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JP2005316206A - Developing roller and process cartridge - Google Patents

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JP2005316206A
JP2005316206A JP2004134774A JP2004134774A JP2005316206A JP 2005316206 A JP2005316206 A JP 2005316206A JP 2004134774 A JP2004134774 A JP 2004134774A JP 2004134774 A JP2004134774 A JP 2004134774A JP 2005316206 A JP2005316206 A JP 2005316206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developing roller
elastic layer
resin layer
layer
resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004134774A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Suzuki
昭洋 鈴木
Keitaro Yamaguchi
圭太郎 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Chemicals Inc
Original Assignee
Canon Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Chemicals Inc filed Critical Canon Chemicals Inc
Priority to JP2004134774A priority Critical patent/JP2005316206A/en
Publication of JP2005316206A publication Critical patent/JP2005316206A/en
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing roller capable of forming an excellent image by preventing the peeling of a resin layer caused by drop shock at the time of physical distribution and toner filming from occurring between a developing blade and the developing roller, and a process cartridge equipped with the developing roller. <P>SOLUTION: The developing roller has at least one elastic layer on the outer peripheral surface of a core bar and at least one resin layer on the outer peripheral surface of the elastic layer. The elastic layer is composed of a conductive elastic body principally composed of silicone rubber, and the resin layer is formed by irradiating the elastic layer with excimer light (center wavelength is 172nm and half value width is ≤20nm) of integral light quantity 50 to 300mJ/cm<SP>2</SP>and applying coating liquid to it after 1×10<SP>-3</SP>to 1×10<SP>2</SP>hours and drying and hardening it. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真装置で用いられる現像剤を担持する現像ローラおよび該現像ローラを具備したプロセスカートリッジに関する。   The present invention relates to a developing roller for carrying a developer used in an electrophotographic apparatus, and a process cartridge including the developing roller.

非磁性一成分現像剤を用い、その非磁性一成分現像剤を現像剤担持体上に担持して像担持体に接触させ、現像剤を現像剤担持体から像担持体表面に転移させて、像担持体上の静電潜像を現像する接触現像法がある。この接触現像法は、現像剤に磁性材料を使うことなく、カラー化が容易である。   Using a non-magnetic one-component developer, the non-magnetic one-component developer is supported on the developer carrier and brought into contact with the image carrier, the developer is transferred from the developer carrier to the surface of the image carrier, There is a contact development method for developing an electrostatic latent image on an image carrier. This contact development method is easy to colorize without using a magnetic material as a developer.

図3は、非磁性一成分現像剤を用いる接触現像方式の画像形成装置の一例を説明するための図である。非磁性一成分現像剤を用いる接触現像方式は、電子写真の現像プロセスの一つであり、その現像剤(トナーと表すことがある)28は、現像容器34内を攪拌ローラにより循環されるようになっている。供給ローラ26、現像ローラ25は、軸芯体(芯金と表すことがある)が導電体で、その外周を絶縁体あるいは中抵抗の物質で被膜され構成されている。供給ローラ26、現像ローラ25には、それぞれバイアス電圧が印加され、トナー28は供給ローラ26に電気力で担持、搬送され、次に、供給ローラ26と現像ローラ25の接触回転により帯電される。電位ポテンシャルを持たせることにより、供給ローラ26から現像ローラ25へ搬送される。この現像ローラ25に保持されたトナー28は現像ローラ25と現像ブレード27との摩擦接触により、帯電状態がより顕著になる。そして、現像ローラ25上の帯電されたトナーは像担持体(感光ドラムと表すことがある)21上の電位が保持された部分に移り、像担持体の電位がアースされ電位が保持されていない部分にはトナーが移らず、結果的に画像を得ることになる。   FIG. 3 is a diagram for explaining an example of an image forming apparatus of a contact development type using a nonmagnetic one-component developer. The contact development method using a non-magnetic one-component developer is one of the electrophotographic development processes, and the developer (sometimes referred to as toner) 28 is circulated in the developing container 34 by a stirring roller. It has become. The supply roller 26 and the developing roller 25 are configured such that a shaft core body (sometimes referred to as a core metal) is a conductor, and the outer periphery thereof is coated with an insulator or a medium resistance substance. A bias voltage is applied to each of the supply roller 26 and the developing roller 25, and the toner 28 is carried and transported to the supply roller 26 by an electric force, and then charged by contact rotation between the supply roller 26 and the developing roller 25. By having a potential potential, the toner is conveyed from the supply roller 26 to the developing roller 25. The toner 28 held on the developing roller 25 is more markedly charged due to frictional contact between the developing roller 25 and the developing blade 27. Then, the charged toner on the developing roller 25 moves to a portion where the potential on the image carrier (sometimes referred to as a photosensitive drum) 21 is held, and the potential of the image carrier is grounded and the potential is not held. The toner does not move to the portion, and as a result, an image is obtained.

このような接触現像法に用いられる現像ローラとしては、金属の軸芯体(芯金)の周囲に導電性の弾性層を設け、その外側に表面性を付与するために各種の樹脂溶液を塗布して樹脂層を設けたローラ形状のものが用いられる。導電性の弾性層にシリコーンゴムを用いた場合、導電性の弾性層と樹脂層を直接強固に接着することは難しく、予めシリコーンゴム表面を改質し、樹脂溶液が塗布される。その改質方法としてエキシマ光を照射することが開示されている(例えば、特許文献1)。   As a developing roller used in such a contact development method, a conductive elastic layer is provided around a metal shaft core (core metal), and various resin solutions are applied to impart surface properties to the outside. Then, a roller-shaped one provided with a resin layer is used. When silicone rubber is used for the conductive elastic layer, it is difficult to directly and firmly bond the conductive elastic layer and the resin layer, and the silicone rubber surface is modified in advance and the resin solution is applied. Irradiation with excimer light is disclosed as a modification method (for example, Patent Document 1).

また、電子写真装置で用いられるプロセスカートリッジの組み立て工程において、通常、現像ローラと現像ブレードとの間に、潤滑の目的で少量のトナーが塗布される。これにより、プロセスカートリッジがユーザーの元に届いて、実際に使用される時には、トナーは初期状態から良好な摩擦接触が可能となり、適正な帯電状態となる。しかしながら、プロセスカートリッジがユーザーの元に届けられるまでに、様々な環境条件下にある物流経路を経る際に、振動や落下の影響を受け、樹脂層の剥がれや、現像ローラと現像ブレードとの間に潤滑の目的で塗布した少量のトナーが、現像ローラと現像ブレードの間で、現像ローラの軸方向に局所的なフィルミングを生じ、これによりスジ画像が発生するという問題があった。
特開2003−202748号公報
In the process of assembling a process cartridge used in an electrophotographic apparatus, a small amount of toner is usually applied between a developing roller and a developing blade for the purpose of lubrication. Thus, when the process cartridge reaches the user and is actually used, the toner can be in a good frictional contact from the initial state, and is in an appropriate charged state. However, before the process cartridge is delivered to the user, it is affected by vibrations and drops when passing through a physical distribution route under various environmental conditions, and the resin layer is peeled off or between the developing roller and the developing blade. In addition, a small amount of toner applied for the purpose of lubrication causes local filming in the axial direction of the developing roller between the developing roller and the developing blade, which causes a streak image.
JP 2003-202748 A

本発明の目的は、非磁性一成分現像剤を用いる接触現像装置における現像ローラにおいて、物流時の振動や落下の衝撃による樹脂層の剥がれや現像ブレードとの間で生じるトナーのフィリミングの発生を防止した、良好な画像を形成する現像ローラおよびこの現像ローラを具備したプロセスカートリッジを提供することにある。   The object of the present invention is to prevent the occurrence of toner filming between the developing roller and the developing blade in the developing roller in the contact developing device using a non-magnetic one-component developer due to vibration during distribution or impact of dropping. Another object of the present invention is to provide a developing roller for forming a good image and a process cartridge having the developing roller.

上記課題を達成した本発明の現像ローラは、芯金の外周面に少なくとも1層の弾性層と、該弾性層の外周面に少なくとも1層の樹脂層を有する現像ローラであって、該弾性層が、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層であり、該樹脂層が、該弾性層にエキシマ光(中心波長172nm、半値幅20nm以下)を積算光量50〜300mJ/cm2で照射し、1×10-3〜1×102時間後に塗工液を塗布し乾燥硬化して形成したものであることを特徴とする。 The developing roller of the present invention that achieves the above object is a developing roller having at least one elastic layer on the outer peripheral surface of a core metal and at least one resin layer on the outer peripheral surface of the elastic layer, the elastic layer There is an elastic layer made of a conductive elastic material mainly composed of silicone rubber, the resin layer is integrated excimer light (center wavelength 172 nm, half-width 20nm or less) to the elastic layer amount 50 to 300 mJ / cm 2 in irradiated, it is characterized in that which was formed by applying and drying and curing the coating solution after 1 × 10 -3 ~1 × 10 2 hours.

さらに、上記本発明は、前記弾性層の層厚を、0.5〜6.0mmとすることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the elastic layer has a thickness of 0.5 to 6.0 mm.

さらに、上記本発明は、前記樹脂層が、ウレタン樹脂を主成分とする樹脂層であることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, the resin layer is preferably a resin layer mainly composed of a urethane resin.

さらに、上記本発明は、前記樹脂層の層厚を、0.1〜100μmとすることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, the thickness of the resin layer is preferably 0.1 to 100 μm.

また、上記課題を達成した本発明によるプロセスカートリッジは、潜像を担持する潜像担持体に対向して当接または圧接した状態で現像剤を担持する現像ローラを備え、該現像ローラが該潜像担持体に現像剤を付与することにより潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジにおいて、該現像ローラが、上記本発明の現像ローラであることを特徴とする。   In addition, a process cartridge according to the present invention that has achieved the above-described problems includes a developing roller that carries a developer in a state of being in contact with or pressed against a latent image carrier that bears a latent image, and the developing roller includes the latent roller. In a process cartridge that visualizes a latent image as a developer image by applying a developer to an image carrier, the developing roller is the developing roller of the present invention.

本発明の、芯金の外周面に少なくとも1層のシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層と、この弾性層の外周面に、エキシマ光(中心波長172nm、半値幅20nm以下)を積算光量50〜300mJ/cm2で照射し、1×10-3〜1×102時間後に塗工液を塗布して乾燥硬化して形成した少なくとも1層の樹脂層を有する現像ローラおよびこの現像ローラを備えたプロセスカートリッジは、物流時の落下衝撃による樹脂層の剥がれ、および現像ブレードとの間で生じるトナーフィリミングの発生を防止し、良好な画像を形成することを可能とした。 An elastic layer made of a conductive elastic body mainly composed of at least one silicone rubber on the outer peripheral surface of the core metal of the present invention, and an excimer light (center wavelength 172 nm, half-value width 20 nm or less) on the outer peripheral surface of the elastic layer ) With a cumulative light quantity of 50 to 300 mJ / cm 2 , a developing roller having at least one resin layer formed by applying a coating liquid after 1 × 10 −3 to 1 × 10 2 hours and drying and curing; The process cartridge provided with the developing roller can prevent the peeling of the resin layer due to a drop impact during distribution and the occurrence of toner filming with the developing blade, and can form a good image.

以下に、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の現像ローラの実施形態の一例を図1および図2に基づいて説明する。本発明の現像ローラ10は、図1および図2に示すように、円柱状または中空円筒状の導電性を有する芯金11の外周面に1層の弾性層12と、この弾性層12の外周面に1層の樹脂層13を有する。図1および図2では、弾性層12および樹脂層13の各々を1層有する現像ローラを示したが、本発明の現像ローラは、弾性層12または樹脂層13が2層以上の層を有するものであってもよい。   An example of the embodiment of the developing roller of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the developing roller 10 of the present invention includes a single elastic layer 12 on the outer peripheral surface of a cylindrical or hollow cylindrical conductive metal core 11, and an outer periphery of the elastic layer 12. One resin layer 13 is provided on the surface. 1 and 2, the developing roller having one elastic layer 12 and one resin layer 13 is shown. However, the developing roller of the present invention has the elastic layer 12 or the resin layer 13 having two or more layers. It may be.

芯金11は、現像ローラの電極および支持部材として機能するものであり、例えばアルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂などの導電性の材質で構成される。芯金11の外径は通常4〜10mmの範囲にある。   The cored bar 11 functions as an electrode and a supporting member of the developing roller. For example, a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, stainless steel, etc., conductive metal such as iron plated with chromium, nickel, or synthetic resin. Constructed of sex material. The outer diameter of the cored bar 11 is usually in the range of 4 to 10 mm.

弾性層12は、現像ローラが適切なニップ幅ないしニップ圧でもって感光ドラム表面に押圧して感光ドラム表面にトナーを均一に供給できるよう、適切な硬度および電気抵抗値を有する。弾性層12は、ゴム材を用いて形成される。本発明における弾性層12は、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層であり、ゴム材としてシリコーンゴムを用いて形成される。   The elastic layer 12 has an appropriate hardness and electric resistance so that the developing roller can be pressed against the surface of the photosensitive drum with an appropriate nip width or nip pressure to uniformly supply toner to the surface of the photosensitive drum. The elastic layer 12 is formed using a rubber material. The elastic layer 12 in the present invention is an elastic layer made of a conductive elastic body mainly composed of silicone rubber, and is formed using silicone rubber as a rubber material.

シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリトリフルオロプロピルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、これらポリシロキサンの共重合体等が挙げられる。これらのシリコーンゴムの平均重合度は、3000〜15000の範囲にあることが好ましい。中でも、弾性層12には、適度に低高度であり十分な変形回復力を持たせることが重要であり、そのための弾性層12としてはシリコーンゴム、特に形状安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの理由から、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いて形成することが好ましい。   Examples of the silicone rubber include polydimethylsiloxane, polymethyltrifluoropropylsiloxane, polymethylvinylsiloxane, polytrifluoropropylvinylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polyphenylvinylsiloxane, and copolymers of these polysiloxanes. The average degree of polymerization of these silicone rubbers is preferably in the range of 3000 to 15000. Among them, it is important that the elastic layer 12 has a moderately low altitude and sufficient deformation recovery force. As the elastic layer 12 for that purpose, silicone rubber, particularly shape stability is high, and the reaction side during the curing reaction is important. For the reason that no product is generated, it is preferable to use an addition reaction cross-linkable liquid silicone rubber.

付加反応架橋型液状シリコーンゴムは、例えば式1で表されるオルガノポリシロキサンおよび式2で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。   The addition reaction crosslinking liquid silicone rubber is a composition containing, for example, an organopolysiloxane represented by Formula 1 and an organohydrogenpolysiloxane represented by Formula 2, and further containing a catalyst and other additives as appropriate.

Figure 2005316206
Figure 2005316206

Figure 2005316206
Figure 2005316206

(式1および式2において、X、YおよびZは正の整数を表す。)
オルガノポリシロキサンは付加反応架橋型液状シリコーンゴムのベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが10万以上100万以下程度が好ましく、平均分子量はおよそ50万程度が好ましい。上記オルガノポリシロキサンのアルケニル基は、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位であり、その種類は特に限定されないが、活性水素との反応が高い等の理由から、ビニル基、アリル基が好ましく、ビニル基がより好ましい。
(In Formula 1 and Formula 2, X, Y, and Z represent a positive integer.)
Organopolysiloxane is a base polymer of addition reaction crosslinking type liquid silicone rubber, and the molecular weight thereof is not particularly limited, but is preferably about 100,000 to 1,000,000, and the average molecular weight is preferably about 500,000. The alkenyl group of the organopolysiloxane is a site that reacts with the active hydrogen of the organohydrogenpolysiloxane to form a cross-linking point, and the type thereof is not particularly limited. A vinyl group and an allyl group are preferable, and a vinyl group is more preferable.

オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は2個以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、一分子中に3個以上のケイ素原子結合水素原子を有するものが好ましい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子量は特に特に制限がなく、例えば、分子量が1000から10000までのものが含有される。硬化反応を適切に行わせるためには、比較的低分子量のポリマー、すなわち、分子量が1000以上5000以下のポリマーが好ましい。   Organohydrogenpolysiloxane functions as a crosslinking agent for addition reaction in the curing process, and the number of silicon atom-bonded hydrogen atoms in one molecule is 2 or more. Those having 3 or more silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule are preferred. The molecular weight of the organohydrogenpolysiloxane is not particularly limited, and examples thereof include those having a molecular weight of 1000 to 10,000. In order to appropriately perform the curing reaction, a polymer having a relatively low molecular weight, that is, a polymer having a molecular weight of 1000 or more and 5000 or less is preferable.

付加反応架橋型液状シリコーンゴムは、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの架橋触媒として、例えば、塩化白金酸六水和物を含むことができる。また、架橋触媒として、ヒドロシリル化反応において触媒作用を示す遷移金属化合物も使用することができる。その具体例としては、Fe(CO)5、Co(CO)8、RuCl3、IrCl3、[(オレフィン)PtCl22、ビニル基含有ポリシロキサン-Pt錯体、H2PtCl6・6H2O、L3RhCl3、L2Ni(オレフィン)、L4Pd、L4Pt、L2NiCl2(ただし、L=PPh3もしくはPR'3、ここでPhはフェニル基、R'はアルキル基を示す)を挙げることができる。中でも、白金、パラジウム、ロジウム系遷移金属化合物触媒が好ましい。 The addition reaction crosslinking liquid silicone rubber can contain, for example, chloroplatinic acid hexahydrate as a crosslinking catalyst for the organohydrogenpolysiloxane. Moreover, the transition metal compound which shows a catalytic action in hydrosilylation reaction can also be used as a crosslinking catalyst. Specific examples thereof include Fe (CO) 5 , Co (CO) 8 , RuCl 3 , IrCl 3 , [(olefin) PtCl 2 ] 2 , vinyl group-containing polysiloxane-Pt complex, H 2 PtCl 6 · 6H 2 O , L 3 RhCl 3 , L 2 Ni (olefin), L 4 Pd, L 4 Pt, L 2 NiCl 2 (where L = PPh 3 or PR ' 3 , where Ph is a phenyl group, R' is an alkyl group Show). Of these, platinum, palladium, and rhodium-based transition metal compound catalysts are preferable.

上記の触媒の配合量は、白金系金属化合物触媒の場合、付加反応架橋型液状シリコーンゴム(各種配合物を含む)中、白金として1質量ppm以上100質量ppm以下が好ましいが、この範囲に限定されることなく、目標とする使用時間、硬化時間、製品形状により適宜決定される。   In the case of a platinum-based metal compound catalyst, the blending amount of the above catalyst is preferably 1 ppm by mass to 100 ppm by mass as platinum in the addition reaction crosslinking liquid silicone rubber (including various compounds), but is limited to this range. Without being done, it is appropriately determined depending on the target use time, curing time, and product shape.

ゴム材は、導電剤を必須成分とし、非導電性充填剤、架橋剤等の各種添加剤が適宜配合される。   The rubber material contains a conductive agent as an essential component, and various additives such as a non-conductive filler and a crosslinking agent are appropriately blended.

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。このうち、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。   Conductive agents include various conductive metals or alloys such as carbon black, graphite, aluminum, copper, tin, stainless steel, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, titanium oxide, tin oxide antimony monoxide solid solution, tin oxide monoxide Various conductive metal oxides such as indium 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.

これらの導電剤をゴム材に分散する手段として、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー等を適宜利用することができる。   As means for dispersing these conductive agents in the rubber material, a roll kneader, a Banbury mixer, a ball mill, a sand grinder, a paint shaker, or the like can be used as appropriate.

非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム等が挙げられる。   Non-conductive fillers include diatomaceous earth, quartz powder, dry silica, wet silica, titanium oxide, zinc oxide, aluminosilicate, calcium carbonate and the like.

また、架橋剤としては、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、P−クロロベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。   Further, as a crosslinking agent, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, dicumyl peroxide, t-butylperoxybenzoate, P-chloro Examples thereof include benzoyl peroxide.

弾性層12の体積固有抵抗値は、100Vの直流電圧印加時で103〜1010Ω・cmの範囲にあることが好ましい。例えば、導電剤としてカーボンブラックを用いる場合は、ゴム材に対して5〜100質量部配合される。 The volume resistivity value of the elastic layer 12 is preferably in the range of 10 3 to 10 10 Ω · cm when a DC voltage of 100 V is applied. For example, when carbon black is used as the conductive agent, 5 to 100 parts by mass is blended with respect to the rubber material.

また、弾性層の厚さは0.5〜6.0mmの範囲にあればよく、1.0〜5.0mmの範囲にあることが好ましい。弾性層の厚さを、0.5mm以上とすると、容易に均一なニップを確保することが可能である。一方、厚さを6.0mm以下とすると、ゴム材の使用量を低減できコストを削減でき好ましい。   Moreover, the thickness of an elastic layer should just exist in the range of 0.5-6.0 mm, and it is preferable that it exists in the range of 1.0-5.0 mm. If the thickness of the elastic layer is 0.5 mm or more, a uniform nip can be easily secured. On the other hand, a thickness of 6.0 mm or less is preferable because the amount of rubber material used can be reduced and costs can be reduced.

このような弾性層は公知の方法、例えば、付加反応架橋型液状シリコーンゴム等のゴム材を成形型に注入して加硫硬化する方法、押し出し成形後に加硫硬化する方法、射出成形後に加硫硬化する方法等で形成すればよい。なお、加硫硬化は公知の方法にしたがって行えばよく、加硫硬化条件は、用いるゴム材等に応じ、適宜定めればよい。   Such an elastic layer is formed by a known method, for example, a method in which a rubber material such as addition reaction cross-linkable liquid silicone rubber is injected into a mold and vulcanized and cured, a method in which vulcanized and cured after extrusion molding, or a vulcanization after injection molding. What is necessary is just to form by the method of hardening. The vulcanization and curing may be performed according to a known method, and the vulcanization and curing conditions may be appropriately determined according to the rubber material used.

樹脂層13の樹脂成分としては、特に限定されるものではないが、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から特にウレタン樹脂やポリアミド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。   The resin component of the resin layer 13 is not particularly limited, but urethane resin, polyamide resin, and the like are particularly preferably used from the viewpoints of self-film reinforcing property, toner chargeability, 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所謂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およ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。特に樹脂層13を低硬度化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. Diisocyanates (sometimes referred to as MDI), crude MDI, aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, and mixtures and modified products of these polyisocyanates, such as partially polyols 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 hardness of the resin layer 13.

また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物およ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。   The urethane resin may be prepared using a one-component or two-component urethane raw material containing a polyhydroxyl compound and a polyisocyanate, and an epoxy resin or a melamine resin may be used as a crosslinking agent as necessary. Also good.

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およ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 polyamide 6,6,6,6,10,6,12,11,12,12,12 and polyamides obtained from polycondensation between different types of polyamide monomers. Alcohol-soluble ones are preferred. For example, those obtained by adjusting the molecular weight of a polyamide terpolymer or quaternary copolymer, or those obtained by methoxymethylating polyamide 6 or polyamide 12 to make them soluble in alcohol or water.

ウレタン樹脂やポリアミド樹脂やウレア樹脂および他の変性樹脂の1種または2種以上を混合して用いることもでき、現像を行うシステムに応じて適宜選択して用いることにより、その現像システムに適したトナー帯電量を得ることができる。   One or more of urethane resin, polyamide resin, urea resin, and other modified resins can be mixed and used, and it is suitable for the development system by appropriately selecting depending on the development system. The toner charge amount can be obtained.

樹脂層13は、樹脂成分(樹脂層13を形成する際に反応して樹脂成分を生成するモノマー等の原料を含む)と、導電剤、非導電性充填剤、架橋剤、触媒、分散促進剤等の各種添加剤を適宜配合して得られる塗工液を弾性層12の外周面に塗布しこれを乾燥し、所望の場合にはこれを加熱し硬化させて形成することができる。   The resin layer 13 includes a resin component (including raw materials such as a monomer that reacts when forming the resin layer 13 to generate a resin component), a conductive agent, a non-conductive filler, a crosslinking agent, a catalyst, and a dispersion accelerator. A coating liquid obtained by appropriately blending various additives such as the above can be applied to the outer peripheral surface of the elastic layer 12 and dried, and if desired, it can be heated and cured to form.

樹脂層13を形成するための塗工液に配合することのできる弾性層に含有させることのできる導電剤、非導電性充填剤、架橋剤、触媒、分散促進剤等の各種添加剤としては、弾性層12に含有させることのできる各種添加剤として挙げたものと同様のものを用いることができる。   As various additives such as a conductive agent, a non-conductive filler, a cross-linking agent, a catalyst, and a dispersion accelerator that can be contained in an elastic layer that can be blended in a coating liquid for forming the resin layer 13, The thing similar to what was mentioned as various additives which can be contained in the elastic layer 12 can be used.

導電剤としては、カーボンブラックが一般的で、その種類には、特に制限はなく、SAF、ISAF、HAF、MAF、FEF、GPF、SRF、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5〜85質量部とするのが好ましく、より好ましくは10〜70質量部の範囲において、樹脂層13に要求される導電性および硬度に応じて適宜設定される。   Carbon black is generally used as the conductive agent, and there is no particular limitation on the type thereof. Various known carbon blacks such as SAF, ISAF, HAF, MAF, FEF, GPF, SRF, channel black, and furnace black are known. 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 85 parts by mass, more preferably 10 to 70 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 hardness required for the resin layer 13.

カーボンブラックの配合量を85質量部以下とすると、現像ローラの導電性および硬度が適切なものとなり、さらに、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。さらに、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 85 parts by mass or less, the conductivity and hardness of the developing roller become appropriate, and further, the uniformity of distribution in the resin layer is increased, so that the uniformity of conductivity is also improved. 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. Further, the added carbon black can be sufficiently percolated, and the conductivity can be stabilized.

樹脂層13を弾性層12の外周面に付与する手段としては、上記塗工液を弾性層12に塗布する方法が有効に採用される。この塗工液の樹脂成分濃度は特に制限はなく、必要とする層厚に応じ、適宜調整すればよいが、塗工液における各種添加剤の分散性や安定性から、樹脂成分濃度は10質量%以上であることが好ましい。塗工液を調製するために用いる溶剤は、上記樹脂成分を溶解することができるものであればいずれのものでもよく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。   As a means for applying the resin layer 13 to the outer peripheral surface of the elastic layer 12, a method of applying the coating liquid to the elastic layer 12 is effectively employed. The resin component concentration of this coating liquid is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the required layer thickness. However, the resin component concentration is 10 mass from the dispersibility and stability of various additives in the coating liquid. % Or more is preferable. The solvent used for preparing the coating liquid may be any solvent as long as it can dissolve the resin component. For example, lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexane , Toluene, xylene and the like are preferably used.

塗工液をシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層13に塗布する場合、その表面が塗工液に対し濡れ性が充分でなければならない。すなわち、濡れ性が悪いと形成される樹脂層13と弾性層12の界面接着力が弱く、樹脂層13が剥がれてしまい、事実上使い物にならない。したがって、弾性層13の濡れ性を改善する目的で、表面処理が行われる。特に溶剤にアルコールやケトンを使用する場合、弾性層13を親水性にし、その接着力を増加させることが好ましい。シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層13の表面を親水性にする方法は種々あるが、本発明においてはエキシマ光(中心波長が172nm、半値幅20nm以下)を弾性層に照射する方法を用いる。エキシマ光を発光するエキシマランプは、低コスト、メンテナンス性、長寿命、少エネルギー、小型装置等の利点を持っているからである。エキシマ光を照射することによって、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体層の表面の分子結合を切断し、側鎖にカルボキシル基や水酸基等の親水基を結合させることによって、表面を親水化することができる。   When the coating liquid is applied to the elastic layer 13 made of a conductive elastic body mainly composed of silicone rubber, the surface of the coating liquid must have sufficient wettability with respect to the coating liquid. That is, if the wettability is poor, the interfacial adhesive force between the formed resin layer 13 and the elastic layer 12 is weak, and the resin layer 13 is peeled off, which is practically useless. Therefore, surface treatment is performed for the purpose of improving the wettability of the elastic layer 13. In particular, when alcohol or ketone is used as the solvent, it is preferable to make the elastic layer 13 hydrophilic and increase its adhesive strength. There are various methods for making the surface of the elastic layer 13 made of a conductive elastic body mainly composed of silicone rubber hydrophilic. In the present invention, excimer light (center wavelength is 172 nm, half-value width 20 nm or less) is used as the elastic layer. Use the irradiation method. This is because an excimer lamp that emits excimer light has advantages such as low cost, maintainability, long life, low energy, and a small device. Irradiating excimer light breaks the molecular bonds on the surface of the conductive elastic layer mainly composed of silicone rubber, and hydrophilizes the surface by bonding hydrophilic groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups to the side chains. can do.

図4にエキシマ光照射装置の概略構成図を示す。エキシマランプを収納する容器内はエキシマ光が吸収されにくい窒素で置換され、エキシマ光は合成石英窓49より放射される。また、エキシマランプは冷却水により冷却される。エキシマ光は、芯金の外周面に弾性層を形成して調製したローラ(前駆体ローラと表すことがある)を回転させながら照射するのが好ましい。回転させながら照射することで、一様に均一にエキシマ光照射処理できるからである。回転速度は、弾性層が均一にエキシマ光照射処理される速度であれば、特に限定されないが、通常10〜50rpmとするのが好ましい。また、前駆体ローラの軸方向をエキシマランプの長手方向と並列に配置することが好ましく、これにより、均一にエキシマ光照射処理することができる。エキシマランプと前駆体ローラ表面の間隔(照射距離と表すことがある)は、1〜5mmとするのが好ましく、2〜3mmとするのがより好ましい。照射距離を1mm以上とすると装置的に制御するのが容易となり、5mm以下とするとエキシマ光の大気中での減衰を抑えることができ、これによりエキシマ光照射処理時間を短縮することができる。   FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of an excimer light irradiation apparatus. The inside of the container that stores the excimer lamp is replaced with nitrogen that is difficult to absorb excimer light, and the excimer light is emitted from the synthetic quartz window 49. The excimer lamp is cooled by cooling water. Excimer light is preferably irradiated while rotating a roller (which may be referred to as a precursor roller) prepared by forming an elastic layer on the outer peripheral surface of the cored bar. This is because excimer light irradiation treatment can be performed uniformly and uniformly by irradiating while rotating. The rotational speed is not particularly limited as long as it is a speed at which the elastic layer is uniformly irradiated with excimer light, but it is usually preferably 10 to 50 rpm. Moreover, it is preferable to arrange | position the axial direction of a precursor roller in parallel with the longitudinal direction of an excimer lamp, and, thereby, excimer light irradiation processing can be performed uniformly. The distance between the excimer lamp and the precursor roller surface (sometimes referred to as the irradiation distance) is preferably 1 to 5 mm, and more preferably 2 to 3 mm. When the irradiation distance is 1 mm or more, it is easy to control in an apparatus, and when it is 5 mm or less, the attenuation of the excimer light in the atmosphere can be suppressed, thereby shortening the excimer light irradiation processing time.

本発明における、エキシマ光(中心波長172nm、半値幅20nm以下)による照射処理は、50〜300mJ/cm2の積算光量の範囲で行われる。積算光量は、照射光強度と照射時間の積であり、照射光強度を測定し、適宜照射時間を設定することで、決定する。照射光強度および照射時間は、積算光量を上記の範囲とするものであれば、特に限定されないが、通常、照射時間を2〜180秒とするのが好ましく、10〜60秒とするのがより好ましい。また、照射光強度は、通常2〜6mW/cm2とするのが好ましく、3〜5mW/cm2とするのがより好ましい。 In the present invention, the irradiation treatment with excimer light (center wavelength: 172 nm, half-value width: 20 nm or less) is performed in the range of 50 to 300 mJ / cm 2 integrated light quantity. The integrated light amount is a product of the irradiation light intensity and the irradiation time, and is determined by measuring the irradiation light intensity and appropriately setting the irradiation time. The irradiation light intensity and the irradiation time are not particularly limited as long as the integrated light amount is within the above range, but usually the irradiation time is preferably 2 to 180 seconds, more preferably 10 to 60 seconds. preferable. The irradiation intensity is preferably a normal 2~6mW / cm 2, and more preferably, 3~5mW / cm 2.

積算光量を50mJ/cm2以上とすると、弾性層の表面が充分に親水化され塗工液に対する濡れ性が改善され、弾性層と樹脂層との密着力が大きくなり物流時の振動や落下衝撃により現像ローラの樹脂層が剥がれる問題を解決することができる。また積算光量を、300mJ/cm2以下とすることにより、弾性層の表面に発生するラジカルによるシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体の高分子化、高架橋化に起因する弾性層の高抵抗化を抑えることができる。これにより、現像ローラの軸方向に局所的なトナーフィルミングを生じるのを抑え、結果的に、スジ画像が発生するのを防止することができる。 When the integrated light quantity is 50 mJ / cm 2 or more, the surface of the elastic layer is sufficiently hydrophilic to improve the wettability to the coating liquid, the adhesion between the elastic layer and the resin layer is increased, and vibration and drop impact during distribution This can solve the problem that the resin layer of the developing roller is peeled off. Further, by setting the integrated light quantity to 300 mJ / cm 2 or less, high resistance of the elastic layer due to high molecularization and high cross-linking of the conductive elastic body mainly composed of silicone rubber by radicals generated on the surface of the elastic layer. Can be suppressed. As a result, local toner filming in the axial direction of the developing roller can be suppressed, and as a result, the occurrence of a streak image can be prevented.

エキシマ光(中心波長172nm、半値幅20nm以下)による照射処理を施した前駆体ローラの弾性層の外周面には、次に、樹脂層を形成するための塗工液を塗布する。本発明においては、エキシマ光による照射処理を終了し、弾性層の外周面の樹脂層を形成する全面に塗工液を塗布するまでの時間(移行時間と表すことがある)を1×10-3〜1×102時間とする。移行時間を、1×10-3時間以下とすると、親水化の効果が大きすぎて、表面にムラのある樹脂層が形成され、このためムラのある画像が発生する。また、移行時間を1×102時間以上とするとエキシマ光照射処理によって親水化した弾性層表面のラジカルが大気中の水分により失活し、弾性層と樹脂層との接着力が小さくなり、樹脂層が剥がれるといった問題が発生しやすくなる。 Next, a coating liquid for forming a resin layer is applied to the outer peripheral surface of the elastic layer of the precursor roller that has been irradiated with excimer light (center wavelength: 172 nm, half width: 20 nm or less). In the present invention, the time required to finish the irradiation process with excimer light and apply the coating liquid to the entire surface of the outer peripheral surface of the elastic layer (sometimes referred to as transition time) is 1 × 10 −. 3 to 1 × 10 2 hours. If the transition time is 1 × 10 −3 hours or less, the effect of hydrophilization is too great, and a resin layer with unevenness is formed on the surface, and thus an uneven image is generated. In addition, if the transition time is 1 × 10 2 hours or more, radicals on the surface of the elastic layer hydrophilized by the excimer light irradiation treatment are deactivated by moisture in the atmosphere, and the adhesive force between the elastic layer and the resin layer is reduced. Problems such as peeling of the layer are likely to occur.

すなわち、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層の外周面の樹脂層を形成すべき面に塗工液の塗布を終了した時から1×10-3〜1×102時間前にエキシマ光による光照射処理を終了することで、樹脂層が弾性層に充分に接着し、また現像ローラの表面に付着したトナーの電荷量の絶対値に等しく、かつ極性が反対の電荷が芯金から容易に移動でき、物流時の振動や落下衝撃時でも、樹脂層の剥がれ、現像ブレードとの間で生じるトナーフィルミングの発生を防止でき、良好な画像を得ることができる。 That is, 1 × 10 −3 to 1 × 10 2 hours from the end of application of the coating liquid to the surface on which the resin layer on the outer peripheral surface of the elastic layer made of a conductive elastic body mainly composed of silicone rubber is to be formed By ending the light irradiation treatment with excimer light before, the resin layer adheres sufficiently to the elastic layer, and the charge equal to the absolute value of the charge amount of the toner adhering to the surface of the developing roller is opposite to the opposite polarity. It can be easily moved from the metal core, and even during vibration or drop impact during physical distribution, the resin layer can be prevented from peeling off and toner filming with the developing blade can be prevented, and a good image can be obtained.

塗工液を弾性層の外周面に塗布する手法としては、上記塗工液を調製した後、ディッピング法、スプレー法、ロールコーター法などにより行うことができる。例えば、ディッピングによる方法においては、前記前駆体ローラをエキシマ光照射処理した後、上記塗工液に、通常、室温下で5秒〜3分、好ましくは10秒〜30秒浸漬し、これを引き上げ乾燥することにより樹脂層を形成することができる。なお、スプレー法を採用する場合、塗工液の樹脂成分濃度をディッピング法よりも高く設定することができ、例えば、30質量%以上の濃度に調整したものを使用することも可能である。いずれにおいても、所望の層厚が得られるよう最適な樹脂濃度・塗布法・塗布条件を設定すれば良い。なお、樹脂層13の層厚は特に制限されず、適宜選定し得るが、好ましくは0.1〜100μm、より好ましくは1〜30μmとすることができる。樹脂層の層厚を0.1μm以上とすると、十分な耐磨耗性が得られ、また、100μm以下とすると、変形性に対する影響が小さく、均一な導電性が得られる。   As a method of applying the coating liquid to the outer peripheral surface of the elastic layer, after preparing the coating liquid, a dipping method, a spray method, a roll coater method, or the like can be used. For example, in the method by dipping, after the precursor roller is subjected to excimer light irradiation treatment, it is usually immersed in the coating solution at room temperature for 5 seconds to 3 minutes, preferably 10 seconds to 30 seconds, and then pulled up. A resin layer can be formed by drying. In addition, when employ | adopting the spray method, the resin component density | concentration of a coating liquid can be set higher than a dipping method, For example, what adjusted to the density | concentration of 30 mass% or more can also be used. In any case, an optimal resin concentration, coating method, and coating conditions may be set so that a desired layer thickness can be obtained. In addition, the layer thickness of the resin layer 13 is not particularly limited and may be appropriately selected, but is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 1 to 30 μm. When the thickness of the resin layer is 0.1 μm or more, sufficient wear resistance is obtained, and when it is 100 μm or less, the influence on the deformability is small and uniform conductivity is obtained.

本発明においては、上記のように、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層に、エキシマ光照射処理を行い、その外周面に、特に樹脂層の樹脂材料としてウレタン樹脂を使用した樹脂層を設けることにより大きな効果が得られる。   In the present invention, as described above, an excimer light irradiation treatment is performed on an elastic layer made of a conductive elastic body mainly composed of silicone rubber, and a urethane resin is used as the resin material of the resin layer on the outer peripheral surface. A great effect can be obtained by providing the resin layer.

次に本発明のプロセスカートリッジの一例について、図を用いて説明する。図3は、本発明のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。   Next, an example of the process cartridge of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus using the process cartridge of the present invention.

本発明のプロセスカートリッジは、潜像を担持する潜像担持体としての感光ドラムに対向して当接または圧接した状態で現像剤を担持する現像ローラを備え、この現像ローラが感光ドラムに現像剤としてのトナーを付与することにより潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジであり、潜像担持体としての感光ドラム21、帯電装置22、現像ローラ25、現像ブレード27、現像容器34、クリーニングブレード30を備えており、現像ローラ25として本発明の現像ローラを用いたものである。本発明のプロセスカートリッジは、感光ドラム21が矢印A方向に回転し、感光ドラム21を帯電処理するための帯電装置22によって一様に帯電され、感光ドラム21に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光23により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム21に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱可能な本発明のプロセスカートリッジに保持される現像装置24によって現像剤たるトナー28を付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。   The process cartridge of the present invention includes a developing roller that carries a developer in a state of being in contact with or pressed against a photosensitive drum as a latent image carrier that carries a latent image, and the developing roller is mounted on the photosensitive drum. Is a process cartridge that visualizes a latent image as a developer image by applying a toner as a photosensitive image 21, a charging device 22, a developing roller 25, a developing blade 27, a developing container 34, and a cleaning blade as a latent image carrier. 30, and the developing roller of the present invention is used as the developing roller 25. The process cartridge of the present invention is an exposure means for writing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 21 by the photosensitive drum 21 rotating in the direction of arrow A, uniformly charged by the charging device 22 for charging the photosensitive drum 21. An electrostatic latent image is formed on the surface of the laser beam 23. The electrostatic latent image is provided in close proximity to the photosensitive drum 21 and applied with toner 28 as a developer by a developing device 24 held in a process cartridge of the present invention that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. Developed and visualized as a toner image.

現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム21上のトナー像は、転写ローラ29によって記録媒体である紙33に転写される。トナー像を転写された紙33は、定着装置32により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。   Development is so-called reversal development in which a toner image is formed on the exposed portion. The visualized toner image on the photosensitive drum 21 is transferred to a paper 33 as a recording medium by a transfer roller 29. The paper 33 to which the toner image has been transferred is subjected to a fixing process by the fixing device 32, discharged outside the device, and the printing operation ends.

一方、転写されずに感光ドラム21上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード30により掻き取られ廃トナー容器31に収納され、クリーニングされた感光ドラム21は上述作用を繰り返し行う。   On the other hand, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum 21 without being transferred is scraped off by the cleaning blade 30 and stored in the waste toner container 31, and the cleaned photosensitive drum 21 repeats the above-described operation.

現像装置24は、一成分現像剤として非磁性トナー28を収容した現像容器34と、現像容器34内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム21と対向設置された現像剤担持体としての本発明の現像ローラ25とを備え、感光ドラム21上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。   The developing device 24 includes a developing container 34 that contains a non-magnetic toner 28 as a one-component developer, and a developer carrying member that is positioned in an opening extending in the longitudinal direction in the developing container 34 and is opposed to the photosensitive drum 21. And the developing roller 25 of the present invention as described above, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 21 is developed and visualized.

尚、現像ローラ25は感光ドラム21と当接幅をもって接触している。現像装置24においては、供給ローラ26が、現像容器34内で、現像ブレード27の現像ローラ25表面との当接部に対し現像ローラ25回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。   The developing roller 25 is in contact with the photosensitive drum 21 with a contact width. In the developing device 24, the supply roller 26 is in contact with the contact portion of the developing blade 27 with the surface of the developing roller 25 in the developing container 34 on the upstream side in the rotational direction of the developing roller 25 and is rotatably supported. Has been.

供給ローラ26の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ25へのトナー28供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施形態においては、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径14mmの供給ローラ26を備えている。   As the structure of the supply roller 26, a foamed skeleton-like sponge structure or a fur brush structure in which fibers such as rayon or nylon are planted on the core metal, the toner 28 is supplied to the developing roller 25 and the undeveloped toner is stripped off. It is preferable from the point. In the present embodiment, a supply roller 26 having a diameter of 14 mm provided with a polyurethane foam on a metal core is provided.

この供給ローラ26の現像ローラ25に対する当接幅としては、1〜8mmが有効であり、また、現像ローラ25に対してその当接部において相対速度をもたせることが好ましく、本実施形態においては、当接幅を2mmに設定し、駆動手段(図示せず)により所定タイミングで回転駆動させている。   As the contact width of the supply roller 26 with respect to the developing roller 25, 1 to 8 mm is effective, and it is preferable to have a relative speed at the contact portion with respect to the developing roller 25. In this embodiment, The contact width is set to 2 mm, and is driven to rotate at a predetermined timing by a driving means (not shown).

以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。   The present invention will be specifically described below based on examples.

実施例1(現像ローラの製造)
芯金11としてφ8のSUS製の芯金にニッケルメッキを施し、さらに接着剤を塗布し焼付けしたものを用いた。芯金11を金型に配置し、液状シリコーンゴム材料(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名:DY35-118A/B)を金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を150℃で4時間加熱してシリコーンゴム材料を加硫硬化し、冷却して脱型し、芯金11の外周面にシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層を形成したローラ(前駆体ローラ)を得た。弾性層の層厚は4.0mmであった。
Example 1 (Manufacture of developing roller)
As the core 11, a SUS 8 core of φ8 was subjected to nickel plating, and an adhesive was applied and baked. The core metal 11 was placed in a mold, and a liquid silicone rubber material (manufactured by Toray Dow Corning Silicone, trade name: DY35-118A / B) was injected into a cavity formed in the mold. Subsequently, the mold is heated at 150 ° C. for 4 hours to cure and cure the silicone rubber material, and then cooled and demolded. The outer peripheral surface of the core metal 11 is made of a conductive elastic body mainly composed of silicone rubber. A roller (precursor roller) on which an elastic layer was formed was obtained. The layer thickness of the elastic layer was 4.0 mm.

上記前駆体ローラをエキシマ光改質装置(ハリソン東芝ライテック社製)を用いて、30rpmで回転させながら、室温下、大気中、照射光強度4.2mW/cm2、照射時間12秒の条件の下で積算光量が50mJ/cm2になるようにエキシマ光を照射した。エキシマ光の中心波長は172nmであり、半値幅は10nmであった。エキシマ光の積算光量の測定には、紫外線積算光量計(本体型式UIT-150、センサー部型式VUV-S172、両者ともウシオ電機株式会社製)を使用した。この紫外線積算光量計は感度波長が150〜400nmである。 The above precursor roller was rotated at 30 rpm using an excimer light reformer (made by Harrison Toshiba Lighting & Technology Co., Ltd.) under the conditions of room temperature, air, irradiation light intensity of 4.2 mW / cm 2 and irradiation time of 12 seconds. Excimer light was irradiated so that the integrated light amount was 50 mJ / cm 2 . The center wavelength of excimer light was 172 nm, and the half width was 10 nm. For the measurement of the integrated light quantity of excimer light, an ultraviolet integrated light quantity meter (main body type UIT-150, sensor part type VUV-S172, both manufactured by USHIO INC.) Was used. This ultraviolet integrated light meter has a sensitivity wavelength of 150 to 400 nm.

ウレタン塗料(ニッポランN5033;商品名、日本ポリウレタン社製)を固形分濃度10%となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電剤としてカーボンブラック(#7360SB;商品名、東海カーボン製、平均粒子径28nm)を固形分に対し50質量部、非導電性充填剤としてウレタン粒子(アートパールC400;商品名、根上工業社製)を固形分に対し6質量部添加した後、十分に分散したものに硬化剤(コロネートL;商品名、日本ポリウレタン社製)をウレタン塗料に対し10質量部添加し、さらに攪拌し塗料を調整した。   Urethane paint (Nipporan N5033; trade name, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) is diluted with methyl ethyl ketone so that the solid content concentration becomes 10%, and carbon black (# 7360SB; trade name, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., average particle diameter of 28 nm is used as a conductive agent. ) Is added to 50 parts by mass with respect to the solid content, and 6 parts by mass of urethane particles (Art Pearl C400; trade name, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.) as a non-conductive filler are added to the solid content, and then cured to a sufficiently dispersed state. An agent (Coronate L; trade name, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) was added in an amount of 10 parts by mass to the urethane paint, and further stirred to adjust the paint.

この塗工液中に、移行時間1×10-3時間で、上記エキシマ光照射処理した前駆体ローラを浸漬して塗布し、これを引き上げて乾燥し、100℃にて4時間加熱して樹脂層13を弾性層12の外周面に形成し、現像ローラE1を得た。樹脂層13の層厚は15μmであった。 In this coating solution, the precursor roller subjected to the excimer light irradiation treatment was dipped and applied in a transition time of 1 × 10 −3 hours, and this was pulled up, dried, and heated at 100 ° C. for 4 hours to form a resin. The layer 13 was formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 12 to obtain a developing roller E1. The layer thickness of the resin layer 13 was 15 μm.

実施例2(現像ローラの製造)
移行時間を1×102時間とした以外は実施例1と同様にして現像ローラE2を得た。
Example 2 (Manufacture of developing roller)
A developing roller E2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the transition time was 1 × 10 2 hours.

実施例3(現像ローラの製造)
積算光量を300mJ/cm2とした以外は実施例1と同様にして現像ローラE3を得た。
Example 3 (Manufacture of developing roller)
A developing roller E3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the integrated light amount was 300 mJ / cm 2 .

実施例4(現像ローラの製造)
積算光量を300mJ/cm2とした以外は実施例2と同様にして現像ローラE4を得た。
Example 4 (Manufacture of developing roller)
A developing roller E4 was obtained in the same manner as in Example 2 except that the integrated light amount was 300 mJ / cm 2 .

比較例1(現像ローラの製造)
エキシマ光照射処理を行わなかった以外は実施例1と同様にして現像ローラC1を得た。
Comparative Example 1 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the excimer light irradiation treatment was not performed.

比較例2(現像ローラの製造)
積算光量を40mJ/cm2した以外は実施例1と同様にして現像ローラC2を得た。
Comparative Example 2 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the integrated light amount was 40 mJ / cm 2 .

比較例3(現像ローラの製造)
移行時間を0.5×10-3時間とした以外は実施例1と同様にして現像ローラC3を得た。
Comparative Example 3 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the transition time was set to 0.5 × 10 −3 hours.

比較例4(現像ローラの製造)
移行時間を1.2×102時間とした以外は実施例1と同様にして現像ローラC4を得た。
Comparative Example 4 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the transition time was 1.2 × 10 2 hours.

比較例5(現像ローラの製造)
積算光量を300mJ/cm2とし、移行時間を0.5×10-3時間とした以外は実施例1と同様にして現像ローラC5を得た。
Comparative Example 5 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the integrated light amount was 300 mJ / cm 2 and the transition time was 0.5 × 10 −3 hours.

比較例6(現像ローラの製造)
積算光量を300mJ/cm2とし、移行時間を1.2×102時間とした以外は実施例1と同様にして現像ローラC6を得た。
Comparative Example 6 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the integrated light amount was 300 mJ / cm 2 and the transition time was 1.2 × 10 2 hours.

比較例7(現像ローラの製造)
積算光量を310mJ/cm2とした以外は実施例1と同様にして現像ローラC7を得た。
Comparative Example 7 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the integrated light amount was 310 mJ / cm 2 .

比較例8(現像ローラの製造)
積算光量を310mJ/cm2とした以外は実施例2と同様にして現像ローラC8を得た。
Comparative Example 8 (Manufacture of developing roller)
A developing roller C8 was obtained in the same manner as in Example 2 except that the integrated light amount was 310 mJ / cm 2 .

実施例5〜8および比較例9〜16(プロセスカートリッジ)
プロセスカートリッジ(EP-85トナーカートリッジ;商品名、キヤノン社製)に組み込まれていた現像ローラを取り外し、上記実施例および比較例の現像ローラを組み込み、以下の評価を行った。得られた結果を表1に示す。
Examples 5 to 8 and Comparative Examples 9 to 16 (process cartridge)
The developing roller incorporated in the process cartridge (EP-85 toner cartridge; trade name, manufactured by Canon Inc.) was removed, and the developing roller of the above example and comparative example was incorporated, and the following evaluation was performed. The obtained results are shown in Table 1.

「現像ローラの評価方法」
実施例5〜8および比較例9〜16のプロセスカートリッジを、振動試験機(FM-2051;商品名、エミック社製)を用いて加速度9.8m/s2の正弦波の下で振動数を10〜100Hzの範囲で5分周期で連続的に変化させながら、振幅2mmで横方向、縦方向、垂直方向についてそれぞれ1時間づつ振動した後に、所定の高さ(落下高さは90cm)からコンクリート面に落下させる。その後、23℃で湿度60%RHの環境下で24時間放置し、これを電子写真方式の画像形成装置(LASER SHOT LBP-2510;商品名、キヤノン社製)にセットして、ベタ画像およびハーフトーン画像の画出しを行い、得られた画像を目視で観察し落下衝撃に起因する現像ブレードとの間で生じるトナーフィリミングにより発生するスジ画像の有無を評価した。また、これと同時にプロセスカートリッジから組み込んだ現像ローラを取り出し、目視観察により樹脂層の剥がれの有無を評価した。
"Development roller evaluation method"
The process cartridges of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 9 to 16 were measured for vibration frequency under a sine wave with an acceleration of 9.8 m / s 2 using a vibration tester (FM-2051; trade name, manufactured by Emic). While continuously changing in the range of 10 to 100 Hz with a period of 5 minutes, after vibrating for 1 hour each in the horizontal, vertical and vertical directions with an amplitude of 2 mm, the concrete is dropped from a predetermined height (drop height is 90 cm). Drop it on the surface. After that, it is left for 24 hours in an environment with a humidity of 60% RH at 23 ° C., and this is set in an electrophotographic image forming apparatus (LASER SHOT LBP-2510; trade name, manufactured by Canon Inc.). A tone image was produced, and the obtained image was visually observed to evaluate the presence or absence of a streak image generated by toner filming with a developing blade caused by a drop impact. At the same time, the developing roller incorporated from the process cartridge was taken out, and the presence or absence of peeling of the resin layer was evaluated by visual observation.

Figure 2005316206
Figure 2005316206

本発明により、良好な画像を形成することのできる現像ローラおよびこれを具備したプロセスカートリッジを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a developing roller capable of forming a good image and a process cartridge including the developing roller.

本発明の一実施形態の現像ローラの構成を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the structure of the developing roller of one Embodiment of this invention. 図1に示す現像ローラの構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the developing roller shown in FIG. 本発明の一実施形態のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus using a process cartridge according to an embodiment of the present invention. 本発明におけるエキシマ光照射装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the excimer light irradiation apparatus in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 現像ローラ
11 軸芯体(芯金)
12 弾性層
13 樹脂層
21 像担持体(感光ドラム)
22 帯電装置
23 レーザー光
24 現像装置
25 現像ローラ
26 供給ローラ
27 現像ブレード
28 現像剤(トナー)
29 転写ローラ
30 クリーニングブレード
31 廃トナー容器
32 定着装置
33 紙
34 現像容器
41 冷却ブロック
42 冷却水入口
43 冷却水出口
44 窒素入口
45 窒素出口
46 電源
47 山形ミラー
48 エキシマランプ
49 合成石英窓
10 Developing Roller 11 Shaft Core (Core)
12 Elastic layer 13 Resin layer 21 Image carrier (photosensitive drum)
22 Charging device 23 Laser beam 24 Developing device 25 Developing roller 26 Supply roller 27 Developing blade 28 Developer (toner)
29 Transfer roller 30 Cleaning blade 31 Waste toner container 32 Fixing device 33 Paper 34 Developer container 41 Cooling block 42 Cooling water inlet 43 Cooling water outlet 44 Nitrogen inlet 45 Nitrogen outlet 46 Power supply 47 Yamagata mirror 48 Excimer lamp 49 Synthetic quartz window

Claims (5)

芯金の外周面に少なくとも1層の弾性層と、該弾性層の外周面に少なくとも1層の樹脂層を有する現像ローラであって、該弾性層が、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層であり、該樹脂層が、該弾性層にエキシマ光(中心波長172nm、半値幅20nm以下)を積算光量50〜300mJ/cm2で照射し、1×10-3〜1×102時間後に塗工液を塗布し乾燥硬化して形成したものであることを特徴とする現像ローラ。 A developing roller having at least one elastic layer on the outer peripheral surface of a core metal and at least one resin layer on the outer peripheral surface of the elastic layer, the elastic layer having conductive elasticity mainly composed of silicone rubber An elastic layer made of a body, and the resin layer irradiates the elastic layer with excimer light (center wavelength: 172 nm, half-value width: 20 nm or less) at an integrated light quantity of 50 to 300 mJ / cm 2 , and 1 × 10 −3 to 1 × 10 A developing roller formed by applying a coating solution after 2 hours and drying and curing. 前記弾性層の層厚が、0.5〜6.0mmである請求項1記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein the elastic layer has a thickness of 0.5 to 6.0 mm. 前記樹脂層が、ウレタン樹脂を主成分とする樹脂層である請求項1または2記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein the resin layer is a resin layer mainly composed of a urethane resin. 前記樹脂層の層厚が、0.1〜100μmである請求項1から3のいずれかに記載の現像ローラ。   The developing roller according to claim 1, wherein the resin layer has a thickness of 0.1 to 100 μm. 潜像を担持する潜像担持体に対向して当接または圧接した状態で現像剤を担持する現像ローラを備え、該現像ローラが該潜像担持体に現像剤を付与することにより潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジにおいて、該現像ローラが、請求項1から4のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とするプロセスカートリッジ。   A developing roller is provided that carries a developer in a state of being in contact with or pressed against the latent image carrier that bears the latent image, and the developing roller applies the developer to the latent image carrier, thereby forming the latent image. 5. A process cartridge that is visualized as a developer image, wherein the developing roller is the developing roller according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011232368A (en) * 2010-04-23 2011-11-17 Ricoh Co Ltd Manufacturing method of developer carrier
JP2012042770A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Sharp Corp Developing device and image forming device
JP2014211519A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 信越ポリマー株式会社 Conductive roller and method of manufacturing the same

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