(57)【要約】      （修正有）【課題】高品位な電子写真画像を与え得る現像ローラの提供。【解決手段】現像ローラ１は、基体２と、該基体上の導電性弾性層３と、該導電性弾性層３上の複数個の電気絶縁性のドメイン４と、を有し、該現像ローラ１は、その周方向に直交する長手方向の長さＬが２００ｍｍ以上であり、該現像ローラ１の表面は、該ドメイン４の表面と、該ドメイン４で被覆されていない該導電性弾性層３の露出部分とを含み、該ドメイン４が現像ローラ１の表面に凸部５を生じさせており、該導電性弾性層３は、該露出部分において複数個の凸部５を有し、該現像ローラ１のアスカーＣ硬度が、５０度以上、９０度以下である。また、特定条件で測定される電気絶縁性のドメインの表面電位が１０Ｖ以上、１００Ｖ以下であり、導電性弾性層３の露出部分の表面電位が２Ｖ以下であり、導電性弾性層３の露出部分の面積割合が特定範囲内である。【選択図】図１Ａ
2017156745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、
該基体上の導電性弾性層と、
該導電性弾性層上の複数個の電気絶縁性のドメインと、
を有する現像ローラであって、
該現像ローラは、その周方向に直交する長手方向の長さＬが２００ｍｍ以上であり、
該現像ローラの表面は、
該ドメインの表面と、
該ドメインで被覆されていない該導電性弾性層の露出部分と、を含み、
該ドメインは、該現像ローラの表面に凸部を生じさせており、
該導電性弾性層は、該露出部分において複数個の凸部を有し、
該現像ローラのアスカーＣ硬度が、５０度以上、９０度以下であり、
該現像ローラの長手方向に略平行に、かつ、該現像ローラの表面から１ｍｍ離れた位置に放電ワイヤを配置し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境において、該現像ローラと該放電ワイヤとの間に８ｋＶの直流電圧を印加して該現像ローラの表面を帯電させたときの、放電終了相当の、該ドメインの表面電位が１０Ｖ以上、１００Ｖ以下であり、該導電性弾性層の該露出部分の表面電位が２Ｖ以下であり、
該現像ローラの表面をガラス平板に押し当てて、ニップ幅が１．０ｍｍであって、かつ、１．０ｍｍ×Ｌｍｍの面積を有するニップ領域を画定し、該ニップ領域に、一辺が０．３ｍｍの正方形領域を置いたときに、該正方形領域内の該導電性弾性層の該露出部分と該ガラス平板との接触部の面積の総和ＳＴｍｍ２の、該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する割合「１００ＳＴ／０．０９」が、０．５０％以上、１０．００％以下である、
ことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記導電性弾性層の露出部分と前記ガラス平板との接触部の水平フェレ径Ｒが１．０μｍ以上、１５．０μｍ以下である請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記現像ローラの表面に一辺が０．３ｍｍの正方形領域を置いたときに、該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する前記導電性弾性層の露出部分の面積ＳＥｍｍ２の割合「１００ＳＥ／０．０９」が６０％以上、９０％以下である請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記導電性弾性層が、ウレタン樹脂粒子を含み、該導電性弾性層の前記露出部における複数個の前記凸部が、該ウレタン樹脂粒子に由来する凸部である請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記ドメインの体積抵抗率が、１×１０１３Ω・ｃｍ以上、１×１０１７Ω・ｃｍ以下であり、
前記導電性弾性層の体積抵抗率が、１×１０３Ω・ｃｍ以上、１×１０１１Ω・ｃｍ以下である請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記ドメインが、樹脂を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項７】
前記樹脂が、アクリル樹脂である請求項６に記載の現像ローラ。
【請求項８】
前記導電性弾性層が、樹脂またはゴムのいずれか一方または両方と、導電剤とを含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項９】
前記導電性弾性層が、ポリエーテルポリウレタンをバインダーとして含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の現像ローラ。
【請求項１０】
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、
現像装置を備え、
該現像装置は、現像ローラを有しており、
該現像ローラは、
基体と、
該基体上の導電性弾性層と、
該導電性弾性層上の複数個の電気絶縁性のドメインと、を有し、
該現像ローラは、その周方向に直交する長手方向の長さＬが２００ｍｍ以上であり、
該現像ローラの表面は、
該ドメインの表面と、
該ドメインで被覆されていない該導電性弾性層の露出部分と、を含み、
該ドメインは、該現像ローラの表面に凸部を生じさせており、
該導電性弾性層は、該露出部分において複数個の凸部を有し、
該現像ローラのアスカーＣ硬度が、５０度以上、９０度以下であり、
該現像ローラの長手方向に略平行に、かつ、該現像ローラの表面から１ｍｍ離れた位置に放電ワイヤを配置し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境において、該現像ローラと該放電ワイヤとの間に８ｋＶの直流電圧を印加して該現像ローラの表面を帯電させたときの、放電終了相当の、該ドメインの表面電位が１０Ｖ以上、１００Ｖ以下であり、該導電性弾性層の該露出部分の表面電位が２Ｖ以下であり、
該現像ローラの表面をガラス平板に押し当てて、ニップ幅が１．０ｍｍであって、かつ、１．０ｍｍ×Ｌｍｍの面積を有するニップ領域を画定し、該ニップ領域に、一辺が０．３ｍｍの正方形領域を置いたときに、該正方形領域内の該導電性弾性層の該露出部分と該ガラス平板との接触部の面積の総和ＳＴｍｍ２の、該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する割合「１００ＳＴ／０．０９」が、０．５０％以上、１０．００％以下である、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１１】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された該像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、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現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置と、を有する電子写真画像形成装置であって、
該現像装置は現像ローラを有しており、
該現像ローラは、
基体と、
該基体上の導電性弾性層と、
該導電性弾性層上の複数個の電気絶縁性のドメインと、を有し、
該現像ローラは、その周方向に直交する長手方向の長さＬが２００ｍｍ以上であり、
該現像ローラの表面は、
該ドメインの表面と、
該ドメインで被覆されていない該導電性弾性層の露出部分と、を含み、
該ドメインは、該現像ローラの表面に凸部を生じさせており、
該導電性弾性層は、該露出部分において複数個の凸部を有し、
該現像ローラのアスカーＣ硬度が、５０度以上、９０度以下であり、
該現像ローラの長手方向に略平行に、かつ、該現像ローラの表面から１ｍｍ離れた位置に放電ワイヤを配置し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境において、該現像ローラと該放電ワイヤとの間に８ｋＶの直流電圧を印加して該現像ローラの表面を帯電させたときの、放電終了相当の、該ドメインの表面電位が１０Ｖ以上、１００Ｖ以下であり、該導電性弾性層の該露出部分の表面電位が２Ｖ以下であり、
該現像ローラの表面をガラス平板に押し当てて、ニップ幅が１．０ｍｍであって、かつ、１．０ｍｍ×Ｌｍｍの面積を有するニップ領域を画定し、該ニップ領域に、一辺が０．３ｍｍの正方形領域を置いたときに、該正方形領域内の該導電性弾性層の該露出部分と該ガラス平板との接触部の面積の総和ＳＴｍｍ２の、該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する割合「１００ＳＴ／０．０９」が、０．５０％以上、１０．００％以下である、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】
本発明は現像ローラ、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】
電子写真画像形成装置において、現像装置は、通常、下記（１）〜（３）の如き電子写真用部材を具備している。
（１）現像剤容器内に存在し、現像ローラにトナーを供給する現像剤供給ローラ；
（２）現像ローラ上にトナー層を形成し、現像ローラ上のトナーを一定量にする現像剤量規制部材；
（３）トナーを収納する現像剤容器の開口を閉塞し、且つ、一部を容器外に露出させ、この露出部分が感光体に対向するように配置され、感光体にトナーを現像する現像ローラ。
【０００３】
特許文献１には、現像部材のトナー搬送力を向上させるために、導電部の表面に電気抵抗値が高い誘電部を設け、帯電させた誘電部にトナーを電気的に吸着させてトナーを搬送することができる現像ローラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８６４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らの検討によれば、特許文献１に係る現像ローラは、表面の誘電部の存在によって優れたトナー搬送力を有するものの、当該現像ローラを用いて形成される電子写真画像の品位は、必ずしも満足し得るものではなかった。特に、特許文献１に係る、新品の現像ローラを装着した電子写真画像形成装置を用いて、例えば、温度１５℃、相対湿度１０％の如き低温低湿環境下で電子写真画像の形成を行った場合における、電子写真画像の形成開始直後に得られた電子写真画像は、特に、その品位が十分なものではなかった。
【０００６】
本発明は、優れたトナー搬送能力を備えると共に、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資する現像ローラの提供に向けたものである。また、本発明は、高品位な電子写真画像の安定した形成に資するプロセスカートリッジおよ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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
基体と、
該基体上の導電性弾性層と、
該導電性弾性層上の複数個の電気絶縁性のドメインと、
を有する現像ローラであって、
該現像ローラは、その周方向に直交する長手方向の長さＬが２００ｍｍ以上であり、
該現像ローラの表面は、
該ドメインの表面と、
該ドメインで被覆されていない該導電性弾性層の露出部分と、を含み、
該ドメインは、該現像ローラの表面に凸部を生じさせており、
該導電性弾性層は、該露出部分において複数個の凸部を有し、
該現像ローラのアスカーＣ硬度が、５０度以上、９０度以下であり、
該現像ローラの長手方向に略平行に、かつ、該現像ローラの表面から１ｍｍ離れた位置に放電ワイヤを配置し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境において、該現像ローラと該放電ワイヤとの間に８ｋＶの直流電圧を印加して該現像ローラの表面を帯電させたときの、放電終了相当の、該ドメインの表面電位が１０Ｖ以上、１００Ｖ以下であり、該導電性弾性層の該露出部分の表面電位が２Ｖ以下であり、
該現像ローラの表面をガラス平板に押し当てて、ニップ幅が１．０ｍｍであって、かつ、１．０ｍｍ×Ｌｍｍの面積を有するニップ領域を画定し、該ニップ領域に、一辺が０．３ｍｍの正方形領域を置いたときに、該正方形領域内の該導電性弾性層の該露出部分と該ガラス平板との接触部の面積の総和ＳＴｍｍ２の、該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する割合「１００ＳＴ／０．０９」が、０．５０％以上、１０．００％以下である、現像ローラが提供される。
【０００８】
また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、現像装置を備え、該現像装置が前記現像ローラ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。
【０００９】
更に本発明の一態様によれば、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された該像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、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現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置とを有する電子写真画像形成装置において、該現像装置が前記現像ローラを有している電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、優れたトナー搬送能力を備えると共に、高品位な電子写真画像の安定的な形成に資する現像ローラが提供される。また、本発明により、高品位な電子写真画像の安定した形成に資するプロセスカートリッジおよ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】
【００１１】
【図１Ａ】本発明に係る現像ローラの長手方向に直交する方向の断面における構成を示す概略図である。
【図１Ｂ】本発明の一態様に係る現像ローラの概略構成を示す正面拡大図である。
【図２Ａ】本発明の一態様に係る現像ローラの効果発現メカニズムの説明図であって、現像ローラ上のトナーが感光体に移動した直後の状態を示す。
【図２Ｂ】本発明の一態様に係る現像ローラの効果発現メカニズムの説明図であって、感光体に付着したトナーが再配置されている状態を示す。
【図３】現像ローラの評価装置の説明図である。
【００１２】
【図４】現像ローラの評価方法の説明図である。
【図５】現像ローラの評価結果の一例を示す図である。
【図６】現像ローラの評価結果の他の例を示す図である。
【図７】本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置の概略図である。
【図８】本発明の一態様に係る電子写真プロセスカートリッジの概略図である。
【図９】従来の現像ローラを用いて感光体上の静電潜像を現像したときの感光体上のトナー量のムラの状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
特許文献１に係る現像ローラを用いて形成される電子写真画像が、その品位において未だ十分でない理由を本発明者らは以下のように推察している。
【００１４】
電気絶縁性ドメイン（以降、「絶縁性ドメイン」ともいう）と、導電部とを有する表面を具備する現像ローラは、絶縁性ドメインが帯電することにより、絶縁性ドメインと導電部との間に電界が生じ、クーロン力およびグラディエント力によってトナーが絶縁性ドメインに吸着される。そのため、安定した量のトナーを現像領域に確実に搬送し得る。また、絶縁性ドメインのサイズを大きくし、また、絶縁性ドメインの帯電量を大きくすることで、絶縁性ドメインの電位を高くすることができ、その結果、絶縁性ドメインのトナー搬送力を大きくすることができる。絶縁性ドメインは、トナーとの摺擦や、当接する部材との摺擦によって帯電させられるため、絶縁性ドメインを凸形状とすることにより、トナー、当接部材との摺擦機会を増加させることができ、絶縁性ドメインの帯電量をより一層大きくすることができる。
【００１５】
一方、現像ローラに担持されたトナーは、現像領域に搬送され、感光体（像担持体）上の静電潜像を現像するが、当該現像は、主に現像ローラと感光体との間の電位差により行われる。ここで、現像領域においては、絶縁性ドメインと導電部との間で、現像電位コントラストに差が生じる。その結果、図９に示すように、感光体９０１の表面の、現像ローラ９０２の絶縁性ドメイン９０３と対向している部分に付着したトナー（９０６）の量と、導電部９０４と対向している部分に付着したトナー（９０５）の量とが異なる。すなわち、感光体に付着したトナーの量にムラが生じることとなる。そして、感光体上の、場所によって付着したトナー量に差があるトナー像が、そのまま、紙の如き記録媒体に転写されると、濃度ムラを有する、品位の低下した電子写真画像が形成される。特に、低温低湿環境下では、絶縁性ドメインの電気抵抗が高くなり、絶縁性ドメインと導電部との間での現像電位コントラストが大きくなるため、電子写真画像の品位は、より低下しやすくなると考えられる。
【００１６】
このような考察に基づき、本発明者らは更なる検討を重ねた結果、下記の如き構成を有する現像ローラは、優れたトナー搬送性を有し、かつ、絶縁性ドメインと導電部との間の現像電位コントラストに起因する、感光体表面の静電潜像を現像するトナー量のムラに起因する電子写真画像へのガサツキの発生を抑制し得ることを見出した。
【００１７】
すなわち、本発明の一態様に係る現像ローラは、基体と、該基体上の導電性弾性層と、該導電性弾性層上の複数個の絶縁性ドメインと、を有する。そして、該現像ローラは、その周方向に直交する長手方向の長さＬが２００ｍｍ以上であり、該現像ローラの表面は、該絶縁性ドメインの表面と、該絶縁性ドメインで被覆されていない該導電性弾性層の露出部分と、を含む。また該絶縁性ドメインは、該現像ローラの表面に凸部を生じさせており、該導電性弾性層は、該露出部分において複数個の凸部を有する。また、該現像ローラのアスカーＣ硬度が、５０度以上、９０度以下である。
【００１８】
さらに、該現像ローラの長手方向に略平行に、かつ、該現像ローラの表面から１ｍｍ離れた位置に放電ワイヤを配置し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境において、該現像ローラと該放電ワイヤとの間に８ｋＶの直流電圧を印加して該現像ローラの表面を帯電させたときの、放電終了相当の、該絶縁性ドメインの表面電位が１０Ｖ以上、１００Ｖ以下であり、該導電性弾性層の該露出部分の表面電位が２Ｖ以下である。
【００１９】
さらに、該現像ローラの表面をガラス平板に押し当てて、ニップ幅が１．０ｍｍであって、かつ、１．０ｍｍ×Ｌｍｍの面積を有するニップ領域を画定し、該ニップ領域に、一辺が０．３ｍｍの正方形領域を置いたときに、該正方形領域内の該導電性弾性層の該露出部分と該ガラス平板との接触部の面積の総和ＳＴｍｍ２の、該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する割合「１００ＳＴ／０．０９」が、０．５０％以上、１０．００％以下である。
【００２０】
図１Ａは、本態様に係る現像ローラ１の長手方向に直交する方向の断面図である。図１Ｂは、現像ローラ１の正面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、現像ローラ１は、基体２、該基体上の導電性弾性層３、及び該導電性弾性層上の複数個の絶縁性ドメイン４を有している。各々の絶縁性ドメインは、現像ローラの表面に凸部を生じさせている。また、絶縁性ドメイン４で被覆されていない、導電性弾性層３の露出部において、導電性弾性層は凸部５を有している。すなわち、現像ローラ１の表面は、絶縁性ドメイン４で構成されている凸部と、導電性弾性層で構成されている凸部とを有している。
【００２１】
本態様に係る現像ローラは、優れたトナーの搬送能力を備えると共に、現像ムラに起因する画像品位の低下を抑制し得る。本発明者らは、その理由を以下のように推察している。
【００２２】
図２Ａは、現像領域において、現像ローラ１の表面に担持されてなるトナー粒子が、感光体６の静電潜像に付着した直後の状態を模式的に示したものである。
【００２３】
図２Ａに示したように、感光体６の、現像ローラの絶縁性ドメイン４で被覆されておらず、導電性弾性層３が露出している部分に対向している部分７０１には、絶縁性ドメイン４に対向している部分７０２と比較してより多くのトナー粒子７０３が付着し、所謂、現像ムラが生じている。
【００２４】
ところで、導電性弾性層の凸部５は、絶縁性ドメイン４と異なり、殆んど帯電していない。そのため、現像工程において、現像ローラの導電性弾性層の凸部５は、感光体の表面に近接していき、接触する。その過程において、図２Ｂに示すように、感光体６表面の、導電性弾性層３が露出している部分に対向している部分７０１に付着したトナーの塊りを、導電性弾性層の凸部５が、トナー粒子に電気的な作用をほとんど及ぼすことなく機械的に崩してトナーを再配置させる。その結果、現像ムラが抑制され、高品位な電子写真画像の形成が可能になると考えられる。
【００２５】
上記のメカニズムから、現像ローラと感光体との間に周速差が有る場合には、導電性弾性層の凸部５によって、トナーの塊を崩す作用が、より良く働くことが理解できる。
【００２６】
現像ローラは、アスカーＣ硬度で、５０度以上、９０度以下である。このような硬度範囲であることにより、感光体に接触するのに最適な硬度範囲になり、トナーの劣化を抑えつつ、トナーの塊を崩し、現像ムラの解消を図ることができると考えられる。さらに、現像ローラのアスカーＣ硬度を、５０度以上、９０度以下にすることで現像ローラの長手方向に対して現像ニップ幅を均一にすることができ、トナーの転動による再配置を現像ローラの長手方向で均一に行えていると考えられる。上記のトナー再配置は導電性弾性層の凸部以外の手段でも可能であると考えられるが、凸部があることにより効果的に行えると考えられる。
【００２７】
絶縁性ドメインは、現像ローラの表面に凸部を生じさせている。また、絶縁性ドメインは、現像ローラの長手方向に略平行に、かつ、該現像ローラの表面から１ｍｍ離れた位置に放電ワイヤを配置し、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下において、現像ローラと該放電ワイヤとの間に８ｋＶの直流電圧を印加して該現像ローラの表面を帯電させたときの放電終了相当の、絶縁性ドメインの表面電位が１０Ｖ以上、１００Ｖ以下である。絶縁性ドメインの表面電位を上記範囲内とすることで、現像ローラが電子写真画像形成装置内で使用されている場合でも絶縁性ドメインが帯電されるため、長期に亘る使用後におけるトナーの搬送性を確保することができる。
【００２８】
また、導電性弾性層は凸部を有し、絶縁性ドメインと同様な方法で測定した場合の表面電位が２Ｖ以下である。この表面電位を２Ｖ以下とすることで、絶縁性ドメインによって生じたトナーの塊りを機械的に崩したりトナーを転動させたりすることでトナーの塊を再配置させ、現像ムラの抑制を行うことができる。
【００２９】
尚、上記表面電位は以下のように測定される。測定装置はコロナ放電装置であり、ＤＲＡ−２０００Ｌ（商品名、ＱＥＡ社製）が使用される。この装置にはコロナ放電器と表面電位計のプローブが一体化されたヘッドが備え付けられており、コロナ放電を行いながら、ヘッドを移動させることができる。
【００３０】
先ず、装置内に現像ローラと同じ外径を有するＳＵＳ３０４製のマスターを設置し、このマスターをアースに短絡する。ついでマスターの表面と表面電位計のプローブとの距離を０．７６ｍｍに調整し、表面電位計をゼロに校正する。上記校正後、マスターを取り外し、測定対象の現像ローラを装置内に設置する。帯電条件を、コロナ放電器のバイアス設定を＋８ｋＶ、スキャナの移動速度を４００ｍｍ／ｓｅｃとして現像ローラを帯電させる。
【００３１】
次に表面電位は、例えば、「ＬｅｎｓＡＦＭ」（商品名、Ｎａｎｏｓｕｒｆ社製）の如き原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope、AFM）を用いて、以下の操作で測定することができる。周波数ωｒでカンチレバーを強制振動させ、同時に信号発生器ＷＦ１９７３（エヌエフ回路設計ブロック製）を用いてカンチレバーと現像ローラとの間に周波数ωの交流電圧Ｖａｃとある直流電圧Ｖｏｆｆを印加する。カンチレバーからの出力信号には周波数ωｒ成分とカンチレバーと現像ローラとの間の電位差に依存する周波数ωの成分が含まれる。まず、７２８０型  ２ＭＨｚ広帯域ＤＳＰロックインアンプ（ＡＭＥＴＥＫ製）でωｒの位相成分を取り出す。さらにもう一台の７２８０型  ２ＭＨｚ広帯域ＤＳＰロックインアンプ（ＡＭＥＴＥＫ製）を用いてω成分の振幅成分を取り出し、これが最小となる直流電圧Ｖｏｆｆを求め、電位とする。カンチレバーはＮａｎｏＷｏｒｌｄ社製チップレスカンチレバー（共振周波数７５ｋＨｚ）を使用する。カンチレバーと現像ローラの配置は、上から見た時にカンチレバー先端から現像ローラの中心部までの距離が１３μｍ、カンチレバー先端部から現像ローラまでの高さ方向の距離が１５μｍになるように調整する。
【００３２】
この電位は時間とともに減衰するため、電位の経時変化を測定し、以下の式を用いて最小二乗法でフィッティングし、初期電位Ｖ０を算出し、値Ｖ０を放電終了相当の電位とする。Ｖ＝Ｖ０ｅｘｐ（−α×√ｔ）＋Ｃｏｎｓｔ。その際、放電終了から、３０秒後、１分後、５分後、１０分後におけるＶを測定することにより算出する。ここで、ｔは時間、αは所定の定数である。
上記測定を、絶縁性ドメイン、導電性弾性層の凸部に対して行い、各測定部のＶ０を算出する。これを各測定部に対して９点行いその平均値を各測定部における表面電位とする。
【００３３】
以下、本発明の現像ローラの構成部材等を詳細に説明する。
【００３４】
〔基体〕
基体は、導電性を有し、その上に設けられる導電性弾性層を支持する機能を有する。材質としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケルの如き金属；これらの金属を含むステンレス鋼、ジュラルミン、真鍮及び青銅の如き合金等を挙げることができる。基体の表面には、耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理を施すことができる。さらに、基体としては、樹脂製の基材の表面を金属で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。
【００３５】
〔絶縁性ドメイン〕
絶縁性ドメインの体積抵抗率は、１×１０１３Ω・ｃｍ以上、１×１０１７Ω・ｃｍ以下、特には、１×１０１４Ω・ｃｍ以上、１×１０１７Ω・ｃｍ以下、であると該絶縁性ドメインを、より帯電させやすい為好ましい。
【００３６】
絶縁性ドメインの構成材料としては、例えば、樹脂、金属酸化物が挙げられる。なかでも、より容易に帯電させ得る樹脂が好ましい。
【００３７】
樹脂の具体例を以下に挙げる。アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂。
【００３８】
中でも、アクリル樹脂は、該ドメインの体積抵抗率を上記の範囲内に容易に調整し得るため、好ましい。アクリル樹脂としては、具体的には、例えば以下の単量体を原料とする重合体及び共重合体が挙げられる。メチルメタクリレート、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノールアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、４−エトキシ化ノニルフェノールアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート。
【００３９】
絶縁性ドメインを凸状に形成する方法としては、絶縁性ドメインの構成材料を、各種印刷方法を用いて導電性弾性層上に適用（apply）して凸形状の絶縁性ドメインを形成する方法が挙げられる。具体的には、導電性弾性層の表面に複数個の絶縁性ドメインを存在させるためには、ジェットディスペンサー法、インクジェット法、及びスプレー法が好ましい。
【００４０】
絶縁性ドメインの大きさは、トナー搬送力の観点から、直径１０μｍ以上が好ましく、画質の観点から直径１００μｍ以下が好ましい。また、直径３０μｍ以上、７０μｍ以下がより好ましい。絶縁性ドメインの配置密度は、トナー搬送力の観点から、１ｍｍ２四方に１０個以上、１０００個以下存在することが好ましく、５０個以上、３００個以下がより好ましい。絶縁性ドメインの高さは、トナー搬送力の観点から、１．０μｍ以上、１５．０μｍ以下が好ましく、３．０μｍ以上、８．０μｍ以下がより好ましい。絶縁性ドメインの直径、高さ、配置密度はレーザー顕微鏡（商品名：ＶＫ−８７００、キーエンス社製）により５０倍対物レンズを用いて観察することにより以下のように測定可能である。レーザー顕微鏡により得られた観察像の傾き補正を行う。傾き補正は二次曲面補正モードで行う。画像内におさまっている絶縁性ドメインについて測定を行う。その際、視野内における水平フェレ径と垂直フェレ径の相加平均を直径とする。また、高さは絶縁性ドメインの最上点と最下点の差を高さとする。これらの値は任意の絶縁性ドメイン１０点について観察を行い、得られた値の相加平均値を採用する。配置密度は任意の観察像１０点の平均値とする。
【００４１】
〔導電性弾性層〕
導電性弾性層は、バインダーとして、樹脂及びゴムのいずれか一方または両方を含む。樹脂及びゴムとしては、具体的には、例えば以下が挙げられる。
【００４２】
ポリウレタン樹脂、ポリアミド、尿素樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−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。
【００４３】
これらのうち、ポリウレタン樹脂が、トナーへの摩擦帯電性能に優れ、且つ柔軟性に優れる為にトナーとの接触機会を得られやすく、且つ耐摩耗性を有するので好ましい。また、導電性弾性層を２層以上の積層構成にする場合もポリウレタン樹脂を最表面の導電性弾性層として用いることが好ましい。ポリウレタン樹脂としてはエーテル系ポリウレタン樹脂、エステル系ポリウレタン樹脂、アクリル系ポリウレタン樹脂、カーボネート系ポリウレタン樹脂が挙げられる。これらの中でも、トナーと適度な摩擦性を有しトナーを転動させ易いこと、且つ柔軟性を有しトナーの塊りを崩し易いことから、ポリエーテルポリウレタン樹脂が好ましい。
【００４４】
ポリエーテルポリウレタン樹脂は公知のポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物との反応により得ることができる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが挙げられる。また、これらのポリオール成分は、必要に応じて、予め２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−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）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等のイソシアネートにより鎖延長したプレポリマーとしてもよい。
【００４５】
これらのポリオール成分と反応させるイソシアネート化合物としては特に限定されず、例えば以下が挙げられる。エチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）の如き脂肪族ポリイソシアネート；イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキサン１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネートの如き脂環族ポリイソシアネート；２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−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）の如き芳香族ポリイソシアネート；及びこれらの変性物や共重合物、そのブロック体。
【００４６】
また、導電性弾性層を２層以上の積層構成にする場合、基体上の導電性弾性層を構成する材料としては、シリコーンゴムが好ましい。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、ポリフェニルビニルシロキサン、及びこれらのシロキサンの共重合体を挙げることができる。これらの樹脂及びゴムは、必要に応じて１種単独で又は２種以上を組合せて用いることができる。なお、樹脂及びゴムの材質は、導電性弾性層をフーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定することにより同定することができる。
【００４７】
［導電剤］
導電性弾性層の露出部分の表面電位を２Ｖ以下にする為に、導電性弾性層は導電剤を含有することが好ましい。導電剤としては、イオン導電剤やカーボンブラック等の電子導電剤が挙げられるが、カーボンブラックが導電性弾性層の導電性と導電性弾性層のトナーに対する帯電性能とを制御することができるため好ましい。導電性弾性層の体積抵抗率は、１×１０３Ω・ｃｍ以上、１×１０１１Ω・ｃｍ以下、特には、１×１０４Ω・ｃｍ以上、１×１０８Ω・ｃｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００４８】
上記カーボンブラックとしては、具体的には、「ケッチェンブラック」（商品名、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）、アセチレンブラックの如き導電性カーボンブラック；ＳＡＦ（Super Abrasion Furnace）、ＩＳＡＦ（Intermediate SAF）、ＨＡＦ（High Abrasion Furnace）、ＦＥＦ（Fast Extruding Furnace）、ＧＰＦ（General Purpose Furnace）、ＳＲＦ（Semi-Reinforcing Furnace）、ＦＴ（Fine Thermal）、ＭＴ（Medium Thermal）等のゴム用カーボンブラックを挙げることができる。その他、酸化処理を施したカラーインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックの添加量は、樹脂またはゴム１００質量部に対し５質量部以上５０質量部以下であることが好ましい。導電性弾性層中におけるカーボンブラックの含有量は熱重量分析装置（ＴＧＡ）を用いて測定することができる。
【００４９】
なお、絶縁性ドメインおよび導電性弾性層の体積抵抗値を現像ローラから測定する方法としては、例えば、下記の如き方法が挙げられる。
【００５０】
現像ローラから絶縁性ドメイン領域、及び導電性弾性層領域それぞれを切り出し、ミクロトームで平面サイズ５０μｍ四方、厚みｔが１００ｎｍの薄片サンプルを作成する。次に、この薄片サンプルを金属平板上に設置し、上方から、押しつけ面の面積Ｓが１００μｍ２の金属端子で薄片サンプルを押し当てる。この状態で、金属端子と金属平板間にＫＥＩＴＨＬＥＹ社エレクトロメーター６５１７Ｂにより１０Ｖの電圧を印加することにより抵抗Ｒが求められる。この抵抗Ｒから、体積抵抗率ρｖ（Ω・ｃｍ）を、下記数式（１）を用いて算出する。
数式（１）
ρｖ＝Ｒ×Ｓ／ｔ。
【００５１】
上記カーボンブラックの他、使用可能な導電剤としては、以下のものを挙げることができる。天然グラファイト、人造グラファイトの如きグラファイト；銅、ニッケル、鉄、アルミニウムの如き金属粉；酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫の如き金属酸化物粉；ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレンの如き導電性高分子。これらは必要に応じて１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
［アスカーＣ硬度］
本態様に係る現像ローラは、その表面において測定されるアスカーＣ硬度が、５０度以上、９０度以下である。硬度を上記数値範囲内とすることによって、感光体上の静電潜像を接触現像する際に、トナー粒子の劣化を抑制しつつ、感光体上のトナーの再配置を行うことが可能である。さらに、硬度を上記数値範囲内とすることで現像ローラの長手方向に対して現像ニップ幅を均一にすることができ、トナーの転動による再配置を現像ローラの長手方向で均一に行うことができる。
【００５３】
アスカーＣ硬度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３１２−１９９６に記載のタイプＣ型硬度計（アスカーＣ型スプリング式ゴム硬度計、高分子計器社製）を用いて温度２３℃、相対湿度５５％の環境下で行うことができる。温度２３℃、相対湿度５５％の環境下に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秒後の値を測定値とする。測定位置は、現像ローラの長手方向中央部と、中央部から両端部方向へ各９０ｍｍの位置の３か所について、それぞれ周方向（角度１２０°間隔）の３か所の、合計９箇所である。これら９箇所における測定値の相加平均値をアスカーＣ硬度とする。
【００５４】
導電性弾性層の厚さが０．４ｍｍ以上、５ｍｍ以下であると、アスカーＣ硬度を基体の影響をうけることなく本発明の範囲内に収めることが容易となり好ましい。導電性弾性層の厚さは、断面を光学顕微鏡で観察・測定することにより求めることができる。また、導電性弾性層の材料としてシリコーンゴム、ポリウレタン樹脂を使用することで現像ローラのアスカーＣ硬度を本発明の範囲内に収めることが容易となり好ましい。
【００５５】
［導電性弾性層の凸部］
現像ローラの表面は、絶縁性ドメインで被覆されていない導電性弾性層の露出部分を含み、該導電性弾性層の露出部分は凸部（図１（ａ）、図１（ｂ）における符号５）を有している。
【００５６】
［凸部の面積割合］
本態様に係る現像ローラにおいて、該凸部は、特定の面積割合を有する。すなわち、本態様に係る現像ローラは、その周方向に直交する長手方向の長さＬが２００ｍｍ以上である。そして、現像ローラの表面をガラス平板に押し当てて、ニップ幅が１．０ｍｍであって、かつ、１．０ｍｍ×Ｌｍｍの面積を有するニップ領域を画定し、該ニップ領域に、一辺が０．３ｍｍの正方形領域（面積０．０９ｍｍ２）を置いたと仮定したとき、該正方形領域内の絶縁性ドメインで被覆されていない導電性弾性層の露出部分とガラス平板との接触部の面積の総和ＳＴｍｍ２の、該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する割合「１００ＳＴ／０．０９」が、０．５０％以上、１０．００％以下である。
【００５７】
以下、上記面積の総和ＳＴｍｍ２を「凸部接触面積」という場合がある。また上記割合「１００ＳＴ／０．０９」を「凸部接触率」という場合がある。
【００５８】
「１００ＳＴ／０．０９」値が０．５０％未満であると、導電性弾性層の露出部分によるトナー層の再配置が不十分となり、現像時に微小な濃淡ムラが残り画像のガサツキが生じる場合がある。また、「１００ＳＴ／０．０９」値が１０．００％超であると、トナーの再配置が大きくなりすぎてスジ状の画像が発生する場合がある。
【００５９】
また、「１００ＳＴ／０．０９」値が、１．００％以上５．００％以下であると、導電性弾性層の露出部分によるトナーの転動や再配置を生じさせやすくなり、トナーの濃淡ムラを、より一層解消し得る為、好ましい。
【００６０】
ＳＴ値は以下のように測定される。ガラス平板としては、例えば、材質：ＢＫ７、面精度：両面光学研磨面、平行度：１分以内、厚み：２ｍｍのガラス平板が用いられる。図３に示すステージ４２、ガラス平板４１、顕微鏡４３を有する冶具を用いる。ステージは平滑であり現像ローラを水平に固定可能である。ガラス平板は上下に移動可能であり現像ローラを下方に押圧した際に形成されるニップ幅は、顕微鏡４３により測定が可能である。現像ローラの表面とガラス平板が接触する最外部をニップ端部とし、両ニップ端部（図４の符号４４）の距離をニップ幅とする。最外部となる現像ローラの表面の領域は導電性弾性層と絶縁性ドメインのどちらであっても良い。
【００６１】
ステージに固定された現像ローラに対してガラス平板を下方に移動させて、ニップ幅が１．０ｍｍとなるように、幅５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚み２ｍｍのガラス平板（材質：ＢＫ７、面精度：両面光学研磨面、平行度：１分以内）によって現像ローラを押圧する。
【００６２】
その際、現像ローラとガラス平板の接触面をガラス平板側からビデオマイクロスコープ（商品名：ＤＩＧＩＴＡＬ  ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ  ＶＨＸ−５００、株式会社キーエンス社製）を用いて、観察倍率２００倍で観察し、ニップ幅を調整する。
【００６３】
次に図４に示すよう、得られた画像の中央において一辺０．３ｍｍの正方形を観察エリア４５とし、観察エリア内における導電性弾性層の露出部分とガラス平板との接触面積の総和を測定する。その際、上記顕微鏡の観察倍率は５００倍とする。また、観察光の入射角を平板表面法線方向に対して９０°の角度（真横）にする。観察光の角度を本角度とすることで現像ローラ表面観察像の中で、ガラス平板との接触領域のみを暗くすることが出来る。
【００６４】
次に、画像解析ソフトウェア（「ＩｍａｇｅＰｒｏＰｌｕｓ」（商品名、Media Cybernetics社製）を用いて、図５に示すように、現像ローラの導電性弾性層の露出部分とガラス平板との間に形成される接触領域４６（以下、「凸部接触領域」という場合がある。）のみを抽出し、２値化処理を行い、観察エリア内における接触領域の面積の総和をＳＴ’ｍｍ２とする。なお、図５における符号４７は、絶縁性ドメインの表面とガラス平板との間に形成される接触領域を示す。この測定を、現像ローラの長手方向中央部と、中央部から両端部方向へ各９０ｍｍの位置の３か所について、それぞれ周方向（１２０度間隔）の３か所の、合計９箇所において行う。これら９箇所における面積ＳＴ’ｍｍ２の平均値をＳＴ（凸部接触面積）ｍｍ２とする。
【００６５】
「ＩｍａｇｅＰｒｏＰｌｕｓ」を用いた２値化処理と面積の算出の方法は、以下のようにして行う。
【００６６】
ツールバーの「測定」から「カウント／サイズ」、「オプション」の順に選択し、二値
化条件を設定する。オブジェト抽出オプションの中で８連結を選択し、平滑化を０とする。その他、予め選別、穴を埋める、包括線は選択せず、「境界線を除外」は「なし」とする。ツールバーの「測定」から「測定項目」を選択し、面積の選別レンジに２〜１０７と入力する。
【００６７】
次に、矩形ＲＯＩによりツールバーの「測定」から導電性弾性層の露出部分とガラス平板との間に形成される接触領域４６を内包するように選択し、「暗い色のオブジェクトを自動抽出」させることにより２値化を行う。面積はツールバーの「表示」から「測定データ」を選択することでピクセル単位での面積を得ることができる。次に観察像の１ピクセルにおける長さの関係から接触領域４６の面積が得られる。このようにして、観察エリアの接触領域４６すべての面積を測定し合計することによりＳＴ’ｍｍ２が得られる。
【００６８】
「１００ＳＴ／０．０９」（凸部接触率）値を、０．５０％以上、１０．００％以下とするためには、導電性弾性層中に粗面化粒子を含有させ、導電性弾性層の表面に該粗面化粒子に由来の凸部を形成させることが好ましい。粗面化粒子の平均粒子径Ｄ５０は、１μｍ以上、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００６９】
尚、粗面化粒子の粒子径は、ＦＩＢ−ＳＥＭクロスビーム装置（ＮＶｉｓｉｏｎ４０：カールツァイス（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ）社製）を用いてＦＩＢによって断面を削り加工しながら、走査型電子顕微鏡により測定可能である。測定された粒子径に基づき平均粒子径Ｄ５０を測定可能である。導電性弾性層中の該粗面化粒子の量は、導電性弾性層のマトリックスとしての樹脂またはゴムを基準として、１質量％以上、５０質量％以下であることが好ましい。粗面化粒子としては、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等の微粒子を用いることができる。これらの中でも、ポリウレタン樹脂粒子は柔軟である為、導電性弾性層の凸部接触率を、０．５０％以上、１０．００％以下の範囲内に調整することがより一層容易であり好ましい。導電性弾性層は２層以上とし、最表面の導電性弾性層に粒子を含有させることが好ましい。その際、最表面の導電性弾性層は膜厚が５〜１５μｍであることが好ましい。本発明の導電性弾性層はディップ塗工、スプレー塗工等の方法で形成可能である。
【００７０】
「１００ＳＴ／０．０９」（凸部接触率）値を、０．５０％以上、１０．００％以下とするためには、絶縁性ドメインの高さ、絶縁性ドメインの配置間隔によっても制御可能であり、好ましくは略半球形状の絶縁性ドメインが高さ２．０μｍ以上、１３．０μｍ以下であり、配置間隔が７５μｍ以上、１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００７１】
［導電性弾性層の凸部の密度］
凸部の配置密度は、トナー再配置の観点から、１ｍｍ２四方に５個以上、５０００個以下であることが好ましく、２５０個以上、１５００個以下であることがより好ましい。
【００７２】
［水平フェレ径Ｒ］
導電性弾性層の「凸部接触領域」は、現像ローラと感光体との間の現像ニップにおいて、現像ローラと感光体とが最近接する領域である。本発明者らの検討により、導電性弾性層の「凸部接触領域」の各々のサイズであって現像ローラの長手方向に対して平行な方向の長さの最大値を「水平フェレ径Ｒ」とし、この「水平フェレ径Ｒ」を所定の範囲内の値に設定することで、感光体に付着したトナーの量のムラを、より一層解消しやくなる。
【００７３】
水平フェレ径Ｒは、１．０μｍ以上１５．０μｍ以下であることが好ましい。水平フェレ径Ｒを１．０μｍ以上とすることで、現像ニップにおいて導電性弾性層の凸部によるトナーの転動や再配列を生じやすくなり、トナーの濃淡ムラをより解消しやすくなる。また水平フェレ径Ｒを１５．０μｍ以下とすることで、現像ローラの長手方向におけるトナーの濃淡ムラを解消しやすくなる。
【００７４】
尚、水平フェレ径Ｒは以下のように測定される。前記ＳＴの測定において得られた観察画像を用い、画像内におさまっている導電性弾性層の「凸部接触領域」について測定を行う。その際、図６に示すように「凸部接触領域」に外接する長方形の一辺が現像ローラの長手方向に対して平行になるように描き、その辺の長さの最大値を水平フェレ径Ｒ’とする。前記ＳＴの測定と同様にして、現像ローラの９箇所について測定を行い、得られた値の相加平均値を水平フェレ径Ｒとする。その際、測定対象とされる「凸部接触領域」は、一辺０．３ｍｍの正方形のエリア内に完全に含まれる「凸部接触領域」であって、完全には含まれない「凸部接触領域」は測定対象としない。
【００７５】
水平フェレ径Ｒを１．０μｍ以上、１５．０μｍ以下とするためには、導電性弾性層内に含有される粒子の平均粒子径Ｄ５０は、１μｍ以上、３０μｍ以下であることが好ましい。また導電性弾性層を２層以上の構成とし、その最表層中に粒子を含有させると共に、最表層の膜厚を５〜３０μｍとすることが好ましい。
【００７６】
［露出部分の面積割合］
現像ローラは、現像ローラの表面に、一辺が０．３ｍｍの正方形領域を置いたときに、該正方形領域内の、絶縁性ドメインで被覆されていない該導電性弾性層の露出部分の面積を“ＳＥ”ｍｍ２と定義したときに、当該正方形領域の面積０．０９ｍｍ２に対する”ＳＥ”ｍｍ２の割合「１００ＳＥ／０．０９」（以下、「露出率」という場合がある。）が、６０％以上、９０％以下であることが好ましい。
【００７７】
「露出率」を６０％以上、９０％以下とすることで、導電性弾性層の露出部分の近傍に存在するトナーの再配列を、より一層容易に行わせることができ、電子写真画像のより一層の高品位化を図ることができる。
【００７８】
「露出率」は、以下のように測定される。現像ローラをビデオマイクロスコープ（商品名：ＤＩＧＩＴＡＬ  ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ  ＶＨＸ−５００、株式会社キーエンス社製）により観察する。観察倍率は５００倍とし、一辺０．３ｍｍの正方形を観察エリアとし、観察エリア内における導電性弾性層の露出領域を測定する。画像解析ソフトウェア（ＩｍａｇｅＰｒｏＰｌｕｓ：商品名、Media Cybernetics, Inc.社製）を用いて現像ローラの絶縁性ドメインで被覆されていない導電性弾性層の露出部分のみを抽出し、２値化処理を行い、観察エリア内における露出部分の面積ＳＥ’の割合を求める。尚、上記測定を、現像ローラの長手方向中央部と、中央部から両端部方向へ各９０ｍｍの位置の３か所について、それぞれ周方向（１２０度間隔）の３か所の、合計９箇所において行う。これら９箇所における面積ＳＥ’の平均値を露出部分の面積ＳＥｍｍ２とする。ＳＥ値及び露出率は、絶縁性ドメインの直径、配置密度により制御可能である。
【００７９】
［導電性弾性層の露出部分の凸部と絶縁性ドメインの高さの関係］
トナーの搬送性と再配置の観点から、導電性弾性層の露出部分の十点平均粗さＲｚ（μｍ）に対する絶縁性ドメインの高さＨ（μｍ）の差Ｒｚ−Ｈ（μｍ）が０μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。その際、導電性弾性層の露出部分のＲｚ（μｍ）はレーザー顕微鏡（ＶＫ−８７００、キーエンス社製）により５０倍対物レンズを用いて測定される。導電性弾性層のみが露出した任意の５０μｍ四方の十点平均粗さを１０点測定し、その相加平均値がＲｚとされる。
【００８０】
［添加剤］
導電性弾性層には、その他、上記樹脂もしくはゴム、及び導電剤の機能を阻害しない範囲で、荷電制御剤、潤滑剤、充填剤、酸化防止剤、老化防止剤等を含有させることができる。
【００８１】
〔電子写真画像形成装置〕
電子写真画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、帯電された該像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、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現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置とを有する画像形成装置であって、該現像装置が本発明の現像ローラを有している。本発明の電子写真画像形成装置の一例を図７に示す。図７において、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーの各色トナー用に設けられる画像形成ユニット１００ａ（イエロー用），１００ｂ（マゼンタ用），１００ｃ（シアン用），〜１００ｄ（ブラック用）が設けられる。各画像形成ユニット１００ａ〜１００ｄには、それぞれ矢印方向に回転する静電潜像担持体としての感光体６が設けられる。各感光体６の周囲には、感光体６を一様に帯電するための帯電装置１１、一様に帯電処理した感光体６にレーザー光２６を照射して静電潜像を形成する不図示の露光手段、静電潜像を形成した感光体６にトナーを供給し静電潜像を現像する現像装置８が設けられる。
【００８２】
一方、給紙ローラ２３により供給される紙等の記録材２２を搬送する転写搬送ベルト２０が駆動ローラ１６、従動ローラ２１、テンションローラ１９に懸架されて設けられる。転写搬送ベルト２０には吸着ローラ２４を介して吸着バイアス電源２５の電荷が印加され、記録材２２を転写搬送ベルトの表面に静電気的に付着させて搬送するようになっている。各画像形成ユニット１００ａ〜１００ｄの感光体６上のトナー像を、転写搬送ベルト２０によって搬送される記録材２２に転写するための電荷を印加する転写バイアス電源１８が設けられる。転写バイアスは転写搬送ベルト２０の裏面に配置される転写ローラ１７を介して印加される。各画像形成ユニット１００ａ〜１００ｄにおいて形成される各色のトナー像は、各画像形成ユニット１００ａ〜１００ｄに同期して回転駆動される転写搬送ベルト２０によって搬送される記録材２２上に、順次重畳して転写されるようになっている。更に、カラー電子写真画像形成装置には、記録材２２上に重畳転写したトナー像を加熱などにより定着する定着装置１５、画像形成された記録材２２を装置外に排出する搬送装置（不図示）が設けられる。
【００８３】
各画像形成ユニットには各感光体６上に転写されずに残存する転写残トナーを除去し表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング装置１２が設けられる。クリーニングされた感光体６は画像形成可能状態とされて待機するようになっている。上記各画像形成ユニットに設けられる現像装置８には、一成分現像剤として非磁性現像剤（トナー）７を収容した現像剤容器と、現像剤容器の開口を閉塞するように設置され、現像剤容器から露出した部分で感光体６と対向するように現像ローラ１が設けられる。現像剤容器内には、現像ローラ１にトナー７を供給すると同時に、使用されずに現像ローラ１上に残留するトナー７を、現像後に掻き取るための現像剤供給ローラ９と、現像ローラ１上のトナー７を薄膜状に形成すると共に、摩擦帯電する現像剤量規制部材１０とが設けられている。これらはそれぞれ現像ローラ１に当接配置されており、現像ローラ１と現像剤供給ローラ９は順方向に回転している。現像ローラ１には、現像ローラ１上のトナー７を感光体６上に現像する現像バイアスが、現像剤ローラバイアス電源１４によって印加される。現像剤量規制部材１０には、現像ローラ１上のトナー７に電荷を注入するバイアスが、現像剤量規制部材電源１３によって印加される。
【００８４】
〔電子写真プロセスカートリッジ〕
電子写真プロセスカートリッジは、本発明の現像ローラを有し、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。本発明の電子写真プロセスカートリッジの一例を図８に示す。図８に示す電子写真プロセスカートリッジは、現像装置８、感光体６、帯電装置１１、クリーニング装置１２を有し、これらが一体化されて電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に設けられる。現像装置８としては電子写真画像形成装置で説明した画像形成ユニットに設けられたものと同様のものを挙げることができる。本発明の電子写真プロセスカートリッジは、上記の他、感光体６上のトナー像を記録材２２に転写する転写部材などを上記の部材と共に一体的に設けたものであってもよい。
【００８５】
以上述べてきたように、本発明の一態様に係る現像ローラは、低温低湿環境下において、長期間に亘って使用された場合においても、優れたトナーの搬送能力を示し、高品位な電子写真画像の安定した形成に資するものである。さらに、本発明の一態様に係るプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置は、低温低湿環境下においても、電子写真画像への、濃度ムラ、ガサツキの如き欠陥の発生を抑制し得る。
【００８６】
本発明の一態様によれば、優れたトナー搬送能力を備え、高品位な電子写真画像の形成に資する現像ローラを得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像の安定した形成に資するプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置を得ることができる。
【実施例】
【００８７】
以下、製造例及び実施例により、本発明を具体的に説明する。
【００８８】
〔製造例１〕弾性ローラＫ−１の製造
基体として、外径６ｍｍ、長さ２７０ｍｍのＳＵＳ３０４製の軸芯体にプライマー（商品名：ＤＹ３５−０５１；東レダウコーニング社製）を塗布、焼付けしたものを用意した。この基体を金型内に配置し、以下の表１に示す材料を混合した付加型シリコーンゴム組成物を、金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を加熱してシリコーンゴム組成物を温度１５０℃で１５分間加熱して硬化させ、脱型した後、さらに温度１８０℃で１時間加熱して硬化反応を完結させ、基体の外周に厚さ２．７５ｍｍの導電性弾性層を有する弾性ローラＫ−１を製造した。
【００８９】
〔製造例２〜５〕弾性ローラＫ−２〜Ｋ−５の製造
表１に示すように、外径の異なる軸芯体を用いたこと以外は、製造例１と同様にして、それぞれ弾性ローラＫ−２〜Ｋ−５を製造した。
【００９０】
【表１】
2017156745.tif 000003
【００９１】
〔製造例１１〕導電性弾性層用塗工液Ｄ−１の製造
表２の「成分１」の欄に示す２種類の材料を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）２００質量部中に添加して混合した。次いで、窒素雰囲気下、温度８０℃にて４時間反応させて、ポリウレタンポリオールプレポリマーを得た。このポリウレタンポリオールプレポリマー１００質量部と表２の「成分２」の欄に示す他の材料を、表２に示す配合比で、総固形分量が３０質量％になるようにＭＥＫ４００質量部中に添加して、ボールミルで攪拌分散し、分散液を得た。この分散液を導電性弾性層用塗工液Ｄ−１とした。
【００９２】
〔製造例１２〜２７〕導電性弾性層用塗工液Ｄ−２〜Ｄ−１７の製造
表２に示す材料を用いた以外は製造例１１と同様にして塗工液Ｄ−２〜Ｄ−１７を製造した。
【００９３】
【表２】
2017156745.tif 000004
【００９４】
〔実施例１〕
［１．導電性弾性層の形成］
弾性ローラＫ−１上に、以下の手順で塗工液Ｄ−１をディッピング法により塗工した。先ず、弾性ローラＫ−１を、その長手方向を鉛直方向にして、基体の上端部を把持して、塗工液中に浸漬後、引き上げた。実施例１のディッピング法では、硬化後の膜厚が１０．０μｍとなるように塗工液を塗工した。浸漬時間は９秒間、塗工液からの引き上げ速度は、初期速度３０ｍｍ／ｓ、最終速度２０ｍｍ／ｓ、及び、これらの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。得られた塗工物を、温度８０℃のオーブン中で１５分間乾燥後、温度１４０℃のオーブン中で２時間、硬化反応させて、弾性ローラＫ−１の外周面上に膜厚１０．０μｍの導電性弾性層が形成された導電性弾性ローラを得た。
【００９５】
［２．絶縁性ドメイン用の材料Ｅ−１の製造］
エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（商品名：「Ａ−ＢＰＥ−４」、新中村化学工業社製）２５質量部、イソボニルアクリレート（商品名：「ＳＲ５０６ＮＳ」、巴工業社製）７５質量部、及び、光開始剤として１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン（商品名：「ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４」、ＢＡＳＦ社製）５質量部を混合し、絶縁性ドメイン用の材料Ｅ−１を得た。
【００９６】
［３．絶縁性ドメインの形成］
圧電式のインクジェットヘッドを用いて、上記絶縁性ドメイン用の材料Ｅ−１を液滴量が５ｐＬになるように調整した後、上記導電性弾性ローラの周面上に塗布した。塗布は導電性弾性ローラを回転させながら行い、各絶縁性ドメインの周方向および長手方向の間隔（中心間距離）がそれぞれ１００μｍピッチになるように行った。その後、メタルハライドランプにより波長２５４ｎｍの紫外線を積算光量が１５００ｍＪ／ｃｍ２となるように５分間照射することにより材料Ｅ−１を硬化し、現像ローラ１を製造した。
【００９７】
［４．物性評価］
現像ローラ１について、下記（ｉ）〜（ｖｉｉ）の各種物性を測定した：
（ｉ）導電性弾性層と絶縁性ドメインの表面電位、
（ｉｉ）アスカーＣ硬度、
（ｉｉｉ）ガラス平板との接触による導電性弾性層の「１００ＳＴ／０．０９」（凸部接触率）値、
（ｉｖ）  水平フェレ径Ｒ、
（ｖ）「１００ＳＥ／０．０９」（露出率）値、ならびに、
（ｖｉ）絶縁性ドメインおよび導電性弾性層の体積抵抗率、
（ｖｉｉ）導電性弾性層のＲｚ（μｍ）、絶縁性ドメインの直径（μｍ）および高さ（μｍ）。
【００９８】
図６に導電性弾性層のガラス平板との接触状態を観察した観察結果の一例を示す。図６のように導電性弾性層が接触しており、「１００ＳＴ／０．０９」値は０．５０％であり、水平フェレ径Ｒは５．３μｍであった。また、導電性弾性層と絶縁性ドメインの表面電位はそれぞれ１．２Ｖ、および４５．７Ｖであった。また現像ローラのアスカーＣ硬度は６０度であった。また、「１００ＳＥ／０．０９」値は８４％であった。評価結果を表４に示す。
【００９９】
［５．画像評価］
現像ローラ１を電子写真画像形成装置に組み込み、低温低湿環境（温度１５℃、相対湿度１０％）下に於いて下記の画像評価を行った。
【０１００】
まず、電子写真用部材の低トルク化の目的で、プロセスカートリッジ（商品名：ＨＰ  ３０４Ａ  Ｍａｇｅｎｔａ、ＨＰ社製）から、トナー供給ローラのギアを取り外した。本来、このプロセスカートリッジの動作時には現像ローラに対して逆方向に回転するトナー供給ローラは、このギアを取り外すことで現像ローラに対して従動回転となる。これにより低トルクとなる一方で、現像ローラへのトナー供給量が減少する。次に、このプロセスカートリッジに現像ローラ１を組み込み、電子写真装置であるレーザービームプリンター（商品名：Ｃｏｌｏｒ  ＬａｓｅｒＪｅｔＣＰ２０２５、ＨＰ社製）に装填した。次に、このレーザービームプリンターを低温低湿環境下において２４時間以上エージングした。５−１〜５−２の評価結果を表５に示す。
【０１０１】
［５−１．トナー現像ムラ及びガサツキ評価］
上記エージング後、低温低湿環境下に於いて、ハーフトーン（濃度５０％）画像をＡ４紙で１枚出力した。得られたハーフトーン画像を目視で評価し、以下の基準でＡ〜Ｄにランク付けした。
ランクＡ：画像にガサツキはなく非常に良好である。
ランクＢ：画像にややガサツキがあるが良好である。
ランクＣ：画像にガサツキがあるが許容範囲である。
ランクＤ：画像にガサツキがあり、画像品位は悪い。
【０１０２】
［５−２．トナー搬送量および画像濃度差評価］
上記のハーフトーン画像出力後、低温低湿環境下に於いて、印字濃度１％の画像をＡ４紙で１００００枚出力した後、黒ベタ（濃度１００％）画像をＡ４紙で１枚出力した。得られた黒ベタ画像の画像濃度を、分光濃度計（商品名：５０８、Ｘｒｉｔｅ社製）を用いて計測し、画像の先端の濃度Ｃ１と後端の濃度Ｃ２の濃度差「Ｃ１−Ｃ２」を求めた。画像濃度差の評価結果を以下の基準でＡ〜Ｄにランク付けした。
ランクＡ：画像濃度差は０．０５未満であり非常に良好である。
ランクＢ：画像濃度差は０．０５以上０．１０未満であり良好である。
ランクＣ：画像濃度差は０．１０以上０．２０未満であり許容範囲である。
ランクＤ：画像濃度差は０．２０以上であり、画像品位は悪い。
【０１０３】
〔実施例２〜１９、比較例１〜７〕
弾性ローラ、塗工液の種類、並びに絶縁性ドメイン用の材料Ｅ−１の液滴量、絶縁性ドメインピッチを、表３に示す条件に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラ２〜２６を製造し、各種評価を実施した。評価結果を表４および表５に示す。
【０１０４】
【表３】
2017156745.tif 000005
【０１０５】
【表４】
2017156745.tif 000006
【０１０６】
【表５】
2017156745.tif 000007
【０１０７】
実施例１〜５および比較例１、２により、「１００ＳＴ／０．０９」（凸部接触率）値を本発明の範囲内とする現像ローラは、低温低湿環境下における画像形成装置の長期間に亘る使用後のトナーの搬送力の向上と使用初期のトナー現像ムラの抑制及び解消を両立することができることが分かる。
【０１０８】
実施例３，６および比較例３により、導電性弾性層の表面電位を本発明の範囲内とする現像ローラは、低温低湿環境下における画像形成装置の長期間に亘る使用後のトナーの搬送力の向上と使用初期のトナー現像ムラの抑制及び解消を両立することができることが分かる。
【０１０９】
実施例３、７、８および比較例４，５により、絶縁性ドメインの表面電位を本発明の範囲内とする現像ローラは、低温低湿環境下における画像形成装置の長期間に亘る使用後のトナーの搬送力の向上と使用初期のトナー現像ムラの抑制及び解消を両立することができることが分かる。
【０１１０】
実施例３、９、１０および比較例６，７により、現像ローラのアスカーＣ硬度を本発明の範囲内とする現像ローラは、低温低湿環境下における画像形成装置の長期間に亘る使用後のトナーの搬送力の向上と使用初期のトナー現像ムラの抑制及び解消を両立することができることが分かる。
【０１１１】
実施例３、１１〜１４により、導電性弾性層の表面と該ガラス平板との接触部の水平フェレ径Ｒを１．０μｍ以上、１５．０μｍ以下とする現像ローラは、低温低湿環境下における画像形成装置の長期間に亘る使用後のトナーの搬送力の向上と使用初期のトナー現像ムラの抑制及び解消をより良好に両立することができることが分かる。
【０１１２】
実施例３、１５〜１８により、現像ローラの「１００ＳＥ／０．０９」（露出率）値が６０％以上、９０％以下であると低温低湿環境下における画像形成装置の長期間に亘る使用後のトナーの搬送力の向上と使用初期のトナー現像ムラの抑制及び解消をより良好に両立することができることが分かる。
【０１１３】
実施例３および１９により、導電性弾性層中に表面粗し粒子としてウレタン粒子を含有している現像ローラは、低温低湿環境下における画像形成装置の長期間に亘る使用後のトナーの搬送力の向上と使用初期のトナー現像ムラの抑制及び解消をより良好に両立することができることが分かる。
【符号の説明】
【０１１４】
１‥‥現像ローラ
２‥‥軸芯体
３‥‥導電性弾性層
４‥‥電気絶縁性のドメイン
５‥‥導電性弾性層凸部
６‥‥感光体
４１‥‥ガラス平板
４２‥‥ステージ
４３‥‥顕微鏡
４４‥‥ニップ端部
４５‥‥観察エリア
４６‥‥導電性弾性層の表面とガラス平板との間に形成される接触領域
４７‥‥電気絶縁性ドメインの表面とガラス平板との間に形成される接触領域
【図１Ａ】
2017156745.tif 000008
【図１Ｂ】
2017156745.tif 000009
【図２Ａ】
2017156745.tif 000010
【図２Ｂ】
2017156745.tif 000011
【図３】
2017156745.tif 000012
【図４】
2017156745.tif 000013
【図５】
2017156745.tif 000014
【図６】
2017156745.tif 000015
【図７】
2017156745.tif 000016
【図８】
2017156745.tif 000017
【図９】
2017156745.tif 000018