(57)【要約】【課題】物流時の落下衝撃による樹脂層の剥がれ、現像ブレードとの間で生じるトナーフィリミングの発生を防止し、良好な画像を形成することのできる現像ローラおよびこれを具備したプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】芯金の外周面に少なくとも１層の弾性層と、該弾性層の外周面に少なくとも１層の樹脂層を有する現像ローラであって、該弾性層が、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層であり、該樹脂層が、該弾性層にエキシマ光（中心波長１７２ｎｍ、半値幅２０ｎｍ以下）を積算光量５０〜３００ｍＪ/ｃｍ2で照射し、1×10-3〜1×102時間後に塗工液を塗布し乾燥硬化して形成したものであることを特徴とする現像ローラ。【選択図】図１
2005316206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の外周面に少なくとも１層の弾性層と、該弾性層の外周面に少なくとも１層の樹脂層を有する現像ローラであって、該弾性層が、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層であり、該樹脂層が、該弾性層にエキシマ光（中心波長１７２ｎｍ、半値幅２０ｎｍ以下）を積算光量５０〜３００ｍＪ/ｃｍ2で照射し、1×10-3〜1×102時間後に塗工液を塗布し乾燥硬化して形成したものであることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記弾性層の層厚が、０．５〜６．０ｍｍである請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記樹脂層が、ウレタン樹脂を主成分とする樹脂層である請求項１または２記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記樹脂層の層厚が、０．１〜１００μｍである請求項１から３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
潜像を担持する潜像担持体に対向して当接または圧接した状態で現像剤を担持する現像ローラを備え、該現像ローラが該潜像担持体に現像剤を付与することにより潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジにおいて、該現像ローラが、請求項１から４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プロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置で用いられる現像剤を担持する現像ローラおよび該現像ローラを具備したプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
非磁性一成分現像剤を用い、その非磁性一成分現像剤を現像剤担持体上に担持して像担持体に接触させ、現像剤を現像剤担持体から像担持体表面に転移させて、像担持体上の静電潜像を現像する接触現像法がある。この接触現像法は、現像剤に磁性材料を使うことなく、カラー化が容易である。
【０００３】
図３は、非磁性一成分現像剤を用いる接触現像方式の画像形成装置の一例を説明するための図である。非磁性一成分現像剤を用いる接触現像方式は、電子写真の現像プロセスの一つであり、その現像剤（トナーと表すことがある）２８は、現像容器３４内を攪拌ローラにより循環されるようになっている。供給ローラ２６、現像ローラ２５は、軸芯体（芯金と表すことがある）が導電体で、その外周を絶縁体あるいは中抵抗の物質で被膜され構成されている。供給ローラ２６、現像ローラ２５には、それぞれバイアス電圧が印加され、トナー２８は供給ローラ２６に電気力で担持、搬送され、次に、供給ローラ２６と現像ローラ２５の接触回転により帯電される。電位ポテンシャルを持たせることにより、供給ローラ２６から現像ローラ２５へ搬送される。この現像ローラ２５に保持されたトナー２８は現像ローラ２５と現像ブレード２７との摩擦接触により、帯電状態がより顕著になる。そして、現像ローラ２５上の帯電されたトナーは像担持体（感光ドラムと表すことがある）２１上の電位が保持された部分に移り、像担持体の電位がアースされ電位が保持されていない部分にはトナーが移らず、結果的に画像を得ることになる。
【０００４】
このような接触現像法に用いられる現像ローラとしては、金属の軸芯体（芯金）の周囲に導電性の弾性層を設け、その外側に表面性を付与するために各種の樹脂溶液を塗布して樹脂層を設けたローラ形状のものが用いられる。導電性の弾性層にシリコーンゴムを用いた場合、導電性の弾性層と樹脂層を直接強固に接着することは難しく、予めシリコーンゴム表面を改質し、樹脂溶液が塗布される。その改質方法としてエキシマ光を照射することが開示されている（例えば、特許文献1）。
【０００５】
また、電子写真装置で用いられるプロセスカートリッジの組み立て工程において、通常、現像ローラと現像ブレードとの間に、潤滑の目的で少量のトナーが塗布される。これにより、プロセスカートリッジがユーザーの元に届いて、実際に使用される時には、トナーは初期状態から良好な摩擦接触が可能となり、適正な帯電状態となる。しかしながら、プロセスカートリッジがユーザーの元に届けられるまでに、様々な環境条件下にある物流経路を経る際に、振動や落下の影響を受け、樹脂層の剥がれや、現像ローラと現像ブレードとの間に潤滑の目的で塗布した少量のトナーが、現像ローラと現像ブレードの間で、現像ローラの軸方向に局所的なフィルミングを生じ、これによりスジ画像が発生するという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２０２７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、非磁性一成分現像剤を用いる接触現像装置における現像ローラにおいて、物流時の振動や落下の衝撃による樹脂層の剥がれや現像ブレードとの間で生じるトナーのフィリミングの発生を防止した、良好な画像を形成する現像ローラおよびこの現像ローラを具備したプロセスカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成した本発明の現像ローラは、芯金の外周面に少なくとも１層の弾性層と、該弾性層の外周面に少なくとも１層の樹脂層を有する現像ローラであって、該弾性層が、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層であり、該樹脂層が、該弾性層にエキシマ光（中心波長１７２ｎｍ、半値幅２０ｎｍ以下）を積算光量５０〜３００ｍＪ/ｃｍ2で照射し、1×10-3〜1×102時間後に塗工液を塗布し乾燥硬化して形成したものであることを特徴とする。
【０００８】
さらに、上記本発明は、前記弾性層の層厚を、０．５〜６．０ｍｍとすることが好ましい。
【０００９】
さらに、上記本発明は、前記樹脂層が、ウレタン樹脂を主成分とする樹脂層であることが好ましい。
【００１０】
さらに、上記本発明は、前記樹脂層の層厚を、０．１〜１００μｍとすることが好ましい。
【００１１】
また、上記課題を達成した本発明によるプロセスカートリッジは、潜像を担持する潜像担持体に対向して当接または圧接した状態で現像剤を担持する現像ローラを備え、該現像ローラが該潜像担持体に現像剤を付与することにより潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジにおいて、該現像ローラが、上記本発明の現像ローラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の、芯金の外周面に少なくとも１層のシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層と、この弾性層の外周面に、エキシマ光（中心波長１７２ｎｍ、半値幅２０ｎｍ以下）を積算光量５０〜３００ｍＪ/ｃｍ2で照射し、1×10-3〜1×102時間後に塗工液を塗布して乾燥硬化して形成した少なくとも１層の樹脂層を有する現像ローラおよびこの現像ローラを備えたプロセスカートリッジは、物流時の落下衝撃による樹脂層の剥がれ、および現像ブレードとの間で生じるトナーフィリミングの発生を防止し、良好な画像を形成することを可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の現像ローラの実施形態の一例を図１および図２に基づいて説明する。本発明の現像ローラ１０は、図１および図２に示すように、円柱状または中空円筒状の導電性を有する芯金１１の外周面に１層の弾性層１２と、この弾性層１２の外周面に１層の樹脂層１３を有する。図１および図２では、弾性層１２および樹脂層１３の各々を１層有する現像ローラを示したが、本発明の現像ローラは、弾性層１２または樹脂層１３が２層以上の層を有するものであってもよい。
【００１５】
芯金１１は、現像ローラの電極および支持部材として機能するものであり、例えばアルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂などの導電性の材質で構成される。芯金１１の外径は通常４〜１０ｍｍの範囲にある。
【００１６】
弾性層１２は、現像ローラが適切なニップ幅ないしニップ圧でもって感光ドラム表面に押圧して感光ドラム表面にトナーを均一に供給できるよう、適切な硬度および電気抵抗値を有する。弾性層１２は、ゴム材を用いて形成される。本発明における弾性層１２は、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層であり、ゴム材としてシリコーンゴムを用いて形成される。
【００１７】
シリコーンゴムとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリトリフルオロプロピルビニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサン、これらポリシロキサンの共重合体等が挙げられる。これらのシリコーンゴムの平均重合度は、３０００〜１５０００の範囲にあることが好ましい。中でも、弾性層１２には、適度に低高度であり十分な変形回復力を持たせることが重要であり、そのための弾性層１２としてはシリコーンゴム、特に形状安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの理由から、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いて形成することが好ましい。
【００１８】
付加反応架橋型液状シリコーンゴムは、例えば式１で表されるオルガノポリシロキサンおよび式２で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。
【００１９】
【化１】
2005316206.tif 000003
【００２０】
【化２】
2005316206.tif 000004
【００２１】
（式１および式２において、Ｘ、ＹおよびＺは正の整数を表す。）
オルガノポリシロキサンは付加反応架橋型液状シリコーンゴム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100万以下程度が好ましく、平均分子量はおよそ50万程度が好ましい。上記オルガノポリシロキサンのアルケニル基は、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り、その種類は特に限定されないが、活性水素との反応が高い等の理由から、ビニル基、アリル基が好ましく、ビニル基がより好ましい。
【００２２】
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個以上であり、硬化反応を最適に行わせるために、一分子中に3個以上のケイ素原子結合水素原子を有するものが好ましい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子量は特に特に制限がなく、例えば、分子量が1000から10000までのものが含有される。硬化反応を適切に行わせるためには、比較的低分子量のポリマー、すなわち、分子量が1000以上5000以下のポリマーが好ましい。
【００２３】
付加反応架橋型液状シリコーンゴムは、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、例えば、塩化白金酸六水和物を含むことができる。また、架橋触媒として、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も使用することができる。その具体例としては、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（ただし、L=PPh3もしくはPR'3、ここでPhはフェニル基、R'はアルキル基を示す）を挙げることができる。中でも、白金、パラジウム、ロジウム系遷移金属化合物触媒が好ましい。
【００２４】
上記の触媒の配合量は、白金系金属化合物触媒の場合、付加反応架橋型液状シリコーンゴム（各種配合物を含む）中、白金として1質量ｐｐｍ以上100質量ｐｐｍ以下が好ましいが、この範囲に限定されることなく、目標とする使用時間、硬化時間、製品形状により適宜決定される。
【００２５】
ゴム材は、導電剤を必須成分とし、非導電性充填剤、架橋剤等の各種添加剤が適宜配合される。
【００２６】
導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。このうち、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。
【００２７】
これらの導電剤をゴム材に分散する手段として、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等を適宜利用することができる。
【００２８】
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、炭酸カルシウム等が挙げられる。
【００２９】
また、架橋剤としては、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、Ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
【００３０】
弾性層１２の体積固有抵抗値は、１００Ｖの直流電圧印加時で１０3〜１０10Ω・ｃｍの範囲にあることが好ましい。例えば、導電剤としてカーボンブラックを用いる場合は、ゴム材に対して５〜１００質量部配合される。
【００３１】
また、弾性層の厚さは０．５〜６．０ｍｍの範囲にあればよく、１．０〜５．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。弾性層の厚さを、０．５ｍｍ以上とすると、容易に均一なニップを確保することが可能である。一方、厚さを６．０ｍｍ以下とすると、ゴム材の使用量を低減できコストを削減でき好ましい。
【００３２】
このような弾性層は公知の方法、例えば、付加反応架橋型液状シリコーンゴム等のゴム材を成形型に注入して加硫硬化する方法、押し出し成形後に加硫硬化する方法、射出成形後に加硫硬化する方法等で形成すればよい。なお、加硫硬化は公知の方法にしたがって行えばよく、加硫硬化条件は、用いるゴム材等に応じ、適宜定めればよい。
【００３３】
樹脂層１３の樹脂成分としては、特に限定されるものではないが、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から特にウレタン樹脂やポリアミド樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐磨耗性や弾性が得られる点から、ウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００３４】
ウレタン樹脂としては、例えばポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得たものなどが挙げられる。
【００３５】
この場合、ウレタン樹脂を得る際に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、イソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩと表すことがある）、粗製ＴＤＩ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと表すことがある）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネートおよびこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等を用いることができる。特に樹脂層１３を低硬度化する目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしてもよい。
【００３６】
また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物およびポリイソシアネートを含む、１液型や２液型のウレタン原料を用いて調製してもよいし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いても良い。
【００３７】
ポリアミド樹脂としては、ポリアミド６、６・６、６・１０、６・１２、１１、１２、１２・１２およびそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミドなどであり、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの３元共重合体や４元共重合体の分子量を調整したもの、またはポリアミド６やポリアミド１２をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。
【００３８】
ウレタン樹脂やポリアミド樹脂やウレア樹脂および他の変性樹脂の１種または２種以上を混合して用いることもでき、現像を行うシステムに応じて適宜選択して用いることにより、その現像システムに適したトナー帯電量を得ることができる。
【００３９】
樹脂層１３は、樹脂成分（樹脂層１３を形成する際に反応して樹脂成分を生成するモノマー等の原料を含む）と、導電剤、非導電性充填剤、架橋剤、触媒、分散促進剤等の各種添加剤を適宜配合して得られる塗工液を弾性層１２の外周面に塗布しこれを乾燥し、所望の場合にはこれを加熱し硬化させて形成することができる。
【００４０】
樹脂層１３を形成するための塗工液に配合することのできる弾性層に含有させることのできる導電剤、非導電性充填剤、架橋剤、触媒、分散促進剤等の各種添加剤としては、弾性層１２に含有させることのできる各種添加剤として挙げたものと同様のものを用いることができる。
【００４１】
導電剤としては、カーボンブラックが一般的で、その種類には、特に制限はなく、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分１００質量部に対して５〜８５質量部とするのが好ましく、より好ましくは１０〜７０質量部の範囲において、樹脂層１３に要求される導電性および硬度に応じて適宜設定される。
【００４２】
カーボンブラックの配合量を８５質量部以下とすると、現像ローラの導電性および硬度が適切なものとなり、さらに、樹脂層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を５質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。さらに、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定させることができる。
【００４３】
樹脂層１３を弾性層１２の外周面に付与する手段としては、上記塗工液を弾性層１２に塗布する方法が有効に採用される。この塗工液の樹脂成分濃度は特に制限はなく、必要とする層厚に応じ、適宜調整すればよいが、塗工液における各種添加剤の分散性や安定性から、樹脂成分濃度は１０質量％以上であることが好ましい。塗工液を調製するために用いる溶剤は、上記樹脂成分を溶解することができるものであればいずれのものでもよく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。
【００４４】
塗工液をシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層１３に塗布する場合、その表面が塗工液に対し濡れ性が充分でなければならない。すなわち、濡れ性が悪いと形成される樹脂層１３と弾性層１２の界面接着力が弱く、樹脂層１３が剥がれてしまい、事実上使い物にならない。したがって、弾性層１３の濡れ性を改善する目的で、表面処理が行われる。特に溶剤にアルコールやケトンを使用する場合、弾性層１３を親水性にし、その接着力を増加させることが好ましい。シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層１３の表面を親水性にする方法は種々あるが、本発明においてはエキシマ光（中心波長が１７２ｎｍ、半値幅２０ｎｍ以下）を弾性層に照射する方法を用いる。エキシマ光を発光するエキシマランプは、低コスト、メンテナンス性、長寿命、少エネルギー、小型装置等の利点を持っているからである。エキシマ光を照射することによって、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体層の表面の分子結合を切断し、側鎖にカルボキシル基や水酸基等の親水基を結合させることによって、表面を親水化することができる。
【００４５】
図４にエキシマ光照射装置の概略構成図を示す。エキシマランプを収納する容器内はエキシマ光が吸収されにくい窒素で置換され、エキシマ光は合成石英窓４９より放射される。また、エキシマランプは冷却水により冷却される。エキシマ光は、芯金の外周面に弾性層を形成して調製したローラ（前駆体ローラと表すことがある）を回転させながら照射するのが好ましい。回転させながら照射することで、一様に均一にエキシマ光照射処理できるからである。回転速度は、弾性層が均一にエキシマ光照射処理される速度であれば、特に限定されないが、通常１０〜５０ｒｐｍとするのが好ましい。また、前駆体ローラの軸方向をエキシマランプの長手方向と並列に配置することが好ましく、これにより、均一にエキシマ光照射処理することができる。エキシマランプと前駆体ローラ表面の間隔（照射距離と表すことがある）は、１〜５ｍｍとするのが好ましく、２〜３ｍｍとするのがより好ましい。照射距離を１ｍｍ以上とすると装置的に制御するのが容易となり、５ｍｍ以下とするとエキシマ光の大気中での減衰を抑えることができ、これによりエキシマ光照射処理時間を短縮することができる。
【００４６】
本発明における、エキシマ光（中心波長１７２ｎｍ、半値幅２０ｎｍ以下）による照射処理は、５０〜３００ｍＪ/ｃｍ2の積算光量の範囲で行われる。積算光量は、照射光強度と照射時間の積であり、照射光強度を測定し、適宜照射時間を設定することで、決定する。照射光強度および照射時間は、積算光量を上記の範囲とするものであれば、特に限定されないが、通常、照射時間を2〜180秒とするのが好ましく、10〜60秒とするのがより好ましい。また、照射光強度は、通常2〜6ｍW/cm2とするのが好ましく、3〜5ｍW/cm2とするのがより好ましい。
【００４７】
積算光量を５０ｍＪ/ｃｍ2以上とすると、弾性層の表面が充分に親水化され塗工液に対する濡れ性が改善され、弾性層と樹脂層との密着力が大きくなり物流時の振動や落下衝撃により現像ローラの樹脂層が剥がれる問題を解決することができる。また積算光量を、３００ｍＪ/ｃｍ2以下とすることにより、弾性層の表面に発生するラジカルによるシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体の高分子化、高架橋化に起因する弾性層の高抵抗化を抑えることができる。これにより、現像ローラの軸方向に局所的なトナーフィルミングを生じるのを抑え、結果的に、スジ画像が発生するのを防止することができる。
【００４８】
エキシマ光（中心波長１７２ｎｍ、半値幅２０ｎｍ以下）による照射処理を施した前駆体ローラの弾性層の外周面には、次に、樹脂層を形成するための塗工液を塗布する。本発明においては、エキシマ光による照射処理を終了し、弾性層の外周面の樹脂層を形成する全面に塗工液を塗布するまでの時間（移行時間と表すことがある）を1×10-3〜1×102時間とする。移行時間を、1×10-3時間以下とすると、親水化の効果が大きすぎて、表面にムラのある樹脂層が形成され、このためムラのある画像が発生する。また、移行時間を1×102時間以上とするとエキシマ光照射処理によって親水化した弾性層表面のラジカルが大気中の水分により失活し、弾性層と樹脂層との接着力が小さくなり、樹脂層が剥がれるといった問題が発生しやすくなる。
【００４９】
すなわち、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層の外周面の樹脂層を形成すべき面に塗工液の塗布を終了した時から1×10-3〜1×102時間前にエキシマ光による光照射処理を終了することで、樹脂層が弾性層に充分に接着し、また現像ローラの表面に付着したトナーの電荷量の絶対値に等しく、かつ極性が反対の電荷が芯金から容易に移動でき、物流時の振動や落下衝撃時でも、樹脂層の剥がれ、現像ブレードとの間で生じるトナーフィルミングの発生を防止でき、良好な画像を得ることができる。
【００５０】
塗工液を弾性層の外周面に塗布する手法としては、上記塗工液を調製した後、ディッピング法、スプレー法、ロールコーター法などにより行うことができる。例えば、ディッピングによる方法においては、前記前駆体ローラをエキシマ光照射処理した後、上記塗工液に、通常、室温下で５秒〜３分、好ましくは１０秒〜３０秒浸漬し、これを引き上げ乾燥することにより樹脂層を形成することができる。なお、スプレー法を採用する場合、塗工液の樹脂成分濃度をディッピング法よりも高く設定することができ、例えば、３０質量％以上の濃度に調整したものを使用することも可能である。いずれにおいても、所望の層厚が得られるよう最適な樹脂濃度・塗布法・塗布条件を設定すれば良い。なお、樹脂層１３の層厚は特に制限されず、適宜選定し得るが、好ましくは０．１〜１００μｍ、より好ましくは１〜３０μｍとすることができる。樹脂層の層厚を０．１μｍ以上とすると、十分な耐磨耗性が得られ、また、１００μｍ以下とすると、変形性に対する影響が小さく、均一な導電性が得られる。
【００５１】
本発明においては、上記のように、シリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層に、エキシマ光照射処理を行い、その外周面に、特に樹脂層の樹脂材料としてウレタン樹脂を使用した樹脂層を設けることにより大きな効果が得られる。
【００５２】
次に本発明のプロセスカートリッジの一例について、図を用いて説明する。図３は、本発明のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００５３】
本発明のプロセスカートリッジは、潜像を担持する潜像担持体としての感光ドラムに対向して当接または圧接した状態で現像剤を担持する現像ローラを備え、この現像ローラが感光ドラムに現像剤としてのトナーを付与することにより潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジであり、潜像担持体としての感光ドラム２１、帯電装置２２、現像ローラ２５、現像ブレード２７、現像容器３４、クリーニングブレード３０を備えており、現像ローラ２５として本発明の現像ローラを用いたものである。本発明のプロセスカートリッジは、感光ドラム２１が矢印Ａ方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電装置２２によって一様に帯電され、感光ドラム２１に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光２３により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム２１に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱可能な本発明のプロセスカートリッジに保持される現像装置２４によって現像剤たるトナー２８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。
【００５４】
現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム２１上のトナー像は、転写ローラ２９によって記録媒体である紙３３に転写される。トナー像を転写された紙３３は、定着装置３２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。
【００５５】
一方、転写されずに感光ドラム２１上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード３０により掻き取られ廃トナー容器３１に収納され、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。
【００５６】
現像装置２４は、一成分現像剤として非磁性トナー２８を収容した現像容器３４と、現像容器３４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体としての本発明の現像ローラ２５とを備え、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００５７】
尚、現像ローラ２５は感光ドラム２１と当接幅をもって接触している。現像装置２４においては、供給ローラ２６が、現像容器３４内で、現像ブレード２７の現像ローラ２５表面との当接部に対し現像ローラ２５回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。
【００５８】
供給ローラ２６の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２５へのトナー２８供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施形態においては、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径１４ｍｍの供給ローラ２６を備えている。
【００５９】
この供給ローラ２６の現像ローラ２５に対する当接幅としては、１〜８ｍｍが有効であり、また、現像ローラ２５に対してその当接部において相対速度をもたせることが好ましく、本実施形態においては、当接幅を２ｍｍに設定し、駆動手段（図示せず）により所定タイミングで回転駆動させている。
【実施例】
【００６０】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００６１】
実施例１（現像ローラの製造）
芯金１１としてφ８のＳＵＳ製の芯金にニッケルメッキを施し、さらに接着剤を塗布し焼付けしたものを用いた。芯金１１を金型に配置し、液状シリコーンゴム材料（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名：DY35-118A/B）を金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を150℃で4時間加熱してシリコーンゴム材料を加硫硬化し、冷却して脱型し、芯金１１の外周面にシリコーンゴムを主成分とする導電性弾性体からなる弾性層を形成したローラ（前駆体ローラ）を得た。弾性層の層厚は４．０ｍｍであった。
【００６２】
上記前駆体ローラをエキシマ光改質装置（ハリソン東芝ライテック社製）を用いて、３０ｒｐｍで回転させながら、室温下、大気中、照射光強度4.2ｍW/cm2、照射時間12秒の条件の下で積算光量が５０ｍＪ／ｃｍ2になるようにエキシマ光を照射した。エキシマ光の中心波長は１７２ｎｍであり、半値幅は10ｎｍであった。エキシマ光の積算光量の測定には、紫外線積算光量計（本体型式ＵＩＴ-１５０、センサー部型式ＶＵＶ-Ｓ１７２、両者ともウシオ電機株式会社製）を使用した。この紫外線積算光量計は感度波長が１５０〜４００ｎｍである。
【００６３】
ウレタン塗料（ニッポランＮ５０３３；商品名、日本ポリウレタン社製）を固形分濃度１０％となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電剤としてカーボンブラック（＃７３６０ＳＢ；商品名、東海カーボン製、平均粒子径２８ｎｍ）を固形分に対し５０質量部、非導電性充填剤としてウレタン粒子（アートパールＣ４００；商品名、根上工業社製）を固形分に対し６質量部添加した後、十分に分散したものに硬化剤（コロネートＬ；商品名、日本ポリウレタン社製）をウレタン塗料に対し１０質量部添加し、さらに攪拌し塗料を調整した。
【００６４】
この塗工液中に、移行時間1×10-3時間で、上記エキシマ光照射処理した前駆体ローラを浸漬して塗布し、これを引き上げて乾燥し、１００℃にて４時間加熱して樹脂層１３を弾性層１２の外周面に形成し、現像ローラＥ１を得た。樹脂層１３の層厚は１５μｍであった。
【００６５】
実施例２（現像ローラの製造）
移行時間を1×102時間とした以外は実施例１と同様にして現像ローラＥ２を得た。
【００６６】
実施例３（現像ローラの製造）
積算光量を３００ｍＪ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にして現像ローラＥ３を得た。
【００６７】
実施例４（現像ローラの製造）
積算光量を３００ｍＪ／ｃｍ2とした以外は実施例２と同様にして現像ローラＥ４を得た。
【００６８】
比較例１（現像ローラの製造）
エキシマ光照射処理を行わなかった以外は実施例１と同様にして現像ローラＣ１を得た。
【００６９】
比較例２（現像ローラの製造）
積算光量を４０ｍＪ／ｃｍ2した以外は実施例１と同様にして現像ローラＣ２を得た。
【００７０】
比較例３（現像ローラの製造）
移行時間を0.5×10-3時間とした以外は実施例１と同様にして現像ローラＣ３を得た。
【００７１】
比較例４（現像ローラの製造）
移行時間を1.2×102時間とした以外は実施例１と同様にして現像ローラＣ４を得た。
【００７２】
比較例５（現像ローラの製造）
積算光量を３００ｍＪ／ｃｍ2とし、移行時間を0.5×10-3時間とした以外は実施例１と同様にして現像ローラＣ５を得た。
【００７３】
比較例６（現像ローラの製造）
積算光量を３００ｍＪ／ｃｍ2とし、移行時間を1.2×102時間とした以外は実施例１と同様にして現像ローラＣ６を得た。
【００７４】
比較例７（現像ローラの製造）
積算光量を３１０ｍＪ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にして現像ローラＣ７を得た。
【００７５】
比較例８（現像ローラの製造）
積算光量を３１０ｍＪ／ｃｍ2とした以外は実施例２と同様にして現像ローラＣ８を得た。
【００７６】
実施例５〜８および比較例９〜１６（プロセスカートリッジ）
プロセスカートリッジ（EP-85トナーカートリッジ；商品名、キヤノン社製）に組み込まれていた現像ローラを取り外し、上記実施例および比較例の現像ローラを組み込み、以下の評価を行った。得られた結果を表１に示す。
【００７７】
「現像ローラの評価方法」
実施例５〜８および比較例９〜１６のプロセスカートリッジを、振動試験機（FM-2051；商品名、エミック社製）を用いて加速度９．８ｍ/ｓ2の正弦波の下で振動数を１０〜１００Ｈｚの範囲で５分周期で連続的に変化させながら、振幅２ｍｍで横方向、縦方向、垂直方向についてそれぞれ１時間づつ振動した後に、所定の高さ（落下高さは９０ｃｍ）からコンクリート面に落下させる。その後、２３℃で湿度６０％ＲＨの環境下で２４時間放置し、これを電子写真方式の画像形成装置（LASER  SHOT  LBP-2510；商品名、キヤノン社製）にセットして、ベタ画像およびハーフトーン画像の画出しを行い、得られた画像を目視で観察し落下衝撃に起因する現像ブレードとの間で生じるトナーフィリミングにより発生するスジ画像の有無を評価した。また、これと同時にプロセスカートリッジから組み込んだ現像ローラを取り出し、目視観察により樹脂層の剥がれの有無を評価した。
【００７８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明により、良好な画像を形成することのできる現像ローラおよびこれを具備したプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施形態の現像ローラの構成を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示す現像ローラの構成を説明するための断面図である。
【図３】本発明の一実施形態のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図４】本発明におけるエキシマ光照射装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  現像ローラ
１１  軸芯体（芯金）
１２  弾性層
１３  樹脂層
２１  像担持体（感光ドラム）
２２  帯電装置
２３  レーザー光
２４  現像装置
２５  現像ローラ
２６  供給ローラ
２７  現像ブレード
２８  現像剤（トナー）
２９  転写ローラ
３０  クリーニングブレード
３１  廃トナー容器
３２  定着装置
３３  紙
３４  現像容器
４１  冷却ブロック
４２  冷却水入口
４３  冷却水出口
４４  窒素入口
４５  窒素出口
４６  電源
４７  山形ミラー
４８  エキシマランプ
４９  合成石英窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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