(57)【要約】【課題】高温高湿環境下におけるトナーの搬送力の向上させた現像ローラを提供する。【解決手段】基体と、該基体上の導電層と、を有する現像ローラであって、該現像ローラの外表面は、電気絶縁性の第１領域と、該第１領域に隣接している導電性の第２領域と、を含み、かつ、該現像ローラの外表面は、該第１領域に１本または複数本の溝を有することを特徴とする現像ローラ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、該基体上の導電層と、を有する現像ローラであって、
該現像ローラの外表面は、電気絶縁性の第１領域と、該第１領域に隣接している導電性の第２領域と、を含み、かつ、
該現像ローラの外表面は、該第１領域に１本または複数本の溝を有する、ことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記溝は、前記現像ローラの周方向に直交する方向に対して角度をもって交差する方向に延在している、請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記溝が、前記現像ローラの周方向に対して成す狭角が、０°以上４５°以下である、請求項２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記導電層の、前記基体と対向する側とは反対側の第１表面が、前記第２領域を構成している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記導電層が、電気絶縁性部を、前記導電層の、前記基体と対向する側とは反対側に露出するように保持してなり、該電気絶縁性部の露出部が、前記第１領域を構成している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記第１領域が、互いに独立した複数個のドメインから構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項７】
前記現像ローラの外表面に３００μｍ四方の正方形の領域を置いた場合に、該領域に含まれる前記ドメインの総数の５０個数％以上のドメインは、円相当径が３〜１５μｍである、請求項６に記載の現像ローラ。
【請求項８】
前記円相当径が３〜１５μｍであるドメインの少なくとも１個は、前記溝を複数本有する、請求項７に記載の現像ローラ。
【請求項９】
前記円相当径が３〜１５μｍであるドメインの少なくとも１個が、４本以上の溝を有する、請求項８に記載の現像ローラ。
【請求項１０】
前記溝のピッチの平均値が、０．５〜５．０μｍである、請求項８または９に記載の現像ローラ。
【請求項１１】
前記円相当径が３〜１５μｍであるドメインの各々が有する溝の深さの平均値が、０．５〜５．０μｍである、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項１２】
前記現像ローラの外表面に３００μｍ四方の正方形の領域を置いた場合に、該領域に含まれる前記ドメインの面積の割合が、１０％以上６０％以下である、請求項６〜１１のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項１３】
前記現像ローラの外表面を構成する前記第１領域の表面の電位をＶ0（Ｖ）に帯電させたときに、該表面の電位がＶ0×（１／ｅ）（Ｖ）まで減衰するのに要する時間として定義される電位減衰時定数が、６０．０秒以上である、請求項６〜１２のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項１４】
前記現像ローラの外表面を構成する前記第２領域の表面の電位をＶ0（Ｖ）に帯電させたときに、該表面の電位がＶ0×（１／ｅ）（Ｖ）まで減衰するのに要する時間として定義される電位減衰時定数が、６．０秒未満である、請求項６〜１３のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項１５】
前記導電層が２層以上の積層構造を有し、第１の導電層としての導電性弾性層上に、第２の導電層としての表層を構成する成分として、電気絶縁性の表面を有する前記第１領域と、導電性の表面を有する前記第２領域とを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項１６】
電子写真用画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている電子写真プロセスカートリッジであって、
現像手段を具備し、
該現像手段が、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の現像ローラを有する、ことを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項１７】
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画像を形成するための現像装置と、該トナー画像を転写材に転写するための転写装置と、を有する電子写真用画像形成装置であって、
該現像装置が、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の現像ローラを有する、ことを特徴とする電子写真用画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真用画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機や光プリンタの如き電子写真用画像形成装置の画像形成方法としては、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。このような画像形成方法において、現像装置は、以下のような電子写真用部材から構成されている。
（１）現像剤容器内に存在し、現像ローラにトナーを供給する現像剤供給ローラ。
（２）現像ローラ上にトナー層を形成し、現像ローラ上のトナーを一定量にする現像剤規制部材。
（３）トナーを収納する現像剤容器の開口を閉塞し、かつ、一部を容器外に露出させ、この露出部分が電子写真感光体（以下、「感光体」ともいう。）に対向するように配置され、感光体にトナーを現像する現像ローラ。
現像装置内では、これらの電子写真用部材が回転、摺擦することで画像形成を行っている。
【０００３】
近年、現像装置の小型化や省エネルギー化が進んでいる。現像装置の小型化に対しては、電子写真用部材の小型化、特にローラ部材の小径化が手段の一つとなる。また、現像装置の省エネルギー化に対しては、電子写真用のローラ部材の回転、摺擦時の低トルク化（部材の侵入量減、周速度差減）が手段の一つとなる。ところが、現像ローラおよび現像剤供給ローラなどのローラ部材の小径化や、部材の侵入量減、周速度差減による回転時の低トルク化を行うと、現像ローラの外表面上に形成されるトナー層の量が不足し、均一な画像が得られ難いという課題があった。
【０００４】
特許文献１には、現像ローラのトナー搬送力を向上させるために、表面に電気抵抗値が高い誘電部を設け、帯電させた誘電部にトナーを電気的に吸着させてトナーを搬送することができる現像ローラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−８８３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１に係る現像ローラは、高温高湿環境下においてトナーの搬送力が不足する場合があった。
【０００７】
したがって、本発明の一態様は、高温高湿環境下におけるトナーの搬送力を向上させた現像ローラの提供に向けたものである。また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の安定した形成に資する電子写真プロセスカートリッジの提供に向けたものである。また、本発明のさらに他の態様は、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真用画像形成装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、基体と、該基体上の導電層と、を有する現像ローラであって、該現像ローラの外表面は、電気絶縁性の第１領域と、該第１領域に隣接している導電性の第２領域と、を含み、かつ、該現像ローラの外表面は、該第１領域に１本または複数本の溝を有する現像ローラが提供される。
【０００９】
また本発明の他の態様によれば、電子写真用画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている電子写真プロセスカートリッジであって、現像手段を具備し、該現像手段が、上記の現像ローラを有する電子写真プロセスカートリッジが提供される。
【００１０】
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画像を形成するための現像装置と、該トナー画像を転写材に転写するための転写装置と、を有する電子写真用画像形成装置であって、該現像装置が、上記の現像ローラを有する電子写真用画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、高温高湿環境下におけるトナーの搬送力を向上させた現像ローラが得られる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像の安定した形成に資する電子写真プロセスカートリッジが得られる。また、本発明のさらに他の態様によれば、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真用画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一態様に係る現像ローラを示す概略断面図である。
【図２】本発明の一態様に係る現像ローラを示す概略断面図である。
【図３】本発明の一態様に係る現像ローラを示す別の概略断面図である。
【図４】本発明の一態様に係る電子写真プロセスカートリッジを示す概略構成図である。
【図５】本発明の一態様に係る電子写真用画像形成装置を示す概略構成図である。
【図６】本発明に用いられる研磨装置の一例を示す概略正面図および概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜現像ローラ＞
本発明の一態様に係る現像ローラは、基体と、該基体上の導電層と、を有している。現像ローラの外表面は、電気絶縁性の第１領域と、該第１領域に隣接している導電性の第２領域と、を含み、かつ、現像ローラの外表面は、該第１領域に１本または複数本の溝を有する。
【００１４】
特許文献１に記載されている、電気絶縁性の領域と導電性の領域とを外表面に有する現像ローラは、電気絶縁性の領域が帯電することにより、該電気絶縁性の領域と隣接する導電性の領域との間に電界が生じ、グラディエント力によってトナーが現像ローラの表面に吸着される。そのため、安定した量のトナーを現像領域に確実に搬送し得る。しかしながら、本発明者らの検討によれば、高温高湿環境下においては、トナーの搬送力が低下する場合があることを見出した。その理由としては、高温高湿環境下においては、電気絶縁性の領域の電気抵抗が低下し、その結果、電気絶縁性の領域が帯電しにくくなり、十分なグラディエント力を発生させることが困難となるためであると考えられる。特に、省スペース化のために現像剤供給ローラを廃した場合、現像ローラ自身でトナーを吸着することによりトナー供給を行う必要がある。そのため、グラディエント力が低下した現像ローラは、その外表面に十分な量のトナーを担持することができず、その結果、画像濃度が低下することがある。
【００１５】
上記課題に対して、本発明者らが検討した結果、第１領域に１本または複数本の溝を設けることで、高温高湿環境下における、第１領域の近傍に引き付け得る現像剤量の低下を抑制し得ることを見出した。
【００１６】
溝を有する第１領域が、より多くの現像剤を引き付けることができる理由としては、第１領域の表面に溝が存在することによって、いわゆるエッジ効果により、凸部に電気力線が集中することになり、当該第１領域と、隣接する第２領域との間で、電界を密に形成することができ、その結果として、グラディエント力を高めることができるためであると考えられる。
【００１７】
また、電気絶縁性の第１領域の溝は、現像ローラの周方向に直交する方向に対して、角度を持って交差する方向に延在していることが好ましい。さらに、電気絶縁性の第１領域の溝が現像ローラの周方向に対して成す狭角が、０°以上４５°以下であることがより好ましい。このような構成であると、グラディエント力（トナーを捕捉する力）の分布が形成され、誘電部と導電部の界面でのトナーの流れを安定的に形成することができる。その結果、現像ローラ表面へのトナー融着を抑制することができ、耐久性を有し、かつ安定したコート状態を維持することができる。
【００１８】
電気絶縁性の第１領域は、絶縁性の粒子を、導電層内に有する現像ローラの表面に所定の研磨を行い露出させることにより形成される。研磨によって露出する絶縁性の粒子の研磨面が電気絶縁性の第１領域を構成し、その周囲が導電性の第２領域を構成する。このような手法で得られる現像ローラにおいて、電気絶縁性の第１領域は略円形状となる。
【００１９】
また、電気絶縁性の第１領域は、互いに独立した複数個のドメインから構成されていることが好ましい。このような構成にすることで、電界が効率的に発生し、十分な量のトナーを搬送させ得るグラディエント力を発生させることができる。
【００２０】
現像ローラの外表面に３００μｍ四方の正方形の領域を置いた場合に、該領域に含まれる前記ドメインの総数の５０個数％以上のドメインは、円相当径が３〜１５μｍであることが好ましい。該円相当径が上記範囲内であれば、電界が効率的に発生し、十分な量のトナーを搬送させ得るグラディエント力を発生させることができる。
【００２１】
また、現像ローラの外表面に３００μｍ四方の正方形の領域を置いた場合に、該領域に含まれる、円相当径が３〜１５μｍであるドメインの少なくとも１個は、前記溝を複数本有することが好ましく、４本以上の溝を有することがより好ましい。溝の本数が多くなるにつれ、エッジ効果により凸部に電界が集中するため、さらに電界が密に形成される。その結果、グラディエント力が高まり、トナーの搬送性がより向上する。
【００２２】
さらに、これらの溝のピッチの平均値は、０．５〜５．０μｍであることが好ましい。溝のピッチの平均値が上記範囲内であれば、エッジ効果が十分に発現し、グラディエント力が高まる。
【００２３】
現像ローラの外表面に３００μｍ四方の正方形の領域を置いた場合に、該領域に含まれる、円相当径が３〜１５μｍであるドメインの各々が有する溝の深さの平均値は、０．５〜５．０μｍであることが好ましい。該溝の深さが上記範囲内であれば、エッジ効果が十分に発現し、グラディエント力が高まる。
【００２４】
現像ローラの外表面に３００μｍ四方の正方形の領域を置いた場合に、該領域に含まれる前記ドメインの面積の割合は、１０％以上６０％以下であることが好ましい。該ドメインの面積の割合が上記範囲内であれば、電界が効率的に発生し、十分な量のトナーを搬送させ得るグラディエント力を発生させることができる。
【００２５】
現像ローラの外表面を構成する前記電気絶縁性の第１領域の表面の電位をＶ0（Ｖ）に帯電させたときに、該表面の電位がＶ0×（１／ｅ）（Ｖ）まで減衰するのに要する時間として定義される電位減衰時定数が、６０．０秒以上であることが好ましい。この範囲であると、電気絶縁性の第１領域の帯電が速やかに行われ、かつ、帯電による電位を保持しやすい。
【００２６】
現像ローラの外表面を構成する前記導電性の第２領域の表面の電位をＶ0（Ｖ）に帯電させたときに、該表面の電位がＶ0×（１／ｅ）（Ｖ）まで減衰するのに要する時間として定義される電位減衰時定数が、６．０秒未満であることが好ましい。この範囲であると、導電性の第２領域の帯電が抑制され、帯電した電気絶縁性の第１領域との間に電位差を生じさせやすく、グラディエント力を発現させやすい。
【００２７】
（基体）
基体は、導電性を有し、その上に設けられる導電層を支持する機能を有する。基体の材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケルの如き金属；これらの金属を含むステンレス鋼、ジュラルミン、真鍮および青銅の如き合金等を挙げることができる。基体の表面には、耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理を施すことができる。さらに、基体としては、樹脂製の基材の表面を金属で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。
【００２８】
（導電層）
導電層は、１層構造または２層以上の積層構造である。図１は、導電層が１層構造である現像ローラの一例を示す概略断面図である。導電層が１層構造である場合、基体２ａ上に、絶縁性の粒子が分散された導電層が形成される。そして、絶縁性の粒子の成分によって形成される電気絶縁性の第１領域４が１本または複数本の溝を有し、現像ローラの最表面に露出している。また、導電層を構成する成分によって形成される導電性の第２領域３が、電気絶縁性の第１領域４に隣接している。図３は、溝Ｘを有する電気絶縁性の第１領域４と、導電性の第２領域３とを有する現像ローラの一例を示す概略断面図である。
【００２９】
導電層は、樹脂またはゴム等の弾性材料を含有する。樹脂またはゴムとして、具体的には、例えば以下のものが挙げられる。ポリウレタン樹脂、ポリアミド、尿素樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ＮＢＲの水素化物、ウレタンゴム。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、これらのシロキサンの共重合体を挙げることができる。これらの樹脂またはゴムは、必要に応じて１種単独で、または２種以上を組合せて用いることができる。これらのうち、ポリウレタン樹脂は、トナーへの摩擦帯電性能に優れ、かつ柔軟性に優れるためにトナーとの接触機会を得られやすく、かつ耐摩耗性を有するため好ましい。なお、樹脂またはゴムの材質は、導電層を、フーリエ変換赤外可視分光光度計を用いて測定することにより同定することができる。
【００３０】
導電層は、導電性を担持させるために導電剤を含有する。導電剤としては、イオン導電剤やカーボンブラックの如き電子導電剤が挙げられる。導電層の導電性と導電層のトナーに対する帯電性能とを制御することができる点から、カーボンブラックが好ましい。導電層の体積抵抗率は、通常、１×１０3Ω・ｃｍ以上１×１０12Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
上記カーボンブラックとしては、具体的には、ケッチェンブラック（商品名、ライオン（株）製）、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等のゴム用カーボンブラックを挙げることができる。その他、酸化処理を施したカラーインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックの添加量は、樹脂またはゴム１００質量部に対し、５質量部以上５０質量部以下であることが好ましい。導電層中におけるカーボンブラックの含有量は、熱重量分析装置（ＴＧＡ）を用いて測定することができる。
【００３２】
上記カーボンブラックの他、使用可能な導電剤としては、以下のものを挙げることができる。天然グラファイト、人造グラファイトの如きグラファイト；銅、ニッケル、鉄、アルミニウムの如き金属粉；酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫の如き金属酸化物粉；ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレンの如き導電性高分子。これらは必要に応じて１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３３】
導電層形成用の材料は、電気絶縁性の第１領域を構成する材料として、絶縁性の粒子を含む。絶縁性の粒子としては、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、ポリオレフィン樹脂等の微粒子を用いることができる。絶縁性の粒子の体積平均粒径は、３μｍ以上、３０μｍ以下であることが好ましい。また、導電層中に含有される該粒子の量は、樹脂またはゴム１００質量部に対し、１質量部以上、７０質量部であることが好ましい。電気絶縁性の第１領域における体積抵抗率は、１．０×１０13Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。
【００３４】
導電層には、その他、上記樹脂もしくはゴム、および導電剤の機能を阻害しない範囲で、荷電制御剤、潤滑剤、充填剤、酸化防止剤、老化防止剤等を含有させることができる。
【００３５】
導電層の厚さは、１μｍ以上、５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、導電層が２層以上の積層構造である場合、上記厚さは、導電層全体の厚さを表す。導電層の厚さは、断面を光学顕微鏡で観察・測定することにより求めることができる。
【００３６】
基体上に導電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。型成形法では、例えば、まず、円筒状の金型の両端に、金型内に基体を保持するための駒を固定し、駒に注入口を形成する。次いで、金型内に基体を配置し、導電層用の材料を注入口より注入した後、その材料が硬化する温度で金型を加熱し、脱型することができる。押出成形法では、例えば、クロスヘッド型押出機を用いて基体と導電層用の材料を共に押し出して、その材料を硬化して、基体の周囲に導電層を形成することができる。
【００３７】
こうして得られた導電層形成用の材料の層の表面に、所定の研磨を施すことで、当該層中の絶縁性の粒子の少なくとも一部を現像ローラの外表面に露出させ、また、当該粒子の現像ローラ外表面への露出部に溝を付与する。これにより、現像ローラの外表面に、１本または複数本の溝を有する、電気絶縁性の第１領域を形成することができる。導電層形成用の材料の層の表面を研磨する方法としては、例えば、研磨フィルムあるいはサンドペーパーの如き研磨材で表面を磨く方法が挙げられる。研磨材に使用される研磨用微粉の粒度（番手）は、＃４００（日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ６００１−２：２０１７）以上、＃５０００以下であることが好ましい。溝を精密に形成するためには、センタレス研磨の如き研磨手段が好適に用いられる。さらに溝を精密に形成する方法として、例えば、レーザー加工によって凹凸を精密に作製した研磨板を用いて導電層の表面を研磨する方法が挙げられる。この方法によれば、電気絶縁性部に精密な溝を形成することが可能である。
【００３８】
上記の研磨フィルムまたはサンドペーパーを使う際は、ワークに対する押し圧、ワーク回転数、フィルムの下降速度によって溝の形状を制御することが可能である。ワークに対する押し圧は、例えば０．１Ｎ〜５０Ｎとすることができる。また、ワーク回転数は、例えば３ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍとすることができる。フィルムの下降速度は、例えば５ｍｍ／ｓｅｃ〜５０ｍｍ／ｓｅｃとすることができる。電気絶縁性の第１領域に精密な溝を付与するためには、導電性の第２領域よりも電気絶縁性の第１領域の方が硬いこと、つまり、絶縁性の粒子の方が硬いことが好ましい。電気絶縁性の第１領域と導電性の第２領域との間に硬度差があると、表面を研磨した場合に硬い方がより削れるため、電気絶縁性の第１領域への溝の形成を安定的に行うことができる。なお、研磨工程は、必要に応じて、繰り返し行ってもよい。
【００３９】
本態様に係る現像ローラは、導電層の、基体と対向する側とは反対側の第１表面が、導電性の第２領域を構成していること、つまり、基体と対向する側に電気絶縁性の第１領域が寄っており、基体部分に接する状態で電気絶縁性の第１領域が存在しないことが好ましい。基体側全面に導電性の第２領域が存在することで、現像ローラ表面にたまった電荷を適切に流すことができ、画質悪化の一要因となりやすい不必要な電荷の保持が解消される。そのため、本態様に係る現像ローラは、長期に亘る使用にも優れる。
【００４０】
このように、本態様に係る現像ローラを、導電層の表面を研磨することによって得る場合、導電層が、電気絶縁性部を、前記導電層の、前記基体と対向する側とは反対側に露出するように保持してなり、該電気絶縁性部の露出部が、前記第１領域を構成していること、つまり、導電層内部に電気絶縁性の第１領域を構成する電気絶縁性部が存在し、該電気絶縁性部の最表面が、導電性の第２領域の最表面と同じ高さとなること（面一）が好ましい。導電層が面一状態であると、形成される電界が安定し、グラディエント力をより効果的に発現させることができる。
【００４１】
なお、本発明において、導電層内部に電気絶縁性部が存在し、該電気絶縁性部の最表面が、導電層最表面と同じ高さである場合、「面一」状態と称し、該電気絶縁性部の最表面が導電層最表面に対して、高さを有している場合、「突出」状態と称する。
【００４２】
（第１領域および第２領域の確認）
本発明において、第１領域および第２領域が存在することは、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡などを用いて、現像ローラ外表面に２つ以上の領域が存在することを観察することで確認することができる。さらに、該第１領域が電気絶縁性であること、および、該第２領域が導電性であることは、該第１領域および第２領域を含む現像ローラの外表面を帯電させた後、その残留電位分布を測定することによって確認することができる。
該残留電位分布は、例えば、コロナ放電装置などの帯電装置を用いて現像ローラ外表面を十分に帯電させた後、帯電させた現像ローラ外表面の残留電位分布を静電気力顕微鏡（ＥＦＭ）や表面電位顕微鏡（ＫＦＭ）などを用いて測定することで確認することができる。
【００４３】
また、該第１領域を構成する電気絶縁性部の電気絶縁性や、該第２領域を構成する導電性部の導電性は、体積抵抗率に加え、電位減衰時定数によっても評価することができる。電位減衰時定数とは、残留電位が初期値の１／ｅまで減衰するのにかかる時間であり、帯電した電位の保持のしやすさの指標となる。ここで、ｅは自然対数の底である。電気絶縁性の第１領域の電位減衰時定数が６０．０秒以上であると、電気絶縁性の第１領域の帯電が速やかに行われ、かつ、帯電による電位を保持しやすいため好ましい。また、導電性の第２領域の電位減衰時定数が６．０秒以下であると、導電性の第２領域の帯電が抑制され、帯電した電気絶縁性の第１領域との間に電位差を生じさせやすく、グラディエント力を発現させやすいため好ましい。なお、本発明における電位減衰時定数の測定において、下記測定方法における測定開始の時点で残留電位が略０Ｖとなっていた場合、すなわち、測定開始の時点で電位が減衰しきっていた場合には、その測定点の電位減衰時定数は６．０秒未満であったとみなす。該電位減衰時定数は、例えば、コロナ放電装置などの帯電装置を用いて現像ローラ外表面を十分に帯電させた後、帯電させた現像ローラ外表面の第１領域および第２領域の残留電位の時間推移を、静電気力顕微鏡（ＥＦＭ）を用いて測定することで求めることができる。
【００４４】
本態様に係る現像ローラは、非磁性一成分接触現像系プロセスで用いられる場合、導電層が２層以上の積層構造を有することが好ましい。すなわち、第１の導電層としての導電性弾性層上に、第２の導電層としての表層を構成する成分として、電気絶縁性の表面を有する第１領域と、導電性の表面を有する第２領域とを含む現像ローラであることが好ましい。
【００４５】
導電層が２層構造を有する例としては、図２に示すように、基体２ａの周面上に設けた第１の導電層としての導電性弾性層２ｂの最表面上に、第２の導電層（表層）として、上記本態様に係る導電層を設ける構成が好ましい。樹脂またはゴムに導電剤を添加することにより、導電化した樹脂またはゴムが導電性の第２領域３となる。また、樹脂またはゴムに絶縁性の粒子を添加し研磨することで、導電化した樹脂またはゴム上に絶縁性の領域、すなわち、電気絶縁性の第１領域４が形成される。このようにして、電気絶縁性の第１領域４と導電性の第２領域３とを含む導電層を最表面に有する本態様に係る現像ローラを得ることができる。
【００４６】
導電層が２層以上の積層構造を有する現像ローラにおいては、最表面に露出する電気絶縁性の第１領域の個々の大きさが同程度になり、トナーの搬送力を現像ローラ一面で均一にすることができるため好ましい。導電層が２層以上の積層構造を有する現像ローラにおいて、表層の厚みは３μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。表層の厚みが上記範囲内であれば、絶縁性の粒子が導電層内に安定して存在することが可能となり、上記効果をより発現させることができる。この効果は、絶縁性の粒子によって電気絶縁性の第１領域が形成される場合に、より効果的に発現する。導電層が２層以上の積層構造を有する場合における表層の表面の研磨方法としては、導電層が１層構造である現像ローラを得る場合と同様の手法を用いることが可能である。
【００４７】
導電層が２層以上の積層構造である場合、最表面となる表層については、上記１層構造である導電層を好適に用いることができる。また、導電層が２層以上の積層構造である場合、最表面から基体側の層、すなわち導電性弾性層についても、上記１層構造である導電層を好適に用いることができる。ただし、導電性弾性層中への絶縁性の粒子の添加は必須ではない。
【００４８】
本態様に係る電気絶縁性の第１領域は、導電層が１層構造である場合と２層以上の積層構造である場合のいずれにおいても、絶縁性の粒子を導電層内に有する現像ローラの表面に所定の研磨を行い、該粒子を露出させることにより形成される。研磨によって溝を有して露出する絶縁性の粒子の研磨面が電気絶縁性の第１領域を構成し、その周囲が導電性の第２領域となる。したがって、個々の絶縁性の粒子の研磨面が略円形状として露出し、導電性の第２領域が境界域として互いに独立したドメイン構成となる。
【００４９】
以下に、各パラメータの測定方法を説明する。なお、以下の説明において、「絶縁性ドメイン」とは、電気絶縁性の第１領域を、絶縁性の粒子を導電層内に有する現像ローラの表面を研磨することによって得た場合の、該「電気絶縁性の第１領域」を指す。
【００５０】
〔電気絶縁性の第１領域に形成される溝が成す狭角の算出方法〕
本発明において、現像ローラの周方向に対して、電気絶縁性の第１領域に形成される溝が成す狭角は以下のように測定される。
レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−８７００、キーエンス製）に、拡大倍率２０倍の対物レンズを設置して、現像ローラの表面を観察する。次に、得られた観察像の傾き補正を行う。傾き補正は二次曲面補正モードで行う。補正した画像の中央において、一辺３００μｍの正方形の領域内における１つの溝を選び、その溝の始点および終点で結ぶ線と現像ローラの周方向で成す角度を算出する。領域内に存在するすべての溝について、この操作を行い、得られた角度の相加平均値を、電気絶縁性の第１領域に形成される溝が成す狭角とする。
【００５１】
〔絶縁性ドメインの円相当径測定方法と円相当径が３〜１５μｍである絶縁性ドメインの個数％の算出方法〕
本発明において、絶縁性ドメインの円相当径は以下のように測定される。
レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−８７００、キーエンス製）に、拡大倍率２０倍の対物レンズを設置して、現像ローラの表面を観察する。次に、得られた観察像の傾き補正を行う。傾き補正は二次曲面補正モードで行う。補正した画像の中央において、一辺３００μｍの正方形の領域内における絶縁性ドメインの個数のカウントおよび絶縁性ドメイン個々の露出面積を測定する。測定は、ＩｍａｇｅＪ等の画像処理ソフトを用いて行う。測定した個々の露出面積から円相当径への換算を行う。得られたデータから、円相当径が３〜１５μｍである絶縁性ドメインの個数％を算出する。その際、一辺３００μｍの正方形の領域内において、該領域内に完全に含まれる絶縁性ドメインの全部を測定対象とし、該領域内に完全に含まれない絶縁性ドメインは測定対象としない。
【００５２】
〔絶縁性ドメインの面積割合の測定方法〕
本発明において、絶縁性ドメインの面積割合は以下のように測定される。
レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−８７００、キーエンス製）に、拡大倍率２０倍の対物レンズを設置して、現像ローラの表面を観察する。次に、得られた観察像の傾き補正を行う。傾き補正は二次曲面補正モードで行う。補正した画像の中央において、一辺３００μｍの正方形の領域内における絶縁性ドメイン個々の露出面積を測定する。測定は、ＩｍａｇｅＪ等の画像処理ソフトを用いて行う。測定した個々の露出面積を足し合わせ、絶縁性ドメインの面積割合を算出する。その際、一辺３００μｍの正方形の領域内において、該領域内に完全に含まれる絶縁性ドメインの全部を測定対象とし、該領域内に完全に含まれない絶縁性ドメインは測定対象としない。
【００５３】
〔絶縁性ドメインの溝の数の測定方法〕
本発明において、絶縁性ドメインの溝の数は以下のように測定される。
レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−８７００、キーエンス製）に、拡大倍率２０倍の対物レンズを設置して、現像ローラの表面を観察する。次に、得られた観察像の傾き補正を行う。傾き補正は二次曲面補正モードで行う。補正した画像の中央において、一辺３００μｍの正方形の領域内における絶縁性ドメインのうち、円相当径が３〜１５μｍの絶縁性ドメインを選ぶ。１つの絶縁性ドメインのうち、最もドメイン幅が広い部分でプロファイル測定を行う。プロファイル測定を行った範囲の中で最も高い部分を基準として、その基準からの凹みが０．２μｍ以上である凹みを溝とし、その数を数える。その数値を、その絶縁性ドメインの溝の数とする。この操作を、観察像内の円相当径が３〜１５μｍの絶縁性ドメインすべてについて行う。なお、本発明の実施例中の「溝の数」は、円相当径が３〜１５μｍである絶縁性ドメインのうち、溝の最も少ない絶縁性ドメインの溝の数を示す。
【００５４】
〔絶縁性ドメインの溝の深さの測定方法〕
本発明において、絶縁性ドメインの溝の深さは以下のように測定される。
レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−８７００、キーエンス製）に、拡大倍率２０倍の対物レンズを設置して、現像ローラの表面を観察する。次に、得られた観察像の傾き補正を行う。傾き補正は二次曲面補正モードで行う。補正した画像の中央において、一辺３００μｍの正方形の領域内における絶縁性ドメインのうち、円相当径が３〜１５μｍの絶縁性ドメインを選ぶ。１つの絶縁性ドメインのうち、最もドメイン幅が広い部分でプロファイル測定を行う。プロファイル測定を行った範囲の中で最も高い部分を基準として、その基準からの凹みが０．２μｍ以上である凹みを溝とし、それぞれの凹み量を溝の深さとする。この操作を、観察像内の円相当径が３〜１５μｍの絶縁性ドメインすべてについて行う。得られたすべての溝の深さの相加平均値を、その絶縁性ドメインの溝の深さとする。
【００５５】
〔絶縁性ドメインの溝のピッチの測定方法〕
本発明において、絶縁性ドメインの溝のピッチは以下のように測定される。
レーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−８７００、キーエンス製）に、拡大倍率２０倍の対物レンズを設置して、現像ローラの表面を観察する。次に、得られた観察像の傾き補正を行う。傾き補正は二次曲面補正モードで行う。補正した画像の中央において、一辺３００μｍの正方形の領域内における絶縁性ドメインのうち、円相当径が３〜１５μｍの絶縁性ドメインを選ぶ。１つの絶縁性ドメインのうち、最もドメイン幅が広い部分でプロファイル測定を行う。プロファイル測定を行った範囲の中で最も高い部分を基準として、その基準からの凹みが０．２μｍ以上である凹みを溝とする。それぞれの溝で最も凹んだ部分間の距離を溝のピッチとする。この操作を、観察像内の円相当径が３〜１５μｍの絶縁性ドメインすべてについて行う。得られたすべての溝のピッチの相加平均値を、その絶縁性ドメインの溝のピッチとする。
【００５６】
〔現像ローラ外表面の観察〕
本発明における現像ローラ外表面の観察方法の一例を示す。
まず、現像ローラ外表面を、光学顕微鏡（商品名：ＶＨＸ５０００、キーエンス製）を用いて観察し、該外表面に２つ以上の領域が存在することを確認する。次いで、クライオミクロトーム（商品名：ＵＣ−６、ライカマイクロシステムズ社製）を用いて、現像ローラから該現像ローラの外表面を含む薄片を切り出す。該薄片は、温度−１５０℃で、現像ローラ外表面の大きさ５０μｍ×５０μｍ、導電層外表面を基準とした厚さ１μｍ、該現像ローラ外表面上の２つ以上の領域を含むように切り出す。次いで、切り出した薄片上の現像ローラ外表面を、該光学顕微鏡を用いて観察する。
【００５７】
〔残留電位分布の測定〕
本発明における残留電位分布の測定方法の一例を示す。
残留電位分布は、前記薄片上の現像ローラ外表面をコロナ放電装置によってコロナ帯電させ、その外表面の残留電位を、該薄片を走査させながら表面電位顕微鏡（商品名：ＭＦＰ−３Ｄ−Ｏｒｉｇｉｎ、オックスフォード・インストゥルメンツ社製）によって測定することによって得る。
まず、該薄片を、該現像ローラ外表面を含む面が上面となるように平滑なシリコンウエハ上に載せ、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下に２４時間放置する。
続いて、同環境内において該薄片を載せたシリコンウエハを高精度ＸＹステージ上に設置する。コロナ放電装置は、ワイヤとグリッド電極間の距離が８ｍｍのものを用いる。該コロナ放電装置を、該グリッド電極と該シリコンウエハ表面との距離が２ｍｍ、となる位置に配置する。次いで、該シリコンウエハを接地し、該ワイヤに−５ｋＶ、該グリッド電極に−０．５ｋＶの電圧を、外部電源を用いて印加する。印加開始後に、該高精度ＸＹステージを用いて、該薄片がコロナ放電装置直下を通過するように、シリコンウエハ表面と平行に速度２０ｍｍ／秒で走査させることで、該薄片上の現像ローラ外表面をコロナ帯電させる。
続いて、該薄片上の現像ローラ外表面を含む面が測定面となる向きに、該薄片を該表面電位顕微鏡にセットし、残留電位分布を測定する。測定条件を以下に示す。
【００５８】
測定環境：温度２３℃、相対湿度５０％
薄片がコロナ放電装置直下を通過してから測定を開始するまでの時間：２０分
カンチレバー：オリンパス社製、商品名：ＯＭＣＬ−ＡＣ２５０ＴＭ
測定面とカンチレバー先端とのギャップ：５０ｎｍ
測定範囲：５０μｍ×５０μｍ
測定間隔：２００ｎｍ×２００ｎｍ（５０μｍ／２５６）
【００５９】
前記測定で得られた残留電位分布から、該薄片上に存在する２つ以上の領域の残留電位の有無を確認することで、各領域が電気絶縁性の第１領域であるか、導電性の第２領域であるかを確認する。具体的には、前記２つ以上の領域のうち、残留電位の絶対値が１Ｖ未満の箇所を含む領域を第２領域とし、該第２領域の残留電位の絶対値に対して、残留電位の絶対値が１Ｖ以上大きい箇所を含む領域を第１領域とし、その存在を確認する。
【００６０】
なお、前記残留電位分布の測定方法は一例であり、電気絶縁性部や導電層のサイズ・間隔・時定数などに応じて、該２つ以上の領域の残留電位の有無の確認に適した装置、条件に変更してもよい。
【００６１】
〔電位減衰時定数の測定〕
本発明における電位減衰時定数の測定方法の一例を示す。
電位減衰時定数は、現像ローラの外表面をコロナ放電装置によってコロナ帯電させ、その外表面に存在する電気絶縁性部上または導電性部上の残留電位の時間推移を静電気力顕微鏡（商品名：ＭＯＤＥＬ  １１００ＴＮ、トレック・ジャパン社製）によって測定し、下記式（１）にフィッティングすることで求める。ここで、電気絶縁性部の測定点は、前記残留電位分布の測定で確認した該第１領域のうち、残留電位の絶対値が最も大きかった点とする。また、導電性部の測定点は、前記残留電位の測定で確認した該第２領域のうち、残留電位が略０Ｖとなった点とする。
【００６２】
まず、前記残留電位分布の測定に用いた薄片を、現像ローラ外表面を含む面が上面となるように平滑なシリコンウエハ上に載せ、室温２３℃、相対湿度５０％の環境下に２４時間放置する。
続いて、同環境内において、該薄片を載せたシリコンウエハを該静電気力顕微鏡に組み込んだ高精度ＸＹステージ上に設置する。コロナ放電装置は、ワイヤとグリッド電極間の距離が８ｍｍのものを用いる。該コロナ放電装置を、該グリッド電極と該シリコンウエハ表面との距離が２ｍｍ、となる位置に配置する。次いで、該シリコンウエハを接地し、該ワイヤに−５ｋＶ、該グリッド電極に−０．５ｋＶの電圧を、外部電源を用いて印加する。印加開始後に、該高精度ＸＹステージを用い、該薄片がコロナ放電装置直下を通過するように、シリコンウエハ表面と平行に速度２０ｍｍ／秒で走査させることで、該薄片をコロナ帯電させる。
続いて、該高精度ＸＹステージを用いて、電気絶縁性部または導電性部の測定点を静電気力顕微鏡のカンチレバー直下へ移動させ、残留電位の時間推移を測定する。測定には静電気力顕微鏡を用いた。測定条件を以下に示す。
【００６３】
測定環境：温度２３℃、相対湿度５０％
測定箇所がコロナ放電装置直下を通過してから測定を開始するまでの時間：１５秒
カンチレバー：Ｍｏｄｅｌ  １１００ＴＮ用カンチレバー（商品名：Ｍｏｄｅｌ  １１００ＴＮＣ−Ｎ、トレック・ジャパン社製）
測定面とカンチレバー先端とのギャップ：１０μｍ
測定周波数：６．２５Ｈｚ
測定時間：１０００秒
【００６４】
前記測定で得られた残留電位の時間推移から、下記式（１）に最小二乗法でフィッティングすることによって、電位減衰時定数τを求めた。
Ｖ0＝Ｖ（ｔ）×ｅｘｐ（−ｔ／τ）                          …（１）
ｔ：測定箇所がコロナ放電装置直下を通過してからの経過時間（秒）
Ｖ0：初期電位（ｔ＝０秒のときの電位）（Ｖ）
Ｖ（ｔ）：測定箇所がコロナ放電装置直下を通過してからｔ秒後の残留電位（Ｖ）
τ：電位減衰時定数（秒）
【００６５】
現像ローラ外表面の長手方向３点×周方向３点の計９点において、電位減衰時定数τの測定を行い、その平均値を本発明に係る電気絶縁性部または導電性部の電位減衰時定数とする。なお、導電性部の測定において、測定開始の時点、すなわち、コロナ帯電してから１５秒後の時点で残留電位が略０Ｖとなっていた点を含む場合、その電位減衰時定数は、残りの測定点の電位減衰時定数の平均値未満、とする。また、全ての測定点の測定開始時の電位が略０Ｖであった場合、その電位減衰時定数は測定下限未満、とする。
【００６６】
＜電子写真プロセスカートリッジ＞
本態様に係る電子写真プロセスカートリッジは、電子写真用画像形成装置の本体に着脱可能に構成され、少なくとも現像手段を具備する。そして、該現像手段が、本態様に係る現像ローラを有する。本態様に係る電子写真プロセスカートリッジの一例を図４に示す。図４に示す電子写真プロセスカートリッジは、現像ローラ１と現像剤量規制部材８とを備える現像装置９、感光体５、帯電装置１１、およびクリーニング装置１２を有し、これらが一体化されて電子写真用画像形成装置の本体に着脱可能に設けられている。現像装置９としては、後述する電子写真用画像形成装置における画像形成ユニットに設けられる現像装置と同様のものを挙げることができる。本発明の電子写真プロセスカートリッジは、感光体５上のトナー像を記録材に転写する転写部材などを、上記部材と共に一体的に設けたものであってもよい。
【００６７】
＜電子写真用画像形成装置＞
本態様に係る電子写真用画像形成装置は、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画像を形成するための現像装置と、該トナー画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用画像形成装置であって、該現像装置が、本態様に係る現像ローラを有している。本態様に係る電子写真用画像形成装置の一例を図５に示す。図５に示す電子写真用画像形成装置において、イエロートナー、マゼンダトナー、シアントナー、ブラックトナーの各色トナーに、画像形成ユニットａ〜ｄが設けられる。各画像形成ユニットａ〜ｄには、それぞれ矢印方向に回転する像担持体としての感光体５が設けられる。各感光体５の周囲には、感光体５を一様に帯電するための帯電装置１１、一様に帯電処理した感光体５にレーザー光１０を照射して静電潜像を形成する不図示の露光装置、静電潜像を形成した感光体５にトナーを供給し、静電潜像を現像する現像装置９が設けられる。
【００６８】
一方、給紙ローラ２３により供給される紙等の記録材２２を搬送する転写搬送ベルト２０が、駆動ローラ１６、従動ローラ２１、テンションローラ１９に懸架されて設けられる。転写搬送ベルト２０には、吸着ローラ２４を介して吸着バイアス電源２５の電荷が印加され、記録材２２を転写搬送ベルトの表面に静電気的に付着させて搬送するようになっている。また、各画像形成ユニットａ〜ｄの感光体５上のトナー像を、転写搬送ベルト２０によって搬送される記録材２２に転写するための電荷を印加する転写バイアス電源１８が設けられる。転写バイアスは、転写搬送ベルト２０の裏面に配置される転写装置としての転写ローラ１７を介して印加される。各画像形成ユニットａ〜ｄにおいて形成される各色のトナー像は、各画像形成ユニットａ〜ｄに同期して可動される転写搬送ベルト２０によって搬送される記録材２２上に、順次重畳して転写される。さらに、カラー電子写真用画像形成装置には、記録材２２上に重畳転写したトナー像を加熱などにより定着する定着装置１５、画像形成された記録材２２を装置外に排出する搬送装置（不図示）が設けられる。
【００６９】
一方、各画像形成ユニットには、各感光体５上に転写されずに残存する転写残トナーを除去し、表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置１２が設けられる。クリーニングされた感光体５は、画像形成可能状態とされて待機するようになっている。上記各画像形成ユニットに設けられる現像装置９には、一成分現像剤として非磁性現像剤（トナー）６を収容した現像剤容器と、現像剤容器の開口を閉塞するように、かつ、現像剤容器から露出した部分で感光体と対向するように現像ローラ１が設けられる。現像剤容器内には、現像ローラ１にトナーを供給すると同時に、使用されずに現像ローラ１上に残留するトナーを、現像後に掻き取るための現像剤供給ローラ７と、現像ローラ１上のトナーを薄膜状に形成すると共に、摩擦帯電する現像剤量規制部材８とが設けられている。これらは、それぞれ現像ローラ１に当接配置されており、現像ローラ１と現像剤供給ローラ８は、順方向に回転している。なお、現像剤量規制部材８および現像ローラ１には、それぞれ、ブレードバイアス電源１３および現像ローラバイアス電源１４から電圧が印加されている。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。
【００７１】
［実施例１］
（第１の導電層の形成）
基体として、外径６ｍｍ、長さ２７０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の軸芯体にプライマー（商品名：ＤＹ３５−０５１、東レダウコーニング社製）を塗布、焼付けしたものを用意した。この基体を金型内に配置し、以下に示す材料を混合した付加型シリコーンゴム組成物を、金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を加熱して、シリコーンゴムを温度１５０℃で１５分間加熱して硬化させ、脱型した後、さらに温度１８０℃で１時間加熱して硬化反応を完結させた。このようにして、基体の外周に厚さ３ｍｍの導電性弾性層（第１の導電層）を有する弾性ローラ１を製造した。
・液状シリコーンゴム材料（商品名：ＳＥ６７２４Ａ／Ｂ、東レ・ダウコーニング（株）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（株）製）２０質量部
・白金触媒０．１質量部
【００７２】
（第２の導電層の形成）
次に、弾性ローラ１の周面上に、以下のようにして、絶縁性の粒子を有する表層（第２の導電層）を設けた。まず、下記材料を秤量し、ＭＥＫを加えてよく分散させた混合物を、オーバーフロー型循環式塗布装置に入れた。
・ポリオール（商品名：Ｎ５１２０、東ソー（株）製）８４質量部
・イソシアネート（商品名：Ｌ−５５Ｅ、東ソー（株）製）１６質量部
・カーボンブラック（商品名：ＭＡ１００、三菱ケミカル（株）製）２０質量部
・平均粒径１５μｍのアクリル樹脂粒子である絶縁性粒子１（商品名：ＭＸ−１５００、綜研化学（株）製）３０質量部
【００７３】
次いで、上記塗布装置に弾性ローラ１を浸漬し、引き上げた後に、４０分間風乾した。その後、温度１５０℃で４時間加熱することにより、弾性ローラ１上に、表面に絶縁性の粒子に由来する凸部を有する厚さ２０μｍの表層を設けた導電性弾性ローラ１を得た。
【００７４】
次に、この導電性弾性ローラ１の両端部をクランプし、５００ｒｐｍの回転数で回転させた。この状態で、縦５ｃｍ×横２５ｃｍのサイズに調整した、粒度９μｍ（＃２０００相当）の酸化アルミナの研磨フィルム（商品名：ラッピングフィルムシートＡ３−９ＳＨＴ、３Ｍ社製）を、導電性弾性ローラ１に対して１０Ｎの押し圧で当て、導電性弾性ローラ１の上部から下部にかけて研磨フィルムを３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で下降させる方式で研磨を行った。この研磨工程を２０回繰り返し、表２に示すような溝を有する電気絶縁性の第１領域が露出した現像ローラＮｏ．１を得た。
【００７５】
なお、電気絶縁性の第１領域に形成される溝が成す狭角（°）、円相当径が３〜１５μｍである絶縁性ドメインの個数％、絶縁性ドメインの溝の数、絶縁性ドメインの溝のピッチ（μｍ）、絶縁性ドメインの溝の深さ（μｍ）、絶縁性ドメインの面積割合（％）および電位減衰時定数（秒）については、上述した方法により測定した。
【００７６】
図６に、本発明に好適に用いられる研磨装置の一例を示す。図６（ａ）は研磨装置を正面から見た図であり、図６（ｂ）は研磨装置を上部から見た図である。現像ローラ１の両端は、チャック治具２７によってクランプされている。チャック治具が所定の回転数で回転するとともに、研磨フィルム２６が所定の速度でチャック上部から下部に向かって（矢印Ａ方向）動くことにより、現像ローラ表面を研磨する。その時、矢印Ｃに示す方向に、研磨フィルムの両端から張力をかける。この張力を調整することで現像ローラとの当接部に所定の押し圧をかけ、研磨を行うことができる。押し圧の測定は、例えば、研磨フィルムと現像ローラの当接部に、現像ローラの代わりにプッシュプルゲージを当てて、測定することができる。なお、矢印Ｂはワーク回転を示す。
【００７７】
得られた現像ローラＮｏ．１について、以下の評価を行った。
【００７８】
〔電子写真用画像形成装置による評価〕
電子写真用部材の低トルク化を目的として、プロセスカートリッジ（商品名：ＨＰ  ３０４Ａ  Ｍａｇｅｎｔａ、ＨＰ社製）から、現像剤供給ローラのギアを取り外した。本来、このプロセスカートリッジの動作時には現像ローラに対して逆方向に回転する現像剤供給ローラは、このギアを取り外すことで現像ローラに対して従動回転となる。これにより低トルクとなる一方で、現像ローラへのトナー供給量が減少する。次に、このプロセスカートリッジに現像ローラＮｏ．１を組み込み、レーザービームプリンタ（商品名：Ｃｏｌｏｒ  ＬａｓｅｒＪｅｔＣＰ２０２５、ＨＰ社製）に装填した。このレーザービームプリンタを２つ用意し、１つは温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下（ＨＨ環境）、もう１つは温度２５℃、相対湿度５０％の常温常湿環境下（ＮＮ環境）に２４時間放置した。各環境下に放置したレーザービームプリンタを用いて、以下に示すように、ローラ表面電位評価およびトナー搬送量評価を行った。
【００７９】
（ローラ表面電位評価）
Ａ４サイズの用紙に、２８枚／分の速度でベタ白画像を５０枚連続で出力した後、ベタ白画像を１枚出力中に出力動作を停止し、現像ローラＮｏ．１を取り外し、トナーをエアーにより吹き飛ばして除去した後、現像ローラＮｏ．１の表面電位を計測した。その際、計測した領域は、出力動作停止時の感光体と現像剤量規制部材との間の領域とした。また、計測方法は、現像ローラＮｏ．１の基体をアースに落とし、現像ローラＮｏ．１表面の電位を、表面電位計（商品名：ＭＯＤＥＬ３４４、トレック社製）に表面電位プローブ（商品名：ＭＯＤＥＬ６０００Ｂ−８）を接続し、現像ローラＮｏ．１表面から１ｍｍ離れた値を測定して求めた。このローラ表面電位は、トナーの搬送力を示す現像ローラの特性値であり、ローラ表面電位の値が高いことはトナーの搬送力が高いことを意味する。この評価を、ＨＨ環境下およびＮＮ環境下のそれぞれで実施し、ＮＮ環境下での表面電位と、ＨＨ環境下での表面電位との差を、ＮＮ環境下での表面電位で除した値、すなわち、表面電位の変化率を算出した。各環境下での表面電位、および、変化率を表３に示す。
【００８０】
（トナー搬送量評価）
Ａ４サイズの用紙に、２８枚／分の速度で黒ベタ画像を１枚出力した後、２枚目の黒ベタ画像の出力途中の画像後端部分でプリンタの運転を停止した。現像ローラＮｏ．１の外表面上にトナーを、直径５ｍｍの開口を有する吸引用ノズルを用いて吸引し、吸引したトナーの質量と吸引した領域の面積とから、現像ローラＮｏ．１の外表面の単位面積当たりのトナー搬送量（ｍｇ／ｃｍ2）を算出した。この評価をＨＨ環境下およびＮＮ環境下のそれぞれで実施し、ＮＮ環境下でのトナー搬送量と、ＨＨ環境下でのトナー搬送量との差を、ＮＮ環境下でのトナー搬送量で除した値、すなわち、トナー搬送量の変化率を算出した。各環境下でのトナー搬送量、および、変化率を表４に示す。
【００８１】
［実施例２］
実施例１で使用した研磨フィルムを＃１０００のサンドペーパーに変更した以外は、実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．２を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００８２】
［実施例３］
実施例１で行った研磨を、砥粒＃２２０の砥石を組み込んだセンタレス研磨に変更した以外は、実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．３を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００８３】
［実施例４］
実施例１で行った研磨を、以下のような方法へ変更した。表面が高さ４μｍ、ピッチ２μｍにレーザーによって精密に加工された曲率半径６ｍｍ、高さ５ｃｍの半円状のアルミ板を研磨板として、回転する導電性弾性ローラ１の表面を１０Ｎの押し圧で当て、導電性弾性ローラ１の上部から下部にかけて研磨フィルムを３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で下降させる方式で研磨を行った。この研磨工程を２０回繰り返し、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．４を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００８４】
［実施例５〜８］
実施例１で使用した絶縁性粒子１（商品名：ＭＸ−１５００、綜研化学（株））の添加部数を、それぞれ１０質量部、６０質量部、７質量部および７０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．５〜８を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００８５】
［実施例９〜１３］
実施例１の研磨フィルムの導電性弾性ローラ１に対する押し圧を、それぞれ１５Ｎ、５Ｎ、２０Ｎ、３Ｎおよび３０Ｎに変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．９〜１３を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００８６】
［実施例１４〜１７］
実施例１の研磨工程の繰り返し回数を、それぞれ５０回、１０回、７０回および３回に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．１４〜１７を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００８７】
［実施例１８〜２０］
実施例１で使用した研磨フィルムを、それぞれ＃２００、＃４００および＃６００のサンドペーパーに変更し、研磨工程の繰り返し回数を１回に変更した以外は、実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．１８〜２０を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００８８】
［実施例２１〜２４］
実施例１で使用した絶縁性粒子１を、それぞれ下記表１に示す絶縁性粒子２〜５に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．２１〜２４を得た。評価結果を表３および表４に示す。なお、平均粒径は、製造元のカタログ値である。
【００８９】
【表１】
2020034794.tif 000002
【００９０】
［実施例２５］
実施例１の研磨フィルムの導電性弾性ローラ１に対する押し圧を５Ｎに変更し、研磨工程の繰り返し回数を３回に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．２５を得た。この現像ローラＮｏ．２５は、電気絶縁性の露出部が導電性を形成する面よりも表面側に突出している状態であった。評価結果を表３および表４に示す。
【００９１】
［実施例２６］
実施例１と同様にして基体を得た。次いで、以下に示す材料を混練して未加硫ゴム組成物を調製した。
・ミラブルシリコーンゴム材料（商品名：ＴＳＥ２７０−４Ｕ、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）１００質量部
・絶縁性粒子１（商品名：ＭＸ−１５００Ｈ、平均粒径：１５μｍ、綜研化学（株）製）３０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（株）製）１０質量部
・硬化剤（商品名：ＴＣ−８、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製）０．５質量部
【００９２】
次に、基体の供給機構、未加硫ゴム組成物の排出機構を有するクロスヘッド押出機を用意し、クロスヘッドには内径１０．１ｍｍのダイスを取付け、押出機とクロスヘッドの温度を３０℃に、基体の搬送速度を６０ｍｍ／ｓｅｃに調整した。この条件で、押出機より未加硫ゴム組成物を供給して、クロスヘッド内にて基体の外周に未加硫ゴム組成物を導電性弾性層として被覆し、未加硫ゴムローラを得た。次に、１７０℃の熱風加硫炉中に前記未加硫ゴムローラを投入し、１５分間加熱した。その後、実施例１と同様の研磨を行い、基体の外周に厚さ２ｍｍの導電層および、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．２６を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００９３】
［実施例２７、２８］
実施例１の導電性弾性ローラ１の回転数を、それぞれ１６ｒｐｍおよび３ｒｐｍに変更し、研磨工程時の研磨フィルムの下降速度を１０ｍｍ／ｓｅｃに変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．２７、２８を得た。現像ローラＮｏ．２７は溝が周方向に対して成す狭角が４５°であった。また、現像ローラＮｏ．２８は溝が周方向に対して成す狭角が８０°であった。評価結果を表３および表４に示す。
【００９４】
［実施例２９、３０］
実施例１で使用した研磨フィルムを、それぞれ＃２００および＃４００のサンドペーパーに変更し、導電性弾性ローラ１の回転数を０ｒｐｍ、つまり回転をさせずに、研磨フィルムを速度３０ｍｍ／ｓｅｃで下降させて研磨を行った。同一面の研磨回数は１回で導電性弾性ローラの表面全面が研磨されるように、研磨工程が一度終わるごとに導電層を適宜回転させた。これら以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．２９、３０を得た。この現像ローラＮｏ．２９、３０の溝は、周方向に直交する方向に対して角度を有していない。評価結果を表３および表４に示す。
【００９５】
［実施例３１］
実施例１で使用した絶縁性粒子１を、絶縁性粒子６（商品名：ダイミックビーズＵＣＮ−８１５０ＣＭクリアー、大日精化工業（株）製、平均粒径：１５μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．３１を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００９６】
［実施例３２］
実施例１で使用した絶縁性粒子１を、絶縁性粒子７（商品名：ＳＰ−１０、東レ（株）製、平均粒径：１０μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．３２を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００９７】
［実施例３３］
実施例１で使用したカーボンブラックの添加部数を、２質量部に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すような溝を有する電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．３３を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００９８】
［比較例１］
実施例１で使用した研磨フィルムを０．３μｍの粒度である＃１５０００の番手（商品名：ラッピングフィルムシートＡ３−０．３ＳＨＴ、３Ｍ社製）に変更し、研磨工程の繰り返し回数を５００回に変更した以外は実施例１と同様にして、表２に示すように、溝を有さない電気絶縁性部が露出した現像ローラＮｏ．３４を得た。評価結果を表３および表４に示す。
【００９９】
【表２】
2020034794.tif 000003
【０１００】
【表３】
2020034794.tif 000004
【０１０１】
【表４】
2020034794.tif 000005
【０１０２】
実施例１〜３３および比較例１の結果から、電気絶縁性の第１領域（絶縁性ドメイン）に溝を有する本発明の現像ローラは、環境変動が少なく、高温高湿環境下においてトナーの搬送力が十分な現像ローラであり、高品位な電子写真画像の形成が可能であることが分かる。
【符号の説明】
【０１０３】
１‥‥現像ローラ
２ａ‥‥基体
２ｂ‥‥導電性弾性層
３‥‥導電性の第２領域
４‥‥電気絶縁性の第１領域（絶縁性ドメイン）
【図１】
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【図２】
2020034794.tif 000007
【図３】
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【図４】
2020034794.tif 000009
【図５】
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【図６】
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