(57)【要約】【課題】トナーの経時的劣化を抑制できる程度に柔軟であり、かつ、永久変形を生じにくい現像ローラを提供する。【解決手段】軸芯体と、弾性体層と、該弾性層を被覆する表面層としての被覆層とを有し、該被覆層の表面におけるＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が４０°以上、８５°以下である現像ローラである。該被覆層は、厚さ１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下であって、かつ、該現像ローラの表面におけるマルテンス硬度Ｈ１（Ｎ／ｍｍ2）と、前記弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）と、前記被覆層の膜厚ｄ（ｍｍ）とが下記式（１）の関係を満たす。                ４００  ≦  （Ｈ１−Ｈ２）／ｄ  ≦  ２０００    （１）。【選択図】図１
2008293002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体と、弾性体層と、該弾性層を被覆する表面層としての被覆層とを有し、該被覆層の表面におけるＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が４０°以上、８５°以下である現像ローラであって、
該被覆層は、厚さ１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下であって、かつ、
該現像ローラの表面におけるマルテンス硬度Ｈ１（Ｎ／ｍｍ2）と、前記弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）と、前記被覆層の膜厚ｄ（ｍｍ）とが下記式（１）の関係を満たすことを特徴とする現像ローラ：
４００  ≦  （Ｈ１−Ｈ２）／ｄ  ≦  ２０００    （１）。
【請求項２】
前記被覆層の表面のジヨードメタンに対する接触角が４０°以上、７０°以下である請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記被覆層は、前記現像ローラから切り取った被覆層及び弾性体層を含む短冊状の被験試料を５％延伸変形させたときに、割れを生じないものである請求項１または２記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記被覆層が、ＳｉＯｘを主成分とする材料を含む請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記弾性体層が、架橋ゴムまたは熱可塑性エラストマーを含み、また、ＤＢＰ吸収量が５０ｍｌ／１００ｇ以上、１１０ｍｌ／１００ｇ以下であるカーボンブラックを導電剤として含有している請求項１乃至４のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項６】
静電潜像を担持する潜像担持体に対向した状態でトナーを担持する現像ローラと、該現像ローラに担持されたトナーを摩擦帯電しながら該トナーの層厚を規制する規制ブレードとを備え、該現像ローラが前記潜像担持体にトナーを付与することにより静電潜像を現像する現像装置であって、前記現像ローラが、請求項１乃至５のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
潜像担持体と、該潜像担持体の表面を帯電する手段と、該潜像担持体に形成された静電潜像を現像する手段とを備えたプロセスカートリッジであって、該静電潜像を現像する手段が請求項６記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
電子写真方式により静電潜像が形成される潜像担持体、該潜像担持体を帯電する手段、該潜像担持体の帯電領域に静電潜像を形成する手段、該静電潜像にトナーを付着させて該静電潜像をトナーの像として顕像化する手段、及び該トナーの像を転写材に転写する手段を有する画像形成装置であって、前記静電潜像をトナーの像として顕像化する手段が、請求項６に記載の現像装置であることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、電子写真方式を採用した画像形成装置に組み込まれる潜像担持体（感光ドラム）に接触させて使用される現像ローラに関する。またそれを用いた現像装置、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。
【背景技術】
【０００２】
現像ローラは、感光ドラムとのニップ幅を確保するためにゴム成分や樹脂成分を含む弾性体層を設けることが実質的に必須となっている。そして、このような弾性体層から染み出すことがある低分子成分の感光ドラムへの付着を抑えるために弾性体層の上に被覆層を設けた構成が採用されている。
【０００３】
ところで、現像ローラのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は、トナーの経時的な劣化と密接に関連する。即ち、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度が高すぎる場合、トナーの経時的な劣化を加速してしまうことがある。そのため、現像ローラのＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度として、２５°以上、８５°以下の範囲内とすることが従来より提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
一方、上記したように弾性体層の存在を必須の構成要素として備えた現像ローラが有する他の課題として、感光ドラム、クリーニングブレード等の当接部材との当接状態が長期間にわたり継続したときに生じることがある部分的な永久変形がある。部分的な永久変形の生じた現像ローラを用いて電子写真画像を形成すると、永久変形した部分に対応して画像不良が生じることがある。
【０００５】
従って、低硬度でありながら、永久変形を生じにくい現像ローラの提供は、従来より解決すべき課題として挙げられている。例えば、特許文献３、特許文献４には、当該課題を解決する種々の構成が開示されている。しかし、本発明者らの検討によれば、従来の提案にかかる現像ローラは上記課題について必ずしも十分な効果を得られているとは言えず、上記の課題をより高いレベルで解決することができる新規な現像ローラの開発が必要であるとの認識を得るに至った。
【特許文献１】特開２００１−１６６５３３号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１７２８号公報
【特許文献３】特開２００６−１０６３２３号公報
【特許文献４】特開２００５−２４８０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、トナーの経時的劣化を抑制できる程度に柔軟であり、かつ、永久変形を生じにくい現像ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記の課題に対し鋭意検討を重ねた結果、柔軟な弾性層の上に、特定の硬度を有し、かつ、極めて薄い被覆層を表面層として形成した場合に、上記の課題を高いレベルで解決できることを見出した。本発明はこのような新たな知見に基づき為されたものである。
【０００８】
即ち、本発明に係る現像ローラは、軸芯体と、弾性体層と、該弾性層を被覆する表面層としての被覆層とを有し、該被覆層の表面におけるＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が４０°以上、８５°以下である現像ローラであって、
該被覆層は、厚さ１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下であって、かつ、
該現像ローラの表面におけるマルテンス硬度Ｈ１（Ｎ／ｍｍ2）と、前記弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）と、前記被覆層の膜厚ｄ（ｍｍ）とが下記式（１）の関係を満たすことを特徴とする：
４００  ≦  （Ｈ１−Ｈ２）／ｄ  ≦  ２０００    （１）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低硬度であって、かつ、永久変形を生じにくいため、高品位な電子写真画像を安定して提供することのできる現像ローラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明をより詳細に説明する。
【００１１】
本発明にかかる現像ローラは、電子写真画像形成装置において、トナーを担持して静電潜像の形成された潜像担持体表面にトナーを供給し前記静電潜像を顕在化するためのものである。そして、軸芯体と、該軸芯体の外周面に形成された弾性体層と、該弾性体層を被覆してなる表面層としての被覆層を有している。そして、下記（ア）〜（ウ）の要件をも満たしている。
（ア）表面のアスカーＣ（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）硬度が、４０°以上８５°以下であること；
（イ）被覆層の厚さが１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下であること；
（ウ）現像ローラ表面のマルテンス硬度Ｈ１（Ｎ／ｍｍ2）と、弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）と、被覆層の膜厚ｄ（ｍｍ）とが下記式（１）に示す関係を満たしていること：
４００  ≦  （Ｈ１−Ｈ２）／ｄ  ≦  ２０００    （１）。
【００１２】
上記（ア）乃至（ウ）の要件を満たすことにより、現像ローラは、低硬度であり、かつ、変形回復性に優れたものとなる。その結果、当該現像ローラは、トナーに与えるストレスを軽減でき、経時的なトナーの劣化を有効に抑制できるものとなる。その一方で、当該現像ローラは、比較的に硬い被覆層を表面層として具備していることにより、当接部材が長期間にわたり特定の部位に当接した場合であっても部分的な永久変形を生じにくいものとなる。
【００１３】
本発明にかかる現像ローラの実施形態の一例を図１及び図２に示す。図１は、本発明の現像ローラの一例の全体構成を模式的に示す図であり、図２は、軸芯体に直交する面での断面を模式的に示した図である。図１及び図２に示した実施形態の現像ローラ１は、中心に軸芯体１１と、該軸芯体の外周面に順次、弾性体層１２及び被覆層１３を有している。
【００１４】
＜軸芯体＞
軸芯体１１は、通常、円柱状の形状を有しており、金属の如き導電性材料で形成されているものを用いることができる。画像形成装置に利用される現像ローラは、電気的なバイアスを印加して、または、接地されて、使用されるのが一般的であるので、軸芯体１１は、支持部材であって、現像部材の電極としても機能する。
【００１５】
そこで、軸芯体１１は、少なくともその外周面は、その上に形成されるゴムを含む弾性体層に所定の電圧を印加するに十分な導電性の材質で構成する。具体的には、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、あるいは、クロム、ニッケルで鍍金処理を施した鉄、導電化された合成樹脂等が挙げられる。画像形成装置に利用される現像ローラにおいては、軸芯体の外径は、通常４〜１０ｍｍの範囲とされる。
【００１６】
＜弾性体層＞
弾性体層１２は柔軟性を有するものであり、ゴムを原料主成分とした成型体を用いることができる。原料主成分のゴムとしては、従来から弾性ローラに用いられている種々のゴムを用いることができる。ゴムの具体例を以下に列挙する。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。所望とする弾性体層の硬度や現像ローラとしての特性を与える限り、これらのゴムは必要に応じて２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１７】
また、これらのゴムに種々の添加剤を必要に応じて配合して弾性体層を成形することができる。添加剤としては、現像ローラの個別的な用途に合わせて、弾性体層自体に要求される機能に必要な成分、導電剤、非導電性充填剤、また、ゴム成型体とする際に利用される各種添加剤成分、架橋剤、触媒、分散促進剤等が挙げられる。
【００１８】
弾性体層に導電性を付与するために用い得る導電剤の具体例を以下に列挙する。
【００１９】
カーボンブラック、グラファイト（ＧＦ）、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼の如き金属や合金；
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、酸化錫−酸化インジウム固溶体の如き導電性の金属酸化物；
上記金属や合金または金属酸化物で被覆された絶縁性物質の微粉末。
【００２０】
これらの内、カーボンブラックは、比較的容易に入手でき、また、主成分のゴムの種類によらず、良好な帯電性が得られるため、好適である。
【００２１】
前記弾性体層を導電化する手段としてカーボンブラックを用いる場合、ＤＢＰ吸収量が５０ｍｌ／１００ｇ以上、１１０ｍｌ／１００ｇ以下の範囲内にあるカーボンブラックが好ましい。この範囲のＤＢＰ吸収量のカーボンブラックを用いると、弾性体層の硬度を相対的に低く抑えて、所望の導電性を得ることが容易となる。
【００２２】
より具体的には、ＤＢＰ吸収量が５０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックを用いると、弾性体層中への分散が容易になると共に、導電性を出すための添加量を抑えることができる。また、ＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラックを用いると、弾性体層に対する補強効果が大きくなく、必要以上に硬度を上げることがなく、好適な硬度と所望の導電性を安定して得ることが容易となる。カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、６０ｍｌ／１００ｇ以上１００ｍｌ／１００ｇ以下の範囲にあることがより好ましい。
【００２３】
カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、カーボンブラック１００ｇ当たりのＤＢＰの吸収量を示しており、カーボンブラックのストラクチャーの大小を判断する指標の１つである。カーボンブラックのストラクチャーはカーボンブラックの単位粒子が鎖状に連係してできるものであって、その大きさが、ゴム中に配合された際のカーボンブラックの電気伝導性を左右する。本発明において、ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳＫ６２１７−４の規定に従って測定したものである。これらのカーボンブラックは前記特性を備えるものであれば、市販品であっても、市販品を処理したものであっても、あるいは新規に製造されたものであってもよい。オイルファーネスブラック、ガスファーネスブラック、チャンネルタイプのカーボンブラック、これらのカーボンブラックに対し酸化処理を施したものを挙げることができる。
【００２４】
また、前記カーボンブラックの添加量としては、通常、前記弾性体層を形成するゴム１００質量部に対して、１０質量部以上８０質量部以下とすることが好ましい。１０質量部以上とすると所望とする導電性を安定して得ることが容易となる。また、８０質量部以下とすると硬度が高くなりすぎてしまうことがない。さらには、弾性体層中への分散がし易く、導電性を安定して得ることができる点より、２０質量部以上５０質量部以下であることがより好ましい。
【００２５】
主成分のゴム中に、微粉末状の導電剤を分散させる手段としては、従来から利用される手段、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカーの如き装置を用いる方法を挙げることができる。これらは、主成分のゴム材料に応じて適宜選択し利用すればよい。
【００２６】
弾性体層に導電性を付与するその他の方法として、導電剤とともに、あるいは単独で導電性高分子化合物を添加する手法を利用することができる。導電性高分子化合物としては、ホストポリマーに種々のドーパントをドープしたものを用いることができる。
【００２７】
ホストポリマーの具体例を以下に列挙する。ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンオキシド）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリ（ｐ−フェレンビニレン）、ポリ（２，６−ジメチルフェニレンオキサイド）。ポリ（ビスフェノールＡカーボネート）、ポリビニルカルバゾール、ポリジアセチレン、ポリ（Ｎ−メチル−４−ビニルピリジン）、ポリアニリン、ポリキノリン、ポリ（フェニレンエーテルスルフォン）など。
【００２８】
ドーパントの具体例を以下に列挙する。ＡｓＦ5、Ｉ2、Ｂｒ2、ＳＯ3、Ｎａ、Ｋ、ＣｌＯ4、ＦｅＣｌ3、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｋｒ、Ｌｉ、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）。
【００２９】
弾性体層に添加可能な非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウムを挙げることができる。
【００３０】
弾性体層を作製する際に利用される架橋剤の具体例を以下に列挙する。有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物、含硫黄有機加硫剤、トリアジン系化合物等。
【００３１】
また、加硫剤として、有機過酸化物を使用する場合には、有機過酸化物と併用して、共架橋剤を配合することができる。共架橋剤の具体例を以下に列挙する。
【００３２】
硫黄、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ベンゾキノンジオキシム、ｐ，ｐ′−ジベンゾイルキノンジオキシム、Ｎ−メチル−Ｎ′−４−ジニトロアニリン、Ｎ，Ｎ′−ｍ−フェニレンジマレイミド、ジペンタメチレンチウラムペンタスルフィド。ジニトロソベンゼン、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアジンチオール、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート。ポリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エリスリトールテトラメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート。ジアリルメラミン、トリメタクリレート、ジメタクリレート、ジビニルアジペート、ビニルブチラート、ビニルステアレート、液状ポリブタジエンゴム、液状ポリイソプレンゴム、液状スチレン−ブタジエンゴム、液状アクリロニトリル−ブタジエンゴム。マグネシウムジアクリレート、カルシウムジアクリレート、アルミニウムアクリレート、亜鉛アクリレート、スタナスアクリレート、メタクリル酸亜鉛、メタクリル酸マグネシウム、ジメタクリル酸亜鉛。
【００３３】
これらの共架橋剤は、１種単独で、あるいは２種以上を併用することができる。
【００３４】
また、加硫剤として、硫黄系加硫剤を使用する場合には、加硫促進剤を使用することができる。このような加硫促進剤の具体例を以下に列挙する。
【００３５】
ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド・アンモニアなどのアルデヒドアンモニア類；
ｎ−ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ブチルアルデヒド−モノブチルアミン縮合品、ヘプトアルデヒド−アニリン縮合物、トリクロトニリデン・テトラミン縮合物などのアルデヒドアミン類；
ジフェニルグアニジン、ジ−ｏ−トリルグアニジン、オルト・トリル・ビグアニド、ジカテコール・ほう酸のジオルト・トリル・グアニジン塩などのグアニジン塩類；
２−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン類；
２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトチアゾリン、ジベンゾチアジル・ジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩。２−（２，４−ジニトロフェニルチオ）ベンゾチアゾール、２−（Ｎ，Ｎ−ジエチルチオ・カルバモイルチオ）ベンゾチアゾール、２−（４′−モルホリノ・ジチオ）ベンゾチアゾール、４−モルホリノ−２−ベンゾテアジル・ジスルフィドなどのチアゾール類；
Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾール・スルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド。Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジル・スルフェンアミドなどのスルフェンアミド類；
チオカルバニド、エチレン・チオ尿素（２−メルカプトイミダゾリン）、ジエチル・チオ尿素、ジブチル・チオ尿素、混合アルキルチオ尿素、トリルメチルチオ尿素、ジラウリルチオ尿素などのチオ尿素類；
ジメチル・ジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチル・ジチオカルバミン酸ナトリウム、ジ−ｎ−ブチル・カルバミンン酸ナトリウム、ジメチル・ジチオカルバミン酸鉛、ジアミル・ジチオカルバミン酸鉛、ジアミル・ジチオカルバミン酸亜鉛。ジエチル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジ−ｎ−ブチル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジル・ジチオカルバミン酸亜鉛、Ｎ−ペンタメチレン・ジチオカルバミン酸亜鉛、エチルフェニル・ジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチル・ジチオカルバミン酸セレン。ジエチル・ジチオカルバミン酸セレン、ジエチル・ジチオカルバミン酸テルル、ジエチル・ジチオカルバミン酸カドミウム、ジメチル・ジチオカルバミン酸銅、ジメチル・ジチオカルバミン酸鉄、ジメチル・ジチオカルバミン酸ビスマス。ジメチル・ジチオカルバミン酸ピペリジン、メチルペンタメチレン・ジチオカルバミン酸ピペコリン、活性化ジチオカルバメートなどのジチオカルバミン酸塩類；
テトラメチルチウラム・モノスルフィド、テトラメチルチウラム・ジスルフィド、活性テトラメチルチウラム・ジスルフィド、テトラエチルチウラム・ジスルフィド、テトラブチルチウラム・ジスルフィド。Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルチウラム・ジスルフィド、ジペンタメチレンチウラム・ジスルフィド、ジペンタメチレンチウラム・テトラスルフィド、混合アルキル・チウラム・ジスルフィドなどのチウラム類；
イソプロピル・キサントゲン酸ナトリウム、イソプロピル・キサントゲン酸亜鉛、ブチル・キサントゲン酸亜鉛などのザンテート類；
４，４′−ジチオジモルホリン、アミノジアルキルジチオホスフェート、亜鉛−ｏ，ｏ−ｎ−ブチル・ホスホロジチオエート、３−メルカプトイミダゾリン−チオン−２、チオグリコール酸エステルなど。
【００３６】
これらの加硫促進剤は、１種単独で、あるいは２種以上を併用することができる。
【００３７】
上記加硫剤および加硫促進剤に加え、必要に応じて、加硫促進助剤を添加することもできる。このような加硫促進助剤を以下に列挙する。酸化マグネシウム、亜鉛華、活性亜鉛華、表面処理亜鉛華、炭酸亜鉛、複合亜鉛華、複合活性亜鉛華、表面処理酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、極微細水酸化カルシウム、一酸化鉛、リサージ、鉛丹、鉛白などの金属酸化物。ステアリン酸、オレイン酸、ラウリル酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウムなどの有機酸（塩）類。特に、亜鉛華、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛が好ましい。
【００３８】
これらの加硫促進助剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００３９】
また、液状シリコーンゴムの場合には、硬化可能なオルガノポリシロキサンと、シロキサン骨格を有する硬化剤を用いて架橋したものであることが好ましい。
【００４０】
硬化可能なオルガノポリシロキサンとしては例えば、ジメチルポリシロキサンまたは末端にビニル基等の硬化剤と反応する官能基を有するオルガノポリシロキサンを用いることができる。硬化可能なオルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが１０万以上１００万以下が好ましく、平均分子量はおよそ５０万程度が好ましい。
【００４１】
また、硬化剤としてはオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いることができる。硬化可能なオルガノポリシロキサンのアルケニル基は、硬化剤であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位である。このようなアルケニル基の種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基およびアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２コ以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、３個以上のポリマーが好ましい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子量に特に制限はなく、低分子量（オリゴマー）から高分子量まで含有される。しかし、硬化反応を最適に行わせるために、比較的低分子量のポリマーが好ましい。
【００４２】
上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンの架橋触媒として使用される塩化白金酸六水和物のかわりに、ヒドロシリル化反応において触媒作用を示す遷移金属化合物が使用できる。架橋触媒としては特に制限はないが、例えば、以下のものを挙げることができる。Ｆｅ（ＣＯ）5、Ｃｏ（ＣＯ）8、ＲｕＣｌ3、ＩｒＣｌ3、〔（オレフィン）ＰｔＣｌ2〕2、ビニル基含有ポリシロキサン−Ｐｔ錯体。Ｈ2ＰｔＣｌ6・６Ｈ2Ｏ、Ｌ3ＲｈＣｌ3、Ｌ2Ｎｉ（オレフィン）、Ｌ4Ｐｄ、Ｌ4Ｐｔ、Ｌ2ＮｉＣｌ2（但し、Ｌ＝ＰＰｈ3若しくはＰＲ’3、ここでＰｈはフェニル基、Ｒ’はアルキル基を示す）。その中でも、好ましくは白金、パラジウム、ロジウム系遷移金属化合物触媒である。
【００４３】
弾性体層の厚さとしては、感光ドラムと当接する際に均一なニップ幅を確保し、かつ、好適なセット回復性を満たすためには、０．５ｍｍ以上、特には１．０ｍｍ以上とすることが好ましい。作製される現像ローラの外径精度を損なわない限り、弾性体層の厚さに特に制限はないものの、一般に、弾性体層の厚さを過度に厚くすると、作製コストを適正な範囲に抑えることが難しく、現像ローラ自体の寸法精度を安定させることが難しくなる。これらの実用上の制約を考慮すると、弾性体層の厚さは５．０ｍｍ以下、特には４．０ｍｍ以下とすることが好ましい。即ち、弾性体層の厚さは０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下、特には１．０ｍｍ以上、４．０ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。そして、弾性体層の厚さは上記の範囲内において、その硬さに応じて適宜決められる。
【００４４】
弾性体層の形成は、押出成形、注型成形等いずれの方法によってもよく、弾性体層に用いる材料の種類によっては、被覆層を積層する前に、弾性体層の外周面に改質処理を施してもよい。改質処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、低圧水銀ＵＶ処理、エキシマＵＶ処理等を挙げることができる。
【００４５】
＜被覆層（表面層）＞
本発明の現像ローラは、弾性体層１２の外周面に被覆層（表面層）１３を有する。
＜要件（イ）および（ウ）について＞
被覆層は、前記の要件（イ）及び（ウ）を満たしていることを要する。以下に要件（イ）及び（ウ）の技術的意義について説明する。
【００４６】
まず、要件（ウ）は、単位厚さ（１ｍｍ）あたりの被覆層の硬さを特定しているものである。
【００４７】
本発明において、マルテンス硬度は、ＩＳＯ１４５７７に基づく、圧子に荷重をかけながら、測定対象物に押し込むことにより求められる物性値であり、以下の式によって求められる：
（試験荷重）／（試験荷重下での圧子の表面積）（Ｎ／ｍｍ2）。
【００４８】
マルテンス硬度の測定は、超微小硬さ試験システム（商品名：ピコデンターＨＭ５００；フィッシャー・インストルメンツ社製）を用いて行うことが可能である。この測定装置では、所定の形状の圧子を、所定の比較的小さい試験荷重をかけながら被測定物に押し込む。そして、所定の押し込み深さに達した時点で、その押し込み深さから圧子が接触している表面積を求め、上記式よりマルテンス硬度を求めるものである。つまり、定荷重測定条件で圧子を被測定物に押し込んだ際に、押し込まれた深さに対するそのときの応力をマルテンス硬度として定義するものである。
【００４９】
本発明においては、現像ローラ表面に対し、表面から垂直方向へ、一定荷重印加速度（１ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃ）で四角錐形状圧子を深さ０．８０μｍまで押し込みマルテンス硬度を測定した。測定は、現像ローラの長手方向を４等分した位置である３ヵ所にて測定し、その相加平均した値を、現像ローラ表面のマルテンス硬度Ｈ１（Ｎ／ｍｍ2）とする。
【００５０】
弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２は、現像ローラの外周面を周方向で６等分したときの隣り合う２点間を結ぶ直線（断面で考えると、外周６分の１に相当する弧に対する弦）を通り、軸芯体の軸に平行な平面で切断した現像ローラの弾性体層の切断面にて測定する。
【００５１】
弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２の測定自体は、上記現像ローラ表面のマルテンス硬度の測定と同様の方法で行う。なお、測定箇所は、現像ローラの長手方向を４等分した位置である３ヵ所で測定し、その相加平均した値を弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）とする。
【００５２】
このようにして測定されるマルテンス硬度Ｈ１とＨ２との差を被覆層の厚さで除することにより、単位厚さ当たりの被覆層の硬度が求められる。被覆層の硬度を、このように定義付けた理由は、被覆層が、１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下と非常に薄いためである。即ち、このような薄い被覆層が弾性体層の表面に存在している場合において、当該被覆層の固有の硬度を直接、かつ精度よく測定することは現在の技術水準では極めて困難である。そこで、弾性体層と被覆層との積層体としての硬度、並びに弾性体層の硬度を各々測定し、その差をとることによって被覆層に固有の硬度と定義したのである。
【００５３】
そして、現像ローラにおいて（Ｈ１−Ｈ２）／ｄの値を４００以上とすることは、被覆層の厚さが１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下の範囲内にあることを前提として、現像ローラに生じる部分的な永久変形を有効に抑制することができる。
【００５４】
部分的な永久変形を抑制できる理由は明確ではないが、以下のように考えることができる。すなわち、被覆層が比較的硬いため、被覆層自体が変形し難く、且つ、適度な可撓性を有する。被覆層自体は膜として撓むが、部分的な急激な屈曲や、膜厚が薄くなるような変形を起こし難くなる。被覆層は当接部材が当接したときに受ける力を、その内部へ分散させて、下層の弾性体層へ伝える。当接部材が長期間にわたり現像ローラの特定の部位に当接し、その後、その当接から解放された際、該弾性層は、低硬度で、かつ変形回復に優れているため、十分に変形を回復させ得る。同時に、被覆層自体も、弾性層の回復に合わせて、元の形状に戻る。つまり、被覆層は弾性層の優れた変形回復性を阻害しないことはもとより、弾性層へ応力を分散させることにより、弾性層の変形回復性をさらに優れたものとする。
【００５５】
一方、現像ローラにおいて（Ｈ１−Ｈ２）／ｄの値を２０００以下とすると、被覆層の厚さが１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下の範囲内にあることを前提として、トナーの劣化を抑制し得る現像ローラとしての柔軟性を備えるものとなる。
【００５６】
被覆層は厚さが１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下であることを必要とする。被覆層の厚さが１５ｎｍ以上であれば、式（１）の関係を満たすマルテンス硬度を有する被覆層を安定して形成することができる。一方、被覆層の厚さが５０００ｎｍ以下であれば、被覆層が、現像ローラのアスカーＣ硬度に実質的な影響を及ぼすことを抑制できる。そして、式（１）の関係を満たすマルテンス硬度を有する被覆層の厚さが５０００ｎｍ以下であれば、現像ローラのアスカーＣ硬度を８５°以下とし易く、トナーの劣化を抑制することができる。
【００５７】
＜被覆層の具体的構成、製法について＞
被覆層１３を形成する成分の具体例を以下に列挙する。
【００５８】
ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂およびポリスチレン樹脂、ＳｉＯｘの如きシリカ系材料。ダイヤモンドライクカーボン（Ｄｉａｍｏｎｄ  ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ；ＤＬＣと表すことがある）など。
【００５９】
これらの材料は、単独であるいは２種類以上を混合して用いてもよい。
【００６０】
これらの中でも、機械的性質に優れるフッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ＳｉＯｘのシリカ系材料、ＤＬＣが好適である。
【００６１】
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等の一般的なフッ素を含む重合体を用いることができる。
【００６２】
フッ素樹脂としては、以下の材料があげられる。ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、
テトラフルオロエチレンおよびこれと共重合可能な少なくとも１種の他のエチレン性不飽和単量体との共重合体。ここで、エチレン性不飽和単量体の例としては例えば以下のものが挙げられる。エチレン、プロピレン等のオレフィン類、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオロエチレン、ビニルフルオライド等のハロゲン化オレフィン類、パーフルオロアルキルビニルエーテル類等。
【００６３】
また、溶剤可溶型フッ素樹脂を用いた場合には、そのフッ素樹脂溶液の濃度を調整することにより、後述する湿式法を用いることにより、比較的簡便に、所望の厚みを有するフッ素樹脂の被覆層を得ることができる。溶剤可溶型フッ素樹脂としては、以下のものが挙げられる。
【００６４】
フッ化ビニリデン；テトラフルオロエチレン及びヘキサフルオロプロピレンの三元共重合体等のフッ化ビニリデン共重合体；
テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンなどのフルオロオレフィンとビニルエーテル，ビニルエステル、ビニルシランなどの炭化水素系オレフィンとの共重合体；
フルオロアクリレートとアクリレートとの共重合体；
パーフルオロアルキル基によって置換されたジエポキシ化合物の重合体。
【００６５】
これらの樹脂は樹脂成分として単独で用いられてもよく、また他の樹脂と混合して用いられてもよい。
【００６６】
ポリイミド樹脂は、主鎖に環状イミド構造を持ったポリマーであれば、芳香族ポリイミドでも、脂環式ポリイミドでもよい。より具体的なポリイミド樹脂材料としては、例えば、ポリピロメリット酸イミド系のポリイミド樹脂材料、ポリビフィニルテトラカルボン酸イミド酸系樹脂材料等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００６７】
また、被覆層に含まれる材料のＳｉＯｘとしては以下のものが挙げられる。酸素−ケイ素−酸素を主骨格とし、ケイ素−炭素の結合を持ち、水素、酸素、炭素のうち少なくとも１つの元素が、ケイ素に対して２つ結合された構造を有する酸化ケイ素系材料。
【００６８】
前記ＤＬＣとはダイヤモンドに類似した高硬度・電気絶縁性・赤外線透過性を持つカーボン薄膜の総称である。具体的には、炭素を主成分とし、水素を少量含み、ダイヤモンド結合（ＳＰ3結合）とグラファイト結合（ＳＰ2結合）の両結合が混在しているアモルファス構造の材料である。
【００６９】
上記した被覆層は、湿式法、真空蒸着、物理的気相成長（ＰＶＤ）法、化学的気相成長（ＣＶＤ）法などの乾式法で弾性体層１２上に形成される。湿式法の具体例としては、ディップコート、スプレーコート、ロールコート等が挙げられる。また、ＰＶＤ法の具体例としては、スパッタリング、イオンプレーティング等が挙げられる。更にＣＶＤ法の具体例としては、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等が挙げられる。
【００７０】
ディップコート、スプレーコート、ロールコート等に用いる溶液を調製するための溶剤は、形成しようとする被覆層の材料に応じて溶解するものを選択すればよい。通常、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが好ましく用いられる。
【００７１】
本発明において、被覆層は、ＳｉＯｘを主成分とする材料で形成することが特に好ましい。上記の要件（イ）及び（ウ）の調整を容易に行うことができるためである。ＳｉＯｘを主成分とする被覆層は、被覆層の組成や膜厚をより均一に形成することができるという理由から、プラズマＣＶＤ法で形成することが好ましい。即ち、一対の電極間に弾性ローラを配置したチャンバー内に原料ガスとして有機ケイ素化合物を、必要な炭化水素化合物、酸素ガス等と共に導入し、電極間に高周波電力を供給し、プラズマを発生させて弾性層上にＳｉＯｘ膜を形成する方法である。ここで、有機ケイ素化合物の具体例としては、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。また、炭化水素化合物の具体例としては、トルエン、キシレン、メタン、エタン、プロパン、アセチレン等が挙げられる。
【００７２】
プラズマＣＶＤ法を用いて形成したＳｉＯｘ膜を被覆層とする場合、ＳｉＯｘ膜におけるケイ素原子、および、ケイ素原子に化学結合している酸素原子の存在比率によりその硬度を調整することができる。具体的には、ケイ素原子に対するケイ素原子に化学結合している酸素原子の存在比（Ｏ／Ｓｉ）を高めること、言い換えればＳｉＯ2に近づくほどにＳｉＯｘ膜は硬質の膜となる。即ち、［（Ｈ１−Ｈ２）／ｄ］の値を大きくすることができる。また、Ｏ／Ｓｉを低めることで、ＳｉＯｘ膜は軟質の膜となる。即ち、［（Ｈ１−Ｈ２）／ｄ］の値を小さくすることができる。
【００７３】
そしてＯ／Ｓｉは、原料ガスの配合比などにより調整することができる。例えば、有機ケイ素化合物と酸素ガスとの配合比において、酸素ガスの比率を高めることによりＯ／Ｓｉの値を増加させることができる。また、高周波電力を増加させることで、Ｏ／Ｓｉの値を低下させることができる。
【００７４】
シリコーンゴムを含む弾性体層上に、プラズマＣＶＤ法によってＳｉＯｘ膜を形成した場合において、Ｏ／Ｓｉが１．００以上１．８０以下の範囲にあるＳｉＯｘ膜は、上記要件（イ）を満たすことを前提として上記要件（ウ）を満たすものとなる。
【００７５】
ＳｉＯｘ膜からなる被覆層中の各元素の存在比率は次のようにして求めることができる。
【００７６】
Ｘ線光電子分光装置（商品名：Ｑｕａｎｔｕｍ２０００；アルバック・ファイ株式会社製）を用い、Ｘ線源をＡｌＫαとして、現像ローラの表面層１３の表面をＳｉの２ｐ軌道、Ｏの１ｓ軌道の結合エネルギーに起因するピークを測定する。それぞれのピークから各原子の存在比を算出し、得られた存在比よりＯ／Ｓｉとする。
【００７７】
＜要件（ア）について＞
被覆層が形成された現像ローラは、当該表面から測定されるアスカーＣ（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）硬度が４０°以上８５°以下の範囲にある必要がある。トナーの劣化を抑制し、電子写真感光ドラムとのニップ幅を確保するためである。
【００７８】
ここで、現像ローラ表面のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は、実質的には、弾性体層と被覆層との厚みによる影響を受ける値であるが、同じ材質の弾性体層で、層厚が薄くＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度が高くなる場合にも、上記と同じ傾向がある。これは、弾性体層の厚みが薄い場合には、軸芯体の硬度が測定値に反映されるためである。いずれの場合であっても、被覆層の表面におけるＡｓｋｅｒ-Ｃ硬度の測定値が上記範囲であれば、本発明の現像ローラにおいて、要件（ア）を満たすことになる。実質的に弾性体層より被覆層の硬度が高くなっているが、被覆層の厚みが上記範囲にある場合、現像ローラ表面のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は、実質的には、弾性体層のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度に支配される。そして、要件（ア）を満たす限り、被覆層を形成する前の弾性体層が表面にあるローラ表面のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度は、２５°以上８２°以下の範囲にあることが好ましい。
【００７９】
＜ジヨードメタンに対する接触角＞
本発明において、現像ローラ表面は、ジヨードメタンに対する接触角が４０°以上、７０°以下、特には５０°以上６５°以下の範囲にあることがより好ましい。ジヨードメタンに対する接触角が４０°以上の場合、トナーの構成成分である外添材やトナー自体の付着を低く抑えることができる。ジヨードメタンに対する接触角が７０°以下の場合、現像ローラの表面に安定してトナーを担持させることができる。すなわち、画像を形成する際に十分な濃度を得ることができる。
【００８０】
現像ローラ表面のジヨードメタンに対する接触角を制御することで、外添剤やトナーの付着を防ぐことができる理由としては、以下のように考えることができる。外添剤やトナーの付着は物理的に除去できるものである。被覆層が無機系膜からなる場合には、外添剤やトナーの付着は、ｖａｎ  ｄｅｒ  Ｗａａｌｓ力が支配的となる。この場合、水素結合成分を有さないジヨードメタンの接触角を制御することが、外添剤やトナーの付着を防ぐことに結びついている。
【００８１】
水素結合成分は、表面自由エネルギー（γＴｏｔａｌ）を構成する一要素であり、以下のように定義する。表面自由エネルギー（γＴｏｔａｌ）は、３つの成分、分散力成分（γｄ）、配向力成分（γｐ）、水素結合力成分（γｈ）に分けて考えられ、以下の式で表すことができる。
【００８２】
γＴｏｔａｌ＝γｄ＋γｐ＋γｈ
（上記式中、γｄは、分散力（誘起双極子間）成分を、γｐは、配向力（極性／極性分子間）成分を、γｈは、水素結合力（水素原子／陰性原子）成分を表す。）この解析については北崎−畑理論に準じており、具体的には、畑らの論文（Ｊ．Ａｄｈｅｓｉｏｎ，２１，１７７，（１９８７））に述べられている。
【００８３】
上記の通り、現像ローラにおいて、ジヨードメタンの接触角の値と表面自由エネルギー（γＴｏｔａｌ）とは必ずしも反比例する関係にあるとは限らないが、表面のジヨードメタンに対する接触角を制御することにより、付着物を低減させ得る効果が得られる。
【００８４】
さらに本発明の現像ローラは、現像ローラ表面が２０ｍＪ／ｍ2以上４０ｍＪ／ｍ2以下の表面自由エネルギーを有し、かつ、該表面自由エネルギーの分散力成分が１０ｍＪ／ｍ2以上２５ｍＪ／ｍ2以下であることが好ましい。これらの値がこの範囲にある場合、外添材やトナーの付着をより低く抑えることができると共に、必要なトナー搬送性を両立することが容易である。
【００８５】
＜５％延伸変形時の割れについて＞
被覆層は、該現像ローラから切り取った被覆層及び弾性体層を含む短冊状の被験試料を５％延伸変形させたときに、割れを生じないものであることが好ましい。被覆層をこのようなものとすると、弾性体層に含まれる成分が、現像ローラ表面にブリードし難く、現像ローラ表面へのトナーや外添剤の付着を抑制することができる。
【００８６】
以上、軸芯体１１の外周面に順次、弾性体層１２及び被覆層１３を有する２層構造の現像ローラについて説明したが、本発明に係る現像ローラは、軸芯体の外周面上に３層以上の多層の層構成を有するものであってもよい。このような現像ローラとして、例えば、弾性体層１２自体が複数の層で構成される現像ローラが挙げられる。その場合、最も外側に位置する弾性体層のマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）を、式（１）におけるマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）に適用することができる。
【００８７】
以上説明したように、本発明の現像ローラは、低硬度かつ変形回復性に優れ、感光ドラムの汚染を抑制し、トナーや外添剤が付着しにくい表面性を合せ持つ現像ローラとなる。この利点から、現像装置、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置の現像ローラとして用いた場合に、画像出力枚数を重ねた際に、画像濃淡ムラや濃度低下を抑制することができる。また、規制ブレードへのトナー融着による画像スジの発生を抑制し良好な画像を継続して得ることができる。
【００８８】
さらに、利用される電子写真画像形成装置自体、高速化され、プロセス速度、すなわち、感光ドラムの表面速度が増加する画像形成において、前記の利点は一層顕著なものとなる。
【００８９】
＜現像装置、電子写真プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置について＞
次に、本発明にかかる現像装置、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置について説明する。
【００９０】
本発明にかかる現像装置は、静電潜像を担持する潜像担持体と対向した状態でトナーを担持する現像ローラと、該現像ローラに担持されたトナーを摩擦帯電しながら該トナーの層厚を規制する規制ブレードとを備えている。そして前記現像ローラが、前記潜像担持体にトナーを付与することにより前記静電潜像をトナー像として顕像化する現像装置であり、前記現像ローラが、上記本発明の現像ローラであることを特徴とする。
【００９１】
本発明にかかる電子写真プロセスカートリッジは、潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電装置と、該潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置とを備えており、前記現像装置が上記本発明の現像装置である。
【００９２】
本発明にかかる電子写真画像形成装置は、電子写真方式により静電潜像が形成される潜像担持体、該静電潜像形成に必要な帯電量に該潜像担持体を帯電するための帯電装置、該潜像担持体の帯電領域に静電潜像を形成するための静電潜像形成装置を有している。更に、前記静電潜像形成装置により形成された静電潜像にトナーを付着させてトナーの像として顕像化する現像装置、及び該トナーの像を転写材に転写するための転写装置を有している。そして、本発明の電子写真画像形成装置は、前記現像装置が、上記本発明の現像装置であることを特徴とする。
【００９３】
図３は、本発明にかかる現像ローラを用いた現像装置を備えた電子写真画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。図３に示した電子写真画像形成装置は、電子写真方式により静電潜像が形成される潜像担持体としての感光ドラム２１、該静電潜像形成に必要な帯電量に該潜像担持体を帯電するための帯電装置としての帯電部材２６を備えている。
【００９４】
また、該潜像担持体の帯電領域に静電潜像を形成するための静電潜像形成装置（不図示）、該静電潜像にトナーを付着させて可視化させトナーからなる画像を形成するための現像装置２を有している。更に該潜像担持体上に形成されたトナーの像を転写材としての転写紙３６に転写するための転写装置としての転写ローラ３１を有している。そして、図３に示した画像形成装置は、現像装置２として、本発明の現像装置を備えている。
【００９５】
図３に示した電子写真画像形成装置においては、感光ドラム２１が矢印方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電部材２６によって一様に帯電される。感光ドラム２１に静電潜像を書き込むための静電潜像形成装置の露光手段であるレーザー光２５により、感光ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。レーザー光２５により形成された静電潜像は、感光ドラム２１に対して接触配置される現像装置２によってトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像により行われる。可視化された感光ドラム２１上のトナー像は、転写ローラ３１によって転写紙３６に転写される。トナー像を転写された転写紙３６は、定着装置２９により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。
【００９６】
一方、転写されずに感光ドラム上２１上に残存した転写残トナーは、感光ドラム２１表面をクリーニングするためのクリーニングブレード２８により掻き取られる。掻き取られた転写残トナーは、廃トナー容器２７に収納される。クリーニングされた感光ドラム２１は上述作用を繰り返し行う。
【００９７】
現像装置２は、静電潜像を担持する潜像担持体としての感光ドラム２１と対向した状態でトナーを担持する現像ローラ１と、現像ローラ１に担持されたトナーを摩擦帯電しながら該トナーの層厚を規制する規制ブレード２４とを備えている。現像装置２においては、現像ローラ１が潜像担持体である感光ドラム２１にトナー２３を付与することにより静電潜像をトナー像として顕像化（可視化）し、トナーからなるトナー像を形成する。図３に示された現像装置２は、一成分トナーとして非磁性トナー２３を収容した現像容器と、該現像容器内の長手方向に延在する開口部の位置に、トナー担持体である本発明に係る現像ローラ１を備えている。また、規制ブレード２４は、現像容器の長手方向に延在する開口部の上縁に沿って配置されている。なお、図３において、３４は転写紙３６を搬送する転写搬送ベルトである。３０、３３及び３５は、各々転写搬送ベルトの回動に用いられる駆動ローラ、テンションローラ及び従動ローラである。３２はバイアス電源である。更に、３７は不図示の給紙カセットから転写紙３６を供給する給紙ローラである。また、３８は給紙ローラ３７によって供給された転写紙３６を吸着して転写搬送ベルト３４に担持させるための吸着ローラである。
【００９８】
また本発明にかかる電子写真プロセスカートリッジの実施形態の一例の説明図を図４に示す。図４に示したプロセスカートリッジ４は、潜像担持体としての感光ドラム２１と、感光ドラム２１の表面を一様に帯電する帯電装置としての帯電部材２６と、感光ドラム２１に形成された静電潜像を現像する現像装置としての本発明の現像装置２を備えている。なお、本発明の電子写真プロセスカートリッジは、さらに、クリーニング部材２８、転写ローラ３１のうちの少なくとも一つを有しているものであってもよい。本発明のプロセスカートリッジは、上記部材が一体的に保持されてなるものであり、電子写真画像形成装置に着脱可能に設けられる。画像形成時には、現像ローラ１は感光ドラム２１と接触幅をもって接触している。現像装置２においては、トナー塗布部材２２が、現像容器内で、トナーの層厚を規制する部材である規制ブレード２４と現像ローラ１表面との接触部に対し、現像ローラ１の回転方向上流側に接触し、かつ、回転可能に支持されている。トナー塗布部材２２の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や軸芯体上にレーヨン、ポリアミドの如き繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ１へのトナー２３の供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。具体的には、例えば、軸芯体上にポリウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍの弾性ローラをトナー塗布部材２２として用いることができる。このトナー塗布部材２２の現像ローラ１に対する接触幅としては、１〜８ｍｍが好ましく、また、現像ローラ１に対してその接触部において相対速度をもたせることが好ましい。
【実施例】
【００９９】
以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。ここでは、上記のような軸芯体の外周面に順次弾性体層及び被覆層を有する現像ローラを例にして説明する。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、実施例によって、何ら限定されるものではない。実施例に示す手法で作製される現像ローラは、電子写真画像形成装置に使用される現像ローラとして好適に使用できる。
【０１００】
本実施例において、被覆層の膜厚、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度、マルテンス硬度、接触角、表面自由エネルギー、表面自由エネルギーの分散力成分、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量については下記の方法により測定したものである。
【０１０１】
＜被覆層の膜厚＞
本発明の被覆層の膜厚は、薄膜測定装置Ｆ２０−ＥＸＲ（商品名、ＦＩＬＭＭＥＴＲＩＣＳ社製）を用いて測定した。現像ローラの長手方向を４等分した位置である３ヵ所で、周方向に１２０°で分けた各３点の、計９点にて測定し相加平均した値である。
【０１０２】
＜Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度＞
本発明におけるＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度（アスカーＣ硬度）は、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したアスカーＣ型スプリング式ゴム硬度計（高分子計器（株）社製）を用いて測定した現像ローラ表面の硬度である。常温常湿（２３℃、５５％ＲＨ）の環境中に１２時間以上放置した現像ローラに対して、上記硬度計を１０Ｎの力で当接させてから３０秒後の測定値とする。
【０１０３】
＜マルテンス硬度＞
マルテンス硬度の測定は、超微小硬さ試験システム  ピコデンターＨＭ５００（商品名、フィッシャー：インストルメンツ社製）を用いて前述の方法により測定した。現像ローラ表面のマルテンス硬度、弾性体層部のマルテンス硬度の測定には、図７に示すビッカース圧子を用い、四角錐の形状に補正して求めた。
【０１０４】
＜接触角＞
本発明における現像ローラ表面のジヨードメタンに対する接触角は、協和界面科学（株）製の接触角計ＣＡ−Ｓ  ＲＯＬＬ（商品名）を使用して測定した。現像ローラの長手方向を４等分した位置である３ヵ所で測定し、その相加平均した値を現像ローラ表面のジヨードメタンに対する接触角θｄとした。測定は温度２５℃、相対湿度５０％ＲＨの環境下にて行った。
【０１０５】
＜表面自由エネルギー及びその分散力成分＞
本発明における現像ローラ表面の表面自由エネルギーは、表１に示される表面自由エネルギー３成分が既知のプローブ液体を使用し、測定を行った。
【０１０６】
【表１】
2008293002.tif 000003
【０１０７】
具体的には、シヨードメタン以外のブロード液体（水、エチレングリコール）についても、ジヨードメタンと同様にして、該プローブ液体と現像ローラ表面との接触角θを測定した。
【０１０８】
表１のプローブ液体の水、ジヨードメタン、エチレングリコールの表面自由エネルギーγLd、γLp、γLh及びγLTotalとそれぞれのプローブ液体を用いて求めた上記接触角θを下記式（２）で示される北崎・畑の式に代入して３つの式を作る。その３元連立方程式を解いて、現像ローラ表面の表面自由エネルギーの各成分γｓd、γｓp、γｓhを求め、γｓd、γｓp、γｓhの和である表面自由エネルギー（γＴｏｔａｌ）及び該表面自由エネルギーの分散力成分（γｓd）を求めた。
【０１０９】
【数１】
2008293002.tif 000004
【０１１０】
＜延伸時の被覆層の割れ＞
現像ローラの外周面を周方向で６等分した場合の隣り合う２線間を結ぶ直線（断面で考えると、外周６分の１に相当する弧に対する弦）を通り、軸心体の中心線に平行な平面で切断し弾性体層と被覆層をその表面に有するゴム片を切り出した。これは、弾性体層部のマルテンス硬度Ｈ２（Ｎ／ｍｍ2）を測定する際の加工で現像ローラから切り取られた部分に相当する。このゴム片を長さ１００ｍｍに切断し、長手方向の４０ｍｍ、６０ｍｍの位置に、標線間の間隔が２０ｍｍとなるようにスタンプし被験試料とした。この被験試料を加硫ゴム引張永久歪み試験用定伸長冶具（ダンベル社製）にセットし、標線間が２１ｍｍとなるように伸張し、５分間静置した後に定伸長冶具より被験試料を取り外した。５％延伸変形された標線間の被覆層の状態を目視で観察し被覆層の割れの有無を判断した。測定は温度２５℃±２℃、相対湿度５０％ＲＨ±５％の環境下にて行った。
【０１１１】
＜ＤＢＰ吸収量＞
ＤＢＰ吸収量は、弾性体層中に存在するカーボンブラックを下記の手順にて弾性体層から単離したものについて、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４「ゴム用カーボンブラック−基本特性−第４部：ＤＢＰ吸収量の求め方」に準じて測定した。
【０１１２】
現像ローラから弾性体層を切り出し、１〜２ｍｍ角程度に細かくした弾性体層片を、ロータリーキルンを用いて窒素気流下で一定時間にわたり高温加熱することでゴム成分を分解し、その残渣よりカーボンブラック成分を回収した。温度と時間は、弾性体層に含まれるゴムの種類や量等に応じで選択する。シリコーンゴムの場合、７５０℃で１５分間加熱することで分解できる。ゴムは、炭化水素及び／又はオイルに分解される。また、回収された残渣に、カーボンブラックの他に、ＳｉＯ（シリコーンゴム）、石英、タルク等の無機添加剤等が含まれる場合は、これらは比重の違いを利用して分離した。弾性体層からカーボンブラック成分を取り出し単離する方法としては、これに限らず一般的に用いられる方法を用いればよい。
【０１１３】
［実施例１］現像ローラ１
軸芯体としてニッケル鍍金を施したＳＵＳ製の芯金（直径６．０ｍｍ）の外周面に接着剤（プライマー）としてＤＹ３９−０５１Ａ／Ｂ（商品名、東レダウコーニング社製）を塗布し、焼き付けたものを用いた。
【０１１４】
弾性体層形成用の原材料として下記原材料を準備した。
液状シリコーンゴム（ポリシロキサン混合物と架橋剤と白金系触媒とを加え混合した付加型シリコーンゴム組成物）              １００質量部
上記ポリシロキサン混合物は、以下のものからなる。
【０１１５】
２５℃における粘度が１２０００Ｐａ・ｓの末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサン４０質量％
２５℃における粘度が４０Ｐａ・ｓであり１つのビニル基を有する分岐ポリシロキサンセグメントと二官能のジメチルシロキサンを２００個連続して有する直鎖状オイルセグメントとからなるブロックポリマー６０質量％
上記架橋剤は１分子中にケイ素結合水素原子を平均２．４個有したオルガノシロキサンである。
シリカ粉体                            １５質量部
（ＡＥＲＯＳＩＬ  １３０（商品名、日本アエロジル社製））
石英粉末                              ６０質量部
（Ｍｉｎ−Ｕ−Ｓｉｌ  １５（商品名、Ｕ．Ｓ．Ｓｉｌｉｃａ  Ｃｏｍｐａｎｙ社製））
カーボンブラック（導電性付与剤）      ２０質量部
（デンカブラック粒状品（商品名、電気化学工業社製））
上記原材料を混合することにより、導電性の液状ゴムコンパウンドを作製した。
【０１１６】
前記軸芯体を金型に配置し、上記液状ゴムコンパウンドを金型内に形成されたキャビティに注入した。次いで、該金型を１２０℃で８分間加熱し、その後室温に冷却した後に脱型した。得られたシリコーンゴムを、再び、２００℃で６０分間加熱し、加硫硬化して、厚み３．０ｍｍの弾性体層を軸芯体の外周面に設けた。
【０１１７】
上記の方法で得られた弾性体層を有するローラを、「シリコーン弾性体層ローラ０」とする。このシリコーン弾性体層ローラ０を、図５に示すプラズマＣＶＤ装置内に設置し２０ｒｐｍで回転させながら、原料ガスを供給して、弾性体層の外周面に被覆層を形成し、現像ローラ１を作製した。図５において、４１は反応ガス供給部、４２は希ガス供給部、４３は一対の平行に配置された電極、４４は高周波電源、４５はチャンバー４７の内部を減圧する減圧装置、４６はチャンバー４７内に配置した弾性体ローラ４８を回転させる回転装置である。真空チャンバー内の圧力を２５．３Ｐａとし、周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１２０ｗにて４分間高周波加熱処理し上記被覆層を形成した。
【０１１８】
上記被覆層形成用の原料ガスとして、以下の組成の混合ガスを用いた。
ヘキサメチルジシロキサン蒸気  １．０ｓｃｃｍ
酸素                          ０．５ｓｃｃｍ
アルゴンガス                ２３．５ｓｃｃｍ
ここで「ｓｃｃｍ」は、前記原料ガスが０℃１気圧の時の毎分当たり１ｃｍ3の体積流量を表す。ヘキサメチルジシロキサンは、純度９９％の一級品を、酸素は純度９９．９９９％以上のものを、アルゴンガスは純度９９．９９９％以上のものを使用した。
【０１１９】
こうして形成したＳｉＯｘ膜からなる被覆層中の各元素の存在比率を次のようにして求めた。Ｘ線光電子分光装置（商品名：Ｑｕａｎｔｕｍ２０００；アルバック・ファイ株式会社製）を用い、Ｘ線源をＡｌＫαとして、現像ローラの表面層１３の表面をＳｉの２ｐ軌道、及び、Ｏの１ｓ軌道の結合エネルギーに起因するピークを測定する。それぞれのピークから各原子の存在比を算出し、得られた存在比よりＯ／Ｓｉを求めた。
【０１２０】
また、ＳｉＯｘの化学結合については、フーリエ変換赤外分光分析(ＦＴ−ＩＲ)装置（商品名：ＳｐｅｃｔｒｕｍＯｎｅ；株式会社パーキンエルマージャパン製）により、ＳｉＯｘ膜の表面のＩＲ測定にて確認した。すなわち、Ｓｉ−Ｏ振動ピーク（４５０ｃｍ-1）の存在により、Ｓｉ−Ｏの化学結合の存在を確認した。その結果、本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は、１．０３であった。
【０１２１】
［実施例２］現像ローラ２
原料ガスの酸素を１．０ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２３．０ｓｃｃｍとしたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラ２を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．２９であった。
【０１２２】
［実施例３］現像ローラ３
原料ガスの酸素を１．５ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２２．５ｓｃｃｍとしたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラ３を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
【０１２３】
［実施例４］現像ローラ４
原料ガスの酸素を２．０ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２２．０ｓｃｃｍとしたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラ４を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．６６であった。
【０１２４】
［実施例５］現像ローラ５
原料ガスの酸素を２．５ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２１．５ｓｃｃｍとしたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラ５を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．７７であった。
【０１２５】
［実施例６］現像ローラ６
原材料のシリカ粉体の使用量を２０質量部、石英粉末の使用量を７０質量部とし、カーボンブラックをデンカブラックＦＸ−３５（商品名、電気化学工業社製）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６を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．０３であった。
【０１２６】
［実施例７］現像ローラ７
以下の通りに材料、条件等を変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラ７を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．７７であった。
原材料のシリカ粉体の使用量を１０質量部、
石英粉末の使用量を４０質量部、
カーボンブラックをトーカブラック＃７３５０Ｆ（商品名、東海カーボン社製）、
カーボンブラックの使用量を４０質量部、
原料ガスの酸素を２．５ｓｃｃｍ、
アルゴンガスを２１．５ｓｃｃｍ。
【０１２７】
［実施例８］現像ローラ８
以下の通りに材料、条件等を変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラ８を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．９０であった。
原材料のシリカ粉体の使用量を１０質量部、
石英粉末の使用量を４０質量部、
カーボンブラックをトーカブラック＃７３５０Ｆ」（商品名、東海カーボン社製）、
カーボンブラックの使用量を４０質量部、
原料ガスの酸素を２．８ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２１．２ｓｃｃｍ。
【０１２８】
［実施例９］現像ローラ９
原料ガスの酸素を１．５ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２２．５ｓｃｃｍとし、高周波加熱処理時間を３０秒としたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラ９を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
【０１２９】
［実施例１０］現像ローラ１０
原料ガスの酸素を１．５ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２２．５ｓｃｃｍとし、高周波加熱処理時間を９０秒としたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラ１０を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
【０１３０】
［実施例１１］現像ローラ１１
以下の通りに材料、条件等を変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラ１１を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．７７であった。
原材料のシリカ粉体の使用量を４０質量部、
カーボンブラックをデンカブラックＦＸ−３５（商品名、電気化学工業社製）、
原料ガスの酸素を２．５ｓｃｃｍ、
アルゴンガスを２１．５ｓｃｃｍ。
【０１３１】
［実施例１２］現像ローラ１２
下記原材料を準備した。
ゴム                                                            １００質量部
（ＮＢＲ、（ＪＳＲ  Ｎ２３０ＳＬ、商品名、ＪＳＲ社製））
酸化亜鉛                                                        ５．０質量部
ステアリン酸                                                    ２．０質量部
炭酸カルシウム                                                    ３０質量部
２−メルカプトベンズイミダゾール（ＭＢ）                        ０．５質量部
カーボンブラック                                                  ３５質量部
（トーカブラック＃７３６０ＳＢ（商品名、東海カーボン社製））
可塑剤                                                            ２０質量部
（ポリサイザーＰ−２０２（商品名、大日本インキ社製）
上記原材料を、５０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練して、ゴムコンパウンドを調製した。
【０１３２】
さらに上記ゴムコンパウンドに、ゴム（本実施例１においては、ＮＢＲ）１００質量部に対して下記の各種添加剤を添加し、２０℃に冷却した二本ロール機にて１０分間混練して、弾性体層用コンパウンドを得た。
分散性硫黄                                                        １．２質量部
（Ｓｕｌｆａｘ  ２００Ｓ（商品名、鶴見化学工業社製、純度９９．５％）
ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド                              １．０質量部
（ノクセラーＤＭ（商品名、大内新興化学社製））
ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド                          １．０質量部
（ノクセラーＴＲＡ（商品名、大内新興化学社製））
テトラメチルチウラムモノスルフィド                                ０．５質量部
（ノクセラーＴＳ（商品名、大内新興化学社製））
上記弾性体層用コンパウンドを押出成形によってチューブ状に成形し、蒸気加硫によって一次加硫を１３０℃で３０分間行い、さらに電気炉によって二次加硫を１４０℃で３０分間行ない、ゴム製チューブを得た。このチューブを切断した後、外周面に接着剤（プライマー）を塗布し焼き付けした、ニッケル鍍金を施したＳＵＳ製の軸芯体（直径６．０ｍｍ）を圧入した。次いで、表面を研磨して厚み３ｍｍの弾性体層を軸芯体の外周面に設け、得られた弾性体層を有するローラを「ＮＢＲ弾性体層ローラ０」とする。
【０１３３】
このＮＢＲ弾性体層ローラ０の周囲に被覆層を形成した。被覆層の形成は、原料ガスとして下記の混合ガスを用い、下記の条件とした以外は、実施例１と同様として現像ローラ１２を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
原料ガス；
ヘキサメチルジシロキサン蒸気      １．０ｓｃｃｍ、
酸素                              ２．５ｓｃｃｍ、
アルゴンガス                    ２１．５ｓｃｃｍ
の混合ガス。
高周波加熱処理時間を５分間。
【０１３４】
［実施例１３］現像ローラ１３
弾性体層形成用の原材料として下記原材料を準備した。
熱可塑性樹脂                                                      １００質量部
（サントプレーン８２１１−２５（商品名、エーイーエスジャパン社製））
可塑剤                                                              ２０質量部
（ポリサイザーＰ−２０２（商品名、大日本インキ社製））
カーボンブラック                                                    ３５質量部
（トーカブラック＃７３５０Ｆ（商品名、東海カーボン社製））
これらの原材料を、スクリュー直径Ｄが３０ｍｍ、長さＬが９６０ｍｍ、Ｌ／Ｄが３２である２軸押出機にて混練し、樹脂組成物ペレットを作製した。
【０１３５】
また、別途、ニッケル鍍金を施したＳＵＳ製の芯金（直径６．０ｍｍ）の外周面に、接着剤（プライマー）を塗布し、焼き付けした軸芯体を準備した。この軸芯体と上記樹脂組成物ペレットを用い、クロスヘッドダイを備えた押出機で、該軸芯体の外周面に前記樹脂組成物からなる弾性体層を形成し、両端部の余分な弾性体層を切断して除去し、軸受け部を設けた。さらに、弾性体層を回転砥石で研磨加工することにより、厚み３ｍｍの弾性体層を軸芯体の外周面に設けた。得られた弾性体層を有するローラを「熱可塑性樹脂による弾性体層ローラ０」とする。
【０１３６】
この熱可塑性樹脂による弾性体層ローラ０の周囲に被覆層を形成した。被覆層の形成は、原料ガスとして下記の混合ガスを用い、下記の条件とした以外は、実施例１と同様として現像ローラ１３を作成した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
原料ガス；
ヘキサメチルジシロキサン蒸気          １．０ｓｃｃｍ、
酸素                                  ２．５ｓｃｃｍ、
アルゴンガス                        ２１．５ｓｃｃｍ、
の混合ガス。
高周波加熱処理時間を３分。
【０１３７】
［実施例１４］現像ローラ１４
以下の通りに材料、条件等を変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラ１４を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
熱可塑性樹脂をサントプレーン８２１１−３５（商品名、エーイーエスジャパン社製））、
可塑剤の使用量を１５質量、
カーボンブラックをトーカブラック＃７３５０Ｆ（商品名、東海カーボン社製）、
カーボンブラックの使用量を３２質量部。
【０１３８】
［実施例１５］現像ローラ１５
以下の通りに材料、条件等を変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラ１５を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
熱可塑性樹脂をサントプレーン８２１１−４５（商品名、エーイーエスジャパン社製）、
可塑剤の使用量を１０質量、
カーボンブラックの使用量を３０質量部。
【０１３９】
［実施例１６］現像ローラ１６
シリコーン弾性体層ローラ０を、真空蒸着装置に載置して、るつぼ内にフッ素樹脂（Ｆｌｕｏｎ  ファインパウダーＣＤ１４５（商品名、旭硝子社製）を入れた後、該真空蒸着装置内を１３．３３Ｐａまで減圧した。その状態で、るつぼの温度を６５０℃になるように調整し、載置したローラを２０ｒｐｍで回転させながら、３分間装置内に置いて、被覆層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、現像ローラ１６を作製した。
【０１４０】
［実施例１７］現像ローラ１７
真空蒸着装置内の処理時間を１０分間に変更した以外は、実施例１６と同様にして現像ローラ１７を作製した。
【０１４１】
［実施例１８］現像ローラ１８
真空蒸着装置内の処理時間を２０分間に変更した以外は、実施例１６と同様にして現像ローラ１８を作製した。
【０１４２】
［実施例１９］現像ローラ１９
トルエンを溶剤として、溶剤可溶性フッ素樹脂  ルミフロンＬＦ１００（商品名、旭硝子社製）を３．０質量％溶解したフッ素樹脂溶液を作成した。この溶液中にシリコーン弾性体層ローラ０を、浸漬し、これを引き上げ１５０℃で２時間乾燥し、被覆層を形成した。これら以外は実施例１と同様にして、現像ローラ１９を作製した。
【０１４３】
［実施例２０］現像ローラ２０
Ｎ−メチル−２−ピロリドンを溶剤として、ポリイミドワニス  Ｕ−ワニス−Ａ（商品名、宇部興産社製）を１．０質量％溶解したフッ素樹脂溶液を作成した。この溶液中にシリコーン弾性体層ローラ０を、浸漬し、これを引き上げ、１５０℃で４時間の熱処理をした後、さらに２００℃で２時間の熱処理をし、被覆層を形成した。これら以外は実施例１と同様にして、現像ローラ２０を作製した。
【０１４４】
［実施例２１］現像ローラ２１
フッ素樹脂溶液におけるＵ−ワニス−Ａの質量％を３．０質量％に変更した以外は、実施例２０と同様にして現像ローラ２１を作製した。
【０１４５】
［比較例１］現像ローラ２２
以下の通りに材料、条件等を変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラ２２を作製した。本比較例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は０．９４であった。
原材料のシリカ粉体の使用量を２０質量部、
石英粉末の使用量を７０質量部、
カーボンブラックをデンカブラックＦＸ−３５（商品名、電気化学工業社製）、
原料ガス；
ヘキサメチルジシロキサン蒸気          １．２ｓｃｃｍ、
酸素                                  ０．３ｓｃｃｍ、
アルゴンガス                        ２３．５ｓｃｃｍ
の混合ガス。
【０１４６】
［比較例２］現像ローラ２３
原材料のシリカ粉体の使用量を４０質量部、カーボンブラックをデンカブラックＦＸ−３５（商品名、電気化学工業社製）とし、原料ガスの酸素を３．０ｓｃｃｍ、アルゴンガスを２１．０ｓｃｃｍとした。これら以外は実施例１と同様にして現像ローラ２３を作製した。本比較例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．９８であった。
【０１４７】
［比較例３］現像ローラ２４
原材料のゴムをＪＳＲ  Ｎ２２２Ｌ（商品名、ＪＳＲ社製）とし、カーボンブラックをＭＡ２３０（商品名、三菱化学社製）としたこと以外は、実施例１２と同様にして現像ローラ２４を作製した。本実施例にかかるＳｉＯｘ膜のＯ／Ｓｉの値は１．５６であった。
【０１４８】
［比較例４］現像ローラ２５
以下の通りに材料、条件等を変更した以外は、実施例１６と同様にして現像ローラ２５を作製した。
フッ素樹脂    Ｆｌｕｏｎ  ファインパウダーＣＤ１２３（商品名、旭硝子社製）
真空蒸着装置内の処理時間  １分間
［比較例５］現像ローラ２６
Ｎ−メチル−２−ピロリドンを溶剤として、ポリイミドワニス  Ｕ−ワニス−Ｓ（商品名、宇部興産社製）を３．５質量％溶解したフッ素樹脂溶液を作成した。この溶液中にシリコーン弾性体層ローラ０を、浸漬し、これを引き上げ、１５０℃で４時間の熱処理をした後、さらに２００℃で２時間の熱処理をし、被覆層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、現像ローラ２６を作製した。
【０１４９】
［比較例６］現像ローラ２７
実施例１に示した方法で、「シリコーン弾性体層ローラ０」を得た。
塗料調製用原材料として、下記の原材料を準備した。
ポリオール（ニッポラン５１９６（商品名、日本ポリウレタン工業社製））
硬化剤（イソシアネート「コロネートＬ」（商品名、日本ポリウレタン工業社製））
導電剤（カーボンブラック「ＭＡ１１」（商品名、三菱化学社製））
上記ニッポラン５１９６（固形分で１００質量部）に、コロネートＬ（固形分で４質量部）及びカーボンブラック（ＭＡ１１）２２質量部を添加し、さらにメチルエチルケトンを加え十分に撹拌して塗工液（固形分９．５％）を調製した。この塗工液中に、上記「シリコーン弾性体層ローラ０」を浸漬してコーティングした後、引上げて乾燥し、１４５℃にて３０分間加熱処理して、１５μｍの被覆層を弾性体層の外周に設けた以外は、実施例１と同様にして現像ローラ２７を作製した。
【０１５０】
［参考例１］現像ローラ２８
実施例１で得られたシリコーン弾性体層ローラ０に、被覆層を設けず、そのものを、現像ローラ２８とした。
【０１５１】
実施例及び比較例で用いたカーボンブラックの、ＤＢＰ吸収量（使用前の測定値）を表２に示した。
【０１５２】
【表２】
2008293002.tif 000005
【０１５３】
現像ローラ１２（実施例１２）は、弾性体層が架橋ゴムを含み、ＤＢＰ吸収量が８７ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを含有している。同様に、現像ローラ１３〜１５（実施例１３〜１５）は、弾性体層が、熱可塑性エラストマーを含み、ＤＢＰ吸収量が１０６ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを含有している。現像ローラ１〜１５、２２〜２４（実施例１〜１５、比較例１〜３）の被覆層は、ＳｉＯｘを主成分とする材料を含んでいる。
【０１５４】
延伸時の被覆層の割れについて、現像ローラ８、２３を評価した。目視にて割れは生じていないが、被覆層の表面がやや曇るような状態が確認された。現像ローラ８、２３について光学顕微鏡にて追加確認をおこなったが被覆層の割れは生じていないことが分かった。
【０１５５】
現像ローラ１〜２８の下記の値を表３及び表４に示した。
表３；
現像ローラ表面のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度
現像ローラ表面のマルテンス硬度
弾性体層部のマルテンス硬度
被膜層の膜厚（ｄ）
（Ｈ１−Ｈ２）／ｄ
表４；
現像ローラ表面のジヨードメタンに対する接触角
現像ローラ表面の表面自由エネルギー
分散力成分
延伸時の被覆層の割れ
【０１５６】
【表３】
2008293002.tif 000006
【０１５７】
【表４】
2008293002.tif 000007
【０１５８】
作成した現像ローラ１〜２８を用いて画像形成を行い、以下の評価を行った。
＜感光ドラムの汚染性＞
トナーカートリッジ３１１（シアン）（商品名、キヤノン製）に現像ローラを組み込み、室温３５℃±２℃、相対湿度８５％ＲＨ±５％の環境試験機内に１４日間放置した。その後に、カートリッジを分解し、潜像担持体表面上への付着の有無を目視で観察した。カートリッジへの現像ローラの組み込み、分解、観察は、室温２５℃±２℃、相対湿度５０％ＲＨ±５％の環境下にて行った。
あり：感光ドラム表面上への付着がない
なし：感光ドラム表面上への付着がみられる。
【０１５９】
＜画像評価＞
電子写真画像形成装置として、カラープリンター（Ｓａｔｅｒａ  ＬＢＰ５４００（商品名、キヤノン社製））の出力スピードをＡ４用紙２５枚／分に改造した装置（以下、改造機ともいう。）を用意した。このカラープリンターは、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのカラーカートリッジを備え、各カートリッジに対し、画像書き込み手段（レーザ）が設けられ、転写ベルトを備えたタンデム型である。尚、標準の画像作成能力はＡ４サイズで２１枚／分である。
【０１６０】
上記カラーカートリッジは、感光ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ規制ブレードが設けられ（一成分接触現像方式対応）、現像ローラは感光ドラムに当接して配置されている。さらに、前記カラーカートリッジには、感光ドラムに当接して、クリーニングブレードが設けられている。上記カラープリンターは、帯電ローラによる帯電前に感光ドラム上に残る帯電を除去するための前露光手段を備えている。
【０１６１】
シアンカラーカートリッジの現像ローラとして、現像ローラ１〜２８をそれぞれ組み込んだ。また、マゼンタ、イエローおよびブラックの各カラーカートリッジは、トナーを抜き取り、さらにトナー残量検知機構を無効として、それぞれのステーションに配置した。
【０１６２】
上記各カラーカートリッジを改造機に装着し、低温低湿（温度１５℃±２℃、相対湿度２０％ＲＨ±５％）及び、高温高湿（温度３０℃±２℃、相対湿度８０％ＲＨ±５％）下において電子写真画像を作成した。当該画像について、下記のように評価した。転写材としては、レターサイズの普通紙（商品名：ＸＥＲＯＸ  ４０２４用紙；富士ゼロックス社製）を用いた。
【０１６３】
＜画像濃淡ムラの評価＞
低温低湿（温度１５℃±２℃、相対湿度２０％ＲＨ±５％）下において１１日間に亘る画像出力試験を行い、初日、および１１日目に得られた画像の濃淡ムラを評価した。具体的には、以下の通りとした。
初日：図６に示す標準チャート（レターサイズ、ベタ黒部６ヶ所と、Ｓの文字を配置し、印字比率を４％としたもの）の画像を９枚、画像領域全体が一様であるベタ画像を１枚、全面ハーフトーン画像を１枚、及び上記標準チャートの画像を３８９枚連続印字。
２日目〜１０日目：上記標準チャートを４００枚連続印字。
１１日目：上記標準チャートを９枚、ベタ画像を１枚、ハーフトーン画像を１枚連続印字。
【０１６４】
そして、初日に形成したベタ画像（１０枚目に出力）及びハーフトーン画像（１１枚目に出力）（初期画像）の濃淡ムラの有無を目視により観察し、下記基準で評価し、当該現像ローラでの初期画像における濃淡ムラとした。１１日目に形成したベタ画像（４０１０枚目に出力）、ハーフトーン画像（４０１１枚目に出力）（経時画像）についても同様に評価し、経時での画像における濃淡ムラ評価とした。
Ａ：濃淡ムラが、ベタ画像、ハーフトーン画像共に確認されない。
Ｂ：濃淡ムラが、ベタ画像では確認されるが、ハーフトーン画像では確認される。
Ｃ：濃淡ムラが、ベタ画像、ハーフトーン画像共に確認される確認される。
【０１６５】
＜画像縦スジの評価＞
高温高湿（温度３０℃±２℃、相対湿度８０％ＲＨ±５％）下において、画像濃淡ムラの評価と同様に画像を形成した。初期画像と、経時画像について、目視により現像ローラ周期の画像印字方向と水平方向のスジ状の濃淡ムラの有無を検出した。濃淡ムラの有無により下記の基準で現像ローラを評価した。これをもって、当該現像ローラの縦スジ（規制部材への融着による画像スジ）の評価とした。
Ａ：縦スジが、ベタ画像、ハーフトーン画像共に、確認されない。
Ｂ：縦スジが、ベタ画像では確認されるが、ハーフトーン画像では確認されない。
Ｃ：縦スジが、ベタ画像、ハーフトーン画像共に確認され、ベタ画像で確認される縦スジの本数が５本以上のもの。
【０１６６】
＜当接部画像の評価＞
シアンカラーカートリッジに現像ローラ１〜２８をそれぞれ組み込んだ後、各カートリッジを２５℃±２℃、５０％ＲＨ±５％の環境に、６０日間放置した。その後、同環境で上記標準チャートを９枚、ベタ画像を１枚、ハーフトーン画像を１枚連続出力した。得られたベタ画像（１０枚目に出力）及びハーフトーン画像（１１枚目に出力）について、現像ローラ周期の画像印字方向と垂直な方向のスジ状の濃淡ムラの有無を目視により観察し、下記基準で評価した。前記スジ状の濃淡ムラは、規制ブレード２４の現像ローラ１表面との当接部に相当する箇所である。
Ａ：スジ状の濃淡ムラが、ベタ画像、ハーフトーン画像共に、確認されない。
Ｂ：スジ状の濃淡ムラが、ベタ画像で確認されるが、ハーフトーン画像では確認されない。
Ｃ：スジ状の濃淡ムラが、ベタ画像、ハーフトーン画像共に確認される。
【０１６７】
上記評価の結果を、表５に示す。結果から、実施例１〜２１は良好な結果が得られた。その中でも実施例３、４、５、７は特に良好な結果が得られた。
【０１６８】
【表５】
2008293002.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明の現像ローラの一例の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の現像ローラにおける、軸芯体に直交する面での断面を模式的に示した図である。
【図３】本発明の現像装置を用いた電子写真画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明のプロセスカートリッジの実施形態の一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の現像ローラの被覆層の製造装置としてのＣＶＤ装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の電子写真画像形成装置による画像評価に用いた原稿を示す図である。
【図７】マルテンス硬度の測定装置の一部を示す図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１  現像ローラ
２  現像装置
３  画像形成装置
４  プロセスカートリッジ
１１  軸芯体
１２  弾性体層（基層）
１３  被覆層（表層）
２１  潜像担持体（感光ドラム）
２３  トナー
２４  規制ブレード
２５  レーザー光（静電潜像形成装置）
２６  帯電部材（帯電装置）
３１  転写ローラ（転写装置）
３６  転写紙（転写材）
【図１】
2008293002.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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