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JP4533692B2 - Development device and image forming apparatus having conductive member - Google Patents
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JP4533692B2 - Development device and image forming apparatus having conductive member - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置の現像装置に関し、特に、現像装置で使用されるトナー規制導電性部材を有する現像装置、画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device of an image forming apparatus, particularly, a developing device having a toner regulating conductive member used in the developing apparatus, an image forming apparatus.

電子写真プロセスにおいては、溶融温度が低い樹脂粉体であるトナーが介在するために、静電潜像担持体周辺の部品には、トナーが固着したり、付着したりしないようにすることが望まれている。   In the electrophotographic process, since the toner, which is a resin powder having a low melting temperature, is present, it is desirable to prevent the toner from adhering to or adhering to parts around the electrostatic latent image carrier. It is rare.

帯電部材、トナー担持体、トナー規制部材、転写部材等は部材表面にトナーの付着を伴いかつ、各部材が他の部材に当接して回転しているために、トナーへ掛かるストレスによって、経時でトナーが溶融し、部材表面に固着する場合がある。そのため、部材表面にトナーが固着しないような材料をコーティングすることが良く用いられる。   The charging member, toner carrier, toner regulating member, transfer member, etc. are accompanied by toner adhesion on the surface of the member, and each member rotates in contact with the other member. The toner may melt and adhere to the surface of the member. For this reason, it is often used to coat a material that prevents toner from adhering to the surface of the member.

トナーの付着を防止する離型性の良好な材料としては、フッ素系材料が良く知られており、実際に使用されている。しかしながら、このようなフッ素系材料は、塗料にして加工性を良好にするために、フッ素含有率は少なくかつ、フッ素を部品表面に選択的に配向させることが難しい。   As a material having good releasability for preventing toner adhesion, a fluorine-based material is well known and is actually used. However, such a fluorine-based material has a small fluorine content and is difficult to selectively orient fluorine on the part surface in order to make it a paint and improve the workability.

そのため、例えば、トナー担持体及び、トナー規制部材の場合、その担持体表面に、直接トナーあるいは、トナーとキャリアが混合された現像剤を担持したり、押圧されるために、トナーが担持体表面あるいは、規制部材に付着しやすく、また、トナーが担持体と規制部材当接部で強いストレスを受けるために、経時においてトナーが融着してしまう場合がある。   Therefore, for example, in the case of a toner carrier and a toner regulating member, the toner is directly carried on the surface of the carrier, or the developer mixed with the toner and the carrier is pressed or pressed. Alternatively, the toner tends to adhere to the regulating member, and the toner is subjected to strong stress at the contact portion between the carrier and the regulating member, so that the toner may be fused over time.

特に、トナーのみを用いる一成分現像方式の場合は、トナー担持体上でトナーを帯電させるために、トナー担持体にトナー供給部材や、トナー規制部材を強く当接させるため、トナー固着がより研著に発生しやすくなる。このトナー固着を防止するために、トナー担持体表面あるいは、トナー規制部材にフッ素系材料が用いられている。   In particular, in the case of the one-component development method using only toner, the toner supply member and the toner regulating member are brought into strong contact with the toner carrier in order to charge the toner on the toner carrier, so that the toner fixation is further improved. It becomes easy to generate. In order to prevent this toner sticking, a fluorine-based material is used on the surface of the toner carrier or on the toner regulating member.

しかしながら、前述のように、その部材の表面へのフッ素の配向が十分でないために、経時のトナー融着を防止する効果が十分ではなかった。また、フッ素系材料は、一般的に用いられている負帯電性のトナーの場合、トナー帯電性としては、逆帯電させる傾向があるためにトナー帯電量が低くなるという問題が発生する。   However, as described above, since the orientation of fluorine on the surface of the member is not sufficient, the effect of preventing toner fusion over time has not been sufficient. Further, in the case of a negatively chargeable toner that is generally used, the fluorine-based material has a problem that the toner charge amount is low because the toner chargeability tends to be reversely charged.

また、表面の摩擦係数が高いと、トナーとの摩擦熱が発生するために、トナーが融着しやすくなる。また、フッ素系材料は耐摩耗性に劣るため、部品の長寿命化が難しいということがあった。   Further, when the surface friction coefficient is high, frictional heat with the toner is generated, so that the toner is easily fused. Further, since the fluorine-based material is inferior in wear resistance, it has been difficult to extend the life of parts.

従来では、軸体の外周面に少なくとも1層が形成された低硬度導電性ロールであり、その最外層が、シリコーングラフトアクリルポリマーであり、シロキサンから誘導される構造部分を除いたアクリルポリマー部分のガラス転移温度が−35〜30℃の範囲に設定された低硬度導電性ロールが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, it is a low-hardness conductive roll in which at least one layer is formed on the outer peripheral surface of a shaft body, and the outermost layer is a silicone-grafted acrylic polymer, which is an acrylic polymer portion excluding a structural portion derived from siloxane. A low-hardness conductive roll having a glass transition temperature set in the range of −35 to 30 ° C. has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この提案と本発明の導電性部材との相違点は、本発明で用いられるアクリルシリコン樹脂は、アクリルポリマー部分のガラス転移温度は、30℃を超えるものである。また、硬度は、JIS−A 60〜80度であり、上記実施例に記載されている、35度という低硬度という部分において異なっている。 The difference between this proposal and the conductive member of the present invention is that the acrylic silicone resin used in the present invention has a glass transition temperature exceeding 30 ° C. in the acrylic polymer portion. Moreover, hardness is JIS-A 60-80 degree | times and is different in the part called the low hardness of 35 degree | times described in the said Example.

また、(a)フッ素化(メタ)アクリレート、(b)ポリシロキサン基含有(メタ)アクリレート(c)、前記(a)および(b)以外の(メタ)アクリレートを用いてなる共重合体(A)と、(B)フッ素化オレフィン系樹脂、(C)(メタ)アクリル系樹脂、(D)アミノ樹脂、(E)導電剤という(A)〜(E)を必須成分とする導電性組成物およびそれを用いた導電性ロールが提案されている(例えば特許文献2参照)。   Further, (a) a fluorinated (meth) acrylate, (b) a polysiloxane group-containing (meth) acrylate (c), a copolymer (A) other than (a) and (b) (meth) acrylate (A) ), (B) fluorinated olefin resin, (C) (meth) acrylic resin, (D) amino resin, (E) conductive agent, and (E) conductive composition containing (A) to (E) as essential components And the electroconductive roll using the same is proposed (for example, refer patent document 2).

この特許文献2と本発明の導電性組成物との相違点としては、本発明の導電性組成物では、フッ素化(メタ)アクリレート、フッ素化オレフィン系樹脂、アミノ樹脂は含んでおらず、材料の構成要件が異なる。 A difference of this Patent Document 2 and the electrically conductive composition of the present invention, the conductive composition of the present invention, the fluorinated (meth) acrylate, fluorinated olefin resins, amino resins do not contain the material The configuration requirements are different.

また、(a)フッ素化(メタ)アクリレート、(b)ポリシロキサン基含有(メタ)アクリレート、(c)(a)および(b)以外の(メタ)アクリレート(A)、(B)フッ素化オレフィン系樹脂、(C)(メタ)アクリル系樹脂、(D)イソシアネート系硬化剤およびアミノ樹脂の少なくとも一方からなる硬化剤、(E)表面にポリマーがグラフトまたは被覆されてなるカーボンブラック、の上記(A)、(B)、(C)、(D)、(E)を必須成分とする導電性組成物およびそれを用いた導電性ロールが提案されている(例えば、特許文献3参照)。この導電性組成物本発明の導電性組成物との相違点は、本発明の導電性組成物では、フッ素化(メタ)アクリレート、フッ素化オレフィン系樹脂は含んでおらず、材料の構成要件が異なる。 (A) fluorinated (meth) acrylate, (b) polysiloxane group-containing (meth) acrylate, (c) (meth) acrylate (A) other than (a) and (b), (B) fluorinated olefin (C) (meth) acrylic resin, (D) a curing agent comprising at least one of an isocyanate curing agent and an amino resin, and (E) a carbon black obtained by grafting or coating a polymer on the surface. A conductive composition having A), (B), (C), (D), and (E) as essential components and a conductive roll using the same have been proposed (for example, see Patent Document 3). Differs from the electrically conductive composition of the electrically conductive composition and the present invention, the conductive composition of the present invention, the fluorinated (meth) acrylate, a fluorinated olefin resin does not include the material constituent of the Is different.

また、導電性部材の最外樹脂層が、ポリシロキサン含有アクリルモノマーを含む樹脂を基材樹脂として含有したロールで、基材樹脂が、ウレタン変性アクリル樹脂導電性組成物およびそれを用いた導電性ロールも提案されている(例えば、特許文献4参照)。   The outermost resin layer of the conductive member is a roll containing a resin containing a polysiloxane-containing acrylic monomer as a base resin. The base resin is a urethane-modified acrylic resin conductive composition and a conductive material using the same. A roll has also been proposed (see, for example, Patent Document 4).

このロールの導電性組成物と本発明の導電性組成物との相違点は、本発明の導電性組成物においては、アクリル酸モノマーを重合したアクリル系樹脂(ポリマー)を用いており、アクリルモノマーではない。 The difference between the electrically conductive composition of the roll and the conductive composition of the present invention, in the conductive composition of the present invention, and using an acrylic resin obtained by polymerizing acrylic acid monomer (polymer), the acrylic monomer is not.

現像装置及びそれに使用するトナー規制ローラ及びそのトナー規制ローラの現像装置への組み込み方法及びその現像装置を用いた画像形成装置について、本実施例と同様の現像装置に関して、トナー規制ローラの表面層をフッ素樹脂により構成した装置が提案されている(例えば、特許文献5参照)。   Regarding a developing device, a toner regulating roller used therein, a method for incorporating the toner regulating roller into the developing device, and an image forming apparatus using the developing device, the surface layer of the toner regulating roller is applied to the developing device similar to the present embodiment. An apparatus composed of a fluororesin has been proposed (see, for example, Patent Document 5).

この開示と本発明との相違点は、本発明の導電性組成物が、表面層に水酸基を有するアクリルシリコン樹脂と、イソシアネート基から形成された架橋生成物から構成したものである点である。その他のトナー担持体、トナー供給部材、動作等は同等である。 The difference between this disclosure and the present invention is that the conductive composition of the present invention is composed of an acrylic silicon resin having a hydroxyl group in the surface layer and a crosslinked product formed from an isocyanate group. Other toner carriers, toner supply members, operations, etc. are the same.

その他、高分子型イオン導電材料を分散した熱可塑性樹脂組成物からなる抵抗調整層を導電性支持体上に形成し、該抵抗調整層の表面が、アクリル骨格中にポリシロキサン成分を含有するセラミックハイブリッド材料からなる保護層を被覆した帯電部材、そのポリシロキサンが、シリコンに少なくとも1つのアルキル基を有するものであり、前記保護層が、抵抗調整層と保護層の界面ではアクリル成分が豊富であり、層表面ではポリシロキサン成分が豊富である傾斜構造からなることを特徴とする帯電部材が開示されている(例えば、特許文献6参照)。   In addition, a ceramic in which a resistance adjusting layer made of a thermoplastic resin composition in which a polymer ion conductive material is dispersed is formed on a conductive support, and the surface of the resistance adjusting layer contains a polysiloxane component in an acrylic skeleton A charging member coated with a protective layer made of a hybrid material, the polysiloxane of which has at least one alkyl group in silicon, and the protective layer is rich in acrylic components at the interface between the resistance adjusting layer and the protective layer. A charging member is disclosed that has a gradient structure rich in polysiloxane components on the surface of the layer (see, for example, Patent Document 6).

本発明の導電性組成物との相違点は、本発明の導電性組成物は、アクリル酸ポリマー中の水酸基を架橋剤により架橋させる点で異なっており、帯電部材限定となっている。
特許第3221385号公報 特開2002−298647号公報 特開2003−3032号公報 特開2003−140418号公報 特開2002−323816号公報 特開2003−76116号公報
Differs from the electroconductive composition of the present invention, the electrically conductive composition of the present invention is different in that the crosslinking with a crosslinking agent to the hydroxyl group of the acrylic acid in the polymer, and has a charging member limiting.
Japanese Patent No. 3221385 JP 2002-298647 A JP 2003-3032 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-140418 JP 2002-323816 A JP 2003-76116 A

本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、特にトナーが直接その表面に接触して機能する部品、すなわち現像装置に組み込まれている部品のトナー融着(固着)を防止してかつ、トナーを適正に帯電させ、耐摩耗性が高く、長寿命化を達成できる部品を提供することを目的とする。特に、トナー規制部材の表面にアクリルシリコン樹脂を用いることにより、表面の摩擦係数を低くして、トナーとの摩擦力を低減してかつ、経時に渡ってのトナー固着防止を図る。また、トナー帯電性を向上させ、画像形成装置としての高画質化を図る。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and in particular, prevents toner fusion (adhesion) of a component in which the toner directly contacts the surface, that is, a component incorporated in the developing device. It is another object of the present invention to provide a component that can properly charge a toner, has high wear resistance, and can achieve a long life. In particular, by using an acrylic silicon resin on the surface of the toner regulating member, the friction coefficient of the surface is lowered, the frictional force with the toner is reduced, and the toner is prevented from sticking over time. In addition, toner chargeability is improved, and high image quality as an image forming apparatus is achieved.

さらに、水酸基を有するアクリルシリコン樹脂を架橋剤で架橋させて、非可逆的にすることにより、機械的強度(耐摩耗性)を向上、耐水性を向上させ、耐環境性(抵抗変動)を向上し、シリコンにより摩擦係数を低減させ、トナー帯電性を向上させることを目的とする。   Furthermore, the acrylic silicon resin having a hydroxyl group is cross-linked with a cross-linking agent to make it irreversible, improving mechanical strength (wear resistance), improving water resistance, and improving environmental resistance (resistance fluctuation). The object of the present invention is to reduce the coefficient of friction with silicon and improve the toner chargeability.

また、耐摩耗性の良好なアクリル酸ポリマーから形成されるアクリル樹脂と共重合させることで、ポリシロキサンの摩耗性を防止することを目的とする。   Moreover, it aims at preventing the abrasion property of polysiloxane by copolymerizing with the acrylic resin formed from an acrylic acid polymer with favorable abrasion resistance.

また、アクリルシリコン樹脂を他の部材との摺動時のストレスで樹脂層が剥離することがないように接着させることを目的とする。   It is another object of the present invention to adhere the acrylic silicon resin so that the resin layer does not peel off due to stress during sliding with other members.

さらに、イソシアネート基と水酸基により、ウレタン結合を形成することにより、柔軟性、耐摩耗性を発現させ、弾性基体上に形成しても、割れ等の不具合を防止することを目的とする。また、ウレタン結合により、トナー帯電性をより良好にすることを目的とする。   Furthermore, it is an object of the present invention to exhibit flexibility and wear resistance by forming a urethane bond with an isocyanate group and a hydroxyl group, and to prevent problems such as cracking even when formed on an elastic substrate. Another object of the present invention is to improve toner chargeability by urethane bonding.

また、ポリシロキサンが表面方向に配向(集まる)することにより、ポリシロキサンに結合しているアルキル基が表面に配向するために、撥水性の向上、またシリコンの配向による撥油性を向上させ、トナー付着性を低減することを目的とする。   In addition, since the polysiloxane is oriented (collected) in the surface direction, the alkyl group bonded to the polysiloxane is oriented on the surface, so that the water repellency is improved and the oil repellency due to the orientation of silicon is improved. The object is to reduce adhesion.

また、導電性部材が他の部材とニップを形成して摺動する際に、低摩擦係数によりトルクアップを防止する。また、ニップ部にトナーが介在する場合は、トナーの滑り性を向上させることにより、発熱を防止して、固着を防止することを目的とする。   Further, when the conductive member slides with another member while forming a nip, torque increase is prevented by a low coefficient of friction. In addition, when toner is present in the nip portion, the object is to prevent the heat generation and the fixation by improving the slipperiness of the toner.

また、アクリルシリコン樹脂から形成される導電性部材を現像装置のトナー規制部材として用いて、トナー担持体と接触させて、トナーを規制することにより、低摩擦係数によりトルクアップを防止、トナー帯電性を高くする、シリコンの表面への配向によるトナー固着の防止を図ることを目的とする。   In addition, using a conductive member made of acrylic silicon resin as a toner regulating member of the developing device, contacting the toner carrier and regulating the toner prevents torque increase with a low coefficient of friction, toner chargeability An object of the present invention is to prevent toner adhesion due to orientation on the surface of silicon.

また、トナー規制部材をローラ形状にして、非現像時に適宜回転させることにより、トナー担持体との当接面を経時に渡って同一面にしなくて済むため、トナーの蓄積によるトナー融着防止及び、トナー凝集体、トナー外添剤等の蓄積によるトナー担持体上のトナー薄層のスジの発生防止、経時同一面使用によるトナー規制部材の摩耗を防止することを目的とする。   In addition, by forming the toner regulating member into a roller shape and appropriately rotating it during non-development, the contact surface with the toner carrying member does not have to be the same surface over time. Another object of the present invention is to prevent streaks of the toner thin layer on the toner carrying member due to accumulation of toner aggregates, toner external additives, etc., and to prevent wear of the toner regulating member due to the same surface usage over time.

また、トナー規制ローラの硬度を適正範囲にすることにより、トナー担持体とのニップ(接触面積)を形成することにより、トナー担持体上に適正な帯電量の適正なトナー層を形成することを目的とする。   In addition, by forming the nip (contact area) with the toner carrier by forming the hardness of the toner regulating roller within an appropriate range, it is possible to form an appropriate toner layer with an appropriate charge amount on the toner carrier. Objective.

帯電不良のトナーの通過を防止することにより、地汚れ等の画像不良を防止することを目的とする。   An object of the present invention is to prevent image defects such as scumming by preventing the passage of poorly charged toner.

トナー担持体とトナー規制部材の当接ニップ部の圧力を均一にして、トナー担持体上のトナー量、トナー帯電量を均一にすることを目的とする。   The object is to make the pressure on the contact nip between the toner carrier and the toner regulating member uniform so that the toner amount and the toner charge amount on the toner carrier are uniform.

また、トナー担持体とのニップ(接触面積)を形成することにより、トナー担持体上に適正な帯電量の適正なトナー層を形成することを目的とする。   It is another object of the present invention to form an appropriate toner layer having an appropriate charge amount on the toner carrier by forming a nip (contact area) with the toner carrier.

トナー担持体とトナー規制部材の当接ニップ部の圧力を均一にして、トナー担持体上のトナー量、トナー帯電量を均一にすることを目的とする。   The object is to make the pressure on the contact nip between the toner carrier and the toner regulating member uniform so that the toner amount and the toner charge amount on the toner carrier are uniform.

トナー担持体にトナー規制部材を押圧する際に導電性支持体が変形してニップ部の圧力の不均一を防止することを目的とする。 It is an object of the present invention to prevent non-uniform pressure in a nip portion due to deformation of a conductive support when a toner regulating member is pressed against a toner carrier.

また、トナー規制ローラの表面粗さを規定することにより、トナー規制ローラ表面凹凸部へのトナーの蓄積防止を図ることができ、経時に渡ってトナー融着を防止することを目的とする。   In addition, by defining the surface roughness of the toner regulating roller, it is possible to prevent toner accumulation on the irregular surface of the toner regulating roller and to prevent toner fusion over time.

また、トナー規制ローラの表面の(表面粗さより波長の長い)うねりを規定することにより、トナー担持体とトナー規制ローラとのニップの圧力を均一にして、トナー担持体上のトナー量、トナー帯電量を均一にすることを目的とする。   In addition, by regulating the undulation of the surface of the toner regulation roller (having a longer wavelength than the surface roughness), the nip pressure between the toner carrier and the toner regulation roller is made uniform so that the amount of toner on the toner carrier and the toner charge The purpose is to make the amount uniform.

また、トナー規制ローラの体積抵抗値を規定することにより、静電的なトナー規制ローラへのトナーの付着を防止することとを目的とする。   Another object of the present invention is to prevent toner from adhering to the electrostatic toner regulating roller by defining the volume resistance value of the toner regulating roller.

また、トナー規制ローラを形成する導電性高分子層の体積抵抗値を規定することにより、静電的なトナー規制ローラへのトナーの付着を防止することとを目的とする。   Another object of the present invention is to prevent toner from adhering to the electrostatic toner regulating roller by defining the volume resistance value of the conductive polymer layer forming the toner regulating roller.

また、経時に渡ってトナー担持体及び、トナー規制部材にトナー融着が発生しないことにより、安定した画像不良の発生を防止し、安定した画像形成装置を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a stable image forming apparatus by preventing occurrence of stable image defects by preventing toner fusion between the toner carrier and the toner regulating member over time.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、静電潜像が形成された像担持体に接触し、トナーを付着させて前記静電潜像を可視化させるために作像時に回転されるトナー担持体、及び前記トナー担持体に付着するトナーの量を規制して、前記トナー担持体にトナー薄層を形成するトナー規制ローラを備える、画像形成装置に使用される現像装置であって、前記トナー規制ローラは、現像時は停止しており、非現像時に、トナー担持体が、作像時の回転方向とは逆方向に回転するに伴って、トナー担持体との摩擦によって、トナー担持体と連れ周りで回転するものであって、少なくとも2層以上の異なる材料により構成される導電性部材からなる層を有し、その最外層が水酸基を有するアクリルシリコン樹脂と架橋剤からなり、前記水酸基が架橋剤により架橋することによる架橋生成物から形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 forms an image in order to make contact with the image carrier on which the electrostatic latent image is formed and to attach the toner to visualize the electrostatic latent image. A developing device used in an image forming apparatus, comprising: a toner carrier that rotates occasionally; and a toner regulating roller that regulates the amount of toner adhering to the toner carrier and forms a toner thin layer on the toner carrier The toner regulating roller is stopped at the time of development, and at the time of non-development, as the toner carrier rotates in the direction opposite to the rotation direction at the time of image formation, friction with the toner carrier is caused. And an acrylic silicon resin having a layer made of a conductive member composed of at least two different materials, the outermost layer having a hydroxyl group, and a crosslinking agent. Before Hydroxyl groups characterized in that it is formed from a crosslinked product by crosslinking with a crosslinking agent.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、トナー規制ローラのローラ硬度がJIS−A60〜80度であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the toner regulating roller has a roller hardness of JIS-A 60 to 80 degrees.

また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記トナー規制ローラが、導電性の支持体上に導電性の高分子層を形成し、その上面に表面層が形成された構成であり、導電性の支持体の外径をA、導電層の厚さをBとしたときに、0.16≦(B×2)/A≦0.40であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the toner regulating roller forms a conductive polymer layer on a conductive support, and a surface layer is formed on the upper surface thereof. The formed structure is characterized in that 0.16 ≦ (B × 2) /A≦0.40 where A is the outer diameter of the conductive support and B is the thickness of the conductive layer. And

また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記トナー規制ローラの表面粗さRaが0.8μm以下であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, a surface roughness Ra of the toner regulating roller is 0.8 μm or less .

また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記トナー規制ローラの表面うねりWcaが0.3μm以下であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the surface waviness Wca of the toner regulating roller is 0.3 μm or less .

また、請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記トナー規制ローラの体積抵抗が、1.0×10 4 〜1.0×10 12 Ωであることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the volume resistance of the toner regulating roller is 1.0 × 10 4 to 1.0 × 10 12 Ω. To do.

また、請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記トナー規制ローラの導電性高分子層の体積抵抗が、1.0×10 3 〜1.0×10 7 Ω以下であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the volume resistance of the conductive polymer layer of the toner regulating roller is 1.0 × 10 3 to 1.0 × 10 7 Ω. It is characterized by the following.

また、請求項8に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記アクリルシリコン樹脂が、アクリル酸ポリマーとポリシロキサンからなることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the acrylic silicon resin is made of an acrylic acid polymer and polysiloxane .

また、請求項9に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記アクリルシリコン樹脂と架橋剤により形成された樹脂層が、高分子の基体上に形成されていることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the resin layer formed of the acrylic silicon resin and the crosslinking agent is formed on a polymer substrate. To do.

また、請求項10に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記架橋剤がイソシアネート基を有し、アクリルシリコンの水酸基とウレタン結合を形成することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the crosslinking agent has an isocyanate group, and forms a urethane bond with a hydroxyl group of acrylic silicon .

また、請求項11に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、記ポリシロキサンが導電性部材の表面方向へ選択的に配向していることを特徴とする。 The invention described in Claim 11 is the developing device according to claim 1, wherein the pre-Symbol polysiloxane is selectively oriented toward the surface of the conductive member.

また、請求項12に記載の発明は、請求項1に記載の現像装置において、前記導電性部材の表面の最大静止摩擦係数が0.2以下であることを特徴とすることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the developing device according to the first aspect, the maximum static friction coefficient of the surface of the conductive member is 0.2 or less .

また、請求項13に記載の発明は、請求項に記載の現像装置、像担持体、帯電手段、光書き込み手段、転写部材、定着装置が少なくとも具備されていることを特徴とする画像形成装置を特徴とする。 The invention described in Claim 13, developing equipment according to claim 1, the image bearing member, a charging means, an optical writing unit, a transfer member, the image forming the fixing device is characterized in that it is at least provided Features the device.

本発明によれば、画像形成装置に使用される導電性部材において、少なくとも2層以上の異なる材料により構成されており、最外層が水酸基を有するアクリルシリコン樹脂と架橋剤からなり、前記水酸基が架橋剤により架橋することによる架橋生成物から形成されていることを特徴とする導電性部材により、最外層が、水酸基を有するアクリルシリコン樹脂と架橋剤からなり、架橋剤の水酸基とが架橋し、架橋生成物を形成することにより、撥水・撥油性、低摩擦係数になるため他の部品と摺動する場合、スチックスリップを起こしにくくなりかつ、トナー固着(融着)を防止することが可能となる。   According to the present invention, the conductive member used in the image forming apparatus is composed of at least two layers of different materials, the outermost layer is composed of an acrylic silicon resin having a hydroxyl group and a crosslinking agent, and the hydroxyl group is crosslinked. The outermost layer is composed of an acrylic silicone resin having a hydroxyl group and a crosslinking agent, and the hydroxyl group of the crosslinking agent is crosslinked and crosslinked by a conductive member characterized by being formed from a crosslinked product by crosslinking with an agent. By forming the product, it becomes water and oil repellency, low friction coefficient, so when sliding with other parts, it becomes difficult to cause stick slip and it is possible to prevent toner adhesion (fusion) Become.

また、アクリルシリコン樹脂と架橋剤により形成された樹脂層を、高分子の基体(層)上に形成することにより、樹脂層の接着性が良くなるため、樹脂層にねじれ等の力が加わっても、基体との界面で剥離することがない。   In addition, by forming a resin layer formed of an acrylic silicon resin and a crosslinking agent on a polymer substrate (layer), the adhesiveness of the resin layer is improved, so that a force such as twisting is applied to the resin layer. However, it does not peel off at the interface with the substrate.

架橋剤がイソシアネート基を有することにより、低温で架橋反応をさせることが可能となるため、熱可塑性樹脂あるいは、ゴム等の高分子基体において使用することが可能となる。また、アクリルシリコンの水酸基とイソシアネート基が反応することによりウレタン結合が形成されるため、樹脂層の耐摩耗性及び、柔軟性を付加することが可能となる。   Since the crosslinking agent has an isocyanate group, it is possible to cause a crosslinking reaction at a low temperature, so that it can be used in a polymer substrate such as a thermoplastic resin or rubber. Moreover, since the urethane bond is formed by the reaction between the hydroxyl group of the acrylic silicon and the isocyanate group, it becomes possible to add wear resistance and flexibility of the resin layer.

また、導電性部材をトナー担持体に付着するトナーの量を規制するトナー規制部材として現像装置で使用することにより、経時に渡って規制部材表面へのトナー固着を防止することができる。   Further, by using the conductive member in the developing device as a toner regulating member that regulates the amount of toner that adheres to the toner carrier, it is possible to prevent the toner from adhering to the regulating member surface over time.

また、トナー規制部材をローラにして、現像時は停止して、トナー担持体が、非現像時に作像時の回転方向とは逆方向に回転するに伴って、トナー担持体との摩擦によって、トナー担持体と連れ周りで回転させることにより、規制部材とトナー担持体との接触面を断続的に変更することができるため、規制ローラ表面を新しい部分にすることができかつ、経時での摩耗変化を防止することができる。また、接触による発生した熱の蓄熱を低減することができる。   Further, when the toner regulating member is a roller and stops during development, the toner carrying member rotates in a direction opposite to the rotation direction during image formation during non-development, and friction with the toner carrying member By rotating around the toner carrier, the contact surface between the regulating member and the toner carrier can be changed intermittently, so that the surface of the regulating roller can be a new part and wear over time. Changes can be prevented. Moreover, the heat storage of the heat generated by the contact can be reduced.

さらに、本発明のトナー規制ローラは、現像時は停止して、トナー担持体が、非現像時に作像時の回転方向とは逆方向に回転するに伴って、トナー担持体との摩擦によって、トナー担持体と連れ周りで回転する現像装置を、画像形成装置に組み込んで用いることにより、経時で安定した画像を得ることができかつ、装置のメンテナンスとしては、現像装置を交換することなくトナーの補充のみで済むようになるため、ユーザーメンテナンスを非常に容易とすることが可能となる。   Further, the toner regulating roller of the present invention is stopped at the time of development, and as the toner carrier rotates in a direction opposite to the rotation direction at the time of image formation at the time of non-development, friction with the toner carrier causes By incorporating a developing device that rotates together with the toner carrier into the image forming apparatus, a stable image can be obtained over time, and maintenance of the apparatus can be performed without replacing the developing device. Since only replenishment is required, user maintenance can be made very easy.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
OA機器に用いられる導電性部材は、一般的には、金属等の機械的剛性(強度)の高い基体上に種々の機能を付加するために、表面層(機能表面)が形成されている。構成としては、金属等の上に直接、表面層を形成する場合や、樹脂及びゴム(エラストマー)を形成し、その上に表面層を形成する場合がある。導電性部材は、他の部品と当接して使用される場合が多く、その場合、どちらかの部材を弾性体にする必要がある。基体の材質は、金属、高分子(ゴム、プラスチック、エラストマー)より適宜選定される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In general, a conductive member used in an OA device has a surface layer (functional surface) formed on a substrate having a high mechanical rigidity (strength) such as a metal in order to add various functions. As a configuration, a surface layer may be formed directly on a metal or the like, or a resin and rubber (elastomer) may be formed and a surface layer may be formed thereon. In many cases, the conductive member is used in contact with other components. In that case, one of the members needs to be an elastic body. The material of the substrate is appropriately selected from metal and polymer (rubber, plastic, elastomer).

水酸基を有するアクリルシリコン樹脂は、水酸基を有するアクリル酸ポリマーとポリシロキサンから共重合することにより得ることができる。アクリル酸ポリマーとポリシロキサンの割合としては、ポリシロキサンを構成するジメチルシロキサンの割合が共重合全体の10〜20%が望ましい。10%を下回ると、表面への配向量が十分でなくなるために、摩擦係数の上昇及び、撥水・撥油性が低下する。また、20%を超えると、アクリル酸ポリマーとの相溶性が悪くなるために、樹脂として機能しにくくなる。   The acrylic silicone resin having a hydroxyl group can be obtained by copolymerizing a hydroxyl group-containing acrylic acid polymer and polysiloxane. As a ratio of the acrylic acid polymer and the polysiloxane, the ratio of dimethylsiloxane constituting the polysiloxane is preferably 10 to 20% of the entire copolymerization. If it is less than 10%, the amount of orientation on the surface becomes insufficient, so the friction coefficient increases and the water and oil repellency decreases. On the other hand, if it exceeds 20%, the compatibility with the acrylic acid polymer is deteriorated, so that it becomes difficult to function as a resin.

イソシアネート基を有する化合物(架橋剤)としては、種々のものがあり、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、ウンデカントリイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、及びこれらイソシアネート化合物の重合体、誘導体、変性体、水素添加体などが挙げられる。   There are various compounds having an isocyanate group (crosslinking agent), such as tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), naphthalene diisocyanate (NDI), tolidine diisocyanate (TODI), hexamethylene diisocyanate (HDI), Isophorone diisocyanate (IPDI), phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), cyclohexane diisocyanate, lysine ester triisocyanate, undecane triisocyanate, hexamethylene triisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, and these Isocyanate compound polymers, derivatives, modified products, hydrogenated products, etc. It is.

これらの中では、特にヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環族イソシアネート、これらの重合体、誘導体、変性体が耐オゾン性や耐熱性などに優れる点から好ましく用いられる。イソシアネート化合物は、水酸基と反応することにより、架橋構造を形成する。また、化合物1分子のイソシアネート基数は、2官能(個)以上が望ましく、官能基数によって、アクリルシリコン樹脂との架橋構造が異なり、1分子当たりの官能基数が多くなるほど、3次元構造が発達し、剛直な樹脂となる。そのため、イソシアネート化合物は、基体の硬度等の弾性に応じて検討する。 Among these, aliphatic or alicyclic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, and polymers, derivatives and modified products thereof are particularly preferably used because they are excellent in ozone resistance and heat resistance. The isocyanate compound reacts with a hydroxyl group to form a crosslinked structure. In addition, the number of isocyanate groups in one molecule of the compound is desirably two or more, and the cross-linked structure with the acrylic silicone resin differs depending on the number of functional groups, and the three-dimensional structure develops as the number of functional groups per molecule increases. It becomes a rigid resin. Therefore, the isocyanate compound is examined according to the elasticity such as the hardness of the substrate.

本発明で用いる、アクリルシリコン樹脂は、図1に示す様に、基体21の上に、アクリルシリコン樹脂層22が配されており、ポリシロキサンを構成するジメチルシリコン23がアクリルシリコン樹脂層22内において、表面方向へ配向する傾向がある。そして、その最表面には、図2に示すように、ポリシロキサンのアルキル基であるメチル基24が配向しており、これにより、撥水(疎水)性が発現される。   As shown in FIG. 1, the acrylic silicon resin used in the present invention has an acrylic silicon resin layer 22 disposed on a substrate 21, and dimethyl silicon 23 constituting polysiloxane is contained in the acrylic silicon resin layer 22. , Tends to be oriented in the surface direction. As shown in FIG. 2, methyl groups 24, which are alkyl groups of polysiloxane, are oriented on the outermost surface, thereby exhibiting water repellency (hydrophobicity).

撥油性に関しては、シリコンにより発現される。図3に一般の塗膜表面の状態を示すが、一般の塗料により形成形成された表面25は、カルボキシル基、水酸基が存在しているため、親水性が高く、撥水・撥油性に劣る。ポリシロキサンが表面方向へ配向する理由としては、ポリシロキサンとアクリル部の相溶性の悪さに加えて、溶剤が揮発していく際にポリシロキサンが一緒に移動していくものと考えられる。   The oil repellency is expressed by silicon. FIG. 3 shows a state of a general coating film surface, and the surface 25 formed and formed by a general paint has a high hydrophilicity and is inferior in water repellency and oil repellency because a carboxyl group and a hydroxyl group exist. The reason why the polysiloxane is oriented in the surface direction is considered to be that the polysiloxane moves together as the solvent evaporates in addition to the poor compatibility between the polysiloxane and the acrylic part.

そのため、塗料の溶剤の種類及び、希釈率、コーテイング方法等によっても配向の度合いは変化する。コーテイング方法については、後にも述べるが、例えばディップ法、スプレーコート、ロールコート法などの種々公知のコーテイング方法が挙げられる。特に、スプレイコート法は、膜厚均一性に優れており、本実施例においては、スプレイコート法を用いた。   Therefore, the degree of orientation varies depending on the type of solvent of the paint, the dilution rate, the coating method, and the like. Although the coating method will be described later, various known coating methods such as a dip method, a spray coating method, and a roll coating method are exemplified. In particular, the spray coating method is excellent in film thickness uniformity, and in this example, the spray coating method was used.

導電性部材は、他の部品と当接して使用される場合が多く、特に、接触帯電装置、現像装置、転写装置においては、回転等により摺動することから、モータトルクの低減、異音、発熱を防止するために低摩擦係数が要求される。また、摩擦係数が高いと、ステイックにより画像にバンデイング(ムラ)が発生する。   In many cases, the conductive member is used in contact with other components, and in particular, in the contact charging device, the developing device, and the transfer device, sliding due to rotation or the like reduces motor torque, abnormal noise, A low coefficient of friction is required to prevent heat generation. Further, when the friction coefficient is high, banding (unevenness) occurs in the image due to sticking.

ゴムあるいは、プラスチック等の高分子層表面の摩擦係数は、非常に高く、単独では使用できない。そのため、表面に各種機能を発現するコーテイングを行う。本発明においては、アクリルシリコン樹脂を用いることにより、一般に、摩擦係数を低減させるために用いられているフッ素系樹脂に比べて、低摩擦係数を達成することができた。このことにより、モータトルクの低減、現像部におけるトナーへのストレスの低減及び、バンデイングの発生を防止できた。摩擦係数としては、0.7以下が望ましいが、摺動速度が速くなる場合は、更に低い場合が望ましく、0.2以下が最も良好である。   The friction coefficient of the surface of the polymer layer such as rubber or plastic is very high and cannot be used alone. For this reason, a coating that exhibits various functions on the surface is performed. In the present invention, by using an acrylic silicon resin, a low friction coefficient can be achieved as compared with a fluorine-based resin generally used for reducing the friction coefficient. As a result, it was possible to reduce motor torque, reduce stress on toner in the developing section, and prevent banding. As a coefficient of friction, 0.7 or less is desirable, but when the sliding speed is increased, it is desirable that the friction coefficient is lower, and 0.2 or less is the best.

(最大摩擦係数測定方法)(図4参照)
コピー用紙(リコーType6500)をローラにのせて、一方に0.98N(100g重)の重り30つけ、もう一方からデジタルプッシュプルゲージ31で紙32を一定速度(1mm/s)で10mm引っ張り、ゲージの最大値を読む。この時の値をF(N)とすると最大静止摩擦係数(μ)は次式で求められる。
(Maximum friction coefficient measurement method) (See Fig. 4)
Put copy paper (Ricoh Type 6500) on a roller, attach a weight of 0.98N (100g weight) 30 on one side, and pull paper 32 from the other side with a digital push-pull gauge 31 at a constant speed (1mm / s) 10mm. Read the maximum value of. If the value at this time is F (N), the maximum coefficient of static friction (μ) is obtained by the following equation.

μ=[ln(F/0.98)]/(π/2) μ = [ln (F / 0.98)] / (π / 2)

図5に本発明の現像装置を示す。この現像装置の動作を説明する。図5において、1は一成分現像装置である。この現像装置1の筐体2内には、現像ローラ3、トナー供給ローラ4、トナー搬送攪拌部材5、トナー規制部材としてのトナー規制ローラ6が設けられ、7はトナーである。なお、図示していないが、現像ローラには像担持体との間に電界を形成するために現像バイアスが印加されている。また、トナー規制ローラ及びトナー供給ローラは現像ローラと同電位になるように接続されている。 It shows the current image device of the present invention in FIG. The operation of this developing device will be described. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a one-component developing device. In the housing 2 of the developing device 1, a developing roller 3, a toner supply roller 4, a toner conveying stirring member 5, and a toner regulating roller 6 as a toner regulating member are provided, and 7 is toner. Although not shown, a developing bias is applied to the developing roller to form an electric field with the image carrier. The toner regulating roller and the toner supply roller are connected so as to have the same potential as the developing roller.

(現像ローラの構成)
現像ローラ3は直径26mmのアルミニウム製円柱体から構成されている。
そのアルミニウム製円柱体の両端部には図6に示すように回転軸3aが形成されている。図6において、符号3cは軸受けである。そのアルミニウム製円柱体の表面には層厚が10μm程度の表面層3bが形成されている。その現像ローラ3の表面粗さはJIS Rz規格で2μ以下の平滑面とされている。その表面層3bはアルミニウム製円柱体の表面に塗料をスプレー塗装して硬化させることにより形成される。その塗料には、ポリエステル樹脂とメラミン硬化剤と導電性粒子としてのITOとを分散して作成したものを用いる。
(Development roller configuration)
The developing roller 3 is composed of an aluminum cylinder having a diameter of 26 mm.
As shown in FIG. 6, a rotating shaft 3a is formed at both ends of the aluminum cylinder. In FIG. 6, reference numeral 3c denotes a bearing. A surface layer 3b having a layer thickness of about 10 μm is formed on the surface of the aluminum cylinder. The surface roughness of the developing roller 3 is a smooth surface of 2 μm or less according to the JIS Rz standard. The surface layer 3b is formed by spraying a paint on the surface of an aluminum cylinder and curing it. As the coating material, one prepared by dispersing a polyester resin, a melamine curing agent, and ITO as conductive particles is used.

メラミン硬化剤はアミノ基を含有する物質であり、マイナス帯電トナーと逆極性を示す物質(プラス帯電性)であり、ITOはアルミナ粉をベースとして、このアルミナ粉の表面にインジウムドープ酸化錫をコーティングしたものである。   Melamine curing agent is a substance containing amino groups, and is a substance (positive chargeability) that is opposite in polarity to negatively charged toner. ITO is based on alumina powder, and the surface of this alumina powder is coated with indium-doped tin oxide. It is a thing.

(トナー規制ローラの構成)
(1)弾性層
トナー規制ローラ6は、ここでは、現像ローラ3を剛性としたので、弾性ローラにより構成されている。その硬度は現像ローラ3の硬度よりも低硬度である。
これにより、現像ローラ3の耐久性が相対的に向上する。材料としては、ポリウレタン、EPDM、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、NBR、エピクロルヒドリンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン-プリピレンゴム、クロルプレンゴム、アクリルゴム及び、これらの混合物が挙げられる。さらにまた、架橋してゴム状物質とするために、架橋剤、加硫剤を添加することができる。この場合、有機過酸化物架橋及び、硫黄架橋のいずれの場合でも、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等を用いることもできる。更にまた、上記以外にもゴム配合剤として一般に用いられている発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等を特性を損なわない範囲で添加することができる。また、塩素化ポリエチレン、EEA、EVA等の熱可塑性エラストマーも用いることができる。
(Configuration of toner regulation roller)
(1) Elastic Layer Here, the toner regulating roller 6 is composed of an elastic roller because the developing roller 3 is made rigid. The hardness is lower than the hardness of the developing roller 3.
Thereby, the durability of the developing roller 3 is relatively improved. Materials include polyurethane, EPDM, natural rubber, butyl rubber, nitrile rubber, NBR, epichlorohydrin rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, silicone rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, and these A mixture is mentioned. Furthermore, a crosslinking agent and a vulcanizing agent can be added in order to form a rubbery substance by crosslinking. In this case, a vulcanization aid, a vulcanization accelerator, a vulcanization retarder, etc. can be used in both cases of organic peroxide crosslinking and sulfur crosslinking. In addition to the above, the properties of foaming agents, plasticizers, softeners, tackifiers, tackifiers, separating agents, mold release agents, extenders, colorants, etc., commonly used as rubber compounding agents are impaired. It is possible to add in the range which is not. In addition, thermoplastic elastomers such as chlorinated polyethylene, EEA, and EVA can also be used.

ここでは、このトナー規制ローラ6は図7に示すようにステンレンス製の円筒状芯金(導電性支持体)6aの外周に、ニトリル−ブタジエンゴム(NBR)を被覆することにより弾性層6bを形成した。弾性層は、導電剤を添加することにより、導電性を付与又は調整して所定の抵抗値とすることができる。その導電剤としては、特に限定されず、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩等の第四級アンモニウム塩などの陽イオン性界面活性剤、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、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩などの陰イオン界面活性剤、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル等の非イオン性帯電防止剤などの帯電防止剤、NaClO4、LiAsF6、LiBF4、NaSCN、KSCN、NaCl等のLi+、Na+、K+等のイオンを含む周期律表第1族の金属塩、あるいはNH4 +の塩などの電解質、また、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボン、酸化処理を施したカラー(インク)用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。 Here, as shown in FIG. 7, this toner regulating roller 6 forms an elastic layer 6b by coating nitrile-butadiene rubber (NBR) on the outer circumference of a stainless steel cylindrical cored bar (conductive support) 6a. did. The elastic layer can have a predetermined resistance value by adding or adjusting conductivity by adding a conductive agent. The conductive agent is not particularly limited, but lauryltrimethylammonium, stearylmethylammonium, octadodecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, modified fatty acid / dimethylethylammonium perchlorate, chlorate, borofluoride , Cationic surfactants such as quaternary ammonium salts such as halogenated benzyl salts such as sulfates, etosulphate salts, benzyl bromide salts, benzyl chloride salts, aliphatic sulfonates, higher alcohol sulfates, Anionic surfactants such as higher alcohol ethylene oxide addition sulfate, higher alcohol phosphate, higher alcohol ethylene oxide addition phosphate, higher alcohol ethylene oxide, polyethylene glycol fatty acid ester Antistatic agents such as polyhydric alcohol fatty acid ester nonionic antistatic agents such as, NaClO 4, LiAsF 6, LiBF 4, NaSCN, KSCN, Li + such as NaCl, Na +, periodic containing ions of K +, etc. Table 1 Group 1 metal salt or NH 4 + salt electrolyte, conductive carbon such as ketjen black, acetylene black, rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, MT Carbon, oxidized color (ink) carbon, pyrolytic carbon, natural graphite, artificial graphite, antimony-doped tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, nickel, copper, silver, germanium and other metals and metal oxides And conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polyacetylene.

この場合、これら導電剤の配合量は、組成物の種類や導電部材の種類などに応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、102〜1010Ω、好ましくは103〜107Ωとなるように調整される。本発明においては、アセチレンブラックを用いて抵抗調整を行った。 In this case, the blending amount of these conductive agents is appropriately selected according to the type of the composition and the type of the conductive member, and is not particularly limited, but is 10 2 to 10 10 Ω, preferably 10 3 to 10 Adjusted to 7 Ω. In the present invention, resistance adjustment was performed using acetylene black.

トナー規制ローラの体積抵抗を、104〜1012Ωにすることにより、高抵抗側の画像上の残像の発生及び、低抵抗側の、地汚れの発生を防止することができる。 By setting the volume resistance of the toner regulating roller to 10 4 to 10 12 Ω, it is possible to prevent the occurrence of afterimages on the image on the high resistance side and the occurrence of background contamination on the low resistance side.

導電性高分子層の体積抵抗を、103〜107Ω以下とすることにより、表面層の抵抗を調整することなく、トナー規制ローラ全体の体積抵抗を、容易に調整することができる。また、表面層を高抵抗に設定することが可能であり、表面層の表面性を良好(表面粗さ、うねりを小さくする)にすることができる。 By setting the volume resistance of the conductive polymer layer to 10 3 to 10 7 Ω or less, the volume resistance of the entire toner regulating roller can be easily adjusted without adjusting the resistance of the surface layer. In addition, the surface layer can be set to a high resistance, and the surface property of the surface layer can be improved (surface roughness and undulation can be reduced).

なお、ローラ硬度(軸上硬度)は、現像ローラ上に適正な帯電したトナー層を形成するためのニップを確保するためにJIS−A60〜80度であることが望ましい。60度を下回ると、弾性層の材料硬度を低くする必要があり、低硬度になると、加工上、表面粗さが大きくなってしまう。また、80度を超えると、現像ローラとの十分なニップを確保することができない。   The roller hardness (on-axis hardness) is preferably JIS-A 60 to 80 degrees in order to secure a nip for forming an appropriately charged toner layer on the developing roller. If it is less than 60 degrees, it is necessary to lower the material hardness of the elastic layer, and if the hardness is low, the surface roughness increases in processing. If it exceeds 80 degrees, a sufficient nip with the developing roller cannot be secured.

ローラ硬度をJIS―A60〜80度とすることにより、トナー担持体上のトナー付着量及び、トナー帯電量を適正にすることができるニップを形成することができる。低帯電トナーの通過を防止することができるため、地汚れを防止することができる。   By setting the roller hardness to JIS-A 60 to 80 degrees, it is possible to form a nip that can make the toner adhesion amount and the toner charge amount appropriate on the toner carrier. Since the passage of the low-charged toner can be prevented, the background stain can be prevented.

なお、この弾性層の厚さは、部材の種類や形態、大きさ、層構成等に応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、現像ローラとの当接圧を均一にするためには、トナー規制ローラの導電性支持体の外径(A)と弾性導電層の厚さ(B)の比率を0.16≦(B×2)/A≦0.40とすることが望ましい。0.16を下回ると、弾性層の弾性が寄与しなくなり、ほとんど導電性支持体の硬度と同等になるため、現像ローラとの十分なニップが形成できない。   The thickness of the elastic layer is appropriately set according to the type, form, size, layer configuration, etc. of the member, and is not particularly limited, but in order to make the contact pressure with the developing roller uniform. In this case, the ratio of the outer diameter (A) of the conductive support of the toner regulating roller to the thickness (B) of the elastic conductive layer is preferably 0.16 ≦ (B × 2) /A≦0.40. . If it is less than 0.16, the elasticity of the elastic layer does not contribute and is almost equal to the hardness of the conductive support, so that a sufficient nip with the developing roller cannot be formed.

また、線接触に近くなるためトナーへ掛かる荷重が強くなるため、トナーが粉砕されるあるいは、外添剤が埋没する等の不具合が発生する。逆に0.40を超えると、現像ローラとのニップが広くなり、トナーのニップ内の通過時間が長くなるためストレスにより発熱しやすく、融着しやすくなる。トナー規制ローラは上記関係式を満足するのみならず、剛性として導電性支持体の最低限の外径が必要である。支持体の最低限の外径としては、8mm以上、好ましくは、10mm以上である。このことにより、従来にない長寿命の現像装置を提供することができる。   In addition, since the load applied to the toner becomes strong because it is close to line contact, problems such as pulverization of the toner or burying of the external additive occur. On the other hand, if it exceeds 0.40, the nip with the developing roller becomes wide, and the passage time of the toner in the nip becomes long. The toner regulating roller not only satisfies the above relational expression but also requires a minimum outer diameter of the conductive support as rigidity. The minimum outer diameter of the support is 8 mm or more, preferably 10 mm or more. As a result, an unprecedented long-life developing device can be provided.

弾性層の形成方法としては、押し出し成型、プレス成型等の成型方法によって、導電性支持体上に形成される。その後、形状を仕上げるために、円筒研作を行い、更に表面粗さ、うねりを小さくするために、ラッピングシートによるフィニッシャー加工を行った。このような加工を行うことにより、表面粗さRa0.8μm以下、うねりWca0.3μm以下の弾性層を得た(測定方法は下記の通りである)。   The elastic layer is formed on the conductive support by a molding method such as extrusion molding or press molding. Thereafter, in order to finish the shape, cylindrical polishing was performed, and in order to further reduce the surface roughness and waviness, finisher processing with a lapping sheet was performed. By performing such processing, an elastic layer having a surface roughness Ra of 0.8 μm or less and a waviness Wca of 0.3 μm or less was obtained (measurement method is as follows).

表面粗さをRa0.8μm以下にすることにより、微粉トナーの堆積によるトナー凝集体の発生を防止することができ、そのためにトナー固着を防止することができる。また、うねりをWca0.3μm以下とすることにより、トナー担持体上のトナー薄層ムラの発生を防止することができる。ここで、極性ゴムを用いることにしたのは、表面層6cの弾性層6bへの接着強度を増加させ、その剥離を防止するためである。これにより、画像プリントしたときにトナーの非画像部へ付着を防止することにより、地汚れの少ない良好な画像を形成できることになる。   By setting the surface roughness to Ra 0.8 μm or less, generation of toner aggregates due to the accumulation of fine powder toner can be prevented, and toner fixation can be prevented. In addition, by setting the swell to Wca 0.3 μm or less, it is possible to prevent the occurrence of uneven toner thin layer on the toner carrier. Here, the reason for using the polar rubber is to increase the adhesive strength of the surface layer 6c to the elastic layer 6b and to prevent the peeling. Thus, it is possible to form a good image with little background contamination by preventing the toner from adhering to the non-image portion when the image is printed.

弾性層6bと円筒状芯金6aとは接着剤6mを介して接続するのが望ましい。このように接着剤6mを用いて弾性層6bを円筒状芯金6aに接着すると、円筒状芯金6aと弾性層6bとの剥離を防止でき、弾性層6bの形状を安定に保つことができる。また、接着剤6mは導電性であることが望ましい。接着剤6mを導電性とすることにより、同様に地汚れの少ない良好な画像を形成できる。   It is desirable to connect the elastic layer 6b and the cylindrical cored bar 6a via an adhesive 6m. When the elastic layer 6b is bonded to the cylindrical cored bar 6a using the adhesive 6m in this way, peeling between the cylindrical cored bar 6a and the elastic layer 6b can be prevented, and the shape of the elastic layer 6b can be kept stable. . The adhesive 6m is preferably conductive. By making the adhesive 6m conductive, a good image with little background stain can be formed.

(硬度測定方法)
A型硬度計を用いて、1kgの荷重を掛け、硬度計をローラ軸上に押し付て30秒後の測定値とした。
(表面粗さ、うねり測定方法)
測定器;小坂研究所 SE-30H
測定条件
表面粗さ;縦倍率;×2000、横倍率;×20、
測定長さ;2.5mm、
送り;0.5mm/s、
カットオフ;λc0.8mm
うねり;縦倍率;×2000、横倍率;×5、
測定長さ;25mm、
送り;2mm/s、
カットオフ;fh0.8mm、fl2.5mm
(Hardness measurement method)
Using a type A hardness meter, a load of 1 kg was applied, and the hardness meter was pressed onto the roller shaft to obtain a measured value after 30 seconds.
(Surface roughness, waviness measurement method)
Measuring instrument; Kosaka Laboratory SE-30H
Measurement conditions Surface roughness: Longitudinal magnification: × 2000, Horizontal magnification: × 20,
Measurement length: 2.5mm,
Feed: 0.5mm / s,
Cut-off: λc 0.8mm
Swell; Vertical magnification: × 2000, Horizontal magnification: × 5,
Measurement length: 25mm,
Feed: 2mm / s,
Cut off: fh0.8mm, fl2.5mm

(2)表面層
表面層は、例えばディップ法、スプレーコート、ロールコート法どの種々公知のコーティング方法により、基体上に形成する。表面層の膜厚は、各部材の必要寿命に応じて摩耗量との兼ね合いで決定されるものであり、任意である。しかし最近の高画質化に対応するためには、部材の表面粗さはできるだけ小さいことが望ましく、従って、表面層の形成において、ローラ表面を平滑にする必要が生じてきた。そのためには、基材の表面粗さ以上の膜厚にして、弾性層の凹凸を埋めるような塗装方法を行う。なお、コーティングに際しては、各方法に適した塗料の粘度に調整するために、樹脂を溶剤に溶かして希釈して行う。コーティング後は、溶剤の揮発及び、架橋反応を促進するために、加熱・焼成を行うことが望ましい。この弾性層6bの表面にアクリルシリコン樹脂及び、イソシアネート架橋剤からなる表面層6cをスプレー塗装によって形成し、架橋反応を促進するために、80℃の熱風乾燥炉にて、1時間加熱硬化させた。そのアクリルシリコン樹脂からなる表面層6cの層厚は20μmである。このように、表面層を形成した後の表面粗さはRa0.8μm以下、うねりWca0.3μm以下であった(測定方法は上記)。本実施例においては、表面層は、導電性は付与していないが、システムの仕様に応じて、導電性付与剤によって、導電化しても構わない。
(2) Surface layer The surface layer is formed on the substrate by various known coating methods such as dipping, spray coating, and roll coating. The film thickness of the surface layer is determined in consideration of the amount of wear according to the required life of each member, and is arbitrary. However, in order to cope with the recent increase in image quality, it is desirable that the surface roughness of the member be as small as possible. Therefore, in forming the surface layer, it has become necessary to smooth the roller surface. For this purpose, a coating method is performed in which the film thickness is equal to or greater than the surface roughness of the substrate and the irregularities of the elastic layer are filled. In coating, the resin is dissolved in a solvent and diluted in order to adjust the viscosity of the paint suitable for each method. After coating, it is desirable to perform heating and baking in order to promote the volatilization of the solvent and the crosslinking reaction. A surface layer 6c made of an acrylic silicon resin and an isocyanate crosslinking agent was formed on the surface of the elastic layer 6b by spray coating, and was cured by heating in a hot air drying oven at 80 ° C. for 1 hour in order to promote the crosslinking reaction. . The layer thickness of the surface layer 6c made of the acrylic silicon resin is 20 μm. Thus, the surface roughness after forming the surface layer was Ra 0.8 μm or less and the waviness Wca 0.3 μm or less (the measurement method is the above). In the present embodiment, the surface layer is not imparted with conductivity, but may be rendered conductive with a conductivity imparting agent according to the specifications of the system.

(3)抵抗値について(測定方法は、図14(a)、(b)に示す)
トナー規制ローラの抵抗値としては、1.0×104〜1.0×1012Ωであることが好ましい。1.0×1012Ωを超えると、画像に残像が発生してしまう。また、1.0×104Ω以下になると、表面層へ導電剤を高充填しなければならず、表面粗さ、うねりが大きくなり、現像ローラ上のトナー薄層が不均一になるという不具合が発生する。
測定条件は、印加電圧;100V、電圧印加時間;15秒、電極径;φ26とし、トナー規制部材の両端部に18Nの荷重を掛けて上記条件で測定する(図14(b))。
(3) Resistance value (measurement method is shown in FIGS. 14A and 14B)
The resistance value of the toner regulating roller is preferably 1.0 × 10 4 to 1.0 × 10 12 Ω. If it exceeds 1.0 × 10 12 Ω, an afterimage is generated in the image. Further, when the density is 1.0 × 10 4 Ω or less, the surface layer must be filled with a conductive agent, surface roughness and undulation increase, and the toner thin layer on the developing roller becomes uneven. Occurs.
The measurement conditions are applied voltage: 100 V, voltage application time: 15 seconds, electrode diameter: φ26, and measurement is performed under the above-mentioned conditions by applying a load of 18 N to both ends of the toner regulating member (FIG. 14B).

(トナー規制ローラの回転動作方法)
トナー規制ローラ6はその両端に回転軸部6dを有する。この回転軸部6dは図8に示すワンウエイクラッチ6eの内筒6fに回転可能に支承されている。ワンウエイクラッチ6eの内筒6fと外筒6gとの間にはボール6hが設けられると共に、食い込み突起6iが設けられている。ワンウエイクラッチ6eは内筒6fが矢印D方向に回転されると、ボール6hが食い込み突起6iに食い込んで、トナー規制ローラ6の回転を阻止する。内筒6fが矢印D方向と反対方向に回転すると、ボール6hと食い込み突起6iとの食い込みが解除されて、トナー規制ローラ6はスームズに回転され、ここでは、トナー規制ローラ6の矢印D方向の回転と反対方向への回転が図5に示す矢印C方向の回転(非作像時の従動回転方向)に対応している。
(Rotation operation method of toner regulating roller)
The toner regulating roller 6 has rotating shaft portions 6d at both ends thereof. The rotary shaft portion 6d is rotatably supported by the inner cylinder 6f of the one-way clutch 6e shown in FIG. A ball 6h is provided between the inner cylinder 6f and the outer cylinder 6g of the one-way clutch 6e, and a biting protrusion 6i is provided. In the one-way clutch 6e, when the inner cylinder 6f is rotated in the direction of the arrow D, the ball 6h bites into the biting protrusion 6i and prevents the toner regulating roller 6 from rotating. When the inner cylinder 6f rotates in the direction opposite to the arrow D direction, the bit 6h and the biting protrusion 6i are released, and the toner regulating roller 6 is rotated smoothly. Here, the toner regulating roller 6 in the arrow D direction is rotated. The rotation in the direction opposite to the rotation corresponds to the rotation in the direction of arrow C shown in FIG. 5 (the driven rotation direction during non-image formation).

そのトナー規制ローラ6は一対の付勢スプリング8によって現像ローラ3に接触する方向(当接する方向)に付勢されている。その付勢スプリング8はここでは、ワンウエイクラッチ6eを付勢する構成とされている。   The toner regulating roller 6 is urged by a pair of urging springs 8 in a direction (contact direction) in contact with the developing roller 3. Here, the biasing spring 8 is configured to bias the one-way clutch 6e.

その現像ローラ3はその作像時に図5に示す矢印A方向に回転され、これにより、トナーの上流側9から下流側10に向かってトナー7が供給される。また、その現像ローラ3はその非作像時に矢印A方向とは逆方向Bに回転される。トナー規制ローラ6は、現像ローラ3が図5に示す矢印A方向に回転するときにはその回転が停止され、現像ローラ3が矢印B方向に回転するときには、現像ローラ3との摩擦接触によって矢印C方向に従動回転される。   The developing roller 3 is rotated in the direction of arrow A shown in FIG. 5 at the time of image formation, so that the toner 7 is supplied from the upstream side 9 to the downstream side 10 of the toner. Further, the developing roller 3 is rotated in the direction B opposite to the arrow A direction when the image is not formed. The toner regulating roller 6 is stopped when the developing roller 3 rotates in the direction of arrow A shown in FIG. 5, and when the developing roller 3 rotates in the direction of arrow B, friction contact with the developing roller 3 causes an arrow C direction. It is driven and rotated.

トナー規制ローラ6を非作像時に現像ローラ3の回転方向(矢印B方向)と逆方向(矢印C方向)に強制的に回転させる構成とすることもできるが、現像装置1の構成が複雑化し、かつ、駆動ギヤーの構成いかんによってはバンディング等の副作用が発生するので注意が必要である。   The toner regulating roller 6 can be forced to rotate in the opposite direction (arrow C direction) to the rotation direction (arrow B direction) of the developing roller 3 during non-image formation, but the configuration of the developing device 1 becomes complicated. Also, depending on the configuration of the drive gear, side effects such as banding may occur, so care must be taken.

この現像装置1によれば、現像ローラ3とトナー規制ローラ6とによって形成されかつトナー7の上流側9に存在する楔形状領域11に堆積しているトナー7を上流側9に吐き戻すことができるので、楔形状領域11にトナーが詰まって固着するのを防止できる効果がある。   According to the developing device 1, the toner 7 formed by the developing roller 3 and the toner regulating roller 6 and accumulated in the wedge-shaped region 11 existing on the upstream side 9 of the toner 7 can be discharged back to the upstream side 9. Therefore, the wedge-shaped region 11 can be prevented from being clogged and fixed.

トナー規制ローラ6の現像ローラ3への弾発付勢力Fは、この弾発付勢力Fを図9に示すように、現像ローラ3の回転中心O1とトナー規制ローラ6の回転中心O2とを結ぶ線分Lに沿う方向の方向成分F1と、この方向成分F1と直交する直交方向成分F2とに分解したとき、直交方向成分F2が現像ローラ3とトナー規制ローラ6との接触箇所において非作像時のトナー規制ローラ6の従動回転方向(矢印C方向)に向いているのが望ましい。   The elastic biasing force F of the toner regulating roller 6 to the developing roller 3 connects the rotational center O1 of the developing roller 3 and the rotational center O2 of the toner regulating roller 6 as shown in FIG. When the direction component F1 in the direction along the line segment L and the orthogonal direction component F2 orthogonal to the direction component F1 are decomposed, the orthogonal direction component F2 is not imaged at the contact point between the developing roller 3 and the toner regulating roller 6. It is desirable that the toner restricting roller 6 is directed in the driven rotation direction (arrow C direction).

このように構成すると、トナー規制ローラ6の摩擦力が小さくともトナー規制ローラ6を現像ローラ3により一層確実に従動させて回転させることができる。   With this configuration, even if the friction force of the toner regulating roller 6 is small, the toner regulating roller 6 can be driven and rotated more reliably by the developing roller 3.

また、図10に示すように、弾性層6bを研削砥石12で研削すると、図11に示すように、トナー規制ローラ6の弾性層6bの表面に目6jが生じるが、このトナー規制ローラ6の弾性層6bの順目方向に抗する方向に非作像時の現像ローラ3が回転されるようにしてトナー規制ローラ6を現像装置1に組み込む構成とすれば、作像時にはトナー規制ローラ6の現像ローラ3に対する静止摩擦係数を小さくできるため、作像時の現像ローラ3の摩擦発熱を抑制でき、トナー7が現像ローラ3に溶着するのを低減できる。   As shown in FIG. 10, when the elastic layer 6b is ground with the grinding wheel 12, as shown in FIG. 11, eyes 6j are formed on the surface of the elastic layer 6b of the toner regulating roller 6. If the toner restricting roller 6 is incorporated in the developing device 1 so that the developing roller 3 at the time of non-image formation is rotated in a direction against the forward direction of the elastic layer 6b, the toner restricting roller 6 of the toner restricting roller 6 is formed at the time of image formation. Since the static friction coefficient with respect to the developing roller 3 can be reduced, it is possible to suppress the frictional heat generation of the developing roller 3 during image formation, and to reduce the welding of the toner 7 to the developing roller 3.

その一方、非作像時には、トナー規制ローラ6の現像ローラ3に対する摩擦力を増大させることができるため、非作像時のトナー規制ローラ6の従動回転の確実化を図ることができる。   On the other hand, since the frictional force of the toner regulating roller 6 against the developing roller 3 can be increased during non-image formation, the driven rotation of the toner regulating roller 6 during non-image formation can be ensured.

また、トナー規制ローラ6の製造時に生じる目6jを有効に利用して摩擦力を調節できる。   Further, the frictional force can be adjusted by effectively using the eyes 6j generated when the toner regulating roller 6 is manufactured.

更に、図12(a)に示すように、弾性層6bの外径が円筒状芯金6aの延びる方向回転軸部6d、6d側から中央に向かって滑らかに直径が増大するクラウン(太鼓)形状とすれば、現像ローラ3に対するトナー規制ローラ6の当接圧力のより一層の均一化を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 12 (a), the outer diameter of the elastic layer 6b is a crown (drum) shape in which the diameter smoothly increases from the direction of the rotating shafts 6d and 6d in the extending direction of the cylindrical core 6a toward the center. If so, the contact pressure of the toner regulating roller 6 with respect to the developing roller 3 can be made more uniform.

その弾性層6bを長手方向に沿って断面下ときの輪郭線の形状は、二次以上の多次曲線又は円弧曲線であることが望ましい。すなわち、図12(b)に示すように、例えば、輪郭線の形状が角部k1〜k4を有する弾性層6bからなるトナー規制ローラ6の回転軸部6dの両側を付勢して現像ローラ3に当接させることにすると、角部k1〜k4の部分のみが現像ローラ3に当接し、角部k1〜k4以外の部分は凹んで現像ローラ3に当接しないが、図12(a)に示すような滑らかな輪郭線を有する曲線に形成すると、現像ローラ3の長手方向全ての箇所に弾性層6bが均等に当接することになり、当接箇所の均質化を図ることができる。なお、その輪郭線の形状は、図12(a)に示すように、トナー規制ローラ6の輪郭線の形状は、弾性層6bの長手方向の寸法L1と高さH1とを適宜考慮して実験により定めれば良い。   The shape of the outline when the elastic layer 6b is below the cross section along the longitudinal direction is preferably a quadratic or higher-order curve or an arc curve. That is, as shown in FIG. 12B, for example, the developing roller 3 is urged on both sides of the rotating shaft portion 6d of the toner regulating roller 6 formed of an elastic layer 6b whose contour shape has corner portions k1 to k4. Only the corner portions k1 to k4 are in contact with the developing roller 3, and the portions other than the corner portions k1 to k4 are recessed and do not come into contact with the developing roller 3. However, as shown in FIG. When formed into a curve having a smooth contour line as shown, the elastic layer 6b comes into contact with all the portions in the longitudinal direction of the developing roller 3 uniformly, and the contact portions can be homogenized. As shown in FIG. 12A, the contour shape of the toner regulating roller 6 is an experiment in which the length L1 and the height H1 in the longitudinal direction of the elastic layer 6b are appropriately considered. It may be determined by

現像装置は、図5の形態である。
なお、図示していないが、現像ローラには、像担持体との間に電界を形成するために、現像バイアスが印加されている。また、トナー規制ローラ及び、トナー供給ローラは、現像ローラと同電位になるように接続されている。
トナー規制ローラの両端部に24Nの荷重をバネにより与えた。
The developing device is in the form of FIG.
Although not shown, a developing bias is applied to the developing roller in order to form an electric field with the image carrier. The toner regulating roller and the toner supply roller are connected so as to have the same potential as the developing roller.
A load of 24 N was applied to both ends of the toner regulating roller by springs.

(現像ローラ)
芯金は両端部にφ8mmの回転軸が圧入されているφ26mm(t=1.5mm)のアルミニウム製三ツ矢パイプである。
表面層;ポリエステル樹脂とメラミン樹脂を固形分比で7対3の割合、ITOを55wt%(樹脂固形分に対して)をペイントシェーカーにより分散して、MEK、トルエンで希釈して塗料とした。上記芯金上にスプレーコート法により、膜厚約10μmの樹脂層を形成し、その後、熱風炉で160℃、1時間加熱焼成することにより、ポリエステル樹脂とメラミン樹脂を架橋させた。その後、表面を#1000のラッピングフィルムにより、研磨することにより仕上げた。表面粗さRaは0.4μm以下であった。
(Development roller)
The cored bar is a three-piece aluminum pipe with a diameter of 26 mm (t = 1.5 mm) in which a rotating shaft with a diameter of 8 mm is press-fitted at both ends.
Surface layer: Polyester resin and melamine resin in a solid content ratio of 7 to 3 and ITO in an amount of 55 wt% (based on the resin solid content) were dispersed with a paint shaker and diluted with MEK and toluene to obtain a paint. A resin layer having a film thickness of about 10 μm was formed on the core metal by spray coating, and then heated and baked at 160 ° C. for 1 hour in a hot air oven to crosslink the polyester resin and the melamine resin. Thereafter, the surface was finished by polishing with a # 1000 wrapping film. The surface roughness Ra was 0.4 μm or less.

(トナー規制ローラ)
弾性層の形成方法
芯金は両端部φ6mm、弾性層形成部φ12mmで導電性接着剤を塗布後、型にセットし、NBRにカーボンブラック、加硫剤等を練り込んだゴム材料を充填してプレス成形を行い、脱型後、研削加工を行い、外径を仕上げた後、#1000、#1500のラッピングフィルムで研磨することによりφ14mmに仕上げた。形状は、中央部が端部方向に比べて太くなるようにクラウン形状とし、端部と中央部の外径差が240μmになるような、4次式で形成した。
(Toner regulation roller)
Forming method of elastic layer The cored bar is coated with a conductive adhesive at both ends φ6mm and elastic layer forming φ12mm, then set in a mold, and filled with a rubber material kneaded with carbon black, vulcanizing agent, etc. After press forming, demolding, grinding, finishing the outer diameter, and polishing with # 1000 and # 1500 wrapping films to finish φ14 mm. The shape was a crown shape so that the center portion was thicker than the end portion direction, and the quaternary expression was used such that the outer diameter difference between the end portion and the center portion was 240 μm.

(表面層の形成方法)
次の表1に記載する実施例及び、比較例に示すような材料をスプレーコート法により弾性層表面に膜厚約10μmの樹脂層を形成し、その後、熱風炉で加熱焼成することにより種々の表面層を得た。
(Method for forming surface layer)
A resin layer having a film thickness of about 10 μm is formed on the elastic layer surface by spray coating with the materials shown in the following examples and comparative examples shown in Table 1, and then heated and baked in a hot air furnace. A surface layer was obtained.

Figure 0004533692
Figure 0004533692

川上塗料(株) ムキコート3000VH
山本窯業化工(株) セラトップシリコーンSi
関西ペイント(株) アレスシリコン
神東塗料(株) ハイテントップKS-057
旭硝子(株) ルミフロン
日本アチソン(株) エムラロン
ナガセケムテックス(株) ジスロンEC06
Kawakami Paint Co., Ltd. Muki Coat 3000VH
Yamamoto Ceramics Co., Ltd. Ceratop Silicone Si
Kansai Paint Co., Ltd. Ares Silicon Shinto Paint Co., Ltd. High Ten Top KS-057
Asahi Glass Co., Ltd. Lumiflon Nippon Atchison Co., Ltd. Emeralon Nagase ChemteX Co., Ltd. Zithrone EC06

次に表1に示した各表面材料をコートしたトナー規制ローラを現像装置に組み込み、図13に示すような画像形成装置(IpSiO Color6500)において、耐久評価を行った。   Next, a toner regulating roller coated with each surface material shown in Table 1 was incorporated in the developing device, and durability evaluation was performed in an image forming apparatus (IpSiO Color6500) as shown in FIG.

動作条件としては、現像ローラ3を1分間作像方向に空回しした後、逆回転を0.1秒間行った後、約10秒間停止させることを1サイクルとした。プロセススピードはA4ペーパーで1分間20枚とした。画像パターンは5%チャートを使用した。
表2に各枚数毎のトナー規制ローラ表面へのトナー固着状態と非画像部へのトナー付着による地汚れを評価した結果を示す。
As an operating condition, one cycle was defined as rotating the developing roller 3 in the image forming direction for 1 minute, then performing reverse rotation for 0.1 second, and then stopping for about 10 seconds. The process speed was 20 sheets per minute with A4 paper. A 5% chart was used for the image pattern.
Table 2 shows the result of evaluating the toner adhesion state on the surface of the toner regulating roller and the background contamination due to the toner adhesion to the non-image area for each number of sheets.

Figure 0004533692
Figure 0004533692

実施例1〜4のアクリルシリコン樹脂は、トナー固着に対して良好であり、そのため、30000枚プリンとにおいても、画像の非画像部に地汚れが発生することはなかった。   The acrylic silicon resins of Examples 1 to 4 are good for toner fixation, and therefore, no scumming occurred in the non-image portion of the image even with 30000 prints.

本発明の導電性部材の構成断面図である。A structural cross-sectional view of a conductive member of the present invention. 本発明のポリシロキサンのメチル基の配向を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the orientation of the methyl group of the polysiloxane of this invention. 一般の塗膜表面の配向の無い表面状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the surface state without the orientation of the general coating-film surface. 本発明に使用する最大摩擦係数測定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the maximum friction coefficient measuring method used for this invention. 本発明の現像装置の構成断面図である。A structural cross-sectional view of the current image device of the present invention. 本発明に使用する現像ローラの構成断面図である。2 is a cross-sectional view of a developing roller used in the present invention. FIG. 本発明のトナー規制ローラの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a toner regulating roller of the present invention. 本発明のトナー規制ローラの回転制御機構の断面説明図である。FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of a rotation control mechanism for a toner regulating roller of the present invention. 本発明の同規制ローラの現像ローラへの弾発付勢の説明図である。It is explanatory drawing of the elastic urging | biasing force to the developing roller of the regulation roller of this invention. 本発明のローラの弾性層の砥石研削の説明図である。It is explanatory drawing of the grindstone grinding of the elastic layer of the roller of this invention. 本発明のローラの回転方向とローラ表面の逆目順目の関係説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the relationship between the rotation direction of the roller of the present invention and the reverse order of the roller surface. 本発明のローラのクラウン形状の断面図である。It is sectional drawing of the crown shape of the roller of this invention. 本発明のローラを使用する画像形成装置の1例の構成図である。1 is a configuration diagram of an example of an image forming apparatus using a roller of the present invention. 本発明に使用する抵抗値測定方法の構成説明図である。It is structure explanatory drawing of the resistance value measuring method used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 一成分現像装置
2 筐体
3 現像ローラ
3a 回転軸
3b 表面層
3c 軸受け
4 トナー供給ローラ
5 トナー搬送攪拌部材
6 トナー規制ローラ
6a 円筒状芯金
6b 弾性層
6d 回転軸部
6e ワンウエイクラッチ
6f 内筒
6g 外筒
6h ボール
6i 突起
7 トナー
8 付勢スプリング
9 トナーの上流側
10 下流側
11 楔形状領域
12 研削砥石
O1、O2 回転中心
F 弾発付勢力
F1 方向成分
F2 直交方向成分
L 線分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Single component developing device 2 Case 3 Developing roller 3a Rotating shaft 3b Surface layer 3c Bearing 4 Toner supply roller 5 Toner conveying stirring member 6 Toner regulating roller 6a Cylindrical cored bar 6b Elastic layer 6d Rotating shaft 6e One-way clutch 6f Inner cylinder 6 g Outer cylinder 6 h Ball 6 i Protrusion 7 Toner 8 Energizing spring 9 Toner upstream 10 Downstream 11 Wedge-shaped region 12 Grinding wheel O 1, O 2 Rotation center F Elastic urging force F 1 Direction component F 2 Orthogonal direction component L Line segment

Claims (13)

静電潜像が形成された像担持体に接触し、トナーを付着させて前記静電潜像を可視化させるために作像時に回転されるトナー担持体、及び前記トナー担持体に付着するトナーの量を規制して、前記トナー担持体にトナー薄層を形成するトナー規制ローラを備える、画像形成装置に使用される現像装置であって、A toner carrier that is rotated at the time of image formation in order to make the electrostatic latent image visible by contacting the image carrier on which the electrostatic latent image is formed and attaching the toner; and the toner adhering to the toner carrier A developing device used in an image forming apparatus, comprising a toner regulating roller that regulates the amount and forms a toner thin layer on the toner carrier,
前記トナー規制ローラは、現像時は停止しており、非現像時に、トナー担持体が、作像時の回転方向とは逆方向に回転するに伴って、トナー担持体との摩擦によって、トナー担持体と連れ周りで回転するものであって、少なくとも2層以上の異なる材料により構成される導電性部材からなる層を有し、その最外層が水酸基を有するアクリルシリコン樹脂と架橋剤からなり、前記水酸基が架橋剤により架橋することによる架橋生成物から形成されていることを特徴とする現像装置。The toner regulating roller is stopped during development, and when not developed, the toner carrier is rotated by the friction with the toner carrier as the toner carrier rotates in the direction opposite to the rotation direction during image formation. It rotates together with the body and has a layer made of a conductive member composed of at least two layers of different materials, and the outermost layer is made of an acrylic silicon resin having a hydroxyl group and a crosslinking agent, A developing device, wherein a hydroxyl group is formed from a crosslinked product formed by crosslinking with a crosslinking agent.
前記トナー規制ローラのローラ硬度がJIS−A60〜80度であることを特徴とする請求項に記載の現像装置The developing device according to claim 1 , wherein the toner regulating roller has a roller hardness of JIS-A 60 to 80 degrees. 前記トナー規制ローラが、導電性の支持体上に導電性の高分子層を形成し、その上面に表面層が形成された構成であり、導電性の支持体の外径をA、導電層の厚さをBとしたときに、0.16≦(B×2)/A≦0.40であることを特徴とする請求項に記載の現像装置。 The toner regulating roller has a configuration in which a conductive polymer layer is formed on a conductive support and a surface layer is formed on the upper surface thereof. The outer diameter of the conductive support is A, and the conductive layer 2. The developing device according to claim 1 , wherein when the thickness is B, 0.16 ≦ (B × 2) /A≦0.40. 前記トナー規制ローラの表面粗さRaが0.8μm以下であることを特徴とする請求項に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1 , wherein the toner regulating roller has a surface roughness Ra of 0.8 μm or less. 前記トナー規制ローラの表面うねりWcaが0.3μm以下であることを特徴とする請求項に記載の現像装置。 2. The developing device according to claim 1 , wherein a surface waviness Wca of the toner regulating roller is 0.3 [mu] m or less. 前記トナー規制ローラの体積抵抗が、1.0×10 4 〜1.0×10 12 Ωであることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 2. The developing device according to claim 1, wherein a volume resistance of the toner regulating roller is 1.0 × 10 4 to 1.0 × 10 12 Ω. 前記トナー規制ローラの導電性高分子層の体積抵抗が、1.0×10 3 〜1.0×10 7 Ω以下であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein a volume resistance of the conductive polymer layer of the toner regulating roller is 1.0 × 10 3 to 1.0 × 10 7 Ω or less. 前記アクリルシリコン樹脂が、アクリル酸ポリマーとポリシロキサンからなることを特徴とする請求項1に記載の現像装置The developing device according to claim 1, wherein the acrylic silicon resin is made of an acrylic acid polymer and polysiloxane. 前記アクリルシリコン樹脂と架橋剤により形成された樹脂層が、高分子の基体上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置2. The developing device according to claim 1, wherein the resin layer formed of the acrylic silicon resin and the crosslinking agent is formed on a polymer substrate. 前記架橋剤がイソシアネート基を有し、アクリルシリコンの水酸基とウレタン結合を形成することを特徴とする請求項1に記載の現像装置The developing device according to claim 1, wherein the crosslinking agent has an isocyanate group and forms a urethane bond with a hydroxyl group of acrylic silicon. 前記ポリシロキサンが導電性部材の表面方向へ選択的に配向していることを特徴とする請求項1に記載の現像装置The developing device according to claim 1, wherein the polysiloxane is selectively oriented in a surface direction of the conductive member. 前記導電性部材の表面の最大静止摩擦係数が0.2以下であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置The developing device according to claim 1, wherein a maximum static friction coefficient of the surface of the conductive member is 0.2 or less. 請求項に記載の現像装置が、搭載されている現像装置、像担持体、帯電手段、光書き込み手段、転写部材、定着装置が少なくとも具備されていることを特徴とする画像形成装置。 2. An image forming apparatus comprising: the developing device according to claim 1; and a developing device mounted thereon, an image carrier, a charging unit, an optical writing unit, a transfer member, and a fixing device.
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