JP2013083728A - 現像ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】特に高耐久機等に使用して、設定された枚数画像形成をしてもトナー漏れを生じない現像ローラを提供する。
【解決手段】現像ローラ１のローラ本体２の外周面５のうち、シール部材が摺接される両端部５ａの摩擦係数μを０．１５以下とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置に用いる現像ローラに関するものである。

電子写真法を利用した前記各種の画像形成装置においては、帯電させた感光体ドラムの表面を露光して形成される静電潜像をトナー像に現像するために、現像ローラと、前記現像ローラの外周面に圧接された帯電ブレード（層規制ブレード）とが用いられる。
すなわち、前記圧接状態で現像ローラを回転させるとトナーが帯電され、帯電されたトナーが現像ローラの外周面に付着されるとともに、帯電ブレードによって付着量が規制されることで、前記現像ローラの外周面の略全面に、厚みがほぼ均一なトナー層が形成される。

そしてこの状態で現像ローラがさらに回転して、トナー層が感光体ドラムの表面近傍に搬送されると、トナー層を形成するトナーが、前記表面に形成された静電潜像に応じて前記表面に選択的に移動することで、前記静電潜像がトナー像に現像される。
前記現像ローラとしては、ローラ本体を備え、前記ローラ本体の少なくとも外周面を半導電性ゴムで形成したもの等を用いるのが一般的である（特許文献１等参照）。

前記現像ローラの、ローラ本体の外周面の両端部は、当該外周面に付着させたトナーが外へ漏出するのを防止するため、シール部材によってシールされる。前記シール部材は、例えばフェルト等によって形成され、画像形成装置の筐体等に固定された状態で、回転する現像ローラの、ローラ本体の外周面の両端部に摺接される。
ところが、例えば８０００枚程度の画像形成をするごとにメンテナンスをするように設計された高耐久機においては、使用開始から最初のメンテナンスをするまでの間に、前記シール部材によってシールされたはずの両端部からトナー漏れが発生しやすくなるという問題がある。この原因は、ローラ本体の外周面の前記両端部の付近が、シール部材の摺接によって摩耗して、当該シール部材との間に隙間を生じることにある。

特許文献２には、トナーの帯電性等を安定させるため、前記ローラ本体の外周面の略全面を、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等からなる樹脂被覆層で被覆することが記載されている。かかる樹脂被覆層を設けることで、前記シール部材との摺接による摩耗を抑制することが期待される。
しかし前記樹脂被覆層は、トナー等との摩擦力のバランスを考慮して、摩擦係数μが０．２５〜０．５程度とされるため耐摩耗性が不十分であり、特に高耐久機等に使用した際に、所定の設定枚数以前にトナー漏れが生じるのを防止することはできなかった。

特開２００３−３４５００８号公報 特開２００８−１６５２１４号公報

本発明は、特に高耐久機等に使用して、設定された枚数画像形成をしてもトナー漏れを生じない現像ローラを提供することにある。

本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置に用いる現像ローラであって、ローラ本体を備え、前記ローラ本体の外周面の、軸方向の両端部は、摩擦係数μが０．１５以下とされていることを特徴とするものである。
本発明においては、現像ローラのローラ本体の外周面の、シール部材が摺接される両端部の摩擦係数μを、前記のように０．１５以下とすることで、当該両端部にこれまでよりも高い耐摩耗性を付与して、例えば高耐久機等に使用して設定された枚数の画像形成をしても、前記両端部とシール部材との間に隙間が生じてトナー漏れするのを防止することが可能となる。

なお、前記両端部の摩擦係数μを、比較的少ない工程で効率よく０．１５以下とするためには、例えば前記両端部を、選択的に紫外線の照射によって処理したり、選択的に低摩擦の被覆層によって被覆したりすればよい。

本発明によれば、特に高耐久機等に使用して、設定された枚数画像形成をしてもトナー漏れを生じない現像ローラを提供することが可能となる。

本発明の現像ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。 図１の現像ローラの、ローラ本体の両端部を、選択的に紫外線の照射によって処理する工程を説明する図である。 図１の現像ローラの、ローラ本体の両端部を、選択的に低摩擦の被覆層によって被覆する工程を説明する図である。 ローラ本体の両端部等の摩擦係数μを測定する方法を説明する図である。

図１は、本発明の現像ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の現像ローラ１は、円筒状のローラ本体２と、前記ローラ本体２の中心の通孔３に挿通されたシャフト４とを備えている。
ローラ本体２は非多孔質状に形成してもよいし、多孔質状に形成してもよい。またローラ本体２は、外周面５側の外層とシャフト４側の内層の２層構造に形成してもよい。

ただしローラ本体２は、現像ローラ１の構造を簡略化して、できるだけ生産性良く、低コストで製造するため、基本的には、図に示すように単層構造に形成するのが好ましい。
シャフト４は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成される。ローラ本体２とシャフト４とは、例えば導電性を有する接着剤等により電気的に接合されると共に機械的に固定されて一体に回転される。

ローラ本体２は、例えば半導電性ゴム組成物等によって形成するのが好ましい。
具体的には、例えばイオン導電性ゴムを少なくとも含むゴム分に、当該ゴム分を架橋させるための架橋成分やその他の添加剤を配合して半導電性ゴム組成物を調製し、前記半導電性ゴム組成物を、例えば押出成形等によって筒状に形成するとともに前記ゴム分を架橋反応させたのち、さらに必要に応じて外周面５を研磨等することにより、ローラ本体２が形成される。

（イオン導電性ゴム）
ゴム分としてイオン導電性ゴムを配合することでローラ本体２にイオン導電性を付与し、そのローラ抵抗値を適度な範囲に設定して、現像時に、トナーを適度な帯電量に帯電させることが可能となる。
すなわち、前記ローラ本体２を備えた現像ローラ１を、帯電ブレードを圧接させた状態で回転させた際に、トナーを、感光体ドラムの表面の静電潜像を現像するのに適した帯電量に帯電させることができる。

イオン導電性ゴムとしては、例えばエピクロルヒドリンゴム等が挙げられる。
またエピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含む種々の重合体が挙げられる。
前記エピクロルヒドリンゴムとしては、例えばエピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、およびエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等の１種または２種以上が挙げられる。

特にエピクロルヒドリンゴムとしては、エチレンオキサイドを含む共重合体が好ましく、かかる共重合体におけるエチレンオキサイド含量は３０〜９５モル％、中でも５５〜９５モル％、特に６０〜８０モル％であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは電気抵抗値を下げる働きがあるが、エチレンオキサイド含量が前記範囲未満であると、かかる電気抵抗値の低減効果が小さい。一方、エチレンオキサイド含量が前記範囲を超える場合には、エチレンオキサイドの結晶化が起こり分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆に電気抵抗値が上昇する傾向がある。また、架橋後のローラ本体の硬度が上昇したり、架橋前の半導電性ゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇したりするおそれもある。

前記エピクロルヒドリンゴムとしては、特にエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）が好ましい。
前記ＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は３０〜８０モル％、特に５０〜８０モル％であるのが好ましい。またエピクロルヒドリン含量は２０〜７０モル％、特に２０〜５０モル％であるのが好ましい。

またエピクロルヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）を用いることもできる。
前記ＧＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は３０〜９５モル％、特に６０〜８０モル％であるのが好ましい。またエピクロルヒドリン含量は４．５〜６５モル％、特に１５〜４０モル％以上であるのが好ましい。さらにアリルグリシジルエーテル含量は０．５〜１０モル％、特に２〜６モル％であるのが好ましい。

なおＧＥＣＯとしては、前記３種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体のほかに、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＯ）をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られており、本発明ではいずれの共重合体も使用可能である。
（他のゴム分）
前記イオン導電性ゴムとともにローラ本体を構成する他のゴム分としては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）や極性ゴム等が挙げられる。

このうちＳＢＲは電気抵抗値が低いため、同じローラ抵抗値を有するローラ本体を形成するために必要なイオン導電性ゴムの配合割合を少なくできる。
前記ＳＢＲとしては、スチレンと１，３−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のＳＢＲがいずれも使用可能である。またＳＢＲとしては伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。

さらにＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲがいずれも使用可能である。スチレン含量や架橋度を変更することで、ローラ本体の各種物性を調整することができる。
これらＳＢＲの１種または２種以上を使用することができる。
また極性ゴムとしては、例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、およびアクリルゴム（ＡＣＭ）等の１種または２種以上が挙げられる。特にクロロプレンゴム、ニトリルゴムが好ましい。極性ゴムを配合すると、ローラ本体のローラ抵抗値を微調整することができる。

（ゴム分の組み合わせおよび配合割合）
ゴム分としては、例えば(a) イオン導電性ゴム、ＳＢＲ、および極性ゴムの３種、または(b) イオン導電性ゴム、および極性ゴムの２種を組み合わせるのが好ましい。
このうち(a)の３種を組み合わせる場合、イオン導電性ゴムの配合割合は、ゴム分の総量の５質量％以上であるのが好ましく、４０質量％以下であるのが好ましい。またＳＢＲの配合割合は、ゴム分の総量の５質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以下であるのが好ましい。

極性ゴムの配合割合は、前記イオン導電性ゴム、およびＳＢＲの残量である。ＳＢＲ、イオン導電性ゴム、および極性ゴムの総量が１００質量％となるように極性ゴムの配合割合を調整すればよい。極性ゴムとして２種以上を併用する場合は、その合計の配合割合が前記範囲内となるように調整する。
前記(a)の併用系において、イオン導電性ゴムの配合割合が前記範囲に限定されるのは、配合割合が５質量％未満ではローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがあるためである。また４０質量％を超える場合には、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがあるためである。

また(b)の２種を組み合わせる場合、イオン導電性ゴムの配合割合は、ゴム分の総量の１０質量％以上であるのが好ましく、６０質量％以下であるのが好ましい。
極性ゴムの配合割合は、前記イオン導電性ゴムの残量である。イオン導電性ゴム、および極性ゴムの総量が１００質量％となるように極性ゴムの配合割合を調整すればよい。極性ゴムとして２種以上を併用する場合は、その合計の配合割合が前記範囲内となるように調整する。

前記(b)の併用系において、イオン導電性ゴムの配合割合が前記範囲に限定されるのは、配合割合が１０質量％未満ではローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがあるためである。また６０質量％を超える場合には、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがあるためである。

（架橋成分）
架橋成分としては架橋剤が挙げられる。
また前記架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄や有機含硫黄化合物等が挙げられる。また有機含硫黄化合物等としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等が挙げられる。
チオウレア系架橋剤としては、例えばテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア、（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１ＮＨ）_２Ｃ＝Ｓ〔式中、ｎは１〜１０の整数を示す。〕で表されるチオウレア等が挙げられる。

過酸化物系架橋剤としては、ベンゾイルペルオキシド等が挙げられる。
架橋剤の種類に応じて、さらに促進剤や促進助剤を配合してもよい。
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や、下記の有機促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
また有機促進剤としては、例えば１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩等のグアニジン系促進剤；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤；Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系促進剤；チオウレア系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。

促進剤は、種類によってその機能が異なっているため、２種以上の促進剤を併用するのが好ましい。
促進助剤としては、亜鉛華等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
架橋剤、促進剤、および促進助剤の配合割合は、ゴム分の組み合わせや配合割合、架橋剤、促進剤、および促進助剤の種類や組み合わせ等に応じて適宜設定することができる。

（その他）
半導電性ゴム組成物に導電性カーボンブラックを配合することで、ローラ本体２に電子導電性を付与することもできる。ただし多量に配合すると、ローラ抵抗値がばらついたり不均一になったりするおそれがあるため、導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に３質量部以下であるのが好ましい。

半導電性ゴム組成物には、さらに必要に応じて受酸剤、充填剤等を配合してもよい。
このうち受酸剤は、ゴム分の架橋時にエピクロルヒドリンゴムから発生する塩素系ガスの、ローラ本体内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等を防止するために機能する。
前記受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、分散性に優れていることからハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイト類が好ましい。

また、前記ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用するとより高い受酸効果を得ることができ、感光体の汚染をより一層良好に防止できる。
前記受酸剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に１質量部以上であるのが好ましく、１０質量部以下、特に５質量部以下であるのが好ましい。

配合割合が前記範囲未満では、受酸剤を含有させることによる前記効果が十分に得られないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体の硬さが上昇するおそれがある。
充填剤としては、例えば酸化亜鉛、シリカ、カーボン、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン等の１種または２種以上が挙げられる。

充填剤を配合することにより、ローラ本体のゴム硬さを調整したり、機械的強度等を向上したりできる。
充填剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５０質量部以下、特に１０質量部以下であるのが好ましい。
前記各成分を含む半導電性ゴム組成物は、従来同様に調製できる。まずゴム分を、所定の割合で配合して素練りし、次いで架橋成分以外の添加剤を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えて混練することで半導電性ゴム組成物が得られる。前記混練には、例えばニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。

（現像ローラ１）
前記半導電性ゴムを用いて、先に説明した手順でローラ本体２を形成するとともに、前記ローラ本体２とシャフト４とを、導電性を有する接着剤等によって電気的に接合し、かつ機械的に固定したのち、前記ローラ本体２の外周面５のうちシール部材（図示せず）が摺接される軸方向の両端部５ａ（図中に一点鎖線で区画された領域）を、選択的に、摩擦係数μが０．１５以下となるように処理することで、本発明の現像ローラ１が製造される。

前記処理としては、(1) 外周面５のうち前記両端部５ａに選択的に紫外線を照射する処理や、(2) 前記両端部５ａを選択的に低摩擦の被覆層によって被覆する処理等が挙げられる。
図２は、前記両端部５ａを(1)の紫外線の照射によって処理する工程を説明する図である。

図１および図２を参照して、この処理では、まずローラ本体２と、図示しない紫外線の発生源（紫外線ランプ）との間に、紫外線を遮蔽する遮蔽板６を配設する。遮蔽板６は、ローラ本体２の外周面５のうち前記両端部５ａを紫外線ランプに対して露出し、前記外周面５のその他の領域を、前記紫外線ランプから遮蔽する大きさに形成されている。
次にローラ本体２を、シャフト４の中心軸を中心として、外周面５の周方向に例えば９０°ずつ回転させながら、停止させた面に一定時間に亘って、図２中に破線の矢印で示すように紫外線ランプから紫外線を照射する。

そうするとローラ本体２の外周面５のうち、前記遮蔽板６で遮蔽されずに露出された両端部５ａに紫外線が選択的に照射され、それによって前記両端部５ａを形成する半導電性ゴムが酸化され、酸化膜７（図１参照）が形成されて、前記両端部５ａの摩擦係数μが選択的に低下される。
照射する紫外線の波長は、半導電性ゴムを効率よく酸化させることを考慮すると１００ｎｍ以上、４００ｎｍ以下、中でも３００ｎｍ以下程度であるのが好ましい。特に前記範囲内で波長の異なる２種以上の紫外線を照射することにより、半導電性ゴムを効率よく酸化させることができる。

前記処理によって両端部５ａの摩擦係数μを０．１５以下に低下させるには、紫外線を照射する時間等を調整すればよい。すなわち照射時間を長くするほど、両端部５ａの摩擦係数μを低下させることができる。
具体的な照射時間は、単位時間あたりの紫外線の線量等によっても異なるため特に限定はされないが、８分間以上、特に１０分間以上であるのが好ましく、３０分間以下、特に１５分間以下であるのが好ましい。

照射時間が前記範囲より短い場合には、両端部５ａの摩擦係数μを０．１５以下に低下させることができないおそれがある。また前記範囲より長い場合には、処理に長時間を要することになるため、現像ローラ１の生産性が低下するおそれがある。
図３は、前記両端部５ａに(2)の被覆層を被覆する工程を説明する図である。
図１および図３を参照して、この処理では、まずローラ本体２の外周面５のうち両端部５ａを露出させた状態で、それ以外の領域を、マスキング８によってマスキングする。マスキング８は、例えばマスキングテープを巻きつけたり、マスキング剤を塗布したり、あるいはローラ本体２の外径に略一致する内径を有する筒体を被せたりして形成することができる。

次いでローラ本体２を、シャフト４の中心軸を中心として、外周面５の周方向に一定速度で回転させながら、例えばスプレー塗布法等によって、被覆層のもとになる塗剤を、前記外周面５のうち両端部５ａに選択的に塗布したのち乾燥させる。
そしてマスキング８を除去すると、前記両端部５ａが選択的に被覆層７（図１参照）によって被覆されて、前記両端部５ａの摩擦係数μが選択的に低下される。被覆層７の厚みは任意に設定することができる。

前記被覆層７を形成する塗剤としては、例えばフッ素樹脂、シリコーン樹脂等の、本来的に低摩擦の被覆層を形成しうる樹脂を含む種々の塗剤の中から、摩擦係数μが０．１５以下の被覆層を形成できるものを選択して用いる。
前記塗剤としては、これに限定されないが例えばヘンケルジャパン(株)製のＥｍｒａｌｏｎ（登録商標）Ｔ−８６１（フッ素樹脂系）等が挙げられる。

前記いずれかの処理により、シール部材が摺接される両端部５ａの摩擦係数μを０．１５以下とした本発明の現像ローラ１によれば、当該両端部５ａにこれまでよりも高い耐摩耗性を付与して、例えば高耐久機等に使用して設定された枚数の画像形成をしても、前記両端部５ａとシール部材との間に隙間が生じてトナー漏れするのを防止することができる。

なお前記両端部５ａの摩擦係数μの下限は特に限定されないが、０．０５以上、特に０．０９以上であるのが好ましい。例えば前記半導電性ゴムの表面や被覆層の表面の摩擦係数μを前記範囲より小さくするのは容易ではなく、現像ローラ１の生産性が低下するおそれがある。
外周面５のうち、前記両端部５ａ以外の領域は未処理であってもよいし、両端部５ａと同様に紫外線を照射したり、被覆層で被覆したりしてもよい。

ただし、先に説明した現像工程において、外周面５にできるだけ厚みが均一なトナー層を形成することを考慮すると、前記外周面５のうち両端部５ａ以外の領域は、トナーに対して適度な摩擦力を有していることが望ましく、その摩擦係数μは０．２５以上であるのが好ましい。
未処理の場合はそのままで、前記領域の摩擦係数μを０．２５以上の範囲内とすることができる。

一方、例えば紫外線を照射する場合に、前記領域の摩擦係数μを０．２５以上の範囲内に調整するためには、両端部５ａより紫外線の照射時間を短くしたり、単位時間あたりの線量を少なくしたりすればよい。また被覆層で被覆する場合は、当該被覆層を形成する塗剤として、摩擦係数μが０．２５以上の範囲内の被覆層を形成しうるものを選択して用いればよい。

なお本発明では、前記両端部５ａや、あるいは外周面５のそれ以外の領域の摩擦係数μを、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
すなわち図１、図４を参照して、前記両端部５ａ等の摩擦係数μを測定する現像ローラ１を、シャフト４の中心軸を水平に向けた状態で、図中に二点鎖線の矢印で示す方向に回転可能に保持する。また現像ローラ１の中心軸との距離を一定に維持した状態で荷重計９を設置する。

次に、一端に質量Ｗ（＝２０ｇ）の錘１０を取り付けた、軸方向の幅を両端部５ａの幅よりも小さくカットしたＯＨＰフィルム１１の他端を前記荷重計９に接続するとともに、前記ＯＨＰフィルムを、前記現像ローラ１のローラ本体２の外周面５のうち両端部５ａ等の、摩擦係数μを測定する領域に接触させる。
この際、現像ローラ１と荷重計９との間のＯＨＰフィルム１１が水平となるようにする。また、前記現像ローラ１から錘１０までの間のＯＨＰフィルム１１は鉛直方向に垂下させた状態とする。これによりＯＨＰフィルムは、シャフト４の中心軸を中心とする接触角度θ（＝９０°）の範囲に亘って、ローラ本体２の外周面５のうち両端部５ａ等の、摩擦係数μを測定する領域と接触した状態となる。

この状態で、現像ローラ１を前記二点鎖線の矢印で示す方向に一定の速度で回転させた際に生じる荷重Ｆ（ｇ）を荷重計９によって測定し、前記荷重Ｆ（ｇ）、錘１０の質量Ｗ（ｇ）、および接触角度θ（°）から式(i)：
μ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ／Ｗ） (i)
によって摩擦係数μを求める。

〈実施例１〉
（半導電性ゴム組成物の調製）
ゴム分としてはＳＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ１５０２〕７０質量部、ＥＣＯ〔東ソー(株)製のエピクロマー（登録商標）Ｄ、エチレンオキサイド含量：６１モル％〕２０質量部、およびＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕１０質量部を配合した。

前記ゴム分１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、下記表１に示す各成分のうち架橋成分以外を加えて混練した後、架橋成分を加えてさらに混練して半導電性ゴム組成物を調製した。

表１中の各成分は下記のとおり。
エチレンチオウレア：架橋剤、川口化学工業(株)製のアクセル（登録商標）２２−Ｓ
５％油入り硫黄：架橋剤、鶴見化学工業(株)製
促進剤ＤＴ：１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＴ
促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業(株)製のノクセラーＤＭ
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムモノスルフィド、大内新興化学工業(株)製のノクセラーＴＳ
亜鉛華：促進助剤、三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛２種
導電性カーボンブラック：電気化学工業(株)製のデンカブラック（登録商標）
ハイドロタルサイト類：受酸剤、協和化学工業(株)製のＤＨＴ−４Ａ（登録商標）−２
表中の質量部は、前記ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。

（現像ローラの作製）
前記半導電性ゴム組成物を押出成形機に供給して外径φ２２ｍｍ、内径φ７．０ｍｍの円筒状に押出成形した後、前記筒状体を架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋反応させた。
次いで前記筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ７．５ｍｍのシャフトに装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱して前記シャフトに装着したのち両端部を整形し、外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち仕上げとして鏡面研磨して、外径がφ２０．００ｍｍ（公差０．０５）になるように仕上げて、前記シャフトと一体化されたローラ本体を形成した。

（紫外線照射処理）
図１、図２を参照して、研磨後のローラ本体２の外周面を水洗いしたのち、紫外線照射装置〔セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００〕にセットした。またセットしたローラ本体２と、図示しない紫外線の発生源（紫外線ランプ）との間には、紫外線を遮蔽する遮蔽板６を配設した。遮蔽板６は、ローラ本体２の外周面５のうち前記両端部５ａを紫外線ランプに対して露出し、前記外周面５のその他の領域を、前記紫外線ランプから遮蔽する大きさに形成した。またローラ本体２の外周面から紫外線ランプまでの距離は１０ｃｍに設定した。

次にローラ本体２を、シャフト４の中心軸を中心として、外周面５の周方向に９０°ずつ回転させながら、停止させた面に、図２中に破線の矢印で示すように紫外線ランプから波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍの紫外線を１０分間ずつ照射することで、前記両端部５ａに酸化膜７を形成して現像ローラ１を製造した。
前記現像ローラ１の、前記両端部５ａの摩擦係数を先に説明した方法で測定したところ０．１５であった。また外周面５のうち、両端部５ａ以外の紫外線を照射していない領域の摩擦係数を同様にして測定したところ０．８４であった。なお荷重計９としては、(株)イマダ製のデジタルフォースゲージＭｏｄｅｌ ＰＰＸ−２Ｔを用いた。

〈比較例１〉
ローラ本体２の両端部５ａに紫外線を照射して酸化膜７を形成する処理をしなかったこと以外は実施例１と同様にして、現像ローラ１を製造した。
ローラ本体２の外周面５の摩擦係数は、両端部５ａおよびそれ以外の領域で、いずれも０．８４であった。

〈実施例２、比較例２、３〉
ローラ本体２の停止させた面の両端部５ａに紫外線を照射する時間を１分間ずつ（比較例２）、５分間ずつ（比較例３）、および１５分間ずつ（実施例２）としたこと以外は実施例１と同様にして、現像ローラ１を製造した。
ローラ本体２の外周面５のうち両端部５ａの摩擦係数は０．７１（比較例２）、０．１７（比較例３）、および０．０９（実施例２）であった。また両端部５ａ以外の領域の摩擦係数は、いずれの実施例、比較例も０．８４であった。

〈実施例３〉
ローラ本体２の両端部５ａに紫外線を照射する代わりに、下記の手順で被覆層を形成した。
すなわち図１、図３を参照して、ローラ本体２の外周面５のうち両端部５ａを露出させた状態で、それ以外の領域を、マスキング８によってマスキングした。

次いでローラ本体２を、シャフト４の中心軸を中心として、外周面５の周方向に一定速度で回転させながら、スプレー塗布法によって、被覆層のもとになる塗剤〔前出のヘンケルジャパン(株)製のＥｍｒａｌｏｎ（登録商標）Ｔ−８６１、フッ素樹脂系〕を、前記外周面５のうち両端部５ａに選択的に塗布したのち乾燥させた。
そしてマスキング８を除去して、前記両端部５ａが選択的に被覆層７によって被覆された現像ローラ１を製造した。

前記現像ローラ１の、前記両端部５ａの摩擦係数を先に説明した方法で測定したところ０．１０であった。また外周面５のうち、両端部５ａ以外の被覆層７で被覆していない領域の摩擦係数を同様にして測定したところ０．８４であった。
〈耐摩耗性評価〉
前記各実施例、比較例で製造した現像ローラ１を、それぞれレーザープリンタ〔ブラザー工業(株)製のＨＬ−５３４０Ｄ〕の現像部に組み込み、その両端部５ａに、プリンタ備え付けのフェルト製のシール部材を摺接させた状態で、８０００枚の連続通紙試験をした。

そして試験後に現像部を観察して、前記両端部５ａからトナー漏れが発生したか否かを下記の基準で評価した。
○：トナー漏れは全く見られなかった。
×：トナー漏れが見られた。
以上の結果を表２に示す。

表２の比較例１〜３の結果より、外周面５の両端部５ａの摩擦係数が０．１５を超える場合には、当該両端部５ａの耐摩耗性が不十分で、画像形成を繰り返した際に前記両端部５ａからトナー漏れが発生することが判った。
これに対し実施例１〜３の結果より、前記両端部５ａに紫外線を照射したり被覆層で被覆したりすることで、当該両端部５ａの摩擦係数を０．１５以下とすることにより、その耐摩耗性を向上して、画像形成を繰り返した際に前記両端部５ａからトナー漏れが発生するのを防止できることが判った。

〈実施例４〉
ゴム分として、ＥＣＯ〔東ソー(株)製のエピクロマー（登録商標）Ｄ、エチレンオキサイド含量：６１モル％〕５０質量部、ＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕３０質量部、およびＮＢＲ〔中高ニトリルゴム、日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）４０１ＬＬ〕２０質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、ローラ本体２を形成し、現像ローラ１を製造した。

前記現像ローラ１の、前記両端部５ａの摩擦係数を先に説明した方法で測定したところ０．１４であった。また外周面５のうち、両端部５ａ以外の紫外線を照射していない領域の摩擦係数を同様にして測定したところ０．８５であった。
〈比較例４〉
ローラ本体２の両端部５ａに紫外線を照射して酸化膜７を形成する処理をしなかったこと以外は実施例４と同様にして、現像ローラ１を製造した。

ローラ本体２の外周面５の摩擦係数は、両端部５ａおよびそれ以外の領域で、いずれも０．８５であった。
〈実施例５、比較例５、６〉
ローラ本体２の停止させた面の両端部５ａに紫外線を照射する時間を１分間ずつ（比較例５）、５分間ずつ（比較例６）、および１５分間ずつ（実施例５）としたこと以外は実施例４と同様にして、現像ローラ１を製造した。

ローラ本体２の外周面５のうち両端部５ａの摩擦係数は０．７４（比較例４）、０．１６（比較例５）、および０．０９（実施例５）であった。また両端部５ａ以外の領域の摩擦係数は、いずれの実施例、比較例も０．８５であった。
〈実施例６〉
ローラ本体２の両端部５ａに紫外線を照射する代わりに、実施例３で使用したのと同じ塗剤を用いて被覆層を形成したこと以外は実施例４と同様にして、現像ローラ１を製造した。

前記現像ローラ１の、前記両端部５ａの摩擦係数を先に説明した方法で測定したところ０．１０であった。また外周面５のうち、両端部５ａ以外の被覆層７で被覆していない領域の摩擦係数を同様にして測定したところ０．８５であった。
前記実施例、比較例で製造した現像ローラ１について、先に説明した耐摩耗性評価を実施した。結果を表３に示す。

表３の実施例４〜６、比較例４〜６の結果より、ローラ本体２を形成する半導電性ゴムの組成が異なっていても、先の実施例１〜３、比較例１〜３と同様の結果が得られることが判った。
すなわち比較例４〜６の結果より、外周面５の両端部５ａの摩擦係数が０．１５を超える場合には、当該両端部５ａの耐摩耗性が不十分で、画像形成を繰り返した際に前記両端部５ａからトナー漏れが発生することが判った。

これに対し実施例４〜６の結果より、前記両端部５ａに紫外線を照射したり被覆層で被覆したりすることで、当該両端部５ａの摩擦係数を０．１５以下とすることにより、その耐摩耗性を向上して、画像形成を繰り返した際に前記両端部５ａからトナー漏れが発生するのを防止できることが判った。

１ 現像ローラ
２ ローラ本体
３ 通孔
４ シャフト
５ 外周面
５ａ 両端部
６ 遮蔽板
７ 酸化膜、被覆層
８ マスキング
９ 荷重計
１０ 錘
１１ ＯＨＰフィルム
Ｗ 質量
θ 接触角度
Ｆ 荷重

Claims (2)

1. 電子写真法を利用した画像形成装置に用いる現像ローラであって、ローラ本体を備え、前記ローラ本体の外周面の、軸方向の両端部は、摩擦係数μが０．１５以下とされていることを特徴とする現像ローラ。
2. 前記両端部は、選択的に紫外線の照射によって処理されるか、または選択的に低摩擦の被覆層によって被覆されて、摩擦係数μが０．１５以下とされている請求項１に記載の現像ローラ。

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