(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂と特定粒径の固体粒子を含有する塗布液を、特定周波数の超音波を照射しながら或いは照射した塗布液をフィルターで濾過することにより、多数本生産しても継続して性能を阻害する異物を塗布液中から除去することができ、この塗布液を基体の外周に塗布することにより連続して現像ローラを作製できる現像ローラの製造方法の提供。【解決手段】少なくとも樹脂と固体粒子を含有する塗布液を調製する工程、超音波を照射しながら或いは超音照射を行った後に塗布液をフィルターで濾過する工程、濾過した塗布液を基体の外周に塗布、乾燥して被覆層を形成する工程を経て現像現像ローラを作製することを特徴とする現像ローラの製造方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂と固体粒子を含有する塗布液を調製する工程、
超音波を照射しながら或いは超音照射を行った後に塗布液をフィルターで濾過する工程、
濾過した塗布液を基体の外周に塗布、乾燥して被覆層を形成する工程
を経て現像ローラを作製することを特徴とする現像ローラの製造方法。
【請求項２】
前記固体粒子が体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）で５〜４０μｍ、前記超音波の周波数が２０〜７５ｋＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項３】
前記塗布液に照射する超音波が、流動性の媒体を介してフィルターハウジングの外から照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項４】
前記塗布液が、塗布装置を経由する循環経路中で超音波を照射しながら或いは照射した後にフィルターを通すことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の現像ローラの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の現像ローラの製造方法により製造されたものであることを特徴とする現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラの製造方法及び現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法として感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像ローラにより搬送されたトナーで該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写材に転写した後、熱、圧力等により転写材上にトナー像を定着する方法が知られている。
【０００３】
現像ローラは、円筒状の部材もしくは円柱状の部材に、抵抗調整や帯電付与、トナー付着防止、均一な表面凹凸形成などを目的として、金属や金属酸化物粒子、炭素系粒子、セラミック系粒子、樹脂粒子、固体潤滑剤粒子、導電性粒子といった種々の粒子を目的に応じて溶媒又は溶媒に溶解された樹脂に分散した塗布液を用いて被覆層が形成されることが一般的である。
【０００４】
例えば、トナーへの帯電付与の適正化やトナーの搬送性のために均一な表面の凹凸を形成する目的として、金属酸化物など導電性粒子、荷電制御剤などの粒子を分散含有した被覆層を基体の外周に形成したものが提案されている。具体例として、現像ローラのトナーへの過剰帯電（チャージアップ）を防止することを目的として基体の外周に導電性微粒子を含有する被覆層が形成されたものが開示されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
被覆層を基体の外周に形成する方法としては、目的に応じて金属や金属酸化物粒子、炭素系粒子、セラミック系粒子、樹脂粒子、固体潤滑剤粒子、導電性粒子といった種々の粒子を樹脂に分散した塗布液をディッピング法、スプレー法、はけ塗り法などによって形成する方法がある。
【０００６】
昨今、電子写真の高画質化や電子写真装置の高速化に伴って画像品質に大きな影響を与える現像ローラに求められる表面物性や耐久性が一層高度なものになってきている。このために高画質化や高速化に耐える性能を長期にわたり安定して得ることが必要され、より均一に形成された被覆層が求められている。
【０００７】
また、被覆層に所望の表面凹凸を形成するために粒子を分散含有した場合に、比重差による粒子の沈降や分離などの発生により被覆層中の粒子の分布が不均一となり、被覆層表面に突起や塗布ムラなどの問題が発生し安定した所望の表面形状を得ることが難しい。また生産面においては、連続して複数本の塗布液を行っていく際はこれらの理由から塗布液中の粒子の分散状態を安定に保ちにくく、連続生産時の初期と後期で表面粗さや抵抗値などのばらつきが大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
塗布液中の粒子の分散状態を良好に保ち、連続生産時の初期と後期で表面粗さや抵抗値のばらつきを少なくするために、塗布液に超音波を照射することが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。また、スプレー塗布時に塗布液の微粒化を促進させる目的で超音波を照射することが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平３−２００９８６号公報
【特許文献２】特開２００４−３７５９８号公報
【特許文献３】特開２００４−１８４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、樹脂と固体粒子を含有する塗布液に超音波を照射するだけでは固体粒子を完全に分散させることができず、超音波を照射した塗布液を用いて作製した現像ローラでは高品質のプリント画像を得ることができなかった。
【００１０】
本発明は、樹脂と固体粒子を含有する塗布液に超音波を照射させたとき、多数本生産しても継続して性能を阻害する異物を塗布液中から除去することができ、この塗布液を基体の外周に塗布することにより、プリント画像を形成した時に画像欠陥のない高品質のプリント画像を継続して得られる現像ローラの製造方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
【００１２】
１．少なくとも樹脂と固体粒子を含有する塗布液を調製する工程、
超音波を照射しながら或いは超音照射を行った後に塗布液をフィルターで濾過する工程、
濾過した塗布液を基体の外周に塗布、乾燥して被覆層を形成する工程
を経て現像ローラを作製することを特徴とする現像ローラの製造方法。
【００１３】
２．前記固体粒子が体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）で５〜４０μｍ、前記超音波の周波数が２０〜７５ｋＨｚであることを特徴とする前記１に記載の現像ローラの製造方法。
【００１４】
３．前記塗布液に照射する超音波が、流動性の媒体を介してフィルターハウジングの外から照射されることを特徴とする前記１又は２に記載の現像ローラの製造方法。
【００１５】
４．前記塗布液が、塗布装置を経由する循環経路中で超音波を照射しながら或いは照射した後にフィルターを通すことを特徴とする前記１〜３の何れか一項に記載の現像ローラの製造方法。
【００１６】
５．前記１〜４の何れか一項に記載の現像ローラの製造方法により製造されたものであることを特徴とする現像ローラ。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の現像ローラの製造方法は現像ローラを連続して製造できる。また、本発明の現像ローラの製造方法により作製された現像ローラは画像欠陥のない高品質のプリントを継続して得ることができる優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る現像ローラは、基体の外周に樹脂及び固体粒子を含有する被覆層を有するものである。
【００１９】
基体の外周に被覆層を形成する方法としては、樹脂及び固体粒子を含有する塗布液を基体の外周に塗布して作製する方法がある。
【００２０】
樹脂及び固体粒子を含有する塗布液には、樹脂の不溶解物、固体粒子の粗大粒子や凝集物、或いはその他の粗大異物が含有されることがある。樹脂の不溶解物、固体粒子の粗大粒子や凝集物或いはその他の粗大異物が含有されている塗布液を用いて被覆層を形成すると、粗大粒子や凝集物等の部分が塗膜不良となり、プリント画像を形成したとき画像欠陥となり実用上問題となる。従って、塗布液の濾過が必要になる。
【００２１】
また、樹脂及び固体粒子を含有する塗布液は、固体粒子の良好な分散や基体の外周に良好に被覆層を形成しやすくするために、一般に高粘度に調整されている。この塗布液は、チクソトロピー性を示すものが多く、チクソトロピー性を示す塗布液を通常の濾過方法で濾過を行うのは困難である。
【００２２】
本発明の現像ローラの製造方法は、樹脂及び特定粒径の固体粒子を塗布液に特定周波数の超音波を照射しながら、或いは照射した塗布液をフィルターで濾過することにより、継続して塗布欠陥の原因となる異物の無い塗布液が得られるようになる。
【００２３】
この塗布欠陥の原因となる異物の無い塗布液を基体に塗布することにより、塗布欠陥の無い現像ローラが高い収率で連続して製造でき、この現像ローラを用いることで画質欠陥が無いプリントを継続して得ることができる。
【００２４】
樹脂と固体粒子を含有する塗布液から画像欠陥の原因となる異物をフィルターで除去する技術としては、超音波を照射して固体粒子を分散させて濾過する技術が一般的に知られている。その際、超音波の周波数は低い程キャビテーションにより発生する力が強く、一般的には１０〜１９ｋＨｚが用いられる。
【００２５】
しかし、本願の現像ローラに用いられる塗布液においては、その範囲の周波数ではフィルターが目詰まりを起こしてしまい、連続して濾過を行うことが不可能であった。
【００２６】
本発明者等は、塗布液を連続して濾過できる現像ローラの製造方法について検討を行った。
【００２７】
検討の結果、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）５〜４０μｍの固体粒子が含まれた塗布液に対して周波数２０〜７５ｋＨｚの超音波を照射すると、フィルターの目詰まりを起こすことが無く連続して濾過できることを見出した。
【００２８】
これは、現像ローラの塗布液に含まれる固体粒子の粒径と超音波の周波数を特定することにより解決できたものと考えている。
【００２９】
一般的に、固体粒子は粒径が大きいほど固有振動数が低下する性質を持っている。
【００３０】
本発明では、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）５〜４０μｍの固体粒子が持つ固有振動係数に周波数２０〜７５ｋＨｚの超音波を照射することで固体粒子の運動を促し、固体粒子の凝集を解き、フィルターを通過しやすくしている。
【００３１】
本発明でいう「固有振動数」とは「共鳴」と類似で、具体例で説明すると、音叉に向かって特定の周波数の音を発すると、音叉が共鳴して振動すると同じ現象のことである。例えば、大きな音叉にたいしては低い音（低い周波数の音）を発すると共鳴を起こし、小さな音叉に対しては高い音（高い周波数の音）を発すると共鳴を起こす現象に類似している。
【００３２】
本願で用いている体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）５〜４０μｍの固体粒子を含有する塗布液に、周波数２０〜７５ｋＨｚの超音波を照射すると固体粒子が共鳴して振動を起こし、２次凝集していた固体粒子の凝集がほぐされ、塗布液がフィルターを通過しやすくなったものと推察している。
【００３３】
また、塗布液がチクソトロピー性を有する場合には超音波を照射することで一時的に塗布液の粘度を下げることができ、フィルター部における濾過抵抗を軽減することができ、塗布液がよりフィルターを通過し易くなったと推察している。
【００３４】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００３５】
最初に、樹脂と特定粒径の固体粒子を含有する塗布液を調製する工程について説明する。
【００３６】
塗布液は、樹脂と特定粒径の固体粒子、必要に応じ導電剤（例えば、電子導電剤やイオン導電剤）を溶解混合した後、固体粒子を分散させて調製することができる。
【００３７】
溶解混合に用いる装置としては、特に限定されず、加熱、撹拌装置を有する装置を用いることが好ましい。
【００３８】
分散に用いる装置としては、樹脂溶液中に固体粒子を分散できれは特に限定されず、公知の分散装置を用いることができる。
【００３９】
〈樹脂〉
被覆層の形成に用いる樹脂としては、特に限定されるものではないが、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。この内、被膜強度、耐摩耗性、トナー帯電性等の観点から、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐摩耗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。
【００４０】
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。
【００４１】
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いわゆる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及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。特に被覆層をユニバーサル硬さを低く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良い。
【００４２】
また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及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良いし、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。
【００４３】
ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、６・６、６・１０、６・１２、１１、１２、１２・１２及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、又はナイロン６やナイロン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。
【００４４】
また、アクリル樹脂としては、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体等が用いられる。
【００４５】
〈固体粒子〉
本発明で用いられる固体粒子は、現像ローラの表面の凹凸、リーク開始点を形成する目的で添加される。
【００４６】
固体粒子の粒径は、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）で５〜４０μｍが好ましく、７〜３０μｍがより好ましい。
【００４７】
固体粒子の粒径を上記範囲とすることで、好ましい範囲の現像ローラの表面の凹凸が形成でき、好ましい程度のリーク開始点を形成することができる。
【００４８】
固体粒子は、体積抵抗が１×１０15Ω・ｃｍ以上で、被覆層の形成に用いる塗布液に溶解せず、塗布液中に良好に分散するものが好ましい。
【００４９】
固体粒子としては、無機粒子や樹脂粒子を挙げることがでる。
【００５０】
無機粒子の具体例としては、シリカ、チタニア、アルミナを挙げることができる。
【００５１】
特に好ましくは樹脂粒子である。
【００５２】
樹脂粒子の具体例としては、架橋アクリル系樹脂粒子、ナイロン６等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等を挙げることができる。
【００５３】
これらの中では架橋アクリル系樹脂粒子が好ましく用いられる。更に、固体粒子は、その表面がシランカップリング剤で処理されているものが好ましい。
【００５４】
被覆層中に含有する固体粒子の量は、被覆層全体の５〜４０質量％が好ましく、１０〜３０質量％がより好ましい。
【００５５】
固体粒子の体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は、「マルチサイザー３」（コールター社製）に、データ処理用のコンピュータシステム（コールター社製）を接続した装置を用いて測定、算出することができる。
【００５６】
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）の測定手順としては、固体粒子０．０２ｇを、界面活性剤溶液２０ｍｌ（固体粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、固体粒子の分散液を作成する。この固体粒子の分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮII（コールター社製）の入ったビーカーに、測定濃度５〜１０％になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを３００００個に設定して測定する。尚、マルチサイザー３のアパチャー径は１００μｍのものを使用する。
【００５７】
〈導電剤〉
導電剤としては、電子導電剤とイオン導電剤を挙げることができる。導電剤の種類やその配合量により抵抗値を調整することができる。
【００５８】
（電子導電剤）
電子導電剤としては、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又は合金、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。この内、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。
【００５９】
カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、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５〜４０質量部とするのが好ましく、より好ましくは１０〜３０質量部の範囲である。
【００６０】
（イオン導電剤）
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、Ｌｉ、ＬｉＣｌ、ＮａＩ、ＮａＢｒ、ＫＩ等のアルカリ金属ハライド、ＬｉＣｌＯ4、ＫＣｌＯ4、ＣｕＣ12Ｍｇ（ＣｌＯ4）2等の過塩素酸塩、ＬｉＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＣｓＳＣＮ等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、１種類で用いても２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００６１】
イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分１００質量部に対し０．００１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。
【００６２】
次に、特定周波数の超音波を照射しながら或いは照射した塗布液をフィルターで濾過する工程について説明する。
【００６３】
本発明では、特定周波数の超音波を照射しながら或いは照射した塗布液をフィルターで濾過することを特徴としている。
【００６４】
〈超音波照射〉
超音波照射装置としては、市販されている装置で所望の周波数が得られる装置であれば特に限定されるものではない。超音波の出力は０．１Ｗ／ｃｍ2以上が好ましく、０．２〜２００Ｗ／ｃｍ2がより好ましい。
【００６５】
本発明でいう特定の周波数とは、２０〜７５ｋＨｚであり、好ましくは３５〜６０ｋＨｚである。
【００６６】
具体的には、マルチ周波数に対応している超音波振動子「Ｎ６０Ｒ−Ｍ」（本多電子株式会社製）を用いることができる。
【００６７】
〈フィルター〉
濾過に用いるフィルターとしては、表面濾過形式のフィルターや深層濾過形式のフィルターが知られてる。しかし深層濾過形式のフィルターを用いると、フィルター内部の細部に補足された固体粒子は身動きが取れずに超音波を照射しても目詰まりから回復しにくいので、本発明ではフィルター内部の細部に固体粒子が補足されにくい表面濾過形式のフィルターを用いることが好ましい。
【００６８】
フィルターは、超音波の照射により目開きが変化しないものが好ましく、補強メッシュが付いたステンレスメッシュフィルターや焼結フィルターを挙げることができる。具体的には、日本ポール（株）製のリジメッシュや富士フィルター工業（株）のフジプレート等を用いることができる。
【００６９】
尚、フィルターはフィルターハウジングに組み込まれていてもよい。
【００７０】
用いるフィルターの目開きは、固体粒子の体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）や粒度分布、超音波の周波数により左右され、好ましくは固体粒子の体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）の１．５倍以上、４倍以下のものが好ましい。
【００７１】
この範囲の目開きのフィルターを用いることにより、異物を除去でき、且つ目詰まりの発生を防止できる。
【００７２】
次に、濾過した塗布液を基体の外周に塗布、乾燥して被覆層を形成する工程について説明する。
【００７３】
〈基体〉
本発明で用いる基体としては、現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、導電性（例えば、１×１０-3Ω・ｃｍ以下）の金属で構成されることが好ましい。代表的なものとして、直径１〜３０ｍｍのステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０３）、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属があり、また導電性樹脂で構成されるものでも良い。
【００７４】
基体の外周に塗布液を塗布する方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができ、具体的には、浸漬法やスプレー塗布法等を挙げることができる。
【００７５】
基体の外周に塗布して形成された塗膜は、公知の方法で乾燥され、必要に応じ熱処理されて現像ローラが作製される。
【００７６】
〈被覆層〉
被覆層の層構成は特に限定されず単層構成でも、下層と上層層の２層構成でも良いが、基体との接着性が良好でフィルミング発生を防止すのに適した２層構成のものが好ましい。
【００７７】
２層構成の現像ローラは、少なくとも樹脂、固体粒子と導電剤を含有する塗布液を基体の外周に塗布して下層を作製し、この下層の上に少なくとも樹脂と導電剤を含有する塗布液を塗布して上層を作製して得ることができる。
【００７８】
図１は、本発明に係る現像ローラの一例を示す断面模式図である。
【００７９】
図１において、３２は現像ローラ、１は基体、２０は被覆層、２１は上層、２２は下層、２３は固体粒子、２４は導電剤を示す。
【００８０】
図１（ａ）は基体１の外周に被覆層２０を形成した現像ローラの概略図を示す。
【００８１】
図１（ｂ）は基体１の外周に固体粒子２３と導電剤２４を有する単層の被覆層２０を設けたもの、図１（ｃ）は基体１の外周に固体粒子２３と導電剤２４を有する下層２２と導電剤２４を有する被覆層２１からなる上層２０が設けたものを示す。
【００８２】
現像ローラの被覆層の膜厚は、リーク開始ＤＣ電圧が制御しやすい５〜３０μｍが好ましい。２層構成の場合には下層の膜厚５〜２０μｍ、被覆層の膜厚２〜１０μｍが好ましい。
【００８３】
本発明における被覆層の膜厚は、膜厚測定器を用い、図１の固体粒子が無い部分の膜厚を２０点測定し、その平均値をいう。尚、膜厚測定器としては渦電流式膜厚計「ｆｉｓｃｈｅｒｓｃｏｐｅ」（ｆｉｓｃｈｅｒ社製）で測定したが、同様の測定精度を有する膜厚測定器であれば、測定器は問わない。
【００８４】
本発明に係る現像ローラでは、図１に示すように被覆層中に固体粒子が樹脂により包含されているので、プリントにより被覆層の表面が少し削られても固体粒子が露出することがなく、多数枚プリントしても画像欠陥が発生しない現像ローラを作製することができる。
【００８５】
次に、現像ローラの製造方法について説明する。
【００８６】
図２は、現像ローラの製造方法の一例を示す製造フローの模式図である。
【００８７】
図２において、Ａは樹脂ストックタンク、Ｂは固体粒子ストックタンク、Ｃは添加剤ストックタンク、Ｄは溶剤ストックタンク、１は溶解混合機、２は分散機、３は塗布液貯蔵タンク、４は送液ポンプ、５は濾過装置、６は超音波発振機、７はフィルター、８はオーバーフロー式ディップ塗布装置、９は基体、１０は塗布液循環経路、１１は乾燥装置を示す。
【００８８】
図２の製造フローでは、以下の行程を経て現像ローラが製造される。まず、塗布液の材料（樹脂Ａ、固体粒子Ｂ、添加剤Ｃ及び溶剤Ｄ）を溶解混合機１に配合し溶解混合する。溶解混合された液は分散機２に送られ、固体粒子が液中に分散された分散液が調製される。この分散液を塗布液貯蔵タンク３に保管する。塗布液貯蔵タンク３に保管された分散液は液送ポンプ４で超音波発振機６を取り付けた濾過装置５へ送られ、超音波を照射しながらフィルター７で濾過され分散液中の異物が除去される。
【００８９】
異物が除去された塗布液はオーバーフロー式ディップ塗布装置８に送液され、基体９の外周に塗布される。塗布された基体は乾燥装置１１で乾燥されて被覆層が形成される。
【００９０】
尚、オーバーフローした塗布液は塗布液循環経路１０を経由して塗布液貯蔵タンク３へ戻され再使用される。
【００９１】
図３は、現像ローラの製造方法の一例を示す製造フローの模式図である。
【００９２】
図３において、Ａは樹脂ストックタンク、Ｂは固体粒子ストックタンク、Ｃは添加剤ストックタンク、Ｄは溶剤ストックタンク、１は溶解混合機、２は分散機、３は塗布液貯蔵タンク、４は送液ポンプ、５は濾過装置、６は超音波発振機、７はフィルター、８はオーバーフロー式ディップ塗布装置、９は基体、１０は塗布液循環経路、１１は乾燥装置、１２はフィルターハウジング、１３は流動性の超音波伝達媒体を示す。
【００９３】
図３の製造フローでは、塗布液貯蔵タンク３に保管された分散液を、液送ポンプ４で超音波発振機６が外部に取り付けられた濾過装置５に送られる。送られた分散液は超音波発振機の超音波を流動性の超音波伝達媒体１３を介して照射されながらフィルターハウジング１２内のフィルター７で濾過され、分散液中の異物が除去される。異物が除去された塗布液はオーバーフロー式ディップ塗布装置８に送液される。即ち、図３は本発明で云う「超音波が、流動性の媒体を介してフィルターハウジングの外から照射される」ものを示す。
【００９４】
図４は、現像ローラの製造方法の一例を示す製造フローの模式図である。
【００９５】
図４において、Ａは樹脂ストックタンク、Ｂは固体粒子ストックタンク、Ｃは添加剤ストックタンク、Ｄは溶剤ストックタンク、１は溶解混合機、２は分散機、３は塗布液貯蔵タンク、４は送液ポンプ、６は超音波発振機、７はフィルター、８はオーバーフロー式ディップ塗布装置、９は基体、１０は塗布液循環経路、１１は乾燥装置、１２はフィルターハウジング、１４は超音波照射装置を示す。
【００９６】
図４の製造フローでは、塗布液貯蔵タンク３に保管された分散液を、液送ポンプ４で超音波発振機６が内部に取り付けられた超音波照射装置１４に送られ、超音波が照射された分散液を濾過装置フィルターハウジング１２に送液され、フィルターハウジング１２内のフィルター７で濾過され、分散液中の異物を除去される。異物が除去された塗布液はオーバーフロー式ディップ塗布装置８に送液される。即ち、図４は、本発明で云う「塗布装置を経由する循環経路中で超音波を照射しながら或いは照射した後にフィルターを通す」ものを示す。
【００９７】
次に、本発明に係る現像ローラが用いられる現像装置について説明する。
【００９８】
本発明に係る現像ローラは、その表面に非磁性１成分現像剤を保持して搬送し、該現像剤を潜像担持体表面の潜像に付着させる現像装置に好ましく用いられる。
【００９９】
図５は、本発明に係る現像ローラが装着して用いられる現像装置の一例を示す概要断面図である。
【０１００】
図５において、１０は潜像保持体（感光体ドラム）であり、潜像形成は図示しない電子写真プロセス手段又は静電記録手段により成される。３２は現像ローラであり、アルミニウム或いはステンレス等からなる基体に被覆層が設けられている。
【０１０１】
トナーＴはホッパ６に貯蔵されており、供給ローラ４によって現像ローラ上へ供給される。供給ローラはポリウレタンフォーム等の発泡材より成っており、現像ローラ３２に対して、順又は逆方向に相対速度をもって回転し、トナー供給とともに、現像ローラ上の現像後のトナー（未現像トナー）のはぎ取りも行っている。現像ローラ３２上に供給されたトナーはトナー薄層化と帯電を行う部材の一種であるトナー規制ブレード５によって均一なトナーの薄層が形成される。
【０１０２】
トナー規制ブレードと現像ローラとの当接圧力は、現像ローラ母線方向の線圧として、３〜２５０Ｎ／ｍ、好ましくは１０〜３０Ｎ／ｍが有効である。当接圧力を上記範囲とすることによりが３Ｎ／ｍより小さい場合、均一なトナーの薄層の形成が困難となり、トナーの帯電量分布がブロードになりかぶりや飛散の原因となることがある。また当接圧力が２５０Ｎ／ｍを超えると、トナーに大きな圧力がかかり、トナーが劣化するため、トナーの凝集が発生するなど好ましくない。また現像ローラを駆動させるために大きなトルクを要するため好ましくない。即ち、当接圧力を３〜２５０Ｎ／ｍに調整することで、トナーの帯電量を瞬時に立ち上げることが可能になる。
【０１０３】
均一なトナーの薄層の形成と帯電を行うトナー規制ブレード５としては、弾性ブレードや弾性ローラ等が挙げられ、摩擦帯電によりトナーに所望の極性に帯電させることが可能な材質で形成される。
【０１０４】
尚、トナー規制ブレードにより現像ローラ上にトナーを薄層コートする非磁性１成分トナーにおいては、十分な画像濃度を得るために、現像ローラ上のトナー層の厚さを現像ローラと感光体ドラムとの対向空隙長よりも小さくし、いわゆる非接触現像方式とし、この空隙に交番電場を印加することが好ましい。感光体面と現像ローラ面には５０〜５００μｍ、より好ましくは１００〜３００μｍの間隙を設け、一方現像ローラ上に設けるトナー層は、トナー粒子１〜３層程度に重なっている、膜厚としては５〜３０μｍのトナー層であることが好ましい。尚、現像ローラ上のトナー層の膜厚は顕微鏡観察により求めることができる。
【０１０５】
即ち、実際の画像形成装置に装填した現像カートリッジを現像プロセスの断面方向より平行光を照射し、高速・高解像力カメラ（例えば、Ｐｈｏｔｏｒｏｎ社製：ＦＡＳＴＣＡＭ  ＭＡＸにて撮影速度１００，０００（ＦＰＳ））により撮影し、現像部の挙動を可視化したものから計測できる。
【０１０６】
現像ローラ上のトナー薄層の膜厚（ａ）は、感光体に近接する領域の現像ローラ上のトナー層と感光体間の間隙（ｂ）と、現像ローラと感光体に挟まれた現像ニップ中央の間隔（ｃ）を測定し、その差（ａ＝ｃ−ｂ）より求められる。
【０１０７】
また、図５に示すバイアス電源７により、現像ローラ３２と感光体ドラム１０との間に交番電場又は交番電場に直流電場を重畳した現像バイアスを印加することにより、現像ローラ上から感光体ドラム上へのトナー移動を容易にし、良質の画像を得ることができる。
【０１０８】
次に、フルカラー画像形成装置について説明する。
【０１０９】
図６は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【０１１０】
図６に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段１１１や、この感光体ドラム１０上に残留したトナーを掻き落すクリーナ１１２が設けられている。
【０１１１】
また、帯電手段１１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系２０は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
【０１１２】
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようになっている。
【０１１３】
また、このフルカラー現像装置３０における各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおいては、上記図６に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体（現像ローラ）３２の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ３２によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラ３２によって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を２つ設けるようにしても良い。
【０１１４】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおける現像ローラ３２を感光体ドラム１０に非接触で、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。
【０１１５】
また、このフルカラー現像装置３０より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられており、この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
【０１１６】
更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
【０１１７】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト４０上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト４０と上記の２次転写ローラ４３との間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。
【０１１８】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出されるようになっている。
【０１１９】
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。
【０１２０】
まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電手段１１１によって所定の電位に帯電させる。
【０１２１】
そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系２０によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像器３１Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。
【０１２２】
このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３０を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系２０により帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行って、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
【０１２３】
そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送り、２次転写ローラ４３により記録材Ｓを中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に２次転写させる。
【０１２４】
そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に２次転写されると、この記録材Ｓを上記の搬送手段６６により定着装置７０に導き、この定着装置７０によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に定着させ、その後、この記録材Ｓを垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出させるようになっている。
【実施例】
【０１２５】
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１２６】
《現像ローラの作製》
以下の手順で現像ローラを作製した。
【０１２７】
〈基体の準備〉
現像ローラの基体として、ＳＵＳ３０３の基体を準備した。これを「基体１」とする。
【０１２８】
〈固体粒子の準備〉
（固体粒子１の準備）
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が５μｍの架橋アクリル樹脂粒子を準備した。これを「固体粒子１」とする。
【０１２９】
（固体粒子２の準備）
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子を準備した。これを「固体粒子２」とする。
【０１３０】
（固体粒子３の準備）
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が４０μｍの架橋アクリル樹脂粒子を準備した。これを「固体粒子３」とする。
【０１３１】
（固体粒子４の準備）
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が５０μｍの架橋アクリル樹脂粒子を準備した。これを「固体粒子４」とする。
【０１３２】
〈現像ローラ１の作製〉
（被覆層の形成）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性エラストマーであるウレタン樹脂「ニッポラン５１９９」（日本ポリウレタン社製）１００質量部を溶解した溶液に、導電剤としてカーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）１５質量部、「固体粒子１」２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、塗布液を調製した。これを「塗布液１」とする。
【０１３３】
「塗布液１」を図２に示す製造フローにより、下記条件で超音波を照射しながらフィルター濾過を行い、濾過した塗布液を「基体１」の表面にオーバーフロー式ディップ塗布装置を用いて塗布を行い、その後１２０℃で１時間乾燥を行って膜厚１０μｍの「塗膜層１」を形成し、「現像ローラ１」を作製した。
【０１３４】
超音波照射、濾過条件：
照射、濾過装置：図２の超音波発振機を取り付けた濾過装置
超音波出力：０．２Ｗ／ｃｍ2
超音波周波数：１６ｋＨｚ
フィルター：補強メッシュが付いたステンレスメッシュフィルター
フィルターの目開き：４０μｍ
上記製造条件で現像ローラを連続して１０００本作製した。
【０１３５】
現像ローラ１の作製においては、１０００本の塗布修了後でもフィルターの目詰まりは発生せず、更に生産を続けることが可能であることが確認できた。
【０１３６】
〈現像ローラ２〜８の作製〉
「現像ローラ１」の作製で用いた固体粒子１、超音波照射、濾過条件を、表１のように変更した以外は同様にして「現像ローラ２〜８」を作製した。
【０１３７】
〈現像ローラ９の作製〉（比較例）
現像ローラ２の作製において、図２に示す製造フローの超音波照射止めた（超音波を照射無し）以外は同様にして「現像ローラ９」を作製した。
【０１３８】
現像ローラ９の作製においては、フィルターの目詰まりが発生し、生産を続けることができなくなった。
【０１３９】
表１に、固体粒子Ｎｏ．とその粒径、製造フロー、超音波周波数、フィルターの目開き、フィルターの目詰まりの発生状況を示す。
【０１４０】
【表１】
2009058866.tif 000003
【０１４１】
表１に示すように、超音波を照射しなかった現像ローラ９（比較例）はフィルターの目詰まりが発生し生産できないことが判る。
【０１４２】
《実写評価》
現像ローラの実写評価は、画像形成装置としてカラーレーザプリンター「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４３０ＤＬ（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）」を準備し、該画像形成装置の現像装置に上記で作製した現像ローラを順次装着し、プリントして行った。
【０１４３】
現像ローラ初期の性能評価は、画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）の原稿（Ａ４サイズ）を１０枚プリントし、そのプリント画像品質で評価した。
【０１４４】
その後、画像率２％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色０．５％のフルカラーモード）の原稿（Ａ４サイズ）を５０００枚プリントを行った。
【０１４５】
５０００枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）の原稿（Ａ４サイズ）を１０枚プリントし、ハーフトーン画像の画像欠陥で評価した。尚、評価は◎及び○を合格とする。
【０１４６】
〈初期の画像欠陥（黒ポチ、白ポチ）〉
現像ローラ初期の画像欠陥は、画像濃度０．４のハーフトーン黒画像をプリントし、得られたプリント画像を目視観察し評価した。
【０１４７】
評価基準
◎：ハーフトーン画像に、黒ポチ、白ポチが無く画像欠陥なし
○：ハーフトーン画像に、黒ポチ、白ポチが見られるが実用上問題ないレベル
×：ハーフトーン画像に、黒ポチ、白ポチが明確に見られ実用上問題となるレベル。
【０１４８】
〈耐久後の画像欠陥（黒ポチ、白ポチも含む）〉
現像ローラ耐久後の画像欠陥は、５０００枚プリント修了後に画像濃度０．４のハーフトーン黒画像をプリントし、得られたプリント画像を目視観察し評価した。
【０１４９】
表２に、現像ローラの評価結果を記す。
【０１５０】
【表２】
2009058866.tif 000004
【０１５１】
表２に示すように、本発明に該当する実施例１〜８の「現像ローラ１〜８」は、フィルターの目詰まりもなく、画像欠陥の評価結果も良好であったのに対し、本発明外の比較例１の「現像ローラ９」はこれらの評価項目の何れかに問題が見られ、本発明の効果が発現されないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明に係る現像ローラの一例を示す断面模式図である。
【図２】現像ローラの製造方法の一例を示す製造フローの模式図である。
【図３】現像ローラの製造方法の一例を示す製造フローの模式図である。
【図４】現像ローラの製造方法の一例を示す製造フローの模式図である。
【図５】本発明に係る現像ローラが装着して用いられる現像装置の一例を示す概要断面図である。
【図６】フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１５３】
Ａ  樹脂
Ｂ  固体粒子
Ｃ  添加剤
Ｄ  溶剤
１  溶解混合機
２  分散機
３  塗布液貯蔵タンク
４  送液ポンプ
５  濾過装置
６  超音波発振機
７  フィルター
８  オーバーフロー式ディップ塗布装置
９  基体
１０  塗布液循環経路
１１  乾燥装置
１２  フィルターハウジング
１３  流動性の超音波伝達媒体
１４  超音波照射装置
【図１】
2009058866.tif 000005
【図２】
2009058866.tif 000006
【図３】
2009058866.tif 000007
【図４】
2009058866.tif 000008
【図５】
2009058866.tif 000009
【図６】
2009058866.tif 000010