JP2012098492A

JP2012098492A - 現像ローラ

Info

Publication number: JP2012098492A
Application number: JP2010245833A
Authority: JP
Inventors: Ryota Kashiwabara; 良太柏原; Kazutoshi Nagaoka; 一聡長岡; Minoru Nakamura; 実中村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2012-05-24

Abstract

【課題】画像形成装置の高温下での、長時間の画像出力において、濃度ムラ発生がなく、また、使用後の軸芯体を再利用できる現像ローラの提供。
【解決手段】金属製の軸芯体と、該軸芯体の周囲にコート層、弾性層を順に積層してなる現像ローラにおいて、該弾性層がシリコーンゴム層であり、該コート層がケイ素原子と化学結合している炭素原子を含む酸化ケイ素からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は電子写真画像形成装置に用いられる現像ローラに関する。

複写機やプリンター等の電子写真画像形成装置の画像形成方法の一例としては、非磁性一成分のトナーを用いた現像方法が知られている。具体的には、感光体が帯電ローラにより、均一に帯電され、レーザーにより静電潜像を形成する。次に、トナー容器内のトナーが、トナー塗布ローラ及びトナー量規制部材により、適正電荷で均一に現像ローラ上に塗布され、感光体と現像ローラとの接触部でトナーの転写（現像）が行われる。その後感光体上のトナーは、転写ローラにより記録紙に転写され、熱と圧力により定着さる。感光体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て、一連のプロセスが完了する。電子写真画像形成装置に用いられる現像ローラはトナー量規制部材または、感光ドラムと常に接触しており、回転時に押圧摺擦される。そのため、長時間にわたる画像出力において、現像ローラが周方向のトルクを受け続け、現像ローラの弾性層と軸芯体との接着性が低下する場合がある。特に高温下の連続画像出力においては、弾性層と軸芯体の接着性の低下が顕著になりやすい。それにより、軸芯体と弾性層の接着面がわずかに離れ、軸芯体と弾性層との間に電気的な導通がとれにくくなり、部分的に抵抗が上がる。その結果、現像ローラに抵抗ムラが生じ、濃度ムラが発生する場合がある。

従って、高温下における現像ローラの弾性層と軸芯体の接着性の向上が求められる。

また、軸芯体はコストが高く、再利用が望まれるものである。しかしながら、現像ローラの軸芯体と弾性層の接着を目的とした、以下に示す従来技術のいずれも、上述の濃度ムラを改善し、且つ軸芯体の再利用を達成するには至っていない。従来は現像ローラの軸芯体の表面を粗し、弾性層との接触面積を大きくした技術が特許文献１に開示されている。従来は現像ローラの軸芯体上にＳｉＯ_２層を形成した技術が特許文献２に開示されている。従来は現像ローラにおいて、軸芯体にプライマを塗布した技術が特許文献３開示されている。

特開２００８−１２９４９２号公報特開２００６−１０６１５２号公報特開平５−２２３１１９号公報

本出願に関わる発明の目的は、軸芯体と弾性層の接着性を向上させることで、高温下の画像出力における濃度ムラを抑え、且つ軸芯体が再利用できる現像ローラを提供することにある。

本発明は、現像ローラにおける軸芯体上に炭素原子を含む酸化ケイ素組成のコート層を形成することにより、弾性層と軸芯体の密着性を向上させる。これにより、高温下での長時間の画像出力において、濃度ムラの発生を抑えることができ、且つ使用後に軸芯体を再利用できることを見出した。すなわち本発明は、金属製の軸芯体と、該軸芯体の周囲にコート層、弾性層を順に積層してなる現像ローラにおいて、該弾性層がシリコーンゴム層であり、該コート層がケイ素原子と化学結合している炭素原子を含む酸化ケイ素からな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、高温下での長期間の画像出力においても、密着性を向上させることで、現像ローラの抵抗ムラによる濃度ムラを抑制することができる。また、使用後の軸芯体を再利用できる。

本発明に用いられる現像ローラの一例を示す軸方向の断面図である。プラズマＣＶＤ法によるコート層製造装置の模式図である。本発明の電子写真プロセスカートリッジの概略図である。本発明の電子写真プロセスカートリッジを用いた画像形成装置の概略断面図である。本発明の現像ローラの電気抵抗を測定する装置の概略図である。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

（現像ローラ）
現像ローラとしては、図１に示すように、軸芯体１の周囲に設けられたコート層２、弾性層３を順に有し、その外周に表面層４を有しているものを用いることができる。

本発明において、軸芯体１としては、アルミニウムや鉄、ステンレス（ＳＵＳ）で外径４〜１０ｍｍの円柱体のものが用いられる。

前記軸芯体１の周囲に設けられた弾性層３は、コート層２との密着性を確保するために、シリコーンゴムを用いる必要がある。

また、弾性層３には、電子導電性物質やイオン導性電物質を配合し、体積抵抗率が１０^３乃至１０^１０Ωｃｍ、好ましくは１０^４乃至１０^８Ωｃｍになるよう調整したものが用いられる。弾性層３の形成方法としては特に限定されるものではないが、高い寸法精度で弾性層３を形成できることから、型内に弾性材料を注入して弾性層を形成する方法が好ましい。弾性層３の外周には表面層４が形成される。表面層４の結着樹脂として、具体的には以下のものが挙げられる。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、水系樹脂、及びこれらの混合物。これらの中で、トナーの帯電性や耐磨耗性からポリウレタン樹脂が好ましく用いられる。特に被膜の硬度を小さくでき、特にトナーの帯電性が高いポリエーテルポリウレタン樹脂が好ましい。

表面層４には、現像ローラの表面を粗面化する目的で粗し粒子を添加することができる。粗し粒子としては、公知の樹脂粒子が挙げられる。

表面層４の形成方法は特に限定されるものではない。特に生産安定性に優れることから浸漬槽上端から塗料をオーバーフローさせる浸漬塗工が好ましい。

本発明において弾性層３および表面層４の電気抵抗を調整するために用いられる電子導電性材料として具体的には、以下のものが挙げられる。ケッチェンブラックＥＣ，アセチレンブラックの導電性カーボンブラック、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴのゴム用カーボンブラック、酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、銅、銀、ゲルマニウムの金属及び金属酸化物。この中で、少量で導電性を制御でき、ブリードして感光体を汚染することが少なく、安価であることからカーボンブラックが好ましい。これら導電性粉体は、通常基材１００重量部に対して０．５〜５０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適に用いられる。また、導電性材料として用いられるイオン導電性物質として、以下のものが挙げられる。過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウムの無機イオン性導電物質、更に変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテートの有機イオン性導電物質。

本発明において、弾性層３を形成する材料中への前記導電性材料の分散方法としては特に制限されるものではなく、ロール、バンバリーミキサー、加圧ニーダー等の公知の装置を用いて分散することができる。

また、表面層４を形成するための塗料中への前記抵抗調整剤の分散方法としては特に制限されるものではない。例えば、樹脂材料を適当な有機溶剤に溶解させた溶液中に、前記抵抗調整剤や前記多孔質樹脂粒子等を添加し、サンドグラインダー、サンドミル、ボールミル等の公知の装置を用いて分散することができる。

本発明の現像ローラの電気抵抗としては、１×１０^４Ω以上、１×１０^１０Ω以下が好ましい。

本発明の現像ローラは、金属製の軸芯体１と、該軸芯体１の周囲にコート層２、弾性層３を順に積層してなり、該弾性層３がシリコーンゴム層であり、該コート層２がケイ素原子と化学結合している炭素原子を含む酸化ケイ素である必要がある。通常、シリコーンゴム層には親水性を示すＳｉ−Ｏ及び疎水性を示すＳｉ−ＣＨ３の化学結合を有する。そのため、シリコーンゴム層と密着性を向上させるには、コート層２の組成が親水性と疎水性を両方備えていることが好ましい。本発明におけるコート層２は炭素原子を含む、酸化ケイ素組成からなり、親水性を示すＳｉ−Ｏ結合及び疎水性を示すＳｉ−Ｃ結合を有している。従って、シリコーンゴム層とコート層２が有する親水性のＳｉ−Ｏが互いに親和性が強く、また、シリコーンゴム層が有する疎水性のＳｉ−ＣＨ３とコート層２が有する疎水性のＳｉ−Ｃが互いに親和性が強いため、両者の密着性をより向上させることができる。これにより、高温下の長時間にわたる画像出力においても、軸芯体１とシリコーンゴム層の接着面が離れることなく、濃度ムラを抑えることが可能となる。

また、本発明のコート層２とシリコーンゴム層は化学結合による接着ではないため、例えば、カッターの刃で長手方向に渡って切り込みを入れ、シリコーンゴム層を軸芯体から垂直方向に完全に剥がすことができる。

また、本発明のコート層２の組成において、ケイ素原子と化学結合を形成している酸素原子のケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）が０．４０以上１．９５以下であることが好ましい。また、ケイ素原子と化学結合を形成している炭素原子のケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）が０．０５以上２．１０以下であることが好ましい。存在比（Ｏ／Ｓｉ）及び、（Ｃ／Ｓｉ）を上述範囲にすることでコート層２とシリコーンゴム層の親和性による密着性がより向上するため好ましい。存在比（Ｏ／Ｓｉ）が０．４０未満である場合にはコート層２とシリコーンゴム層の密着性が得られ難い場合がある。また、存在比（Ｏ／Ｓｉ）が１．９５超である場合にはコート層２自体の硬度が高くなりすぎ、ひび割れなどが生じることで、部分的にコート層２とシリコーンゴム層の密着性が得られ難い場合がある。一方、存在比（Ｃ／Ｓｉ）が０．０５未満、または２．１０超である場合は、コート層２とシリコーンゴム層の親水性を示す化学結合同士の親和性が低下し、均一な密着性が得られ難い場合がある。

また本発明において、コート層２の厚さが１．０μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。コート層２の厚さを上記の数値範囲にすると、使用後に軸芯体から弾性層を剥した後でも、コート層２の耐久性があり、継続して芯金を使用しやすいため好ましい。

なお、コート層２中の各元素の存在比率は次のようにして求める。

Ｘ線光電子分光装置「Ｑｕａｎｔｕｍ２０００」（商品名、アルバック・ファイ株式会社製）を用い、Ｘ線源をＡｌＫαとして、軸芯体１上のコート層２の表面をＳｉの２ｐ軌道、Ｏ及びＣの１ｓ軌道の結合エネルギーに起因するピークを測定する。それぞれのピークから各原子の存在比を算出し、得られた存在比よりＯ／Ｓｉ及びＣ／Ｓｉを求める。

また、炭素原子を含む酸化ケイ素の化学結合については、フーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）装置「ＳｐｅｃｔｒｕｍＯｎｅ」（商品名、株式会社パーキンエルマージャパン製）により、軸芯体１上のコート層２の表面のＩＲ測定にて確認する。すなわち、Ｓｉ−Ｏ振動ピーク（４５０ｃｍ^−１）、Ｓｉ−Ｃ伸縮ピーク（８００−８２０ｃｍ^−１）の存在により、Ｓｉ−Ｏ及びＳｉ−Ｃの化学結合の存在を確認する。なお、後述する方法にて形成される本発明に係るコート層２のＯ／Ｓｉ及びＣ／Ｓｉの値の位置におけるバラツキは殆ど生じ得ない。

本発明にかかる炭素原子を含む酸化ケイ素の層をコート層２として軸芯体１上に形成する方法としては、以下の方法が挙げられる。ディップコート、スプレーコート、ロールコート、リングコートの如き湿式コート法；真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングの如き物理的気相成長（ＰＶＤ）法；プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤの如き化学的気相成長（ＣＶＤ）法など。

中でも、弾性層３（シリコーンゴム層）とコート層２との密着性や処理時間及び処理温度、装置の簡便性、得られるコート層２の均一性を考慮すると、プラズマＣＶＤ法が好ましい。

以下に、プラズマＣＶＤ法による炭素原子を含む酸化ケイ素の層を形成する方法の１例を示す。

図２は、このプラズマＣＶＤ法による炭素原子を含む酸化ケイ素の層を形成する装置の模式図である。

本装置は、真空チャンバ３１、平行に置かれた平板電極３２、原料ガスボンベ及び原料液体タンク３３、原料供給手段３４、チャンバ内のガス排気手段３５、高周波を供給する高周波供給電源３６及び弾性ローラ３８を回転するモータ３７により構成されている。

図２に示した装置を用いて、下記の手順（１）〜（４）により炭素原子を含有する酸化ケイ素からなるコート層２を表面に有する軸芯体を製造することができる。

・手順（１）平板電極３２の間に軸芯体１を設置し、得られる炭素原子を含有する層の厚さが均一となるように、モータ３７を駆動させて周方向に回転させる。

・手順（２）排気手段３５により、真空チャンバ３１内を真空に引く。

・手順（３）原料ガス導入口より原料ガスを導入し、平板電極３２に高周波供給電源３６により高周波電力を供給し、プラズマを発生させ、層の形成を行う。

・手順（４）所定時間経過した後、原料ガス及び高周波電力供給を停止し、真空チャンバ３１内に空気又は窒素を大気圧まで導入（リーク）し、軸芯体１を取り出す。

以上のような手順により、炭素を含有する酸化ケイ素からなるコート層２を有する軸芯体を製造することが可能である。なお、プラズマＣＶＤ処理される軸芯体１は、均一なプラズマ雰囲気下に置けるのであれば多数本を同時に処理してもよい。

ここで、原料ガスとして、通常、ガス状の或いはガス状化した有機ケイ素化合物を、必要により炭化水素化合物とともに、不活性ガス、酸化性ガス等の気体の共存下或いは不存在下に導入する。上記炭化水素化合物の例としては、例えば、トルエン、キシレン、メタン、エタン、プロパン、アセチレン等が挙げられる。

なお、有機ケイ素化合物としては、以下のものが挙げられる。１、１、３、３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンなど。

取扱い上の安全面から、１、１、３、３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルシランが好ましい。

シラン源としては、有機ケイ素化合物に限定されるものではなく、シラン、アミノシラン、シラザンなども用いることができる。

なお、有機ケイ素化合物等がガス状であればそのまま使用し、常温で液体であれば加熱し気化させて不活性ガスにより搬送して、あるいは、不活性ガスにてバブリングして搬送して用いる。さらに常温で固体のものでは、加熱して気化させ、不活性ガスにより搬送して用いる。また、原料物質を減圧状態において、気化を促進させても良い。

なお、原料の有機ケイ素化合物が含酸素化合物である時は、酸素が無くてもコート層２を堆積することが可能である。また、上記原料ガスとともに、又は原料ガスに加えて、真空チャンバ内へ、酸素、酸化力を有するガス（Ｎ２Ｏ、ＣＯ２等）の如き酸化性ガスを導入する。また、上記で使用できる不活性ガスとして、ヘリウム、アルゴン、窒素の如きを挙げることができる。

コート層２におけるケイ素原子、ケイ素原子に化学結合している酸素原子、及びケイ素原子に化学結合している炭素原子の存在比率は、導入する原料ガスの配合比、供給する高周波電力等により制御することが可能である。

具体的には、例えば、前記した有機ケイ素化合物と酸素ガスとの配合比において、酸素ガスの比率を高めることによりＯ／Ｓｉの値を増加させることができる。酸素ガスの比率を低下させることでＣ／Ｓｉの値を増加させることができる。

また、高周波電力を増加させることにより、Ｏ／Ｓｉ並びにＣ／Ｓｉの値を低下させることができる。更に、前記した炭化水素化合物を併用することにより、当該炭化水素化合物の使用量に応じて、Ｏ／Ｓｉ並びにＣ／Ｓｉの値を増加させることができる。

なお、形成されたコート層２の膜厚は、薄膜測定装置（商品名：Ｆ２０−ＥＸＲ；ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ社製）を用いて、軸芯体の長手方向を端部より等間隔に３箇所、かつ周方向に等間隔に３箇所の合計９箇所を測定し、得られた値の平均値である。

（電子写真プロセスカートリッジ及び現像方法）
図３に、本発明の電子写真プロセスカートリッジ５の概略構成図を示す。図４に本発明の電子写真プロセスカートリッジ５に用いた電子写真装置の概略構成図を示す。

図３の電子写真プロセスカートリッジ５は、現像装置１１と帯電装置１３からなる。現像装置１１は、現像ローラ７、トナー塗布部材８、トナー９及びブレードバイアスを印加できるような機構を有するトナー量規制部材１０からなる。帯電装置１３は、感光体６、クリーニングブレード１５、廃トナー容器１４、からなる。そして該電子写真プロセスカートリッジ５は画像形成装置に脱着可能に装着されるものである。

現像装置１１は、非磁性一成分のトナー９を収容した廃トナー容器１４と、廃トナー容器１４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光体６と対向設置された現像ローラ７とを備え、感光体６上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。

感光体６は矢印方向に回転し、感光体６を帯電処理するための帯電装置１３によって一様に帯電され、感光体６に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光１２により、その表面に静電潜像が形成される。

現像は、露光部にトナー像を形成する所謂反転現像を行っている。可視化された感光体６上のトナー像は、転写ローラ１８によって記録紙２３に転写される。トナー像を転写された記録紙２３は、定着装置１６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、転写されずに感光体６上に残存したトナー９は、感光体６の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード１５により掻き取られ廃トナー容器１４に収納さる。このようにしてクリーニングされた感光体６は次の画像形成にそなえられる。

トナー塗布部材８の構造としては、現像ローラ７へのトナー９の供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から発泡骨格状スポンジ構造や軸芯体上にレーヨン、ポリアミド等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが好ましい。例えば、軸芯体上にポリウレタンフォームを設けた弾性ローラを用いることができる。

以下、本発明における測定方法を示す。

＜体積抵抗率の測定方法＞
弾性層用材料をシート状にして、温度１３０℃で２０分加熱して厚み２．０ｍｍのゴムシートを２枚成形し、その後温度２００℃で４時間加熱する。ゴムシートを温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境に２４時間以上放置した。

体積抵抗率は、以下の方法で求めた値を採用することができる。

抵抗計：デジタル超高抵抗／微少電流計（商品名８３４０Ａ、エーディーシー社製）
測定モード：プログラムモード５（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：１００（Ｖ）
試料箱：レジスティビティ・チェンバ４２（エーディーシー社製）、主電極は直径２２ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属、ガードリング電極は内径４１ｍｍ、外径４９ｍｍ、厚さ１０ｍｍの金属。

試験片：上記方法で作製した厚さ２．０ｍｍのゴムシートから直径５ｍｍの試験片を切り出す。切り出した試験片の片面には、その全面にＰｔ−Ｐｄ蒸着を行うことで蒸着膜電極（裏面電極）を設ける。もう一方の面には同じくＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により、直径２５ｍｍの主電極膜と、内径３８ｍｍ、外径５０ｍｍのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立製作所社製）を用い、電流値１５ｍＡにて蒸着操作を２分間行って得る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。

測定時には、直径２２ｍｍの主電極を、直径２５ｍｍの主電極膜からはみ出さないように置く。また、内径４１ｍｍのガードリング電極を、内径３８ｍｍで外径５０ｍｍのガードリング電極膜からはみ出さないように、該電極膜の上に置いて測定する。測定は、温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境で行うが、測定に先立って、測定サンプルを、該環境に２４時間以上放置しておく。

以上の状態で、試験片の体積抵抗（Ω）を測定する。次に、測定した体積抵抗値をＲＭ（Ω）、試験片の厚さをｔ（ｃｍ）とするとき、試験片の体積抵抗率ＲＲ（Ω・ｃｍ）を、以下の式によって求める。

ＲＲ（Ω・ｃｍ）＝π×１．２５×１．２５×ＲＭ（Ω）÷ｔ（ｃｍ）
＜現像ローラの電流値、電気抵抗値測定方法＞
電気抵抗測定に用いた装置を図５に示す。測定環境は、温度２３℃／湿度５５％Ｒｈとする。現像ローラ７は、現像ローラ７の軸芯体の両端にそれぞれ４．９Ｎの荷重をかけて直径５０ｍｍの金属ドラム３０に当接されている。金属ドラム３０を不図示の駆動手段により表面速度５０ｍｍ／ｓｅｃで駆動することにより、現像ローラ７が従動回転される。高圧電源ＨＶから現像ローラ７の軸芯体に＋５０Ｖの電圧を印加する。そして、金属ドラム３０とグランドとの間に配設した既知の電気抵抗値を有する抵抗器Ｒの両端の電位差をデジタルマルチメーターＤＭＭ（ＦＬＵＫＥ社製１８９ＴＲＵＥＲＭＳＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ）を用いて計測する。次に、計測した電位差と抵抗器の電気抵抗値から、現像ローラ７を介して金属ドラム３０に流れた電流値を算出する。そして電流値と電位差から現像ローラ７の電気抵抗値を求めた。ここで、デジタルマルチメーターにより、電圧印加２秒後から３秒間、電位差のサンプリングを行い、その相加平均値を用いて現像ローラ７の電気抵抗値を算出した。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本実施例は本発明を何ら限定するものではない。

［実施例１］
［現像ローラの作製］
［弾性層の形成」
ＳＵＳ３０４製の直径８ｍｍの軸芯体１を図２に示したプラズマ装置内に設置した。その後、真空ポンプを用いて真空チャンバ内を１Ｐａまで減圧した。その後、原料ガスとしてヘキサメチルジシロキサン蒸気１．０ｓｃｃｍ、酸素１．２ｓｃｃｍ及びアルゴンガス２２．５ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力を２５．３Ｐａとした。ここで前記流量の単位ｓｃｃｍはｓｔａｎｄａｒｄｃｃ／ｍｉｎの略であり、０℃、１．０１３ｈＰａでの体積流量（ｃｍ^３／ｍｉｎ）と定義する。圧力が一定になった後、高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚ、１２０Ｗの電力を平板電極に供給し、電極間にプラズマを発生させた。真空チャンバ内に設置した軸芯体１を２４ｒｐｍで回転させて、３分間処理した。処理終了後電力供給を停止し、真空チャンバ内に残留している原料ガスを排気し、空気を真空チャンバ内に大気圧になるまで導入した。その後、コート層２が形成された軸芯体１を取り出した。

得られた軸芯体１の表面を、Ｘ線光電子分光装置で、存在比Ｏ／Ｓｉ及び存在比Ｃ／Ｓｉを求めたところ、それぞれ１．４０、０．４１であった。

また、軸芯体上のコート層の厚さを、薄膜測定装置（商品名：Ｆ２０−ＥＸＲ；ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ社製）を用いて測定したところ、膜厚は１．８μｍであった。なお、測定は軸芯体の長手方向等分された３箇所、かつ周方向等分された３箇所の合計９箇所で行い、得られた値の平均値を膜厚とした。

ついで、軸芯体１を内径１６ｍｍの円筒状金型に同心となるように配置し、下記配合の液状シリコーンゴム組成物を注入した。

（液状シリコーンゴム組成物の配合）
液状シリコーンゴム材料Ａ（商品名ＳＥ６７２４Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニングシリコーン社製）１００質量部
カーボンブラック（商品名トーカブラック＃７３６０ＳＢ、東海カーボン社製）を３５質量部
シリカ粉体を０．２質量部
白金触媒０．１質量部
続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを温度１５０℃、１５分間加硫硬化し、脱型した後、さらに温度２００℃、２時間加熱して硬化反応を完結させ、厚み４ｍｍの弾性層３を、軸芯体１の外周に設けた。

「ポリオールの合成」
ポリテトラメチレングリコール（商品名ＰＴＧ１０００ＳＮ、保土谷化学社製）１００質量部に、イソシアネート化合物（商品名ミリオネートＭＴ、日本ポリウレタン工業社製）２０質量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒中で段階的に混合した。混合溶液を、窒素雰囲気下温度８０℃にて７時間反応させて、水酸基価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオールを作製した。

「イソシアネートの合成」
窒素雰囲気下、数平均分子量４００のポリプロピレングリコール（商品名エクセノール、旭硝子社製）１００質量部に対し、粗製ＭＤＩ（商品名コスモネートＭ−２００、三井化学ポリウレタン社製）５７質量部を温度９０℃で２時間加熱反応した。その後、ブチルセロソルブを固形分７０％になるように加え、単位固形分質量当たりに含有されるＮＣＯ基の質量比率が５．０質量％のイソシアネート化合物を得た。その後、反応物温度５０℃の条件下、ＭＥＫオキシムを２２質量部滴下し、ブロックポリイソシアネートＡを得た。

「表面層用塗料の作製」
前記ポリオール１００質量部と前記ブロックポリイソシアネートＡ３３．４質量部を混合し、混合液の固形分１００質量部に対し、カーボンブラック（商品名ＭＡ１００、三菱化学社製、ｐＨ＝３．５）３０質量部を添加した。次に固形分が３５質量％になるようにＭＥＫを加えて混合し、１．５ｍｍの粒径のガラスビーズを用いてサンドミルにて４時間分散して分散液１を作製した。その後、分散液中の固形分と同じ質量のＭＥＫ中にＰＭＭＡ粒子（商品名：ＭＸ−１０００；Ｓφ１０μｍ；綜研化学（株）社製）を３８質量部加え、超音波分散することにより分散液２を得た。得られた分散液２を分散液１に追加して、サンドミルを用いてさらに３０分間分散して、表面層用の塗料を得た。

「弾性層上への表面層の形成」
上記表面層用の塗料を、公知の浸漬塗工装置を用いて、前記弾性層上に浸漬塗工した後、常温で乾燥させ、温度１５０℃にて２時間加熱処理することで、現像ローラを得た。

［画像出力試験］
前記、現像ローラを、キヤノン製プリンターＬＢＰ５５００用のＢＫ色カートリッジに組み込んだ。なお、該カートリッジは以下の改造を施してある。

改造点：トナー量規制部材を、厚さ８０μｍのＳＵＳ３０４製の金属板に変更した。なお、該部材にはブレードバイアスとして−５２０Ｖを印加できるようになっている。

温度４５℃湿度９５％ＲＨの高温高湿下の環境において、キヤノン製プリンターＬＢＰ５５００用の専用カートリッジを１日放置した。その後、キヤノン製プリンターＬＢＰ５５００改造機（トナー量規制部材にブレードバイアスを印加できるように改造したもの）に装填し、同環境で印字率２％にて１．１万枚の連続耐久を行った。

次に、１７枚／分の速度でハーフトーン画像（反射濃度計ＲＤ９１８（マクベス製）による測定で濃度約０．８）を６枚出力し、以下の基準により画像の評価を行った。

＜評価１：濃度ムラの画像不良評価＞
濃度ムラを帯状の画像不良として、以下の基準で評価した。

Ａ：１枚目から６枚目まで全てのハーフトーン画像において、目視では、現像ローラに起因する帯状の画像不良が認められない。

Ｂ：１枚目から６枚目まで全てのハーフトーン画像において、目視で少なくとも１枚以上に現像ローラに起因する帯状の画像不良が、極軽微に認められる。

Ｃ：１枚目から６枚目まで全てのハーフトーン画像において、目視で少なくとも１枚以上に現像ローラに起因する帯状の画像不良が、明確に認められる。
その結果、帯状の画像不良が認められず、良好な画像が得られた。結果を表１に示す。

＜評価２：軸芯体と弾性層の剥離性評価＞
連続耐久後、現像ローラのシリコーンゴム層に長手方向の切り込みをいれ、軸芯体からシリコーンゴム層を手で剥離した時、軸芯体上にシリコーンゴム層が張り付いて残存する程度を目視で観察し、次の基準で評価した。

Ａ：軸芯体上に付着したシリコーンゴム層断片がみられない。

Ｂ：軸芯体上に付着したシリコーンゴム層断片がわずかにみられる。

Ｃ：軸芯体上に付着したシリコーンゴム層断片が多くみられる。

その結果、シリコーンゴム層断片が、軸芯体上に残らずに剥がれた。結果を表１に示す。

［実施例２］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、ケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を０．４０、ケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）を２．１０とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例３］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、ケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を０．４０、ケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）を０．０５とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例４］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、ケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を１．９５、ケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）を２．１０とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例５］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、ケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を１．９５、ケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）を０．０５とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例６］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、ケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を０．３８、ケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）を０．０４とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例７］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、軸芯体上へのコート層２の厚さをケイ素原子に対する存在比、ケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を１．９７、（Ｃ／Ｓｉ）を２．１２とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例８］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、軸芯体上へのコート層２の厚さをケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を０．３、ケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）を２．１１とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例９］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘキサメチルジシロキサン及び、酸素の供給量を調整し、軸芯体上へのコート層２の厚さをケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を１．９７、ケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）を０．０４とした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［実施例１０］
プラズマＣＶＤ処理の時間を１．７分とし、コート層厚さを１．０μｍにした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す
［実施例１１］
プラズマＣＶＤ処理の時間を９．０分とし、コート層厚さを５．０μｍにした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す
［実施例１２］
プラズマＣＶＤ処理の時間を１．６分とし、コート層厚さを０．９μｍにした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す
［実施例１３］
プラズマＣＶＤ処理の時間を９．１分とし、コート層厚さを５．１μｍにした以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す
［比較例１］
軸芯体上に炭素原子を含む酸化ケイ素からなるコート層を形成せず、軸芯体上をサンドブラスト処理を施して粗した以外は実施例１と同様にして比較例１の現像ローラを得た。結果を表１に示す。

［比較例２］
ＣＶＤプラズマ装置において、原料ガス組成ヘ酸素のみ供給し、ケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）を２．１とし、軸芯体表面にＳｉＯ２層を形成した以外は実施例１と同様に評価を行なった。結果を表１に示す。

［比較例３］
軸芯体上にウレタン系プライマー（ロードファーイースト社製、商品名：ケムロック２１８）をはけ（株式会社はけ屋製、商品名：太陽）で、軸芯体を回転させながら塗布した後、オーブン１５０℃で３０分焼き付け処理を行なった以外は実施例１と同様にして比較例３の現像ローラを得た。結果を表１に示す。

［比較例４］
弾性層をフッ素ゴム（ダイキン社製、商品名ＧＬＳ１５０）とした以外は実施例１と同様にして比較例４の現像ローラを得た。結果を表１に示す。

１軸芯体
２コート層
３弾性層
４表面層

Claims

金属製の軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成されたコート層と、弾性層とをこの順に有する現像ローラであって、
該弾性層は、シリコーンゴムを含み、
該コート層は、ケイ素原子と化学結合している炭素原子を含む酸化ケイ素からなることを特徴とする現像ローラ。
該酸化ケイ素が、ケイ素原子と化学結合を形成している酸素原子のケイ素原子に対する存在比（Ｏ／Ｓｉ）が０．４０以上１．９５以下であり、かつ、ケイ素原子と化学結合を形成している炭素原子のケイ素原子に対する存在比（Ｃ／Ｓｉ）が０．０５以上２．１０以下である請求項１に記載の現像ローラ。
該コート層の厚さが１．０μｍ以上、５．０μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の現像ローラ。