JP2007212646A

JP2007212646A - 現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジ、画像形成装置

Info

Publication number: JP2007212646A
Application number: JP2006031036A
Authority: JP
Inventors: Arihiro Yamamoto; 有洋山本; Tadashi Sato; 忠佐藤; Akihiro Suzuki; 昭洋鈴木; Itsuya Anami; 厳也阿南
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】電子写真装置に使用される、感光体に圧接しトナーを可視化する現像ローラにおいて、均一なトナーの担持搬送性を有する現像ローラを安価に得ることである。
【解決手段】本発明の現像ローラは、軸芯体上にリング形状の塗工ヘッドを用いて、未硬化状態では流動性を有する液状ゴム材料を被覆し、硬化することにより形成され、かつ該弾性層に含有する粒子が、体積平均粒子径５〜５００μmの球状粒子であり、該球状粒子の加熱冷却後の体積収縮率が、弾性層を形成する液状ゴム材料を加熱硬化した後の体積収縮率よりも小さいことを特徴とするものである。
【選択図】図２

Description

本発明は電子写真装置に使用される現像ローラおよびその製造方法に関する。詳しくは、成型金型を使用せずに弾性体を設ける製造方法であり、現像ローラ表面に凹凸形状を有するものである。

電子写真方式を用いたプリンター（画像形成装置）においては、静電潜像担持体である感光ドラムが帯電部材により均一に帯電され、レーザー等により静電潜像を形成する。次に現像容器内のトナーが、トナー塗布部材及び現像剤量規制部材により適正電荷で均一に現像ローラ上に塗布され、感光ドラムと現像ローラとの接触部でトナーの現像が行われる。その後感光ドラム上のトナーは、転写ローラにより記録紙に転写され、定着装置により定着されることにより、画像として出力されることとなる。また、感光ドラム上に残留したトナーはクリーニングブレードによって除かれ、一連のプロセスが完了する。

画像形成装置において、例えば現像ローラの場合、常時感光ドラム及び現像剤量規制部材に圧接された状態にあり、現像を行う際には現像ローラと感光ドラム、現像ローラと現像剤量規制部材の間にトナーが介在して圧接している。感光ドラムに現像されないトナーは、トナー塗布部材によって剥ぎ取られ再度現像容器内に戻り、容器内で攪拌され再びトナー塗布部材によって現像ローラ上に搬送される。これらの工程を繰り返すうちにトナーは大きなストレスを受けるという結果になる。そこで、トナーへのストレスを軽減するという目的から、現像ローラは低硬度の弾性体からなる材料で構成されている。また、電圧を印加してトナー像を感光体上に形成するために、均一な導電性や耐リーク性が求められる。更には適切なトナー量を搬送するために、現像ローラ表面に適度な表面粗さを有することが必要となる。そこで特許文献１の現像ローラにおいては、弾性層の外周に添加剤を含有した表面層を設けることにより、表面粗さを得ている。しかしながら、表面層を設けることなく、弾性層表面に所望の粗さを有することが可能となれば、より安価な製造手段が達成できる。ここで弾性層表面に粗さを形成する手段として、例えば、特許文献２の現像ローラでは、型内面に凹凸形状を有する型を用いて凹凸面を有する弾性層を作製している。また、特許文献３の現像ロ−ラにおいては、外周近傍に無機化合物粒子を含有することにより、トナー搬送性に優れた性能を得ている。
特開平１１−０６５２６５号公報特開平１０−２５４２３５号公報特開２００１−３４０５７号公報

しかしながら、感光ドラムに均一に圧接するために、弾性層表面には柔軟性が必要であり、弾性層の材料自体で凹凸形状を形成した場合には、トナーを規制する規制部材との接触により凸部が潰れてしまい、トナーを現像ローラ表面上に担持搬送できないという課題がある。また、外周近傍に無機化合物粒子を含有する場合には、粒子とトナーの摺擦によるトナーの劣化や、長期使用における粒子の欠落による画像ムラの発生が問題となる場合がある。その他公知な手段として、押し出し成型により作製したロールを研磨することにより表面の粗面化を制御することも可能であるが、近年の高画質現像を達成するためには表面の研磨ムラが画像に現れるという問題がある。つまり弾性層の表面粗さ形成においては、粒子の存在による凹凸であると同時に、ゴム材料中に粒子が内包している構成が望ましいことが明らかとなった。

したがって、本発明の目的は、画像形成装置に使用される、感光ドラムに圧接しトナーを可視化する現像ローラにおいて、均一なトナーの担持搬送性を有する現像ローラを安価に得ることである。

上記目的を達成するために本発明は、軸芯体上に粒子を含有する弾性層を設けた現像ローラにおいて、該現像ローラを構成する弾性層が、軸芯体上にリング形状の塗工ヘッドを用いて、未硬化状態では流動性を有する液状ゴム材料を被覆し、硬化することにより形成され、かつ該弾性層に含有する粒子が、体積平均粒子径５〜５００μmの球状粒子であり、該球状粒子の加熱冷却後の体積収縮率が、弾性層を形成する液状ゴム材料を加熱硬化した後の体積収縮率よりも小さいことを特徴とするものである。

本発明によれば、球状粒子を含有した液状ゴム材料を、金型を用いずにリング形状の塗工ヘッドを用いて被覆し、加熱硬化することにより、型内面を転写することなく、ゴム材料の硬化収縮により含有した粒子が凸部を形成し、表面がゴム材料で覆われた好ましい粗さ形態を得ることができる。

以上説明したように、本発明の現像ローラの製造方法においては、表面層で所望の粗さ形成をしなくとも、均一なトナーの担持搬送性を有する現像ローラを安価に得ることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図である。

一例を示すと本実施形態の塗工装置では、図１に示すように架台1の上に略垂直にコラム2が取り付けられ、さらに架台1とコラム2の上部に精密ボールネジ3が略垂直に取り付けられている。14はリニアガイドであり精密ボールネジ3と平行に２本がコラム2上に取り付けている。

LMガイド4はリニアガイド14と精密ボールネジ3と連結し、サーボモータ5よりプーリ6を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。

コラム２には円筒状の軸芯体101の外周面に塗布液を吐出するリング形状の塗工ヘッド８が取り付けられている。

さらにLMガイド3上にブラケット7が取り付けられブラケット7には、ローラの軸芯体101を保持し固定するワーク下保持軸9が略垂直に取り付けられ、また逆側のローラの軸芯体101を保持するワーク上保持軸10の中心軸がブラケット7の上部に取り付けられ、ワーク上保持軸はワーク下保持軸9に対向して略同芯になるように配置して軸芯体を保持している。さらにリング形状の塗工ヘッド8の中心軸はワーク下保持軸9とワーク上保持軸10の移動方向と平行となるようにそれぞれに支持され、また、ワーク下保持軸9およびワーク上保持軸10が昇降移動時において塗工ヘッド8の内側に開口した環状スリットに成っている吐出口の中心軸とワーク下保持軸9およびワーク上保持軸10の中心軸が略同芯になるように調節してある。このような構成により塗工ヘッド8の環状スリットに成っている吐出口の中心軸を軸芯体の中心軸に略同芯に合わせることができリング形状の塗工ヘッドの内周面と前記軸芯体101の外周面との間に均一な隙間が形成される。

また、塗布液の供給口11は、塗布液搬送用の配管12を介して材料供給弁13に接続されている。材料供給弁13は、その手前に混合ミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンク等を備え、定量（単位時間当たりの量が一定）の塗布液を吐出可能なモノとしている。

図２は本発明の現像ローラの一つの実施形態の概略を示すもので、（ａ）は現像ローラの軸線に沿った概略断面図、（ｂ）は現像ローラ表面近傍の断面図である。

図２（ａ）に示す形態の現像ローラは軸芯体１０１上に弾性層１０２を形成したものである。また、図２（ｂ）に示す形態の表面近傍の拡大図は、弾性層を形成する硬化した液状ゴム材料１０３の中に添加された球状粒子１０４の存在状態を模式的に表すものである。

軸芯体１０１は、例えば、炭素鋼合金表面に５μｍ厚さの工業ニッケルメッキを施した円柱である。導電性軸芯体１を構成する材料としては他にも、たとえば鉄、アルミニウム、チタン、銅およびニッケル等の合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、さらにカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の剛直で導電性を示す公知の材料を使用することも出来る。また、形状としては、円柱状のほかに中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。軸芯体の外径は、外径４〜１０ｍｍが好ましい。

弾性層１０２は、種々の液状ゴム材料を用いることができる。具体的には、ジエン系ゴム、シリコーンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のゴム材料から、他の成分を加えて成形して被覆層とした際、所望の機械物性を与える限り、これらのゴム材料を単独であるいは２種以上を混合して用いることもできる。特に材料の圧縮永久歪み特性を考慮すると、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましく、厚みは１〜６ｍｍが好ましい。

液状シリコーンゴムとしては、加工性に優れている、硬化反応に伴う副生成物の発生がないため寸法安定性が良好である、硬化後の物性が安定している等の理由から、付加反応架橋型液状シリコーンゴムが好ましい。

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。

オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーである。加工特性および得られるシリコーンゴム組成物の特性等の観点から、オルガノポリシロキサンの分子量は１万以上１００万以下が好ましく、平均分子量は５万以上７０万以下が好ましい。

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、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基およびアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。

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コ以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、３個以上のポリマーが好ましい。ポリオルガノハイドロジェンシロキサンの分子量に特に制限は無く、例えば１０００から１００００まで含まれるが、硬化反応を適切に行わせるために、比較的低分子量（１０００以上５０００以下）が好ましい。

液状シリコーンゴムは、ポリオルガノハイドロジェン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）ＰｔＣｌ₂〕₂、ビニル基含有ポリシロキサン−Ｐｔ錯体、Ｈ₂ＰｔＣｌ₆・６Ｈ₂Ｏ、Ｌ₂Ｎｉ（オレフィン）、Ｌ₄Ｐｄ、Ｌ₄Ｐｔ、Ｌ₂ＮｉＣｌ₂（但し、Ｌ＝ＰＰｈ₃若しくはＰＲ’₃、ここでＰはリン、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。その中でも、好ましくは白金、パラジウム、ロジウム系遷移金属化合物触媒である。

上記触媒の配合量は、白金系金属化合物触媒の場合、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はなく、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状等により適宜選択される。

また液状シリコーンゴムは、硬化反応遅延剤として１−エチニル−シクロヘキサノール、フェニルブチノール等の不飽和アルコールを含むことができる。硬化反応遅延剤の配合量としては、オルガノポリシロキサン１００質量部に対して例えば０．０５〜０．５質量部の範囲で、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状により適宜選択できる。

液状ゴムのＴ１０、Ｔ９０を調整するために、上記触媒および硬化反応遅延剤の種類と量を調整することが有効である。

次に液状ウレタンゴムとしてはイソシアネート化合物とポリオール化合物の反応から得られる。

イソシアネート化合物として、ジフェニルメタン‐４，４’‐ジイソシアネート、１，５‐ナフタレンジイソシアネート、３，３’‐ジメチルビフェニル‐４，４’‐ジイソシアネート、４，４’‐ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、ｐ‐フェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、カルボジイミド変性ＭＤＩ、キシリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートなどを用いることができる。また、これらの混合物を用いることもでき、その混合割合はいかなる割合でもよい。

ポリオール化合物としては、２価のポリオール（ジオール）として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４‐ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４‐シクロヘキサンジオール、１，４‐シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、トリエチレングリコールなどをあげることができ、また、３価以上のポリオールとして、１，１，１‐トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどをあげることができる。更に、ジオール、トリオールなどに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを付加した高分子量のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイド‐プロピレンオキサイドブロックグリコールなどのポリオールも使用可能である。また、これらの混合物を用いることもでき、その混合割合はいかなる割合でもよい。

また、上記液状ゴム材料に、導電剤として有機金属塩などのイオン導電性をもつ化合物や、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼など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―酸化アンチモン固溶体、酸化錫―酸化インジウム固溶体などの各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質などの微粉末を用いることができ、その添加量によって材料の体積抵抗のみならず、体積収縮率も制御することが可能である。また、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、炭酸カルシウム等を挙げることができ、これらも同様に材料の体積収縮率を所望の値にコントロールするのに適宜用いることができる。ここで、導電剤と充填剤を合わせた微粉末の添加量は、液状ゴム材料１００質量部に対し１０〜６０質量部が好ましい。添加量を上記範囲とすることで、原料状態から加熱硬化後の体積収縮率を１〜１０％程度に制御できる。

次に、弾性層表面の粗さを形成する目的で添加する球状粒子は、球状であれば特に限定されるものではないが、平均粒子径５〜５００μmの球状粒子、例えばウレタン粒子、ナイロン粒子、アクリル粒子、スチレン粒子、フェノール粒子などの樹脂粒子や、シリコン粒子、ジルコニアボール、アルミナボール等の無機粒子などを用いることができる。平均粒子径が5μｍ未満であると弾性層表面に所望の凹凸が形成できず、トナーの搬送量が不足するために、画像濃度が不足するという問題が生じる。また平均粒子径が５００μｍを超えると、得られた現像ローラ表面の凹凸間隔が大きくなり、現像ローラ上のトナーコート状態に疎密が生じ、その結果、画像にがさつきが発生するために問題がある。球状粒子の平均粒子径は、更に好ましくは５０〜２００μｍである。球状粒子の加熱冷却後の体積収縮率（例えば液状ゴム材料の硬化条件前後での平均粒子径の減少分）は、無機粒子、樹脂粒子共にほぼ０％と見なせるために、液状ゴム材料の加熱硬化後の体積収縮率を選択することにより、任意の表面粗さを得ることが可能となる。つまり、液状ゴム材料の加熱硬化による収縮過程で、球状粒子が相対的に隆起し結果的に表面に粗さが形成されることとなる。液状ゴム材料の体積収縮率が１％未満であると、弾性層表面に凹凸が形成されず、また１０％を超える場合には、弾性層の厚さ精度を得にくいという問題がある。更には、より安定した画像濃度と弾性層の厚さ精度を得るために、体積収縮率は３〜８％がより好ましい。

微粉末状の導電剤や充填剤、更には球状粒子を分散させる手段としては、従来から利用される手段、例えば、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ロールミル、サンドグラインダーなどを適宜利用すればよい。
ゴム材料の体積収縮率の測定については、１００ｍｍ四方、厚み３ｍｍの金型を用いて１４０℃で２０分加熱しシートを成型した後、室温（２５℃）まで冷却した際の、ゴムシートの厚さをマイクロゲージを用いて９点測定し、その平均値をｘとした時に、以下の式（３）
ゴム材料の体積収縮率（％）＝（３−ｘ）／３×１００・・・式３
により求めることができる。

以上により得られた弾性層の表面粗さは、接触式粗さ計を用いた場合に触針の跳ね等により正確な測定が困難であるために、非接触表面粗さ計（ＮｅｗＶｉｅｗ５０１０：Ｚｙｇｏ社製）を用いて測定した。対物レンズ５０倍、エリア面積０．１ｍｍ四方、スキャン高さ２００μｍで、面積あたりの中心線平均粗さＲａを求めた。Ｒａは０．１〜１０μｍが好ましい。０．１μｍ未満であると、トナーの搬送性が満足できず、また、１０μｍを超えるとトナーの搬送量が多くなりすぎるため問題がある。

ここで、本発明による現像ローラの製造方法については、安価である弾性層のみの構成を開示するが、求められる現像ローラの耐久性等を考慮して、適宜表面層を設けることも可能である。

図３は、本発明の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

潜像担持体としての感光ドラム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部材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によってトナー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。

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、転写部材である転写ローラ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。

一方、転写されずに感光ドラム上２１上に残存した転写残トナーは、感光体表面をクリーニングするためのクリーニング部材である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。

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。またプロセスカートリッジは、現像装置と、潜像担持体、帯電部材、クリーニング部材および転写部材の少なくとも一つとを有し、これらが一体的に保持されてなるものであり、画像形成装置に着脱可能に設けられる。

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、トナー塗布部材２６が、現像容器３４内で、現像剤量規制部材である弾性ブレード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。

トナー塗布部材２６の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や軸芯体上にレーヨン、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。例えば、軸芯体上にポリウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍの弾性ローラを用いることができる。

このトナー塗布部材２６の現像ローラ２５に対する当接幅としては、１〜８ｍｍが好ましく、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、例えば、当接幅を３ｍｍに設定し、トナー塗布部材２６の周速として現像動作時に５０ｍｍ／ｓ（現像ローラ２５との相対速度は１３０ｍｍ／ｓ）となるように駆動手段（図示せず）により所定タイミングで回転駆動させることができる。

さらに、本発明の現像ローラを得るための実施例を比較例とともに説明する。また、本発明の実施例および比較例による現像ローラを適用した装置の画像評価についても述べる。

〔弾性層ゴム材料〕
弾性層の形成には液状のシリコーンゴムを用いた。液状シリコーンゴムは、両末端がビニル基で置換されたジメチルポリシロキサン（以下、ジメチルポリシロキサン）に、充填剤としてシリカ粉末、カーボンブラック、球状粒子を配合し、プラネタリーミキサー（二軸脱法ミキサーＡＣＭ−５ＬＶＴ型：株式会社小平製作所製）を用いて、原料総仕込み量１ｋｇ、混合時の回転数２００ｒｐｍで３０分混合した後、ジメチルポリシロキサン１００質量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液（白金含有量３質量%）０．０２部を加えて混合し混合物Ａとした。次に、ジメチルポリシロキサンに充填剤としてシリカ粉末、カーボンブラック、球状粒子を配合し、混合物Ａと同様、プラネタリーミキサーを用いて混合した後、粘度１０ｃｐｓのオルガノハイドロジェンポリシロキサン（ＳｉＨ含有量１質量％）１．５質量部を加えて混合し、混合物Ｂとした。得られた混合物Ａ、混合物Ｂを、それぞれリングコート機に付随の２つの原料タンクにセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Ａと混合物Ｂを１：１の比率で混合した。

〔製造方法〕
本発明の現像ローラの製造方法について詳細に説明する。まず、外径６ｍｍの軸芯体には鉄表面に化学ニッケルメッキを施したものを使用し、表面にはシリコーンゴムとの接着性を向上させる目的で、プライマーを塗布（DY３９−０５１：東レダウコーニングシリコーン社製）し、電気炉で１５０度、３０分の熱処理を行った。プライマー処理後の軸芯体（ワーク）をリングコート機ワーク保持軸部に配置し、上保持軸１０と下保持軸でクランプする。つぎに、ワークが塗工開始位置まで下降して停止する。

ワークが上昇速度１０ｍｍ／ｓｅｃで上昇開始するのと同時に、内径１２ｍｍのリング塗工ヘッドから２１００ｍｍ³／ｓｅｃの吐出量で材料が吐出し、ワークの周囲に厚み３ｍｍ、長さ約２５０ｍｍの液状ゴム材料層を形成した。次に、塗工後のワークを水平にした状態で３０ｒｐｍで回転させ、赤外線ヒータ（ハイベック社製HYL２５：ワークヒータ距離６０ｍｍ、出力７８０W）で４分間加熱硬化させて弾性層を成形した。

また、弾性層形成時の赤外線を照射したのち、シリコーンゴム弾性層の硬化後の物性を安定させ、シリコーンゴム弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、電気炉で２００℃４時間の熱処理をした。

以下の材料を用いて混合物Ａ、混合物Ｂを作成し、上記の製造方法に従い現像ローラを得た。

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）５質量部
なお、デンカブラックは登録商標である。

シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径５００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）５質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径５００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５０質量部
ポリスチレン樹脂粒子（平均粒子径５μｍ：綜研化学製ケミスノーＳＸ−５００Ｈ）５０質量部
なお、ケミスノーは登録商標である。

塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５０質量部
ポリスチレン樹脂粒子（平均粒子径５μｍ：綜研化学製ケミスノーＳＸ−５００Ｈ）５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）５質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）３０質量部
球状フェノール樹脂硬化物（平均粒子径１００μｍ：住友ベークライト製
ＰＲ−ＡＣＳ−１００）５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）５質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）３０質量部
球状フェノール樹脂硬化物（平均粒子径１００μｍ：住友ベークライト製ＰＲ−ＡＣＳ−１００）５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）１０質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径２００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）１０質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径２００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）４０質量部
ナイロン粒子（平均粒子径５０μｍ：エルフアトケムジャパン製ＯＲＧＡＳＯＬ２００２ＥＳ５ＮＡＴ３）５０質量部
なお、ＯＲＧＡＳＯＬは登録商標である。

塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）４０質量部
ナイロン粒子（平均粒子径５０μｍ：エルフアトケムジャパン製ＯＲＧＡＳＯＬ２００２ＥＳ５ＮＡＴ３）５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）５質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５質量部
ナイロン粒子（平均粒子径５μｍ：エルフアトケムジャパン製ＯＲＧＡＳＯＬ２００１ＵＤＮＡＴ２）５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）５質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５質量部
ナイロン粒子（平均粒子径５μｍ：エルフアトケムジャパン製ＯＲＧＡＳＯＬ２００１ＵＤＮＡＴ２）５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５０質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径５００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）５０質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径５００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）１０質量部
ナイロン粒子（平均粒子径５０μｍ：エルフアトケムジャパン製ＯＲＧＡＳＯＬ２００２ＥＳ５ＮＡＴ３）５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）１０質量部
ナイロン粒子（平均粒子径５０μｍ：エルフアトケムジャパン製ＯＲＧＡＳＯＬ２００２ＥＳ５ＮＡＴ３）５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）４０質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径２００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）４０質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径２００μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部
（比較例１）
以下の材料を用いて混合物Ａ、混合物Ｂを作成し、上記の製造方法に従い現像ローラを得た。

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）２質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）３質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径６５０μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）２質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）３質量部
ジルコニア粉砕ボール（平均粒子径６５０μｍ：東ソー製ＹＴＺボール）
５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部
５０質量部
（比較例２）
以下の材料を用いて混合物Ａ、混合物Ｂを作成し、上記の製造方法に従い現像ローラを得た。

＜混合物Ａ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）６０質量部
ポリスチレン樹脂粒子（平均粒子径３．５μｍ：綜研化学製ケミスノーＳＸ−３５０Ｈ）５０質量部
塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液０．０２質量部
＜混合物Ｂ＞
ジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝１０００００）１００質量部
カーボンブラック（電気化学工業製デンカブラック粉状）１０質量部
シリカ（日本シリカ工業製ニプシルＬＰ）６０質量部
ポリスチレン樹脂粒子（平均粒子径３．５μｍ：綜研化学製ケミスノーＳＸ−３５０Ｈ）５０質量部
オルガノハイドロジェンポリシロキサン１．５質量部
以上により作製した現像ローラの中心線平均粗さＲａを、非接触表面粗さ計ＮｅｗＶｉｅｗ５０１０（Ｚｙｇｏ社製）を用いて測定した。

次に、現像剤量規制部材として厚さ０．１ｍｍのリン青銅板が取り付けられ、非磁性一成分トナーを収容する現像容器に、得られた現像ローラを組み込み、室温環境下、レーザービームプリンター（ＳａｔｅｒａＬＢＰ５５００：キヤノン社製。Ｓａｔｅｒａは登録商標。）に装着し、ベタ画像を出力した。得られたベタ画像について、マクベス反射濃度計（ＲＤ９１８、グレタグマクベス社製）を用いて画像１枚内で９点測定し、その平均値を画像濃度とした。また、画像のがさつきについては、ベタ画像をビデオマイクロスコープ（ＶＨ−８０００：キーエンス社製）を用いて対物レンズ倍率４５０倍にて１ｍｍ四方の拡大観察を行い、白抜け部分を円形状に近似し、その外径をもって評価した。以上の結果を表１に示す。

※１画像濃度について、１．４以上のものを◎、１．３以上１．４未満のものを○、１．３未満のものを△とした。
※２画像のがさつきについて、白抜け部分の外径がφ０．０３ｍｍ未満であるものを◎、φ０．０３以上０．０５ｍｍ未満であるものを○、φ０．０５ｍｍ以上であるものを△とした。
※３総合判定として、画像濃度とがさつきが高いレベルで両立したものをＡ、画像濃度とがさつきが両立したものをＢ、画像濃度とがさつきのどちらかが若干劣るものの、実用上問題ないものをＣとした。

表１から明らかなように、実施例１〜９においては適正な画像濃度が得られ、更にがさつきの程度も良好であった。

実施形態の塗工方法が適用された装置の一例を示す概略図である。本発明の現像ローラの断面図である。本発明の現像ローラを適用した画像形成装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１架台
２コラム
３ボールネジ
４ LMガイド
５サーボモータ
６プーリ
７ブラケット
８リング形状の塗工ヘッド
９ワーク下保持軸
１０ワーク上保持軸
１１供給口
１２配管
１３材料供給弁
１４リニアガイド
１０１軸芯体
１０２弾性層
１０３硬化後の液状ゴム材料
１０４球状粒子
２１感光ドラム
２２帯電部材
２３レーザー光
２４現像装置
２５現像ローラ
２６トナー塗布部材
２７現像剤量規制部材
２８非磁性トナー（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

Claims

軸芯体上に粒子を含有する弾性層を設けた現像ローラにおいて、該現像ローラを構成する弾性層が、軸芯体上にリング形状の塗工ヘッドを用いて、未硬化状態では流動性を有する液状ゴム材料を被覆し、硬化することにより形成され、かつ該弾性層に含有する粒子が、体積平均粒子径５μm以上５００μm以下の球状粒子であり、該球状粒子の加熱冷却後の体積収縮率が、弾性層を形成する液状ゴム材料を加熱硬化した後の体積収縮率よりも小さいことを特徴とする現像ローラ。
弾性層を形成する液状ゴム材料の、加熱硬化した後の体積収縮率が１％以上１０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の現像ローラ。
弾性層に含有する粒子が、体積平均粒子径５０μm以上２００μm以下の球状粒子であり、かつ弾性層を形成する液状ゴム材料の加熱硬化した後の体積収縮率が３％以上８％以下であることを特徴とする、請求項１、又は請求項２に記載の現像ローラ。
弾性層の非接触表面粗さRaが０．１μm以上１０μm以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像ローラ。
現像ローラが装着されてなり、該現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該トナーを供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させる電子写真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〜請求項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電子写真プロセスカートリッジ。
現像ローラが装着されてなり、該現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて該感光ドラム表面に該トナーを供給することにより該感光ドラム表面に可視画像を形成させる画像形成装置において、該現像ローラが、請求項１〜請求項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画像形成装置。