WO2013121478A1 - 現像部材、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

現像部材、プロセスカートリッジ、および電子写真画像形成装置 Download PDF

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developing
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中村　実
聖平 漆原
小柳　崇
河村　邦正
真樹 山田
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キヤノン株式会社
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    • G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties

Definitions

  • the present invention relates to a developing member, a process cartridge, and an electrophotographic image forming apparatus incorporated in an apparatus employing an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, or a facsimile receiving apparatus.
  • the developing member used in the electrophotographic apparatus is often provided with a conductive elastic layer containing silicone rubber in order to reduce stress applied to the toner and to secure a nip width with the electrophotographic photosensitive member.
  • the surface of the elastic layer is provided with a surface layer for controlling charging of the toner and controlling the amount of toner transport.
  • a charging member having an elastic layer containing a silicone rubber made conductive by containing a conductive agent such as carbon black has an electric resistance that fluctuates with long-term use, which affects the quality of electrophotographic images. There was a case.
  • Patent Document 1 discloses a semiconductive silicone rubber composition in which the electrical resistance is less likely to fluctuate due to changes in the environment such as temperature and humidity, changes in the amount of carbon black, application of high voltage, and the like.
  • a semiconductive silicone in which the electrical resistance is less likely to fluctuate including thermal black obtained by thermal decomposition of natural gas having a specific nitrogen adsorption specific surface area, DBP oil absorption amount and average particle diameter in silicone rubber A rubber composition is disclosed.
  • the application of such a semiconductive silicone rubber composition to a conductive roller is also disclosed.
  • the developing member provided with the elastic layer formed using the semiconductive silicone rubber composition according to Patent Document 1 has a high temperature and high humidity environment, for example, a temperature of 40 ° C. / When exposed to an environment such as humidity of 95% RH for a long time, a large variation in electrical resistance may be observed.
  • an object of the present invention is to provide a developing member in which an elastic layer made of silicone rubber and carbon black is provided on a shaft core, and a surface layer is provided on the elastic layer.
  • An object is to provide a developing member that can more reliably suppress fluctuations in electrical resistance even when exposed to an environment such as a humidity of 95% RH for a long time.
  • Another object of the present invention is to provide a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus that contribute to the stable formation of high-quality electrophotographic images under various environments.
  • a developing member that includes a shaft core, a conductive elastic layer provided around the shaft core, and a surface layer provided on a surface of the elastic layer.
  • the elastic layer includes dimethyl silicone rubber and carbon black, the amount ⁇ of hydrogen atoms bonded to silicon atoms of the dimethyl silicone rubber, and the amount of hydrogen atoms of methyl groups bonded to silicon atoms of the dimethyl silicone rubber.
  • a process cartridge comprising the developing member of the present invention and configured to be detachable from the main body of the electrophotographic image forming apparatus.
  • an image carrier for carrying an electrostatic latent image, a charging device for primarily charging the image carrier, and a static charge on the primary charged image carrier.
  • An exposure device for forming an electrostatic latent image; a developing device for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image; and a transfer device for transferring the toner image to a transfer material.
  • An electrophotographic image forming apparatus having the developing member according to the present invention is provided.
  • a developing roller capable of obtaining a high-quality image with little variation in electrical resistance even when exposed to a high-temperature and high-humidity environment, for example, a temperature of 40 ° C./humidity of 95% RH for a long time. Can do. Further, according to the present invention, it is possible to obtain a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus that can stably form a high-quality electrophotographic image even under various environments.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an electrophotographic image forming apparatus of the present invention. It is a schematic block diagram which shows an example of the process cartridge of this invention. It is a schematic block diagram of the electrical resistance measuring machine of a developing roller.
  • the inventors have developed a developing member having a conductive elastic layer formed using the semiconductive silicone rubber composition according to Patent Document 1 in a high temperature and high humidity environment such as a temperature of 40 ° C./humidity of 95% RH.
  • a high temperature and high humidity environment such as a temperature of 40 ° C./humidity of 95% RH.
  • Si—H group the hydrogen atom bonded to the silicon atom present in dimethyl silicone rubber correlates with the moisture absorption of silicone rubber.
  • the inventors have found. Specifically, it has been found that the amount of water in the elastic layer containing the dimethyl silicone rubber can be extremely reduced by making the amount of Si—H groups in the dimethyl silicone rubber of the elastic layer within a specific range. did.
  • the correlation mechanism between the amount of Si—H groups and the moisture absorption of dimethylsilicone rubber has not been clarified, but the interface between the elastic layer and the surface layer can be obtained by containing a predetermined amount of Si—H groups in dimethylsilicone rubber. In FIG.
  • the Si—H groups of the dimethyl silicone rubber are preferentially oriented inward (elastic layer side).
  • the methyl group bonded to the silicon atom of dimethyl silicone rubber is oriented outward (surface layer side), forming a hydrophobic surface, inhibiting the adsorption of moisture to the surface of the elastic layer, and elastic It is assumed that the penetration of moisture into the layer is hindered.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a developing roller according to the present invention.
  • the developing roller 1 in the figure has an elastic layer 3 on the outer periphery of the shaft core 2, and has a surface layer 4 on the outer periphery of the elastic layer 3.
  • the shaft core is not particularly limited, and a hollow or solid one can be used. Further, the shaft core body only needs to function as an electrode and a supporting member of the developing roller. For example, a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, or stainless steel; iron plated with chromium or nickel; It is made of a conductive material such as a synthetic resin. Further, the metal shaft core body 2 may be appropriately subjected to rust prevention treatment such as oxidation treatment or primer treatment.
  • the elastic layer provided around the shaft core includes dimethyl silicone rubber and carbon black, and an amount ⁇ of hydrogen atoms (hereinafter also referred to as “Si—H groups”) bonded to silicon atoms of the dimethyl silicone rubber;
  • the relationship with the amount ⁇ of hydrogen atoms (hereinafter also referred to as “Si—CH 3 groups”) of methyl groups bonded to silicon atoms of the dimethyl silicone rubber is 2.5 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ / ⁇ ⁇ 1.0. It is essential in the present invention that it is in the range of ⁇ 10 ⁇ 4 .
  • the dimethyl silicone rubber of the elastic layer is not particularly limited as long as it has a Si—H group, even if it is a liquid silicone rubber or a millable silicone rubber.
  • a liquid silicone rubber utilizing a hydrosilylation reaction is preferred because the amount of Si—H groups remaining in the dimethyl silicone rubber can be easily controlled depending on the blending of raw materials and production conditions.
  • A a liquid dimethylpolysiloxane having two or more silicon-bonded alkenyl groups in one molecule, (B) a platinum-based catalyst, and (C) two silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule.
  • a cross-linking reaction is performed using at least one dimethylpolysiloxane.
  • component (A) Liquid dimethylpolysiloxane having two or more silicon-bonded alkenyl groups in one molecule of component (A) is a main component for crosslinking to form rubber.
  • the component (A) include the following. Molecular chain both ends dimethylvinylsiloxy group-blocked dimethylpolysiloxane, Molecular chain both ends dimethylvinylsiloxy group-blocked dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer, Molecular chain both ends trimethylsiloxy group-blocked dimethylsiloxane / methylvinylsiloxane copolymer, And a mixture of two or more thereof.
  • These molecular structures are preferably linear, but may be linear structures in which a part of the molecular chain is branched.
  • the component (A) is preferably in a liquid state, and its viscosity at 25 ° C. is preferably in the range of 100 to 10,000,000 mPa ⁇ s, particularly 1000 to 2,000,000 mPa ⁇ s. Preferably there is. If this range is exceeded, handling operability may be reduced, or burr may occur when molding using a mold.
  • the platinum-type catalyst of a component can mention the following. Platinum fine powder, platinum black, chloroplatinic acid, alcohol-modified chloroplatinic acid, an olefin complex of chloroplatinic acid, a complex of chloroplatinic acid and alkenylsiloxane, and a thermoplastic resin powder containing these platinum-based catalysts.
  • the amount of the platinum-based catalyst is preferably 0.1 to 500 ppm as platinum metal with respect to the component (A) dimethylpolysiloxane.
  • the dimethylpolysiloxane having two or more silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule of the component (C) is crosslinked by the hydrosilylation reaction with the alkenyl group of the component (A) by the action of the platinum catalyst of the component (B).
  • C A component can mention the following.
  • the viscosity of component (C) at 25 ° C. is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 to 100,000 mPa ⁇ s.
  • the ratio ( ⁇ / ⁇ ) of the amount ⁇ of Si—H groups in the dimethyl silicone rubber contained in the elastic layer to the amount ⁇ of Si—CH 3 groups ( ⁇ / ⁇ ) is 2.5 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ / ⁇ ⁇ 1. 0x10 -4 It is necessary to significantly suppress the fluctuation of the electrical resistance of the charging member due to moisture absorption of the elastic layer.
  • ⁇ / ⁇ is preferably in the range of 3.0 ⁇ 10 ⁇ 5 ⁇ ⁇ / ⁇ 6.0 ⁇ 10 ⁇ 5 because the effects of the present invention can be more exhibited.
  • ⁇ / ⁇ When the value of ⁇ / ⁇ is smaller than 2.5 ⁇ 10 ⁇ 5, the amount of Si—H groups in the silicone rubber is too small, so that the moisture absorption of the silicone rubber cannot be effectively prevented. Resistance variation may occur. Further, when the value of ⁇ / ⁇ is larger than 1.0 ⁇ 10 ⁇ 4 , the moisture absorption of the silicone rubber can be prevented, but the side reaction proceeds due to the large amount of Si—H groups in the silicone rubber. The cross-linking form changes, and as a result, resistance variation may occur.
  • the amount ⁇ of Si—H groups and the amount ⁇ of Si—CH 3 groups in the elastic layer are measured by solid-state 1 H-NMR.
  • a proton peak area around 4.8 ppm attributed to a hydrogen atom bonded to a silicon atom is defined as ⁇ , and 0 attributed to a hydrogen atom of a methyl group bonded to a silicon atom.
  • ⁇ be the proton peak area around 1 ppm.
  • the obtained ⁇ value is divided by the ⁇ value to obtain ⁇ / ⁇ .
  • a specific measuring method is shown below.
  • Measurement method Cut an elastic layer such as a knife, a measurement sample obtained by freeze-grinding, single solid the 1 H-NMR measurement It measured by the pulse method (background removal method).
  • the measurement conditions are as follows.
  • Apparatus Bruker's AVANCE400 Measuring nuclear Frequency 400 MHz (1 H nuclei), Spectrum width 40kHz, Pulse width 1.1 ⁇ sec (30 ° pulse), Pulse repetition time ACQTM: 0.20486625 sec, PD: 5.0 sec, integration count 3000 times, Observation point 16384 (data point: 65536), Reference material polydimethylsiloxane (external standard: 0.119 ppm), Temperature 22 ° C, Sample rotation speed 10 kHz.
  • Carbon black is dispersed in the dimethyl silicone rubber in the elastic layer to adjust to an appropriate electric resistance region.
  • Specific examples that can be used as carbon black include the following. Acetylene Black, Conductive Furnace Black (CF), Super Conductive Furnace Black (SCF), Extra Conductive Furnace Black (XCF), Conductive Channel Black (CC), and Furnace Black or Channel Black heat-treated at a high temperature of about 1500 ° C.
  • the amount of carbon black is usually used in the range of 1.0 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of component (A) dimethylpolysiloxane. If this range is exceeded, it may be difficult to obtain a stable volume resistivity, and the fluidity of the material may deteriorate.
  • the elastic layer may contain various additives such as plasticizers, fillers, extenders, vulcanizing agents, vulcanization aids, crosslinking aids, curing inhibitors, antioxidants, anti-aging agents, processing aids as necessary. , Silica, quartz powder, and calcium carbonate. The amount of these optional components is blended in an amount that does not hinder the function of the elastic layer 3.
  • the Asker C hardness is preferably 20 degrees or more and 80 degrees or less.
  • the thickness of the elastic layer 0.5 mm or more and 6.0 mm or less is preferable.
  • a dynamic mixing device such as a uniaxial continuous kneader, a biaxial continuous kneader, a twin roll, a kneader mixer, a trimix, or a static mixer such as a static mixer.
  • a device can be mentioned.
  • Examples of the method for forming the elastic layer on the shaft core include a molding method, an extrusion molding method, an injection molding method, and a coating molding method. More specifically, a method of extruding and molding the material of the shaft core body 2 and the elastic layer 3 of the present invention, or the shaft core body 2 disposed at both ends of the pipe if the material is liquid. For example, a method of injecting into a mold provided with a piece for holding and heat curing.
  • the surface of the elastic layer can be modified by surface modification methods such as surface polishing, corona treatment, flame treatment, and excimer treatment in order to improve adhesion with the surface layer.
  • a surface layer is provided on the surface of the elastic layer in order to protect the elastic layer, impart an appropriate charge to the toner, impart good toner transportability, and the like.
  • Thermoplastic resins such as styrene resins, vinyl resins, polyethersulfone resins, polycarbonate resins, polyphenylene oxide resins, polyamide resins, fluororesins, fibrous resins, and acrylic resins.
  • a urethane resin is particularly preferable because of its excellent ability to impart frictional charge to the toner.
  • the surface layer is adjusted to an appropriate resistance region by blending a conductivity-imparting agent such as an electron conductive material or an ionic conductive material with the base material.
  • a conductivity-imparting agent such as an electron conductive material or an ionic conductive material
  • the electronic conductive material used for imparting conductivity to the surface layer include the following. Conductive carbon black such as ketjen black EC and acetylene black; carbon black for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT and MT; carbon black for color (ink) subjected to oxidation treatment; copper Metals and metal oxides such as silver, germanium. Among these, carbon black is preferable because it is easy to control conductivity with a small amount.
  • FIG. 1 Inorganic ionic conductive materials such as sodium perchlorate, lithium perchlorate, calcium perchlorate and lithium chloride; organic ionic conductive materials such as modified aliphatic dimethylammonium ethosulphate and stearylammonium acetate.
  • These conductivity imparting agents are usually used in the range of 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base material.
  • a leveling agent can be contained.
  • fine particles for imparting the surface roughness of the surface layer 4 to the surface layer 4 may be added. Specifically, fine particles of polyurethane resin, polyester resin, polyether resin, polyamide resin, acrylic resin, and polycarbonate resin can be used.
  • the method for forming the surface layer is not particularly limited.
  • each component of the surface layer is dispersed and mixed in a solvent to form a paint, coated on the elastic layer, dried, solidified, or heated and cured.
  • a known dispersion apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a pearl mill can be used.
  • the coating method dip coating, ring coating, spray coating or roll coating can be used.
  • the thickness of the surface layer is appropriately adjusted to 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the electrophotographic image forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a process cartridge mounted on the electrophotographic image forming apparatus of FIG.
  • This process cartridge includes an image carrier 21 for carrying an electrostatic latent image such as a photosensitive drum, a charging device 22 that includes a charging member 22 for primary charging, and a developing roller 24.
  • a developing device for developing the electrostatic latent image with toner to form a toner image and a cleaning device including a cleaning member 30 are incorporated.
  • the process cartridge is configured to be detachable from the main body of the electrophotographic image forming apparatus shown in FIG.
  • the image carrier 21 is uniformly charged (primary charged) by a charging member 22 connected to a bias power source (not shown).
  • the charging potential of the image carrier 21 at this time is ⁇ 800 V or more and ⁇ 400 V or less.
  • the image carrier 21 is irradiated with exposure light 23 for writing an electrostatic latent image by an exposure device (not shown) for forming an electrostatic latent image on the primary charged image carrier.
  • An electrostatic latent image is formed on the surface.
  • the exposure light 23 either LED light or laser light can be used.
  • the surface potential of the exposed image bearing member 21 is ⁇ 200V or more and ⁇ 100V or less.
  • the negatively charged toner is applied (developed) to the electrostatic latent image by the developing roller 24, a toner image is formed on the image carrier 21, and the electrostatic latent image is converted into a visible image.
  • a voltage of ⁇ 500 V or more and ⁇ 300 V or less is applied to the developing roller 24 by a bias power source (not shown).
  • the developing roller 24 is in contact with the image carrier 21 with a nip width of 0.5 mm or more and 3 mm or less.
  • the developing roller in a state in which the toner supply roller 25 is rotatable on the upstream side of the rotation of the developing roller 24 with respect to the contact portion between the developing blade 26 and the developing roller 24 which are toner regulating members 24.
  • the toner image developed on the image carrier 21 is primarily transferred to the intermediate transfer belt 27.
  • a primary transfer member 28 is in contact with the back surface of the intermediate transfer belt 27, and a negative toner image is transferred from the image carrier 21 to the intermediate transfer belt 27 by applying a voltage of +100 V to +1500 V to the primary transfer member 28.
  • the primary transfer member 28 may have a roller shape or a blade shape.
  • the electrophotographic image forming apparatus is a full-color image forming apparatus
  • one process cartridge containing each color toner is installed in a detachable manner with respect to the main body of the electrophotographic image forming apparatus.
  • the charging, exposure, development, and primary transfer processes are sequentially executed with a predetermined time difference, and the four-color toner images for expressing a full-color image are superimposed on the intermediate transfer belt 27. Produced.
  • the toner image on the intermediate transfer belt 27 is conveyed to a position facing the secondary transfer member 29 as the intermediate transfer belt 27 rotates.
  • a recording sheet is conveyed between the intermediate transfer belt 27 and the secondary transfer member 29 along a recording sheet conveyance route 32 as a transfer material at a predetermined timing.
  • the bias voltage applied to the secondary transfer member 29 is +1000 V or more and +4000 V or less.
  • the recording paper on which the toner image has been transferred by the secondary transfer member 29 is conveyed to the fixing device 31, and after the toner image on the recording paper is melted and fixed on the recording paper, the recording paper is electrophotographic image forming apparatus.
  • the printing operation is completed by discharging the sheet to the outside.
  • the toner remaining on the image carrier 21 without being transferred from the image carrier 21 to the intermediate transfer belt 27 is scraped off by a cleaning member 30 for cleaning the surface of the image carrier 21.
  • the surface is cleaned.
  • Example 1 ⁇ Production of shaft core> A primer (trade name: DY35-051, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is applied to a SUS304 core metal having an outer diameter of 6 mm and a length of 264 mm, and baked at a temperature of 150 ° C. for 20 minutes to obtain a shaft core body. It was.
  • a primer (trade name: DY35-051, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) is applied to a SUS304 core metal having an outer diameter of 6 mm and a length of 264 mm, and baked at a temperature of 150 ° C. for 20 minutes to obtain a shaft core body. It was.
  • the shaft core was placed concentrically in a cylindrical mold having an inner diameter of 11.5 mm.
  • a material for the elastic layer an addition type silicone rubber composition obtained by mixing the materials shown in Table 1 below with a trimix was poured into a mold heated to a temperature of 115 ° C. After injecting the material, it was heat-molded at a temperature of 120 ° C. for 5 minutes, cooled to room temperature, removed from the mold, and elastic roller No. 1 was obtained.
  • Methyl ethyl ketone was added to the obtained dispersion to adjust the solid content to 25% by mass.
  • 15 parts by mass of polyurethane resin particles (trade name: Art Pearl C400, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.) was added, and the mixture was stirred and dispersed with a ball mill. 1 was obtained.
  • Elastic roller No. 1 for surface layer forming paint No. 1 1 is immersed in the surface layer forming coating No. 1 on the surface of the elastic layer. 1 coating film was formed. The film thickness of the coating film was 15 ⁇ m. Thereafter, the coating film was baked at a temperature of 130 ° C. for 60 minutes. 1 was produced.
  • Elastic roller No. 1 the amount of dimethylpolysiloxane (trade name: SP6000P, Si—H group equivalent 15.5 mmol / g, manufactured by KCC) having two or more silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule in Table 1 , Except that the heating temperature and heating time after injecting the material for forming the elastic layer into the mold were changed as described in Table 4 below.
  • the elastic roller no. 5 to 6 were produced.
  • the elastic roller No. Nos. 5 to 6 were used, and surface layer forming paint No.
  • the developing roller No. 1 was used. 5 to 6 were produced.
  • the obtained semiconductive composition and a shaft core obtained in the same manner as in Example 1 were extruded to obtain a molded body having an outer diameter of 13.0 mm, and then subjected to primary heating at a temperature of 170 ° C. for 15 minutes.
  • the elastic roller No. 1 having an elastic layer having an outer diameter of 11.5 mm is obtained by performing secondary heating at 200 ° C. for 120 minutes and polishing. C-6 was obtained.
  • Elastic roller No. 1 is an elastic roller no.
  • the developing roller No. was changed in the same manner as in Example 1 except for changing to C-6. C-6 was obtained.
  • FIG. 1 Schematic diagram of the developing roller electrical resistance measuring machine is shown in FIG.
  • a weight F of 4.9 N is applied to both ends of the shaft core 2 of the developing roller 1, the developing roller 1 is pressed against the metal drum 5 having an outer diameter of 30 mm, and the developing roller is rotated at a roller rotation speed of 1 rps.
  • a voltage of 50 V was applied to the developing roller 1 by the power source 6 while the 1 was driven to rotate.
  • 3000 points of voltage applied to the internal resistance 8 (1 k ⁇ ) indicated by the voltmeter 7 are recorded for 30 seconds, and an arithmetic average value thereof is obtained. From the obtained value, the electrical resistance value (initial) of the developing roller 1 was determined according to Ohm's law.
  • the developing roller was left in an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 95% RH for 30 days. Thereafter, the developing roller was left in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 55% RH for 24 hours, and the electric resistance value (after being left) of the developing roller was measured in the same manner as described above.
  • the electric resistance stability (after leaving) of the developing roller was divided by the electric resistance value (initial), and the electric resistance stability was judged according to the criteria described in Table 7. The evaluation results are shown in Table 9.
  • the developing rollers of Examples 1 to 6 of the present invention can be developed even when exposed to a high temperature and high humidity environment, for example, a temperature of 40 ° C./humidity of 95% RH for a long time. Effective suppression of resistance fluctuations has been achieved.
  • the image density stability after a long exposure under a high temperature and high humidity environment for example, a temperature of 40 ° C./humidity of 95% RH, has achieved a high level.
  • Development roller 2 Shaft core 3: Elastic layer 4: Surface layer 5: Metal drum 6: Power source 7: Voltmeter 8: Internal resistance 21: Image carrier 22: Charging member 23: Exposure light 24: Development roller 25 : Toner supply roller 26: developing blade 27: intermediate transfer belt 28: primary transfer member 29: secondary transfer member 30: cleaning member 31: fixing device 32: transport route of recording paper

Abstract

高温高湿環境に長時間暴露しても、抵抗変動を抑制し得る現像部材の提供。 該現像部材は、軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられた導電性の弾性層と、該弾性層の表面に設けられた表面層とを有し、該弾性層はジメチルシリコーンゴムとカーボンブラックとを含み、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合する水素原子の量αと、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合するメチル基の水素原子の量βとの関係が、２．５×１０－５≦α／β≦１．０×１０－４である。

Description

現像部材、プロセスカートリッジ、および電子写真画像形成装置
　本発明は、複写機、プリンターあるいはファクシミリの受信装置の如き電子写真方式を採用した装置に組み込まれる現像部材、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。
　電子写真装置に用いられる現像部材には、トナーに与えるストレスを軽減し、電子写真感光体とのニップ幅を確保するために、シリコーンゴムを含む導電性の弾性層が設けられていることが多い。また、かかる弾性層の表面には、トナーの帯電の制御およびトナーの搬送量の制御等のために表面層が設けられていることが多い。
　ところで、近年の電子写真装置に対しては、より一層の高画質と、より一層の高耐久性とが求められてきている。そこで、現像部材に対しても、より一層の高耐久性が求められてきている。ところが、カーボンブラック等の導電剤を含有させることにより導電化してなるシリコーンゴムを含む弾性層を備えた帯電部材は、長期に亘る使用によって電気抵抗が変動し、電子写真画像の品質に影響を与える場合があった。
　一方、特許文献１には、温度や湿度等の環境変化、カーボンブラックの配合量の変化、高電圧印加等によっても電気抵抗が変動しにくい半導電性シリコーンゴム組成物が開示されている。具体的には、シリコーンゴムに、特定の窒素吸着比表面積、ＤＢＰ吸油量および平均粒子径を有する天然ガスの熱分解により得られるサーマルブラックを含有させた、電気抵抗が変動しにくい半導電性シリコーンゴム組成物が開示されている。また、かかる半導電性シリコーンゴム組成物の導電性ローラへの適用も開示されている。
特開２００１－１５８８５６号公報
　しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１に係る半導電性シリコーンゴム組成物を用いて形成してなる弾性層を備えた現像部材は、高温高湿環境、例えば、温度４０℃／湿度９５％ＲＨといった環境に長時間暴露した場合には、電気抵抗に大きな変動が認められることがあった。
　そこで、本発明の目的は、軸芯体上にシリコーンゴムとカーボンブラックとからなる弾性層を設け、さらに弾性層上に表面層を設けた現像部材に関して、高温高湿環境、例えば、温度４０℃／湿度９５％ＲＨといった環境に長時間暴露しても、電気抵抗の変動をより確実に抑制し得る現像部材を提供することにある。　
　また、本発明の他の目的は、多様な環境の下で、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を提供することにある。
　本発明の一形態によれば、軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられた導電性の弾性層と、該弾性層の表面に設けられた表面層と、を有する現像部材であって、該弾性層はジメチルシリコーンゴムとカーボンブラックとを含み、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合する水素原子の量αと、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合するメチル基の水素原子の量βとの関係が、２．５×１０－５≦α／β≦１．０×１０－４である現像部材が提供される。
　また、本発明の他の態様によれば、上記本発明の現像部材を具備し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジが提供される。
　さらに、本発明の他の態様によれば、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するための現像装置と、該トナー像を転写材に転写するための転写装置と、を有する電子写真画像形成装置であって、該現像装置が上記本発明の現像部材を有する電子写真画像形成装置が提供される。
　本発明によれば、高温高湿環境、例えば、温度４０℃／湿度９５％ＲＨといった環境に長時間暴露されても電気抵抗変動が少なく、高品位の画像が得られる、現像ローラを提供することができる。また、本発明によれば、多様な環境の下でも、高品位な電子写真画像を安定して形成することのできるプロセスカートリッジ、および電子写真画像形成装置を得ることができる。
本発明の現像ローラの一例を示す概念図である。 本発明の電子写真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。 現像ローラの電気抵抗測定機の概略構成図である。
　本発明者らは、特許文献１に係る半導電性シリコーンゴム組成物を用いて形成された導電性の弾性層を有する現像部材が、高温高湿環境、例えば、温度４０℃／湿度９５％ＲＨといった環境に長時間暴露されたときに、電気抵抗が大きく変動する原因を検討した。その結果、弾性層に含まれるジメチルシリコーンゴムの吸湿に起因していることを突き止めた。そこで、本発明者らは、弾性層を被覆している表面層の透湿性を低くすることで、弾性層のジメチルシリコーンゴムの吸湿を抑制することを検討した。しかしながら、ジメチルシリコーンゴムの吸湿による電気抵抗の変動を確実に抑えることができるような透湿性の低い表面層の作製が困難であった。
　さらに、ジメチルリコーンゴムに配合するカーボンブラックの種類や量などを検討したが、高温高湿環境、例えば、温度４０℃／湿度９５％ＲＨといった環境に長時間暴露されたときの電気抵抗の変動を有意に抑えられるような構成は見出すことができなかった。
　ところが、ジメチルシリコーンゴムの吸湿を検討する中で、ジメチルシリコーンゴム中に存在するケイ素原子に結合する水素原子（以下、「Ｓｉ－Ｈ基」ともいう）が、シリコーンゴムの吸湿と相関することを本発明者らは見出した。
　具体的には、弾性層のジメチルシリコーンゴムの中のＳｉ－Ｈ基の量を特定の範囲にすることで、当該ジメチルシリコーンゴムを含む弾性層中の水分量を極めて少なくすることができることを知見した。
　Ｓｉ－Ｈ基の量と、ジメチルシリコーンゴムの吸湿との相関メカニズムは明確になっていないが、Ｓｉ－Ｈ基をジメチルシリコーンゴム中に所定量含有させることにより、弾性層と表面層との界面において、ジメチルシリコーンゴムのＳｉ－Ｈ基が優先的に内側（弾性層側）に配向する。その結果、ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合しているメチル基が外側（表面層側）に配向し、疎水性表面を形成し、弾性層の表面への水分の吸着を阻害し、また、弾性層への水分の浸透を阻害しているものと推測している。
　以下、本発明を詳しく説明する。図１に本発明に係る現像ローラの概念図を示す。図中の現像ローラ１は、軸芯体２の外周上に弾性層３を有しており、弾性層３の外周上に表面層４を有している。
〔軸芯体〕
　軸芯体は、特に制限されるものではなく、中空状あるいは中実状のものが使用できる。また、軸芯体は、現像ローラの電極および支持部材として機能するものであればよく、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼の如き金属または合金；クロム、またはニッケルで鍍金処理した鉄；導電性を有する合成樹脂の如き導電性の材質で構成される。さらに、適時金属製の軸芯体２に酸化処理などの防錆処理やプライマー処理を行ってもよい。 
〔弾性層〕
　軸芯体の周囲に設けられた弾性層はジメチルシリコーンゴムとカーボンブラックとを含み、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合する水素原子（以下「Ｓｉ－Ｈ基」ともいう）の量αと、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合するメチル基の水素原子（以下「Ｓｉ－ＣＨ３基」ともいう）の量βとの関係が、２．５×１０－５≦α／β≦１．０×１０－４の範囲にあることが本発明では必須である。
　弾性層のジメチルシリコーンゴムは、Ｓｉ－Ｈ基を有すれば液状シリコーンゴムやミラブルシリコーンゴムでも特に制限はない。原材料の配合や製造条件により、ジメチルシリコーンゴム中に残存するＳｉ－Ｈ基の量がコントロールしやすいことから、ヒドロシリル化反応を利用する液状シリコーンゴムが好ましい。
　ヒドロシリル化反応は、（Ａ）一分子中にケイ素原子結合アルケニル基を２個以上有する液状ジメチルポリシロキサンと、（Ｂ）白金系触媒と、（Ｃ）一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するジメチルポリシロキサンとを用いて架橋反応させるものである。
　（Ａ）成分の一分子中にケイ素原子結合アルケニル基を２個以上有する液状ジメチルポリシロキサンは、架橋してゴムとなるための主成分である。（Ａ）成分としては、以下のものを挙げることができる。分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、およびこれらの２種以上からなる混合物。これらの分子構造は直鎖状であることが好ましいが、分子鎖の一部が分岐した直鎖状構造でもよい。
　また、（Ａ）成分は液状であることが好ましく、その２５℃における粘度は１００～１０,０００,０００ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましく、特には１０００～２,０００,０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。この範囲を超えると、取扱い作業性が低下したり、金型を用いた成型を行う際にバリが発生したりする場合がある。
　（Ｂ）成分の白金系触媒は、以下のようなものを挙げることができる。白金微粉末、白金黒、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸のオレフィン錯体、塩化白金酸とアルケニルシロキサンとの錯体、およびこれらの白金系触媒を含有してなる熱可塑性樹脂粉末。白金系触媒は（Ａ）成分のジメチルポリシロキサンに対して、白金金属として０．１～５００ｐｐｍとなるような量であることが好ましい。
　（Ｃ）成分の一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するジメチルポリシロキサンは、（Ｂ）成分の白金系触媒の作用により（Ａ）成分のアルケニル基とヒドロシリル化反応により架橋する。（Ｃ）成分は以下のようなものを挙げることができる。分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ポリメチルハイドロジェンシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、環状ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、環状ポリメチルハイドロジェンシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン、およびこれらのジメチルポリシロキサンの２種以上の混合物。
　また、（Ｃ）成分の２５℃における粘度は特に限定されないが２～１００,０００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。本発明では弾性層３に所望の残存Ｓｉ－Ｈ基を必要とするために、（Ｃ）成分は、以下のような量で調整することが好ましい。（Ｃ）成分のケイ素原子結合水素原子の合計モル数／（Ａ）成分のアルケニル基の合計モル数＝１／１～１０／１。
　弾性層が含むジメチルシリコーンゴム中のＳｉ－Ｈ基の量αと、Ｓｉ‐ＣＨ３基の量βとの比（α／β）は、２．５×１０－５≦α／β≦１．０×１０－４
なる関係を有することが、弾性層の吸湿による帯電部材の電気抵抗の変動を有意に抑えるうえで必要である。
　また、α／βが３．０×１０－５≦α／β≦６．０×１０－５の範囲にあることがより本発明の効果を発現できるため好ましい。　
　α／βの値が２．５×１０－５より小さい場合は、シリコーンゴム中のＳｉ－Ｈ基の量が少なすぎることにより、効果的にシリコーンゴムの吸湿を防止できず、現像ローラ１の抵抗変動が起こる場合がある。また、α／βの値が１．０×１０－４より大きい場合は、シリコーンゴムの吸湿は防止できるが、シリコーンゴム中のＳｉ－Ｈ基の量が多いために、副反応が進行して架橋形態が変化し、その結果、抵抗変動が生じる場合がある。
　弾性層のＳｉ－Ｈ基の量αおよびＳｉ－ＣＨ３基の量βは、弾性層を固体１Ｈ－ＮＭＲにて測定する。得られた固体１Ｈ－ＮＭＲのスペクトルにおいて、ケイ素原子に結合する水素原子に帰属される４．８ｐｐｍ付近のプロトンピーク面積をαとし、ケイ素原子に結合するメチル基の水素原子に帰属される０．１ｐｐｍ付近のプロトンピーク面積をβとする。得られたαの値をβの値で除してα／βを求める。具体的な測定方法は以下に示す。 
（測定方法）
　弾性層をナイフなどで切り出し、凍結粉砕したものを測定試料とし、固体１Ｈ－ＮＭＲ測定のｓｉｎｇｌｅ
ｐｕｌｓｅ法（バックグラウンド除去法）にて測定した。測定条件は以下の通りである。
装置　　　　　　　　　Ｂｒｕｋｅｒ社製ＡＶＡＮＣＥ４００、
測定核周波数　　　　　４００ＭＨｚ（１Ｈ核）、
スペクトル幅　　　　　４０ｋＨｚ、
パルス幅　　　　　　　１．１μｓｅｃ（３０°パルス）、
パルス繰り返し時間　　ＡＣＱＴＭ：０．２０４８６２５ｓｅｃ、ＰＤ：５．０ｓｅｃ、積算回数　　　　　　　３０００回、
観測ポイント　　　　　１６３８４　（データポイント：６５５３６）、
基準物質　　　　　　　ポリジメチルシロキサン（外部基準：０．１１９ｐｐｍ）、
温度　　　　　　　　　２２℃、
試料回転数　　　　　　１０ｋＨｚ。
　弾性層中のジメチルシリコーンゴムにはカーボンブラックを分散させ、適切な電気抵抗領域に調整する。カーボンブラックとして用い得る具体例は以下のものを含む。アセチレンブラック、コンダクティブファーネスブラック（ＣＦ）、スーパーコンダクティブファーネスブラック（ＳＣＦ）、エクストラコンダクティブファーネスブラック（ＸＣＦ）、コンダクティブチャンネルブラック（ＣＣ）および１５００℃程度の高温で熱処理されたファーネスブラックまたはチャンネルブラック。　
　カーボンブラックの量としては、通常、（Ａ）成分のジメチルポリシロキサン１００質量部に対して、１．０質量部以上３０質量部以下の範囲で用いられる。この範囲を超えると、安定した体積抵抗率を得ることが難く、また、材料の流動性が悪くなる場合がある。 
　弾性層は必要に応じて可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、硬化抑制剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤の如き各種添加剤や、シリカ、石英粉末、および炭酸カルシウムを含有させることができる。これら任意成分の量は、弾性層３の機能を阻害しない範囲の量で配合する。
　弾性層の硬度の目安としては、アスカーＣ硬度で２０度以上８０度以下が好ましい。弾性層の厚みの目安としては０．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましい。
　上記弾性層の形成用の各種材料の混合装置としては、一軸連続混練機、二軸連続混練機、二本ロール、ニーダーミキサー、トリミックスなどの動的混合装置や、スタティックミキサーなどの静的混合装置を挙げることができる。
　軸芯体上に弾性層を形成する方法としては、型成形法、押出成形法、射出成形法、塗工成形法を挙げることができる。より具体的には、軸芯体２と本発明の弾性層３の材料を押出して成型する方法や、材料が液状であれば、円筒状のパイプとパイプ両端に配設された軸芯体２を保持するための駒を配設した金型に注入し、加熱硬化させる方法などが挙げられる。
　弾性層の表面は、表面層との密着性向上の為、表面研磨や、コロナ処理、フレーム処理、エキシマ処理などの表面改質方法によって改質することもできる。
〔表面層〕
　弾性層の表面上に、弾性層の保護、トナーへの適切な電荷の付与、トナーの良好な搬送性の付与等のために、表面層を設ける。表面層の材質としては、以下のものを挙げることができる。スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂の如き熱可塑性樹脂。エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、光硬化性樹脂。トナーの摩擦帯電付与能が優れているなどからウレタン樹脂が特に好ましい。
　表面層は、上記基材に電子導電性物質やイオン導電性物質のような導電性付与剤を配合し、適切な抵抗領域に調整する。表面層に導電性を付与するために用いられる電子導電性物質としては、以下のものを挙げることができる。ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラックの如き導電性カーボンブラック；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴの如き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）用カーボンブラック；銅、銀、ゲルマニウムの如き金属および金属酸化物。この中でも、少量で導電性を制御しやすいことからカーボンブラックが好ましい。また、表面層４に導電性を付与するために用いられるイオン導電性物質としては、以下のものを挙げることができる。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、塩化リチウムの如き無機イオン導電性物質；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如き有機イオン導電性物質。
　これら導電性付与剤は、通常基材１００質量部に対して、１質量部以上５０質量部以下の範囲で用いられる。
　表面層には、その他、機能を阻害しない範囲で、架橋剤、可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤、レベリング剤を含有させることができる。また、表面層に表面粗度が必要な場合は、表面層４に表面層４の表面粗さを付与するための微粒子を添加してもよい。具体的には、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂の微粒子を用いることができる。
　表面層の形成方法としては特に限定されるものではないが、例えば表面層の各成分を溶剤中に分散混合して塗料化し、弾性層上に塗工し、乾燥固化あるいは加熱硬化することにより形成することが可能である。分散混合には、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルの如きビーズを利用した公知の分散装置が利用できる。塗工方法としては、浸漬塗工、リング塗工、スプレー塗工またはロールコートが利用できる。表面層の厚さとしては、１μｍ以上１００μｍ以下に適時調整する。
〔プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置〕
　図２は、本発明の電子写真画像形成装置の概略を示す断面図である。図３は、図２の電子写真画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの拡大断面図である。このプロセスカートリッジは、感光ドラムなどの静電潜像を担持するための像担持体２１と、帯電部材２２を具備し像担持体を一次帯電するための帯電装置と、現像ローラ２４を具備し静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像装置と、クリーニング部材３０を具備するクリーニング装置とを内蔵している。そして、プロセスカートリッジは、図２の電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。
　像担持体２１は、不図示のバイアス電源に接続された帯電部材２２によって一様に帯電（一次帯電）される。このときの像担持体２１の帯電電位は－８００Ｖ以上－４００Ｖ以下である。次に、像担持体２１は、静電潜像を書き込むための露光光２３を、一次帯電された像担持体に静電潜像を形成するための露光装置（不図示）により照射され、その表面に静電潜像が形成される。露光光２３には、ＬＥＤ光、レーザー光のいずれも使用することができる。露光された部分の像担持体２１の表面電位は－２００Ｖ以上－１００Ｖ以下である。
　次に、現像ローラ２４によって負極性に帯電したトナーが静電潜像に付与（現像）され、像担持体２１上にトナー像が形成され、静電潜像が可視像に変換される。このとき、現像ローラ２４には不図示のバイアス電源によって－５００Ｖ以上－３００Ｖ以下の電圧が印加される。なお、現像ローラ２４は、像担持体２１と０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下のニップ幅をもって接触している。本発明のプロセスカートリッジにおいては、トナー規制部材である現像ブレード２６と現像ローラ２４との当接部に対して現像ローラ２４の回転の上流側に、トナー供給ローラ２５が回転可能な状態で現像ローラ２４に当接される。
　像担持体２１上で現像されたトナー像は、中間転写ベルト２７に一次転写される。中間転写ベルト２７の裏面には一次転写部材２８が当接しており、一次転写部材２８に＋１００Ｖ以上＋１５００Ｖ以下の電圧を印加することで、負極性のトナー像を像担持体２１から中間転写ベルト２７に一次転写する。一次転写部材２８はローラ形状であってもブレード形状であっても良い。
　電子写真画像形成装置がフルカラー画像形成装置である場合、上記の帯電、露光、現像、一次転写の各工程を、イエロー色、シアン色、マゼンタ色、ブラック色の各色に対して行う必要がある。そのために、図２に示す電子写真画像形成装置では、前記各色のトナーを内蔵したプロセスカートリッジが各１個、合計４個、電子写真画像形成装置の本体に対し着脱可能な状態で装着されている。そして、上記の帯電、露光、現像、一次転写の各工程は、所定の時間差をもって順次実行され、中間転写ベルト２７上に、フルカラー画像を表現するための４色のトナー像を重ね合わせた状態が作り出される。
　中間転写ベルト２７上のトナー像は、中間転写ベルト２７の回転に伴って、二次転写部材２９と対向する位置に搬送される。中間転写ベルト２７と二次転写部材２９との間には所定のタイミングで転写材としての記録用紙の搬送ルート３２に沿って記録用紙が搬送されてきており、二次転写部材２９に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト２７上のトナー像を記録用紙に転写する。このとき、二次転写部材２９に印加されるバイアス電圧は、＋１０００Ｖ以上＋４０００Ｖ以下である。二次転写部材２９によってトナー像が転写された記録用紙は、定着装置３１に搬送され、記録用紙上のトナー像を溶融させて記録用紙上に定着させた後、記録用紙を電子写真画像形成装置の外に排出することで、プリント動作が終了する。
　なお、像担持体２１から中間転写ベルト２７に転写されることなく像担持体２１上に残存したトナーは像担持体２１表面をクリーニングするためのクリーニング部材３０により掻き取られ、像担持体２１の表面はクリーニングされる。
　以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
＜軸芯体の作製＞
　外径６ｍｍ、長さ２６４ｍｍのＳＵＳ３０４製の芯金にプライマー（商品名：ＤＹ３５－０５１、東レ・ダウコーニング株式会社製）を塗布し、温度１５０℃で、２０分間焼き付けし、軸芯体を得た。
＜弾性ローラの作製＞
　上記の軸芯体を内径１１．５ｍｍの円筒状金型内に同心となるように設置した。弾性層の材料として、下記表１に記載の材料をトリミックスで混合した付加型シリコーンゴム組成物を温度１１５℃に加熱した金型内に注入した。材料注入後、温度１２０℃にて５分間加熱成型し、室温まで冷却後、金型から脱型し、弾性ローラＮｏ．１を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜表面層の作製＞
　次に表面層の材料として、下記表２に記載の材料を混合した。その後、総固形分比３０質量％になるようにメチルエチルケトン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を加え、サンドミルにて均一に分散した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　得られた分散液に、メチルエチルケトンを加えて、固形分を２５質量％に調整した。次いで、ポリウレタン樹脂粒子（商品名：アートパールＣ４００、根上工業社製）を１５質量部加え、ボールミルで攪拌分散して、表面層形成用塗料Ｎｏ．１を得た。
　弾性ローラＮｏ．１を表面層形成用塗料Ｎｏ．１に浸漬して、弾性層の表面に表面層形成用塗料Ｎｏ．１の塗膜を形成した。該塗膜の膜厚は１５μｍであった。その後、該塗膜を、温度１３０℃にて６０分間焼成し、現像ローラＮｏ．１を作製した。
（実施例２～４）
　弾性ローラＮｏ．１の作製において、弾性層の形成用の材料を型内に注入し、弾性層を形成する際の加熱温度および加熱時間を下記表３に記載したように変更したこと以外は弾性ローラＮｏ．１と同様にして弾性ローラＮｏ．２～４を作製した。そして、弾性ローラＮｏ．２～４を用いたこと、および、表面層形成用塗料Ｎｏ．１の塗膜を焼成して表面層を形成する際の温度および焼成時間を下記表３に記載したように変更したこと以外は実施例１と同様にして現像ローラＮｏ．２～４を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（実施例５～６）
　弾性ローラＮｏ．１の作製において、表１中、一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するジメチルポリシロキサン（商品名：ＳＰ６０００Ｐ、Ｓｉ-Ｈ基当量１５．５ｍｍｏｌ／ｇ、ＫＣＣ社製）の配合量、弾性層の形成用の材料を型内に注入した後の加熱温度および加熱時間を下記表４に記載したように変更したこと以外は弾性ローラＮｏ．１と同様にして弾性ローラＮｏ．５～６を作製した。そして、弾性ローラＮｏ．５～６を用いたこと、および、表面層形成用塗料Ｎｏ．１の塗膜の焼成温度および焼成時間を下記表４に記載したように変更した以外は実施例１と同様にして現像ローラＮｏ．５～６を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（比較例１～２）
　弾性ローラＮｏ．１の弾性層を下記表５に示す温度および時間で加熱することによって弾性層の二次硬化を行い、弾性ローラＮｏ．Ｃ－１～Ｃ－２を得た。弾性ローラＮｏ．Ｃ－１～Ｃ－２を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１～２に係る現像ローラＮｏ．Ｃ－１～Ｃ－２を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
（比較例３）
　弾性ローラＮｏ．５の弾性層を、温度２００℃にて１２０分加熱することによって弾性層の二次硬化を行い、弾性ローラＮｏ．Ｃ－３を得た。弾性ローラＮｏ．Ｃ－３を用いた以外は実施例５と同様にして、比較例３に係る現像ローラＮｏ．Ｃ－３を得た。
（比較例４）
　弾性ローラＮｏ．１の作製において、表１中、一分子中にケイ素原子結合水素原子を２個以上有するジメチルポリシロキサン（商品名：ＳＰ６０００Ｐ、Ｓｉ-Ｈ基当量１５．５ｍｍｏｌ／ｇ、ＫＣＣ社製）の配合量を３．０質量部、弾性層の形成用の材料を型内に注入した後の加熱温度を１２０℃、加熱時間を３分間に変更したこと以外は、弾性ローラＮｏ．１と同様にして弾性ローラＮｏ．Ｃ－４を作製した。弾性ローラＮｏ．Ｃ－４を用いたこと、および、表面層形成用塗料Ｎｏ．１の塗膜の焼成温度を１３０℃、焼成時間を３０分間に変更した以外は実施例１と同様にして現像ローラＮｏ．Ｃ－４を作製した。
（比較例５）
　弾性ローラＮｏ．１の作製において、弾性層の形成用の材料を型内に注入した後の加熱温度を１６０℃、加熱時間を４５分間に変更したこと以外は、実施例１と同様にして現像ローラＮｏ．Ｃ－５を作製した。　
（比較例６）
　弾性層の作製として下記表６に示す材料をオープンロールで混練を行い十分混合分散させた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　得られた半導電性組成物と実施例１と同様にして得られた軸芯体とを押し出し成型にて外径１３．０ｍｍの成形体を得た後、温度１７０℃にて１５分一次加硫を行い、その後２００℃にて１２０分の二次加熱を実施し、研磨することで外径１１．５ｍｍの弾性層を有する弾性ローラＮｏ．Ｃ－６得た。
　弾性ローラＮｏ．１を弾性ローラＮｏ．Ｃ－６に変更した以外は実施例１と同様にして現像ローラＮｏ．Ｃ－６を得た。
〔評価１；α／βの算出〕
　実施例１～６に係る現像ローラＮｏ．１～６、および比較例１～６に係る現像ローラＮｏ．Ｃ－１～Ｃ－６について、弾性層をナイフで切り出し、先述した固体１Ｈ-ＮＭＲ測定にて弾性層中に残存するＳｉ-Ｈ基の量となるα及びＳｉ‐ＣＨ３基の量となるβを求めた。その結果を下記表９～１０に示す。
〔評価２；電気抵抗安定性評価〕
　実施例１～６に係る現像ローラＮｏ．１～６、および比較例１～６に係る現像ローラＮｏ．Ｃ－１～Ｃ－６について、温度２３℃、湿度５５％ＲＨの環境下に２４時間放置し、現像ローラの電気抵抗値（初期）を以下に示す測定方法により求めた。
　現像ローラの電気抵抗測定機の概略図を図４に示す。現像ローラ１の軸芯体２の両端部に、４.９Ｎの加重Ｆを印加し、現像ローラ１を外径３０ｍｍの金属ドラム５に押し当て、金属ドラム５のローラ回転数１ｒｐｓにて現像ローラ１を従動回転させながら、電源６により５０Ｖの電圧を現像ローラ１に印加した。このとき電圧計７に示される、内部抵抗８（１ｋΩ）にかかる電圧を３０秒間で３０００点記録し、その相加平均値を求める。得られた値よりオームの法則に則し現像ローラ１の電気抵抗値（初期）を求めた。
　次に現像ローラを温度４０℃、湿度９５％ＲＨの環境下に３０日間放置した。その後、現像ローラを温度２３℃、湿度５５％ＲＨの環境下に２４時間放置し、現像ローラの電気抵抗値（放置後）を上記と同様に測定した。現像ローラの電気抵抗値（放置後）を電気抵抗値（初期）で除して電気抵抗安定性を表７に記載の基準で判断した。この評価結果を表９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
〔評価３：画像安定性評価〕
　実施例１～６に係る現像ローラＮｏ．１～６、および比較例１～６に係る現像ローラＮｏ．Ｃ－１～Ｃ－６を、温度４０℃、湿度９５％ＲＨの環境下に３０日間放置した。その後、カラーレーザープリンタ（商品名：ＬＢＰ５０５０、キヤノン社製）用のプロセスカートリッジに装着し、当該プロセスカートリッジを上記カラーレーザープリンタに装填して電子写真画像を出力した。トナーとしては、上記カラーレーザープリンタのシアン用プロセスカートリッジに搭載されているシアントナーをそのまま使用した。
　評価手順は、温度３０℃、湿度８０％ＲＨの環境下にて、ベタ画像を１枚出力した。記録用紙にはＡ４サイズのキヤノン社製のカラーレーザーコピア用紙（坪量＝８１．４ｇ／ｍ２）を用いた。得られたベタ画像について、マクベス反射濃度計（マクベス社製）を用いて、ＳＰＩ補助フィルタ－を用い、画像１枚につき１０点測定（ベタ画像を左右に２等分割する排紙方向に平行な線を１１等分割する１０点測定）を行った。得られた１０点の画像濃度の最大濃度（ＭＡＸ）と最小濃度（ＭＩＮ）との濃度差（ＭＡＸ－ＭＩＮ）を算出して、画像濃度均一性を下記表８に記載の基準に従って評価した。この評価結果を表１０に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　表９～１０の結果から、本発明の実施例１～６の現像ローラは、高温高湿環境、例えば温度４０℃／湿度９５％ＲＨといった環境下に長時間暴露しても、現像ローラの電気抵抗変動を効果的に抑制することが達成できている。また、高温高湿環境、例えば、温度４０℃／湿度９５％ＲＨといった環境下に長時間暴露した後の画像濃度安定性も高いレベルを達成している。
　この出願は２０１２年２月１７日に出願された日本国特許出願第２０１２－０３３０７８と２０１２年１０月１２日に出願された日本国特許出願第２０１２－２２７２１９からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。
１：現像ローラ
２：軸芯体
３：弾性層
４：表面層
５：金属ドラム
６：電源
７：電圧計
８：内部抵抗
２１：像担持体
２２：帯電部材
２３：露光光
２４：現像ローラ
２５：トナー供給ローラ
２６：現像ブレード
２７：中間転写ベルト
２８：一次転写部材
２９：二次転写部材
３０：クリーニング部材
３１：定着装置
３２：記録用紙の搬送ルート 

Claims (6)

  1. 　軸芯体と、該軸芯体の周囲に設けられた導電性の弾性層と、該弾性層の表面に設けられた表面層と、を有する現像部材であって、
    　該弾性層はジメチルシリコーンゴムとカーボンブラックとを含み、
    　該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合する水素原子の量αと、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合するメチル基の水素原子の量βとの関係が、２．５×１０－５≦α／β≦１．０×１０－４であることを特徴とする現像部材。
  2. 　前記ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合する水素原子の量αと、該ジメチルシリコーンゴムのケイ素原子に結合するメチル基の水素原子の量βとの関係が、３．０×１０－５≦α／β≦６．０×１０－５である請求項１に記載の現像部材。
  3. 　前記ジメチルシリコーンゴムが、
    　一分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を２個以上有する液状ジメチルポリシロキサンと、一分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するジメチルポリシロキサンとを含む液状シリコーンゴムを反応させたものである請求項１または２に記載の現像部材。
  4. 　前記表面層がウレタン樹脂を含む請求項１～３のいずれか一項に記載の現像部材。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の現像部材を具備し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  6. 　静電潜像を担持するための像担持体と、
    　該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、
    　一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、
    　該静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成するための現像装置と、
    　該トナー像を転写材に転写するための転写装置と、
    を有する電子写真画像形成装置であって、
    　該現像装置が、請求項１～４のいずれか一項に記載の現像部材を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
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