(57)【要約】【課題】  軽量であり、かつ、白画像かぶりの発生がなく連続印刷時や部分的なべた画像印字においても経時的な画像変化や画像むらを生じることなく、高品位な画像を確実かつ安定的に得ることができる現像ローラとこの現像ローラを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像ローラ１は、金属製パイプよりなるシャフト部材２と、その半径方向外側に配置された一層以上の樹脂層４を有し、外周面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、電荷付与後０．１秒から０．２秒後までの表面電位減衰速度の絶対値が０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上である。【選択図】図３
2005352084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側に一層以上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持体に供給する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとするとともに、外周面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、電荷付与後０．１秒から０．２秒後までの表面電位減衰速度の絶対値を、０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上としてなる現像ローラ。
【請求項２】
少なくとも一層の樹脂層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる請求項１〜３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項３】
導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる樹脂層は、無溶剤の塗工液を塗布し、紫外線もしくは電子線を照射することにより形成されてなる請求項１もしくは２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記シャフト部材と最内側の樹脂層との間に、弾性層を配設してなる請求項１〜３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の現像ローラを設け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、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に用いられる現像ローラと、この現像ローラを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、潜像を保持した感光ドラム等の潜像保持体に非磁性現像剤（トナー）を供給し、潜像保持体の潜像にトナーを付着させて潜像を可視化することが行われており、その現像方法の一般的なものの一つとして、潜像保持体との間に微小なギャップを設けて配置された現像ローラの外周上に帯電したトナーを担持させ、潜像保持体と現像ローラとの間に電圧をかけた状態で現像ローラを回転させることにより、トナーを潜像保持体に飛翔させる非磁性ジャンピング現像法がある。
【０００３】
非磁性ジャンピング現像法を、図１を参照してさらに説明する。トナーを供給するためのトナー供給用ローラ９４と静電潜像を保持した感光ドラム（潜像保持体）９５との間に、感光ドラム９５に対して微小なギャップ９２を空けて、現像ローラ９１が配設され、これら現像ローラ９１、感光ドラム９５及びトナー供給用ローラ９４がそれぞれ図中矢印方向に回転するとともに、感光ドラム９５と現像ローラ９１との間に、所定の電圧を印加することにより、トナー９６がトナー供給用ローラ９４により現像ローラ９１の表面に供給され、トナー９６が成層ブレード９７によって均一な薄層に整えられ、薄層に形成されたトナー９６が、ギャップ９２を越えて感光ドラム９５に飛翔して潜像に付着し、この潜像が可視化されるようになっている。
【０００４】
なお、図中９８は転写部であり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するようになっている。また９９はクリーニング部であり、そのクリーニングブレード９９ａにより転写後に感光ドラム９５表面に残留するトナー６を除去するよう構成されている。
【０００５】
図２は、非磁性ジャンピング現像法に用いられる、従来の現像ローラ９１を示す断面図であり、現像ローラ９１は、一般的に、金属等の良導電性材料からなる中実円柱状もしくは中空円筒状のシャフト部材８２の外周に、トナーに対する帯電性や付着性、あるいは現像ローラと成層ブレードとの間の摩擦力等を最適化するための樹脂層８４を設けて構成される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
そして、シャフト部材８２は、強度的に許容される限り軽量にするのが好ましくそのため中空円筒状をなすのが好ましく、その場合、金属製パイプ８５と、金属製パイプ８５の両端に取付けられたそれぞれの軸付きキャップ８６とを具え、これらの軸付きキャップ８６には、シャフト部材８２の長さ方向両端部を構成する軸部８６ａが設けられ、画像形成装置のローラ支持部に軸支される。
【特許文献１】特開２００２−１４５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、現像ローラを用いた画像形成により高画質画像を得るためには、現像ローラ上に保持された現像剤が潜像保持体にいたる際に常に一定の電荷を保ち、また均一な帯電状態となっていることが求められるが、連続印刷時などの際に現像ローラ上に担持されたトナーの帯電量が不安定になる場合があり、例えば未現像部分における現像ローラ上のトナーは連続的に摩擦帯電が起こり、帯電量が所定値を超えてしまう場合がある。また、部分的に黒べた画像を印字した場合などにはその部分に新たに保持される現像剤の帯電量が周囲と異なる場合があり、これにより生じる現像剤帯電分布の不均一性などによって不均一画像不良が発生する場合があり、特に、プリンタ等の画像形成装置に高画質が要求される場合やカラー画像に対応しようとする場合には、このような問題を防止することは極めて重要となっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされてものであり、白画像かぶりの発生がなく連続印刷時や部分的なべた画像印字においても経時的な画像変化や画像むらを生じることなく、高品位な画像を確実かつ安定的に得ることができる現像ローラとこの現像ローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
＜１＞本発明は、長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側に一層以上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持体に供給する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとするとともに、外周面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、電荷付与後０．１秒から０．２秒後までの表面電位減衰速度の絶対値を、０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上としてなる現像ローラである。
【００１０】
＜２＞本発明は、＜１＞において、少なくとも一層の樹脂層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる現像ローラである。
本明細書において、電子線硬化型樹脂とは、架橋剤、重合開始剤、開裂補助剤を含有せず、これらの助剤を用いなくとも、電子線照射によるエネルギーによって自己架橋を進行させる特性を有する樹脂をいうものとする。だだし、実際の製造においてこれらを架橋剤等を配合して層を形成することは差し支えなく、電子線硬化型樹脂は、これらを架橋剤等との配合を拒むものではない。
【００１１】
＜３＞本発明は、＜１＞もしくは＜２＞において、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる樹脂層は、無溶剤の塗工液を塗布し、紫外線もしくは電子線を照射することにより形成されてなる現像ローラである。
【００１２】
＜４＞本発明は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記シャフト部材と最内側の樹脂層との間に、弾性層を配設してなる現像ローラである。
【００１３】
＜５＞本発明は、＜１＞〜＜４＞のいずれかの現像ローラを設けてなる画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
＜１＞の発明によれば、外周面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、電荷付与後０．１秒から０．２秒後までの表面電位減衰速度の絶対値を０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上としたので、濃度むらや白画像のかぶりの発生を可及的に防止することができ、しかも連続印刷、又は部分的画像印字時においても良好な画質を確実に保持することができ、カラー画像にも良好に対応することができる高品位な画像を確実かつ安定的に得ることができる。
【００１５】
＜２＞の発明によれば、少なくとも一層の樹脂層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなるものとしたので、紫外線照射もしくは電子線照射の代わりに熱もしくは熱風で乾燥して硬化させて形成するのに対比して、乾燥のための大掛かりな設備とスペースとを節減することができ、しかも、乾燥プロセスの制御が難しいことに起因する成膜のばらつきを抑制し、樹脂層を高精度に形成することができる。
【００１６】
＜３＞の発明によれば、少なくとも一層の樹脂層は、無溶剤の塗工液を塗布し、紫外線もしくは電子線を照射することにより形成したので、上記と同様の効果をもたらすことができる。
【００１７】
＜４＞の発明によれば、前記シャフト部材と半径方向最内側の樹脂層との間に、弾性層を配設したので、樹脂層が潜像保持体や成層ブレードに押し当てられる際の、樹脂層にかかる応力を緩和することができ、樹脂層の耐久性を向上させるとともに、トナーに対する応力も緩和することができ、このことにより、長期にわたって安定した画像の形成に資することができる。
【００１８】
＜５＞の発明によれば、＜１＞〜＜４＞のいずれかの現像ローラを設けて構成されるので、濃度むらや白画像のかぶりの発生を可及的に防止することができ、しかも、連続印刷、又は部分的画像印字時においても良好な画質を確実に保持することができ、カラー画像にも良好に対応することができる高品位な画像を確実かつ安定的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。図３（ａ）は、本実施形態の現像ローラを示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ矢視に対応する側面図である。現像ローラ１は、シャフト部材２の外周上に半導電性の弾性層３を形成し、更にこの弾性層３上に半導電性の樹脂層４を形成してなるが、弾性層３は必須の構成ではない。シャフト部材２は、中空円筒状の金属製パイプ５と、金属製パイプ５の両端に取付けられたそれぞれの軸付きキャップ６とを具え、シャフト部材２の長さ方向両端部となる、軸付きキャップ６には、シャフト部材２の長さ方向両端部を構成する軸部６ａが設けられ、図示しない、画像形成装置のローラ支持部に軸支される。
【００２０】
シャフト部材２は、金属製であり、良好な導電性を有する。シャフト部材２に用いられる金属材料としては、特に限定するものではないが、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウムやこれらを含む合金等を用いることができる。
【００２１】
パイプの肉厚は、強度的に十分であるかぎり、軽量化の点で薄い方が好ましく、例えば、０．３〜２ｍｍとすることができる。また、金属製パイプ５と軸付きキャップ６とを組立てるには、例えば、図３（ｂ）に示すように、金属製パイプ５に設けた凸部５ａと、軸付きキャップ６に設けた凹部６ｂとを回り止めのため係合させたあと、金属製パイプ５と軸付きキャップ６とを接着剤、ピン止め等により固定すればよい。
【００２２】
ここで、樹脂層４は、一層もしくは複数の層よりなり、このうち少なくとも一層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなるのが好ましい。
【００２３】
樹脂層４は、トナーや画像形成装置の仕様に応じて、トナーに所要の帯電量を付与するともに所要のトナー搬送量を得ることができ、また、潜像保持体へのトナー供給量が所要のものととなるよう、電気抵抗や表面性状等の特性が設定される。
【００２４】
この樹脂層４を形成する紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられ、これらの１種又は２種以上を混合して用いることができる。更に、これらの樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂を用いることもできる。
【００２５】
紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂としては、特に限定されるものではないが、（メタ）アクリレートオリゴマーを含む（メタ）アクリレート系樹脂組成物が好適である。
【００２６】
かかる（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマー、エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマー、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマー等、また、フッ素系、シリコーン系のアクリルオリゴマーなどを挙げることができる。
【００２７】
上記（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
【００２８】
ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
【００２９】
エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましい。
【００３０】
更に、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール）と（メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
【００３１】
樹脂層４を成膜するための樹脂組成物には、必要に応じて粘度調整のために重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合する。このような反応性希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に（メタ）アクリル酸がエステル化反応及びアミド化反応で結合した構造の、例えば、単官能、２官能または多官能の重合性化合物等を使用することができる。これらの希釈剤は、（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり、通常１０〜２００重量部用いることが好ましい。
【００３２】
樹脂層４の樹脂に配合される導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が用いられる。
【００３３】
電子導電剤を例示すれば、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。
【００３４】
これらの電子導電剤の配合量は、樹脂１００重量部に対し１００重量部以下、例えば、１〜１００重量部、特に１〜８０重量部、とりわけ１０〜５０重量部であることが好適である。
【００３５】
ただし、カーボン系導電剤を紫外線硬化型樹脂に含有する場合は、樹脂１００重量部に対し２０重量部以下、特に10重量部以下、とりわけ５重量部以下であることが、好適となり、２０重量部を越えた場合には、カーボン系導電剤は紫外線を吸収しやすいため、導電剤の量が多いほど紫外線が層の奥まで到達にくくなり、そのため紫外線硬化反応の進行が十分進まなくなってしまう虞がある。
【００３６】
また、イオン導電剤を例示すれば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。これらイオン導電剤の配合量は、通常樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部、特に０．０５〜５重量部の範囲で好適に用いられる。
【００３７】
なお、上記導電剤は、１種を単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよく、この場合電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせることも可能である。
【００３８】
なお、導電剤が酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム及びニッケル、銅などの金属及び金属酸化物のような透明導電剤であると、紫外線が透過しやすく、紫外線硬化型樹脂の重合を妨げないという効果が得られる。この透明導電剤配合量は、樹脂１００重量部に対し１００重量部以下、特に１〜８０重量部、とりわけ１０〜５０重量部であることが好適である。
【００３９】
樹脂層４を構成する樹脂が紫外線硬化型樹脂の場合、重合開始剤を含有することが好ましい。紫外線重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エステル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノンおよび３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、４，４−ジメトキシベンゾフェノン、４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス（４−ジアルキルアミノフェニル）ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（モルホリノフェニル）−ブタノン−１等が挙げられるこれらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４０】
なお、かかる紫外線重合開始剤の配合量は、（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり０．１〜１０重量部が好ましい。
【００４１】
本発明においては、上記必須成分以外に、必要に応じて、上記の光重合開始剤による光重合反応を促進するためにトリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第３級アミン、トリフェニルホスフィン等のアルキルホスフィン系光重合促進剤、ｐ−チオジグリコール等のチオエーテル系光重合促進剤などを添加してもよい。これらの化合物の添加量は、通常（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり０．０１〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００４２】
また、少なくとも最外側に位置する樹脂層に関しては、これを構成する樹脂に、フッ素および珪素の一方もしくは両方を含有させるのが好ましく、このことにより、最外層の樹脂層の表面エネルギーを低減することができ、その結果、現像ローラの摩擦抵抗を低下させるとともに、トナーの離型性も向上し、長期間の使用における摩耗を低減し耐久性を向上させることができる。
【００４３】
フッ素を含む紫外線硬化型樹脂を形成する原料としては、重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物を含有することが好ましく、この重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物のみからなってもよく、重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物と他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物とをブレンドした組成物よりなるものであってもよい。
【００４４】
重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物としては、フルオロオレフィン類、フルオロ（メタ）アクリレート類が好適である。
【００４５】
フルオロオレフィン類としては、１ないしすべての水素原子がフッ素と置換された炭素数２〜１２のものが好適であり、具体的には、ヘキサフルオロプロペン［ＣＦ３ＣＦ＝ＣＦ２，フッ素含有率７６重量％］、（パーフルオロブチル）エチレン［Ｆ（ＣＦ２）４ＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率６９重量％］、（パーフルオロヘキシル）エチレン［Ｆ（ＣＦ２）６ＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率７１重量％］、（パーフルオロオクチル）エチレン［Ｆ（ＣＦ２）８ＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率７２重量％］、（パーフルオロデシル）エチレン［Ｆ（ＣＦ２）１０ＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率７３重量％］、クロロトリフルオロエチレン［ＣＦ２＝ＣＦＣｌ，フッ素含有率４９重量％］、１−メトキシ−（パーフルオロ−２−メチル−１−プロペン［（ＣＦ３）２Ｃ＝ＣＦＯＣＨ３，フッ素含有率６３重量％］、１，４−ジビニルオクタフルオロブタン［（ＣＦ２）４（ＣＨ＝ＣＨ２）２，フッ素含有率６０重量％］、１，６−ジビニルドデカフルオロヘキサン［（ＣＦ２）６（ＣＨ＝ＣＨ２）２，フッ素含有率６４重量％］、１，８−ジビニルヘキサデカフルオロオクタン［（ＣＦ２）８（ＣＨ＝ＣＨ２）２，フッ素含有率６７重量％］が例示される。
【００４６】
フルオロ（メタ）アクリレート類としては、１ないしすべての水素原子がフッ素と置換された炭素数５〜１６のフルオロアルキル（メタ）アクリレートが好適であり、具体的には、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート（ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２、フッ素含有率３４重量％）、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルアクリレート（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２、フッ素含有率４４重量％）、Ｆ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２（フッ素含有率５１重量％）、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート［ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率３７重量％］、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルアクリレート［ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率４７重量％］、２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレート［Ｆ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５４重量％］、３−（パーフルオロブチル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート［Ｆ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率４９重量％］、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレート［Ｆ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５９重量％］、３−（パーフルオロヘキシル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート［Ｆ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５５重量％］、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレート［Ｆ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率６２重量％］、３−（パーフルオロオクチル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート［Ｆ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５９重量％］、２−（パーフルオロデシル）エチルアクリレート［Ｆ（ＣＦ２）１０ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率６５重量％］、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）エチルアクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５７重量％］、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５２重量％］、２−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）エチルアクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率６１重量％］、３−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５７重量％］、２−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）エチルアクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率６４重量］、３−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）−２−ヒドロキシプロピルアクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率６０重量％］、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピルアクリレート［Ｈ（ＣＦ２）２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率４１重量％］、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチルアクリレート［Ｈ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５３重量％］、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルアクリレート［Ｈ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５９重量％］、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルアクリレート［Ｈ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率６３重量％］、１Ｈ−１−（トリフルオロメチル）トリフルオロエチルアクリレート［（ＣＦ３）２ＣＨＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率５１重量％］、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチルアクリレート［ＣＦ３ＣＨＦＣＦ２ＣＨ２ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ２，フッ素含有率４８重量％］、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート［ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率３４重量％］、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート［ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率４４重量％］、２−（パーフルオロブチル）エチルメタクリレート［Ｆ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５１重量％］、３−（パーフルオロブチル）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート［Ｆ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率４７重量％］、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレート［Ｆ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５７重量％］、３−（パーフルオロヘキシル）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート［Ｆ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５３重量％］、２−（パーフルオロオクチル）エチルメタクリレート［Ｆ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率６１重量％］、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート［Ｆ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５７重量％］、２−（パーフルオロデシル）エチルメタクリレート［Ｆ（ＣＦ２）１０ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率６３重量％］、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）エチルメタクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）２ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５５重量％］、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）２ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５１重量％］、２−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）エチルメタクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５９重量％］、３−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５６重量％］、２−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）エチルメタクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率６２重量％］、３−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）−２−ヒドロキシプロピルメタクリレート［（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５９重量％］、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピルメタクリレート［Ｈ（ＣＦ２）２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５１重量％］、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチルメタクリレート［Ｈ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５１重量％］、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルメタクリレート［Ｈ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率５７重量％］、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート［Ｈ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率６１重量％］、１Ｈ−１−（トリフルオロメチル）トリフルオロエチルメタクリレート［（ＣＦ３）２ＣＨＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率４８重量％］、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチルメタクリレート［ＣＦ３ＣＨＦＣＦ２ＣＨ２ＯＣＯＣ（ＣＨ３）＝ＣＨ２，フッ素含有率４６重量％］などが例示される。
【００４７】
上記の重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物は、モノマー、オリゴマーあるいはモノマーとオリゴマーの混合物であることが好ましい。オリゴマーとしては２〜２０量体が好ましい。
【００４８】
この重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物とブレンドされてもよい他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、（メタ）アクリレートモノマー又はオリゴマー、あるいはモノマーとオリゴマーの混合物が好適である。
【００４９】
この（メタ）アクリレートモノマー又はオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）アクリレート、エポキシ系（メタ）アクリレート、エーテル系（メタ）アクリレート、エステル系（メタ）アクリレート、ポリカーボネート系（メタ）アクリレート等のモノマー又はオリゴマー、また、シリコーン系の（メタ）アクリルのモノマー又はオリゴマーなどを挙げることができる。
【００５０】
上記（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
【００５１】
ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
【００５２】
エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましい。
【００５３】
更に、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール）と（メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
【００５４】
また、珪素を含む紫外線硬化型樹脂を形成する原料としては、重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物を含有することが好ましく、この重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物のみからなってもよく、重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物と他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物とをブレンドした組成物よりなるものであってもよい。
【００５５】
重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物としては、両末端反応性シリコーンオイル類、片末端反応性シリコーンオイル類、（メタ）アクリロキシアルキルシラン類が好適である。反応性シリコーンオイル類としては、末端に（メタ）アクリル基を導入したものが好ましい。
【００５６】
本発明に好適な珪素含有化合物の具体例を以下に示す。
【００５７】
【表１】
2005352084.tif 000003
【００５８】
【表２】
2005352084.tif 000004
【００５９】
【表３】
2005352084.tif 000005
【００６０】
【表４】
2005352084.tif 000006
【００６１】
【表５】
2005352084.tif 000007
【００６２】
これらの珪素含有化合物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよく、他の珪素を含有しない炭素間二重結合を有する化合物を用いてもよい。
【００６３】
また、これらの重合可能な炭素間二重結合を有する珪素含有化合物及び他の珪素を含有しない炭素間二重結合を有する化合物は、モノマー、オリゴマー或いはモノマーとオリゴマーの混合物として好ましく用いられる。
【００６４】
この重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物とブレンドされてもよい他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、（メタ）アクリレートモノマー又はオリゴマー、あるいはモノマーとオリゴマーの混合物が好適である。オリゴマーとしては、２〜２０量体が好ましい。
【００６５】
この（メタ）アクリレートモノマー又はオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）アクリレート、エポキシ系（メタ）アクリレート、エーテル系（メタ）アクリレート、エステル系（メタ）アクリレート、ポリカーボネート系（メタ）アクリレート等、また、フッ素系の（メタ）アクリルのモノマー又はオリゴマーなどを挙げることができる。
【００６６】
上記（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
【００６７】
ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
【００６８】
エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましい。
【００６９】
更に、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール）と（メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
【００７０】
なお、樹脂層４を構成する紫外線硬化型樹脂には、その他必要に応じて種々の添加剤を適量添加することができる。
【００７１】
さらに、樹脂層４には微粒子を分散させることが好ましく、このことにより、樹脂層４の表面に微小な凹凸を形成して、外周面に担持したトナーの潜像保持体への搬送力を確実ものにすることができる。
【００７２】
上記微粒子としては、ゴム又は合成樹脂の微粒子やカーボン微粒子が好適であり、具体的にはシリコーンゴム、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル/スチレン共重合体、フッ素樹脂、ウレタンエラストマー、ウレタンアクリレート、メラミン樹脂、フェノール樹脂の１種又は２種以上が好適である。
【００７３】
微粒子の添加量は、樹脂１００重量部に対し０．１〜１００重量部特に５〜８０重量部が好適である。
【００７４】
この微粒子の平均粒径ａは１〜５０μｍ、特に３〜２０μｍが好適である。また、微粒子を分散させた樹脂よりなる層の厚さｂは、１〜５０μｍであることが好ましく、微粒子の平均粒径ａ（μｍ）とこの厚さｂ（μｍ）との比ａ／ｂは１．０〜５．０とするのが好ましく、ａ／ｂ比をこの範囲とすることにより、樹脂層４の表面に適正な微小凹凸を形成することができる。
【００７５】
紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる樹脂層４を層形成する方法としては、上記樹脂成分及び導電剤、その他の添加剤を含有する組成物よりなる塗工液を表面に塗布し、紫外線もしくは電子線を照射する方法が好適に採用される。この塗工液は溶剤を含まないものであることが好ましく、もしくは、常温でも揮発性の高い溶剤を溶媒として用いることとしてもよい。
【００７６】
この塗工液を塗布する方法として、樹脂液中に樹脂層のない現像ローラをディップ液に浸漬するディップ法やスプレーコート法、ロールコート法などの中から、状況に応じて適宜選択して用いることができる。
【００７７】
この樹脂層４の厚さは、特に制限されるものではないが、通常１〜５００μｍ、特に３〜２００μｍ、とりわけ５〜１００μｍ程度とすることが好ましい。厚さが１μｍ未満であると、長期使用時の摩擦により十分に表面層の帯電性能を確保することができなくなる場合があり、一方５００μｍを超えると、現像ローラ表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光体等の潜像保持体や成層ブレードへのトナーの固着が発生して画像不良となる場合がある。
【００７８】
次に弾性層３について説明する。弾性層３は必須の構成ではないが、樹脂層４が潜像保持体や成層ブレードに押し当てられる際の、樹脂層４にかかる応力を緩和することができ、樹脂層の耐久性を向上させる等の目的のため半導電性の弾性層３を設けることが好ましく、弾性層３としては、エラストマー単体又はそれを発泡させたフォーム体に導電剤を添加して導電性を付与した弾性体が用いられる。ここで使用し得るエラストマーには、特に制限はなく、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、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、シリコーンゴム、ウレタンゴム、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等が例示され、これらを単独であるいは２種以上組み合わせて用いることができる。本発明においては、これらのうち、エチレン−プロピレンゴム、ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましく用いられる。また、これらと他のゴム材料との混合物もまた好ましく用いられる。特に、本発明においては、ウレタン結合を有する樹脂が好ましく用いられる。
【００７９】
また、これらエラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させ、あるいは、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させたフォーム体としても用いることができる。本発明では、シャフト部材２と弾性層３との一体化を行うための成形工程において、いわゆるＲＩＭ成形法を用いてもよい。即ち、弾性層３の原料成分を構成する２種のモノマー成分を筒状型内に混合射出して、重合反応させて、シャフト部材２と弾性層３とを一体化する。これにより原料の注入から脱型までの所要時間６０秒程度で成形工程を行うことができるので、生産コストを大幅に削減することが可能となる。
【００８０】
弾性層３に添加される導電剤としては、樹脂層４を構成する樹脂に配合される導電剤と同じものを用いることができる。
【００８１】
本発明においては、半導電性の弾性層の体積抵抗率を１×１０3〜１×１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１×１０4〜１×１０8Ω・ｃｍとなるように調整する。抵抗値が１０３Ωｃｍ未満であると電荷が潜像保持体等にリークしたり、電圧により現像ローラ自身が破壊したりする場合があり、一方１０１０Ωｃｍを超えると、十分な現像バイアスを稼ぐことができず、地かぶりが発生しやすくなる。
【００８２】
現像ローラ１は、潜像保持体や成層ブレード等と当接して使用されることから、弾性層３は圧縮永久歪みが小さいことが好ましく、具体的には、２０％以下、更に１０％以下であることが好ましい。ゴム材料としてポリウレタンゴムを用いることは、圧縮永久歪みを小さく設計できることから好ましい。
【００８３】
半導電性の弾性層３には、必要に応じて上記エラストマーをゴム状物質とするために架橋剤、加硫剤を添加することができる。この場合、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合でも加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を用いることができる。更にまた、上記以外にもゴムの配合剤として一般に用いられているしゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等を添加することができる。
【００８４】
弾性層３の硬度は、特に制限されるものではないが、アスカーＣ硬度で８０度以下、特に３０〜７０度とすることが好ましい。この場合、硬度が８０度を超えると、現像ローラやトナーに加わる応力を緩和するという、弾性層本来の機能を発現しえなくなり、例えば、現像ローラと潜像保持体等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがある。更に、トナーに損傷を与え感光体や成層ブレードへのトナー固着などが発生して画像不良となりやすい。逆に、あまり低硬度にすると感光体や成層ブレードとの摩擦力が大きくなり、ジッターなどの画像不良が発生する虞がある。
【００８５】
弾性層３は、感光体や成層ブレードなどに当接して使用されるため、硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべく小さくすることが好ましく、具体的には２０％以下とすることが好ましい。
【００８６】
本発明においては、弾性層３の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均粗さで１〜２０μｍＲｚ、更に１．５〜１８μｍＲｚとすることが好ましい。平均粗さが２０μｍＲｚを超えると、現像ローラの被覆層を厚く形成する必要があるため現像ローラ表面が硬くなり、その結果、トナーにダメージを与えて潜像保持体や成層ブレードへのトナー固着等が発生し画像不良を引き起すことがある。
【００８７】
一方、平均粗さが１μｍＲｚより小さい場合は、被覆層を形成したときに現像ローラの表面の平均粗さが小さくなりすぎ、トナー担持量が少なくなることから画像濃度が低下する恐れがある。本発明においては、上記表面粗さは、表面粗さ計「サーフコム５９０Ａ」（東京精密社製）を用いて、軸方向に対して直交した向きに測定長さ２．４ｍｍ、測定速さ０．３ｍｍ／ｓｅｃ、カットオフ波長０．８ｍｍでローラの長さ方向及び円周方向で偏りがないように３００箇所以上測定して求めた値である。
【００８８】
本発明の現像ローラ１は、特に制限されるものではないが、１００Ｖ印加時の電気抵抗値を１０４〜１０１０Ω、特に１０５〜１０９Ωとすることが好ましい。この抵抗値が１０４Ω未満であると、階調性コントロールが著しく困難となる場合があり、また感光体等の感光ドラムに欠陥があった場合、バイアスリークが生じることもある。一方、この抵抗値が１０１０Ωを超えると、例えばトナーを感光体等の潜像保持体に現像する場合、現像バイアスが現像ローラ自体の高抵抗のために電圧降下を起こし、現像に十分な現像バイアスが確保できずに、十分な画像濃度が得られなくなる場合がある。なお、この抵抗値の測定は、例えば平板又は円筒状の対極に現像ローラを所定圧力で押し当て、シャフト部材と対極との間に１００Ｖの電圧を印加して、その時の電流値から求めることができる。
【００８９】
このように、現像ローラの抵抗値を適正かつ均一に制御することはトナーが移動するための電界強度を適正かつ均一に保つ点で重要であるが、更に、この抵抗値に加えて現像ローラ表面の電荷保持能力を制御し、また均一に保つこと、更に表面残留電位が一定速度で減衰することがトナー帯電量の適正化及び均一化には重要である。この場合、表面電荷保持能力は、通常一対の電極を現像ローラ表面に配置し、両極間に一定電圧を印加することにより表面抵抗を測定して検討されるが、この場合には電流は表面のみを流れるわけではなく現像ローラ内部をも流れてしまうため、正確な現像ローラ表面の評価を行うことはできない。
【００９０】
また、四端子法による精度の向上も提案されているが、特に積層型の現像ローラの場合、表面層はかなり薄層であり、この方法においても表面のみの特性付けをすることは困難である。従って、これら従来の測定法によって得られる特性値は、表面電荷保持能力を正確に表すことはできない。
【００９１】
そこで、本発明では、２２℃、５０％ＲＨの測定環境において、現像ローラ表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合の、電荷付与後０．１秒後から０．２秒後までの表面電位減衰速度の絶対値により表面電荷保持能力を評価し、その表面電位減衰速度の絶対値を０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上とする。
【００９２】
この場合、この表面電位減衰速度値が０．１［Ｖ／ｓｅｃ］未満であると、連続運転時に表面電荷が漸次蓄積して、現像ローラ上のトナー帯電量が所定値を超過してしまい、例えば現像プロセスによる画像形成時に実効現像バイアスが感光体白地部電位を超えてしまうことにより、白地印刷部への高電圧かぶりが発生してしまう。また、場合によってはトナー荷電により発生した電界が極大値を超えることによって感光体等の潜像保持体との間に放電が生じ、画像不良が発生することもある。なお、コロナ放電により帯電させる極性は、正負どちらでもよく、本発明ではコロナ帯電による表面電位減衰速度値が０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上であればよい。より好ましくは、この表面電位減衰速度値は０．１５〜１０［Ｖ／ｓｅｃ］である。
【００９３】
以下に、現像ローラ表面の電位の減衰について簡単に説明する。
【００９４】
通常、電荷減衰曲線は、時間ｔ［ｓｅｃ］対表面電位の対数ｌｏｇＶをプロットすると、直線関係が導かれ、この直線の傾きから緩和時間（時定数）を設定することが可能である。しかしながら、実際の現像ローラにおける減衰曲線は、図７に示したように、直線関係は得られない。これは、減衰時定数が残留表面電位の電圧依存性を示すことによるものと考えられる。ここで、例えば現像ローラの回転周速は、多くの場合およそ０．４ｓｅｃ／１回転程度であり、この極短時間での電荷減衰速度が重要な特性であると考えられ、また成層ブレード通過後からトナー塗布用ローラによるかきとりまでの時間はおよそ０．２ｓｅｃ程度であり、従って表面が帯電されてから０．２秒後までの表面電位減衰速度が特に重要な特性となるものである。
【００９５】
本発明では、所定の電荷を現像ローラ表面に付与する手段として非接触のコロナ帯電を用いており、この帯電方式においては初期帯電電位Ｖ＝０を同定することは困難である。よって、実際の測定では、０．１秒から０．２秒後までにおける表面電位の減衰速度［Ｖ／ｓｅｃ］を測定し、この減衰速度を制御する。なお、減衰速度の算出法としては、０．１秒後の表面電位の値を初期値とし、０．２秒後までの表面電位の値を最小自乗法で直線近似させて、その傾きから表面電位減衰速度を求める方法を採用することができる。
【００９６】
現像ローラへの電荷の付与及び表面電位の測定は、例えば図４に示した装置により行うことができる。即ち、現像ローラ１のシャフト部材２両端部をチャック１１に把持させて、現像ローラ１を支持し、小型のコロトロン放電器（コロナ放電器）１２と表面電位計１３とを、図５に例示するように、所定間隔離間して並設した計測ユニット１４を上記現像ローラ１の表面と１ｍｍの間隙をもって対向配置し、上記現像ローラ１を静止させた状態のまま、上記計測ユニット１４を現像ローラ１の長さ方向一端から他端まで一定速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつその表面電位を測定する方法が好適に採用される。
【００９７】
表面電位減衰速度値が０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上の現像ローラを実現するには、上述のように形成した樹脂層の表面電位減衰速度値が０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上であることが好ましい。また、この表面電位減衰速度値が０．１［Ｖ／ｓｅｃ］未満であっても、樹脂層の厚さを例えば３〜１０μｍと薄くすることにより、表面電位減衰速度値が０．１［Ｖ／ｓｅｃ］以上の現像ローラを実現することができる。
【００９８】
本発明の現像ローラ１は、トナーを用いる画像形成装置に組み込むことができ、具体的には図１に示すように、トナーを供給するためのトナー供給用ローラ９４と静電潜像を保持した感光ドラム（潜像保持体）９５との間に、感光ドラム９５に対して微小なギャップ９２を空けて、現像ローラ９１を配設し、これら現像ローラ９１、感光ドラム９５及びトナー供給用ローラ９４をそれぞれ図中矢印方向に回転させ、感光ドラム９５と現像ローラ９１との間に、所定の電圧を印加することにより、トナー９６をトナー供給用ローラ９４により現像ローラ９１の表面に供給し、成層ブレード９７によって均一な薄層に整え、薄層に形成されたトナー９６を、ギャップ９２を越えて感光ドラム９５に飛翔させ潜像を視化することができる。なお、図１の詳細については、背景技術において説明しているのでその説明を省略する。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例、比較例を示して、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。
【０１００】
現像ローラが弾性層を具えない場合は、アルミニウムのパイプよりなるシャフト部材上に直接樹脂層を形成し、もしくは、現像ローラが弾性層を具える場合には、シャフト部材上に弾性層を形成した後樹脂層を形成し、図３に示した構造の現像ローラを作製し、実施例１〜１０とし、また、実施例の現像ローラとの比較対比のため、樹脂層を有さないシャフト部材だけの現像ローラを含む、本発明とは一部の構成を異にする現像ローラを作成し比較例１〜３とした。そして、これらの実施例および比較例の現像ローラについて、ローラ特性の測定評価、および、画像評価を行った。それぞれの現像ローラの諸元およびこれらの評価の結果を、表６〜表８に示した。
【０１０１】
それぞれの樹脂層の形成に際しては、表６に示した材料を表７、８の「配合（重量部）」に示す重量部で配合し、配合された樹脂材料を溶解した溶液に前記シャフト部材を浸漬塗布し（ディップ方式）、もしくは、その配合樹脂材料よりなる塗料をロールコータで塗布し（コータ方式）、その後、これを、熱硬化（加熱もしくは風乾）、紫外線硬化、あるいは電子線硬化させた。
それぞれのサンプルの作製に関し、ディップ方式とコータ方式とのいずれによって樹脂を塗布したか、また、熱硬化（加熱もしくは風乾）、紫外線硬化、あるいは電子線硬化のいずれの方式によって硬化処理を行ったかについては、表７、８の対応する欄に記載した。
紫外線によって、樹脂層を硬化させるには、樹脂層が塗布された現像ローラを回転させながら、ウシオ電機（株）製ユニキュアＵＶＨ−０２５２Ｃ装置を用いて、照度４００ｍＷ，積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ２で紫外線を照射した。また、電子線によって、樹脂を硬化させる場合には、ウシオ電機（株）製Ｍｉｎ−ＥＢ装置を用いてローラを回転させながら、加圧電圧３０ｋＶ、管電流３００μＡ、照射距離１００ｍｍ、窒素雰囲気７６０ｍｍＴｏｒｒ、照射時間1分の条件で電子線照射した。
【０１０２】
弾性層の有無と、弾性層を形成した場合の弾性層の材料については、「弾性層の有無・種類」の欄に記載した。
【０１０３】
弾性層をウレタンよりなるものとした場合には、グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量５０００としたポリエーテルポリオール（ＯＨ値３３）１００重量部に、１，４−ブタンジオール１．０重量部、シリコーン界面活性剤１．５重量部、ニッケルアセチルアセトネート０．５重量部、ジブチルチンジラウレート０．０１重量部及び過塩素酸ナトリウム０．０１重量部を添加し、混合機で混合して、ポリオール組成物を調製した。このポリオール組成物を減圧下にて撹拌して脱泡した後、ウレタン変性したＭＤＩを１７．５重量部加えて２分間撹拌し、次いで、シャフト部材が中に配置され、１１０℃に加熱された金型もしくは容器に注型し、２時間硬化させ、外周を研磨仕上げして外径が１２ｍｍ、弾性層部分の厚さが５００μｍで、全長が２１０ｍｍの弾性層を形成した。
【０１０４】
また、弾性層をシリコーンよりなるものとした場合には、シャフト部材がインサートされた金型のキャビティ内に、液状シリコーンゴムを射出し、金型内で冷却硬化させて、外径が１２ｍｍ、弾性層部分の厚さが３００μｍで、全長が２１０ｍｍの弾性層を形成した。
【０１０５】
表７、８におけるトナー帯電量、およびトナー搬送量は次のようにして求めた。すなわち、画像形成装置に現像ローラを装着したカートリッジを組み込み、印刷させずに現像ローラを空回転させたあとカートリッジを取りだし、現像ローラ表面のトナーをファラデーゲージ内へ取り込むことによりトナー帯電量を測定し、また、上記のようにしてトナー帯電量を測定した際に、取り去ったトナーの重量を測定するとともに、トナーを取り去った現像ローラ表面部分の面積を算出することにより、単位面積あたりのトナー重量を求めトナー搬送量とした。
【０１０６】
また、画像評価は、次のようにして行った。すなわち、図１に示した、非磁性ジャンピング方式の現像ユニット部を有する市販のプリンタに、それぞれの実施例および比較例の現像ローラを装着し、直流に交流を重畳した現像バイアス電圧を印加し、平均粒径７μｍの負帯電非磁性１成分トナーを用いて反転ジャンピング現像を行った。「初期」の画像評価は、現像ローラ装着直後に、全面黒地画像、全面白地画像、ハーフトーン画像、パターン画像を印刷しその印刷画質を、表中のそれぞれの評価項目毎に目視で判定し、判定結果を五段階評価で表わした。
【０１０７】
五段階評価において、５は「特に良好」、４は「良好」、３は「合格レベル」、２は「やや悪い」、そして、１は「ＮＧ」を示すものとし、３以上が製品として合格可能なレベルである。
【０１０８】
また、低温低湿（15℃ｘ10%）から高温高湿（32℃ｘ85%）まで環境を変化させ、同様にして印刷画像の五段階評価（数字が大きいほど環境の影響が最も少ない）での判定を行い、その結果を「環境変動の影響」の欄に記した。
【０１０９】
さらに、「１万枚耐久後」の画像評価は、５％印字濃度の画像を１万枚連続印刷した後、「初期」と同様に評価を行った。
【０１１０】
得られた現像ローラにつき、図６に示した回転抵抗測定器を用いて対極電極（金属ドラム）との間に１００Ｖの電圧を印加した時の抵抗値を測定した。
【０１１１】
また、図４に示した装置を用い、ローラに８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電によりローラ表面を帯電させ、計測ユニット１４を２００ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させ、０．２秒後までの表面電位を測定した。なお、計測ユニットの形状及び寸法は図５の通りである。この方法により、ローラ表面をくまなく測定し、そのコロナ帯電後０．１秒から０．２秒後までの表面電位減衰速度を求めた。なお、測定環境は、温度２２℃、湿度５０％に制御した。
【０１１２】
表７、８から、明らかなように、実施例のいずれの現像ローラサンプルも、良好な画像評価結果を得ることができた。
【０１１３】
【表６】
2005352084.tif 000008
【０１１４】
【表７】
2005352084.tif 000009
【０１１５】
【表８】
2005352084.tif 000010
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明に係る現像ローラは、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ機、レーザビームプリンタ、カラーレーザビームプリンタ、トナージェットプリンタなどの画像形成装置に帯電ローラ，現像ローラ，転写ローラ，給紙ローラ、トナー供給ローラ等として装着して好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】非磁性ジャンピング現像法に用いられるに用いられる画像形成装置を示す概念図である。
【図２】従来の現像ローラを示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の現像ローラを示す断面図および側面図である。
【図４】現像ローラへの電荷の付与及び表面電位の測定を行う装置の概念図である。
【図５】計測ユニット上での表面電位計および放電器の配置を示す図である。
【図６】回転抵抗測定器を示す概念図である。
【図７】表面残留電位対数値の減衰を示すグラフでる。
【符号の説明】
【０１１８】
１    現像ローラ
２    シャフト部材
３    弾性層
４    樹脂層
５    金属製パイプ
５ａ    金属製パイプの凸部
６    軸付きキャップ
６ａ    軸部
６ｂ    軸付きキャップの凹部
１１    チャック
１２    コロナ放電器
１３    表面電位計
１４    計測ユニット
２０    回転抵抗測定器
２１    金属ドラム
２２    電流計
【図１】
2005352084.tif 000011
【図２】
2005352084.tif 000012
【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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