JP5060891B2 - 現像ロール - Google Patents

Description

本発明は、現像ロールに係り、特に、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において有利に用いられ得る現像ロールに関するものである。

従来より、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置（以下、電子写真機器という）においては、像担持体（感光ドラム）上の静電潜像を現像する際に、現像ロールが用いられている。例えば、接触現像方式を採用している電子写真機器においては、現像ロールが、その表面にトナー規制部材によってトナー層が形成され、かかるトナー層を保持した状態で、静電潜像が形成された像担持体（感光ドラム）と接触して、像担持体（感光ドラム）と相互に回転することにより、静電潜像の現像を行なうようになっている。

そのような現像ロールとしては、例えば、導電体たる所定の軸体（芯金）の外周面上に、導電性を有する弾性体層が所定厚さにおいて設けられ、かかる弾性体層の外側に、必要に応じて、ロールの電気抵抗を調整するための抵抗調整層や、ロール表面を保護するための保護層等が、それぞれ所定の厚さにて、順次積層形成されてなる構造のものが、広く採用されている。

ここで、ロール外径のバラツキが大きい現像ロールを用いると、接触現像方式を採用する電子写真機器においては、トナー帯電性やセット性、ロールの耐摩耗性等が不安定となる恐れがあり、また非接触現像方式を採用する電子写真機器においては、像担持体（感光ドラム）とのギャップ（間隙）が変化し、画像の濃度不良を引き起こす恐れがあるところから、現像ロールに対しては、従来より、高い外径精度（寸法精度）が要求されている。上述の如き構造の現像ロールにおいて、その外径精度（寸法精度）は、一般に、導電性弾性体層の厚さに依存すると言われている。

一方、軸体の周りに導電性弾性体層を一体的に形成せしめることが出来る成形法であって、得られた導電性弾性体層について研磨工程が不要とされる手法として、中心軸上に軸体を配置した円筒金型内に所定の液状材料を注入し、かかる液状材料を金型内にて加硫成形せしめる、所謂注型成形法が、広く知られている。

しかしながら、そのような注型成形法においても、得られる導電性弾性体層の外径精度（寸法精度）は、その厚さに大きく依存することとなるため、厚肉の導電性弾性体層を作製した場合、その外径精度が目的とする範囲内とはならない恐れがある。このような状況の下、導電性弾性体層の厚さを従来より薄くすることにより、優れた寸法精度を有する弾性ローラ等が提案されている（特許文献１及び２を参照）。

また、現像ロールは、像担持体と接触（乃至は近接）するまでの間、その表面にトナー層を保持する必要があるところ、軸体と導電性弾性体層との間に非導電性樹脂層等の内層を介在せしめてなる現像ロールにおいては、軸体と導電性弾性体層との間の電気的導通を確保する必要がある。このため、かかる内層の外周面及び両端面を覆うように導電性弾性体層を設けたり、内層と導電性弾性体層との間に、内層の外周面及び両端面を覆う導電性被覆層を更に設けることによって、軸方向両端部を導通部として、かかる導通部によって軸体との電気的導通を効果的に確保して、ロール表面を有利に帯電させるような構造が、提案されている（特許文献３及び４を参照）。

ところで、現像ロールが電子写真機器内に組み付けられて、使用される際には、通常、現像ロールにおける軸方向両端部のそれぞれの端面や外周面に、様々な部材が摺接乃至は摺動せしめられることとなる。例えば、特許文献５には、感光ドラムと現像ロールとの間の適切な間隙を維持するために、現像ロールの長手方向両端側に、スペーサコロが設けられてなるカートリッジが明らかにされているが、そのような構造を有するカートリッジに、現像ロールが組み付けられて、作動せしめられると、現像ロールの弾性体の軸方向両端面が、現像ロールの両端部に同軸的に設けられているスペーサコロと擦れ合うこととなる。また、そのようなスペーサコロの他にも、現像ロールをプリンター等に組み付けた際には、一般に、トナーシールを確保するためのシール部材等が、弾性体の軸方向両端部の両端面や外周面において摺接せしめられるようになっている。

しかしながら、そのような状態にて電子写真機器を作動させると、現像ロールの軸方向両端部が、その外周面側や端面側から損耗して、薄肉化して行き、かかる軸方向両端部に前述の如き導通部が設けられている場合には、かかる導通部が破壊され、最終的には導通不良や導通破壊を惹起するという問題があったのである。

特開２０００-８３１号公報 特開２０００-２８３１４６号公報 特開平１１−３２７２８４号公報 特開２００３−１５４０２号公報 特開２００２−２３６４１９号公報

ここにおいて、本発明は、かくの如き事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、寸法精度に優れていると共に、軸方向両端部における軸体との電気的導通を、長期に亘って有利に確保し得る現像ロールを提供することにある。

そして、本発明は、かかる課題を解決すべく、長手棒状の軸体の周りに、円筒形状を呈する内層が一体的に形成せしめられ、更に導電性弾性体からなる外層が、該内層の外周面及びその軸方向における両端面を覆うようにして、所定の液状材料を用いた注型成形操作によって形成せしめられてなる現像ロールにして、前記導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］、及び前記外層における、前記内層の前記端面上に形成せしめられた部位の厚さ：Ｙ［ｍｍ］が、それぞれ下記式（１）〜（３）を満たすように構成したことを特徴とする現像ロールを、その要旨とするものである。
０．５１≦Ｘ≦８・・・（１）
０．１≦Ｙ≦１５・・・（２）
Ｙ≧０．５１／Ｘ・・・（３）

また本発明に従う現像ロールの好ましい態様の一つによれば、前記外層における、前記内層の外周面上に形成せしめられた部位の厚さは、０．２〜２ｍｍである。

このように、本発明に従う現像ロールにあっては、導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］と、外層における、内層の端面上に形成せしめられた部位の厚さ：Ｙ［ｍｍ］とが、それぞれ所定範囲内の値とされているところから、内層の軸方向両端面を覆うように形成された外層において、充分な耐久性が発揮せしめられることとなるのであり、以て、軸方向両端部の外層による電気的導通が、長期に亘り、有利に確保せしめられ得るのである。

また、本発明の現像ロールにおいては、導電性弾性体層たる外層の内側に内層が設けられており、軸体の周りに導電性弾性体層のみを形成せしめてなる現像ロールと比較して、導電性弾性体層の厚さを有利に薄くすることが出来、これにより、優れた寸法精度を発揮することとなる。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の代表的な実施形態の一つについて、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１及び図２には、本発明に従う現像ロールの一実施形態が、それぞれ横断面及び縦断面の形態において、示されている。そこにおいて、２は、金属製の長手棒状の導電性軸体（芯金）であって、かかる軸体２の外周面上の両端からそれぞれ所定距離内にある部位を除く部位には、円筒形状を呈する内層４が、所定厚さにおいて一体的に形成せしめられており、更に、かかる内層４の外周面及びその軸方向における両端面を覆うようにして、導電性弾性体からなる外層６が、それぞれ所定厚さにて形成せしめられて、現像ロール１０が構成されている。そして、外層６のうち、現像ロールの軸方向端面上に形成せしめられた部位（以下、端部導通部８とも言う）により、現像ロール１０の電気的導通が確保され得るようになっているのである。このように、本発明に従う現像ロール１０にあっては、現像ロール１０が、内層４と外層６との２層構造にて構成されているところから、外層の肉厚を薄くすることが出来、それにより、現像ロール１０の寸法精度を有利に良好なものと為し得ると共に、内層４として、以下に詳述するように、安価な非導電性材料を用いることが出来るところから、得られる現像ロール１０の製造コストを、有利に低減せしめ得るのである。

より具体的には、軸体２は、導電体であれば、特に限定されるものではなく、その材質として、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属を挙げることが出来、その表面にはメッキ処理が施されていてもよく、また必要に応じて、接着剤やプライマー等が外周面に塗布されているものでもよい。また、軸体２の形状も、図１及び図２に示される如きロッド状の中実体以外にも、パイプ状の中空円筒体であっても、何等差支えない。

また、内層４を与える材料としては、本発明においては特に限定されるものではなく、従来より現像ロール等において用いられている公知の各種材料が、目的に応じて適宜に用いられ得るものであるが、現像ロールの回転トルクの問題等を考慮すると、ゴムや樹脂等の軽量な材料が、有利に用いられ得る。また、本発明に従う現像ロール１０にあっては、その電気的導通は、端部導通部８にて確保されるため、内層４は導電性を有する必要は必ずしもなく、内層４を与える材料としては、導電性材料、非導電性材料の何れをも用いることが出来る。本発明において、内層４を与える材料としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリカーボネート等の樹脂材料や、シリコーンゴム（Ｑ）、ウレタンゴム（Ｕ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム、イソブチレンゴム等のゴム材料を例示することが出来る。このようなゴム材料を単独で、若しくは二種以上が混合されて、用いられることとなるが、より好ましくは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体が用いられる。

なお、内層４を与える材料には、従来から公知の添加剤を、従来より公知の配合割合にて適宜に配合することが可能であり、例えば、従来より樹脂組成物やゴム組成物に配合されている補強剤、充填剤、老化防止剤及び加工助剤等の各種の樹脂用添加剤やゴム用添加剤を、配合可能である。

また、内層４の厚さは、本発明においては特に限定されるものではなく、目的とする現像ロールの大きさ（外径）に応じて適宜に決定されることとなるが、一般には、１ｍｍ〜４ｍｍ程度の厚さにて形成されることとなる。

一方、かかる内層４の外周面及びその軸方向における両端面を覆うようにして設けられる外層６を与える材料としては、後述する注型成形操作による成形が可能な液状材料であれば、如何なるものであっても用いることが可能である。そのような材料としては、具体的に、シリコーンゴム（Ｑ）、ウレタンゴム（Ｕ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム、イソブチレンゴム等のゴム材料を例示することが出来、これらが単独で、若しくは二種以上のものが混合されて、用いられる。これらの中でも、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、シリコーンゴムは、低硬度で耐ヘタリ性に優れるところから、有利に用いられ得る。また、そのような外層６にあっても、補強剤、充填剤、老化防止剤及び加工助剤等の従来より公知のゴム用添加剤が、本発明の効果を阻害しない限りにおいて、従来より公知の配合割合にて、適宜に配合され得る。

また、上記した外層６を与える材料には、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、導電性酸化チタン（ｃ−ＴｉＯ₂ ）、導電性酸化亜鉛（ｃ−ＺｎＯ）、導電性酸化錫（ｃ−ＳｎＯ₂ ）等の導電性金属酸化物、イオン導電剤（第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）等の導電剤が適宜に配合されて、導電性が付与されているのである。そして、本発明にあっては、かかる導電性が付与された外層６が、内層４の外周面及びその軸方向における両端面を覆うようにして形成せしめられていることにより、内層４が導電性を有しているか否かに拘わらず、電気的導通が確保され得るようになっているのである。なお、本発明にあっては、かかる外層６における体積抵抗率は、特に限定されるものではないが、一般に、１×１０¹⁰Ω・ｃｍ以下とされることとなる。

そして、本発明に従う現像ロール１０にあっては、そのような外層６を構成する導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］、及び端部導通部８の厚さ：Ｙ［ｍｍ］（図１参照）が、それぞれ下記式（１）〜（３）を満たすように構成されているところに、大きな特徴を有しているのである。
０．５１≦Ｘ≦８・・・（１）
０．１≦Ｙ≦１５・・・（２）
Ｙ≧０．５１／Ｘ・・・（３）

すなわち、本発明に従う現像ロール１０にあっては、外層６（端部導通部８）を構成する導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］と、外層６における、内層４の端面上に形成せしめられた部位（端部導通部８）の厚さ：Ｙ［ｍｍ］が、各々、図３に示すグラフ中の斜線を付した領域内の値となるようにされているのである。そして、本発明に従う現像ロール１０にあっては、そこで示されているように、端部導通部８を構成する導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］と、端部導通部８の厚さ：Ｙ［ｍｍ］が、Ｙ≧０．５１／Ｘを満たすように、換言すれば、端部導通部８の引張強さ（Ｘ）及び厚さ（Ｙ）が、図３において、（Ａ）の曲線よりも上方の値となるように構成されているところから、端部導通部８における導電性弾性体の耐久性が、有利に発揮せしめられ得るのである。具体的には、端部導通部８の強度が比較的小さい場合、即ち端部導通部８を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）が比較的小さい場合でも、端部導通部８の厚さ（Ｙ）を、少なくとも上記式（３）を満たすような大きさに設定することにより、摩耗により端部導通部８が損耗せしめられても、端部導通部８の充分な厚さが、長期に亘って有利に確保され得る。また、端部導通部８の厚さ（Ｙ）が比較的薄い場合でも、端部導通部８（外層６）を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）が、少なくとも上記式（３）を満たすように、その材料を調製し、かかる材料を用いて外層６（端部導通部８）を形成せしめることにより、得られる端部導通部８の損耗は、極めて有利に抑制乃至は防止され得るのである。そして、そのような現像ロール１０は、電子写真機器に組み付けられて、長期間作動せしめられた場合でも、現像ロール１０の電気的導通が、長期間に亘って有利に確保され得るのであり、これにより、早期に導通不良や導通破壊が惹起せしめられるようなことが、有利に回避され得るのである。

また、本発明にあっては、端部導通部８を構成する導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］は、図３において、直線（Ｂ）及び直線（Ｃ）で挟まれた領域として示されるように、０．５１≦Ｘ≦８を満たすように構成されることとなる。導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）が、０．５１ＭＰａよりも小さい場合には、導電性弾性体の強度が小さ過ぎて、端部導通部８の損耗が激しくなり、導通不良や導通破壊等が惹起される恐れがあり、一方、端部導通部８を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）が、８ＭＰａよりも大きい場合には、それに比例して導電性弾性体の硬度が大きいものとなるため、現像ロール１０を組み付けて作動させた際に、トナー劣化を促進させ、耐久性能を悪化せしめる恐れがある。

さらに、本発明に従う現像ロール１０にあっては、外層６における、内層４の端面上に形成せしめられた部位の厚さ、即ち端部導通部８の厚さ：Ｙ［ｍｍ］は、図３において、直線（Ｄ）及び直線（Ｅ）で挟まれた領域として示されるように、０．１≦Ｙ≦１５を満たすように構成されることとなる。端部導通部８の厚さ（Ｙ）が０．１ｍｍよりも小さい場合には、ロールの製造時に、外層６を均一に形成せしめることが困難であり、導通不良等の問題が惹起される恐れがあるため望ましくなく、また、端部導通部８の厚さ（Ｙ）が厚過ぎる場合には、外層６の外周面において、端部導通部８が画像領域にまで侵入し、内層４と外層６との２層構造からなる部分と、外層６（端部導通部８）のみの１層からなる部分との境界が、現像ロール１０の画像領域上に存在することとなり、そのような現像ロールを組み付けて作動させた場合には、かかる境界において、ゴムの収縮量の違いから段差が生じて、画像不良を惹起する恐れがあるのである。

また、本発明にあっては、現像ロール１０の外層６における、内層４の外周面上に形成せしめられた部位の厚さ（図１において、Ｚ［単位：ｍｍ］にて示される厚さ）は、特に限定されるものではなく、目的に応じて適宜に決定され得るものであるが、好ましくは、０．２〜２ｍｍの厚さとされることとなる。かかる外層６の厚さ（Ｚ［ｍｍ］）が薄過ぎる場合には、現像ロールに要求されるセット性や弾性機能が充分に発揮され得ない恐れがあると共に、端部導通部８の外周面上（軸直角方向）に摺接乃至は摺動する各種の部材による損耗により、端部導通部が早期に分断される恐れがあるため望ましくない。また、外層６の厚さ（Ｚ［ｍｍ］）が厚過ぎる場合には、外層６の寸法精度が充分でなくなるため望ましくない。即ち、本発明に従う現像ロール１０にあっては、後述するように、外層６は、注型成形操作にて形成せしめられるものであるが、そのような注型成形操作によって外層６（導電性弾性体層）を形成せしめた場合には、離型の際にゴムの収縮によって外径のバラツキが生じ易く、従って、外層６の肉厚が厚くなるのに比例して、寸法精度が悪化せしめられるのである。そして、そのような寸法精度の悪い現像ロールが、接触現像方式を採用する電子写真機器に組み付けられた場合には、トナー帯電性やセット性、耐摩耗特性等が不安定化する恐れがあるのであり、また非接触現像方式を採用する電子写真機器に組み付けられた場合には、感光ドラムとのギャップが変動することで、画像濃度のムラが生じる恐れがあるのである。

なお、上述せる如き外層６の表面上には、更に必要に応じて、保護層が形成されることとなる。かかる保護層は、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、アミド樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテル樹脂、水素化ニトリルゴム等に、カーボンブラックや導電性金属酸化物等の導電剤が配合されて、その体積抵抗率が１×１０⁵ 〜１×１０¹³Ω・ｃｍとなるようにして形成され、そのような保護層を設けることによって、ロール表面にトナー等が付着、堆積することを有利に抑制し得ることとなる。なお、このような保護層の形成は、例えばディッピング等の公知のコーティング手法に従って行なわれ、一般に、３〜２０μｍ程度の厚さにて形成される。

また、そのような保護層と上記した外層６の間に、抵抗調整層を設けて、現像ロール１０全体の電気抵抗を制御して、耐電圧性（耐リーク性）を高めるようにしたり、またその他の各種の層を１層或いはそれ以上形成して、その他の有利な性能を付与するようにすることも可能である。

ところで、本発明に従う現像ロール１０を製造するに際しては、有利には、以下のようにして行なわれることとなる。

先ず、ステンレス等からなる軸体２の外周面上に、金型成形等の公知の成形手法に従って、上述したようなゴム材料や樹脂材料を用いて、内層４が所定厚さにおいて形成される。かかる内層４の成形手法としては、従来から公知の手法が何れも採用可能であって、例えば、内層４をゴム材料にて形成する場合には、クロスヘッド押出装置を用いて、予め接着剤が塗布されてなる軸体２上に、直接、未加硫ゴム組成物を押し出す手法や、押出成形操作によって未加硫ゴム組成物からなるチューブを成形した後、かかるチューブの内孔内に、予め接着剤が塗布せしめられてなる軸体２を挿入する手法等を、例示することが出来る。

次いで、そのようにして形成された内層４の外周面及びその軸方向における両端面を覆うようにして、外層６が、注型成形操作によって、所定厚さにおいて形成されることとなる。具体的には、目的とする現像ロール１０の注型成形に先立ち、現像ロール１０の内層６の軸方向長さよりも、所定長さ（２Ｙ［ｍｍ］）だけ長い軸方向長さを有し、また内層６の直径よりも、所定長さ（２Ｚ［ｍｍ］）だけ長い直径を有する成形キャビティを与える成形金型（図示せず）を準備し、かかる成形金型の成形キャビティ内に、開口部（注入口）を通じて、上述したような外層形成用材料（液状材料）を注入し、従来と同様にして、所定の温度に加熱することにより、成形キャビティ内の液状材料を硬化せしめるのである。ここで、かかる加熱温度や加熱時間としては、用いられる液状材料に応じた、一般的な温度や時間が採用されることとなる。そして、かかる硬化の後、成形金型の型開きを行なって、離型することにより、導電性弾性体からなる外層６が、内層４の外周面及びその軸方向における両端面を覆うようにして一体的に形成されてなる現像ロール１０が得られるのである。

また、外層６の外周面上に、更に抵抗調整層や保護層を設ける場合には、ディッピング等の公知のコーティング手法が、適宜に採用されることとなる。

以上、本発明の代表的な実施形態について詳述してきたが、それは、あくまでも例示に過ぎないものであって、本発明は、そのような実施形態に係る具体的な記述によって、何等限定的に解釈されるものではないことが、理解されるべきである。

以下に、本発明の実施例を含む幾つかの実験例を示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実験例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。

−実験例１〜５−
先ず、図１に示される如き構造に、更に保護層が設けられてなる現像ロールを得るべく、内層（４）の形成材料として、ＡＢＳ樹脂（マレッカＫ−７００、電気化学工業株式会社製）を準備する一方、外層（６）の形成材料として、ポリプロピレングリコール（サンニックスジオールＰＰ−２０００、三洋化成工業株式会社製）の１００重量部、１，４−ブタンジオールの３重量部、トリメチロールプロパンの２重量部、導電性カーボン（ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ、ライオン株式会社製）の６重量部、ジオクチルフタレートの３０重量部、２，４−トリレンジイソシアネート（コスモネートＴ−１００、三井化学ポリウレタン株式会社製）の２１重量部を、撹拌羽根により混合、調製することにより、準備した。また、保護層の形成材料として、水素化ニトリルゴム（Ｚｅｔｐｏｌ００２０、日本ゼオン株式会社製）の１００重量部、ステアリン酸の０．５重量部、酸化亜鉛の５重量部、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業株式会社製）の１５重量部、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＢＺ）の１重量部、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＺ）の２重量部、硫黄の１重量部を、ボールミルを用いて混練後、メチルエチルケトンの４００重量部を加えて、混合、撹拌することにより、調製した。

次いで、ニッケルめっきを施した、予め表面に公知の接着処理が施されてなる外径：１０ｍｍのＳＵＳ３０４製の芯金（２）の外周面上に、上記した内層形成用材料を用いて、一般的な樹脂インジェクション成形を行ない、厚さ：３ｍｍの内層（４）を形成した。

その後、内層（４）の表面に対して、公知の接着処理を施した後、かかる内層（４）がその軸心周りに一体的に形成された芯金（２）を、円筒状の成形キャビティ内にセットし、次いで、成形キャビティの空隙に、上述した外層形成用材料を注入し、型を閉じて、１８０℃にて３０分間加熱処理を行なうことにより、内層（４）の外周面上及び軸方向両端面状に、外層（６）を形成せしめた。なお、内層の外周面上の厚さ（Ｚ）は１ｍｍとし、また内層の端面上の厚さ（Ｙ）は、それぞれ、下記表１に示されるような厚さにて形成した。そして、外層（６）の表面に対して、上記のようにして調製された保護層形成用材料を用いて、ディッピング法によるコーティングを行なうことにより保護層を形成し、５種類の現像ロールを得た（実験例１〜５）。また、外層（６）を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）を、ＪＩＳ−Ｋ−６２５１（試験片形状：ダンベル状３号形）に基づいて測定した。以下の実験例においても、得られた現像ロールについて、同様の引張強さ試験を実施している。測定により得られた引張強さ（Ｘ）、及び端部導通部（８）の厚さ（Ｙ）と引張り強さ（Ｘ）の積（ＸＹ）を、それぞれ、下記表１に併せて示す。

そして、このようにして得られた各現像ロール（実験例１〜５）を実機に組み付け、実際に画出しを行ない、得られた画像の評価を行なった。

具体的には、先ず、得られた現像ロールを、市販の電子写真複写機に組み込んだ。そして、２０℃×５０％ＲＨの条件下において、それぞれ、下記表１に示す枚数（耐久枚数）の画出しを行なった後、更に画出しを行なって得られた画像について、以下の評価基準に基づいて評価した。なお、表１において、「耐久枚数：０枚」とは、現像ロールを電子写真複写機に組み込んだ後、画出しを１枚行なって得られた画像（初期画像）について評価したものである（以下、同様）。各現像ロールについての評価結果を、それぞれ、下記表１に示した。また、その評価結果を、曲線：ＸＹ＝０．５１と共に、図４に示した。
○：ベタ黒画像において、濃度が充分（マクベス濃度で１．４以上）出ており、画 像ムラや白斑点抜けがなく、印字のかすれや滲みのないもの
×：画像ムラ、白斑点の何れか一つでも発生したもの

−実験例６〜１０−
外層形成用材料として、液状シリコーンゴム（Ｘ−３４−２６４Ａ／Ｂ、信越化学工業株式会社製）を用い、それぞれ下記表２に示す端部導通部（８）の厚さ（Ｙ）にて外層（６）を形成したこと以外は、実験例１と同様にして、５種類の現像ロールを得た。なお、外層（６）を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）、及び端部導通部（８）の厚さ（Ｙ）と引張り強さ（Ｘ）の積（ＸＹ）を、それぞれ、下記表２に併せて示す。また、得られた現像ロール（実験例６〜１０）を実機に組み付け、実験例１と同様の手法にて、それぞれ、下記表２に示す枚数（耐久枚数）の画出しを行なった後、更に画出しを行なって得られた画像について、実験例１の評価と同様の評価基準にて、画像の評価を行なった。各現像ロールについての評価結果を、それぞれ、下記表２に示した。更に、その評価結果を、図４に併せて示した。

−実験例１１〜１５−
外層形成用材料として、液状ブタジエンゴム（クラプレンＬＩＲ−３００、株式会社クラレ製）の１００重量部、ヒドロシリル架橋剤（ＴＳＦ４８４、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）の４重量部、塩化白金酸（ヒドロシリル化触媒）の０．０１重量部、導電性カーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ、ライオン株式会社製）の６重量部、ナフテン系可塑剤（ダイアナプロセスＮＭ−２８０、出光興産株式会社製）の３０重量部を撹拌羽根で混合した材料を用い、それぞれ下記表３に示す端部導通部の厚さ（Ｙ）にて外層（６）を形成したこと以外は、実験例１と同様にして、５種類の現像ロールを得た。なお、外層（６）を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）、及び端部導通部（８）の厚さ（Ｙ）と引張り強さ（Ｘ）の積（ＸＹ）を、それぞれ、下記表３に併せて示す。また、得られた現像ロール（実験例１１〜１５）を実機に組み付け、実験例１と同様の手法にて、それぞれ、下記表３に示す枚数（耐久枚数）の画出しを行なった後、更に画出しを行なって得られた画像について、実験例１の評価と同様の評価基準にて、画像の評価を行なった。各現像ロールについての評価結果を、それぞれ、下記表３に示した。更に、その評価結果を、図４に併せて示した。

−実験例１６〜２０−
それぞれ下記表４に示す端部導通部の厚さ（Ｙ）にて外層（６）を形成したこと以外は、実験例１と同様にして、５種類の現像ロールを得た。なお、外層（６）を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）、及び端部導通部（８）の厚さ（Ｙ）と引張り強さ（Ｘ）の積（ＸＹ）を、それぞれ、下記表４に併せて示す。また、得られた現像ロール（実験例１６〜２０）を実機に組み付け、画出し（１枚）を行なって得られた画像について、実験例１の評価と同様の評価基準にて、画像の評価を行なった。各現像ロールについての評価結果を、それぞれ、下記表４に示した。

−実験例２１〜２３−
ジオクチルフタレート（可塑剤）の配合量を、それぞれ下記表５に示す量としたこと以外は、実験例１と同様にして、３種類の現像ロールを得た。なお、外層（６）を構成する導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）、及び端部導通部（８）の厚さ（Ｙ）と引張り強さ（Ｘ）の積（ＸＹ）を、それぞれ、下記表５に併せて示す。また、得られた現像ロール（実験例２１〜２３）を実機に組み付け、実験例１と同様の手法にて、それぞれ、下記表２に示す枚数（耐久枚数）の画出しを行なった後、更に画出しを行なって得られた画像について、以下の評価基準に基づいて、画像の評価を行なった。各現像ロールについての評価結果を、それぞれ、下記表５に示した。
○：非潜像部へのトナー飛散がないもの
×：非潜像部へのトナー飛散が発生したもの

かかる表１〜表３及び図４の結果からも明らかなように、導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］及び端部導通部（８）の厚さ：Ｙ［ｍｍ］が、Ｙ≧０．５１／Ｘを満たす場合（実験例１〜５、９〜１０、１５）には、実機耐久後の画出し評価は良好であり、２００００枚の耐久後においても、端部導通部（８）の電気的導通は確保されていることが認められた。これに対して、導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］及び端部導通部（８）の厚さ：Ｙ［ｍｍ］が、Ｙ≧０．５１／Ｘを満たさない場合（実験例６〜８、１１〜１４）には、５０００枚、１００００枚、１５０００枚、２００００枚後の実機耐久後の画出しのうち、何れかの段階で、画像ムラ等が見られ始めた。かかる現像ロールについて、試験後、実機より取り外して目視にて確認したところ、端部導通部（８）が軸方向両端面側からの損耗が認められ、これにより、導通不良や導通破壊が惹起されて、画像不良を発生したことが分かった。

また、表４の結果からも明らかなように、端部導通部（８）の厚さ（Ｙ）が、１５［ｍｍ］を超える厚さになると、端部導通部（８）が画像領域にまで侵入し、外層のみの部分と内層と外層との２層構造の部分との境界において段差が生じ、初期画像（耐久枚数：０枚）において、画像ムラが観察された。

さらに、表５の結果からも明らかなように、導電性弾性体の引張強さ（Ｘ）が、８［ＭＰａ］よりも大きくなると、外層（６）の硬度が大きくなり過ぎて、トナー劣化が促進し、２００００枚の耐久試験後において、非潜像部へのトナー飛散（かぶり）を生じることが明らかとなった。

−実験例２４〜３２−
（内層及び）外層の外周面上（軸直角方向）の厚さを、それぞれ下記表６及び表７に示す厚さとし、また、保護層を設けなかったこと以外は、実験例６と同様にして、軸体の周りに導電性弾性体層（外層）のみを設けてなるロール、及び、軸体の周りに、軸直角方向外側に向かって非導電性樹脂層（内層）及び導電性弾性体層（外層）を順に積層形成せしめてなるロールを、９種類、それぞれについて１００本ずつ作製した。得られたロールについて、軸方向中央位置のロール外径を測定し、１００本のロールについて測定したロール外径の最大値と最小値との差を外径バラツキとした。その結果を、それぞれ下記表６及び表７に示した。

かかる表６及び表７の結果からも明らかなように、内層としての非導電性樹脂層の外側に、外層としての導電性弾性体層が設けられたロールにあっては、導電性弾性体層のみが設けられたものと比較して、外径のバラツキが小さい、即ち、寸法精度が良好であることが、確認された。

本発明に従う現像ロールの一実施形態を示す横断面説明図である。 図１に示される現像ロールの縦断面説明図であって、図１におけるＩＩ−ＩＩ断面に相当する図である。 本発明に従う現像ロールの外層を構成する導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］と端部導通部の厚さ：Ｙ［ｍｍ］の関係を示す図であって、斜線部分は、０．５１≦Ｘ≦８、０．１≦Ｙ≦１５、Ｙ≧０．５１／Ｘを満たす領域を示している。 現像ロールの画出し評価の結果を、曲線ＸＹ＝０．５１と共に示すグラフである。

符号の説明

２ 軸体 ４ 内層
６ 外層 ８ 端部導通部
１０ 現像ロール

Claims (2)

1. 長手棒状の軸体の周りに、円筒形状を呈する内層が一体的に形成せしめられ、更に導電性弾性体からなる外層が、該内層の外周面及びその軸方向における両端面を覆うようにして、所定の液状材料を用いた注型成形操作によって形成せしめられてなる現像ロールにして、
   前記導電性弾性体の引張強さ：Ｘ［ＭＰａ］、及び前記外層における、前記内層の前記端面上に形成せしめられた部位の厚さ：Ｙ［ｍｍ］が、それぞれ下記式（１）〜（３）を満たすように構成したことを特徴とする現像ロール。
   ０．５１≦Ｘ≦８・・・（１）
   ０．１≦Ｙ≦１５・・・（２）
   Ｙ≧０．５１／Ｘ・・・（３）
2. 前記外層における、前記内層の外周面上に形成せしめられた部位の厚さが、０．２〜２ｍｍである請求項１に記載の現像ロール。
   

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