の評価結果から、実施例１〜５、実施例７、実施例９、実施例１０の「現像ローラ１〜５、現像ローラ７、現像ローラ９及び現像ローラ１０」は全てで良好な結果が得られ、本発明の効果を発現することが確認された。一方、比較例１〜４の「現像ローラ１１〜１４」は、満足な結果が得られず、本発明の効果を発現しないことが確認された。
From the evaluation results of Table 3, all of “Developing
１ 塗布槽
２ 塗布液
３ 循環タンク
４ 塗布液撹拌モーター
５ 等速カム方式ダイヤフラムポンプ
６ 送液パイプ
１０ 導電性シャフト（基体）
１１ 高精度等速度カム
１２ 保護ダイヤフラム
１３ ダイヤフラム
１４ ポンプヘッド
２０ 被覆層
２１ 下層
２２ 上層
２３ 粗さ付与粒子
２５ 現像ローラ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記被覆層塗布液は、シランカップリング剤で表面処理されている粗さ付与粒子を含有し、前記粗さ付与粒子の比重をＡ、粗さ付与粒子を除いた被覆層塗布液の比重をＢとするとき、ＡとＢの比重比（Ａ／Ｂ）が下記式で表され、
等速度カム方式ダイヤフラムポンプを用いて送液する塗布装置で塗布することを特徴とする電子写真用現像ローラの製造方法。
０．５＜Ａ／Ｂ＜３．２ In the method for producing an electrophotographic developing roller in which a coating layer coating solution is applied onto a substrate,
The coating layer coating solution contains roughness-imparting particles that have been surface-treated with a silane coupling agent, the specific gravity of the roughness-imparting particles is A, and the specific gravity of the coating layer coating solution excluding the roughness-imparting particles is B. When the specific gravity ratio (A / B) of A and B is represented by the following formula,
A method for producing an electrophotographic developing roller , wherein coating is performed by a coating apparatus that feeds liquid using a constant speed cam type diaphragm pump.
0.5 <A / B <3.2
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