(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体と、該軸芯体の外周に設けられた弾性層と、該弾性層の周りに設けられた表面層とを有する現像ローラであって、
該弾性層が、シリコーンゴム、導電剤およびシリカを含有しており、
該シリカが、疎水性シリカおよび親水性シリカの混合物であり、該疎水性シリカおよび親水性シリカの個数平均一次粒径がそれぞれ２００ｎｍ以下であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記疎水性シリカの疎水化度が４０％以上である請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記シリコーンゴム１００質量部に対する、前記疎水性シリカの配合量をＡ１（質量部）、前記親水性シリカの配合量をＡ２（質量部）としたとき、０．７≦（Ａ１／Ａ２）≦１．７の関係を満たす請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記Ａ１は、０．５質量部以上４．０質量部以下である請求項３に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記Ａ２は、０．５質量部以上３．０質量部以下である請求項３または４に記載の現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用現像装置に用いられる現像ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子写真装置に用いられるトナーの低融点化に伴い、現像ローラの硬度を低くすることが求められてきている。一方、現像ローラの硬度を低くした場合、圧縮永久歪み特性が低下することがある。そこで、特許文献１には、圧縮永久歪み特性が優れた現像ローラが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１２４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本発明者等の検討によれば、上記の現像ローラを装着したプリンタを温度４０℃、相対湿度９０％環境下で、長期間使用せずに放置した後に画像を出力すると、画像上に永久変形起因のスジが見られる場合があった。そこで、本発明の目的は、低硬度でありながら、圧縮永久歪み特性が優れ、高温高湿下での使用によっても永久変形に起因するスジが画像上に発生しにくい現像ローラの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、軸芯体と、該軸芯体の外周に設けられた弾性層と、該弾性層の周りに設けられた表面層とを有する現像ローラであって、該弾性層が、シリコーンゴム、導電剤およびシリカを含有しており、該シリカが疎水性シリカおよび親水性シリカの混合物であり、該疎水性シリカおよび親水性シリカの個数平均一次粒径がそれぞれ２００ｎｍ以下である現像ローラが提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フィルミングが発生しにくい程度に低硬度でありながら、圧縮永久歪み特性が優れて、高温高湿下で使用しても永久変形によるスジが画像上に発生しにくい現像ローラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の現像ローラを用いることのできる画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の現像ローラを用いることのできる現像装置の概略図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態を示す現像ローラの軸方向に平行な断面図、（ｂ）は軸方向に垂直な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜＜現像ローラ＞＞
本発明の現像ローラは軸芯体と、前記軸芯体の外周に設けられた弾性層と、前記弾性層の周りに設けられた表面層とを有する。弾性層は少なくとも、シリコーンゴム、導電剤およびシリカを含有する。シリカは疎水性シリカおよび親水性シリカの混合物である。疎水性シリカおよび親水性シリカの個数平均一次粒径はそれぞれ２００ｎｍ以下である。
本発明の現像ローラの構成として、図３に現像ローラの断面の一例を示す概略図を示す。図中の現像ローラは、軸芯体１ａの外周上に、弾性層１ｂと弾性層１ｂの周りに表面層１ｃを有している。
【０００９】
＜軸芯体＞
現像ローラの軸芯体は、導電性部材の電極および支持する部材として機能するものであれば本発明に適用できる。
【００１０】
＜弾性層＞
弾性層は、シリコーンゴム、導電剤およびシリカからなることができる。弾性層は、トナー規制部材および感光ドラムに圧接された際、適当な接触面積を得るために現像ローラに弾性をもたせるために設けることができる。
【００１１】
弾性層の厚さの目安は１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下、特には、１．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。
【００１２】
（シリコーンゴム）
シリコーンゴムとは、以下のものを付加反応させ、硬化させたものを意味する。即ち、主鎖（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）の珪素原子と結合するアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンＡと、主鎖の珪素原子と結合するＨ基を有する（即ち、ＳｉＨ基を有する）オルガノポリシロキサンＢである。
【００１３】
オルガノポリシロキサンＡは、以下の一般式Ａで表される構造を有する。すなわち、オルガノポリシロキサンＡは、ポリシロキサンの主鎖であるシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）の珪素原子に、一般式Ａ中の炭化水素基（Ｒ1およびＲ2）が結合した構造を有する。一般式Ａ
Ｒ1aＲ2bＳｉＯ(4-a-b)/2
（Ｒ1は炭素数１以上５以下の飽和炭化水素基を表し、Ｒ2は炭素数１以上５以下の二重結合を持つ不飽和炭化水素基を表す。また、ａは１または２を表し、ｂは０または１を表す。）このオルガノポリシロキサンＡは、分子（オルガノポリシロキサンＡ）中にアルケニル基を２つ以上持つことが好ましい。
【００１４】
オルガノポリシロキサンＡの重量平均分子量は１０００以上１００００００以下であることが好ましい。また、オルガノポリシロキサンＡには、重量平均分子量が１種類のオルガノポリシロキサンを用いても良いし、異なる重量平均分子量を持つ複数種類のオルガノポリシロキサンの混合物を用いても良い。重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）より測定される値である。異なる重量平均分子量を持つ複数種類のオルガノポリシロキサンの混合物とは、ゲル浸透クロマトグラフによる測定において、重量平均分子量を示すピークを二つ以上持つものを表わす。
【００１５】
主鎖の珪素原子と結合するＨ基を有するオルガノポリシロキサンＢは以下の一般式Ｂで表される構造を有する。すなわち、オルガノポリシロキサンＢは、主鎖であるシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）の珪素原子に、一般式Ｂ中の炭化水素基（Ｒ3）および水素原子が結合した構造を有する。
一般式Ｂ
Ｒ3cＨdＳｉＯ(4-c-d)/2
（Ｒ3は炭素数１以上５以下の飽和炭化水素基を表す。なお、ｃは０、１または２を表し、ｄは０または１を表す。）このオルガノポリシロキサンＢは、分子（オルガノポリシロキサンＢ）中にＳｉＨ基を２つ以上持つことが好ましい。
【００１６】
オルガノポリシロキサンＢの重量平均分子量は５００以上１０００００以下であることが好ましい。また、本発明に用いるオルガノポリシロキサンＢには、重量平均分子量が１種類のポリシロキサンを用いても良いし、異なる重量平均分子量を持つ複数種類のオルガノポリシロキサンの混合物を用いても良い。
【００１７】
ＳｉＨ基を有するオルガノポリシロキサンＢの分子構造としては直鎖状、分岐状、環状のものなど特に制限することなく使用することができる。
【００１８】
ＳｉＨ基を持つオルガノポリシロキサンＢの配合量は、以下を満たすことが好ましい。すなわち、ポリシロキサンＢ中のＳｉＨ基のモル数と、ポリシロキサンＡ中のアルケニル基のモル数の関係｛（ＳｉＨ基のモル数）／（アルケニル基のモル数）｝が０．７以上３．０以下となるようにするのが好ましい。
【００１９】
弾性層を構成する材料として、他のゴムもシリコーンゴムと併用して使用することができる。他のゴムの配合量は、シリコーンゴム１００質量部に対して、１０質量部以下であることが好ましい。シリコーンゴム以外のゴムの配合量を１０質量部以下とした場合、本発明の効果である低硬度で圧縮永久歪み特性が優れた現像ローラを容易に得ることができる。
【００２０】
（シリカ）
本発明では、疎水性シリカと親水性シリカとを併用することが重要であり、シリカとは、疎水性シリカと親水性シリカとの混合物を意味する。また、シリカの形状は粒子である。なお、疎水性シリカとは、シリカ粒子の表面にトリメチルシリル基等の疎水基があるシリカを意味し、親水性シリカ表面のシラノール基等の水酸基をカップリング剤等と反応させ、トリメチルシリル基等の疎水基を導入することで作製することができる。具体的には、疎水性シリカとしては、ＲＸ２００、ＲＹ２００、Ｒ９７４、Ｒ１０４、ＮＸ９０Ｇ（商品名、日本アエロジル社製）等が挙げられる。親水性シリカとは、シリカ粒子の表面に親水基であるシラノール基等の水酸基があるシリカを意味する。具体的には親水性シリカとしては、２００、３８０（商品名、日本アエロジル社製）等が挙げられる。
【００２１】
疎水性シリカおよび親水性シリカをそれぞれ単独で使用した場合、高温高湿下で長期間プリンタを稼動せず放置すると永久変形が発生することがあり、画像上にスジが発生することがある。その要因として以下のように推定している。
【００２２】
例えば、シラノール基をシリカ粒子表面に有する親水性シリカを弾性層に配合した場合、ゴムの硬化時にシリコーンゴムのＳｉ−Ｈ基と親水性シリカの表面にあるシラノール基とが反応し、親水性シリカがシリコーンゴムに取り込まれることが考えられる。そのため、現像ローラが変形してもシリコーンゴム内の親水性シリカは固定されていると考えられる。親水性シリカを弾性層に少量添加した場合、圧縮永久歪特性が良好となり、さらに、シリコーンゴムの強度が向上する。しかし、親水性シリカを必要以上に弾性層に添加すると硬化反応を阻害することもあり、親水性シリカの表面にある水酸基はそのままではシリコーンゴムと親和性が無いため、分散不良が起きやすい。
【００２３】
疎水性シリカを弾性層に配合した場合、シリコーンゴムとの親和性があるため、シリコーンゴムへの分散性は良好で、かつ、シリコーンゴムの強度が向上する。しかし、低硬度な現像ローラとして使用可能となる強度を達成するためには、親水性シリカと比較して、疎水性シリカを多く配合する必要があり、その場合、圧縮永久歪み特性が低下してしまう。
【００２４】
一方、親水性シリカと疎水性シリカとを弾性層に配合すると（少量ずつで良い）、疎水性シリカを単独で使用した場合と比較して、疎水性シリカがシリコーンゴム内で動きにくくなると考えられ、疎水性シリカもある程度、シリコーンゴム内で固定される。さらに、疎水性シリカは、親水性シリカの場合と比較して、弾性層に配合することによるシリコーンゴム硬度の上昇量が少ない。よって、親水性シリカおよび疎水性シリカを併用した場合は、それぞれ単独で用いた場合と比較して、低硬度で圧縮永久歪み特性が良好となり、シリコーンゴムの強度も向上する。また、疎水性シリカ、親水性シリカを両方とも添加しない場合、高温高湿下で現像ローラの硬度が低くなり、感光ドラムや現像剤規制部材との圧接による変形量が大きくなる。よって、永久変形が発生し、画像上にスジが発生する。弾性層にシリカを添加することにより、高温高湿下で感光ドラムや現像剤規制部材と圧接してもシリカによって現像ローラの変形量が大きくならないので永久変形が発生しない。よって、本発明に用いるシリカには、疎水性シリカと親水性シリカとを併用する。
【００２５】
疎水性シリカおよび親水性シリカの個数平均一次粒径はそれぞれ２００ｎｍ以下であり、好ましい範囲は１５０ｎｍ以下である。疎水性シリカおよび親水性シリカの少なくとも一方の個数平均一次粒径が２００ｎｍより大きいと、補強効果が小さくなり、圧縮永久歪み特性が低下する。当然ながら、疎水性シリカおよび親水性シリカの混合物であるシリカの個数平均一次粒径も２００ｎｍ以下となり、さらに１５０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、シリカの個数平均一次粒径は以下の方法で求めることができる。現像ローラの弾性層の断面を観察できるよう半円状のゴム片を弾性層より切り取り、半円のゴム片の断面を透過電子顕微鏡にて観察し、観察される粒子の一次粒径を１００個測定し、その平均値をシリカの個数平均一次粒径とする。なお、一次粒径とは一次凝集体を構成する最小単位の粒子の直径を表している。
【００２６】
シリコーンゴム１００質量部に対する、疎水性シリカの配合量をＡ１（質量部）、親水性シリカの配合量をＡ２（質量部）としたとき、０．７≦Ａ１／Ａ２≦１．７とすることが好ましく、より好ましい範囲は０．９≦Ａ１／Ａ２≦１．５である。Ａ１／Ａ２を上記の範囲内とすることで、高温高湿下での永久変形の発生を抑制し得る。
シリコーンゴム１００質量部に対する疎水性シリカの配合量（Ａ１）は、０．５質量部以上４．０質量部以下、特には、０．８質量部以上３．５質量部以下とすることが好ましい。また、シリコーンゴム１００質量部に対する親水性シリカの配合量（Ａ２）は、０．５質量部以上３．０質量部以下、特には、０．８質量部以上２．５質量部以下とすることが好ましい。更に、シリコーンゴム１００質量部に対する、Ａ１とＡ２の合計の配合量は、１．０質量部以上５．０質量部以下、特には、１．５質量部以上４．５質量部以下とすることが好ましい。Ａ１およびＡ２の配合量を上記の範囲内とすることで、永久変形の発生をより有効に抑制し得る。
【００２７】
疎水性シリカの個数平均一次粒径をＤ１（ｎｍ）、親水性シリカの個数平均一次粒径をＤ２（ｎｍ）としたとき、Ｄ１：Ｄ２＝１：１０〜１０：１、特には、Ｄ１：Ｄ２＝１：９〜９：１とすることが好ましい。
【００２８】
疎水性シリカは、親水性シリカをメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、直鎖状のアルキルシリコーンオイルおよび環状のアルキルシリコーンオイルのうちのいずれか一つを用いて表面処理されたものであることが好ましい。これらのシランおよびシリコーンオイルで処理した疎水性シリカを用いると、低硬度で強度が高く、圧縮永久歪みが優れた現像ローラを得ることができる。
【００２９】
疎水性シリカの疎水化度は４０％以上であることが好ましく、より好ましい範囲は４５％以上である。疎水化度が４０％以上であれば、シリカの表面にあるシラノール基が多く残ることを容易に防ぐことができる。そのため、疎水性シリカを添加する効果が少なくなることを容易に防ぐことができる。よって、硬度が必要以上に高くなりやすくなることを容易に防ぎ、フィルミングが発生しやすくなることを容易に防ぐことができる。また、本発明における親水性シリカの疎水化度は０％以上２０％以下である。なお、疎水化度とは水に対する疎水性の程度を表すもので、以下の測定方法で求めることができ、液面上に浮いた測定試料がなくなった際の、メタノールと水の混合液に対する、メタノールの混合比率により求められる値である。値が高いほど、疎水性が高い。
【００３０】
なお、疎水化度の測定は、以下の公知の方法（文献名ポリマーダイジェスト  １９８３Ｐ９２〜１０１）によって行うことができる。まず、純水５０ｍｌにシリカ（測定試料）を０．２ｇ添加する。３０分攪拌した後に、この液を攪拌しながら、ビュウレット等を用いてメタノールを少量ずつ加え、液面上に浮いた試料がなくなった点を終点として滴定量を測定する。求めた滴定量を次式：疎水化度（％）＝１００×滴定量（ｍｌ）／（滴定量（ｍｌ）＋５０）に代入し、疎水化度を求めることができる。
【００３１】
（導電剤）
弾性層に使用する導電剤は公知のものを使用することができる。例えば、カーボンブラックやグラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼などの各種導電性金属および合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体などを各種導電化処理した金属酸化物が挙げられる。なかでも比較的容易に入手でき、良好な導電性が得られるカーボンブラックが好ましい。
【００３２】
（添加剤）
本発明に用いる弾性層は、シリコーンゴム、導電剤およびシリカの他に各種添加剤として公知のもの含有することができる。
【００３３】
（弾性層の製造方法）
シリコーンゴムに疎水性シリカと導電剤としてのカーボンブラックとを分散した後に、親水性シリカを分散するのが好ましい。疎水性シリカ、親水性シリカおよびカーボンブラックを、シリコーンゴムに同時に分散するのに比べて、親水性シリカとカーボンブラックの表面に存在する水酸基とが互いに結合することを容易に防ぐことができる。これにより、親水性シリカとカーボンブラックとが凝集して、シリコーンゴムに分散しにくくなることを容易に防ぐことができる。さらに、凝集物が残ったまま、弾性層として使用することを容易に防ぎ、弾性層の強度が上がらずに、使用中に弾性層に亀裂が発生しやすくなることを容易に防ぐことができる。また、カーボンブラック、疎水性シリカ、親水性シリカ以外の充填剤を分散する場合は、カーボンブラック、疎水性シリカ、親水性シリカを分散させた後に、他の充填剤を分散するのが好ましい。また、シリコーンゴム以外のゴムを使用する場合はシリコーンゴムと他のゴムを混合後、カーボンブラック、疎水性シリカを分散し、次に親水性シリカを分散するのが好ましい。
【００３４】
軸芯体上に本発明の弾性層を設ける方法としては、公知の方法を用いて設けることができる。例えば、軸芯体と本発明に用いる弾性層を押出しして成型する方法や、弾性層を構成する材料が液状である場合は円筒状のパイプとパイプ両端に配設された軸芯体を固定するための駒と配設された軸芯体とからなる金型に材料を注入し、加熱、成型する方法等が挙げられる。
【００３５】
なお、加熱条件は弾性層材料の硬化速度に合わせて選択することができるが、９０℃以上１８０℃以下の条件下で１分以上６０分以下加熱するのが好ましい。また、必要に応じて二次硬化を行うこともできる。二次硬化は、１８０℃以上２３０℃以下の条件下で、３０分以上６時間以下加熱するのが好ましい。
【００３６】
＜表面層＞
表面層は、摩擦等から現像ローラの表面形状を制御する目的、また弾性層からの低分子量成分の染み出しを防止する目的等のために設けることができる。本発明において、表面層は、１層または複数層設けることができる。
【００３７】
＜電子写真装置＞
本発明の現像ローラを用いることができる電子写真装置の一例を図１に示す。図１の模式図に示すカラー電子写真装置は、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ及びブラックＢＫの色トナー毎に設けられた現像装置（各色用）（１０ａ〜１０ｄ）をタンデム形式で有している。現像装置は、仕様は各色トナー特性に応じて少し差異があるものの、基本的構成において同じである。現像装置には、矢印方向に回転する潜像担持体としての感光体ドラム２が設けられている。その周囲には、感光体ドラム２を一様に帯電するための帯電部材９、一様に帯電した感光体ドラム２にレーザー光２１を照射して静電潜像を形成する露光手段、静電潜像を形成した感光体ドラム２にトナーを供給し静電潜像を現像するホッパー３が設けられている。更に、感光体ドラム２上のトナー像を、給紙ローラ２２により供給され搬送ベルト２３によって搬送される紙等の記録媒体（転写材）２４の裏面からバイアス電源２５を印加して記録媒体２４上に転写する転写ローラ２６を有する転写部材が設けられている。搬送ベルト２３は、駆動ローラ２７、従動ローラ２８及びテンションローラ２９に懸架され、各画像形成部で形成されたトナー像を記録媒体２４上に順次重畳して転写するように、画像形成部と同期して移動して記録媒体２４を搬送するよう制御されている。なお、記録媒体２４は、搬送ベルト２３にさしかかる直前に設けられた吸着ローラ３０の働きにより、搬送ベルト２３に静電的に吸着されて、搬送されるようになっている。
【００３８】
電子写真装置においては、感光体ドラム２と現像ローラ１は接触して配置されており、それらは感光体ドラム２と現像ローラ１の接触箇所において同方向に回転している。更に、電子写真装置には、記録媒体２４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３１と、画像形成された記録媒体を装置外に排紙する搬送装置（図示せず）とが設けられている。なお、記録媒体２４は剥離装置３２の働きにより搬送ベルト２３から剥がされて定着装置３１に送られるようになっている。一方、現像装置には感光体２上に転写されずに残存する転写残トナーを除去するクリーニングブレード３３を有するクリーニング部材と、感光体から掻き取られたトナーを収納する廃トナー容器３４とが設けられている。クリーニングされた感光体ドラム２は画像形成可能となって待機するようになっている。
【００３９】
図２において、公知のプロセスにより形成された静電潜像を担持する静電潜像担持体としての感光体ドラム２は、矢印Ｂ方向に回転される。トナー容器であるホッパー３中には非磁性一成分トナー４を撹拌するための撹拌翼５が設けられている。現像ローラ１にトナー４を供給し、かつ現像後の現像ローラ１の表面に存在するトナー４を剥ぎ取るためのトナー供給・剥ぎ取り部材６が現像ローラ１に当接している。トナー供給・剥ぎ取り部材である供給・剥ぎ取りローラが現像ローラ１（矢印Ａ方向）と同じ方向（矢印Ｃ方向）に回転することにより、トナー供給・剥ぎ取りローラの表面は現像ローラ１の表面とカウンター方向に移動することになる。これにより、ホッパー３から供給された非磁性トナーを有する一成分非磁性トナーが現像ローラ１に供給される。現像ローラ１には、これに担持された非磁性トナーを有する一成分非磁性トナー４を移動させるために、現像バイアス電源７により現像バイアス電圧が印加される。トナー供給・剥ぎ取り部材６としては、樹脂、ゴム、スポンジ等の弾性ローラ部材が好ましい。感光体ドラム２に現像移行されなかったトナーをトナー供給・剥ぎ取り部材６により、一旦現像ローラ表面から剥ぎ取ることにより、現像ローラ上における不動のトナーの発生を阻止し、トナーの帯電を均一化する。
【００４０】
図２の現像装置では、現像ローラ１上の非磁性一成分トナー４の層厚を規制する部材として、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴム弾性を有する材料、あるいはリン青銅、ステンレス銅などの金属弾性を有する材料のトナー規制部材８を使用している。トナー規制部材８を現像ローラ１の回転方向と逆の姿勢で該現像ローラ１に圧接させることにより、現像ローラ１上に更に薄いトナー層を形成することができる。
【実施例】
【００４１】
以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００４２】
〔実施例１〕
ＳＵＳ３０４（ステンレス鋼）製の直径８ｍｍの軸芯体にシランカップリング系プライマー（ＤＹ３５−０５１（商品名）、東レ・ダウコーニング社製）を塗布後、温度１８０℃で、２０分間焼付けした。次に、内径１６ｍｍの円筒状のパイプと、その両端に、軸芯体を固定するための駒と軸芯体を組んだ。続いて一端の駒から下記構成の材料を全てプラネタリーミキサー（浅田鉄工社製、商品名：ＰＶＭ−５）に入れ混合し、よく脱泡、分散させたものを注入し、１１０℃、４０分加熱した。冷却後、金型から脱型することにより、軸芯体の周りに厚さ３ｍｍの弾性層を設けた。
【００４３】
＜弾性層を構成する材料＞
（シリコーンゴム）
・重量平均分子量が２８０００である式１で示されるビニル基を持つポリジメチルシロキサンＡ（オルガノポリシロキサンＡに対応）                          ８３．３質量部、
・重量平均分子量が１０００である式２で示されるＳｉＨ基を持つポリジメチルシロキサンＢ（オルガノポリシロキサンＢに対応）                            １６．７質量部、
（（ポリジメチルシロキサンＢ中のＳｉＨ基のモル数）／（ポリジメチルシロキサンＡ中のアルケニル基のモル数）は１．５である）。
なお、式１および式２中のＸ、ＹおよびＺはそれぞれ、〔  〕内の繰り返し単位の繰り返し数を表す。
【００４４】
【化１】
0005523244.tif 000002
【００４５】
【化２】
0005523244.tif 000003
【００４６】
（シリカ）
・個数平均一次粒径が１２ｎｍの疎水性シリカ      １．５質量部
（日本アエロジル社製ＲＹ２００（商品名）、シリコーンオイル処理品、疎水化度：７０％）。
・個数平均一次粒径が１２ｎｍの親水性シリカ      １．５質量部
（日本アエロジル社製２００（商品名））。
（導電剤）
・カーボンブラック（ケッチェンブラック（ライオン社製ＥＣＰ−６００ＪＤ（商品名））４．０質量部。
（添加剤）
・白金触媒（アヅマックス社製ＳＩＰ６８３０．３（商品名））        ０．１質量部。
その弾性層を設けたローラを温度１９０℃で、６時間オーブンで加熱した。
【００４７】
次に、表面層を構成する材料として、
・ポリオール（日本ポリウレタン社製Ｎ５０３３（商品名））  ８１．３質量部、
・イソシアネート（日本ポリウレタン社製Ｃ２５０７（商品名））１８．７質量部、
・カーボンブラック（三菱化学社製ＭＡ８（商品名））          ２０．３質量部、
・アクリル粒子（根上工業社製、商品名：Ｇ−４００透明）      １２．２質量部、
を秤量し、ＭＥＫを加えよくかきまぜたものをオーバーフロー型循環式塗布装置に加えた。なお、表面層を構成する材料の質量部は、弾性層を構成する材料の質量部とは関連はない。上記塗布装置に弾性層を設けたローラを浸漬し、引き上げた後に、風乾６０分、その後、１６０℃、５時間加熱し、厚み２０μｍの表面層を設けることにより現像ローラを得た。
【００４８】
次に、得た現像ローラの使用時のフィルミングおよび弾性層の亀裂の評価を行った。以下に評価方法を説明する。なお、評価結果は表１に示した。
現像ローラをカラーレーザープリンタ用カートリッジ（キヤノン社製ＬＢＰ５５００（商品名））に組み、さらに、そのカートリッジをカートリッジ稼動装置に組み、温度１０℃、相対湿度２０％環境下２００時間カートリッジを稼動した。稼動した後に、顕微鏡（キーエンス社製ＶＨＳ−８０００（商品名））で現像ローラの表面にフィルミングが発生しているかどうかを観察した。その現像ローラをさらに温度１０℃、相対湿度２０％環境下５０時間カートリッジを稼動し、同様にしてフィルミングが発生しているかどうかを観察し、以下の基準に基づき評価した。
・Ａ：フィルミングの発生が２５０時間稼動しても無い場合。
・Ｂ：２００時間稼動時にフィルミングは観察されなかったが、２５０時間稼動した際には発生している場合。
・Ｃ：２００時間稼動した際にフィルミングが観察されたが、画像を出力しても画像上にフィルミング起因のスジが見られない場合。
・Ｄ：２００時間稼動した際にフィルミングが観察され、画像を出力した際に画像上にフィルミング起因のスジが見られる場合。
【００４９】
さらに２５０時間稼動した上記現像ローラを観察し、現像ローラの内部、具体的には弾性層に亀裂が発生しているか確認し、以下の基準に基づき評価した。
・Ａ：弾性層に亀裂が発生していない場合。
・Ｂ：弾性層に亀裂が発生しているが、２００時間稼働時に画像を出力しても亀裂が原因であるムラが画像上に見られない場合。
・Ｃ：２００時間稼働時に画像を出力した際に亀裂が原因であるムラが画像上に見られた場合。
【００５０】
次に、現像ローラの高温高湿下での使用による永久変形の評価を行った。先と同じ方法で作製した別の現像ローラをカラーレーザープリンタ用カートリッジに組み、カートリッジを２ヶ月間、温度５０℃、相対湿度９０％の恒温槽に放置した。その後、カラーレーザープリンタ（キヤノン社製ＬＢＰ５５００（商品名））に組み、画像パターンが異なる３種類（ベタ画像、濃度が異なるハーフトーン２種類）の画像を出力した。画像上にトナー規制部材との長期圧接によるスジが現れているかの確認を行い、以下の基準に基づき評価を行った。
・Ａ：３種類の画像パターンの画像上にスジが見られない場合。
・Ｂ：１種類の画像パターンの画像上に少しだけスジが見られる場合。
・Ｃ：２種類の画像パターンの画像上に少しだけスジが見られる場合。
・Ｄ：３種類の画像パターンの画像上に明らかにスジが見られる場合。
結果を表１に示した。
【００５１】
〔実施例２〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を３．２質量部、親水性シリカの配合量を１．８質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５２】
〔実施例３〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を２．１質量部、親水性シリカの配合量を２．９質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５３】
〔実施例４〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を０．９質量部、親水性シリカの配合量を０．５質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５４】
〔実施例５〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を０．５質量部、親水性シリカの配合量を０．５質量部、カーボンブラックの配合量を２．０質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５５】
〔実施例６〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を０．５質量部、親水性シリカの配合量を０．７質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５６】
〔実施例７〕
実施例１の疎水性シリカをＲ９７４（商品名、日本アエロジル社製、個数平均一次粒径１２ｎｍ、ジメチルジクロロシラン処理品、疎水化度：４５％）に変更し、疎水性シリカの配合量を１．０質量部、親水性シリカの配合量を１．４質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５７】
〔実施例８〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を２．５質量部、親水性シリカの配合量を２．５質量部、カーボンブラックの配合量を５．０質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５８】
〔実施例９〕
実施例１の疎水性シリカをＲ１０４（商品名、日本アエロジル社製、個数平均一次粒径１２ｎｍ、環状ジメチルシロキサン処理品、疎水化度：７５％）に変更し、疎水性シリカの配合量を２．０質量部、親水性シリカの配合量を１．２質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５９】
〔実施例１０〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を０．７質量部、親水性シリカの配合量を０．５質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００６０】
〔実施例１１〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を０．５質量部、親水性シリカの配合量を０．６質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００６１】
〔実施例１２〕
実施例１の疎水性シリカをＮＸ９０Ｇ（商品名、日本アエロジル社製、個数平均一次粒径２０ｎｍ、ヘキサメチルジシラザン処理品、疎水化度：５０％）に変更し、疎水性シリカの配合量を１．０質量部に変更した。また、実施例１の親水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径２００ｎｍ）に変更し、親水性シリカの配合量を１．０質量部に変更した。さらに、実施例１の弾性層のカーボンブラックの配合量を１．０質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００６２】
〔実施例１３〕
実施例１の疎水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製親水性シリカ、平均一次粒径２００ｎｍ）をジメチルジクロロシランで処理したシリカ（疎水化度：６０％）に変更し、疎水性シリカの配合量を２．０質量部に変更した。また、実施例１の親水性シリカを９０Ｇ（商品名、日本アエロジル社製親水性シリカ、個数平均一次粒径２０ｎｍ、）に変更し、親水性シリカの配合量を２．０質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００６３】
〔実施例１４〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を０．５質量部、親水性シリカの配合量を０．５質量部、カーボンブラックをＨＳ１００（商品名、電気化学工業社製）１４．０質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００６４】
〔実施例１５〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を１．０質量部、親水性シリカの配合量を１．０質量部、カーボンブラックをＨＳ１００（商品名、電気化学工業社製）１３．０質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表１に示した。
【００６５】
〔実施例１６〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を２．５質量部、親水性シリカの配合量を２．５質量部、カーボンブラックをＨＳ１００（商品名、電気化学工業社製）１０．０質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００６６】
〔実施例１７〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を３．０質量部、親水性シリカの配合量を１．０質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００６７】
〔実施例１８〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を４．０質量部、親水性シリカの配合量を０．５質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００６８】
〔実施例１９〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を３．５質量部、親水性シリカの配合量を３．５質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００６９】
〔実施例２０〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を４．５質量部、親水性シリカの配合量を３．５質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７０】
〔実施例２１〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を１．０質量部、親水性シリカの配合量を３．０質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７１】
〔実施例２２〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を０．５質量部、親水性シリカの配合量を３．５質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７２】
〔実施例２３〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を０．３質量部、親水性シリカの配合量を０．３質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７３】
〔実施例２４〕
実施例１の疎水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径２００ｎｍ）をジメチルジクロロシランで処理したシリカ（疎水化度：６０％）に変更した。また、実施例１の親水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径５０ｎｍ）に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７４】
〔実施例２５〕
実施例１の疎水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径５０ｎｍ）をジメチルジクロロシランで処理したシリカ（疎水化度：６０％）に変更した。また、実施例１の親水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径２００ｎｍ）に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７５】
〔実施例２６〕
実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７６】
〔実施例２７〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を０．５質量部、親水性シリカの配合量を０．５質量部、カーボンブラックをＨＳ１００（商品名、電気化学工業社製）１４．０質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７７】
〔実施例２８〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を２．５質量部、親水性シリカの配合量を２．５質量部、カーボンブラックをＨＳ１００（商品名、電気化学工業社製）１０．０質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７８】
〔実施例２９〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を０．５質量部、親水性シリカの配合量を０．５質量部、カーボンブラックの配合量を１．０質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
【００７９】
〔実施例３０〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を０．８質量部、親水性シリカの配合量を０．８質量部、カーボンブラックの配合量を３．４質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表２に示した。
〔実施例３１〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を１．２質量部、親水性シリカの配合量を０．８質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
〔実施例３２〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を０．８質量部、親水性シリカの配合量を０．９質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
〔実施例３３〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を２．８質量部、親水性シリカの配合量を１．７質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
〔実施例３４〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を２．１質量部、親水性シリカの配合量を２．４質量部、カーボンブラックの配合量を０．５質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
〔実施例３５〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を０．８質量部、親水性シリカの配合量を０．８質量部、カーボンブラックの配合量を１０．４質量部に変更した。また、実施例１の弾性層材料の分散方法をポリジメチルシロキサンＡおよびＢに、カーボンブラックおよび疎水性シリカを分散した後に、親水性シリカを分散する方法に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
〔実施例３６〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を２．１質量部、親水性シリカの配合量を２．４質量部、カーボンブラックの配合量を７．５質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
〔実施例３７〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を１．０質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
〔実施例３８〕
実施例１の弾性層の疎水性シリカの配合量を１．７質量部に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表３に示した。
【００８０】
〔比較例１〕
実施例１の疎水性シリカの配合量を３．０質量部に変更し、親水性シリカを弾性層に配合しなかった。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表４に示した。なお、２００時間稼働時に弾性層に画像上にローラ内部の亀裂起因のムラが発生していたため、２００時間以降のフィルミングの評価を行わなかった。
【００８１】
〔比較例２〕
実施例１の親水性シリカの配合量を３．０質量部に変更し、疎水性シリカを弾性層に配合しなかった。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表４に示した。
【００８２】
〔比較例３〕
実施例１の疎水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製、親水性シリカ、個数平均一次粒径３００ｎｍ）をジメチルジクロロシランで処理したシリカ（疎水化度：６０％）に変更した。また、実施例１の親水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径１００ｎｍ）に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表４に示した。
【００８３】
〔比較例４〕
実施例１の疎水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径１００ｎｍ）をジメチルジクロロシランで処理したシリカ（疎水化度：６０％）に変更した。また、実施例１の親水性シリカをｓｉｃａｓｔａｒ（商品名、コアフロント社製親水性シリカ、個数平均一次粒径３００ｎｍ）に変更した。それ以外については実施例１と同様に行った。結果を表４に示した。なお、２００時間稼働時に弾性層に画像上にローラ内部の亀裂起因のムラが発生していたため、２００時間以降のフィルミングの評価を行わなかった。
【００８４】
【表１】
0005523244.tif 000004
【００８５】
【表２】
0005523244.tif 000005
【００８６】
【表３】
0005523244.tif 000006
【００８７】
【表４】
0005523244.tif 000007
【００８８】
実施例１から３８は、弾性層に、シリカとして疎水性シリカと親水性シリカとの混合物を配合したため、この材料で弾性層を構成した現像ローラを使用した場合、永久変形、フィルミングとも良好な結果が得られた。一方、比較例１では親水性シリカを配合しなかったため、現像ローラとして使用した場合、永久変形が発生し、画像上にスジが見られた。さらに、ローラ内部の亀裂起因のムラが画像上に見られた。比較例２では疎水性シリカを配合しなかったため、現像ローラとして使用した場合、永久変形が生じ、画像上にスジが見られた。比較例３では疎水性シリカの個数平均一次粒径が２００ｎｍを超えていたため、現像ローラとして使用した場合、永久変形が生じ、画像上にスジが見られた。比較例４では親水性シリカの個数平均一次粒径が２００ｎｍを超えていたため、同様にして、現像ローラとして使用した場合、永久変形が生じ、画像上にスジが見られ、さらにローラ内部の亀裂起因のムラが画像上に見られた。
【符号の説明】
【００８９】
１        現像ローラ
２        感光体ドラム
３        ホッパー
４        トナー
５        攪拌翼
６        トナー供給・剥ぎ取り部材
７        現像バイアス電源
８        トナー規制部材
９        帯電部材
１０ａ〜１０ｄ    現像装置（各色用）
２１      レーザー光
２２      給紙ローラ
２３      搬送ベルト
２４      記録媒体
２５      バイアス電源
２６      転写ローラ
２７      駆動ローラ
２８      従動ローラ
２９      テンションローラ
３０      吸着ローラ
３１      定着装置
３２      剥離装置
３３      クリーニングブレード
３４      廃トナー容器
【図１】
0005523244.tif 000008
【図２】
0005523244.tif 000009
【図３】
0005523244.tif 000010