JP2006145956A - 現像ローラ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 得られる画像の不具合および画像濃度ムラが生じず、長期にわたり良好な画質が得られる現像ローラを提供する。
【解決手段】 弾性層の外周にさらに樹脂層を有し、該弾性層表面の平均山間隔Ｓｍが１０〜３００μｍで、現像ローラでのＭＤ１硬度Ａが２０〜８０であることにより上記課題は達成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の画像形成装置において、感光ドラム周辺に配置される導電性弾性体ローラ、特に感光ドラム上の静電潜像を可視像化するために低硬度、低圧縮永久歪み特性を要求される現像ローラに関する。

従来の電子写真記録装置について以下に説明する。この装置の本体内部には画像形成部が設置され、画像がクリーニング、帯電、潜像、現像、転写、定着プロセスを経て形成される。画像形成部は像担持体である感光ドラムを備えており、クリーニング部、帯電部、潜像形成部、現像部及び転写部を備えている。この画像形成部で形成された感光ドラム上の画像は転写部材により、記録材に転写され、搬送された後、定着部にて加熱、加圧され、定着された記録画像として排出される。

次に、クリーニング、帯電、潜像、現像、転写、定着のプロセスの内、帯電、潜像形成、現像、転写プロセスについて説明する。

帯電部材は、感光ドラムの表面に対し、所定の極性で、電位が一様になるように一次帯電処理をおこなう。帯電部材により均一に帯電処理された後、目的画像情報の露光を受けて、ドラム表面に目的画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置により現像剤画像として可視像化される。この可視像化された現像剤画像は、感光ドラム下で転写手段により記録材の裏面から電圧を印加することにより記録材に転写される。その後記録材は定着部へ搬送され、像定着を受け、画像形成物として出力される。

以上に示した電子写真装置等の画像形成装置における現像装置においては、感光ドラムに接することが良好であることから、帯電部材、潜像を可視像化するための現像部材、転写手段等にローラ型の導電性弾性体が近年盛んに使用されている。ここに示したローラ型の現像部材（以下、「現像ローラ」という）は半導電領域の電気抵抗値を有することが必須であり、感光ドラム、現像ブレード（供給された現像剤（以下、「トナー」ともいう）を現像ローラ表面上に均一に広げ、過剰に供給された現像剤を現像剤貯槽に戻す役割をする）、現像剤供給ローラ等に常に圧接しているため、硬度が小さく、圧縮永久歪みも小さい材料で構成されることが、良好な画像を得るために必要である。更に、良好な画像を得るためには一定量の安定したトナーを現像ローラ上に付着させることが重要であり、このトナー搬送性を安定化して、画像上の濃度ムラをなくすことが要求されている。

画像の高画質化のためにトナーの搬送力の向上を図ることから、現像ローラ表面を粗面に形成することが行われている。現像ローラの表面形状を制御する方法としては、例えば、最外層に形成した樹脂層を形成した後、その表面を表面研磨やサンドブラストなどの機械加工を行なう方法（特許文献１参照）、あるいは、該樹脂層を形成する材料中に微粒子を添加し、樹脂層表面に微粒子を突出させることにより粗面化したローラ表面を形成する方法がある。

さらに、弾性層の形状を規定した上で、現像ローラの最表面形状を制御する方法として、弾性層の表面粗さＲｚ（十点平均粗さ、ＪＩＳ Ｂ６０１−１９９４）を３〜１５μｍにし、その外周に粗さに応じた厚みで、被覆層を形成した現像剤担持部材（特許文献２参照）が、また弾性層の表面粗さＲｚを５〜８μｍにしその外周に厚み１０〜２５μｍの導電性被覆層を形成することで表面粗さＲｚが４〜８μｍである現像ローラ（特許文献３参照）が知られている。

また、弾性層を、必要により円筒研削盤、ショットブラスター、サンドブラスター、ラッピング機、バフ等により、所望の表面状態、好適にはＲｚを３〜１５×１０^-6ｍかつ平均山間隔Ｓｍ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）を３〜３０×１０^-6ｍに処理し、更に、前記表面処理された成形品の耐久性を改善するために、前記成形品の表面上に保護コート材を均一な厚さで被覆させたコート材層を形成することが開示されている（特許文献４参照）。

しかしながら、特許文献１に示されたような現像ローラの最外周の樹脂層を加工して表面形状を制御した場合、上記粗面形成方法により得られた樹脂層を備えた現像ローラを長期間使用すると、画像の不具合，画像濃度の低下が生ずるという問題があった。すなわち、上記樹脂層形成後に機械加工による粗面形成を行うと、機械加工で発生する傷、バリなどが、長期間の使用により脱落してしまい、その脱落部分にトナーが部分的に付着してしまいトナー層形成にムラが生じ、画像上の不具合が発生する。また、発生する傷、バリなどを無くすためには、機械加工の後、更にバリ取りなどの後加工が必要となり、工程が煩雑になりコストアップの要因となっている。

また、導電性樹脂層形成材料中に微粒子を添加して、微粒子の突出によりローラ表面を粗面化して形成する方法の場合も、長期間の使用により表面から微粒子の削れ、摩耗が発生し、その結果、トナーの搬送量が不安定になり、画像濃度のムラ、低下が起きてしまう。また、表層形成材料に微粒子などを添加するために、表層処方の設計が煩雑になり、あるいは、弾性層上に微粒子含有の樹脂層を塗工などにより形成する場合、ディップの場合などは、微粒子が沈降するなどにより塗料の安定性が不充分で、使用できる微粒子の粒子径に制限があった。また、スプレー塗工を行なう場合には、微粒子がスプレーガンのノズルに詰まるといった問題があった。

また、弾性層のＲｚを規定した現像ローラでは、最終的な現像ローラの表面形状もＲｚのみの規定であり、このＲｚのみでは現像ローラに要求される特性のひとつである、トナー搬送性の安定性、トナーの摩擦帯電性を制御するには限界がある。

また、弾性層の表面形状のＳｍが適正値でないものにコートなどの表面処理行なった場合には得られる現像ローラではトナー搬送性にばらつきが大きくなり、耐久による画像ムラが発生する、といった問題がある。

同時に耐久性を向上させるためには、現像剤の劣化を防止することが必要であり、現像剤の劣化を防ぐ手法としては更に表面が柔軟であることが重要である。
特開２００１−０５０２４７号公報 特開平０８−０５４７７３号公報 特開平０７−０８４４４３号公報 特開２００１−３２３９２５号公報

したがって、本発明の課題は、得られる画像の不具合および画像濃度ムラが生じず、長期にわたり良好な画質が得られる現像ローラを提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討し、ついに本発明に至った。

すなわち、本発明は、導電性の軸芯体の外周上に弾性層を有し、該弾性層の外周にさらに樹脂層を有する現像ローラにおいて、該弾性層表面の平均山間隔Ｓｍが１０〜３００μｍであり、かつ、現像ローラのＭＤ１硬度Ａが２０〜８０であることを特徴とする現像ローラである。

また、本発明は、弾性層表面の粗さＲｚ（十点平均粗さ）が１〜２５μｍであり、現像ローラ表面の粗さＲｚが０．８〜２０μｍである上記の現像ローラである。

そして、本発明は、弾性層の外周上の樹脂層の膜厚みＴが０．１〜５０μｍである上記の現像ローラである。

さらに、本発明は、弾性層表面のＳｍを軸芯体に平行な方向をＳｍＸ１、周方向をＳｍＹ１と表すとき、ＳｍＸ１が２０〜３００μｍであり、ＳｍＹ１が１０〜２００μｍである上記の現像ローラである。

また、本発明は、内面が凹凸形状である円筒金型内にて、軸芯体の外周に弾性層を形成する際に、該弾性層表面に金型内面の形状を転写させた上記の現像ローラである。

そしてまた、本発明は、樹脂層表面のＳｍを軸芯体に平行な方向をＳｍＸ２、周方向をＳｍＹ２と表すとき、ＳｍＸ２が２０〜３００μｍであり、ＳｍＹ２が１０〜２００μｍである上記の現像ローラである。

さらにまた、本発明は、現像ローラとして、上記の現像ローラが組みこまれていることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ又は画像形成装置である。

本発明によれば、本発明の現像ローラを組み込んだ電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の画像形成装置において、現像剤の搬送力が安定し均一な電荷が付加された現像剤を現像ローラから感光ドラムに送ることができるため、ローラの使用の初期において良好な現像特性を有することは当然、長期にわたる使用でも安定した現像を行なうことが可能なとなる。また、本発明の現像ローラにより、良好な品質の画像が常に得られる電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することが可能になった。同時に、従来、現像ローラの表面を表層樹脂層の設計により作成していた機能を弾性層に盛り込むことにより、表層設計を簡略化することができる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本発明の現像ローラの一例を示す断面図を図１に示す。

本発明の現像ローラは、軸芯体１の周囲に弾性層２を有し、その外周に樹脂層３を配置したものである。なお、樹脂層３については１層である必要は無く、多層になっていても構わない。

本発明において、現像ローラの下層を形成する弾性層の表面形状として、平均山間隔Ｓｍ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）が１０〜３００μｍに設定されていることが必須である。弾性層上に樹脂層を形成した場合、このＳｍ値が３００μｍを超えていた場合には、現像ローラのトナーの搬送性が安定せず、適正な濃度を出すことが困難となる。また、１０μｍを下回る場合には、現像ブレードなどの現像ローラ周りの部材を長期使用で削ってしまい、その削れのために現像ローラ上のトナーの付着性にムラが生じ、結果として、画像ムラが発生する問題がある。なお、ここで、弾性層表面のＳｍを軸芯体に平行な方向をＳｍＸ１、周方向をＳｍＹ１と表すとき、ＳｍＸ１が２０〜３００μｍであり、ＳｍＹ１が１０〜２００μｍであることが、良好な樹脂層を形成するために望ましい。さらに、形成した樹脂層表面でのＳｍは、軸芯体に平行な方向をＳｍＸ２、周方向をＳｍＹ２と表すとき、ＳｍＸ２が２０〜３００μｍであり、ＳｍＹ２が１０〜２００μｍであることが現像ローラのトナー供給性等の性質が良好となるので望ましい。

また、前期現像ローラのＭＤ１硬度Ａとしては２０〜８０であることが好ましい。ＭＤ１硬度Ａが２０未満の場合、現像ローラ上のトナーが付着し易くなり、現像ローラに要求されるトナーに対する離形性が確保できない。また、８０超の場合、トナーに対するストレスが大きくなり、長期間の使用によりトナー劣化が起きたり、現像ローラと感光ドラムとの間の摩擦でトナーが現像ローラや感光ドラムの表面に融着したりしてしまうので好ましくない。なお、ＭＤ１硬度Ａとは、高分子計器株式会社製マイクロゴム硬度計ＭＤ−１を用い、一般ゴム用のタイプＡで測定した硬さで、ＪＩＳ Ｋ６２５３−１９９７のデュロメータタイプＡに相当するものである。

樹脂層を形成する弾性層の表面の粗さＲｚ（十点平均粗さ、ＪＩＳ Ｂ０６０１：１９９４）が１〜２５μｍであることが望ましい。また、樹脂層を形成したのちの現像ローラのＲｚが０．８〜２０であることが望ましい。このＲｚ値を下回る場合には、現像ローラにおいてトナーの搬送性が低下し、適正な濃度を出すことが困難となることがあり、上回る場合には、トナー搬送性が大きすぎるために現像ローラ上のトナーの付着性にムラが生じ、特にハーフトーン画像においてムラが発生することがある。

本発明の現像ローラの軸芯体としては、その材料は導電性であれば何でも良く、炭素鋼，合金鋼及び鋳鉄、導電性樹脂などの中から、適宜選択して用いることができる。ここで、合金鋼としては、例えばステンレス鋼，ニッケルクロム鋼，ニッケルクロムモリブテン鋼，クロム鋼，クロムモリブテン鋼，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ及びＶを添加した窒化用鋼などが挙げられるが強度の観点から、金属製のものが望ましい。更に防錆対策として軸芯体材料にめっき、酸化処理を施すことができる。めっきの種類としては電気めっき、無電解めっきなどいずれも使用することができるが、寸法安定性の観点から無電解めっきが好ましい。ここで使用される無電解めっきの種類としては、ニッケルめっき、銅めっき、金めっき、カニゼンめっき、その他各種合金めっきなどがある。ニッケルめっきの種類としては、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ複合めっきなどがある。膜厚みはそれぞれ０．０５μｍ以上であれば望ましいが、より良くは作業効率、価格を考慮した場合にめっき膜厚みは０．１〜３０μｍであることが適当である。

また弾性層は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ウレタンゴム、ヒドリンゴム（ＥＣＯ）、多硫化ゴム（Ｔ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等のゴム材料から適宜選択すればよく、これらゴム材料は１種類を使用しても、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。本発明ではこれらの材料に導電付与剤を必要量添加して導電性を付与して使用する。

弾性層を導電化する手段としては、電子導電機構による導電付与剤あるいはイオン導電性機構によるイオン導電性付与剤を上記材料に添加することにより導電化する手法が一般的である。

電子導電機構による導電付与剤としては、カーボンブラック、グラファイト等の炭素系物質、アルミニウム、銀、金、錫−鉛合金、銅−ニッケル合金等の金属あるいは合金、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化銀等の金属酸化物、各種フィラーに銅、ニッケル、銀等の導電性金属めっきを施した物質等を挙げることができる。これら電子導電機構による導電付与剤は粉末状あるいは、繊維状の形態で、単独又は２種類以上を混合して使用することができる。中ではカーボンブラックは導電性の制御がしやすい、経済的であるなどの観点から使用される。

また、イオン導電機構による導電付与剤としては、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＮａＣｌＯ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等の周期律表第１族金属の塩、ＮＨ₄Ｃｌ、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、ＮＨ₄ＮＯ₃等のアンモニウム塩、Ｃａ（ＣｌＯ₄）₂、Ｂａ（ＣｌＯ₄）₂等の周期律表第２族金属の塩、これらの塩と１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコールやそれらの誘導体との錯体、これらの塩とエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体、第４級アンモニウム塩等の陽イオン性界面活性剤、脂肪族スルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等の陰イオン性界面活性剤、ベタイン等の両性界面活性剤を挙げることができる。これらイオン導電機構による導電付与剤は粉末状あるいは繊維状の形態で、単独又は２種類以上を混合して使用することができる。

以上記載したように、弾性層を導電化する方法としては、イオン導電機構によるイオン導電性付与剤の添加、電子導電機構による導電付与剤の分散の２種類があるが、これらは単独でも併用でもよい。

上記弾性層を形成する手段としては、押出成形、射出成型、注型成形などいずれの手段でも使用することができ、材料の特性（液状、固形、粘度など）にあわせて適宜選択することが好ましい。また、寸法精度（外径、振れ、円筒度など）を向上するために、弾性層を成形した後にさらにその表面を研磨などで追加工することも可能である。その後、ブラストなどにより表面の形状を所望の形状にすることもできる。ブラストによる場合、弾性層表面の凹凸形状は、ブラストに用いる粒子の径を変更する、或いは、粒子を弾性層に当てる際に弾性層を形成した弾性体ローラ長手方向の移動速度を変更することで制御することが可能である。また、注型成形では使用する円筒金型の内表面形状をブラストなどで凹凸形状を形成し、型内面の形状を弾性層表面に転写することで、所望の弾性層表面とすることができる。金型内面の凹凸形状は、同様にブラストに用いる粒子の径を変更する、或いは、粒子を変更する、或いは、金型に粒子を当てる際の金型長手方向の移動速度を変更することで制御することが可能である。

弾性層の外側に形成する樹脂層に使用する材料としては、上記に挙げた弾性層に使用される材料以外にも、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂、ポリエステル樹脂、スチロール系樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、繊維素系樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、アクリルウレタン樹脂、水系樹脂なども使用可能であり、これらは２種類以上組み合わせて使用することもできる。この中でも、含窒素樹脂、例えば、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等を用いることが現像剤に電荷を安定する点で望ましい。また、樹脂層に導電性を付与する手法としては、弾性層の導電化に記載したと同様の手法を用いることが可能である。導電化した樹脂層を形成するに際し、これら材料を塗料化して使用することも可能である。さらに、導電化した樹脂層は１層でなく複層とすることも可能である。

弾性層外周に樹脂層を形成する手段としては以下に示すものが挙げられる。

弾性層に使用するゴム材料と同様のものを使用する場合、弾性層の成形と同時に押出成形する、あるいは射出成型等を用いるなどにより樹脂層を弾性層表面に形成することができる。

また、樹脂層を構成する材料を塗料化した場合、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して上記材料と導電剤を分散させ、得られた塗料を、スプレー塗工法、ディッピング法、ロールコーター法等により弾性体の表面に塗工する。なお、本発明では、現像ローラの表面が均一に粗面となっていることが好ましいので、特にディッピング法が好ましい。

樹脂層の厚みとしては、０．１〜５０μｍ、特に３〜３０μｍが好ましい。厚みが少なすぎると弾性層中の低分子量成分が現像ローラ表面にしみ出してきて感光ドラムを汚染する恐れがあり、厚すぎると現像ローラが硬くなり、トナー融着の原因となるので好ましくない。

なお、本発明では、弾性層の周囲に樹脂層を形成することが可能であるので、現像ローラの表面を機械加工して粗面形成を行なった場合に発生する、傷、バリ等の悪影響が少ない。

弾性層、樹脂層はそれぞれ従来公知の処理条件で形成され、必要により後硬化や追加処理をするとよい。また、それぞれの層の材料についても、必要により各種添加剤、例えば、安定剤、滑剤、着色剤、充填剤等を配合したものでも構わない。

次に、本発明の現像ローラが組み込まれた電子写真プロセスカートリッジ、画像形成装置について、その概要を図２にて説明する。

感光ドラム１１は、帯電ローラ１２によりその表面に対し、所定の極性で、電位が一様になるように帯電処理された後、目的画像情報の露光Ｉを受け、該感光ドラム１１の表面に目的画像に対応した静電潜像が形成されている。この静電潜像は、本発明の現像ローラ１３により供給されるトナーによりトナー画像として可視化される。この可視化されたトナー画像は、転写ローラ１４により記録材Ｐの裏面から電圧を印加することにより、記録材Ｐに転写され、定着部（不図示）へ搬送され、像定着を受け、画像形成物として出力される。感光ドラム１１はその上に残存するトナー、ごみ等を除くためにクリーニング部１５によりクリーニングされ、除電部材（不図示）にて除電され、再び、帯電過程に進む。一方、現像ローラ１３は、その表面にトナー供給ローラ１６によりトナーがトナー貯槽（不図示）から供給され、現像ブレード１７にて均一厚みになるようにそれぞれトナー供給ローラ１６、現像ブレード１７が当接されている。現像ローラ１３上の感光ドラム１１で静電潜像を現像に使用されなかったトナーはトナー供給ローラ１６で一旦掻き落される。また、帯電ローラ１２、転写ローラ１４及び現像ローラ１３はバイアス印加電源Ｅ1、Ｅ２、Ｅ３により必要電圧が印加されている。なお、電子写真プロセスカートリッジはここに記載した部材等で転写ローラ、定着部を除くものが一体とされている。

以下、実施例より本発明を説明する。

実施例１
弾性体ローラの製造
樹脂層を形成する前の弾性層を軸芯体の周囲に形成した弾性ローラを製造した。すなわち、ＥＰＤＭ（三井化学社製、ＥＰＴ４０４５）１００質量部に導電付与剤としてカーボンブラック（ライオン社製、ケッチェンブラックＥＣ）１０質量部、可塑剤としてパラフィンオイル（出光興産社製、ＰＷ−３８０）４０質量部、加硫剤として硫黄２質量部、加硫促進剤としてテトラメチルチウラムジサルファイド（三新化学工業社製、サンセラーＴＴ）１．５質量部及び老化防止剤（大内新興化学社製、ＮＳ−６）２．５質量部を練り込みながら添加し、押出し機で押出し、チューブ状の成形品を得た。この成形品を加硫缶で１４０℃×３０分の条件で加硫させて、チューブ状成型体を得た。このチューブ状成型体を、２４５ｍｍに切断し、その中に、予め接着剤を塗布した径６ｍｍ長さ２６０ｍｍの軸芯体（予め表面に厚さ２μｍの無電解ニッケルメッキを施したＳＵＳ製棒）を圧入接着し、円筒研磨機で表面スキン層を研磨し、ゴム端部を突っ切りして、ゴムの全長が２４０ｍｍ、外径が１６ｍｍで弾性層表面にケバのない弾性体ローラを得た。さらに、この弾性体ローラ表面をブラスト処理して、軸方向のＳｍＸ１が１０μｍ、周方向のＳｍＹ１も１０μｍ、弾性層表面のＲｚが１０μｍである弾性体ローラを得た。ブラスト条件は以下の通りである。弾性体ローラを軸芯体中心に２００ｒｐｍで回転させ、該弾性体ローラを長手方向に移動速度１ｍｍ／秒で移動させ、この弾性体ローラ表面に粒子噴射ノズルを用いてΦ２０μｍのアクリル粒子を１．５ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で当てて所望の表面形状を形成した。

樹脂層の形成
導電性フィラーとして酸化スズをウレタンとの乾燥重量比で４０％となるように分散させたウレタン系塗工液（液体粘度１５ｍ・ｐａ・ｓ）を調製した。この塗工液を上記で作成した弾性体ローラにディッピング処理により塗布し、乾燥させ、次いで１４５℃にて２時間加熱処理して、導電化した樹脂層を弾性層の外周に設けて、現像ローラを得た。

この現像ローラ表面のＲｚは８μｍであり、軸方向のＳｍＸ２は１０μｍ、周方向のＳｍＹ２も１０μｍであった。さらに、この現像ローラ表層の膜厚を測定したところ、最大膜厚１２μｍ、最少膜厚８μｍの均一な厚みであった。特に、画像領域部分（幅２１０ｍｍ）の膜厚については、良好であった。また、現像ローラのＭＤ１硬度Ａは４０であった。また、下記により測定した現像ローラの回転時の電流値は１２０μＡであった。

なお、この現像ローラを感光ドラムに進入量が３０μｍになる状態で圧接した状態で、電子写真式レーザープリンター（キヤノン（株）製、ＬＢＰ−１３１０）に組み込んで、ハーフトーンによる画像出力を行ったところ、良好な画像を得ることができた。また、後記の画像評価に見られるように、現像ローラピッチの画像不良が僅かにみられ、また濃度が薄いものの濃度ムラやかぶりなど実用上問題のない、レベルの画像を達成していた。

得られた現像ローラの画像評価は、該現像ローラを電子写真式レーザープリンターの現像ローラとして用い、連続画像１００００枚の出力し、その後に評価用画像を出力し、その画像を目視により評価した。

ここでの各種評価の方法を以下に記載する。

・画像評価
本評価で使用した電子写真式レーザープリンターは、Ａ４縦出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードは１８ｐｐｍ、画像の解像度は１２００ｄｐｉである。感光ドラムはアルミシリンダーにＯＰＣ層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。現像ローラと感光ドラムとの当接圧力と進入量は、現像ローラ上の現像剤被覆量が０．３５ｍｇ／ｃｍ²となるように調整した。又、現像ローラから古いトナーを掻き落とし、現像ローラに新しい現像剤を供給するトナー供給ローラとして軟質ウレタンスポンジ製のものを用いた。そして、画出しは、２３．５℃、湿度５５％の条件で、そのまま１００００枚連続出力し、その後に評価画像を出力し、画像評価に用いた。

なお、１００００枚の連続出力には、感光ドラムの回転方向と垂直方向に幅２ドット、間隔５０ドットの横線を描くような画像を用い、評価画像には、感光ドラムの回転方向と垂直方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描くような画像を使用した。

画像評価は、「Ａ：画像濃度が十分濃く、しかも現像ローラ表面へのトナーの融着等による現像ローラピッチの画像不良の見られない」、「Ｂ：画像濃度がかすかに薄いか又は現像ローラピッチの画像不良がかすかに認められるが実用上は全く問題が無い」、「Ｃ：画像濃度が薄いか又は現像ローラピッチの画像不良が認められるが実用上は許容範囲である、又は、画像濃度が濃いか又は現像ローラピッチの画像不良が認められるが実用上は許容範囲である」、「Ｄ：画像濃度及び現像ローラピッチの画像不良のどちらかが不充分な場合があるが実用上はかろうじて許容範囲である」及び「Ｅ：画像濃度及び現像ローラピッチの画像不良のどちらかが不充分である」とした。

・樹脂層の膜厚の測定
現像ローラの外径をレーザ測長機（東京精密（株）製、ＰＵＬＣＯＭｏｐｔｏ６０Ｂ―６００）で樹脂層を形成する前と後で測定し、その外径差から樹脂層の膜厚を求めた。なお、外径差の半分を樹脂層の膜厚とした。

・現像ローラの電流値測定
現像ローラ２１の電流値の測定は、図３に示すように、軸芯体１の両端に各５００ｇの荷重をかけ、金属製ドラム２２に現像ローラ２１を当接させ、これらを回転させ、現像ローラ２１の回転を６０ｒｐｍになるようにし、軸芯体１と金属ドラム２２の間に１００Ｖの電圧を印加したときに、軸芯体１と現像ローラ２２の間に流れる電流値を測定し、そのときの測定値を現像ローラの電流値とした。

・表面のＲｚ及びＳｍの測定
ＪＩＳ Ｂ０６０１：１９９４に従う東京精密（株）製の表面粗さ計ＳＵＲＦＣＯＭ３０００Ａを用い、ＪＩＳに規定に従い測定した。基準線長さは４ｍｍとした。なお、Ｓｍについては軸方向、周方向をそれぞれ測った。基準線長さは軸方向、周方向共に４ｍｍとした。

・現像ローラのＭＤ１硬度Ａの測定
高分子計器株式会社製マイクロゴム硬度計ＭＤ−１を用い、一般ゴム用のタイプＡで測定した。

実施例２、３、比較例１、２
実施例１において、弾性体ローラのブラスト処理する際の前記弾性体ローラ長手方向の移動速度を変更し表１に示した弾性層の表面状態にする以外は、実施例１と同様にして現像ローラを作成した。得られた現像ローラについて各種測定、評価を行った。画像評価結果を実施例１の結果と共に表１に示す。なお、弾性体ローラ長手方向の移動速度は次の通りとした。比較例１：０．５ｍｍ／ｓ、実施例２：３ｍｍ／ｓ、実施例３：１０ｍｍ／ｓ及び比較例２：２５ｍｍ／ｓ。

実施例４
弾性体ローラの製造
ビニル末端を有するポリジメチルシロキサン１００質量部、カーボンブラック１０質量部及び珪素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン１００質量部をロールにより均一分散するまで混練りし、接着剤が塗布された軸芯体がセットされたパイプ形状の金型中にこの混合材料を注入した。その後この金型を熱盤で挟みながら１２０℃、３０分、２００ｋｇ／ｃｍ²にて架橋し、冷却した後パイプ金型から脱型し、次いで、２００℃で４時間熱風乾燥炉中、２次硬化して弾性体ローラを得た。なお、軸芯体としては実施例１と同様のものを用いた。また、使用した金型は、金型内面に粒子噴射ノズルを用い粒子を噴射させたブラストにより凹凸形状の模様が施されているものを用いた。この弾性体ローラの軸方向のＳｍＸ1は１００μｍ、周方向のＳｍＹ１も１００μｍであり、弾性層表面のＲｚは１２μｍであった。

樹脂層の形成
ウレタン樹脂を固形分５質量％（ＮＣＯ／ＯＨ＝０．９）となるよう調整したメチルエチルケトン溶液に、カーボンブラックを、樹脂成分１００質量部に対し１５質量部を攪拌分散して塗工液（液体粘度２０ｍ・ｐａ・ｓ）を得た。この溶液中に上記で得た弾性体ローラを浸漬し、ついで引き上げて乾燥させて塗工液を塗布し、次いで１６０℃にて２時間加熱処理して、導電化された樹脂層が弾性層の外周に設けられた現像ローラを得た。

この現像ローラ表面のＲｚは８μｍであり、軸方向のＳｍＸ２は１０μｍ、周方向のＳｍＹ２も１０μｍであった。また、樹脂層の膜厚は、最大膜厚１２μｍ及び最少膜厚８μｍであり、均一な厚みであることがわかった。特に、画像領域部分（幅２１０ｍｍ）の膜厚については、良好であった。さらに、現像ローラのＭＤ１硬度Ａは２０であった。この現像ローラを実施例１と同様に実機に装着してハーフトーンによる画像出力を行った。画像を評価した結果、現像ローラピッチの画像不良が僅かにみられ、また、濃度が薄いものの、濃度ムラやかぶりなど実用上問題のない、レベルの画像を達成していた。

実施例５、６、比較例３、４
実施例４において、樹脂層原料に使用したウレタン樹脂のＮＣＯ／ＯＨをそれぞれでは１．０（実施例５）、１．４（実施例６）、０．７（比較例３）及び１．６（比較例４）にした以外は、実施例４と同様にして、現像ローラを作成した。得られた現像ローラについて各種測定、評価を行った。画像評価結果を実施例４の結果と共に表２に示す。

実施例７〜１０
実施例５において、弾性体ローラを成型する際に用いる金型の内面凹凸形状を変更して表３に示した弾性層の表面状態にする以外は、実施例５と同様にして現像ローラを作成した。得られた現像ローラについて各種測定、評価を行った。画像評価結果を実施例５の結果と共に表３に示す。

実施例１１〜１６
実施例５において、樹脂層原料のメチルイソブチルケトン溶液でのウレタン樹脂の固形分量をそれぞれ３０質量％（実施例１１）、２０質量％（実施例１２）、１０質量％（実施例１３）、４質量％（実施例１４）、１質量％（実施例１５）及び０．５質量％（実施例１６）にする以外は、実施例５と同様に現像ローラを作成した。なお、ウレタン樹脂のＮＣＯ／ＯＨは１．０であった。画像評価結果を実施例５の結果と共に表４に示す。

実施例１７〜２２
実施例５において、弾性体ローラを成型する際に用いる金型の内面凹凸形状を変更して表５に示した弾性層の表面状態にする以外は、実施例５と同様にして現像ローラを作成した。得られた現像ローラについて各種測定、評価を行った。画像評価結果を実施例５の結果と共に表５に示す。

実施例２３〜２６
実施例１５において、弾性体ローラを成型する際に用いる金型の内面凹凸形状を変更して表６に示した弾性層の表面状態にする以外は、実施例１５と同様にして現像ローラを作成した。得られた現像ローラについて各種測定、評価を行った。画像評価結果を実施例１５の結果と共に表６に示す。

本発明の現像ローラの一例を示す断面図である。（Ａ）軸方向。（Ｂ）周方向。 本発明の画像形成装置の概要を示す図である。 現像ローラの抵抗値を測定する装置の該略図である。

符号の説明

１ 軸芯体
２ 弾性層
３ 樹脂層
１１ 感光ドラム
１２ 帯電ローラ
１３ 現像ローラ
１４ 転写ローラ
１５ クリーニング部
１６ トナー供給ローラ
１７ 現像ブレード
２１ 現像ローラ
２２ 金属製ドラム
Ｅ１ バイアス印加電源（帯電ローラ用）
Ｅ２ バイアス印加電源（転写ローラ用）
Ｅ３ バイアス印加電源（現像ローラ用）
Ｉ 露光
Ｐ 記録材

Claims (8)

1. 金属製の軸芯体の外周上に弾性層を有し、該弾性層の外周にさらに樹脂層を有する現像ローラにおいて、該弾性層表面の平均山間隔Ｓｍが１０〜３００μｍであり、かつ、現像ローラのＭＤ１硬度Ａが２０〜８０であることを特徴とする現像ローラ。
2. 弾性層表面の粗さ（十点平均粗さ）Ｒｚが１〜２５μｍであり、現像ローラ表面の粗さＲｚが０．８〜２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
3. 弾性層の外周上の樹脂層の膜厚みＴが０．１〜５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像ローラ。
4. 弾性層表面のＳｍを軸芯体に平行な方向をＳｍＸ１、周方向をＳｍＹ１と表すとき、ＳｍＸ１が２０〜３００μｍであり、ＳｍＹ１が１０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の現像ローラ。
5. 内面が凹凸形状である円筒金型内にて、軸芯体の外周に弾性層を形成する際に、該弾性層表面に金型内面の形状を転写させたことを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の現像ローラ。
6. 樹脂層表面のＳｍを軸芯体に平行な方向をＳｍＸ２、周方向をＳｍＹ２と表すとき、ＳｍＸ２が２０〜３００μｍであり、ＳｍＹ２が１０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の現像ローラ。
7. 現像ローラとして、請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像ローラが組みこまれていることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
8. 現像ローラとして、請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像ローラが組み込まれていることを特徴とする画像形成装置。

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