(57)【要約】【課題】高濃度で、且つ白スジが無いプリント画像が得られる電子写真用現像ローラの製造方法及び電子写真用現像ローラの提供。【解決手段】基体の外周に粗さ付与粒子を含有する塗布液を塗布して被覆層を形成する工程を有する電子写真用現像ローラの製造方法において、該塗布液を基体の外周に塗布して被覆層を形成するとき、塗布直後のＷｅｔ膜厚と乾燥後のＤｒｙ膜厚との膜厚比（Ｄｒｙ膜厚／Ｗｅｔ膜厚）が０．２〜０．５であることを特徴とする電子写真用現像ローラの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の外周に粗さ付与粒子を含有する塗布液を塗布して被覆層を形成する工程を有する電子写真用現像ローラの製造方法において、
該塗布液を基体の外周に塗布して被覆層を形成するとき、
塗布直後のＷｅｔ膜厚と乾燥後のＤｒｙ膜厚との膜厚比（Ｄｒｙ膜厚／Ｗｅｔ膜厚）が０．２〜０．５であることを特徴とする電子写真用現像ローラの製造方法。
【請求項２】
前記塗布直後のＷｅｔ膜厚が、１５〜３０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用現像ローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電子写真用現像ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用現像ローラの製造方法及び電子写真用現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられている電子写真方式の画像形成方法は、帯電したトナーを感光体上の静電潜像に接触或いは非接触で供給し、静電潜像を顕像化する現像過程を経て形成したトナー像を、転写材に転写し、さらに定着して最終画像を形成するものである。
【０００３】
トナー像を形成するための現像方法には、キャリアとトナーとから構成される２成分現像剤を用いる２成分現像方式と、トナーのみからなる現像剤を現像ローラにより搬送し、現像剤規制部材などとの摩擦で帯電させ現像する１成分現像方式がある。この１成分現像方式ではキャリアを使用しないため現像装置が簡略化でき、幅広く使用されている。特に、近年のカラー化の流れに伴い、磁性体を含有しないトナーを用いる非磁性１成分現像方式はカラー化も可能であるため、注目されている。
【０００４】
非磁性１成分現像方式は、２成分現像方式とは異なり、キャリアを使用せず、トナーのみを帯電部材（規制部材）と摩擦させ、或いは、現像ローラの表面等に押圧することにより帯電させるものであり、現像装置の機構が簡略で、且つコンパクトにできるという大きなメリットがある。その結果、通常、現像機構を４個以上必要とするカラー画像形成装置にも適用し易い特徴も有する。
【０００５】
この非磁性１成分現像方式に用いる現像ローラとしては、導電性の円筒状又は円柱状の基体の外周に摩擦帯電性制御、搬送性制御及び画像欠陥防止のために、表面に導電性微粒子が分散した被覆層を形成したものが知られている。この導電性微粒子により被覆層の抵抗値や表面粗さが調整されることにより、現像ローラに担持されたトナーの帯電量及び搬送量が適切な値に制御され、現像ゴースト等の画像欠陥の発生が抑制される。
【０００６】
これまでに基体の外周に被覆層を設けた現像ローラを製造する方法が検討されてきた。例えば、基体の外周に被覆層を形成する方法としては、特開平１０−９０９９５号公報にされている。基体を回転させながらその表面に塗布液を噴霧するエアスプレー塗布法としては、特開２００１−１８３９００号公報に記載されている。基体を塗布液の入った塗布槽中に浸漬した後に引き上げる、いわゆる、浸漬塗布法で塗布する方法としては、特開２００５−２４６２７７号公報に記載されている。アプリケーションロールとピックアップロールとを有するロールコータ塗布装置で基体の表面に塗布液を塗布する方法としては、特開２００５−２９５０５２号公報に記載されている。
【０００７】
これらエアスプレー法、浸漬（ディップ）塗布法、ロールコータ塗布法の中で、浸漬塗布法が異物混入による塗布故障が比較的少なく、装置構成が比較的簡単で、生産性が高い等の点で他の塗布方法より有利であることから広範にわたり使用されている。
【０００８】
現像ローラの被覆層の形成に用いられる塗布液は、被覆層に導電性や適切な表面粗さを持たせるために多量のフィラーや、乾燥後の被覆層の厚さ（例えば、数μｍ〜数１０μｍ）に対して同等かそれ以上の大きさを持つ粒子等を含むことが多い。このため、塗布ムラやスジ等の塗布欠陥が発生し易い。このような塗布欠陥を有する現像ローラを用いると、現像ローラ表面に担持されるトナーに搬送ムラや帯電ムラが生じるためプリント画像に画像欠陥が生じる。
【０００９】
又、浸漬塗布を行う場合、塗布液の濃度や粘度といった塗布液の液物性や基体の引き上げ速度により、塗布ムラやスジが発生するという問題があった。
【００１０】
浸漬塗布法により基体の外周に被覆層を形成するとき発生する塗布ムラやスジに対してこれまでに対策が検討されてきた。
【００１１】
例えば、基体を塗布槽中から引き上げるに際して、塗布槽側壁と基体との間に存在している塗布液の平均流速と、基体の引き上げ速度とが一定の範囲内になるように塗布液を塗布槽に送り込み、循環させることで塗布むらやすじの発生を防止するようにした塗布方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−１７７７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は粘度をはじめとする塗布液の液物性が考慮されておらず、粗さ付与粒子を含有する塗布液を基体の外周に塗布する場合、塗布槽中で粗さ付与粒子が沈降したり、乾燥時に粗さ付与粒子が偏在したりして場所により粗さ付与粒子の付き量が不均一になるという問題があった。
【００１３】
粗さ付与粒子の付き量が不均一になると、同一電子写真用現像ローラ（以下、単に現像ローラともいう）中で位置により被覆層表面の凹凸が不均一になる。この現像ローラを用いて非磁性１成分トナー（以下、単にトナーともいう）で画像形成するとトナーの搬送量が不均一になり所定の画像濃度が得られなくなったり、プリント画像上に白スジが発生するという問題が発生する。
【００１４】
本発明は、粗さ付与粒子の付き量を均一化させて、被覆層表面の凹凸を均一化させることにより、高濃度で且つ白スジが無いプリント画像が得られる電子写真用現像ローラの製造方法及び電子写真用現像ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
【００１６】
１．基体の外周に粗さ付与粒子を含有する塗布液を塗布して被覆層を形成する工程を有する電子写真用現像ローラの製造方法において、
該塗布液を基体の外周に塗布して被覆層を形成するとき、
塗布直後のＷｅｔ膜厚と乾燥後のＤｒｙ膜厚との膜厚比（Ｄｒｙ膜厚／Ｗｅｔ膜厚）が０．２〜０．５であることを特徴とする電子写真用現像ローラの製造方法。
【００１７】
２．前記塗布直後のＷｅｔ膜厚が、１５〜３０μｍであることを特徴とする前記１に記載の電子写真用現像ローラの製造方法。
【００１８】
３．前記１又は２に記載の電子写真用現像ローラの製造方法により製造されたことを特徴とする電子写真用現像ローラ。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電子写真用現像ローラの製造方法及び電子写真用現像ローラにより、高濃度で且つ白スジが無いプリント画像が得られるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
電子写真方式の画像形成において、静電潜像を顕像化する現像ローラは、静電潜像を現像する領域にトナーを適量搬送するため、現像ローラ表面に凹凸を有する。
【００２１】
現像ローラの表面の凹凸は、一般に粗さ付与粒子を含有する塗布液を基体の外周に塗布して形成される。
【００２２】
しかしながら、粗さ付与粒子を含有する塗布液を基体の外周に塗布すると、表面の凹凸が均一とならず不均一となることが多かった。この不均一な凹凸を有する現像ローラを用いて画像を形成するとべた画像に白スジが発生し問題となっていた。
【００２３】
本発明者らは、基体の外周に粗さ付与粒子を含有する塗布液を塗布した直後の被覆層の膜厚（被覆塗膜）であるＷｅｔ膜厚と、乾燥後の被覆層の膜厚であるＤｒｙ膜厚の関係に着目し検討を行った。
【００２４】
検討の結果、粗さ付与粒子を含有する塗布液を基体の外周に塗布して被覆層を設けるとき、Ｗｅｔ膜厚とＤｒｙ膜厚との膜厚比（Ｄｒｙ膜厚／Ｗｅｔ膜厚）を特定の範囲にすると、被覆層表面に均一な凹凸を有する現像ローラが得られることを見いだした。即ち、Ｗｅｔ膜厚とＤｒｙ膜厚比（Ｄｒｙ膜厚／Ｗｅｔ膜厚）が０．２〜０．５であるとき、被覆層表面に均一な凹凸を有する現像ローラが得られることを見出したのである。
【００２５】
図１は、塗布直後の塗布塗膜が、乾燥により溶剤が除去され、被覆層が形成される様子を示す模式図である。
【００２６】
図１において、ａはＷｅｔ膜厚、ｂはＤｒｙ膜厚、１は基体、１０は塗布塗膜、２０は被覆層、２３は粗さ付与粒子を示す。
【００２７】
本発明の現像ローラの製造方法は、粗さ付与粒子２３を含有する塗布液を基体１の外周に塗布して塗布塗膜１０を形成後、塗布塗膜１０を乾燥して被覆層２０を設けるとき、Ｗｅｔ膜厚ａと塗膜Ｄｒｙ膜厚ｂの膜厚比を特定の範囲になるようよう制御し、被覆層表面に均一な凹凸を有する現像ローラを製造することを特徴としている。
【００２８】
Ｗｅｔ膜厚とＤｒｙ膜厚の膜厚比の制御は、塗布液処方、塗布塗膜の厚さ、乾燥方法等を制御することにより行うことができる。
【００２９】
粗さ付与粒子を含有する塗布液の固形分濃度を高くし、塗布膜厚を薄くし、Ｗｅｔ膜厚とＤｒｙ膜厚の膜厚比を大きくすると、粗さ付与粒子の沈降を防ぎ、且つ、Ｗｅｔ膜厚を薄くすることで乾燥時に塗膜中で発生する対流が小さくなり、粗さ付与粒子の偏在を防ぎ、表面凹凸の均一化を図ることができる。
【００３０】
しかしながら、塗布液の固形分濃度を高くしすぎると、塗布面のレベリングがしにくくなり塗布ムラが発生しやすくなる。
【００３１】
塗布液の固形分濃度を低くすると、塗布面のレベリング性がよくなり塗布性は良くなるが、液ダレ、乾燥ムラ、粗さ付与粒子の沈降が起こりやすくなり、凹凸の均一化が損なわれやすくなる。
【００３２】
尚、本発明において、Ｗｅｔ膜厚とは塗布液を基体の外周に塗布した未乾燥状態の塗布塗膜の膜厚をいい、Ｄｒｙ膜厚とは塗布塗膜を乾燥して得られた被覆層の膜厚をいう。
【００３３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００３４】
《現像ローラの層構成》
本発明の現像ローラの製造方法で得られる現像ローラは、基体である導電性シャフトの外周に粗さ付与粒子を有する被覆層を設けたものである。被覆層の層構成は特に限定されず単層構成でも、下層と上層の２層構成でも良い。又、基体との接着性を良好にするために必要であれば更に基体と被覆層の間に接着層を設けた層構成でも良い。
【００３５】
上記２層構成のものは、例えば樹脂溶液中に粗さ付与粒子を分散して得られた塗布液を基体の外周に塗布して下層を作製し、この下層の上に樹脂溶液を塗布して下層より薄い上層を形成して得ることができる。
【００３６】
下記にその例を図を用いて説明する。
【００３７】
図２は、本発明に係わる現像ローラの層構成の一例を示す断面模式図である。
【００３８】
図２において、２５は現像ローラ、１は基体、２０は被覆層、２２は上層、２１は下層、２３は粗さ付与粒子を示す。
【００３９】
図２の（ａ）は現像ローラの模式図を示す。（ｂ）は基体１の外周に被覆層２０が形成された単層構成の現像ローラ２５を示す。（ｃ）は基体１の外周に下層２１と上層２２からなる被覆層２０が設けられ、下層に粗さ付与粒子２３が存在している２層構成の現像ローラを示す。
【００４０】
《塗布塗膜の厚さ》
塗布塗膜のｗｅｔ膜厚は、５〜３０μｍが好ましい。尚、被覆層を下層と上層の２層構成とする場合は、粗さ付与粒子を含有する下層のｗｅｔ膜厚は５〜２５μｍ、上層のｗｅｔ膜厚は２〜５μｍが好ましい。
【００４１】
塗布塗膜のｗｅｔ膜厚を５〜３０μｍとすることで、均一な凹凸を有する被覆層が形成できる。
【００４２】
塗布塗膜のＷｅｔ膜厚は、Ｄｒｙ膜厚／Ｗｅｔ膜厚が０．２〜０．５になるように制御される。
【００４３】
本発明では、塗布塗膜のＷｅｔ膜厚は、塗布塗膜を形成するのに要した塗布液の量から計算で求める。被覆層のＤｒｙ膜厚は、現像ロールを切断し、断面の顕微鏡写真を撮り、被覆層の粗さ付与粒子が無い部分の層厚から求める。
【００４４】
尚、塗布塗膜の膜厚は、塗布液処方（例えば、固形分濃度、粘度）、塗布速度（例えば、引き上げ速度）により制御する方法が好ましい。被覆層の膜厚は、塗布塗膜の膜厚、乾燥条件等により制御する方法が好ましい。
【００４５】
望ましい凹凸（例えば、表面粗さ、表面粗さの平均間隔）を有する被覆層を作製する方法としては、塗布液の表面張力、粘度、溶剤の沸点、固形分濃度、塗布量等を制御することにより、望ましい凹凸を形成することが可能である。
【００４６】
《粗さ付与粒子》
粗さ付与粒子の粒径は、体積基準における平均メディアン径（Ｄ50）５〜３０μｍのものが好ましく、７〜２０μｍのものがより好ましい。又、粗さ付与粒子の形状は球形状のものが好ましい。
【００４７】
粗さ付与粒子は、その体積抵抗が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。
【００４８】
粗さ付与粒子としては、無機粒子や樹脂粒子を用いることがでる。
【００４９】
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。
【００５０】
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が挙げられる。
【００５１】
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。
【００５２】
被覆層中に含有する粗さ付与粒子の量は、５〜４０質量％が好ましく、１０〜３０質量％がより好ましい。
【００５３】
粗さ付与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。
【００５４】
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）の測定手順としては、粗さ付与粒子０．０２ｇを、界面活性剤溶液２０ｍｌ（粗さ付与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、粗さ付与粒子の分散液を作成する。この粗さ付与粒子の分散液を、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のアパーチャー径は１００μｍのものを使用する。
【００５５】
《トナーの搬送量》
本発明で製造した現像ローラを用いることにより、トナーを現像装置の現像領域へ好ましい量を安定して搬送することができる。
【００５６】
好ましいトナーの搬送量は、装着される現像装置により左右されるが、５．５〜６．８ｇ／ｍ2が好ましい。
【００５７】
トナーの搬送量が多いと、高濃度の画像濃度が得られるが、非画像部にかぶりが発生したりトナー飛散が発生する。逆にトナーの搬送量が少ないと、高濃度の画像濃度が得られない。
【００５８】
特に、高品質のフルカラー画像形成を形成するには、トナーを現像ローラの全幅においてむらなく搬送することが要求とされる。
【００５９】
トナーの搬送量にむらがあると、ハーフトーン部に濃度むらが生じ、高品質のプリント画像が得られない。
【００６０】
トナー搬送量のむらは０．５ｇ／ｍ2以下が好ましく、０．３ｇ／ｍ2以下がより好ましい。
【００６１】
現像ローラにより搬送されるトナーの搬送量は以下の方法で測定する。
【００６２】
図３は、トナーの搬送量を測定する装置の一例を示す模式図である。
【００６３】
測定手順は、
１．濾紙（Ｔ１００Ａ０４７Ａ：アドバンテック社製）を装着したトナー捕集ユニットの質量（Ｗ１）を分析用天秤により測定する。
２．トナー捕集ユニットを吸引ポンプに装着する。
３．現像装置に装着した現像ローラ表面の約７ｃｍ2の領域（吸引面積）にあるトナーを吸引ポンプによって濾紙上に捕集し、トナー捕集ユニットを吸引ポンプから取り外し、トナー捕集後のトナー捕集ユニットの質量（Ｗ２）を測定する。
４．下記式によってトナーの搬送量を求める。
【００６４】
トナーの搬送量（ｇ／ｍ2）＝（Ｗ２−Ｗ１）／吸引面積
《表面粗さ》
現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）は、０．５〜４．０μｍが好ましく、１．０〜３．０μｍがより好ましい。
【００６５】
又、現像ローラの表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）は、３０〜４００μｍが好ましく、５０〜２００μｍがより好ましい。
【００６６】
更に、現像ローラ表面の表面粗さ（Ｒａ）は、現像ローラ表面の場所によるばらつきが少ないことが好ましい。具体的には、以下で定義したＲａのばらつき（ΔＲａ）が０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００６７】
Ｒａのばらつき（ΔＲａ）＝５つの位置でのＲａの最大値−最小値
尚、Ｒａは、現像ローラの軸方向の中心位置と中心位置から両側に向かって５０ｍｍ、１００ｍｍ離れた位置の計５つの位置で測定する。
【００６８】
現像ローラ表面の表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）は、現像ローラ表面の場所によるばらつきが少ないことが好ましい。具体的には、以下で定義したＲＳｍのばらつき（ΔＲＳｍ）が５０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００６９】
ＲＳｍのばらつき（ΔＲＳｍ）＝５つの位置でのＲＳｍの最大値−最小値
尚、Ｒａ及びＲＳｍは、現像ローラの軸方向の中心位置と中心位置から両側に向かって５０ｍｍ、１００ｍｍ離れた位置の計５つの位置で測定する。
【００７０】
図４は、表面粗さ（Ｒａ）及び表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）の測定場所を示す模式図である。
【００７１】
図４に示すように、長さ方向で５カ所の位置（Ａ〜Ｅで）表面粗さ（Ｒａ）及び表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）を測定する。
【００７２】
現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）とそのばらつき（ΔＲａ）及び表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）とそのばらつき（ΔＲＳｍ）を上記範囲とすることによりトナーの搬送性が良好になり、白スジの発生を防止できる。
【００７３】
図５は、表面粗さ（Ｒａ）を測定した粗さ曲線の一例を示す模式図である。
【００７４】
表面粗さ（Ｒａ）は、図５に示すような粗さ曲線を測定し、数式１を用い、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値である。
【００７５】
Ｒａ＝（１／Ｌ）∫｜ｆ（ｘ）｜ｄｘ
図６は、表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）を測定した粗さ曲線の一例を示す模式図である。
【００７６】
表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）は、図６に示すような粗さ曲線を測定し、数式２を用い、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さＬだけ抜き取り、１つの山及びそれに隣り合う谷に対応する平均線の長さの和を求め、平均値をミリメートル（ｍｍ）で表したものである。
【００７７】
ＲＳｍ＝（１／ｎ）ΣＲＳｍｉ
表面粗さ（Ｒａ）及び表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）は、表面粗さ計「サーフコム１４００Ｄ」（東京精密社製）で測定する。但し、誤差範囲内で同一の結果を生じる測定器であれば、他の測定器を用いても良い。
【００７８】
測定条件
測定長さＬ                ：４．０ｍｍ
基準長さＬｒ              ：０．８ｍｍ
カットオフ波長λｃ        ：０．８ｍｍ
触針先端形状                  ：先端角度６０°円錐
触針先端半径                  ：２μｍ
測定速度                      ：０．３ｍｍ／ｓｅｃ
測定倍率                      ：１００００倍
《現像ローラの製造》
本発明に係わる現像ローラは、基体の外周に粗さ付与粒子を含有する塗布液を塗布し、乾燥して被覆層を形成して製造することができる。
【００７９】
以下、現像ローラの製造で用いる部材について説明する。
【００８０】
〈基体〉
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、導電性の金属で構成される基体が好ましい。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、又導電性樹脂で構成される基体を画得ることができる。
【００８１】
〈塗布液〉
塗布液は、下記組成物を混合装置を用いて樹脂を溶解後、分散機を用いて粗さ付与粒子を分散させることにより調製することができる。
【００８２】
組成物としては、樹脂成分、前述の粗さ付与粒子、溶剤、導電剤（電子導電剤、イオン導電剤）、非導電性充填剤等を挙げることができる。
【００８３】
〈溶剤〉
溶剤としては、樹脂成分を溶解し、粗さ付与粒子を溶解しないものであれば特に限定されず公知の溶剤を用いることができる。
【００８４】
具体的には、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エステル系溶剤等が使用可能である。
【００８５】
先ず、ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。又、アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
【００８６】
又、エステル系溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられ、エーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。更に、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤やジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらの有機溶剤を単独又は混合して使用することが可能である。
【００８７】
〈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。
【００８８】
（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。
【００８９】
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５〜５０質量部とするのが好ましく、より好ましくは１０〜４０質量部の範囲において、被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。
【００９０】
カーボンブラックの配合量を５０質量部以下とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり、更に、被覆層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を５質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。更に、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定させることができる。
【００９１】
（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、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。
【００９２】
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。
【００９３】
これにより、１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍの抵抗領域で、電気抵抗の位置偏差が少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。
【００９４】
尚、上記の添加剤が添加される場合には、例えば、粒子状であるものを添加するとしても本発明における粗さ付与粒子より、少なくとも２オーダー、通常３オーダー程度は粒径が小さなものを用いるのが好ましい。
【００９５】
次に、基体に塗布液を塗布して被覆層を形成する方法について、浸漬（ディップ）塗布装置を例に挙げて説明する。
【００９６】
図７は、浸漬塗布装置の一例を示す模式図である。
【００９７】
図７において、浸漬塗布装置４は、塗布部４０１と基体の供給部４０２とを有している。塗布部４０１は、塗布槽４０１ａと、塗布槽４０１ａの開口部４０１ａ３から溢れる塗布液を受けるため塗布槽４０１ａの上部に配設されたオーバーフロー受け槽４０１ｂと、塗布液供給タンク４０１ｃと、送液ポンプ４０１ｄとを有している。
【００９８】
塗布槽４０１ａは底部４０１ａ１と、底部の周面から立ち上げられ側壁４０１ａ２を有し、上部が開口部４０１ａ３なった構造となっている。４０１ａ４は塗布槽４０１ａの底部４０１ａ１に設けられた送液ポンプ４０１ｄから送られてくる塗布液の塗布液供給口を示す。塗布槽４０１ａの形状は特に限定はなく、例えば円筒状、逆円錐台が挙げられる。本図は円筒状の場合を示している。
【００９９】
４０１ｂ１はオーバーフロー受け槽４０１ｂの蓋を示し、中央に孔４０１ｂ２を有している。４０１ｂ３はオーバーフロー受け槽４０１ｂの塗布液を塗布液供給タンク４０１ｃに戻す塗布液戻し口を示す。６は塗布液を示す。４０１ｃ１は撹拌用の羽根を示す。
【０１００】
供給部４０２は、ボールネジ４０２ａと、ボールネジ４０２ａを回転させる駆動部４０２ｂと、ボールネジの回転速度を制御する制御部４０２ｃと、ボールネジ４０２ａに螺合されている昇降部材４０２ｄと、ボールネジ４０２ａの回転に伴い昇降部材４０２ｄを上下方向（図中の矢印方向）に移動させるガイド部材４０２ｅとを有している。４０２ｆは昇降部材４０２ｄに取り付けられた基体５の保持部材を示す。保持部材４０２ｆは、保持された基体５が塗布槽４０１ａのほぼ中央に位置する様に昇降部材４０２ｄに取り付けられている。
【０１０１】
ボールネジ４０２ａの回転に伴い、昇降部材４０２ｄが上下方向に移動することでし、昇降部材４０２ｄに取り付けられた保持部材４０２ｆに保持された基体５は、塗布槽４０１ａの中の塗布液に浸漬され、その後引き上げられることで基体５の表面に塗布液が塗布される。
【０１０２】
基体５の引き上げる速度は、使用する塗布液の粘度により適宜変更する必要があり、例えば塗布液の粘度が１０ｍＰａ・ｓ〜２５０ｍＰａ・ｓの場合は、塗布均一性、塗布生産性等を考慮し、２ｍｍ／ｓｅｃ〜２０ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。
【０１０３】
送液ポンプ４０１ｄとしては、摺動部が少なく、剪断性の少ない容積式ポンプ（例えば、ベーンポンプ、ロータリーポンプ、スクリュウポンプ等が挙げられる）を使用することが好ましい。
【０１０４】
現像ローラは、図７に示す浸漬塗布装置を使用し、基体の表面に塗布液を塗布した後は乾燥工程（不図示）で塗膜の中の溶剤を除去し、被覆層を形成して製造することができる。尚、必要に応じ基体の両端の近傍の表面の被覆層を除去しても良い。
【０１０５】
〈現像装置〉
次に、本発明に係わる現像ローラが好ましく用いられる現像装置について一例を挙げて説明する。
【０１０６】
図８は、本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。
【０１０７】
図８に示す現像装置２０は、現像ローラ２５に隣接してバッファ室２６を、バッファ室２６に隣接してホッパ２７等を有する。
【０１０８】
バッファ室２６にはトナー規制部材であるブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。ブレード２８は、現像ローラ２５上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。又、現像ローラ２５の回転方向に対してブレード２８の下流側に、現像ローラ２５上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２９を更に設けることも可能である。
【０１０９】
現像ローラ２５には供給ローラ３０が押圧されている。供給ローラ３０は、図示しないモータにより現像ローラ２５と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ３０は、導電性の基体と基体の外周に被覆層を有する。
【０１１０】
ホッパ２７には非磁性１成分トナーであるトナーＴが収容されている。又、ホッパ２７にはトナーＴを撹拌する回転体３１が設けられている。回転体３１には、フィルム状の搬送羽根が取り付けられており、回転体３１の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２７とバッファ室２６を隔てる隔壁に設けられた通路３２を介してバッファ室２６に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体３１の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路３２の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路３２に供給している。
【０１１１】
又、通路３２には通路３２を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２７から通路３２に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路３２を開けるようになっている。その結果、バッファ室２６内にトナーＴが供給される。
【０１１２】
又、弁３２１の他端には規制部材３２２が取り付けられている。規制部材３２２と供給ローラ３０は、弁３２１が通路３２を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室２６の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ２５から供給ローラ３０に回収されたトナーＴがバッファ室２６の底部に多量に落下しないように調整される。
【０１１３】
現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ２５が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ３０の回転によりバッファ室２６のトナーが現像ローラ２５上に供給される。現像ローラ２５上に供給されたトナーＴは、ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、感光体との対向領域に搬送され、感光体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ２５の回転に伴って除電ブレード２４により除電され、現像ローラとトナーの静電的な付着力を低減させた後、供給ローラ３０により現像ローラ２５から掻き取られ回収される。
【０１１４】
〈画像形成装置〉
次に、本発明に用いられる画像形成装置の一例として、フルカラー画像形成装置について説明する。
【０１１５】
図９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。
【０１１６】
図９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ブラシ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。
【０１１７】
又、帯電ブラシ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。
【０１１８】
又、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。
【０１１９】
又、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７に示すように、回転してトナーを搬送する現像ローラ２５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２５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２５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。
【０１２０】
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２５を感光体ドラム１０に接触させて、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。
【０１２１】
又、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４０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、又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転写材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
【０１２２】
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。
【０１２３】
又、普通紙等の転写材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、転写材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された転写材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転写材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との間に送られた転写材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からトナー像を転写材Ｓへ押圧転写させるようになっている。
【０１２４】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された転写材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転写材Ｓ上に定着され、その後、この転写材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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
先ず、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を帯電ブラシ１１によって所定の電位に帯電させる。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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，ブラックのトナー像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
【０１２９】
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、転写材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により転写材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転写材Ｓ上に２次転写させる。
【０１３０】
そして、このようにフルカラーのトナー像が転写材Ｓ上に２次転写されると、この転写材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転写材Ｓ上に定着させ、その後、この転写材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】
【０１３１】
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。
【０１３２】
〈現像ローラの製造〉
以下の手順で現像ローラを製造した。
【０１３３】
《基体の準備》
現像ローラの基体として、ＳＵＳ３０３の中空筒状の導電性シャフトを準備した。これを「基体１」とする。
【０１３４】
《粗さ付与粒子の準備》
体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）が１７μｍの球状の硬化アクリル樹脂粒子を粗さ付与粒子として準備した。これを「粗さ付与粒子１」とする。
【０１３５】
《現像ローラ１の製造》
下記組成物を、サンドミルを用いて２時間分散して、固形分濃度が２２質量％の塗布液を調製した。これを「塗布液１」とする。この塗布液の粘度は、５０ｍＰａであった。
【０１３６】
メチルエチルケトン                                        ５００質量部
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
「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）          ２０質量部
トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート      ０．００１質量部
「粗さ付与粒子１」                                          ２０質量部
尚、粘度は、「Ｂ型粘度計（ローター：１型、回転数：６０ｒｐｍ、液温：２５℃）（東京計器社製）」を用いて測定した値である。
【０１３７】
上記で調製した「塗布液１」を、「基体１」の外周に、図７に記載の浸漬塗布装置を用いてＷｅｔ膜厚が２６μｍになるよう塗布して塗布塗膜を形成した。その後、１２０℃で１時間乾燥を行い被覆層を形成し「現像ローラ１」を製造した。尚、被覆層の膜厚は５．２μｍであった。
【０１３８】
《現像ローラ２〜９》
現像ローラ１の製造において、塗布液を製造するときの溶剤量、塗布引き上げ速度を表１のように変更して固形分濃度、膜厚を変えた以外は同様にして、「現像ローラ２〜９」を製造した。
【０１３９】
《現像ローラ１０》
現像ローラ１の製造において、「粗さ付与粒子１」を添加しなかった以外は同様にして「現像ローラ１０」を製造した。
【０１４０】
表１に、現像ローラの製造に用いた塗布液の各特性、塗布速度、Ｗｅｔ膜厚、Ｄｒｙ膜厚、Ｗｅｔ膜厚／Ｄｒｙ膜厚の膜厚比（Ｗｅｔ／Ｄｒｙ比）を示す。尚、各膜厚は前記の方法で測定した。
【０１４１】
【表１】
2009058865.tif 000002
【０１４２】
《評価》
〈表面粗さ〉
表面粗さの各特性は、前記の方法で測定した。
【０１４３】
〈トナー搬送量〉
トナーの搬送量は、前記の方法で測定した。
【０１４４】
〈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製造した現像ローラを順次装着し、常温常湿（２０℃  ５０％ＲＨ）環境下でプリントし、得られたプリント画像で行った。尚、評価は◎と○を合格とする。
【０１４５】
（画像濃度）
画像濃度は、プリント画像のベタ部の濃度を反射濃度計「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）を用いて１２点測定し、その平均値を画像濃度として評価した。
【０１４６】
評価基準
◎：画像濃度が１．４以上で良好
○：画像濃度が１．２以上、１．４未満で実用上問題なし。
【０１４７】
×：画像濃度が１．２未満で実用上問題有り。
【０１４８】
（白スジ）
被覆層の凹凸に起因するプリント画像上の白スジを目視にて評価した。
【０１４９】
評価基準
◎：被覆層の凹凸に起因する白スジの発生無し
○：被覆層の凹凸に起因する白スジの発生は見られたが、実用上問題ないレベル
×：被覆層の凹凸に起因する白スジの発生が見られ実用上問題有り。
【０１５０】
表２に、評価結果を示す。
【０１５１】
【表２】
2009058865.tif 000003
【０１５２】
表２に示すように、本発明に該当する実施例１〜６の「現像ローラ１〜６」は全ての評価結果が良好であったのに対し、本発明外の比較例１〜３の「現像ローラ７〜９」は何れかの評価結果に問題が見られ、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】
【０１５３】
【図１】塗布直後の塗布塗膜が、乾燥により溶剤が除去され、被覆層が形成される様子を示す模式図である。
【図２】本発明に係わる現像ローラの層構成の一例を示す断面模式図である。
【図３】トナーの搬送量を測定する装置の一例を示す模式図である。
【図４】表面粗さ（Ｒａ）及び表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）の測定場所を示す模式図である。
【図５】表面粗さ（Ｒａ）を測定した粗さ曲線の一例を示す模式図である。
【図６】表面粗さの平均間隔（ＲＳｍ）を測定した粗さ曲線の一例を示す模式図である。
【図７】浸漬塗布装置の一例を示す模式図である。
【図８】本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。
【図９】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】
【０１５４】
ａ  Ｗｅｔ膜厚
ｂ  Ｄｒｙ膜厚
１  基体
１０  塗布塗膜
２０  被覆層
２３  粗さ付与粒子
【図１】
2009058865.tif 000004
【図２】
2009058865.tif 000005
【図３】
2009058865.tif 000006
【図４】
2009058865.tif 000007
【図５】
2009058865.tif 000008
【図６】
2009058865.tif 000009
【図７】
2009058865.tif 000010
【図８】
2009058865.tif 000011
【図９】
2009058865.tif 000012