JP4761546B2 - 現像ローラ、その製造方法、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 - Google Patents
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BH型粘度計を用い、ロータNo.7を4rpmで回転させ、25℃で測定した。
高分子計器株式会社製のマイクロゴム硬度計「MD−1型」(商品名)を用い、ローラの長手方向3箇所かつ周方向3箇所の合計9箇所の硬さを常温・常湿の環境下で測定し、得られた値を平均した。なお、弾性層表面の測定値をHd、ローラ表面の測定値をHsとする。
株式会社小坂研究所製の表面粗さ測定機「サーフコーダーSE−3500」(商品名)を用い、送りスピード0.5mm/sec.、評価長さ2.5mm、粗さカットオフλc=0.8mm、水平方向に対するオートレベリングONで測定した。なお、弾性層表面の測定値をRa1、ローラ表面の測定値をRa2とする。
現像ローラを中央部で切断し、その端面をLeica社製のウルトラミクロトーム「クライオセクショニングシステムFCS」(商品名)にて、−100℃で厚み100nmの試料を作製した。次いでこの試料を、株式会社日立ハイテク製の透過電子顕微鏡「日立電子顕微鏡H−7500」(商品名)にて測定した。なお、加速電圧1.0kV、測定倍率10万倍とした。
得られたベタ白画像で、東京電色株式会社製のフォトボルト反射濃度計「TC−6DS/A」(商品名)にて反射濃度を測定し、未印字部分との差をカブリ(%)とし、下記基準で評価した。
◎:1.5%未満。
○:1.5%以上3.0%未満。
×:3.0%以上。
ハーフトーン画像を目視により観察し、下記基準で評価した。
◎:肉眼では濃度ムラは確認されず、良好である。
○:肉眼で、わずかに濃度ムラが確認できるものの、実用上問題ない。
×:肉眼で濃度ムラが確認でき、実用上問題がある。
ベタ黒画像について、マクベス株式会社製のマクベス濃度計「マクベスカラーチェッカー RD−1255」(商品名)にて濃度測定し、下記基準にて評価した。
◎:初期および耐久後のいずれも1.3以上1.6未満。
○:初期および耐久後の一方が1.3以上1.6未満、他方は1.3未満または1.6以上。
△:初期および耐久後のいずれも1.3未満または1.6以上。
(弾性層の作製)
両末端にビニル基が置換し、粘度120Pa・sのジメチルポリシロキサン100質量部に、充填剤として石英粉末(Pennsylvania Glass Sand社製、Min−USil)7質量部、カーボンブラック(電気化学工業株式会社製、デンカブラック、粉状品)10質量部を配合したものを液状シリコーンゴムのベース材料とした。
図3に示す真空蒸着装置に、作製した弾性ローラを載置し、るつぼにふっ素樹脂「ポリフロンTMPTFE M−391(商品名、ダイキン工業株式会社製)を入れ、次いで、装置内を0.1Torr(13.33Pa)まで減圧した。その状態で、るつぼ温度を650℃になるように調整し、載置したローラを30rpmで回転させながら、1分間装置内に置いて、表面層を形成して、現像ローラを得た。得た現像ローラの表面層の厚みは100nmであり、MD硬さHsは32であり、さらに、表面粗さRa2は0.40μmであった。
(弾性層の作製)
研磨砥石の回転速度を1000RPMにした以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層の表面粗さRa1は0.72μmであった。
図4に示すスパッタリング装置に、上記で作製した弾性ローラおよびターゲットとして1mm厚のシート状フッ素樹脂「テフロン」(商品名、デュポン社製)を設置し、装置内を真空ポンプにより減圧にした。その後、装置内にアルゴンガスを導入し、5mTorr(0.6667Pa)になるように調整した。調整後、高周波電源に120Wの電力を印加し、12分間処理を行った。得られた現像ローラの表面層の厚みは500nmであり、MD硬さHsは33であり、さらに、表面粗さRa2は0.85μmであった。
(弾性層の作製)
研磨砥石の回転速度を500RPMにした以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層の表面粗さRa1は1.00μmであった。
上記で作製した弾性ローラを用い、処理時間を25分間にした以外は実施例2と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の厚みは1.0μmであり、MD硬さHsは34であり、さらに、表面粗さRa2は1.15μmであった。
(弾性層の作製)
粘度200Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは25であり、表面粗さRa1は0.50μmであった。
上記で作製した弾性ローラを用い、処理時間を5分間にした以外は実施例1と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の厚みは500nmであり、MD硬さHsは27であり、さらに、表面粗さRa2は0.38μmであった。
(弾性層の作製)
粘度80Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用した以外は実施例2と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは40であり、表面粗さRa1は0.75μmであった。
上記で作製した弾性ローラを用いた以外は実施例4と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の厚みは500nmであり、MD硬さHsは43であり、さらに、表面粗さRa2は0.65μmであった。
(弾性層の作製)
研磨砥石の送り速度を1000mm/分にした以外は実施例2と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは30であり、表面粗さRa1は0.30μmであった。
上記で作製した弾性ローラを用いた以外は実施例2と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の膜みは500nmであり、MD硬さHsは33であり、さらに、表面粗さRa2は0.45μmであった。
(弾性層の作製)
粘度100Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用し、弾性層の研磨を、研磨砥石の回転速度1000RPM、送り速度250mm/分で研磨した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは35であり、表面粗さRa1は1.50μmであった。
図4に示すスパッタリング装置に、作製した弾性ローラおよびターゲットとして1mm厚のシート状ポリスチレン「G9401」(商品名、PSジャパン株式会社製)を設置し、装置内を真空ポンプにより減圧にした。その後、装置内にアルゴンガスを導入し、5mTorr(0.6667Pa)になるように調整した。調整後、高周波電源に120Wの電力を印加し、20分間処理を行った。得られた現像ローラの表面層の厚みは100nmであり、MD硬さHsは38であり、さらに、表面粗さRa2は1.65μmであった。
(弾性層の作製)
粘度80Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用し、弾性層を、研磨砥石の回転速度1000RPM、送り速度150mm/分で研磨した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは40であり、表面粗さRa1は1.55μmであった。
図3に示す真空蒸着装置に、作製したローラを設置したのち、るつぼにポリエチレンペレット「ニポロンハード6100A」(商品名、東ソー株式会社製)を入れ、次いで、装置内を0.1Torr(13.33Pa)まで減圧した。その状態で、るつぼ温度を550℃になるように調整し、設置したローラを30rpmで回転させながら、10分間装置内に置いて、表面層を形成して、現像ローラを得た。得た現像ローラの表面層の厚みは1.0μmであり、MD硬さは42であり、さらに、表面粗さRa2は1.45μmであった。
(弾性層の作製)
粘度100Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用し、弾性層を研磨砥石の回転速度を1000RPM、送り速度200mm/分で研磨した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは35であり、表面粗さRa1は1.20μmであった。
図4に示すスパッタリング装置に、作製した弾性ローラとターゲットとして0.3mm厚のシート状ポロプロピレンシート「スミライトNS−3400」(商品名、住友ベークライト株式会社製)を設置し、装置内を真空ポンプにより減圧にした。その後、装置内にアルゴンガスを導入し、5mTorr(0.6667Pa)になるように調整した。調整後、高周波電源に120Wの電力を印加し、30分間処理を行った。得られた現像ローラの表面層の厚みは1.5μmであり、MD硬さHsは39であり、さらに、表面粗さRa2は1.35μmであった。
(弾性層の作製)
粘度250Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用し、弾性層を研磨砥石の回転速度を2000RPM、送り速度200mm/分で研磨した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さは22であり、表面粗さRa1は0.90μmであった。
図3に示す真空蒸着装置に、作製したローラを載置し、るつぼにポリアミド樹脂「UBEナイロン1022B」(商品名、宇部興産株式会社製)を入れ、次いで、装置内を0.1Torr(13.33Pa)まで減圧にした。その状態で、るつぼ温度を650℃になるように調整し、載置したローラを30rpmで回転させながら、1分間装置内に置いて、表面層を形成して、現像ローラを得た。得た現像ローラの表面層の厚みは10nmであり、MD硬さHsは27であり、さらに、表面粗さRa2は0.85μmであった。
(弾性層の作製)
粘度60Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用し、弾性層を研磨砥石の回転速度を2000RPM、送り速度500mm/分で研磨した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは45であり、表面粗さRa1は0.10μmであった。
図4に示すスパッタリング装置に、上記で得た弾性ローラおよびターゲットとして1mm厚のシート状ポリアミド樹脂「UBEナイロン1022B」(商品名、宇部興産株式会社製)を設置し、装置内を真空ポンプにより減圧にした。その後、装置内にアルゴンガスを導入し5mTorr(0.6667Pa)になるように調整した。調整後、高周波電源に120Wの電力を印加し、5分間処理を行った。得られた現像ローラの表面層の厚みは100nmであり、MD硬さHsは49であり、さらに、表面粗さRa2は0.30μmであった。
(弾性層の作製)
粘度80Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用し、弾性層を研磨砥石の回転速度を1000RPM、送り速度250mm/分で研磨した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは40であり、表面粗さRa1は1.50μmであった。
図3に示す真空蒸着装置に、作製した弾性ローラを載置し、るつぼにポリプロピレン樹脂「三井ポリプロE110G」(商品名、三井化学株式会社製)を入れ、次いで、装置内を0.1Torr(13.33Pa)まで減圧した。その状態で、るつぼ温度を550℃になるように調整し、載置したローラを30rpmで回転させながら20分間装置内に放置させて表面層を形成して、現像ローラを得た。得た現像ローラの表面層の厚みは2.0μmであり、MD硬さHsは43であり、さらに、表面粗さRa2は1.30μmであった。
(弾性層の作製)
粘度40Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用し、弾性層を研磨砥石の回転速度を500RPM、送り速度500mm/分で研磨した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは50であり、表面粗さRa1は2.00μmであった。
図4に示すスパッタリング装置に、作製した弾性ローラおよびターゲットとして1mm厚のシート状ポリイミド樹脂「ユーピレックス・ボードRB―100」(商品名、宇部興産株式会社製)を設置し、装置内を真空ポンプにより減圧にした。その後、装置内にアルゴンガスを導入し5mTorr(0.6667Pa)になるように調整した。調整後、高周波電源に120Wの電力を印加し、1分間処理を行った。得られた現像ローラの表面層の厚みは5nmであり、MD硬さHsは51であり、さらに、表面粗さRa2は2.20μmであった。
(弾性層の作製)
弾性層外径が12mmとなる金型を用い、成型後の弾性層の研磨を行わなかった以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは30であり、表面粗さRa1は0.10μmであった。
上記で作製した弾性ローラを用いた以外は実施例2と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の厚みは500nmであり、MD硬さHsは33であり、さらに、表面粗さRa2は0.13μmであった。
(表面層の作製)
エステル系熱可塑性ポリウレタン「レザミンME3612LP」(商品名、大日精化株式会社製)100質量部およびカーボンブラック「三菱カーボンブラック#1000」(商品名、三菱化学株式会社製、pH3.0)28質量部をメチルエチルケトン(MEK)で固形分を40質量%に調整した。次いで、この混合液をアイメックス株式会社製の湿式超微粒分散粉砕機「レディミル」(商品名)にて、グラインドゲージでカーボンブラックの凝集物であるブツが確認できなくなるまで循環分散を行った。得られた塗料原液を、粘度が5mPa・sとなるようMEKで希釈し、表面層の塗料を得た。
(表面層の作製)
図4に示すスパッタリング装置に、実施例1で作製した弾性ローラおよびローラとターゲットとして、Si系ターゲット「スパッタリングターゲットSX」(商品名、旭硝子セラミックス株式会社製)を設置し、装置内を真空ポンプにより減圧にした。その後、装置内にアルゴンガスを導入し5mTorr(0.6667Pa)になるように調整した。調整後、直流電源に200Wの電力を印加し、5分間処理を行った。得られた現像ローラの表面層の厚みは500nmであり、MD硬さHsは43であり、さらに、表面粗さRa2は0.80μmであった。
(弾性層の作製)
粘度10Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さHdは55であり、表面粗さRa1は1.20μmであった。
上記で作製した弾性ローラを用いる以外は実施例2と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の厚みは500nmであり、MD硬さHsは58であり、さらに、表面粗さRa2は1.30μmであった。
(弾性層の作製)
粘度300Pa・sのジメチルポリシロキサンを使用した以外は実施例1と同様にして弾性ローラを作製した。弾性層のMD硬さは18であり、表面粗さRa1は1.50μmであった。
上記で作製した弾性ローラを用いた以外は実施例2と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の厚みは500nmであり、MD硬さHsは21であり、さらに、表面粗さRa2は1.60μmであった。
(表面層の作製)
表面層用塗料をMEKで粘度10mPa・sとなるように調整して用いた以外は実施例15と同様にして現像ローラを得た。得られた現像ローラの表面層の厚みは3.0mmであり、MD硬さHsは36であり、さらに、表面粗さRa2は0.29μmであった。
2 弾性層
3 表面層
5 感光体
6 帯電ローラ
7 レーザー光
8 現像ローラ
9 転写ローラ
10 記録媒体
11 定着装置
12 クリーニングブレード
13 トナー塗布部材
14 トナー規制ブレード
15 帯電ローラ用バイアス電源
16 現像ローラ用バイアス電源
17 規制ブレード用バイアス電源
18 転写ローラ用バイアス電源
201 真空蒸着装置
202 ローラ
203 蒸発物質
204 るつぼ
205 排気手段
301 スパッタリング装置
302 ターゲット
303 ガス導入口
304 排気手段
305 直流電源
306 交流電源
Claims (8)
- 軸芯体上に少なくとも1層の弾性層およびその外周に少なくとも1層の表面層を有し、現像剤を担持搬送し、感光ドラムに接触して静電潜像を可視像化する現像ローラにおいて、
該表面層は熱可塑性樹脂からなり、その厚みが5.0nm以上2.0μm未満であり、
弾性層表面のマイクロゴム硬さHdが21以上50以下であり、
該弾性層表面のマイクロゴム硬さHdと現像ローラ表面のマイクロゴム硬さHsの差(Hs−Hd)が0以上5以下であり、
弾性層表面の表面粗さRa1と現像ローラの表面粗さRa2の差(Ra1−Ra2)が−0.20μmから0.20μmの間にある
ことを特徴とする現像ローラ。 - 弾性層表面の表面粗さRa1が、0.01μm以上2.00μm以下であることを特徴とする請求項1記載の現像ローラ。
- 熱可塑性樹脂が、ふっ素樹脂、熱可塑性ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンからなる群より選ばれることを特徴とする請求項1または2記載の現像ローラ。
- 軸芯体上に少なくとも1層の弾性層およびその外周に少なくとも1層の表面層を有しており、現像剤を担持搬送し、感光ドラムに接触して静電潜像を可視化する現像ローラの製造方法において、該表面層が、熱可塑性樹脂を用いた物理的気相成長(PVD)法により形成されることを特徴とする現像ローラの製造方法。
- PVD法が、真空蒸着またはスパッタリングであることを特徴とする請求項4に記載の現像ローラの製造方法。
- 請求項4または5に記載の現像ローラの製造方法で製造されたものであることを特徴とする現像ローラ。
- 電子写真画像形成装置本体に脱離可能に装着される電子写真プロセスカートリッジにおいて、現像ローラが、請求項1〜3および6のいずれか一項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。
- 静電潜像を保持するための感光ドラムに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1〜3および6のいずれか一項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。
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