(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、該弾性層の表面をエネルギー線で表面改質した第１の弾性部材と、
凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、該弾性層の表面をエネルギー線で表面改質していない第２の弾性部材との判別方法であって、下記（１）、（２−１）〜（２−３）、（３−１）〜（３−３）及び（４−１）〜（４−３）の工程を有することを特徴とする判別方法：
（１）下記条件（ｉ）〜（ｉｉ）を満たす当接部材を用意する工程、
（ｉ）日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく波長λを含む光の透過率が９０％以上の透明板を具備し、
（ｉｉ）該透明板の少なくとも一方の側の表面に、反射防止膜を備え、該反射防止膜によって、表面における、日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく可視光反射率が、該弾性層の表面における日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく可視光反射率に対して８０％以下である；
（２−１）該第１の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、第１の圧力で相対的に押圧して、該第１の弾性部材の表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第１の弾性部材からの第１の反射光量を検出する工程、
（２−２）該第１の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、該第１の弾性部材の該表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第１の弾性部材からの第２の反射光量を検出する工程、
（２−３）該工程（２−１）及び該工程（２−２）で得た、該第１の反射光量及び該第２の反射光量に基づいて、該第１の弾性部材における、該第１の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態の変化を記録する工程、
（３−１）該第２の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、第１の圧力で相対的に押圧して、該第２の弾性部材の表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第２の弾性部材からの第１の反射光量を検出する工程、
（３−２）該第２の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、該第２の弾性部材の該表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第２の弾性部材からの第２の反射光量を検出する工程、
（３−３）該工程（３−１）及び該工程（３−２）で得た、該第１の反射光量及び該第２の反射光量に基づいて、該第２の弾性部材における、該第１の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態の変化を記録する工程、
（４−１）凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、該弾性層の表面がエネルギー線で表面改質されたか否かが不明な第３の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力で相対的に押圧して、該第３の弾性部材の表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第３の弾性部材からの第１の反射光量を検出する工程；
（４−２）該第３の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、該第３の弾性部材の該表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第３の弾性部材からの反射光量を検出する工程、
（４−３）該工程（４−１）および該工程（４−２）で得た、該第１の反射光量及び該第２の反射光量に基づいて、該第３の弾性部材における、該第１の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態の変化を、該工程（２−３）で得た該第１の弾性部材における当接状態の変化の記録又は該工程（３−３）で得た該第２の弾性部材における当接状態の変化の記録の少なくとも一方と対比して、該第３の弾性部材が、該第１の弾性部材であるか、該第２の弾性部材であるかを判別する工程。
【請求項２】
前記第１の弾性部材及び前記第２の弾性部材が、何れも各々の弾性層にカーボンブラックを含む請求項１に記載の判別方法。
【請求項３】
前記エネルギー線が、電子線である請求項１または２に記載の判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、当接状態確認方法、弾性部材の評価装置、および表面改質した弾性部材の判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真感光体（以下、「感光体」と表記する。）などの被帯電体に接触して用いられる帯電ローラ、現像ローラなどの弾性部材には、ゴムや熱可塑性エラストマーなどを含む弾性層が設けられているのが一般的である。かかる弾性層は、弾性部材と被帯電体との均一なニップを確保し、被帯電体の傷付きを防止するために設けられている。しかし、かかる弾性層の表面には、トナーや外添剤が付着しやすい。また、長期にわたって弾性層と感光体とが静止状態で当接した場合、弾性層の当接部分に永久変形が生じることがある。かかる課題に対し、弾性層の表面に樹脂などからなる塗料を塗布し熱硬化させて表面層を形成する、弾性層の表面に紫外線、電子線などのエネルギー線を照射し表面改質を行う、などの対策が取られている。
【０００３】
しかし、上記手法において、加熱装置や紫外線、電子線などの照射装置に異常が生じた場合には、熱処理や改質処理が正常に行われず、弾性部材と感光体との当接状態にムラを生じる可能性がある。特に、凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備している弾性部材において顕著である。そのため、弾性部材の性能や品質を保証する検査方法の確立が求められている。
【０００４】
これまでは、弾性部材と感光体との当接状態を確認する手法は提案されておらず、特許文献１に開示されているように、当接状態を確認する手法の代替として、針状のセンサを弾性部材に押し当て、その際の反力を測定する硬度測定を抜き取りで行い確認してきた。硬度測定は破壊検査であり、測定後の弾性部材において、画像不良が生じることが確認されている。そのため、全数に対して確認することはできないことが欠点であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３３２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、感光体と弾性部材との当接状態を非破壊で評価する方法、及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、該弾性層の表面をエネルギー線で表面改質した第１の弾性部材と、
凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、該弾性層の表面をエネルギー線で表面改質していない第２の弾性部材との判別方法であって、下記（１）、（２−１）〜（２−３）、（３−１）〜（３−３）及び（４−１）〜（４−３）の工程を有することを特徴とする判別方法が提供される：
（１）下記条件（ｉ）〜（ｉｉ）を満たす当接部材を用意する工程、
（ｉ）日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく波長λを含む光の透過率が９０％以上の透明板を具備し、
（ｉｉ）該透明板の少なくとも一方の側の表面に、反射防止膜を備え、該反射防止膜によって、表面における、日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく可視光反射率が、該弾性層の表面における日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく可視光反射率に対して８０％以下である；
（２−１）該第１の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、第１の圧力で相対的に押圧して、該第１の弾性部材の表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第１の弾性部材からの第１の反射光量を検出する工程、
（２−２）該第１の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、該第１の弾性部材の該表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第１の弾性部材からの第２の反射光量を検出する工程、
（２−３）該工程（２−１）及び該工程（２−２）で得た、該第１の反射光量及び該第２の反射光量に基づいて、該第１の弾性部材における、該第１の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態の変化を記録する工程、
（３−１）該第２の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、第１の圧力で相対的に押圧して、該第２の弾性部材の表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第２の弾性部材からの第１の反射光量を検出する工程、
（３−２）該第２の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、該第２の弾性部材の該表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第２の弾性部材からの第２の反射光量を検出する工程、
（３−３）該工程（３−１）及び該工程（３−２）で得た、該第１の反射光量及び該第２の反射光量に基づいて、該第２の弾性部材における、該第１の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態の変化を記録する工程、
（４−１）凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、該弾性層の表面がエネルギー線で表面改質されたか否かが不明な第３の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力で相対的に押圧して、該第３の弾性部材の表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第３の弾性部材からの第１の反射光量を検出する工程；
（４−２）該第３の弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、該第３の弾性部材の該表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該第３の弾性部材からの反射光量を検出する工程、
（４−３）該工程（３−１）および該工程（３−２）で得た、該第１の反射光量及び該第２の反射光量に基づいて、該第３の弾性部材における、該第１の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの該弾性層の表面と該当接部材との当接状態の変化を、該工程（２−３）で得た該第１の弾性部材における当接状態の変化の記録又は該工程（３−３）で得た該第２の弾性部材における当接状態の変化の記録の少なくとも一方と対比して、該第３の弾性部材が、該第１の弾性部材であるか、該第２の弾性部材であるかを判別する工程。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、感光体と弾性部材との当接状態を非破壊で評価することが可能である。これにより、これまで代替として使用してきた破壊検査である硬度測定ではなく、弾性部材の性能や品質を保証することが可能となる。更に、非破壊であるため、全数検査が可能であり、インライン装置とした場合、リアルタイムな管理ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る当接状態確認方法を説明するための模式図である。
【図２】本発明に係る弾性部材の評価装置の模式図である。
【図３】実施例１に示す電子線処理の有無による測定結果
【図４】比較例１に示す電子線処理の有無による測定結果
【図５】本発明に係る当接状態確認方法を説明するための模式図である。
【図６】反射防止膜を有しない当接部材を用いた場合の反射光について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明者らは、凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備している弾性部材の当該表面の状態、具体的には、エネルギー線の照射の如き改質処理がなされているか否かの判別を、当該弾性部材の該表面に対して当接部材を相対的に当接させ、そのときの当接状態を確認することで、当該弾性層の表面状態を評価することについて検討を重ねてきた。ここで、当接状態とは、弾性部材と、該弾性部材に対向して配置した当接部材と、の当接部における実接触面積である。
その結果、特定の条件を満たす当接部材を用いること、およびかかる当接部材を用いて光学的に表面の凹凸状態を観察することで、弾性層の表面が当接部材と当接したときの変形状態を被破壊で観察できることを見出した。
【００１３】
ここで、本発明に係る当接部材が満たすべき条件は、下記の（ｉ）および（ｉｉ）である。
条件（ｉ）：日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ ３１０６  １９９８（以降、「ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６」と略）  に基づく、波長λを含む光の透過率が９０％以上。
条件（ｉｉ）：少なくとも一方の表面における、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に基づく該光の反射率が、該弾性層の表面におけるＪＩＳ  Ｒ  ３１０６に基づく該光の反射率の８０％以下。
【００１４】
そして、上記条件（ｉ）および（ｉｉ）を満たした当接部材を、該当接部材の該表面と、該弾性部材の被観察対象としての表面とが接するように当接させ、第１の圧力で相対的に押圧する。そして、該弾性部材の表面の凸部と該当接部材の該表面とが接触した状態において、該当接部材の該表面とは反対側の表面から、波長λを含む光を入射させ、該弾性部材からの反射光を検出する。
【００１５】
図５において、当接部材５００は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ３１０６  １９９８に基づく、波長λを含む光の透過率が９０％以上の透明なガラス板（５００−１）と、その表面に設けられた反射防止膜５００−２とで構成されている。
反射防止膜５００−２によって、当接部材５００は、その表面における、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく波長λを含む光の反射率が、弾性部材の弾性層の表面における該光の反射率に対して８０％以下とされている。
【００１６】
そして、当接部材５００の、反射防止膜５００−２が設けられていない側から、波長λを含む光を入射させると、当接部材５００と弾性部材５０１との非当接部においては、透明基材５００−１と反射防止膜５００−２との界面で反射する（反射光５０３）。また、該反射防止膜５００−２と空気との界面でも反射する（反射光５０４）。そして、反射光５０３と反射光５０４とは、反射防止膜５００−２によって光路長差がλ／２となるため、互いに打ち消し合う。その結果、入射面側で測定される反射光量は小さくなる。
【００１７】
一方、当接部材５００と弾性部材５０１との当接部においては、該光は、ガラス板５００−１と反射防止膜５００−２との界面で反射する（反射光５０３）。また、当接部材５００と弾性部材５０１との界面でも反射する（反射光５０５）。しかし、弾性部材５０１の表面層がカーボンブラックを含むことにより該光が吸収されると、反射光５０５の光量が小さくなる。その結果、反射光５０３と反射光５０５とはたとえ位相差が互いに打ち消し合う関係にあったとしても、反射光５０３の強度が反射光５０５よりも相対的に強いため、入射面側で観察される反射光の光量が大きくなる。その結果、反射防止膜を備えた当接部材５００を用いた場合、当接部材５００と弾性部材５０１の凸部との当接部は、暗い面の中の明るい点（輝点）として観察されることになる。
【００１８】
次に、図６を用いて、反射防止膜を有しない当接部材６００を用いた場合を説明する。
当接部材６００の弾性部材５０１に面していない側から入射した波長λを含む光は、非当接部においては、当接部材６００と空気との界面において反射する（反射光６０１）。
一方、当接部においては、当接部材６００と弾性部材５００との界面で反射する（反射光６０２）。しかし、弾性部材５０１の表面層がカーボンブラックを含むことにより該光が吸収されると、反射光６０２の光量が小さくなる。そのため、反射光６０１の光量は、反射光６０２の光量よりも相対的に大きくなる。その結果、反射防止膜を有しない当接部材６００を用いた場合、当接部材６００と弾性部材５０１の凸部との当接部は、明るい面の中の暗い点として観察されることになる。
そして、暗い面の中の輝点の面積は、明るい面の中の場合、暗い点の面積は、周囲の明るい面の影響を受けて正確な計測が困難である。
【００１９】
互いに光路長さは、当接部の界面において反射する光で構成される。なお、当接部において、弾性層内に侵入していく光の分が減衰している。
一方、非当接部からの反射光には、当接部材を透過した光が、当接部材の表面で反射し、この反射光が当接部材の表面と弾性層の表面との間で多重反射を繰り返した成分が含まれる。ここで、当接部材の、弾性部材と当接している側の表面における該光の反射率が、該弾性層の表面における該光の反射率に対して８０％以下である。
【００２０】
次いで、該弾性部材の該表面と該当接部材の該表面とを、該第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、該弾性部材の該表面の凸部と該当接部材の該表面とを接触させた状態で、該当接部材の該表面とは反対側の表面から該光を入射させ、該弾性部材からの反射光量を検出する。
【００２１】
図１は、本発明に係る当接状態確認方法を説明するための模式図である。
本発明において、観察対象とする弾性ローラ１は、少なくとも芯金２と、表面層としての弾性層３とを有する。芯金２は導電性の基体である。弾性層３の表面は、熱や紫外線、電子線などのエネルギーを利用して熱処理や改質処理がなされている。また、弾性層３の表面は、後述の球状粒子の添加や、研磨などにより、表面粗さが調整された凸部を有している。
なお、弾性ローラ１は弾性層３と芯金２の間に中間層としての弾性層を、１層または複数層、配置した構成（不図示）であっても良い。以下、芯金２に弾性層３を有し、その表面を電子線により改質した弾性ローラを例に説明する。
【００２２】
＜弾性ローラ１の成形＞
〔芯金〕
芯金２としては、ニッケルメッキやクロムメッキしたＳＵＭ材などの鋼材を含むステンレススチール棒、リン青銅棒、アルミニウム棒、耐熱樹脂棒などが使用される。
【００２３】
〔弾性層〕
弾性層３を構成する材料はポリマーと添加剤の混合物であり、ポリマーはゴム弾性を示す材料であれば特に限定されない。具体的なゴム材料としては、以下のものが挙げられる。天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンホモポリマー（ＣＨＣ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＣＨＲ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（ＣＨＲ−ＡＧＥ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ＮＢＲ水添物（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）などの原料ゴムに架橋剤を配合した熱硬化性のゴム材料；ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー。更に、これらポリマーをブレンドさせた混合物でも良い。
【００２４】
また、ポリマーには弾性層の電気抵抗値を調整する目的で導電剤が添加される。導電剤としては、以下のものが挙げられる。カーボンブラック、グラファイトなどの炭素材料；酸化チタン、酸化錫などの酸化物；Ｃｕ、Ａｇなどの金属；酸化物や金属を粒子の表面に被覆して導電化した導電粒子などの電子導電剤；過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウムなどの無機イオン物質；ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェートなどの陽イオン性界面活性剤；ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタインなどの両性イオン界面活性剤；過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウムなどの第四級アンモニウム塩；トリフルオロメタンスルホン酸リチウムなどの有機酸リチウム塩などのイオン導電剤。
【００２５】
更に、ポリマーには弾性層の表面粗さを調整する目的で球状粒子を添加しても良い。球状粒子としては、有機系粒子、無機系粒子のいずれでも構わない。
ポリマーには、必要に応じてゴムの配合剤として一般的に用いられている充填剤、加工助剤、老化防止剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤などを添加することができる。これらの材料の混合方法としては、バンバリーミキサーや加圧式ニーダーなどの密閉型混合機を使用した混合方法や、オープンロールのような開放型の混合機を使用した混合方法などを例示することができる。
【００２６】
芯金上に弾性層としてのゴム層が設けられたゴムローラの成形法としては、射出成形法、押出成形法、トランスファー成形法、プレス成形法などを挙げることができるが、特にこれらに限定されない。例えば、射出成形法においては、２つの円筒駒を組み、円筒金型内に同心に軸状の芯金を保持した状態でゴム材料を注入し加熱することによりゴム材料を硬化させてゴムローラを成形する。また、押出成形法においては、ゴム材料をチューブ状に押し出した後、芯金にチューブ状のゴム材料を被せてゴムローラを成形するか、あるいは、芯金とゴム材料を一体に押し出して円筒状のゴムローラを成形する。これらの成形方法の中でも、ゴム材料を芯金と一体に押し出してゴムローラを成形するクロスヘッド押出成形法が、連続生産が容易で、工程数も少なく、低コストでの製造に適しているため、最も好ましい。
【００２７】
ゴムローラを加熱して加硫する方法に関しては、熱風炉、加硫缶、熱盤、遠・近赤外線、誘導加熱などのいずれの方法でも良く、更にこれとともに加熱状態の円筒状または平面状の部材にゴムローラを回転させながら押し当てる方法を併用しても良い。ゴムローラは、１４０℃以上２２０℃以下の範囲の温度で１０分間以上１２０分間以下の時間で加熱して、ゴムローラを加硫することが好ましい。
【００２８】
また、加熱後に所望のローラ形状、弾性層の表面粗さを調整する目的で、回転砥石を用いた乾式研磨をする場合もある。なお、研磨手段としては、特に限定しないが、砥石が移動して研磨するいわゆるトラバース方式や、より幅の広い砥石により移動することなしに一括で研磨するプランジ方式がある。
次に、ゴムローラにおける弾性層の表面近傍を電子線を照射することにより表面改質を施し、表面に凸部を有する弾性ローラ１が成形される。
【００２９】
＜当接状態の変化を観察する手法＞
電子線により表面改質された上記弾性ローラ１に対して、当接負荷の変化に対する弾性ローラ１の表面と当接部材１３との当接状態の変化を確認する手法について説明する。
本手法は、
弾性ローラ１に当接させる当接部材１３を用意する工程と、
弾性ローラ１に第１の圧力を負荷して当接部材１３に当接させた状態で、当接部からの第１の反射光量を検出する工程と、
弾性ローラ１に第２の圧力を負荷して当接部材１３に当接させた状態で、当接部からの第２の反射光量を検出する工程と、
第１の反射光量と第２の反射光量との変化から当接状態の変化を確認する工程を有する。
【００３０】
＜当接部材を用意する工程＞
先ず、弾性ローラ１と当接させる当接部材１３を用意する工程について説明する。
当接部材１３は、日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく使用する光６の波長λを含む光の透過率が高い透明板４である。当接部材１３は、弾性ローラ側又はセンサ側の少なくとも一方の側の表面に、反射防止膜７を備えている。反射防止膜７は、光６に対する当接部材における弾性部材（弾性ローラ）側の可視光反射率Ｒ１（以下、反射率Ｒ１とも記載する）が、弾性ローラ１の表面における光６の可視光反射率Ｒ２（以下、反射率Ｒ２とも記載する）の８０％以下である。
【００３１】
当接部材１３に用いられる透明板の材質としては、可視光帯域において透過率が９０％以上のガラス、樹脂、などがあるが、使用する光６の波長に対して透過性が高ければ、当接状態の変化が反射光量の変化として確認できるため、特に限定されない。
【００３２】
反射防止膜７に関しては、フィルムタイプ、単層膜タイプ、多層膜タイプ、などがあるが、いずれのものでも良く、当接部材における弾性部材側の反射率が小さいほど、また当接部材１３の両面に施されているとより観察感度が良好となる。
光６に対する当接部材における弾性部材側の反射率が、弾性ローラの表面における日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく光６の反射率の８０％以下となる反射防止膜７を使用する。弾性ローラの表面における反射光量が多く、当接部材による反射光量が少なければ、弾性ローラ１と当接部材１３の当接面における接触部分をコントラスト良く観察可能となる。
【００３３】
＜第１の圧力により押圧し、第１の反射光量を検出する工程＞
次に、第１の圧力により押圧し、第１の反射光量（反射光の光量）を検出する工程について説明する。
弾性ローラ１と当接部材１３とを当接させ、弾性ローラ１の両端の芯金２の露出部に第１の荷重（圧力）を矢印５の向きに負荷して、弾性ローラ１を当接部材１３に押圧した。この状態で、当接部材１３を通して当接部（図５（ｃ）に示す弾性層３の左端から右端までの間）に光６を照射して、当接部材１３の弾性ローラ１と当接している側とは反対側の表面から光を入射させる。反射光量の検出は、当接部の所定の測定位置において行う。
そして、当接部材１３と弾性ローラ１との当接部から生じる反射光量をセンサ８により検知する。
第１の荷重は０ｇ以上５００ｇ以下であれば良く、０ｇに近いほど好ましい。また、反射光量を検知するセンサ８に関しては、フォトセンサ、エリアカメラのいずれでも良く、特に限定されるものではない。
【００３４】
＜第２の圧力により押圧し、第２の反射光量を検出する工程＞
次に、第２の圧力により押圧し、第２の反射光量を検出する工程について説明する。
第１の反射光量を検出する工程と同様に、弾性ローラ１の両端の芯金２の露出部に第２の荷重（圧力）を矢印５の向きに負荷して、弾性ローラ１を当接部材１３に押圧した状態で、当接部材１３を通して当接部に光６を照射する。かかる照射によって、当接部材１３の弾性ローラ１と当接している側とは反対側の表面から光を入射させる。そして、当接部材１３と弾性ローラ１との当接部から生じる反射光量をセンサ８により検知する。
第２の荷重は６００ｇ以上２０００ｇ以下であれば良く、第１の押圧の荷重との差が大きいほど好ましい。また、反射光量を検知するセンサ８に関しては、フォトセンサ、エリアカメラのいずれでも良く、特に限定されるものではない。
しかし、弾性ローラ１の硬度が低い場合、第２の荷重が大きすぎると、電子写真画像形成装置（以下、「電子写真装置」と表記する。）に弾性ローラ１を用いて出力した画像において当接部が確認される可能性があるため、注意が必要である。
【００３５】
次に、第１の反射光量、および第２の反射光量から当接状態の変化を確認する工程を説明する。
当接部における接触面積が大きくなるほど、反射光量は大きくなる。弾性ローラ１の当接状態を判断するパラメータは、第１、第２の反射光量から算出する変化量、変化率のいずれでも良く、粗さや光沢性など弾性ローラ１の表面の状態により選定すればよい。また、当接状態の変化を確認する工程において、事前に良品における測定値から閾値を決定しておくことで、改質処理に起因した当接状態の変化を判定することが可能となる。
【００３６】
＜当接状態を測定する装置＞
図２は、本発明に係る弾性部材の評価装置の模式図である。
以下、押圧する荷重の変化に対する弾性ローラ１の表面と当接部材１３との当接状態を測定する評価装置２０について説明する。評価装置２０は、弾性ローラ１に対して当接部材１３を当接させる弾性ローラ当接機構９と、当接部材１３に弾性ローラを押圧する荷重を可変させる荷重可変機構１０と、反射光量検知機構１１とを備える。反射光量検知機構１１は、当接部材１３と弾性ローラ１の当接部からの反射光量を検知する。
【００３７】
次に、押圧する荷重を可変させる荷重可変機構１０について説明する。
図２に示すように、荷重可変機構１０は弾性ローラ当接機構９の上に設置されており、おもりを可変にすることで、弾性ローラ１の両端部に作用させる荷重を可変にすることができる。しかし、荷重可変機構１０は、この限りではなく、例えば、エアシリンダーと荷重計を用いてもよい。負荷を可変させた時の荷重が測定できれば、特に限定されるものではない。
【００３８】
次に、弾性ローラ１と当接部材１３との当接部からの反射光量を検知する反射光量検知機構１１について説明する。
当接部材１３に対して弾性ローラ１を当接させた状態で、当接部材１３を通して当接部に光６を照射する。そして、当接部材１３と弾性ローラ１の当接部から生じる反射光量を、当接部材１３を介してセンサ８により検知する。ここで、押圧の荷重が大きいほど、当接部における実接触面積が増加し、反射光量が大きくなるため、感度良く測定できる。また、反射光量を検知するセンサ８に関しては、フォトセンサ、エリアカメラのいずれでも良く、特に限定されるものではない。
【００３９】
以上の装置機構や手法により、これまで代替として使用してきた破壊検査である硬度測定ではなく、実際に当接状態の変化観察による弾性ローラ１の性能や品質の保証が可能となる。更に、前記当接状態の変化を観察する手法より、設定した閾値と比較することで当接状態を判定することが可能となる。そして、非破壊であるため、全数検査が可能であり、インライン装置とした場合、リアルタイムな管理ができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例、比較例を示して、更に本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例１〕
（弾性層用未加硫ゴム組成物の調製）
表１に示す材料を、６リットル加圧ニーダー（製品名：ＴＤ６−１５ＭＤＸ、（株）トーシン製）を用いて、充填率７０体積％、ブレード回転数３０ｒｐｍで１６分間混合してＡ練りゴム組成物を得た。
【００４１】
【表１】
0006637673.tif 000002
【００４２】
次いで、表２に示す材料を、ロール径１２インチ（０．３０ｍ）のオープンロールにて、前ロール回転数８ｒｐｍ、後ロール回転数１０ｒｐｍ、ロール間隙２ｍｍで、左右の切り返しを合計２０回実施した。その後、ロール間隙を０．５ｍｍとして薄通し１０回を行い、弾性層用の未加硫ゴム組成物を得た。
【００４３】
【表２】
0006637673.tif 000003
【００４４】
（加硫ゴム層の成形）
直径５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円柱形の導電性芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２２２ｍｍに導電性加硫接着剤（商品名：メタロックＵ−２０；東洋化学研究所製）を塗布し、温度８０℃で３０分間乾燥した。次に、上記未加硫ゴム組成物を、クロスヘッドを用いた押出成形装置を用いて、芯金を中心として同軸状に円筒形に成形しつつ、芯金と同時に押し出して、芯金の外周に未加硫ゴム組成物がコーティングされた直径８．８ｍｍの未加硫ゴムローラを作製した。
【００４５】
その際、押出機は、シリンダー直径４５ｍｍ（Φ４５）、Ｌ（長さ）／Ｄ（直径）が２０の押出機を使用し、押出時の温度はヘッド９０℃、シリンダー９０℃、スクリュー９０℃とした。成形した未加硫ゴムローラの未加硫ゴム組成物の層の幅方向の両端部を切断し、未加硫ゴム組成物の層の軸方向の長さを２２６ｍｍとした。
その後、電気炉にて温度１６０℃で４０分間加熱して未加硫ゴム組成物の層を加硫して加硫ゴム層とした。続いて、加硫ゴム層の表面をプランジカットの研削方式の研磨機で研磨し、端部直径８．３５ｍｍ、中央部直径８．５０ｍｍのクラウン形状の球状粒子の一部が露出した加硫ゴム層を有する加硫ゴムローラを得た。
【００４６】
（研摩後の加硫ゴム層の表面硬化処理）
得られた研摩後の加硫ゴムローラの表面（加硫ゴム層表面）に電子線を照射して硬化処理を行い、凸部を表面に有する弾性ローラを得た。加硫ゴムローラに対する電子線の照射には電子線照射装置（商品名：「ＥＣ１５０／４５／４０ｍＡ」、岩崎電気（株）製）を用いた。そして、電子線照射条件を加速電圧８０ｋＶ、電子電流を４０ｍＡ、加硫ゴムローラの搬送速度を１０ｍｍ／秒とすることで電子線の線量を１３５０ｋＧｙとした。
以上の条件で、電子線が照射された弾性ローラを１００本、電子線が照射されていない加硫ゴムローラを１００本製造した。
【００４７】
（表面粗さの測定）
弾性ローラ及び加硫ゴムローラの表面の十点平均粗さＲｚを測定した。測定は  ＪＩＳ  Ｂ０６０１：１９８２に基づき、表面粗さ測定器（商品名：サーフコーダーＳＥ３４００、（株）小坂研究所製）を用いて行った。測定には、先端半径２μｍのダイヤモンド製接触針を用いた。測定スピードは０．５ｍｍ／秒、カットオフ周波数λｃは０．８ｍｍ、基準長さは０．８ｍｍ、評価長さは８．０ｍｍとした。
測定は各ローラ１本当たり、軸方向３点×周方向２点の計６点について各々粗さ曲線を測定してＲｚの値を算出し、それらの６点のＲｚの平均値を求めてＲｚの値とした。その結果、１００本の弾性ローラのＲｚ範囲は１３．０〜１８．０μｍ、１００本の加硫ゴムローラのＲｚ範囲は１３．０〜１８．０μｍであった。
【００４８】
（当接状態変化の観察による電子線照射有無判定）
凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、弾性層の表面を電子線で表面改質した第１の弾性部材と、
凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、弾性層の表面を電子線で表面改質していない第２の弾性部材とを
当接状態を観察することによって判別することができる。
以下はその方法であって、下記（１）、（２−１）〜（２−３）、（３−１）〜（３−３）及び（４−１）〜（４−３）の工程を有する。
（１）まず、下記条件（ｉ）〜（ｉｉ）を満たす当接部材を用意する。
（ｉ）日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく波長λを含む光の透過率が９０％以上、
（ｉｉ）少なくとも一方の表面における、日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく可視光反射率が、該弾性層の表面における日本工業規格（ＪＩＳ）  Ｒ  ３１０６  １９９８に基づく可視光反射率に対して８０％以下；
【００４９】
（２）次に第１の弾性部材に関して（２−１）〜（２−３）を行う。
（２−１）第１の反射光量を検出する工程
第１の弾性部材の表面と当接部材の表面とを、第１の圧力で相対的に押圧して、第１の弾性部材の表面の凸部と当接部材の表面とを接触させた状態で、当接部材の表面とは反対側の表面から光を入射させ、第１の弾性部材からの第１の反射光量を検出する。
（２−２）第２の反射光量を検出する工程
第１の弾性部材の表面と当接部材の表面とを、第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、第１の弾性部材の表面の凸部と当接部材の表面とを接触させる。接触させた状態で、当接部材の表面とは反対側の表面から光を入射させ、第１の弾性部材からの第２の反射光量を検出する。
（２−３）弾性層の表面と当接部材との当接状態の変化を記録する工程
工程（２−１）及び工程（２−２）で得た、第１の反射光量及び第２の反射光量に基づいて、第１の圧力を負荷したときの弾性層の表面と当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの弾性層の表面と当接部材との当接状態の変化を記録する。
【００５０】
（３）また第２の弾性部材に関して（３−１）〜（３−３）を行う。
（３−１）第１の反射光量を検出する工程
第２の弾性部材の表面と当接部材の表面とを、第１の圧力で相対的に押圧して、第２の弾性部材の表面の凸部と当接部材の表面とを接触させた状態で、当接部材の表面とは反対側の表面から光を入射させ、第２の弾性部材からの第１の反射光量を検出する。
（３−２）第２の反射光量を検出する工程
第２の弾性部材の表面と当接部材の表面とを、第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、第２の弾性部材の表面の凸部と当接部材の表面とを接触させる。接触させた状態で、当接部材の表面とは反対側の表面から光を入射させ、第２の弾性部材からの第２の反射光量を検出する。
（３−３）弾性層の表面と当接部材との当接状態の変化を記録する工程
工程（３−１）及び工程（３−２）で得た、第１の反射光量及び第２の反射光量に基づいて、第１の圧力を負荷したときの弾性層の表面と当接部材との当接状態及び第２の圧力を負荷したときの弾性層の表面と当接部材との当接状態の変化を記録する。
【００５１】
（４）そして第３の弾性部材に関して（４−１）〜（４−３）を行う。
（４−１）第１の反射光量を検出する工程
凸部を表面に有する弾性層を表面層として具備し、弾性層の表面が電子線で表面改質されたか否かが不明な第３の弾性部材の表面と当接部材の表面とを、第１の圧力で相対的に押圧して、第３の弾性部材の表面の凸部と当接部材の表面とを接触させる。接触させた状態で、当接部材の表面とは反対側の表面から光を入射させ、第３の弾性部材からの第１の反射光量を検出する。
（４−２）第２の反射光量を検出する工程
第３の弾性部材の表面と当接部材の表面とを、第１の圧力よりも大きい第２の圧力で相対的に押圧して、第３の弾性部材の表面の凸部と当接部材の表面とを接触させる。接触させた状態で、当接部材の表面とは反対側の表面から光を入射させ、第３の弾性部材からの第２の反射光量を検出する。
（４−３）
工程（４−１）および工程（４−２）で得た、第１の反射光量及び第２の反射光量に基づいて、第３の弾性部材における、
第１の圧力を負荷したときの弾性層の表面と当接部材との当接状態及び
第２の圧力を負荷したときの弾性層の表面と当接部材との当接状態の変化を、
工程（２−３）で得た第１の弾性部材における当接状態の変化の記録又は
工程（３−３）で得た第２の弾性部材における当接状態の変化の記録
の少なくとも一方と対比して、第３の弾性部材が、第１の弾性部材であるか、第２の弾性部材であるかを判別する。
【００５２】
前記の電子線照射有無判定を具体的な例に基づいて説明する。
図１、図２に示す当接状態を観察する手法及び装置において、当接部材１３と、当接部からの反射光量を検知する機構とを用い、ローラ両端の芯金の露出部に負荷する第１の荷重を０ｇ、第２の荷重を１０００ｇとして反射光量を測定した。
本実施例において、当接部材１３は、透明板４と、透明板４の両面に設けられた反射防止膜７とからなる。
透明板４は、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍの範囲で９０％以上の透過率を有するガラス板（ＢＫ７、シグマ光機（株）製）を使用した。
反射防止膜（ＷＢＭＡコート、シグマ光機（株）製）を設けることによって、当接部材における弾性ローラ側の反射率は波長６４０ｎｍで約０．５％となった。
【００５３】
弾性ローラの表面の波長６４０ｎｍの反射率が約１％であった。波長６４０ｎｍで当接部材における弾性ローラ側の反射率が約０．５％となる反射防止膜を使用した。その結果、次式の値は約５０％、つまり８０％以下となった。
（当接部材における弾性部材側からの反射率）／（弾性部材の表面の反射率）
＝（約０．５％）／（約１％）
当接部からの反射光量を検知する機構としては、光源１２から投光される光６の波長が６４０ｎｍであるファイバセンサ（ＦＵ‐３５ＴＺ、ＦＳ‐Ｖ３１Ｍ、（株）キーエンス）を用いた。
【００５４】
測定位置は、ローラの軸方向については、ローラのゴム層の両端部のそれぞれから中央部の方向へ５ｍｍずれた位置の２箇所とし、それら２箇所のそれぞれ周方向に３箇所ずつ、計６箇所とし、得られた測定値の平均値を反射光量とした。反射光量のキャリブレーションには、加硫ゴムローラと同外径の金属棒を用い、その時の反射光量が最大４０９５（１２ｂｉｔ）となるように調整を行った。
第１の荷重、第２の荷重における反射光量の変化率は次式で算出した。
反射光量の変化率＝（第２の荷重における反射光量）／（第１の荷重における反射光量）
この作業を、弾性ローラ１００本、加硫ゴムローラ１００本について行い、反射光量の平均変化率、バラツキを算出した。
【００５５】
結果を図３及び表３に示す。弾性ローラ（表面改質あり）の反射光量の平均変化率は１．２４、バラツキは−０．２以上＋０．３以下であり、加硫ゴムローラ（表面改質無し）の反射光量の平均変化率は１．７１、バラツキは−０．２以上＋０．２５以下であった。この結果から、本手法により電子線による表面改質の有無を判定できることを確認した。
また、測定後の弾性ローラを電子写真装置の帯電ローラとして用い、画像評価を行った。弾性ローラ全数に対して測定に起因する画像不良は確認されなかった。
【００５６】
〔実施例２〕
波長５２５ｎｍで当接部材における弾性ローラ側の反射率が約０．５％となる反射防止膜を用い、反射光量を検知する機構に光源から投光される光の波長が５２５ｎｍのファイバセンサ（ＦＸ３０１Ｇ、パナソニック）を用いた。これらの点以外は、実施例１と同様にして評価した。実施例１同様に、電子線による表面改質の有無を判定できることを確認した。
弾性ローラの表面の波長５２５ｎｍの反射率が約１％であった。波長５２５ｎｍで当接部材における弾性ローラ側の反射率が約０．５％となる反射防止膜を使用した。その結果、次式の値は実施例１と同様に、約５０％、つまり８０％以下となった。
（当接部材における弾性部材側からの反射率）／（弾性部材の表面の反射率）
また、測定後の弾性ローラを電子写真装置の帯電ローラとして用い、画像評価を行った。弾性ローラ全数に対して測定に起因する画像不良は確認されなかった。
【００５７】
〔実施例３〕
波長４７０ｎｍで当接部材における弾性ローラ側の反射率が約０．５％となる反射防止膜を用い、反射光量を検知する機構に光源から投光される光の波長が４７０ｎｍのファイバセンサ（ＦＸ３０１Ｂ、パナソニック）を用いた。これらの点以外は、実施例１と同様にして評価した。実施例１同様に、電子線による表面改質の有無を判定できることを確認した。
弾性ローラの表面の波長４７０ｎｍの反射率が約１％であった。波長４７０ｎｍで当接部材における弾性ローラ側の反射率が約０．５％となる反射防止膜を使用した。その結果、次式の値は実施例１と同様に、約５０％、つまり８０％以下となった。
（当接部材における弾性部材側からの反射率）／（弾性部材の表面の反射率）
また、測定後の弾性ローラを電子写真装置の帯電ローラとして用い、画像評価を行った。弾性ローラ全数に対して測定に起因する画像不良は確認されなかった。
【００５８】
〔比較例１〕
当接状態を確認する手法の代替として、これまで使用してきた硬度測定を行った。
（ＭＤ−１硬度の測定による電子線照射有無判定）
ローラのＭＤ−１硬度を測定した。測定はマイクロゴム硬度計（ＭＤ−１  ｃａｐａ、高分子計器（株）製、タイプＡ）を用い、温度２３℃、相対湿度５５％の環境においてピークホールドモードで測定した。押針の形状は、高さ０．５０ｍｍ、直径０．１６ｍｍの円柱形であり、加圧脚のサイズは外径４．０ｍｍ、内径１．５ｍｍであった。
【００５９】
より詳しくはローラを金属製の板の上に置き、金属製のブロックを置いてローラが転がらないように簡単に固定し、金属板に対して垂直方向からローラの中心に正確に測定端子を押し当て５秒後の値を読み取った。
測定位置は、ローラの軸方向については、ローラのゴム層の両端部のそれぞれから中央部の方向へ１５ｍｍずれた位置の２箇所および中央部の３箇所のそれぞれ周方向に３箇所ずつ、計９箇所を測定し、得られた測定値の平均値をローラのＭＤ−１硬度とした。
【００６０】
この作業を、表面に凸部を有する弾性ローラ１００本、加硫ゴムローラ１００本について行い、ＭＤ−１硬度の平均値、バラツキを算出した。
結果を図４に示す。弾性ローラ（表面改質あり）のＭＤ−１硬度の平均値は７５°、バラツキは−２．０°以上＋２．０°以下であり、加硫ゴムローラ（表面改質無し）のＭＤ−１硬度の平均値は７０°、バラツキは−２．０°以上＋２．０°以下であった。表面改質の有無で明確な差を確認した。
また、測定後の弾性ローラを電子写真装置の帯電ローラとして用い、画像評価を行った。弾性ローラ全数において、硬度測定に起因する画像不良の発生を確認した。
【００６１】
〔比較例２〕
両面のいずれにも反射防止膜を施していない当接部材であって、弾性ローラ側の反射率が高い当接部材を用いた以外は、実施例１と同様にして評価した。その結果、当接部材の裏面からの反射光量が、弾性ローラの当接部からの反射光に比べて大きいために、算出した変化率の変化（表面改質ありの場合の変化率と表面改質無しの場合の変化率との違い）が小さく、電子線による表面改質の有無を判定できなかった。
【００６２】
〔比較例３〕
第１の荷重における反射光量の測定は行わず、第２の荷重を１０００ｇとし、第２の荷重を負荷した時の当接部からの反射光量のみを測定した以外は、実施例１と同様にして評価した。なお、測定は、製造したローラの中から、Ｒｚが１３μｍである弾性ローラと、Ｒｚが１８μｍである加硫ゴムローラの２本を選定して行った。その結果、弾性ローラ（表面改質あり）の反射光量が２０９、加硫ゴムローラ（表面改質無し）の反射光量が２０６であった。
従って、第２の荷重を負荷した時の反射光量のみでは、Ｒｚの１３μｍ以上１８μｍ以下の範囲で、電子線による表面改質の有無を判定できないことが分かった。
【００６３】
【表３】
0006637673.tif 000004
【符号の説明】
【００６４】
１‥‥弾性ローラ
２‥‥芯金
３‥‥弾性層
４‥‥透明板
５‥‥荷重
６‥‥光
７‥‥反射防止膜
８‥‥センサ
９‥‥弾性ローラ当接機構
１０‥‥荷重可変機構
１１‥‥反射光量検知機構
１２‥‥光源
１３‥‥当接部材
【図１】
0006637673.tif 000005
【図２】
0006637673.tif 000006
【図３】
0006637673.tif 000007
【図４】
0006637673.tif 000008
【図５】
0006637673.tif 000009
【図６】
0006637673.tif 000010