JP2008176156A - 現像ローラ、現像ローラの製造方法、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 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真画像形成装置に使用される現像ローラにおいて、現像ローラ端部の摺動部分からのトナー漏れの発生を防ぎ、長期に亘り高品質な画像を得ることができる現像ローラを提供する。
【解決手段】軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられた樹脂層とを有する現像ローラにおいて、該現像ローラの両端部の各々の近傍に、円周方向に沿う少なくとも２本の凸形状帯を有することを特徴とする現像ローラ。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像ローラおよび現像ローラの製造方法並びに該現像ローラを用いた電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置に関する。

電子写真の現像装置には、静電潜像を保持するための静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像に、現像ローラで搬送した現像剤（トナー）を接触または近接させてトナー像を形成する方式が用いられている。現像装置内には、現像ローラ上にトナーを供給するトナー供給ローラや、現像ローラ上のトナー量を一定の厚みに規制する層厚規制ブレードが配置されている。特に、静電潜像保持体に現像ローラを圧接して現像を行う接触現像方式においては、現像ローラは、弾性材料により構成された弾性層や、均一な導電性や耐リーク性を有することが求められる。

また現像装置には、現像容器内のトナーが外部に漏れることを防止するために、現像ローラの摺動部等に各種シール手段が用いられている。特に現像ローラ端部の摺動部分には大きな負荷がかかるために、様々なトナー漏れ防止手段が提案されている。

例えば現像ローラ端部の摺動部分を粗面化したり、周方向に規則的なピッチを設けたり（例えば、特許文献１参照。）、端部の層を厚くした（例えば、特許文献２参照。）構成が提案されている。

特開２００５−３０９１９１号公報 特開平１０−２９３４５３号公報

しかしながら、複写機及びプリンターの如き電子写真画像形成装置には長寿命化、高速化、カラー化、省エネルギー化が求められている。特に、省エネルギー化を目的としたトナーの低融点化と、装置の高速化、長寿命化は、前述した現像ローラ端部の摺動部分のトナー漏れを悪化させるために、従来の技術ではその効果は十分なものではなかった。現像ローラ端部の摺動部分の外側にトナー漏れが発生すると、装置内を著しく汚染したり、用紙端部の印字領域外を汚すといった問題が発生するために、その解決手段が望まれている。

したがって、本発明の目的は、電子写真画像形成装置に使用される現像ローラにおいて、現像ローラ端部の摺動部分からのトナー漏れの発生を防ぎ、長期に亘り高品質な画像を得ることができる現像ローラを提供することにある。

上記課題を解決した本発明は、軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられた樹脂層とを有する現像ローラにおいて、該現像ローラの両端部の各々の近傍に、円周方向に沿う少なくとも２本の凸形状帯を有することを特徴とする現像ローラに関する。

本発明によれば、現像ローラの両端部の各々の近傍に、円周方向に沿う少なくとも２本の凸形状帯を有することにより、トナー容器内からのトナーの粉体圧によるシール部へのトナー漏れをこれらの凸形状帯でせき止めることができる。また、これらの凸形状帯にかかる粉体圧を軸芯体の端部方向に向いて順次低減することにより、軸芯体の端部方向に向けたトナー漏れを効果的に防止することができる。このような特性を有する本発明の現像ローラを電子写真プロセスカートリッジや電子写真画像形成装置に用いれば、現像ローラ端部の摺動部分のトナー漏れの発生を防ぎ、長期に亘り高品質な画像を得ることができる。

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に、樹脂層の一部を厚膜化することにより両端部の周面に各々２本の凸形状帯を形成した、本発明の現像ローラの一つの実施形態を示す概略断面図を示す。また、図２に、弾性層の一部を厚肉化することにより両端部の周面に各々２本の凸形状帯を形成した、本発明の現像ローラの一つの実施形態を示す概略断面図を示す。

図１に示した実施形態の現像ローラ１は、軸芯体２と、該軸芯体の周囲に設けられた樹脂層４とを有する現像ローラであり、該現像ローラの両端部の各々の近傍に、円周方向に沿う少なくとも２本の凸形状帯を有している。そして、前記凸形状帯が、樹脂層４の一部を厚膜化することにより形成されたものであることを特徴とする。なお、所望の場合には、弾性層３を複数層設けてもよいし、弾性層３を設けなくともよい。

一方、図２に示した実施形態の現像ローラ１は、軸芯体２と、該軸芯体の周囲に設けられた樹脂層４とを有する現像ローラであり、該現像ローラの両端部の各々の近傍に、円周方向に沿う少なくとも２本の凸形状帯を有している。そして、前記凸形状帯が、弾性層３の一部を厚肉化することにより形成されたものであることを特徴とする。なお、所望の場合には、弾性層３を複数層設けてもよい。この場合、最も上側に設けた弾性層のみを厚肉化してもよい

軸芯体２としては、例えば、炭素鋼合金からなる円柱体の表面に５μｍ厚さの工業ニッケルメッキを施したものが好ましい。また、軸芯体２を構成する材料としては、鉄、アルミニウム、チタン、銅、ニッケル等の金属および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、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挙げることができる。また、軸芯体の形状は、円柱体のほかに中心部分を空洞とした円筒体とすることもできる。

軸芯体の外径は、通常、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
弾性層３は、種々のゴム材料を用いて構成することができる。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や、目的に応じて、これらにさらに他の成分を加えたものを用いて構成することができる。弾性層とした際、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種以上を混合したものを用いて構成することもできる。特に弾性層を構成するゴム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い。

弾性層の厚みは通常１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることが好ましい。また弾性層は、通常、ＡｓｋｅｒＣ硬度が２０°以上７０°以下であることが好ましい。弾性層の厚みを１ｍｍ以上もしくはＡｓｋｅｒＣ硬度を７０°以下とすると、または、弾性層の厚みを５ｍｍ以下、もしくは、ＡｓｋｅｒＣ硬度を２０°以上とすると、静電潜像保持体（感光ドラム）との圧接力が適切な範囲となる。これにより、トナーの劣化を防止することができる。

また、上記ゴム材料に導電剤や非導電性充填剤を添加してもよい。
前記導電剤としては、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、グラファイトや、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属若しくは合金等の微粉末や、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等の各種導電性金属酸化物の微粉末や、これらの導電性金属や合金、導電性金属酸化物等で被覆された絶縁性物質の微粉末等を用いることができる。

非導電性充填剤として、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ粉末、湿式シリカ粉末、酸化チタン粉末、酸化亜鉛粉末、アルミノケイ酸粉末、又は炭酸カルシウム粉末を用いることができる。

弾性層の形成方法としては、例えば、図３または４に示す円筒型を用いる方法を挙げることができる。図３は、両端部の各々の近傍に円周方向に沿う２本の凸形状帯を有する弾性層を形成するために用いる金型（金型１と表すことがある）の一例の概略断面図である。また図４は、両端部の各々の近傍に円周方向に沿う凸形状帯を設けない弾性層を形成するために用いる金型（金型２と表すことがある）の一例の概略断面図である。即ち、図３に示したように、両端を軸芯体２を保持するための駒で固定して軸芯体を金型内に配置する。次いで、弾性層３を構成するゴム材料の原材料を、駒に形成した注入口より注入した後、該原材料を加熱して十分に硬化し、脱型することにより弾性層を軸芯体の周囲に形成することができる。ここで両端部の各々の近傍に少なくとも２本の凸形状帯を有する弾性層を形成するためには、例えば、図３に示したような金型を用いればよい。この場合、金型のキャビティ両端部の壁面の所望の位置に、任意の幅、深さを有する円周方向に沿った溝を設けることにより、成型後の弾性層の両端部の周面の各々に所定の形状を有する２本の凸形状帯を設けることが可能である。

現像ローラは、耐摩耗性やトナー帯電性、トナー搬送性等が要求される。このため、樹脂層４は、ウレタン樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂から構成することが好ましい。特に負極性トナーを用いる場合には正帯電性のウレタン樹脂、ナイロン樹脂から構成された樹脂層とすることが好ましい。

樹脂層は、例えば、前記樹脂や導電剤、所望の場合にはその他の添加剤を溶媒に溶解または分散させて塗料を調製し、この塗料を前記弾性層（弾性層が設けられていない場合には軸芯体）の外周面上に塗工し、乾燥、硬化して形成することができる。また、弾性層を設けない場合には、この塗料を前記軸芯体の外周面上に塗工すればよい。

溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、トルエン、アルコール、水等を用いることができる。

また、導電剤としては、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、グラファイトや、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属若しくは合金や、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等の各種導電性金属酸化物などの導電性材料の微粉末、これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質の微粉末を用いることができる。

また、現像ローラの表面に適度な粗さを形成するためには、表面粗し材として、平均粒子径が５〜３０μmの絶縁性粒子、例えばウレタン粒子、ナイロン粒子、アクリル粒子、シリコン粒子を添加してもよい。これらの原材料を、ボールミル、サンドミルの如き公知の手段で分散することにより塗料を調製することができる。

得られた塗料は、スプレー、ディッピング、ロールコート、スピンコートの如き公知の方法で塗布すればよい。特に樹脂層の厚膜化により現像ローラの端部近傍に凸形状帯を形成する場合には、塗料の粘度を固形分濃度により調整し、ディッピングにより塗布することが好ましい。上記塗料をディッピングにより塗布する際、所望の位置で浸漬速度を局所的に変化させると、例えば一旦停止すること等により、塗料の液溜りに変化が生じ、塗布厚みを調整することができる。このようにして塗料を所望の厚みで弾性層（弾性層が設けられていない場合には軸芯体）の外周面上に塗布し、これを乾燥することにより、周方向に沿う凸形状帯を形成することができる。ここで、現像ローラの中心線を含む面における凸形状帯の断面の底辺の幅（凸形状帯の幅と表すことがある）、高さ、および、断面形状は、塗料の粘度と塗工時の浸漬速度（引き上げ速度をも含む）を調整することにより制御可能である。

また、凸形状帯以外の箇所における樹脂層の厚みは、弾性層の柔軟性を損なわないこと、および、耐摩耗性等を考慮すると、通常、１〜１００μｍとすることが好ましい。

凸形状帯は、トナー漏れ防止効果の観点から現像ローラの両端部（端部の一方を端部Ａ、他方を端部Ｂと表すことがある）の各々に円周方向に沿って少なくとも２本形成することが好ましい。現像ローラの端部Ａおよび端部Ｂの近傍に設ける凸形状帯の本数は異なっていてもよいが、両端部におけるバランスを図る上で、通常、同数とすることが好ましい。

また、凸形状帯を設ける位置は、現像ローラの両端部の近傍であり、トナーシール部材との接触部分であればよい。現像ローラの端部Ａまたは端部Ｂの近傍に設ける複数の凸形状帯の内の任意の凸形状帯の、現像ローラの中心線を含む任意の面における断面において最大の高さを有する部位を該凸形状帯それぞれの「頂点」としたとき、隣接する凸形状帯の頂点間の距離（頂点間距離と表すことがある）Ｌは、端部トナーシール部材との接触部分内に、該凸形状帯の頂点が位置する限り、任意に設定可能である。

また、現像ローラの端部Ａの近傍に設けた複数の凸形状帯の内の、最も高い凸形状帯は、端部Ａからみて最も内側（最内部と表すことがある）に位置することが好ましい。同様に端部Ｂの近傍に設けた複数の凸形状帯の内の、最も高い凸形状帯についても最内部に位置することが好ましい。この両端部における最も高い凸形状帯により、トナー容器内の粉体圧が最も高くなる部分における隙間を塞ぐ効果が向上する。これにより、更にその外側に設けた凸形状帯におよぼされるトナー容器内の粉体圧は、極微小なものとなり、トナー漏れを完全に防止することが可能となる。特にトナー容器内の粉体圧が強くかかる最内部の凸形状帯を、外側の凸形状帯に対して高くすることが効果的である。

例えば、現像ローラの前記端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯の高さをＨｉ(ｍｍ)とし、これ以外の任意の凸形状帯の高さをＨｏ（ｍｍ）としたとき、該高さＨｉおよびＨｏとが下記式（１）および（２）で示される関係を満たすことが好ましい。
０．００５ｍｍ≦Ｈｉ≦０．５００ｍｍ （１）
Ｈｏ≦Ｈｉ×０．８ （２）

Ｈｉを０．００５ｍｍ以上とすると、トナー容器内の粉体圧をせき止める効果が向上し、また、Ｈｉを０．５００ｍｍ以下とすると、静電潜像保持体（感光体）と現像ローラの接触幅を端部において確保することができ、端部の画像濃度の低下を防止することができる。また、上記式（２）で示される関係を満たすようにすると、最も高い凸形状帯と、それ以外の凸形状帯に高低差が形成され、最も高い凸形状帯のトナーシール部材への接触圧力を最大とすることが可能となり、高い封止効果が得られる。さらに、前記端部Ａ近傍に設けた複数の凸形状帯の内の最も高さの高い凸形状帯の高さと、端部Ｂの近傍に設けた複数の凸形状帯の内の最も高さの高い凸形状帯の高さとが同一であることがより好ましい。

また、前記端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯の幅をＷｉ（ｍｍ）とし、これ以外の任意の凸形状帯の幅をＷｏ（ｍｍ）としたとき、該幅ＷｉおよびＷｏとが、下記式(３）および（４）で示される関係を満たすことが好ましい。
０．５０ｍｍ≦Ｗｉ≦３．００ｍｍ （３）
Ｗｏ≦Ｗｉ×０．８ （４）

前記端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯の幅Ｗｉを０．５０ｍｍ以上とすると、該凸形状帯の剛性が十分に大きなものとなり、トナー容器内の粉体圧をせき止める効果が向上する。またＷｉを３．００ｍｍ以下とすると、静電潜像保持体（感光体）と現像ローラの接触幅を端部において容易に確保することができるようになり、端部の画像濃度を向上させることができる。また、上記式（４）で示される関係を満たすと、最も幅の大きな凸形状帯と、それ以外の凸形状帯に大小差が形成され、最も幅の大きな凸形状帯のトナーシール部材への接触圧力を最大とすることが可能となり、高い封止効果が得られる。また、この場合、端部Ａ近傍に設けた複数の凸形状帯の内の最も高さの高い凸形状帯と、端部Ｂの近傍に設けた複数の凸形状帯の内の最も高さの高い凸形状帯の幅とが同一であることがより好ましい。

また、前記端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯の高さをＨｉ（ｍｍ）、幅をＷｉ（ｍｍ）としたとき、該高さＨｉおよび幅Ｗｉとが、下記式（５）で示される関係を満たすことが好ましい。
５０≦Ｗｉ／Ｈｉ≦５００ （５）

５０≦Ｗｉ／Ｈｉで示される関係を満たすと、該凸形状帯の剛性が向上し、トナー容器内の粉体圧をせき止める効果が向上する。また、Ｗｉ／Ｈｉ≦５００で示される関係を満たすと、現像ローラの中心線を含む面における該凸形状帯の断面形状が十分な傾斜を有するものとなり、やはりトナー容器内の粉体圧をせき止める効果が向上する。

現像ローラの中心線を含む面における凸形状帯の断面形状は、特に限定されるものではなく、目的に応じて、最適の結果を与える断面形状を選択すればよい。

次に、本発明の電子写真画像形成装置について説明する。
本発明の電子写真画像形成装置は、静電潜像を保持するための静電潜像保持体及び該静電潜像保持体にトナーを介して当接配置される現像ローラを有する電子写真画像形成装置である。そして、前記現像ローラが、上記本発明の現像ローラであることを特徴とする。

図５に、本発明の電子写真画像形成装置の一例の概略構成を示す。
静電潜像保持体としての感光ドラム５が矢印方向に回転し、帯電処理するための帯電部材１２によってこの感光ドラム５が帯電され、静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光１１により、帯電された感光ドラム５に静電潜像が形成される。静電潜像は、感光ドラム５に対してトナーを介して接触配置される現像装置１０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反転現像によって行われる。可視化された感光ドラム５上のトナー像は、転写部材である転写ローラ１７によって記録媒体である紙２２に転写される。トナー像を転写された紙２２は、定着装置１５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５上に残存した転写残トナーは、静電潜像保持体（感光ドラム）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１４により掻き取られる。掻き取られた転写残トナーは、廃トナー容器１３に収納され、クリーニングされた感光ドラム５は上述作用を繰り返し行う。

現像装置１０は、一成分現像剤として非磁性トナー８を収容した現像容器と、現像容器内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム５と対向設置された現像剤担持体として上記本発明の現像ローラ６とを備えている。この現像ローラ６は、感光ドラム５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１０と、感光ドラム５、クリーニング部材１４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り、電子写真画像形成装置に着脱可能に設けられる。

尚、画像形成時には、現像ローラ６は、感光ドラム５と当接幅をもって接触している。現像装置１０においては、トナー塗布部材７が、現像容器内で、現像剤量規制部材である規制ブレード９の現像ローラ６表面との当接部に対し現像ローラ６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。

規制ブレード９としては、金属製の板金にゴム弾性体を固定した部材や、ＳＵＳやリン青銅の薄板の様なバネ性を有する部材、もしくはその表面に樹脂やゴムを積層した部材が用いられる。また規制ブレード９に、現像ローラに印加する電圧よりも高い電圧を印加して、現像ローラ上のトナー層を制御しても良い。

トナー塗布部材７の構造としては、軸芯体上に、発泡骨格状スポンジ構造を有する層や、軸芯体上にレーヨン、又はポリアミドの如き繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ６へのトナー８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、トナー塗布部材７として、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７の現像ローラ６に対する当接幅としては、通常、１〜８ｍｍが好ましく、また、現像ローラ６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い。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。ただし、実施例により本発明が限定されるものではない。

本実施例において、塗料の粘度ならびに凸形状帯の高さ、幅および頂点間距離（Ｌ）は下記の方法により測定した。また、本実施例において得られた現像ローラの評価は下記の方法によった。

（塗料粘度の測定）
本実施例において調製した塗料の粘度は、Ｅ型粘度計（ＲＥ１１５Ｌ（商品名）、東機産業製）を用い、コーン角度１°３４′の標準コーンロータを使用して、液温度２５℃に調整し、コーンロータ回転数２０ｒｐｍで測定した。

（凸形状帯の高さ、幅および頂点間距離の測定）
凸形状帯の高さ、幅および頂点間距離（Ｌ）の測定方法については、現像ローラの振れや異物による影響を避けるために、図７に示すような形状測定機を使用した。本形状測定機は、軸芯体を基準に回転する軸芯体受け２６、基準板２７、レーザー寸法測定機（ＬＳ−７０００（商品名）、キーエンス社製）を備えている。現像ローラ表面と基準板との隙間量２８を測定することにより、現像ローラの凸形状帯の高さ、幅および頂点間距離を算出した。現像ローラ表面と基準板との隙間量の測定は、現像ローラ１周に対して２°ピッチで１８０点、長手方向に０．０５ｍｍピッチで両端５０ｍｍの領域で測定を行った。得られた現像ローラ表面と基準板との隙間量の測定値の１周分１８０点の平均値を長手方向各ピッチについてグラフプロットし、凸形状帯の高さ（Ｈｉ，Ｈｏ）と幅（Ｗｉ，Ｗｏ）、および頂点間距離（Ｌ）を計測した。

（画像評価）
得られた現像ローラを、レーザービームプリンタ（Ｓａｔｅｒａ ＬＢＰ５５００(商品名）、キヤノン社製）の専用カートリッジ内における現像装置部分に組み込み、室温環境下（温度２５℃／湿度５０％ＲＨ）でベタ画像を出力した。得られた、画像の端部の濃度状態を目視にて観察し、下記基準に基づいて端部画像濃度を評価した。
＜端部画像濃度の評価基準＞
A：画像端部の濃度に全く変化が無い
B：画像端部の濃度が僅かに薄い

次に、画像を出力した後に、カートリッジの現像装置部分を取り出し、トナー漏れの評価を行った。図６は、トナー漏れを評価するために使用した、現像装置回転機構の概略構成を示す断面図である。現像装置の回転動作は、現像装置１０に装備される駆動ギア２５を、この現像装置回転機構の駆動モーター（不図示）と接続して駆動することにより行うことができる。尚、現像装置１０は不図示の保持手段により固定されている。駆動ギア２５が回転することにより、現像ローラ６とトナー塗布部材７に取り付けたギア（不図示）が連動して矢印方向に回転する。現像ローラの回転数は、この現像装置回転機構の駆動モーター回転数により調整可能である。

本実施例においては、高温高湿環境下（温度３０℃／湿度８０％ＲＨ）で、現像ローラの回転数が４００ｒｐｍとなるように設定し、５０時間連続して現像装置を駆動した。その後、現像ローラを現像装置から外し、現像装置両端のシール部分におけるトナー漏れの状態を目視にて観察し、下記基準に基づいてトナー漏れを評価した。

＜トナー漏れの評価基準＞
A：端部摺動部に全くトナーが存在しない
B：端部摺動部に僅かにトナーが存在する
C：端部摺動部がトナーで汚れている
D：端部摺動部から外側に僅かにトナー漏れが見られる

[実施例１]
図３に本実施例で用いた金型１のキャビティの中心線を含む断面における金型１の一方の端部近傍の断面図を示す。この金型１は、内径１６．０４０ｍｍの円筒状のキャビティを有している。金型１の端部の一方（端部Ａと表すことがある）の近傍には、図３に示すように端部に近い側に第１のくぼみが、端部から遠い側に第２のくぼみが設けられている。不図示の他の端部（端部Ｂと表すことがある）の近傍にも、図３に示したと同様に、端部に近い側に第１のくぼみが、端部から遠い側に第２のくぼみが設けられている。両端部ＡおよびＢの近傍に設けた第１のくぼみは、深さ（Ｄｏと表すことがある）が０．６００ｍｍ、底辺の幅（Ｄｗｏと表すことがある）が４．０００ｍｍであり、その断面形状は２等辺三角形状である。また両端部ＡおよびＢの近傍に設けた第２のくぼみは、深さ（Ｄｉと表すことがある）が０．６００ｍｍ、底辺の幅（Ｄｗｉと表すことがある）が４．０００ｍｍ、その断面形状は２等辺三角形である。この第２のくぼみは、第１のくぼみの頂点の位置からＤＬ＝４．０００ｍｍの位置にその頂点が位置するように設置した。

この金型１のキャビティ内に、図３に示したように、外径８．０００ｍｍ、長さ２５０ｍｍの軸心体を同心となるように設置した。

次に、金型１のキャビティ内に液状導電性シリコーンゴム（東レダウシリコーン社製、ＡｓｋｅｒＣ硬度５０度、体積固有抵抗１０⁴Ωｃｍ品）を注型し、温度１３０℃のオーブン中にこの金型を入れて２０分間加熱し一次加硫を行い、一次加硫後に脱型した。脱型後、温度２００℃のオーブンで２時間加熱して二次加硫を行い、弾性層厚み３．９８０ｍｍのローラを得た。

一方、ポリウレタン樹脂（ニッポラン５２３０（商品名）、日本ポリウレタン工業社製）をメチルエチルケトンに溶解し、導電剤としてカーボンブラック（ＭＡ７７（商品名）、三菱化学製）を固形分に対し２５質量部を添加して充分に分散させて塗料を得た。この塗料は、７ｍＰａ・ｓの粘度（２５℃）となる様に調製した。

得られた塗料を用い、ディッピングにより、得られる現像ローラの中央部分の樹脂層の膜厚が１０μｍとなるように、弾性層の表面に該塗料を塗布し、温度８０℃のオーブンで１５分間乾燥し、現像ローラを得た。

[実施例２]
金型として、図４に示す内径１６．０４０ｍｍの円筒状のキャビティを有する金型２をを用いた以外は実施例１と同様にして、弾性層厚みが３．９８０ｍｍのローラを得た。

次いで、ディッピングにより塗料を塗布する際に、ディッピング動作の途中において、弾性層の上端部近傍と下端部近傍にてそれぞれ３回ずつ、計６回塗工動作を停止し、弾性層の表面に該塗料を塗布したこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。塗工動作の停止時間は、いずれも１秒とした。

[実施例３]
金型として、深さＤｉを０．６００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｉを０．４００ｍｍとし、深さＤｏを０．５００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｏを０．３５０ｍｍとし、ＤＬを１．０００ｍｍとした図３に示す金型を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。

[実施例４]
樹脂層を塗布する際に、ディッピング動作の途中において、弾性層の上端部近傍と下端部近傍にてそれぞれ２回ずつ、計４回塗工動作を停止し、塗工動作の停止時間を、上端から順に、１秒、１．５秒、１．５秒、１秒とした以外は実施例２と同様にして現像ローラを得た。

[実施例５]
金型として、深さＤｉを０．５００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｉを４．０００ｍｍ、深さＤｏを０．４００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｏを３．０００ｍｍ、ＤＬを４．０００ｍｍとした図３に示す金型１を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。

[実施例６]
金型として、深さＤｉを０．５００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｉを０．５００ｍｍ、深さＤｏを０．４００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｏを０．４００ｍｍ、ＤＬを１．０００ｍｍとした図３に示す金型１を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。

[実施例７]
金型として、深さＤｉを０．０７０ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｉを３．０００ｍｍ、深さＤｏを０．０５０ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｏを２．０００ｍｍ、ＤＬを４．０００ｍｍとした図３に示す金型１を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。

[実施例８]
金型として、深さＤｉを０．６００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｉを１．５００ｍｍ、深さＤｏを０．６００ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｏを１．５００ｍｍ、ＤＬを２．０００ｍｍとした図３に示す金型１を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。

[実施例９]
金型として、深さＤｉを０．００５ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｉを２．５００ｍｍ、深さＤｏを０．００４ｍｍ、底辺の幅Ｄｗｏを２．０００ｍｍ、ＤＬを４．０００ｍｍとした図３に示す金型１を用いた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。

[実施例１０]
メチルエチルケトンの使用量を変更して、１５ｍＰａ・ｓの粘度（２５℃）の塗料を調製し、この塗料を用いて、ディッピングにより、得られる現像ローラの中央部分の樹脂層の膜厚が２５μｍとなるように塗布し、塗工動作の停止時間を、上端から順に、１．５秒、３秒、３秒、１．５秒とした以外は実施例４と同様にして現像ローラを得た。

[実施例１１]
メチルエチルケトンの使用量を変更して、１１ｍＰａ・ｓの粘度(２５℃）の塗料を調製し、この塗料を用いて、ディッピングにより、得られる現像ローラの中央部分の樹脂層の膜厚が２０μｍとなるように塗布したこと以外は実施例１０と同様にして現像ローラを得た。

[比較例１]
金型として、図４に示す内径１６．０４ｍｍの円筒状のキャビティを有する金型２を用いた以外は実施例１と同様にして、現像ローラを得た。

[比較例２]
ディッピングにより塗料を塗布する際に、ディッピング動作の途中において、弾性層の上端部近傍と下端部近傍にてそれぞれ１回ずつ、計２回塗工動作を停止し、塗工動作の停止時間をいずれも３秒とした以外は実施例２と同様にして現像ローラを得た。

表１から明らかなように、実施例１〜１１においては、凸形状帯を片側２本以上有するために、現像ローラ端部摺動部から外側へのトナー漏れが発生していない。特に実施例９〜１１においては、端部摺動部に漏れ出たトナーが全く存在しておらず、非常に良好な結果が得られた。

本発明の実施形態の一例の現像ローラの概略断面図およびその端部の拡大図である。 本発明の実施形態の一例の現像ローラの概略断面図およびその端部の拡大図である。 本発明の現像ローラを作製するために使用する金型の一例の概略断面図である。 本発明の現像ローラを作製するために使用する金型の一例の概略断面図である。 本発明の現像ローラを適用した電子写真画像形成装置の一例の概略構成図である。 本発明の現像ローラのトナー漏れを評価するための現像装置回転機構を示す概略構成図である。 本発明の現像ローラの凸形状帯の高さ、幅および頂点間距離を測定するための測定装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 現像ローラ
２ 軸芯体
３ 弾性層
４ 樹脂層
５ 静電潜像保持体（感光ドラム）
６ 現像剤担持体（現像ローラ）
７ トナー塗布部材
８ 非磁性トナー
９ 現像剤量規制部材（規制ブレード）
１０ 現像装置
１１ 露光手段（レーザー光）
１２ 帯電部材
１３ 廃トナー容器
１４ クリーニング部材（クリーニングブレード）
１５ 定着装置
１６ 駆動ローラ
１７ 転写部材（転写ローラ）
１８ バイアス電源
１９ テンションローラ
２０ 転写搬送ベルト
２１ 従動ローラ
２２ 記録媒体（紙）
２３ 給紙ローラ
２４ 吸着ローラ
２５ 駆動ギア
２６ 軸芯体受け
２７ 基準板
２８ 隙間量

Claims (10)

1. 軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられた樹脂層とを有する現像ローラにおいて、該現像ローラの両端部の各々の近傍に、円周方向に沿う少なくとも２本の凸形状帯を有することを特徴とする現像ローラ。
2. 前記現像ローラの一方の端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯と、他方の端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯とが、各々の端部からみて最も内側に位置することを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
3. 前記端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯の高さをＨｉ（ｍｍ）とし、これ以外の任意の凸形状帯の高さをＨｏ（ｍｍ）としたとき、該高さＨｉおよびＨｏとが下記式（１）および(２）で示される関係を満たすことを特徴とする請求項１または２記載の現像ローラ。
   ０．００５ｍｍ≦Ｈｉ≦０．５００ｍｍ （１）
   Ｈｏ≦Ｈｉ×０．８ （２）
4. 前記端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯の幅をＷｉ（ｍｍ）とし、これ以外の任意の凸形状帯の幅をＷｏ（ｍｍ）としたとき、該幅ＷｉおよびＷｏとが、下記式（３）および（４）で示される関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラ。
   ０．５０ｍｍ≦Ｗｉ≦３．００ｍｍ （３）
   Ｗｏ≦Ｗｉ×０．８ （４）
5. 前記端部近傍の凸形状帯の内の最も高い凸形状帯の高さをＨｉ（ｍｍ）、幅をＷｉ（ｍｍ）としたとき、該高さＨｉおよび幅Ｗｉとが、下記式（５）で示される関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像ローラ。
   ５０≦Ｗｉ／Ｈｉ≦５００ （５）
6. 前記軸芯体の外周面と前記樹脂層との間に、少なくとも一層の弾性層が設けられており、かつ前記凸形状帯が、該樹脂層の一部を厚膜化することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像ローラ。
7. 前記軸芯体の外周面と前記樹脂層との間に、少なくとも一層の弾性層が設けられておりかつ前記凸形状帯が、該弾性層の一部を厚肉化することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現像ローラ。
8. 前記樹脂層を浸漬塗工により形成する請求項１乃至７のいずれかに記載の現像ローラの製造方法であって、前記凸形状帯を形成する部位を浸漬するときの浸漬速度を局所的に変化させることによって、該凸形状帯を形成することを特徴とする現像ローラの製造方法。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載の現像ローラを有することを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
10. 静電潜像を保持するための静電潜像保持体及び該静電潜像保持体にトナーを介して当接配置される現像ローラを有する電子写真画像形成装置において、該現像ローラが、請求項１乃至７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画像形成装置。