(57)【要約】【課題】長期に亘る使用においてもトナーへの高帯電性を維持する高品位の現像部材が提供される。【解決手段】該現像部材は、基体と表面層を有し、該表面層はアルミナ粒子と樹脂を含有し、該表面層はその表面に複数の凸部を有し、各々の凸部は複数個のアルミナ粒子を含み、該凸部の各々に含まれるアルミナ粒子の一部または全部が該凸部の表面に露出しており、且つ、該凸部の各々に含まれる複数のアルミナ粒子の間には該樹脂が存在している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と表面層とを有する現像部材であって、
該表面層は、アルミナ粒子と樹脂とを含有し、
該現像部材は、
その表面に複数の凸部を有し、
該凸部の各々は、複数個の該アルミナ粒子を含み、
該凸部の各々の表面には、各々の該凸部に含まれてなる複数個のアルミナ粒子の一部または全部が露出しており、且つ、
該凸部の各々に含まれてなる複数個のアルミナ粒子間には、該樹脂が存在している、ことを特徴とする現像部材。
【請求項２】
前記アルミナ粒子の平均粒子径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、且つ、該アルミナ粒子の粒子径分布における変動係数が０．８０以下である請求項１に記載の現像部材。
【請求項３】
前記凸部によって形成される凹凸の平均高さＲｃが０．１０μｍ以上２．００μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の現像部材。
【請求項４】
前記アルミナ粒子の形状が球状である請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像部材。
【請求項５】
前記樹脂が含窒素樹脂である請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像部材。
【請求項６】
前記樹脂がポリウレタン樹脂である請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像部材。
【請求項７】
前記表面層の最表面のアルミニウム原子濃度をＡｌ％とするとき、１．５０≦Ａｌ≦１０．０である請求項１〜６のいずれか一項に記載の現像部材。
【請求項８】
電子写真装置の本体に着脱可能に構成されている電子写真プロセスカートリッジであって、請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像部材を有していることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項９】
静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像部材と、該トナー画像を転写材に転写するための転写装置とを有する画像形成装置において、該現像部材が請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像部材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の如き電子写真方式を採用した装置に組み込まれる、像担持体に接触または近接させて使用される現像部材に関する。また、本発明は、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】
電子写真装置における電子写真画像の形成過程において、現像部材は、トナーの現像領域への搬送と、トナーに対する電荷の付与とを担っている。トナーの帯電量の不足は電子写真画像へのカブリの発生の原因ともなる。そのため、画像品質のより一層の向上のためには、現像部材のトナーに対する帯電付与性能の、より一層の向上が必要である。特許文献１および特許文献２には、アルミナを表面層に使用した、トナーに対する帯電付与性を向上させた現像部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０９４８９７号公報
【特許文献２】特開２００６−１６３２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らが特許文献１及び特許文献２の現像部材を検討したところ、印刷枚数が増えると、現像部材の表面のアルミナの脱落や、トナーの現像部材の表面への付着によって、帯電付与性が低下する場合があった。このような帯電付与性の低下は、現像部材とトナー供給ローラやトナー規制部材との摺擦頻度が多い場合、具体的には、例えば、プロセススピードの速い電子写真画像形成装置において顕著であった。
【０００５】
本発明の一態様は、トナーに対する電荷付与性能の高い現像部材の提供に向けたものである。また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、基体と、表面層と、を有する現像部材であって、該表面層は、アルミナ粒子と樹脂とを含有し、該現像部材は、その表面に複数の凸部を有し、該凸部の各々は、複数個の該アルミナ粒子を含み、該凸部の各々の表面には、各々の該凸部に含まれてなる複数個のアルミナ粒子の一部または全部が露出しており、且つ、該凸部の各々に含まれてなる複数個のアルミナ粒子間には、該樹脂が存在している、現像部材が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されている電子写真プロセスカートリッジであって、上記の現像部材を有している電子写真プロセスカートリッジが提供される。
【０００８】
さらに、本発明の他の態様によれば、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像部材と、該トナー画像を転写材に転写するための転写装置とを有する画像形成装置において、該現像部材が、上記の現像部材である電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナーに対する電荷付与性能の高い現像部材が提供される。また、本発明により、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資するプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る現像部材の一例を示す概念図である。
【図２】本発明に係る現像部材の表面層の部分の断面図である。
【図３】本発明に係る電子写真画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明に係る電子写真プロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【図５】トナー帯電量Ｑ／Ｍを測定するための円筒フィルターを表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明者らは、特許文献１および特許文献２に係る現像部材が、多数枚の電子写真画像の形成に供した場合に、トナーに対する帯電付与性能が低下する理由について検討した。その結果、長期に亘る使用によって、現像部材の表面からアルミナが脱落し、また、現像部材の表面にトナーが付着することによる現像部材の表面の汚染されることによって、現像部材の帯電付与性が低下しているものと考察した。
【００１２】
本発明者らは、かかる考察に基づき、更なる検討を行った。その結果、現像部材の表面に複数個のアルミナ粒子で構成される凸部を有し、この凸部を構成する複数のアルミナ粒子間に樹脂が存在することによって、長期に亘る使用によっても高い帯電付与性能を維持し得ることを見出した。
【００１３】
以下、本発明の一態様に係る、ローラ形状を有する現像部材（以下、「現像ローラ」とも称する）によって説明する。なお、本発明の一態様に係る現像部材の形状は、ローラ形状に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の一態様に係る現像ローラの回転軸に対して直交する方向の断面図である。図１に示す現像ローラ１は、基体３としての軸芯体の外周面に表面層２を有する。基体３と表面層２の間には、必要に応じてさらに一つあるいは複数の機能層を設けても良い。例えば、非磁性一成分接触現像系プロセスでは、基体３と表面層２の間に弾性層４が配置された現像部材が好適に用いられる。
【００１５】
図２は、現像ローラ１の表面層２の一部の断面を示している。表面層２は、アルミナ粒子５０１と樹脂６とを含有している。また、現像ローラ１は、その表面に、複数の凸部２０１を有している。そして、凸部２０１の各々は、複数個のアルミナ粒子５０１を含み、凸部２０１の各々に含まれてなる複数個のアルミナ粒子５０１の少なくとも一部は、凸部２０１の表面に露出している。図２においては、例えば、アルミナ粒子５０１−１および５０１−２が、凸部２０１の表面に露出している。さらに、凸部２０１に含まれている複数個のアルミナ粒子５０１の粒子間には、樹脂６が存在している。図２において、アルミナ粒子５０１−１と５０１−２との間には樹脂６が存在しており、また、アルミナ粒子５０１−１、５０１−２の各々と、凸部２０１の表面に非露出のアルミナ粒子５０１−３との間にも樹脂６が存在している。
【００１６】
このような構成を有する現像部材が、上記の効果を有する理由について、本発明者らは以下のように考えている。
【００１７】
特許文献１のように、現像部材の表面にアルミナ粒子を塗布乾燥させただけでは、アルミナ粒子と現像部材の表面との接着力が小さく、画像印刷を繰り返す過程でアルミナ粒子が容易に脱落する。これに伴い、耐久使用により現像部材の帯電付与性が低下しやすい。
【００１８】
また、特許文献２のように、ゴム中にアルミナ粒子を分散させたものでは、現像部材の最表面に露出するアルミナ粒子が少なく、アルミナ粒子による凸部が形成されない。このため、画像印刷を繰り返す過程で、現像部材の表面がトナーにより汚染されやすく、アルミナ粒子が汚染物に埋没することがある。その結果、耐久使用により現像部材の帯電付与性が低下しやすい。
【００１９】
一方、本発明の一態様に係る現像部材の表面層では、アルミナ粒子の間に樹脂が存在している。このことにより、アルミナ粒子間の接着力が大きく、アルミナ粒子が現像部材の表面層に強固に保持される。その結果、長期に亘る使用によっても、アルミナ粒子の表面層からの脱落しにくく、アルミナ粒子が現像部材の表面に保持される。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る現像部材では、現像部材の表面に複数個のアルミナ粒子を含む凸部が形成されている。かかる凸部の存在により、トナーが主に凸部の頂点近傍で強く摺擦される。そのため、トナーによる現像部材の表面の汚染を最小限に抑えることができる。これにより、本発明の現像部材では、長期に亘る使用においてもトナー汚染によるアルミナ粒子の埋没が抑制される。
【００２１】
さらに、かかる凸部においては、図２に示したように、凸部の側面にもアルミナ粒子が露出していると考えられる。そのため、現像部材の表面に存在するアルミナ粒子の絶対数が増えることで、アルミナ粒子とトナー粒子との接触機会が増加する。これらの理由により、本発明の一態様に係る現像部材は、長期に亘る使用によっても、帯電付与性能が低下し難くなっているものと推察される。
【００２２】
〔基体〕
基体の形状は、現像ローラの場合は、例えば、円柱状または中空円筒状である。基体の材質としては、例えば、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；クロム、又はニッケルで鍍金処理を施した鉄；導電性を有する合成樹脂が挙げられる。基体の表面にはその外周の弾性層や表面層等との接着性を向上させるために接着層を形成してもよい。
【００２３】
〔弾性層〕
非磁性一成分接触現像系プロセスでは、基体と表面層の間に弾性層が配置された現像部材が好適に用いられる。弾性層は、像担持体の表面に形成された静電潜像にトナーを過不足なく供給することができるように、適切なニップ幅とニップ圧をもって像担持体に押圧されるような硬度や弾性を、現像部材に付与するものである。弾性層は、通常ゴム材料の成型体により形成されていることが好ましい。
【００２４】
ゴム材料としては例えば以下のものが挙げられる。
【００２５】
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。
【００２６】
これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、長期間に亘って他の部材（トナー規制部材等）が当接した場合にも圧縮永久歪みを弾性層に生じさせにくいシリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムとしては、具体的には、付加硬化型のシリコーンゴムの硬化物が挙げられる。
【００２７】
弾性層は、上記ゴム材料に電子導電性物質やイオン導電性物質の如き導電剤を含む導電性の弾性層とすることができる。導電性弾性層の体積抵抗率は、１×１０３Ωｃｍ以上、１×１０１１Ωｃｍ以下が好ましく、特には、１×１０４Ωｃｍ以上、１×１０１０Ωｃｍ以下が好ましい。
【００２８】
電子導電性物質としては、例えば以下の物質が挙げられる。
ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラックの如きカーボンブラックの如き導電性カーボン、；
ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴの如きゴム用カーボン；
酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン；
銅、銀、ゲルマニウムの如き金属およびその金属酸化物。
この中でも、少量で導電性を制御しやすいことから導電性カーボンが好ましい。
【００２９】
イオン導電性物質としては、例えば以下の物質が挙げられる。過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウムの如き無機イオン導電性物質；変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテートの如き有機イオン導電性物質。
【００３０】
これら導電性付与剤は、導電性弾性層を前記のような適切な体積抵抗率に調整するのに必要な量が用いられるが、通常バインダー樹脂１００質量部に対して、０．５質量部以上５０質量部以下の範囲で用いられる。
【００３１】
また、導電性弾性層には、必要に応じて更に、可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、硬化抑制剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤、の如き各種添加剤を含有させることができる。充填剤としては、シリカ、石英粉末、及び炭酸カルシウムが挙げられる。これら任意成分は、導電性弾性層の機能を阻害しない範囲の量で配合される。
【００３２】
弾性層は、現像部材に要求される弾性を有し、アスカーＣ硬度で２０度以上８０度以下が好ましく、厚みは０．３ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましい。
【００３３】
弾性層用の各材料の混合は、一軸連続混練機、二軸連続混練機、二本ロール、ニーダーミキサー、トリミックスの如き動的混合装置や、スタティックミキサーの如き静的混合装置を用いて行うことができる。
【００３４】
基体上に弾性層を形成する方法としては、特に限定されず、型成形法、押出成形法、射出成形法、塗工成形法を挙げることができる。
型成形法では、例えば、以下の工程を有する方法を挙げられる。
円筒状の金型の両端に、金型内に基体を保持するための駒を固定工程、
駒に注入口を形成し、その後、金型内に基体を配置し、弾性層用の材料を注入口より注入する工程、および、
該材料が硬化する温度で金型を加熱し、脱型する工程。
押出成形法では、例えば、クロスヘッド型押出機を用いて基体と弾性層用の材料を共に押し出して、該材料を硬化して、基体の周囲に弾性層を形成する方法を挙げることができる。
【００３５】
弾性層の表面は、表面層との密着性向上の為、表面研磨や、コロナ処理、フレーム処理、エキシマ処理の表面改質方法によって改質することもできる。
【００３６】
〔表面層〕
表面層は、樹脂とアルミナ粒子とを含有している。また、表面層は複数の凸部を表面に有し、各々の凸部は複数個のアルミナ粒子を含んでいる。また、各々の凸部に含まれているアルミナ粒子の一部または全部は、該凸部の表面に露出しており、且つ、各々の凸部に含まれるアルミナ粒子間には樹脂が存在している。
【００３７】
［樹脂］
表面層に含有される樹脂としては、例えば以下の樹脂が挙げられる。ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、およびこれらの混合物。これらの中でも、構造中に窒素原子を有する含窒素樹脂は、アルミナ粒子の表面との酸塩基相互作用により、アルミナ粒子の脱落を抑制できるため、好ましい。
【００３８】
特にポリウレタン樹脂は柔軟性に優れるため、外部からの応力を拡散するのに適しており、より好ましい。ポリウレタン樹脂は、ポリオールとイソシアネートから得ることができ、必要に応じて鎖延長剤を用いることができる。ポリウレタン樹脂の原料たるポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、およびこれらの混合物が挙げられる。ポリウレタン樹脂の原料たるイソシアネートとしては、例えば以下が挙げられる。トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、およびこれらの混合物。ポリウレタン樹脂の原料たる鎖延長剤としては、エチレングリコール、１、４−ブタンジオール、３−メチルペンタンジオールの如き２官能性低分子ジオール、トリメチロールプロパンの如き３官能性低分子トリオール、およびこれらの混合物が挙げられる。
【００３９】
［アルミナ粒子］
アルミナ粒子としては、例えば、下記（ｉ）および（ｉｉ）に挙げる粒子を好適に用い得る。
（ｉ）αアルミナやγアルミナの如き酸化アルミニウム；ベーマイトや擬ベーマイトの酸化アルミニウム水和物の粒子；
（ｉｉ）水酸化アルミニウム；アルミニウムアルコキシドを加水分解、縮合反応により得られるアルミニウム化合物の粒子。
【００４０】
粒子の形状は、特に限定されることなく、球状、楕円状、針状、板状、多面体状が挙げられるが、アルミナ粒子の脱落抑制の観点から、球状粒子であることが好ましい。ここで記載する「球状粒子」とは、透過型電子顕微鏡による観察で、アルミナ粒子５００個以上のアスペクト比を測定し、測定した全粒子の９５％以上のアスペクト比が１．０以上１．１以下の範囲であるものをいう。「アスペクト比」とは、電子顕微鏡観察により各粒子の最大長径Ｌｍと最大長径に直交する最大幅Ｗｍを測定し、計算式（１）により計算される指数である。
計算式（１）
アスペクト比＝（最大長径Ｌｍ）÷（最大長径に直交する最大幅Ｗｍ）。
【００４１】
また、アルミナの平均粒子径としてはトナーへの効率的な帯電付与の観点から、１００ｎｍ以下が好ましい。また、アルミナ粒子の脱離や凸部の摩耗の抑制による帯電付与性の保持の観点から、アルミナ粒子の平均粒子径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲であることが特に好ましい。アルミナ粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以下であると、現像部材の表面層の凸部に存在する単位質量当たりのアルミナの表面積が広がる。これにより、粒子間の相互作用、あるいは粒子と樹脂との間の相互作用が増大し、アルミナの脱落がより抑制されるものと考えられる。アルミナ粒子の平均粒子径が２０ｎｍ以上であると、凸部におけるアルミナ粒子を結着する樹脂の結合力の低下が抑制でき、凸部の摩耗を抑制し易い。
【００４２】
ここで「平均粒子径」とは、透過型顕微鏡による観察で、アルミナ粒子５００個以上の粒子を無作為に撮影し、これらの粒子の直径を測定したものの算術平均値である。直径を測定する際には、最大長径Ｌｍと最大長径に直交する最大幅Ｗｍとの平均値を、その粒子の直径と定義し、この値を以て平均粒子径を算出する。
【００４３】
アルミナ粒子の粒子径分布としては、アルミナ粒子の脱離の抑制や帯電付与性向上の観点から分布の変動係数が１．５以下のものが好ましく、変動係数が０．８０以下のものがより好ましい。これは、粒子径分布がより単分散に近く、アルミナの粒子径がそろっているほど、アルミナ粒子により形成される凸部において、アルミナ粒子が均一に樹脂と結着する。これによって外部から加えられる応力が、一点に集中することなく、均一に拡散していくためと考えられる。また、アルミナ粒子の変動係数が上記範囲内であると、アルミナ粒子が均一に凸部表面の全面に露出し易くなり、これによってトナーへの帯電付与性が向上するものと考えられる。ここでいう「変動係数」は、以下の式（２）により算出される無次元の指数であり、完全な単分散では０となる。
変動係数＝（直径の標準偏差σ）÷（平均粒子径ＤＭ）  ・・・（２）。
【００４４】
アルミナ粒子は、樹脂１００質量部に対して１．５質量部以上３５０質量部以下の範囲で用いられることが表面層の帯電付与性と機械的強度の点で好ましく、３．０質量部以上２００質量部以下の範囲で用いられることがより好ましい。また、表面層の表面におけるアルミニウム原子の濃度は、１．５０原子％以上、１０．０原子％以下であることが好ましい。トナー帯電付与性をより高め、現像部材の耐久使用後における帯電付与性をより高く保つことができるためである。尚、アルミニウム原子の濃度の測定方法は後述する。
【００４５】
［現像部材の表面の凸部］
現像部材は、その表面に複数の凸部を有している。この凸部の高さは、０．０２μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。この凸部の密度は、１個／μｍ２以上１００個／μｍ２以下であることが好ましい。この凸部によって形成される凹凸の平均高さＲｃ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３に記載される、輪郭曲線要素の平均高さと同義）が、０．０５μｍ以上２．２０μｍ以下であることが、耐久使用後の帯電付与性の維持の観点から、好ましい。また、この平均高さＲｃは０．１０μｍ以上２．００μｍ以下であることがより好ましい。
【００４６】
［アルミニウム原子濃度の測定］
前述したアルミニウム原子濃度は、以下の操作（１）〜（３）により測定される。即ち、電界放出形走査電子顕微鏡（商品名：ＪＳＭ−７８００Ｆ、日本電子株式会社製）にて撮影された現像部材の最表面をＸ線微小分析システム（商品名：ＮＯＲＡＮ  Ｓｙｓｔｅｍ  ７、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）によって元素分析することにより求めることができる。
【００４７】
（１）試料作製
測定部となる現像部材の表面層の最表面を傷つけないようにして表面層の３ｍｍ四方（厚みは１．０ｍｍ、ただし、現像部材の弾性層と表面層の厚みの和が１．０ｍｍ以下の場合は少なくとも表面層の厚み以上にする）をかみそりで切り出して測定試料とする。次にアルミニウム試料台（直径１２．５ｍｍ×高さ５ｍｍ）に導電性ペーストを薄く塗り、その上に試料の最表面部が上になるように載せる。試料台を試料ホルダ１２．５ｍｍ型にセットする。
【００４８】
（２）電界放出形走査電子顕微鏡での画像取得
上記電界放出形走査電子顕微鏡での観察および分析を行うために、上記電界放出形走査電子顕微鏡を構成する各室の真空度を一定値以下とする。すなわち、電子銃チャンバー（ＳＩＰ−１）の真空度を、５．０×１０−７Ｐａ以下、電子銃チャンバーの真空度を悪化させないために設けてある中間室チャンバー（ＳＩＰ−２）の真空度を、１．０×１０−４Ｐａ以下、試料室の真空度を、１．０×１０−３Ｐａ以下とする。
【００４９】
上記試料ホルダを、上記電界放出形走査電子顕微鏡の筺体の試料室に挿入し、ワーキングディスタンス（ＷＤ）が１０ｍｍになるようステージのＺ軸を移動させる。検出器は下方検出器（ＬＥＤ）を指定する。試料ホルダが観察位置に移動した時点で加速電圧１０ｋＶを印加し、電流設定値を８（装置目盛り）にする。スキャンモードはファイン１に設定し、倍率５００倍で焦点および明るさとコントラストを調整して試料の最表面に関して任意の測定点の画像を得る。
【００５０】
（３）Ｘ線微小分析システムでの元素分析
次に、上記Ｘ線微小分析システムに付属のソフトウェアにて前記測定画像を取り込み、取り込んだ５００倍画像の全エリアを指定し、元素分析を実行する。次に、検出された元素の中からＣ、Ｏ及びＡｌの３元素のみを選択し、定量計算を実行する。この時得られたＡｌの原子濃度を本発明のアルミニウム原子濃度として取得する。以上の操作にて試料の最表面の任意の３０の測定点において測定し、得られたアルミニウム原子濃度のデータの相加平均値を求め、この値を本発明でのアルミニウム原子濃度とする。
【００５１】
［表面層の形成］
表面層に適切な導電性を付与するために、電子導電性物質やイオン導電物質を用いることができる。導電物質としては上記弾性層の場合と同様な材料、配合量を用いることができる。
【００５２】
表面層には、その機能を阻害しない範囲で更に、架橋剤、可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤、レベリング剤を含有させることができる。また、表面層に表面粗度が必要な場合は、表面層中に粗さを付与するための微粒子を含有せることができる。具体的には、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂の如き樹脂微粒子を用いることができる。微粒子の体積平均粒子径は１．０μｍ以上３０μｍ以下が適度な表面粗さを付与するために好ましい。微粒子によって形成される表面粗さ（十点平均粗さ）Ｒｚｊｉｓは、トナーの搬送量を適切に制御するため０．１μｍ以上２０μｍ以下が好ましい。尚、ＲｚｊｉｓはＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）に基づき測定される値である。
【００５３】
表面層の形成方法としては、特に限定されないが、液状塗料の塗工成形法が好ましい。例えば、表面層用の各材料を溶剤中にて分散混合して塗料化し、この塗料を弾性層上に塗工し、乾燥固化あるいは加熱硬化することにより形成することが可能である。溶剤としては、アルミナ粒子に対する濡れやすさの観点から、極性溶媒が好ましい。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、といったアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンといったケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルといったエステル類から、その他の材料との相溶性の良い溶剤を、１種あるいは２種以上混合して用いることができる。また、塗料化する際の固形分は、溶剤の混合量により自由に調整可能であるが、アルミナ粒子間の空隙に樹脂を充填するという観点で、２０質量％以上４０質量％以下が好ましい。分散混合には、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルの如きビーズを利用した公知の分散装置が利用できる。上記の如き分散混合により塗料化することで、アルミナ粒子間に樹脂を均一に導入することが可能であり、現像部材の耐久使用によるアルミナ粒子の脱落を抑制の観点で好ましい。また、塗工方法としては、浸漬塗工、リング塗工、スプレー塗工又はロールコートが利用できる。
【００５４】
［表面処理］
上記方法で成型された表面層に対して、表面処理を行うことで最表面の樹脂を除去する。これにより、表面層の最表面に、複数のアルミナ粒子と樹脂を含む複数の凸部を形成し、各凸部を構成するアルミナ粒子の一部または全部を該凸部の表面に露出させることができる。アルミナ粒子の露出の有無は、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）により確認することができる。
【００５５】
表面処理方法としては、特に限定されるものではないが、低圧水銀ランプによる紫外線照射、レーザーによるエッチング、サンドブラスト、フッ酸の如き薬剤による化学的エッチングを用いることができる。特に低圧水銀ランプによる紫外線照射は、照射条件の調整により複数のアルミナ粒子と樹脂成分を含む複数の凸部を形成とアルミナ粒子の露出性を制御しやすいため好ましい。
【００５６】
［表面層の厚さ］
表面層の厚さは、０．００５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。より好ましくは０．００８ｍｍ以上０．０３ｍｍ以下の範囲である。表面層の厚さは、現像部材の断面観察により行うことができる。現像部材の長手方向における両端部から各１ｃｍの位置、及び、長手方向の中心の位置の、計３箇所において、現像部材の断面をカミソリ等で切り出し、断面をデジタルマイクロスコープ（商品名：ＶＨＸ−５０００、（株）キーエンス製）を用いて、１０００倍の倍率で観察する。これらの各断面観察像に対して、１０点ずつ表面層の膜厚を計測し、計３０点の測定データの算術平均により、表面層の厚さを算出することができる。
【００５７】
［電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置］
本発明の電子写真画像形成装置は、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体の帯電装置と、該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像部材と、該トナー画像を転写材に転写するための転写装置とを有する。図３は、本発明の電子写真画像形成装置の概略を示す断面図である。
【００５８】
図４は、図３の電子写真画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの拡大断面図である。このプロセスカートリッジは、感光ドラムなどの像担持体２１と、帯電部材２２を具備する帯電装置と、現像部材２４を具備する現像装置と、クリーニング部材３０を具備するクリーニング装置とを内蔵している。そして、プロセスカートリッジは、図３の電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。
【００５９】
像担持体２１は、不図示のバイアス電源に接続された帯電部材２２によって一様に帯電（一次帯電）される。このときの像担持体２１の帯電電位は−８００Ｖ以上−４００Ｖ以下である。次に、像担持体２１は、静電潜像を書き込むための露光光２３を、不図示の露光装置により照射し、その表面に静電潜像が形成される。露光光２３には、ＬＥＤ光、レーザー光のいずれも使用することができる。露光された部分の像担持体２１の表面電位は−２００Ｖ以上−１００Ｖ以下である。
【００６０】
次に、現像部材２４によって負極性に帯電したトナーが静電潜像に付与（現像）され、像担持体２１上にトナー画像が形成され、静電潜像が可視像に変換される。このとき、現像部材２４には不図示のバイアス電源によって−５００Ｖ以上−３００Ｖ以下の電圧が印加される。なお、現像部材２４は、像担持体２１と０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下のニップ幅をもって接触している。本発明のプロセスカートリッジにおいては、トナー規制部材である現像ブレード２６と現像部材２４との当接部に対して現像部材２４の回転の上流側に、トナー供給ローラ２５が回転可能な状態で現像部材２４に当接される。
【００６１】
像担持体２１上で現像されたトナー画像は、中間転写ベルト２７に１次転写される。中間転写ベルト２７の裏面には１次転写部材２８が当接しており、１次転写部材２８に＋１００Ｖ以上＋１５００Ｖ以下の電圧を印加することで、負極性のトナー画像を像担持体２１から中間転写ベルト２７に１次転写する。１次転写部材２８はローラ形状であってもブレード形状であっても良い。
【００６２】
電子写真画像形成装置がフルカラー画像形成装置である場合、上記の帯電、露光、現像、１次転写の各工程を、イエロー色、シアン色、マゼンタ色、ブラック色の各色に対して行う必要がある。そのために、図３に示す電子写真画像形成装置では、前記各色のトナーを内蔵したプロセスカートリッジが各１個、合計４個、電子写真画像形成装置本体に対し着脱可能な状態で装着されている。そして、上記の帯電、露光、現像、１次転写の各工程は、所定の時間差をもって順次実行され、中間転写ベルト２７上に、フルカラー画像を表現するための４色のトナー画像を重ね合わせた状態が作り出される。
【００６３】
中間転写ベルト２７上のトナー画像は、中間転写ベルト２７の回転に伴って、２次転写部材２９と対向する位置に搬送される。中間転写ベルト２７と２次転写部材２９との間には所定のタイミングで記録用紙の搬送ルート３２に沿って記録用紙が搬送されてきており、２次転写部材２９に２次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト２７上のトナー像を記録用紙に転写する。このとき、２次転写部材２９に印加されるバイアス電圧は、＋１０００Ｖ以上＋４０００Ｖ以下である。２次転写部材２９によってトナー画像が転写された記録用紙は、定着装置３１に搬送され、記録用紙上のトナー画像を溶融させて記録用紙上に定着させた後、記録用紙を電子写真画像形成装置の外に排出することで、プリント動作が終了する。
【００６４】
なお、像担持体２１から中間転写ベルト２７に転写されることなく像担持体２１上に残存したトナーは像担持体２１表面をクリーニングするためのクリーニング部材３０により掻き取られ、像担持体２１の表面はクリーニングされる。
【００６５】
本発明の一態様によれば、長期に亘る使用によって多数枚の画像を印刷した場合においても、現像剤に対する帯電付与性を維持でき、カブリが高い水準で抑制された、高品質な画像を出力することが可能な現像部材を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、長期に亘る使用後においても、帯電付与性が維持されることにより、カブリが高い水準で抑制された高品位な電子写真画像を形成することができる、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を提供することができる。
【実施例】
【００６６】
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。現像部材として本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
【００６７】
まず、実施例および比較例に係る表面層の形成に用いる材料として、表１に示す材料を用意した。
【００６８】
【表１】
2017201390.tif 000003
【００６９】
なお、表面層形成用材料Ｎｏ．１〜５に係るアルミナ粒子については、平均粒子径及び変動係数の実測値を併せて示す。これらの値の測定は、後述する、＜４−１．透過型電子顕微鏡観察＞の［平均粒子径、変動係数及び粒子形状］における測定方法で行った。
【００７０】
〔実施例１〕
１．基体の作製
外径６ｍｍ、長さ２７９ｍｍのＳＵＳ３０４製の芯金にプライマー（商品名：ＤＹ３５−０５１、東レ・ダウコーニング株式会社製）を塗布し、温度１５０℃で２０分間加熱して、基体を得た。
【００７１】
２．弾性層の形成
前記基体を内径１２．０ｍｍの円筒状金型内に同心となるように設置した。導電性弾性層の材料として、表２に示す材料をトリミックス（商品名：ＴＸ−１５  井上製作所製）で混合した付加型シリコーンゴム組成物を温度１１５℃に加熱した金型内に注入した。材料注入後、温度１２０℃にて１０分間加熱成型し、室温まで冷却後、金型から脱型し、導電性基材の外周に厚み２．９５ｍｍの導電性弾性層が形成された弾性ローラ１を得た。
【００７２】
【表２】
2017201390.tif 000004
【００７３】
３．表面層の形成
表３中の成分（１）の欄に示す４種類の材料を撹拌混合した。その後、固形分濃度３０質量％になるようにメチルエチルケトン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）に溶解し、混合した後、サンドミルにて均一に分散した。この混合液にメチルエチルケトンを加え固形分濃度２５質量％に調整したものに表２中の成分（２）の欄に示す材料を加え、ボールミルで攪拌分散して、表面層用の塗料を得た。なお、表２に示す質量は、各材料とも固形分としての質量である。すなわち、各材料中に含まれる溶剤を除いた質量が表中の質量となるように秤量し使用した。
【００７４】
【表３】
2017201390.tif 000005
【００７５】
前記弾性ローラ１を、この塗料中に浸漬して塗工することにより塗料の膜厚が約１５μｍとなるように塗布した。その後、温度１３０℃にて６０分間加熱して、塗膜を乾燥、硬化した後、塗膜への紫外線照射を行った。紫外線照射は、塗工済みの弾性ローラを周方向に３０ｒｐｍで回転させながら行った。低圧水銀ランプ（型式：ＧＬＱ５００ＵＳ／１１ハリソン東芝ライティング（株）製）を用いて、２５４ｎｍの波長の紫外線が３０ｍＷ／ｃｍ２の強度となる条件において、５分間の照射を行い、現像ローラ１を得た。
【００７６】
４．現像ローラの評価
得られた現像ローラ１について、以下の評価を行った。
【００７７】
＜４−１．透過型電子顕微鏡による観察＞
アルミナ粒子の平均粒子径、及び変動係数は、透過型電子顕微鏡により、現像部材の表面層中のアルミナ粒子を観察することにより行った。観察は以下の方法で行った。カミソリを用いて現像ローラの表面を１ｍｍ角程度に切り出し、これを試料支持台に固定した。固定した試料支持台を、−１５０℃に設定したクライオミクロトーム（型式：ＵＬＴＲＡＣＵＴ−ＵＣＴ  ライカ社製）内に入れ、約１０分間、冷却させた後、あらかじめクライオミクロトーム内に設置しておいたダイヤモンドナイフを用いて、現像ローラの表面部分の薄膜作成を行った。薄膜の厚みは、４０ｎｍ設定とした。切削スピードは、１．０ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００７８】
得られた薄膜は、ピンセットを用いて回収し、あらかじめクライオミクロトーム内にセットしておいた支持膜付きグリッドメッシュ上に付着させた。その後、支持膜付きグリッドメッシュをクライオミクロトームから取出し、常温に戻した。
【００７９】
［凸部の有無］
透過型電子顕微鏡による観察は、加速電圧２００ｋＶ型の透過型電子顕微鏡（型式：ＪＥＭ−２８００，日本電子社製）を用い、ＴＥＭモードで観察した。１０万倍の観察倍率において、現像ローラの最表面の部位を観察することにより、現像ローラ表面の凸部の有無及び凸部が複数個のアルミナ粒子を含むことを確認した。
【００８０】
［平均粒子径、変動係数及び粒子形状］
続いて、観察倍率を４０万倍として、アルミナ粒子５００個を無作為に撮影した。これらの粒子の直径を測定し算術平均値を求めることで平均粒子径を算出した。直径を測定する際には、最大長径Ｌｍと最大長径に直交する最大幅Ｗｍとの平均の値を、その粒子の直径と定義し、この値を以て平均粒子径を算出した。また、ここで撮影したアルミナ粒子５００個のそれぞれの直径と平均粒子径ＤＭから標準偏差σを算出し、前記計算式（２）により変動係数を算出した。
【００８１】
さらに、撮影したアルミナ粒子の、最大長径Ｌｍと最大長径に直交する最大幅Ｗｍから、アスペクト比を算出し、測定した全粒子の９５％以上のアスペクト比が１．０以上１．１以下の範囲であるものを球状粒子、それ以外のものを非球状粒子と判断した。アスペクト比は前記計算式（１）で算出した。
【００８２】
［アルミナ粒子間の樹脂の有無］
さらに、上記透過型電子顕微鏡に付属のＥＥＬＳ検出器を用いたＥＥＬＳ分析により、現像ローラ表面の凸部のアルミナ粒子間の元素分析を行った。これにより、アルミナ粒子間における樹脂の有無を確認した。
【００８３】
分析条件は、炭素原子および窒素原子のＥＦＴＥＭマッピングモードとして、以下の通りとした。
【００８４】
・ＥＦＴＥＭ倍率１８５００倍、
・Ｅｎｅｒｇｙ  Ｏｆｆｓｅｔ  ３００ｅＶ，
・Ｍａｊｏｒ  ｅｄｇｅｓ  ２８４ｅＶ，
・Ｓｌｉｔ  ｗｉｄｔｈ  ２０ｅＶ、
・Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｔｉｍｅ  ９０ｓｅｃ。
【００８５】
＜４−２．凹凸の平均高さＲｃの測定＞
形状測定レーザーマイクロスコープ（商品名：ＶＫ−Ｘ１００、（株）キーエンス製）に、２００倍の対物レンズを装着して、Ｚ軸方向の測定ピッチを０．０１μｍに設定して、現像ローラ１の表面の９箇所を撮影した。得られた９箇所の３次元形状データは、本装置の解析ソフトにより解析し、Ｒｃの値を得た。具体的には、各３次元形状データの任意の１０点について、水平距離３０μｍの輪郭曲線を選択し、各輪郭曲線における平均高さＲｃを確認した。これを、９箇所の各３次元形状データに対して行い、計９０個のＲｃの平均値を算出し、これを現像ローラ１のＲｃの値とした。
【００８６】
＜４−３．表面アルミニウム原子濃度Ａｌ％の測定＞
前記の、［原子濃度の測定］に示す方法で、現像ローラ１の表面のアルミニウム原子濃度Ａｌ％を測定した。
【００８７】
＜４−４．アルミナの露出状況の観察＞
凸部の表面におけるアルミナ露出はＴＯＦ−ＳＩＭＳ（飛行時時間型二次イオン質量分析）により確認した。現像ローラの表面（縦５ｍｍ、横５ｍｍ、厚み１ｍｍ）をカミソリで切り出し、飛行時間型二次イオン質量分析装置（アルバック・ファイ社製、ＴＯＲＩＦＴＩＶ）にセットし、１エリア（３００μｍ角）を金イオン銃（３０ｋＶ，２００μＡ）で５分間照射し正イオンを測定した。得られたマススペクトルから、アルミニウム由来の質量数２７の強度（Ｉ）と質量数０〜１５００のトータルイオン強度（Ｔ）の比（Ｉ／Ｔ）を算出した。この値（Ｉ／Ｔ）をアルミナ露出指数と定義し、（Ｉ／Ｔ）が０．０１以上であれば、アルミナ粒子が露出していると判断した。
【００８８】
＜４−５．現像部材の帯電付与性の評価＞
現像ローラ１を、下記カラーレーザープリンタ用のプロセスカートリッジに装着し、カラーレーザープリンタ（商品名：ＬＢＰ７７００Ｃ、キヤノン社製）を用いてトナーへの帯電付与性を評価した。評価項目は、トナーの帯電量及びカブリ値である。尚、トナーはＬＢＰ７７００Ｃのシアンプリントカートリッジに搭載されているシアントナーをそのまま使用した。評価手順は以下の通りである。
【００８９】
［初期評価］
温度３０℃、相対湿度９５％の環境下に前記シアンプリントカートリッジを４時間放置後、同環境下にて印字率０％のベタ白画像を記録用紙に出力し、印字途中でカラーレーザープリンタの電源を落とす。この時の感光体と現像ローラのニップ通過前の現像ローラ上のトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を測定する。具体的なトナーの帯電量の測定は、図５に示す、軸径の異なる金属筒を同軸になるように配置した内筒４２、外筒４３からなる２重筒と、内筒４２内に更にトナーを取り入れるためのフィルター（商品名：Ｔｈｉｍｂｌｅ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｎｏ．８６Ｒ  １７×２０×９０  ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）４４を備えたファラデーケージ４０を用いて、現像ローラ上のトナーをエア吸引する。ファラデーケージ４０は、内筒４２と外筒４３が絶縁部材４１で絶縁されており、フィルター４４内にトナーが取り込まれると、トナーの電荷量Ｑによる静電誘導が生じる。この誘起された電荷量ＱをＫＥＩＴＨＬＥＹ社製のクーロンメーター、ＫＥＩＴＨＬＥＹ  ６１６  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＴＥＲにより測定し、フィルター４４内に吸引したトナー質量Ｍで除することにより、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求める。１本の現像ローラに対して、上記操作を３回繰り返しトナーの帯電量を３回測定し、それらの相加平均値を求め、現像ローラのトナー帯電量とする。
【００９０】
さらに、ベタ白画像を出力中にプリンターを停止した際に、中間転写ベルトに転写される前の感光体上に付着した現像剤をテープではがし取り、反射濃度計（商品名：ＴＣ−６ＤＳ／Ａ；東京電色社製）にてテープの反射率Ｒ１を測定し、未使用のテープの反射率Ｒ０基準に対する反射率の低下量「Ｒ０−Ｒ１」（％）を算出し、これをカブリ値とする。これらのカブリ値に基づき、以下の基準で評価した。
【００９１】
ランクＡ：カブリ値が１．５％未満である、
ランクＢ：カブリ値が１．５％以上３．０％未満である、
ランクＣ：カブリ値が３．０％以上４．５％未満である、
ランクＤ：カブリ値が４．５％以上６．０％未満である、
ランクＥ：カブリ値が６．０％以上である。
【００９２】
［長期使用後の評価］
温度３０℃、相対湿度９５％の環境下にて、前記初期評価に用いたシアンプリントカートリッジを、同環境下にて０．２％の印字率の画像を記録用紙に１５０００枚出力する。続いて、このカートリッジを用いて０％のベタ白画像を記録用紙に出力し、印字途中でカラーレーザープリンタの電源を落とす。この時の感光体と現像ローラのニップ通過前の現像ローラ上のトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を、前記初期評価の場合と同様の方法で測定する。また、初期評価の場合の帯電量と耐久使用後の帯電量の差を算出する。さらに、カブリ値の評価も、前記初期評価の場合と同様の方法で行う。
【００９３】
〔実施例２〜８〕
表面層用塗料の材料として表４に示すものを使用し、実施例３〜８においては、２種類以上のアルミナ粒子を混合して用いることによりアルミナ粒子の平均粒子径及び変動係数を調整した。これら以外は、実施例１と同様の方法で、現像ローラ２〜８を作製し評価した。
【００９４】
〔実施例９〜１２〕
表面層用塗料の材料として表４に示すものを使用し、表面層を形成する際の紫外線の照射時間を、それぞれ、３０秒間（実施例９）、１０分間（実施例１０）、２０分間（実施例１１）、及び３０分間（実施例１２）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で、現像ローラ９〜１２を作製し評価した。
【００９５】
〔実施例１３〜１９〕
表面層用塗料の材料として表４に示すものを使用した以外は、実施例１と同様の方法で、現像ローラ１３〜１９を作製し評価した。
【００９６】
【表４】
2017201390.tif 000006
【００９７】
〔比較例１〕
実施例１と同様にして弾性ローラ２１を作製した。表５の成分（１）の欄に示す材料を撹拌混合した。その後、総固形分比３０質量％になるようにメチルエチルケトン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）に溶解、混合の後、サンドミルにて均一に分散した。この混合液にメチルエチルケトンを加え固形分２５質量％に調整したものに表５の成分（２）の欄に示す材料を加え、ボールミルで攪拌分散して、中間層用の塗料を得た。弾性ローラ２１を、この塗料中に浸漬して塗工することにより塗料の膜厚が約１５μｍとなるように塗布した。その後、温度１３０℃にて６０分間加熱して、中間層付きのローラを得た。
【００９８】
次に、アルミナゾル液５２０（日産化学社製）とエタノールを体積比率１：４になるように配合し、攪拌、混合することでコロイダルアルミナ溶液を調製した。前記中間層付きのローラをこのコロイダルアルミナ溶液中へ浸漬して塗工することにより中間層の上に厚み１．５μｍの表面層が形成された、現像ローラ２１を作製した。この現像ローラ２１について、実施例１と同様の方法で評価を行った。
【００９９】
【表５】
2017201390.tif 000007
【０１００】
〔比較例２〕
表面層を形成する際に紫外線照射を行わなかった以外は、実施例１と同様の方法で、現像ローラ２２を作製し評価した。
【０１０１】
〔比較例３〕
１．基体の作製
実施例１と同様の方法で基体２３を得た。
【０１０２】
２．現像ローラの作製
表６に示す材料をバンバリーミキサにて混練りした後、ゴム押出機にて基体２３の外周に２．７７ｍｍのゴム層を設け、１６０℃のオーブンで１時間加熱して、ゴムの加硫を行った。その後、加硫ゴム層に対して円筒研磨機でトラバース研磨、仕上げ研磨として鏡面研磨を施してから、水洗いした。このようにして得られたゴムローラの表面に紫外線照射を行い、ゴム層の表面に酸化膜層を形成した。この紫外線照射は、紫外線照射機（セン特殊光源（株）製「ＰＬ２１−２００」）を用い、ゴムローラと紫外線ランプ間の距離を１０ｃｍとして周方向９０度毎に紫外線（波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍ）を５分間照射する操作を４回繰り返すことによって行い、ローラの全周に酸化膜層を形成させた。このようにして現像ローラ２３を得て、実施例１と同様の方法で評価した。
【０１０３】
【表６】
2017201390.tif 000008
【０１０４】
〔比較例４〕
表面層用塗料の材料として表７に示すものを使用した以外は、実施例１と同様の方法で、現像ローラ２４を作製し評価した。
【０１０５】
【表７】
2017201390.tif 000009
【０１０６】
実施例１〜１９および比較例１〜４の評価結果を表８に示す。
【０１０７】
【表８】
2017201390.tif 000010
【０１０８】
〔評価結果の考察〕
実施例１〜１９の現像ローラはいずれも、表面層にアルミナ粒子と樹脂成分を含有し、表面に複数の凸部を有していた。また、各々の凸部に複数個のアルミナ粒子を含み、凸部に含まれるアルミナ粒子が凸部の表面に露出しており、各々の凸部に含まれる複数のアルミナ粒子間に樹脂が存在しているものであった。そして、実施例１〜１９の現像ローラはいずれも、耐久使用後においてもトナーに対して高い帯電付与性を示した。また、これに伴い、耐久使用後もカブリが良好であった。
【０１０９】
実施例１〜４、及び実施例６、実施例７は、アルミナ粒子の平均粒子径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下、アルミナ粒子の粒子径の変動係数が０．２以上０．８以下である。これに伴い、アルミナの脱落が高いレベルで抑制されるとともに、アルミナ粒子が凸部の表面に均一に露出してより高い帯電付与性を発現する。このため、平均粒子径が５０ｎｍよりも大きい実施例５や、変動係数が０．８０よりも大きい実施例８と比べて、耐久使用後のトナー帯電量が高く、これにより、耐久使用後のカブリも良好であった。
【０１１０】
実施例１、実施例１０、実施例１１は、凸形状の平均高さＲｃが０．１０μｍ以上２．００μｍ以下である。このため、平均高さＲｃが０．１０μｍより小さい実施例９や、平均高さＲｃが２．００μｍより大きい実施例１２と比べて、耐久使用後のトナー帯電量が高く、これにより、耐久使用後のカブリも良好であった。
【０１１１】
実施例１３と実施例１を比較すると、実施例１は、耐久使用後のトナー帯電量がより高く、これにより、耐久使用後のカブリも良好であった。これは、実施例１のアルミナ粒子が球状であることにより、耐久使用によるアルミナ粒子の脱落がより高いレベルで抑制されているためであると考えられる。
【０１１２】
実施例１４と実施例１５を比較すると、含窒素樹脂であるポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）を樹脂成分として含有している実施例１５の方が、耐久使用後のトナー帯電量が高く、これにより耐久使用後のカブリも良好であった。これは、含窒素樹脂の窒素原子とアルミナ粒子との相互作用により、アルミナ粒子の脱落がより高いレベルで抑制されているためであると考えられる。さらに、実施例１５と実施例１を比較すると、ポリウレタン樹脂を樹脂成分として含有している実施例１は、耐久使用後のトナー帯電量がより高く保たれている。これは、ポリウレタン樹脂を樹脂成分として用いることにより、外部からの応力を拡散し、アルミナ粒子の脱落がより高いレベルで抑制されているためであると考えられる。
【０１１３】
実施例１、実施例１７、実施例１８は、表面層のアルミニウム原子濃度が１．５０原子％以上、１０．０原子％以下の範囲に有るため、アルミニウム原子濃度が１．５０原子％未満の実施例１６と比べると耐久使用後のトナー帯電量が高く、これにより、耐久使用後のカブリも良好であった。実施例１９は、トナー帯電量（Ｑ／Ｍ）に関して、初期の値と耐久使用後の値との差（Δ）が、実施例１８におけるそれと比較してわずかに大きかった。これは、実施例１９のＡｌ％が１０．０以上のため、表面層の機械特性がやや低下した影響によるものと考えられる。
【０１１４】
実施例１からアルミナ粒子を除いた構成の比較例４は、初期から耐久使用後に至るまで、トナー帯電量が低くカブリが悪い状態であった。表面にアルミナ粒子を配置した比較例１は、初期の帯電付与性及びカブリは良好であったが、アルミナ粒子間に樹脂が存在しないために、耐久使用によるトナー帯電量の低下とカブリの悪化が見られた。
【０１１５】
比較例２および比較例３に係る現像ローラは、表面層がアルミナ粒子を含むため、比較例４に係る現像ローラと比較して、初期のトナー帯電量が高く、また、カブリも良化している。しかしながら、表面層の表面に凸部を有さず、かつ、アルミナ粒子が露出していないため、各実施例に係る現像ローラと比較して、帯電付与性能は低く、また、カブリ値の評価ランクも悪かった。
【符号の説明】
【０１１６】
１：現像部材
２：表面層
３：基体
４：弾性層
５０１：アルミナ粒子
６：樹脂
２１：像担持体
２２：帯電部材
２３：露光光
２４：現像部材
２８：１次転写部材
２９：２次転写部材
【図１】
2017201390.tif 000011
【図２】
2017201390.tif 000012
【図３】
2017201390.tif 000013
【図４】
2017201390.tif 000014
【図５】
2017201390.tif 000015