(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電画像が形成される感光体に当接した状態に配置される現像ローラであって、
ゴム組成物の硬化物で形成された弾性層と、前記弾性層の外周面上の、下記（Ａ）〜（Ｃ）を満たすコート層とを備えた現像ローラ。
（Ａ）粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ：２．００〜３．５０
（Ｂ）粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ：−１．５０〜１．００μｍ
（Ｃ）粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ：０〜０．７μｍ
【請求項２】
前記コート層が、ウレタン樹脂とイオン液体とを含有する請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記コート層が、２μｍ以上２０μｍ未満の層厚を有する請求項１又は２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラを備えてなる現像装置。
【請求項５】
静電画像が形成される感光体に当接した状態に配置された、請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像ローラを備えてなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター、複写機、ビデオプリンター、ファクシミリ、これらの複合機等には電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は多種多様の各種ローラを備えている。例えば、トナーを担持搬送して感光体に供給する現像ローラ、感光体等の感光体を一様に帯電させる帯電ローラ、トナーを帯電させて現像ローラに供給するトナー供給ローラ、記録紙等の記録体に転写されたトナー像を定着させる定着ローラ等が挙げられる。
【０００３】
画像形成装置の現像方式としては、トナーを現像ローラの表面に担持し、次いで現像ローラから感光ドラム等の感光体に供給して、静電潜像を顕在化する方式がある。この現像方式において、トナーを感光体に所望のように供給するためには、現像ローラの表面に適切な担持量でトナーを担持させるとともに、担持されるトナーを適切な帯電量に帯電させることが重要である。
【０００４】
上記機能の実現に向けて、現像ローラの表面層における表面性状が検討されている。例えば、特許文献１には、現像ローラの表面層として、平均粗さＲａが０．５μｍ以上２μｍ以下で、平均粗さＲｚが２μｍ以上１０μｍ以下である表面形状を有する表面層が記載されている。ここで、平均粗さＲａ及び平均粗さＲｚはＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４に準拠して測定された値である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３０３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現像ローラは、現像装置及び画像形成装置において、感光体等に対して圧接状態に装着され、連続的又は断続的に回転することで、その機能を発揮する。したがって、現像ローラには上記機能を長期間にわたって保持する耐久性が要求される。特に、近年の現像装置及び画像形成装置はライフサイクルが長期化しており、より高い耐久性が求められる。
【０００７】
本発明は、耐久性に優れた現像ローラ、並びに、この現像ローラを備えた現像装置及び画像形成装置を提供することを、課題にする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、以下の手段によって達成された。
（１）静電画像が形成される感光体に当接した状態に配置される現像ローラであって、
ゴム組成物の硬化物で形成された弾性層と、前記弾性層の外周面上の、下記（Ａ）〜（Ｃ）を満たすコート層とを備えた現像ローラ。
（Ａ）粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ：２．００〜３．５０
（Ｂ）粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ：−１．５０〜１．００μｍ
（Ｃ）粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ：０〜０．７μｍ
（２）前記コート層が、ウレタン樹脂とイオン液体とを含有する（１）に記載の現像ローラ。
（３）前記コート層が、２μｍ以上２０μｍ未満の層厚を有する（１）又は（２）に記載の現像ローラ。
（４）（１）〜（３）のいずれか１項に記載の現像ローラを備えてなる現像装置。
（５）静電画像が形成される感光体に当接した状態に配置された、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の現像ローラを備えてなる画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の現像ローラは、高い耐久性を発揮する。したがって、本発明の現像ローラ、現像装置及び画像形成装置は、いずれも、耐久性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の現像ローラの一例を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の現像装置及び画像形成装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の現像ローラを、その一例を挙げて、説明する。
本発明の現像ローラの一例である現像ローラ１は、図１に示されるように、軸体２と弾性層３とコート層４とを備えている。
現像ローラ１において、コート層４の粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ（以下、単にクルトシスＲｋｕということがある）は、２．００〜３．５０の範囲にある。ここで、クルトシスＲｋｕは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に記載の方法により測定、算出される値である。
コート層４、すなわち現像ローラ１の表面において、クルトシスＲｋｕが小さいと、コート層４の表面性状は凹凸の高さ分布がつぶれているような形状となる。その結果、例えば感光体等と圧接状態で画像形成装置等に装着されると、コート層４の摩耗が進行しやすく、十分な耐久性を発揮できないことがある。一方、クルトシスＲｋｕが大きいと、コート層４の表面性状は、逆に、高さ分布が尖った形状となる。この場合も、同様に圧接状態で尖った形状先端に力を受けやすいから、やはり、コート層４の摩耗が進行しやすく、十分な耐久性を発揮できないことがある。
【００１２】
クルトシスＲｋｕは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準じ、先端半径２μｍの測定プローブを備えた表面粗さ計：サーフコム１４００（商品名、東京精密社製）に現像ローラをセットし、測定長２．４ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定速度０．１５ｍｍ／ｍｉｎ、カットオフ種別ガウシアンにより、下記測定点それぞれを測定した値の平均値とする。測定点は、コート層４の外周面をその周方向に沿って等間隔の５点とする。
【００１３】
クルトシスＲｋｕは、耐久性の点で、２．２〜３．０が好ましく、２．３〜２．７がより好ましい。
【００１４】
クルトシスＲｋｕは、コート層４の形成条件、特にコート層形成用の樹脂組成物の加熱条件、コート層４の層厚、コート層４に粒子を含有する場合はその粒子の粒径若しくは含有量、弾性層３の研磨条件、砥粒の種類若しくは粒度の変更等によって、所定の範囲に設定できる。
【００１５】
コート層４は、クルトシスＲｋｕに加えて、以下の表面特性をさらに有していると、コート層４の耐久性の点で、さらに好ましい。
粗さ曲線のスキューネスＲｓｋは、−１．５０〜１．００μｍが好ましく、−１．００〜０．９０μｍがより好ましく、−０．５０〜０．８０μｍがさらに好ましい。スキューネスＲｓｋが上記範囲にあると、コート層４の表面性状は微少な凸凹となる。その結果、耐久性がさらに向上する。
粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜ＲΔｑは、０〜０．７μｍが好ましく、０〜０．６μｍがより好ましく、０〜０．５μｍがさらに好ましい。二乗平均平方根傾斜ＲΔｑが上記範囲にあると、コート層４の表面性状は傾斜が小さくなる。その結果、耐久性がさらに向上する。
【００１６】
輪郭曲線の算術平均高さＲａは、０〜２．０μｍが好ましく、０．１〜２．０μｍがより好ましく、０．２〜２．０μｍがさらに好ましい。
十点平均粗さＲｚＪＩＳは、０〜２０．０μｍが好ましく、０．５〜１７．５μｍがより好ましく、１．０〜１５．０μｍがさらに好ましい。
【００１７】
スキューネスＲｓｋ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ、算術平均高さＲａ及び十点平均粗さＲｚＪＩＳは、それぞれ、クルトシスＲｋｕと同様に、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準じ、上記測定条件により、測定された値とする。
スキューネスＲｓｋ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ、算術平均高さＲａ及び十点平均粗さＲｚＪＩＳは、いずれも、クルトシスＲｋｕと同様にして、所定の範囲に設定できる。
【００１８】
現像ローラ１は、好ましくは軸体２を備えている。軸体２は従来公知の現像ローラにおける軸体と基本的に同様のものを備えているのが好ましい。この軸体２は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体であり、良好な導電特性を有しているのが好ましい。軸体２は熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよい。
【００１９】
現像ローラ１は、好ましくは弾性層３を備えている。弾性層３は、従来公知の現像ローラにおける弾性層と同様の弾性層を特に限定されずに用いることができる。この弾性層３は、軸体２の外周面に後述するゴム組成物の硬化物で形成され、２０〜７０のＪＩＳ  Ａ硬度を有しているのが好ましい。弾性層３が２０〜７０のＪＩＳ  Ａ硬度（ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１）を有していると、現像ローラ１と感光体等との接触面積を大きくすることができる。弾性層３は、感光体等との当接状態において感光体等と弾性層３との均一なニップ幅を確保することができる等の点で、その厚さは１〜３０ｍｍであるのが好ましく、５〜２０ｍｍであるのが特に好ましい。
【００２０】
弾性層３は、導電性付与剤及び所望により各種添加剤を含有する。弾性層３を形成するゴム、導電性付与剤及び添加剤については、後述する。
【００２１】
コート層４は、弾性層３の外周面に配置されている。
コート層４は、通常、５〜２５μｍの層厚を有しているのが好ましい。本発明において、コート層４は、高耐久性を発揮するから、層厚を薄くすることもできる。例えば、層厚を２０μｍ未満にすることができる。十分な耐久性は、層厚を、３μｍ以上２３μｍ未満にしても発揮され、さらに２〜２０μｍにしても発揮される。
【００２２】
コート層４は、樹脂、好ましくはウレタン樹脂で形成され、好ましくは、イオン液体、充填剤を含有している。また、所望により、導電性付与剤、樹脂粒子又は各種添加剤等を含有していてもよい。
【００２３】
コート層４を形成する、バインダー樹脂としてのウレタン樹脂は、公知のウレタン樹脂を特に限定されることなく用いることができる。
【００２４】
イオン液体は、オニウム塩の１種であり、少なくとも室温付近の温度で液体状態にある高導電率を有する液体化合物であれば特に限定されない。イオン液体としては、例えば、ピリジニウム系イオン液体、アミン系イオン液体又はイミダゾリウム系イオン液体等が挙げられる。コート層４が含有するイオン液体は、各種のイオン液体の中でも、ピリジニウム系イオン液体、アミン系イオン液体及びイミダゾリウム系イオン液体よりなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましく、ピリジニウム系イオン液体及びアミン系イオン液体よりなる群から選択される少なくとも１種であることがさらに好ましい。
【００２５】
ピリジニウム系イオン液体は、陽イオンとして、ピリジン環を構成する窒素原子にアルキル基等が結合してなるピリジニウムイオンを基本骨格とするイオン液体である。ピリジニウム系イオン液体は、特許第５５４８５４４号公報に記載の「ピリジニウム系イオン液体」を用いることができ、この公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。
なかでも、Ｎ−プロピルピリジニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−ブチルピリジニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−ヘキシルピリジニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドが好ましい。
【００２６】
アミン系イオン液体は、陽イオンとして、脂肪族系アミン化合物の窒素原子にアルキル基等が結合して成るアンモニウムイオンを基本骨格とする脂肪族のアミン系イオン液体である。アミン系イオン液体は、特許第５５４８５４４号公報に記載の「アミン系イオン液体」を用いることができ、この公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。
なかでも、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−ブチルアンモニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラブチルアンモニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラペンチルアンモニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドが好ましい。
【００２７】
イミダゾリウム系イオン液体は、陽イオンとして、イミダゾリウムの一方又は両方の窒素原子にアルキル基等が結合して成るイミダゾリウムイオンを基本骨格とするイオン液体である。イミダゾリウム系イオン液体は、特開２００８−１２９４８１公報に記載の「イミダゾリウム系イオン液体」を用いることができ、この公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。
なかでも、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１，３−ジアリルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドが好ましい。
【００２８】
コート層４は、ウレタン樹脂１００質量部に対して、イオン液体を、好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは１〜１８質量部の割合で含有している。
【００２９】
充填剤は、粒子として含有されることが好ましい。このような充填剤の粒子としては、無機充填剤の粒子又は有機充填剤の粒子等が挙げられ、無機充填剤の粒子であるのが好ましい。無機充填剤としては、例えば、シリカ、珪藻土、パーライト、マイカ、炭酸カルシウム、ガラスフレーク等が挙げられる。これらの中でも、無機充填剤の粒子はシリカ粒子であるのが特に好ましい。有機充填剤の粒子としては、例えば、シリコーンレジン、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリメタクリル酸ブチル、架橋ポリアクリル酸エステル、架橋アクリル等の粒状物等が挙げられる。
充填剤粒子の平均粒径は、０．５〜７μｍであるのが好ましく、１〜５μｍであるのが特に好ましい。平均粒径はコールカウンター法によって測定した値である。
コート層４は、ウレタン樹脂１００質量部に対して、充填剤を、好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは１〜１５質量部、さらに好ましくは１〜１３質量部の割合で、含有している。
【００３０】
樹脂粒子は、上記有機充填剤の粒子以外の粒子であって、樹脂からなる粒子であれば特に限定されず、例えば、ウレタン樹脂からなる粒子が挙げられる。ウレタン樹脂粒子は、例えば、根上工業社製の「アートパール」（商品名）等が挙げられる。
コート層中の、樹脂粒子の含有量は、コート層を形成する樹脂１００質量部に対して好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは１〜１５質量部、さらに好ましくは１〜１３質量部である。
【００３１】
導電性付与剤及び各種添加剤については後述する。
【００３２】
本発明の現像ローラは、軸体又は弾性層の外周面にコート層を形成して、製造される。
例えば、現像ローラ１は、軸体２の外周面に弾性層３を形成し、さらに弾性層３の外周面にコート層４を形成して、製造される。
【００３３】
現像ローラ１を製造するには、まず、軸体２を準備する。例えば、軸体２は公知の方法により所望の形状に調製される。この軸体２は、弾性層３が形成される前にプライマーが塗布されてもよい。軸体２に塗布されるプライマーとしては、特に制限はないが、前記弾性層３とコート層４とを接着又は密着させるプライマー層とを形成する材料と同様の樹脂及び架橋剤が挙げられる。プライマーは、所望により溶剤等に溶解され、定法、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、軸体の外周面に塗布される。
【００３４】
弾性層３は、ゴム組成物を軸体２の外周面に加熱硬化して形成される。例えば、弾性層３は、公知の成形方法によって、加熱硬化と成形とを同時に又は連続して行い、軸体２の外周面に形成される。ゴム組成物の硬化方法はゴム組成物の硬化に必要な熱を加えられる方法であればよく、また弾性層３の成形方法も押出成形による連続加硫、プレス、インジェクションによる型成形等、特に制限されるものではない。例えば、ゴム組成物が付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物である場合には、例えば、押出成形等を選択することができ、ゴム組成物が付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物である場合には、例えば、金型を用いる成形法を選択することができる。ゴム組成物を硬化させる際の加熱温度は、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物の場合は、１００〜５００℃、特に１２０〜３００℃、時間は数秒以上１時間以下、特に１０秒以上〜３５分以下であるのが好ましく、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の場合は、１００〜３００℃、特に１１０〜２００℃、時間は５分〜５時間、特に１〜３時間であるのが好ましい。また、必要に応じ、二次加硫してもよい。付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物の場合は、例えば、１００〜２００℃で１〜２０時間程度の硬化条件が選択される。また、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の場合は、例えば、１２０〜２５０℃で２〜７０時間程度の硬化条件が選択される。また、ゴム組成物は既知の方法で発泡硬化させることにより、気泡を有するスポンジ状弾性層を容易に形成することもできる。
【００３５】
弾性層３を形成するゴム組成物は、ゴムと、導電性付与剤と、所望により各種添加剤とを含有するのが好ましい。
【００３６】
ゴムとしては、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられる。シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム又はウレタンゴムであるのが好ましく、シリコーン又はシリコーン変性ゴムが、耐熱性及び帯電特性等に優れる点で、特に好ましい。これらのゴムは、液状型であってもミラブル型であってもよい。
【００３７】
導電性付与剤は、導電性を有していれば特に限定されず、例えば、導電性カーボン、ゴム用カーボン類、金属、導電性ポリマー等の導電性粉末が挙げられる。
各種添加剤としては、例えば、鎖延長剤及び架橋剤等の助剤、触媒、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。
【００３８】
ゴム組成物として、例えば、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物等を好適に挙げることができる。
【００３９】
付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物としては、例えば、（Ａ）平均組成式：ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２（Ｒは、同一又は異なっていてもよい、置換又は非置換の一価炭化水素基、好ましくは炭素原子数１〜１２、より好ましくは炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、ｎは１．９５〜２．０５の正数である。）で示されるオルガノポリシロキサン、（Ｂ）充填材、及び、（Ｃ）上記（Ｂ）成分に属するもの以外の導電性材料を含有する付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。
付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物において、オルガノポリシロキサン（Ａ）１００質量部に対して、充填材（Ｂ）は１１〜３９質量部、導電性材料（Ｃ）は２〜８０質量部が好ましい。
この付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物は、特開２００８−０５８６２２号公報に記載の「付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物」を用いることができ、これに記載された内容は本明細書に組み込まれる。
【００４０】
付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、（Ｄ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｅ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｆ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３である無機質充填材と、（Ｇ）導電性付与剤と、（Ｈ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。
付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物において、オルガノポリシロキサン（Ｄ）１００質量部に対して、オルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｅ）は０．１〜３０質量部、無機質充填材（Ｆ）は５〜１００質量部、導電性付与剤（Ｇ）は２〜８０質量部が好ましく、付加反応触媒（Ｈ）はオルガノポリシロキサン（Ｄ）及びオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｅ）の合計質量に対して０．５〜１，０００ｐｐｍが好ましい。
この付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、特開２００８−０５８６２２号公報に記載の「付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物」を用いることができ、これに記載された内容は本明細書に組み込まれる。
【００４１】
このようにして形成された弾性層３は、所望により、その表面が研磨、研削されて、外径及び表面状態等が調整される。また、弾性層３はコート層４が形成される前にその外周面にプライマー層が形成されてもよい。
【００４２】
コート層４は、このようにして形成された弾性層３、又は、所望により形成されたプライマー層の外周面に、樹脂組成物を塗工し、次いで、塗工された樹脂組成物を加熱硬化させて、形成される。樹脂組成物の塗工は、例えば、樹脂組成物の塗工液を塗工する塗布法、塗工液に弾性層３等を浸漬するディッピング法、塗工液を弾性層３等に吹き付けるスプレーコーティング法等の公知の塗工方法によって、行われる。樹脂組成物は、そのまま塗工してもよいし、樹脂組成物に、例えば、メタノール及びエタノール等のアルコール、キシレン及びトルエン等の芳香族系溶媒、酢酸エチル及び酢酸ブチル等のエステル系溶媒等の揮発性溶媒、又は、水を加えた塗工液を塗工してもよい。
【００４３】
このようにして塗工された樹脂組成物を硬化する方法は、樹脂組成物の硬化等に必要な熱又は水分を加えられる方法であればよく、例えば、樹脂組成物が塗工された弾性層３等を加熱器で加熱する方法、樹脂組成物が塗工された弾性層３等を高湿度下に静置する方法等が挙げられる。樹脂組成物を加熱硬化させる際の加熱温度は、例えば、１００〜２００℃、特に１２０〜１６０℃、加熱時間は１０〜１２０分間、特に３０〜６０分間であるのが好ましい。
特に、樹脂組成物の加熱硬化において、クルトシスＲｋｕを所定の範囲に設定する場合には、樹脂組成物の加熱条件として、加熱温度を、好ましくは１２０〜１８０℃、より好ましくは１５０〜１６０℃に設定し、加熱時間を、好ましくは２０〜６０分、より好ましくは２５〜３５分に設定する。このように樹脂組成物の加熱硬化条件を設定することにより、樹脂組成物の硬化具合を変更させて、クルトシスＲｋｕを所定の範囲に設定することができる。
なお、塗工に代えて、樹脂組成物を弾性層３又はプライマー層の外周面に、押出成形、プレス成形、インジェクション成形等の公知の成形方法によって、積層するとともに、又は、積層した後に、積層された樹脂組成物を硬化させてもよい。
【００４４】
コート層を形成する樹脂組成物は、樹脂を形成する前駆体である樹脂調製成分を含有し、好ましくは、イオン液体又は充填剤を含有する。また、所望により、導電性付与剤、樹脂粒子又は各種添加剤等を含有していてもよい。
イオン液体、充填剤及び樹脂粒子は上記した通りであり、導電性付与剤はゴム組成物のものと同じである。
【００４５】
樹脂としては、特に限定されないが、ウレタン樹脂が好ましい。ウレタン樹脂の調製成分（ウレタン調製成分）は、ウレタン樹脂を形成できるものであればよく、ポリオールとポリイソシアネートとの混合物、又は、ポリオールとポリイソシアネートとを反応して得られるプレポリマーが挙げられる。
【００４６】
ポリオールとポリイソシアネートとの混合物におけるポリオールは、ウレタン樹脂の調製に通常使用される各種のポリオールであればよく、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール等が挙げられる。ポリオールとしては、特許第５５４８５４４号公報に記載の「ポリオール」を特に限定されることなく用いることができ、この公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。また、混合物におけるポリイソシアネートも、同様に、ウレタン樹脂の調製に通常使用される各種のポリイソシアネートであればよく、芳香族、脂肪族、脂環族の各ポリイソシアネートが挙げられる。ポリイソシアネートとしては、特許第５５４８５４４号公報に記載の「ポリイソシアネート」を特に限定されることなく用いることができ、この公報に記載された内容は本明細書に組み込まれる。ポリイソシアネートは、５００〜２０００の分子量を有するのが好ましく、７００〜１５００の分子量を有するのがさらに好ましい。
ポリオールとポリイソシアネートとの混合物におけるこれらの混合割合は、特に限定されないが、通常、ポリオールに含まれる水酸基（ＯＨ）と、ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基（ＮＣＯ、ブッロクポリイソシアネートの場合は遊離し得るイソシアネート基）とのモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．７〜１．１５であるのが、好ましい。このモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）はウレタン樹脂の加水分解を防止することができる点で０．８５〜１．１０であるのがより好ましい。
【００４７】
ウレタン樹脂調製成分がポリオールとポリイソシアネートとの混合物である場合には、ポリオールとポリイソシアネートとの反応に通常使用される助剤、例えば、鎖延長剤、架橋剤等を含有してもよい。鎖延長剤、架橋剤としては、例えば、グリコール類、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン及びアミン類等が挙げられる。
【００４８】
ウレタン樹脂調製成分としてのプレポリマーは、上記ポリオールと上記ポリイソシアネートとを反応して得られるプレポリマーであればよく、それらの分子量等も特に限定されない。プレポリマーは、所望により、上記助剤等の存在下、ワンショット法又はプレポリマー法等によって、ポリオールとポリイソシアネートとを反応して、得られる。
【００４９】
ウレタン樹脂調製成分は、ポリオールとポリイソシアネートとの混合物であるのが好ましく、特に、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールから選択された少なくとも１種のポリオールとポリイソシアネートとの混合物であるのが特に好ましい。
【００５０】
各種添加剤としては、特に限定されないが、例えば、鎖延長剤及び架橋剤等の助剤、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常樹脂組成物に用いられる添加剤であってもよく用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００５１】
樹脂組成物中の、イオン液体、充填剤及び樹脂粒子の含有量は、それぞれ、コート層中の上記各含有量となるように、設定される。
導電性付与剤を含有する場合、樹脂組成物中の、導電性付与剤の含有量は、ウレタン調製成分１００質量部に対して、好ましくは１〜９質量部、より好ましくは３〜８．５質量部、さらに好ましくは６〜８質量部である。
各種添加剤の含有量は、適宜に設定される。
【００５２】
樹脂組成物は、上記成分を常法により混合して、調製できる。
樹脂組成物は、弾性層３の外周面に容易に形成することができる点で、例えば、２５℃において、５〜５００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのがよく、５〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのが特によい。樹脂組成物の粘度は、通常、それらに含まれる各成分の種類及び／又は配合量によって所定の範囲に設定することができる。また、必要により、溶剤等により、粘度を所定の範囲に設定することもできる。
【００５３】
このようにして現像ローラ１を製造できる。
【００５４】
本発明の現像ローラは、粗さ曲線のクルトシスＲｋｕが２．００〜３．５０であるコート層を備えていることにより、高い耐久性を発揮する。
【００５５】
次に、本発明の現像装置、及び、本発明の画像形成装置の一例を、図２を参照して、説明する。
本発明の画像形成装置は、本発明の現像ローラを備えている。
【００５６】
画像形成装置１０は、図２に示されるように、各色の現像ユニットに装備された複数の感光体１１を転写搬送ベルト３０上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置であり、したがって、現像ユニットＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹが転写搬送ベルト３０上に直列に配置されている。これらの現像ユニットはそれぞれ、静電潜像が形成される回転可能な感光体１１と、感光体１１に当接して又は所定の間隔を置いて設けられ、感光体１１を帯電させる帯電手段１２と、感光体１１の上方に設けられ、感光体１１に静電潜像を形成する露光手段１３と、感光体１１に当接して又は所定の間隔を置いて設けられ、感光体１１に一定の層厚でトナー２２を供給し、静電潜像を現像する現像手段２０と、感光体１１の下方に転写搬送ベルト３０を介して圧接するように設けられ、感光体１１から転写搬送ベルト３０で搬送される転写体１６上に現像された静電潜像を転写する転写手段１４と、転写体１６に転写されず感光体１１に残留したトナー２２等を除去するクリーニング手段１５とを備えている。
【００５７】
感光体１１、帯電手段１２、露光手段１３、転写手段１４及びクリーニング手段１５は、従来公知のものを適宜選択して使用することができる。
【００５８】
現像手段２０は、図２に示されるように、感光体１１に対向する位置に開口部を有し、トナー２２を収納するトナー収納部２１と、トナー収納部２１の開口部に、感光体１１に当接して又は所定の間隔を置いて設けられ、感光体１１にトナー２２を一定の層厚でトナー２２を供給する回転可能な現像ローラ２３として本発明の現像ローラと、現像ローラ２３の上方に設けられ、現像ローラ２３に当接してトナー２２の層厚を規制するとともに、摩擦帯電によりトナー２２を帯電させるトナー規制部材２４とを備えている。
【００５９】
トナー２２は、摩擦により帯電可能で、転写体１６に定着可能なトナーであれば、乾式トナーでも湿式トナーでもよく、また、非磁性トナーでも磁性トナーでもよい。現像ユニットＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹはそれぞれ、トナー収納部２１内に、黒色トナー、シアントナー、マゼンタトナー及び黄色トナーが収納されている。
【００６０】
図２に示されるように、現像ユニットＢＫ、Ｃ、Ｍ及びＹにおける感光体１１と転写手段１４とは、二本の支持ローラ５に張架された転写搬送ベルト３０を介して、当接している。そして、転写体１６は、転写搬送ベルト３０により、感光体１１と転写手段１４との当接部を通過するように、搬送される。この転写搬送ベルト３０は転写体１６を搬送するとともに、転写手段１４と協働して感光体１１に現像された静電潜像を転写する。
【００６１】
図２に示されるように、画像形成装置１０の底部には、転写体１６として複数枚の転写紙を積層収容してなるカセット３１が設置されており、カセット３１内の転写紙は給紙ローラ等によって１枚ずつ送り出されて、転写搬送ベルト３０上に搬送される。
【００６２】
図２に示されるように、画像形成装置１０における転写体１６の搬送方向下流には、転写体１６に転写されたトナー２２（静電潜像）を定着させる定着手段３２が配置されている。
【００６３】
画像形成装置１０は、次のように作用する。まず、現像ユニットＢＫの感光体１１が、帯電手段１２により一様に帯電され、露光手段１３により画像が露光されて、感光体１１の表面に静電潜像が形成される。一方、現像手段２０において、現像ローラ２３及びトナー規制部材２４により、黒色トナー２２が所望の層厚に規制され、所望のように帯電される。そして、この黒色トナー２２が現像ローラ２３から感光体１１に供給され、感光体１１に形成された静電潜像が現像されて、トナー像として可視化される。次いで、このトナー像が、感光体１１と転写手段１４との間に転写搬送ベルト３０により搬送される転写体１６上に、転写される。このようにして、トナー像が転写紙１６上に黒像に顕像化される。
【００６４】
次いで、現像ユニットＢＫと同様にして、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって、トナー像が黒像に顕像化された転写紙１６に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。
【００６５】
次いで、カラー像が顕像化された転写体１６は、定着手段３２に搬送され、定着手段３２によりカラー像が永久画像として転写体１６に定着される。このようにして、転写体１６にカラー画像を形成することができる。
【００６６】
現像装置２０及び画像形成装置１０は、本発明の現像ローラを備えているから、優れた耐久性を示し、品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【００６７】
本発明の現像ローラ、現像装置及び画像形成装置は、前記した一例に限定されることはなく、本発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。
【００６８】
例えば、図１に示す現像ローラ１は、軸体２及び弾性層３を備えているが、本発明において、現像ローラは、軸体及び弾性層の少なくとも一方を備えていなくてもよい。また、軸体と弾性層の間又は弾性層とコート層との間に接着層又はプライマー層等の中間層を有していてもよい。
【００６９】
現像装置２０は、現像ローラ２３と、トナー規制部材２４と、トナー２２とを備えているが、本発明において、現像装置は、さらに、現像ローラに接触又は圧接するように略平行に軸支され、トナーを現像ローラに供給するトナー供給ローラを備えていてもよい。
【００７０】
画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１０は、各色の現像ユニットを備えた複数の感光体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置とされているが、画像形成装置は、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置であっても、感光体上に担持されたトナー像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。
【実施例】
【００７１】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体２（ＳＵＭ２２製、直径１０ｍｍ、長さ２７５ｍｍ）をエタノールで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業社製）を塗布した。プライマー処理した軸体２を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、軸体の表面にプライマー層を形成した。
【００７２】
次いで、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（重合度３００）１００質量部、ＢＥＴ比表面積が１１０ｍ２／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本アエロジル社製、Ｒ−９７２）１質量部、平均粒径６μｍ、嵩密度０．２５ｇ／ｃｍ３である珪藻土（オプライトＷ−３００５Ｓ、北秋珪藻土社製）４０質量部、及び、アセチレンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）５質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌した後、３本ロールに１回通した。これを再度プラネタリーミキサーに戻し、架橋剤として、両末端及び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏｌ／ｇ）２．１質量部、反応制御剤としてエチニルシクロヘキサノール０．１質量部、及び、白金触媒（Ｐｔ濃度１％）０．１部を添加し、１５分撹拌して混練して、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を調製した。調製した付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を液体射出成形により軸体２の外周面に成形した。液体射出成形において、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を１０分間１５０℃に加熱して硬化させた。この成形体を研磨して外径２０ｍｍの弾性層３を形成した。この弾性層３のＪＩＳ  Ａ硬度は４３°であった。
【００７３】
一方、下記組成を有するコート層形成用のウレタン樹脂組成物を調製した。
（Ａ）ポリイソシアネート（ヘキサメチレンジイソシアネート）１４質量部
（Ｂ）縮合系ポリエステルポリオール（１，６−ヘキサンジオールとアジピン酸との混合モル比［ＣＯＯＨ／ＯＨ］＝１２／１３）２８質量部（イソシアネートとポリエステルポリオールとのモル比［ＮＣＯ／ＯＨ］＝１．１／１）
（Ｃ）イオン液体として、ピリジニウム系イオン液体である「Ｃ５Ｈ５Ｎ＋−Ｃ６Ｈ１３［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］−（Ｎ−ヘキシルピリジニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）（関東化学社製）１質量部（ウレタン調整成分であるヘキサメチレンジイソシアネート及び縮合系ポリエステルポリオールの合計１００質量部に対して２．４質量部）
（Ｄ）カーボンブラック（商品名「トーカブラック＃４５００」、東海カーボン社製）３質量部
（Ｅ）ジブチル錫ジラウレート（商品名「ジ−ｎ−ブチルすずジラウレート」、昭和化学社製）０．０３質量部
（Ｆ）充填剤粒子として、シリカ（商品名「ＡＣＥＭＡＴＴ  ＯＫ−６０７」、デグサ社製、平均粒径１．５μｍ）４質量部（ウレタン調整成分１００質量部に対して９．５質量部）
【００７４】
このウレタン樹脂組成物を弾性層３の外周面にスプレーコーティング法によって塗布し、１６０℃で２５分間加熱して、層厚１５μｍのコート層４を形成した。
このようにして実施例１の現像ローラを製造した。
【００７５】
（実施例２）
実施例１において、ウレタン樹脂組成物の加熱条件を１５０℃で３０分に変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の現像ローラを製造した。
（実施例３）
実施例１において、ウレタン樹脂組成物の加熱条件を１６０℃で３５分に変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の現像ローラを製造した。
【００７６】
（比較例１）
実施例１において、ウレタン樹脂組成物の加熱条件を１４０℃で３５分に変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の現像ローラを製造した。
（比較例２）
実施例１において、ウレタン樹脂組成物の加熱条件を１７０℃で２０分に変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の現像ローラを製造した。
（比較例３）
実施例１において、ウレタン樹脂組成物の加熱条件を１６０℃で３０分に変更し、かつウレタンコート層の膜厚を２２μｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、比較例３の現像ローラを製造した。
【００７７】
（コート層の表面性状の測定）
製造した各現像ローラにおいて、コート層のクルトシスＲｋｕ、スキューネスＲｓｋ、二乗平均平方根傾斜ＲΔｑ、算術平均高さＲａ及び十点平均粗さＲｚＪＩＳを、それぞれ、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に記載の方法に準拠し、上記測定条件で、測定した。得られた結果を表１に示す。
【００７８】
（耐久性試験）
製造した各現像ローラのコート層表面に、直径１０ｍｍの円形（リング状）の切り込みを軸線方向の中央に１個入れた。この切り込みは、コート層４が弾性層３から剥がれるきっかけをつくるものであり、本耐久性試験は促進試験である。
次いで、切り込みを入れた現像ローラを、サンドペーパー（商品名：ＭＩＲＲＯＲ  ＦＩＬＭ  ＭＣＦ  ３０μｍ、基材１００μｍ、三共理化学社製、幅５０ｍｍ）を挟んで、直径８０ｍｍのバックアップローラ（材質：ポリウレタン）に、押圧力５００ｇで、圧接させた。このとき、サンドペーパーが挟まれる軸線方向の位置は、切り込みを設けたコート層の表面領域が現像ローラの回転によりサンドペーパー表面を通過する位置とした。具体的には、現像ローラの軸線方向の中央部にサンドペーパーを配置した。
この圧接状態を保持したまま、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、回転速度を１０００ｒｐｍとして、現像ローラを１分間回転させた。その後、切り込みを設けたコート層の剥離の有無を目視で確認した。
耐久性は、下記基準で、評価した。本試験において、評価が「○」であると合格レベルにある。
○：コート層が弾性層から剥離しなかった場合
△：コート層の一部が弾性層から剥離した場合
×：コート層のほぼ全てが弾性層から剥離した場合
【００７９】
【表１】
0006616697.tif 000002
【００８０】
表１の結果から明らかなように、粗さ曲線のクルトシスＲｋｕが２．００〜３．５０であるコート層を備えた実施例の現像ローラは、いずれも、耐久性試験に合格した。一方、粗さ曲線のクルトシスＲｋｕが小さくても（比較例１及び比較例３）、大きくても（比較例２）、耐久性試験は不合格であった。
以上により、本発明の現像ローラは耐久性に優れていることが分かる。また、本発明の現像ローラを備えた現像装置及び画像形成装置は耐久性に優れることも分かる。
【符号の説明】
【００８１】
１  現像ローラ
２  軸体
３  弾性層
４  コート層
１０  画像形成装置
１１  感光体
１２  帯電手段
１３  露光手段
１４  転写手段
１５  クリーニング手段
１６  転写体
２０  現像手段
２１  トナー収納部
２２  トナー
２３  現像ローラ
２４  トナー規制部材
３０  転写搬送ベルト
３１  カセット
３２  定着手段
ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ  現像ユニット
【図１】
0006616697.tif 000003
【図２】
0006616697.tif 000004