弾性ローラ、現像装置及び画像形成装置
【課題】 分散性、硬度、抵抗安定性が良く、電圧依存性の小さい弾性ローラ、この弾性ローラを備えた現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【解決手段】 軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂であり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものであることを特徴とする弾性ローラ、該弾性ローラを備えた現像装置及び画像形成装置。
【解決手段】 軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂であり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものであることを特徴とする弾性ローラ、該弾性ローラを備えた現像装置及び画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性ローラに関し、より具体的には、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の受信装置等、画像形成に電子写真方式を採用した装置（以降、電子写真装置と総称する）において主に使用される弾性ローラ、並びに、その弾性ローラを用いた現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等、その画像形成に電子写真方式を利用する電子写真装置では、その画像形成工程において、各種の目的にあった弾性ローラが利用されている。例えば、一成分現像方式の電子写真装置では、感光体表面に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する工程、すなわち、現像工程では、その表面に現像剤が担持されている現像ローラを、潜像担持体としての感光体表面に圧接させて、現像剤を移動させる方法が利用されている。その他、画像形成工程において、直接あるいは間接的に感光体表面と当接又は圧接する形態で使用される弾性ローラとしては、接触帯電型の帯電器において利用される帯電ローラがある。また、現像された感光体表面の現像剤からなる画像（トナー像）をコピー用紙等の転写紙上に転写する工程においても、感光体表面の帯電と異なる極性に帯電する転写ローラが利用される。
【０００３】
これら弾性ローラは、ゴム材料として液状ゴム、固形ゴム、発泡ゴム等を用い、円筒型内での型成形、各形状の型に入れて熱加硫した後の研磨加工、押出し成形、研磨加工等を経て円筒状に成形されているものが多く用いられている。この弾性ローラの弾性体層は、その弾性部材を感光体に対して所定の接触幅をもって圧接する必要があり、変形し易く、同時に変形回復性（セット回復性）にも優れ、かつ半導電領域といわれる電気抵抗特性が求められる。導電性を付与させる手段としては、導電性フィラー、具体的にはカーボンブラックを用いることがある。その場合、カーボンブラックの分散性制御が難しく、抵抗特性の安定性（環境依存性、電圧依存性）を十分に得ることが難しい。
【０００４】
また、電子写真プロセスでは、画像の高画質化やフルカラー化に伴い、画像を形成する現像剤（トナー）は粒径が微細化し、その他にも、画質に影響を与える感光体周辺のゴムローラの抵抗特性、非常にバラツキの小さいものが要求されている。
【０００５】
しかしながら、電気抵抗特性の良いゴムローラを安定して得ることは難しい。電気抵抗精度の良いローラを安定的に作製する方法の１つとして、イオン導電系の材料を使用する方法がある。しかし、イオン導電系材料は比較的高価であり、製法上の制約もあり、あまり好ましくない。よって、カーボンブラックが添加されたゴム材料を用いて電気抵抗精度の良いローラを作製する方法が多く検討されてきており、従来より、様々な提案がなされている。しかしながら、カーボンブラックを用いた導電性付与の場合には、分散された状態におけるカーボンブラック凝集体同士の距離のバラツキがあるため、印加電圧により弾性ローラの体積抵抗が大きく異なる、すなわち電圧依存性が高いローラとなり易い。このような特性を有する弾性ローラを現像ローラとして用いた場合、ローラの一部において電流が流れ易くなるため、濃度ムラが目立つ等、良質な画像が得られ難くなる場合があった。そこで近年、カーボンブラックの粒径やストラクチャーに注目し、その種類や量を好ましい範囲に規定する方法や、分散性を良くする混合方法が開示されている。
【０００６】
本発明者らは、特許文献１において、被膜された樹脂層に、ＤＢＰ吸油量が８０〜１１０ｍｌ／１００ｇ、ＤＢＰ吸油量／窒素比表面積の比が０．０１２ｍｌ／ｍ２以下及び揮発分／窒素比表面積の比が２．０×ｌ０−４ｇ／ｍ２以下であるカーボンブラックを用いることにより、カーボンブラックの添加された被膜用樹脂溶液における分散性と安定性を改善し、被膜時に低い弾性率と高い導電性を併せ持つ樹脂層を形成し、セット性能に優れ、均一な高い導電性を有する現像ローラとなることを開示している。
【特許文献１】特開２００２−２５７１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、電子写真装置に使用される弾性ローラの要求性能は、電子写真装置の高速化、画質の高品位化に伴って、より高度なものとなってきており、更なる向上が一層求められている。特に弾性ローラの抵抗特性において、各箇所のおける抵抗特性の均一性だけでなく、抵抗の電圧依存性の更なる向上が求められている。
【０００８】
本発明は、このような弾性ローラにおける課題を解決することを目的とするものである。特に、本発明の目的は、分散性、硬度、抵抗安定性が良く、電圧依存性の小さい弾性ローラを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、上記弾性ローラを備えた現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従って、軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂であり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものであることを特徴とする弾性ローラが提供される。
【００１１】
本発明に従って、上記弾性ローラを備えた現像装置及び画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明によって、電圧依存性の小さい弾性ローラを提供することが可能となった。また、本発明の弾性ローラを現像ローラとして用いた場合には、画像の濃淡に関わらず均質な画像を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意研究・検討を進めた。弾性ローラにおいて、いずれかもしくは複数の層にカーボンブラックを用いて導電性を付与した層がある場合に、そのカーボンブラックの分散性を制御することにより、ローラ抵抗の電圧依存性が良くなる傾向があり、良好な画像が得られることが確認された。しかしながら、画質の高品位化の中では十分なレベルといえず、更なる高画質化、すなわち、ローラ抵抗の電圧依存性が更に良くする必要がある。また、更なる分散状態の安定化のために分散剤を添加したが、大幅な良化を得られず、逆に、潜像担持体への汚染性等の不具合も確認された。
【００１４】
そこで、弾性ローラの材料に用いるカーボンブラックの特性、具体的には粒度分布を規定することにより、分散性、硬度、抵抗安定性が良化することを見出した。カーボンブラックの粒度分布を特定の範囲に揃えることにより、カーボンブラック間距離が揃うと考えられ、ローラ抵抗の電圧依存性が小さくなることが確認された。
【００１５】
本発明者らは、上記の知見を基に、更なる研究を進め、軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂成分からなり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たす場合、電圧依存性の小さい弾性ローラが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。この弾性ローラは、例えば、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像ローラ、帯電ローラ及び転写ローラとして好適な特性を有する。更には、この弾性ローラを現像ローラとして用いた場合には、画像の濃淡に関わらず均質な画像を得ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
現像ローラとは、電子写真方式による静電潜像を形成するための潜像担持体と、現像剤を薄膜状に担持しつつ該潜像担持体の表面に対向して当接もしくは圧接した状態で、前記現像剤を該潜像担持体に形成された静電潜像に供給して該静電潜像を現像するための弾性ローラである。
【００１７】
帯電ローラとは、前記潜像担持体の表面に当接又は圧接した状態での電圧印加により該表面に接触帯電を行うための弾性ローラである。
【００１８】
転写ローラとは、該潜像担持体に該転写紙を挟んで対向して設けられ、前記潜像担持体の帯電と異なる極性での帯電を行うための弾性ローラである。
【００１９】
以下に、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【００２０】
図１と図２に、本発明の弾性ローラに関する構造の一例を模式的に図示する。図１及び図２に例示の弾性ローラ１は、中心に軸芯体として、通常、金属等の導電性材料で形成される軸芯金１１を有し、ローラ層として、軸芯金１１の外周面上に弾性体層（基層）１２が固定され、この弾性体層１２の外周面に樹脂層（表層）１３を積層した構造を有する。ここでは、上記のような軸芯体の外周面に二層で構成されてなる弾性ローラで説明する。
【００２１】
本発明の弾性ローラの場合、弾性層１２と樹脂層１３のいずれか又は両方の層において、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすことを特徴とするが、ここでは、弾性層１２が相当するものとして説明する。
【００２２】
軸芯体１１としては、円柱状又は中空円筒状の形状を有し、金属等の導電性材料で形成される軸芯体を用いることができる。なお、かかる弾性ローラが電気的に絶縁された状態で利用される場合（例えば、加圧ローラや搬送ローラ）には、使用に際して、弾性ローラに加わる外力に対して、その軸芯体の形状を堅固に保持できる限り、軸芯体は非導電性材料で形成されていてもよい。また、かかる弾性ローラが電気的なバイアスを印加して、あるいは、接地されて、使用される場合であっても、軸芯体全体を導電性材料で構成する代わりに、主体は、非導電性材料で形成し、その表面に所望の導電性を満足する導電性処理、例えば、良導性の被覆層による被覆を施した構造のものを用いることもできる。
【００２３】
電子写真装置に利用される現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラは、電気的なバイアスを印加して、又は、接地されて、使用されるのが一般的であるので、軸芯体を導電性の基体、所謂軸芯金１１の形態とする。例えば、帯電ローラ用の弾性ローラでは、軸芯金１１は支持部材であることは勿論であるが、帯電部材の電極として機能するものであり、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属又は合金、あるいは、クロムやニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂等、少なくともその外周面は、その上に形成されるローラ層に所定の電圧を印加するに十分な導電性の材質で構成する。電子写真装置に利用される現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラにおいては、軸芯体である導電性基体の外径は、通常４〜１０ｍｍの範囲とされる。
【００２４】
基層となる弾性体層１２は柔軟性を有するものであり、原料主成分としてゴムを用いた成型体として形成したものを用いることができる。弾性体層１２の原料主成分のゴムとしては、従来より弾性ローラに用いられている種々のゴムを用いることができる。具体的には、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、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のゴム材料から選択して用いることができる。所望の弾性体硬度やローラにおける所望とする特性を与える限り、これらの材料は必要に応じて２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのゴム材料に種々の添加剤等を必要に応じて配合して弾性体層を成形することができる。添加剤としては、弾性ローラの個別的な用途に合わせて、弾性体層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤等、また、ゴム成型体とする際に利用される各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤等、各種の添加剤を主成分のゴム材料に適宜配合することができる。これらの添加量も、目的とする用途において要求される特性等に応じて選択することができる。
【００２５】
弾性体層に導電性を付与する目的に添加する、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−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−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覆された絶縁性物質等の微粉末を用いることができる。これらの内、カーボンブラックは、比較的容易に入手でき、また、主成分のゴム材料の種類に依らず、良好な帯電性が得られるため、好適に利用できる。主成分のゴム材料中に、微粉末状の導電剤を分散させる手段としては、従来から利用される手段、例えば、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー等を、主成分のゴム材料に応じて適宜利用すればよい。
【００２６】
本説明は、弾性層１２が本発明の該層に相当する例を示しているため、カーボンブラックが添加されている必要がある。弾性層１２が該層に相当しない場合には、特に制限はない。
【００２７】
該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たしているのが適当である。ΔＤ５０／Ｄｓｔが１．４を超えると、カーボンブラックの粒度分布が広く、安定した抵抗状態を得ることが難しくなる。
【００２８】
該層からカーボンブラック成分を取り出し単離する方法としては、一般的に用いられる方法を用いればよい。一例を挙げると、弾性層１２からゴムを切り出し、１〜２ｍｍ角程度に細かくしたゴム片を、ロータリーキルンを用いて窒素気流下で一定時間にわたり高温加熱することでゴム成分を分解し、その残渣よりカーボンブラック成分を回収する。温度と時間は、ゴムの種類や量等に応じで選択すればよく、例えば、シリコーンゴムであれば、７５０℃で１５分間も加熱すれば充分に分解できる。ゴム成分は、炭化水素及び／又はオイルに分解される。同じくシリコーンゴムでは、−Ｓｉ−Ｏ−骨格を有するため、ＳｉＯ成分が残渣となる場合がある。よって回収された残渣には、カーボンブラック成分の他に、シリカ、石英、タルク等の無機添加剤、シリコーンゴムから生成するＳｉＯ成分等が含まれるが、これらは比重の違いから容易に分離することが出来る。仮に混合物の状態であっても、遠心沈降方式の粒度分布計に測定する場合には、比重差から区別することが可能である。
【００２９】
次に、遠心沈降分析によるカーボンブラックアグリゲートサイズの分析法、及びストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）、及び分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の求め方を示す。
【００３０】
遠心沈降分析によるカーボンブラックアグリゲートサイズの分析法
測定装置：高速ディスク遠心法超微粒子粒度分析計
測定装置名：ＢＩ−ＤＣＰ
（ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製）
測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６２１８に基づいて乾燥したカーボンブラック試料を少量の界面活性剤（ノニデットＰ−４０：商品名）を加えよく練ってペースト状にしたのち２０容量％エタノール水溶液と混合し、カーボンブラック濃度２００ｍｇ／ｌの分散液を作製し、超音波ホモジナイザーで十分に分散させ試料とする。前記装置の回転数を８，０００ｒｐｍに設定し、スピン液（純水、２４℃）を１０．０ｍｌ加えた後、１．０ｍｌのバッファー液（２０容量％エタノール水溶液、２４℃）を注入する。次いで２４℃のカーボンブラック分散液０．５ｍｌを注入し、測定を開始する。カーボンブラック分散液を加えてからの経過時間と吸光度の分布曲線より各時間ｔに対応するストークス相当径（Ｄ）を下記数式（１）により算出する。
【００３１】
【数１】
【００３２】
数式（１）において、ηは溶媒の粘度、ωはディスク回転数、Δρはカーボンブラック粒子と溶媒の密度差、Ｒｉはカーボンブラック分散液注入点の半径、Ｒｄは吸光度測定点までの半径である。分布曲線における最多頻度値でのストークス相当径をＤｓｔモード径（ｎｍ）（Ｄｓｔ）とし、最多頻度値の５０％頻度に相当する大小２点のストークス相当径の差（半値幅）をΔＤ５０（ｎｍ）とする。
【００３３】
また、前記カーボンブラックのストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する９０％粒子径（Ｄ９０）の比（Ｄ９０／Ｄｓｔ）が１．２０以上２．４０以下の条件を満たすものであることが好ましい。Ｄ９０／Ｄｓｔが１．２０未満のものは、製造することが現実的でなく、仮に製造した場合には現状では高コストとなり好ましくない。一方、Ｄ９０／Ｄｓｔが２．４０を超えると、カーボンブラックの比較的大きな凝集体が多く存在することになり、局所的な不良を生じ易くなり、好ましくない。
【００３４】
更に、前記カーボンブラック成分のＤＢＰ吸油量は、４０〜１１０ｍｌ／１００ｇであることが好ましい。ここで、ＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７（１９９７）の９項Ａ法記載の方法で測定され、カーボンブラック１００ｇ当たりに吸収されるジブチルフタレート（ＤＢＰ）のｍｌで表示される。
【００３５】
また、前記カーボンブラック成分の添加量としては、前記該層を形成するゴム又は樹脂１００質量部に対して、１０〜５０質量部であることが好ましい。更には、１０〜３０質量部であることがより好ましい。
【００３６】
ここでカーボンブラックの質量部を求める際の、「ゴム成分」とは、例えば、シリコーンゴム、他ゴムとのブレンドの場合は、そのゴムやそのモノマー成分、硬化剤成分、架橋剤成分等のゴムそのものや、それを構成する成分でゴム層の弾性層形成成分として主体をなす成分を基準とし、導電剤、非導電性充填剤等の添加剤は、含まないものとする。
【００３７】
本発明に用いることが出来るカーボンブラックは一般に市販されているもの、及びそれを分級したもの、又は製造メーカーにて試作されたもの等が挙げられ、いずれも本発明の範囲を満足すれば、好ましく用いられる。もしくは、既にカーボンブラックが配合されたゴムを用いた場合でも、同様に本発明の範囲を満足すれば、好ましく用いられる。
【００３８】
本発明においては、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した範囲につき示しており、本発明の効果を見出す最適な方法である。配合前のカーボンブラックを同様に分析しても、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）、分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）、９０％粒子径（Ｄ９０）、ＤＢＰ吸油量といった特性値を得ることが出来るが、実際に配合した後に、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した値とは必ずしも一致せず、配合方法によっては大きく変化する場合もある。よって、前述の通り、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した値を用いることが好ましい。
【００３９】
しかしながら、配合方法等による変化傾向を掴めば、配合前のカーボンブラック特性値から、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した値をある程度予測することは出来る。よって、配合するカーボンブラックの特性値を、本発明の範囲には変化量を加味した値にて選択し配合等することにより、本発明を達成することも可能である。
【００４０】
なお、カーボンブラックのＤｓｔ、△Ｄ５０、Ｄ９０、ＤＢＰ吸油量といった値は、製造装置／条件によってコントロールすることが出来る。また、製造されたカーボンブラックを分級（粗粉カット）等することにより、更にコントロールすることも出来る。
【００４１】
図４に、一般的なカーボンブラック製造炉の模式図の一例を示す。
【００４２】
カーボンブラック製造炉（反応炉）４は、大きく分けて燃焼域４１、原料油導入位置４２、後部反応域４３に分けることが出来、そのプロセスは、燃焼域４１において、高温燃焼ガス流に原料の炭化水素を導入し、原料油導入位置４２において、分解反応によりカーボンブラックに転化させ、後部反応域４３において、水冷により反応を停止するポイントを設けている。
【００４３】
少し具体的に図を説明すると、燃焼域４１においては、燃料油４４と空気４５を導入し混合燃焼させる。燃料油４４の例としては、ガス状又は液状の燃料炭化水素が一般的であり、水素、一酸化炭素、天然ガス、石炭ガス、石油ガス並びに重油等の石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃料が使用される。また、空気４５は、空気でなくとも酸素含有ガスであればよく、酸素又はそれらの混合物等も用いられる。これらを混合燃焼させ、高温燃焼ガスを形成させる燃焼条件は、例えば１５００℃〜１９００℃の範囲で制御される。反応域で得られた高温燃焼ガス流の方向に対し垂直に設けたバーナーから原料油４６を噴霧し、熱分解させてカーボンブラックを得る。図４では、バーナー（原料油４６を噴霧するノズル）を垂直に図示したが、高温燃焼ガス流の方向に対し並行に設けた製造炉も一般的である。バーナーは断面となる周方向に複数配置されることが一般的である。また、原料油の導入位置では、反応効率を向上させるために絞り部を設けるのが一般的である。原料油４６としては、アントラセン等の芳香族炭化水素油、クレオソート油等の石油系炭化水素油、ＥＨＥオイル（エチレンボトム）、ＦＣＣオイル（流動接触分解残渣）等の石油系重質油が使用される。後部反応域４３では、反応停止水４７をスプレー等することにより、高温反応ガスを８００℃〜１０００℃に低下させる。原料を導入してから反応停止までの時間は、５〜３０ｍｓ程度と、極めて短時間で行われる。
【００４４】
カーボンブラックの様々な種類は、一般的なカーボンブラック製造装置において、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、原料油の導入条件、反応停止時間の諸条件を制御することによって製造することができる。その具体的な例としては、原料油導入位置、原料油へのアルカリ金属（カリウム）の添加量、導入総空気量、原料油導入量、原料油導入圧及び温度、反応停止用冷却水導入位置、燃料導入量等の条件を調整することが挙げられる。
【００４５】
カーボンブラックの基本特性として主なものは、粒子径とストラクチャーであり、粒子径とストラクチャーのレベルによりカーボンブラックの品種の分類が行われている。
【００４６】
粒子径（比表面積）を制御する方法としては、原料油４６を導入する燃焼ガス流の温度が相対的に低くすることで、粒子径は大きくなる。逆に、燃焼ガス流の温度を相対的に高くすることで粒子径は小さくなる。燃焼ガス流の温度は、原料油導入量と総空気導入量との比率を変化させる等により行うことが挙げられる。
【００４７】
ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量で示される特性）は、原料油４６が微細な液滴に凝縮して核の前駆体を形成し、これらの核が粒子に成長し、更に粒子相互の衝突により形成される粒子凝集体の大きさ、すなわちアグリゲートの大きさで評価される。核の形成速度を高め、粒子相互の衝突頻度を高めることによりストラクチャーは成長することより、ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量）を制御する方法としては、燃焼ガス流中への原料油４６の導入量を多くして、熱分解過程における原料炭化水素の存在割合（燃焼ガス流中の炭素源濃度）を上げることで、ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量）は高くなる。逆に、燃焼ガス流中の原料油濃度を下げれば、ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量）は低くなる。
【００４８】
アグリゲート径（Ｄｓｔ）を制御する方法としては、原料油４６の導入位置、すなわち、バーナー（原料油を噴霧するノズル）の位置を上流側にすることによりアグリゲート径（Ｄｓｔ）は大きくなる。通常、アグリゲートの代表径（Ｄｓｔ）はストラクチャーの低下と共に低下するが、原料油の噴霧位置を上流側にすることによりこの低下の程度を抑えられる。
【００４９】
アグリゲート分布（例えば、Ｄ５０等）を制御する方法としては、導入する原料油の噴霧状態と導入燃料量を調節することにより行われる。導入原料油４６の温度及び圧力を高くしたり、ノズルの形状を改良、もしくは周方向のノズル本数増やす等により、噴霧状態を良くする、つまり、液滴の大きさをより均一にさせること等により、アグリゲート分布は相対的に狭く、すなわちシャープなものとなる。また、導入燃料量を増加することでも、アグリゲート分布は相対的に狭くなる。
【００５０】
その他、弾性体層に導電性を付与する手段として、導電剤と共に、導電性高分子化合物を添加する手法も利用できる。もちろん、弾性層１２が該層に相当しない場合には、導電剤に代えて用いることも出来る。例えば、導電性高分子化合物としては、ホストポリマーとして、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリピロール、ポリチオフェニン、ポリ（ｐ−フェニレンオキシド）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリ（ｐ−フェレンビニレン）、ポリ（２，６−ジメチルフェニレンオキサイド）、ポリ（ビスフェノールＡカーボネート）、ポリビニルカルバゾール、ポリジアセチレン、ポリ（Ｎ−メチル−４−ビニルピリジン）、ポリアニリン、ポリキノリン、ポリ（フェニレンエーテルスルフォン）等を使用し、これらにドーパントして、ＡｓＦ５、Ｉ２、Ｂｒ２、ＳＯ３、Ｎａ、Ｋ、ＣｌＯ４、ＦｅＣｌ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｋｒ等の各イオン、Ｌｉ、ＴＣＮＱ（７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）等をドープしたものが利用できる。
【００５１】
ゴム成型体中に添加可能な非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム等を挙げることができる。
【００５２】
ゴム成型体を作製する際に利用される、架橋剤としては、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート及びｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド等を挙げることができる。例えば、液状シリコーンゴムを用いる際には、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンを架橋成分として、白金系触媒を用いて、ゴム成分相互の架橋が図られる。
【００５３】
なお、弾性ローラを現像ローラとして用いる場合は、当接する際に均一なニップ幅を確保し、かつ、好適なセット回復性を満たすためには、弾性体層の厚さは、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。なお、作製される弾性ローラの外径精度を損なわない限り、弾性体層の厚さに特に制限はないものの、一般に、弾性体層の厚さを過度に厚くすると、ゴム成型体の作製コストを適正な範囲に抑えることが難しく、これらの実用上の制約を考慮すると、弾性体層の厚さは、好ましくは６．０ｍｍ以下、より好ましくは５．０ｍｍ以下である。従って、弾性体層の厚さは、０．５〜６．０ｍｍの範囲に選択する構成とすることが好ましく、１．０〜５．０ｍｍの範囲に選択する構成とすることがより好ましい。また、弾性体層の厚さは、その硬度に応じて適宜選択されるものである。
【００５４】
弾性体層１２の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、１５°〜７０°の範囲に選択することが好ましい。硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が、１５°未満では、ゴム弾性が得られ難くなり、一方、７０°を超える場合には、適切なニップ幅を得ることが難しくなってしまう。より好ましくは、弾性体層を形成するゴム成型体の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、１５°〜５５°の範囲である。
【００５５】
前述の通り、弾性体層１２の外周面に樹脂層（表層）１３が積層されている。もちろん、本発明の範囲であれば、樹脂層１３に相当する層がなく、弾性層１２のみで構成されている弾性ローラでも構わない。
【００５６】
表層となる樹脂層１３を形成する成分としては、特に限定されるものではないが、自己膜補強性やトナー帯電性等の観点から特にポリアミド樹脂やウレタン樹脂、又はウレア樹脂等が好ましく用いられる。
【００５７】
ポリアミド樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド６・６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド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等が挙げられ、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、又はポリアミド６やポリアミド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。
【００５８】
ウレタン樹脂としてはポリイソシアネートを含む、１液型や２液型が挙げられ、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よい。またウレタン樹脂としては、例えばカーボンブラックをポリウレタンプレポリマー中に配合し、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールに導電性材料を配合し、このポリオールをワン・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等が挙げられる。
【００５９】
この場合、ポリウレタン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、及び両者の共重合物である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所謂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）、粗製ＴＤＩ、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、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が用いられる。特に、弾性体層を低硬度化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よい。
【００６０】
ウレタン樹脂やポリアミド樹脂、及び他の変性樹脂の１種又は２種以上を混合して用いることもでき、現像を行うシステムに応じて適宜選択して用いることにより、その現像システムに適したトナー帯電量を得ることができる。
【００６１】
更に、表層としての樹脂層１３を成膜性良く形成するために、弾性ローラの個別的な用途に合わせて、樹脂層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤等、また、弾性層１２の外周に成膜積層する際に利用される各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤等、各種の添加剤を主成分の樹脂材料に適宜配合することができる。なお、導電剤や非導電性充填剤等の添加剤は、先に弾性体層に含有可能な添加剤として例示したもの等から、主成分の樹脂材料に応じて、適宜選択することができる。また、その添加量は、形成される樹脂層の特性を本発明の効果を発揮する範囲内に維持する限り、添加目的に応じて、適宜選択することができる。
【００６２】
本説明は、弾性層１２が本発明の該層に相当する例を示しているため、樹脂層１３については特に制限はない。
【００６３】
しかしながら、異なる構成で樹脂層１３が本発明の該層に相当する場合には、弾性層１２の導電性付与がカーボンブラックによってなされ、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすことが必要である。
【００６４】
また、前記カーボンブラックのストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する９０％粒子径（Ｄ９０）の比（Ｄ９０／Ｄｓｔ）が１．２０以上２．４０以下の条件を満たすものであることが好ましい。
【００６５】
更に、前記カーボンブラック成分のＤＢＰ吸油量は、４０〜１１０ｍｌ／１００ｇであることが好ましい。
【００６６】
前記カーボンブラック成分の添加量としては、前記層を形成するゴム又は樹脂１００質量部に対して、１０〜５０質量部であることが好ましい。弾性層１２に用いる場合と異なり、薄膜となることの多い樹脂層１３においては、カーボンブラックの種類や、ベースとなる樹脂（ゴム）の種類にもよるが比較的多く添加することが出来る。例えば、ウレタン樹脂をベースとした場合には、１５〜５０質量部であることが好ましい。更には、２０〜４０質量部であることがより好ましい。
【００６７】
ここでカーボンブラックの質量百分率を求める際の、「樹脂成分」とは、ウレタン樹脂のポリオール、ジイソシアネート、他樹脂とのブレンドの場合は、その樹脂やそのモノマー成分、硬化剤成分、架橋剤成分等の樹脂そのものやそれを構成する成分で樹脂層の被膜形成成分として主体をなす成分を基準とし、導電剤、非導電性充填剤等の添加剤は、含まないものとする。
【００６８】
樹脂層１３の弾性率は、被膜性、耐久性が実用上得られれば、特に制限されることはない。樹脂層１３は、弾性体層１２の変形に対する高い追従性を示すことが望まれ、従って、樹脂層を形成する樹脂膜体の硬度及び弾性率は低い方が好ましい。
【００６９】
なお、樹脂層１３の厚さは、十分な耐摩耗性を確保するために、２μｍ以上に選択することが好ましい。一方、現像ローラ、帯電ローラ及び転写ローラ等では、導電性を有する弾性ローラとされ、その際、均一な導電性を実現するために、樹脂層の厚さは、１００μｍ以下に留めることが好ましい。また、樹脂層の厚さを、２μｍ未満とする場合には、弾性体層表面に所望の薄い膜厚では均一に塗布・形成することが難しく、一方、樹脂層の硬度は、弾性体層の硬度より高いため、１００μｍを超える膜厚とすると、弾性ローラ全体の変形性に対する影響が大きくなり好ましくない。また、樹脂層の厚さは、上記の範囲でその硬度等に応じて適宜選択されればよい。本発明の樹脂層の厚さは、ローラより切り出したサンプルにより、断面を光学顕微鏡等により観察することにより測定し求めたものである。
【００７０】
樹脂層１３の形成には、樹脂膜体の原料となる樹脂原料を液状として、弾性体層表面に塗布し、その後、樹脂膜体とする方法を利用することができる。この樹脂原料の塗布方法は、特に限定されないが、エアスプレー、ロールコート、カーテンコート又はディッピング等の方法により、樹脂原料を所望の厚さで、弾性体層表面に均一に塗布する。その後、樹脂膜体とするため、必要に応じ、加熱処理を行う場合がある。
【００７１】
以上、弾性体層１２及び樹脂層１３を軸芯体１１上にこの順に積層した２層構造の弾性ローラについて説明したが、本発明にかかる弾性ローラにおける軸芯体外周上の層構成は３層以上の多層構成を有するものであってもよい。例えば、弾性体層１２と樹脂層１３の間に、別の樹脂層を設けた弾性ローラや、弾性体層１２自体が複数の層で構成される弾性ローラが挙げられる。
【００７２】
どのような構成においても、最外層としての表層（樹脂層１３）の機能が十分に得られる、つまり、本発明の効果が得られれば問題はない。
【００７３】
以上に説明した様に、本発明の弾性ローラは、電圧依存性の小さく安定したものとなる。この利点から、本発明の弾性ローラは、電子写真装置等における、現像ローラ、帯電ローラ及び転写ローラ等の弾性ローラとして好適に使用できる。特に、現像ローラに用いた場合には、画像の濃淡に関わらず均質な画像を得ることが可能である。更に、利用される電子写真装置自体、高速化され、プロセス速度、すなわち、感光体表面の速度が増す条件において、前記の利点は一層顕著なものとなる。
【００７４】
図３は、本発明の弾性ローラを現像ローラとして用いた現像装置、及び弾性ローラを現像ローラ、帯電ローラ、あるいは転写ローラの少なくとも１つ以上として用いた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００７５】
この画像形成装置では、潜像担持体としての感光ドラム２１が矢印Ａの方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電装置２２によってそこを通過した感光ドラム２１の領域が一様に帯電され、更にこの帯電領域において、静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光２３により、その表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、感光ドラム２１に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジ（不図示）に保持される現像装置２によって現像剤たるトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化（顕在化）される。
【００７６】
現像には、露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像等の方式が利用できる。可視化された感光ドラム２１上のトナー像（画像）は、転写ローラ２９によって紙等の転写紙３３に転写される。トナー像を転写された紙３３は、定着装置３２により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。転写ローラ２９は、感光ドラム２１のトナー像を保持する領域に、転写紙３３をその裏面から押当てて、トナー像を転写紙の表面に転写させるもので、感光ドラムのトナー像を保持する領域と逆に帯電していることで、トナー像の転写が促進される。転写紙３３の感光ドラム２１の表面への押し当ては、感光ドラム２１と転写ローラ２９とが接触している部分に、これらの回転に伴って、転写紙３３が自動的に挿入されることにより達成される。
【００７７】
一方、転写されずに感光ドラム上２１上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード３０により掻き取られ廃トナー容器３１に収納され、クリーニングされた感光ドラム２１に対して上記のプロセスを繰り返すことで、同一画像のコピーや、新たな画像の転写を行うことができる。
【００７８】
図示した例では、現像装置２は、一成分現像剤として非磁性トナー２８を収容した現像装置３４と、現像容器３４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体としての現像ローラ２５とを備え、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００７９】
尚、現像ローラ２５は感光ドラム２１と当接幅をもって接触している。現像装置２においては、弾性を有する補助ローラ２６が、現像容器３４内で、弾性ブレード２７の現像ローラ２５表面との当接部に対し現像ローラ２５の回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。補助ローラ２６の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨンやポリアミド等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２５へのトナー２８の供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施形態においては、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍの補助ローラ２６を用いた。
【００８０】
この補助ローラ２６の現像ローラ２５に対する当接幅としては、１〜８ｍｍが有効であり、また、現像ローラ２５に対してその当接部において相対速度を持たせることが好ましく、本実施形態においては、当接幅を３ｍｍに設定し、弾性ローラ２６の周速として現像動作時に５０ｍｍ／ｓ（現像ローラ２５との相対速度は１３０ｍｍ／ｓ）となるように駆動手段（不図示）により所定タイミングで回転駆動させている。
【００８１】
本発明にかかる弾性ローラは、感光ドラム２１の表面のクリーニングされた領域に当接又は圧接してこの領域を帯電するための帯電ローラ２２や、感光体ドラム２１のトナー像を保持する領域に当接又は圧接して配置される転写ローラ２９としても好適に利用できる。
【実施例】
【００８２】
以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。ここでは、上記のような軸芯体の外周面に二層で構成されてなる弾性ローラにおいて、弾性層が概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものとしている。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、実施例によって、何ら限定されるものではない。実施例に示す手法で作製される弾性ローラは、例えば、現像ローラ等の現像部材、帯電ローラや転写ローラ等の帯電部材、これら各種の個別的な用途において、電子写真装置等で使用される弾性ローラとして好適に使用できる。
【００８３】
［実施例１］弾性ローラ１
軸芯体としてニッケル鍍金を施したステンレス製の芯金（φ６ｍｍ）の外周面に、更に接着剤を塗布、焼き付けしたものを用いた。この軸芯体を金型に配置し、原料ゴムとして、液状のシリコーンゴム（末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサンと、１つのビニル基を有する分岐ポリシロキサンセグメントと、二官能性のジメチルシロキサンを有する直鎖状オイルセグメントとからなるブロックポリマーとからなるポリシロキサン混合物に、架橋剤として１分子中にケイ素結合水素原子を２個以上有したオルガノシロキサンと白金系触媒を加え、混合した付加型シリコーンゴム組成物）１００質量部、無機微粉体である耐熱性付与剤としてシリカ粉体１０質量部、石英粉末５０質量部、導電性付与剤とカーボンブラックＡ（ＧＰＦ相当）を２０質量部添加し、を混合し、液状ゴムコンパウンドを調製しこれ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１２０℃で１０分間加熱、冷却した後に脱型した後、２００℃で３０分間加熱してシリコーンゴムを加硫硬化し、厚み３ｍｍの弾性体層を軸芯体の外周に設けたローラを作製した。
【００８４】
実施例１に用いたカーボンブラックＡを始め、他の実施例と比較例に用いたカーボンブラックの配合前の分析値を表１に示した。表１は、配合したカーボンブラックに関するものであり、本発明の範囲とは直接関係ないものである。
【００８５】
次に、ポリオール（ニッポラン５０３７；商品名、日本ポリウレタン工業株式会社製）の固形分１００質量部に対し、硬化剤としてイソシアネート（コロネートＬ；商品名、日本ポリウレタン工業株式会社製）の固形分１２質量部、導電剤としカーボンブラック（ＭＡ１１；商品名、三菱化学製）を３０質量部添加し、メチルエチルケトンを主溶剤として用い、十分に撹拌して、均一な固形分１１％の有機溶剤混合溶液となるよう調整した。この塗料溶液中に、上記ローラを浸漬してコーティングした後、引上げて乾燥させ、１４２℃にて３０分間加熱処理することで、約１８μｍの表面層を弾性体層の外周に設けた弾性ローラ１を作製した。
【００８６】
このようにして作製した弾性ローラ１の基層（弾性層１２）から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）は、１．３８であった。
【００８７】
［実施例２］弾性ローラ２
導電材の種類をカーボンブラックＢ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を１８質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ２を作製した。作製した弾性ローラ２の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．１９であった。
【００８８】
［実施例３］弾性ローラ３
導電材の種類をカーボンブラックＣ（ＧＰＦ相当）に変更し、添加量を２２質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ３を作製した。作製した弾性ローラ３の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、０．７８であった。
【００８９】
［実施例４］弾性ローラ４
導電材の種類をカーボンブラックＤ（ＨＡＦ相当）に変更し、添加量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ４を作製した。作製した弾性ローラ４の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、０．７０であった。
【００９０】
［実施例５］弾性ローラ５
導電材の種類をカーボンブラックＥ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を１６質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ５を作製した。作製した弾性ローラ５の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．０７であった。
【００９１】
［実施例６］弾性ローラ６
導電材の種類をカーボンブラックＦ（ＳＲＦ相当）に変更し、添加量を４６質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ６を作製した。作製した弾性ローラ６の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．３３であった。
【００９２】
［実施例７］弾性ローラ７
導電材の種類をカーボンブラックＧ（ＨＡＦ相当）に変更し、添加量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ７を作製した。作製した弾性ローラ７の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．３８であった。
【００９３】
［実施例８］弾性ローラ８
導電材の種類をカーボンブラックＨ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を１２質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ８を作製した。作製した弾性ローラ８の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．２７であった。
【００９４】
［比較例１］弾性ローラ９
導電材の種類をカーボンブラックＩ（ＨＡＦ相当）に変更し、添加量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ９を作製した。作製した弾性ローラ９の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、２．６８であった。
【００９５】
［比較例２］弾性ローラ１０
導電材の種類をカーボンブラックＪ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を３０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ１０を作製した。作製した弾性ローラ１０の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．７６であった。
【００９６】
［比較例３］弾性ローラ１１
導電材の種類をカーボンブラックＫ（ＧＰＦ相当）に変更し、添加量を２４質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ１１を作製した。作製した弾性ローラ１１の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．４３であった。
【００９７】
［特性の評価］
以上の様にして得られた弾性ローラを現像ローラとして実機に組み込み、各種の評価を行った。
＜ローラ抵抗の測定及び電圧依存性の評価＞
１０Ｖ印加、１００Ｖ印加にてローラ抵抗を測定し、その変化割合から電圧依存性を評価した。表１においては、便宜的に、０．４０桁以下のものを◎、０．４０を超え０．６０桁以下のものを○、０．６０を超えるものを×とした。
＜画像品質の評価＞
画像品質の評価は、１０００枚プリント前後において、ベタ黒画像と、ハーフトーン（ＨＴ）画像という色合いの異なる２種類の画像をプリントし、その画像の品質、特に濃度ムラに着目して評価した。良好なものを◎、問題がないものを〇、やや濃淡が確認されるものを△、明らかにムラや著しい画像不良が確認されるものを×とした。
＜総合評価＞
以上、総合評価としては、ベタ黒、ハーフトーンの画像品質、及びその他不具合の発生がないかを判断し、画像レベルが良好なものを◎、画像レベルいずれにも問題がないものを〇、問題の生じたものを×とした。
【００９８】
上記の基準に基づき評価した結果を、表２に示した。
【００９９】
【表１】
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表２に示すとおり、実施例１〜８では、付着性、耐久性いずれの性能にも問題はなかった。その中でも実施例２、３、４、は、特に良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の弾性ローラの全体構成の一例を模式的に示す図ある。
【図２】本発明の弾性ローラにおける、ローラ層の二層構造を模式的に示す断面図ある。
【図３】本発明の弾性ローラを備えた現像装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図４】カーボンブラック製造炉の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…弾性ローラ
２…現像装置
３…画像形成装置
１１…軸芯体
１２…弾性体層（基層）
１３…樹脂層（表層）
２１…感光ドラム
２２…帯電装置
２３…レーザー光
２５…現像ローラ
２６…補助ローラ
２７…弾性ブレード
２８…トナー
２９…転写ローラ
３０…クリーニングブレード
３１…廃トナー容器
３２…定着装置
３３…紙
３４…現像容器
４…カーボンブラック製造炉
４１…燃焼域
４２…原料油導入位置
４３…後部反応域
４４…燃料油
４５…空気
４６…原料油（ノズル）
４７…反応停止水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性ローラに関し、より具体的には、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の受信装置等、画像形成に電子写真方式を採用した装置（以降、電子写真装置と総称する）において主に使用される弾性ローラ、並びに、その弾性ローラを用いた現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等、その画像形成に電子写真方式を利用する電子写真装置では、その画像形成工程において、各種の目的にあった弾性ローラが利用されている。例えば、一成分現像方式の電子写真装置では、感光体表面に形成された静電潜像を現像剤により顕像化する工程、すなわち、現像工程では、その表面に現像剤が担持されている現像ローラを、潜像担持体としての感光体表面に圧接させて、現像剤を移動させる方法が利用されている。その他、画像形成工程において、直接あるいは間接的に感光体表面と当接又は圧接する形態で使用される弾性ローラとしては、接触帯電型の帯電器において利用される帯電ローラがある。また、現像された感光体表面の現像剤からなる画像（トナー像）をコピー用紙等の転写紙上に転写する工程においても、感光体表面の帯電と異なる極性に帯電する転写ローラが利用される。
【０００３】
これら弾性ローラは、ゴム材料として液状ゴム、固形ゴム、発泡ゴム等を用い、円筒型内での型成形、各形状の型に入れて熱加硫した後の研磨加工、押出し成形、研磨加工等を経て円筒状に成形されているものが多く用いられている。この弾性ローラの弾性体層は、その弾性部材を感光体に対して所定の接触幅をもって圧接する必要があり、変形し易く、同時に変形回復性（セット回復性）にも優れ、かつ半導電領域といわれる電気抵抗特性が求められる。導電性を付与させる手段としては、導電性フィラー、具体的にはカーボンブラックを用いることがある。その場合、カーボンブラックの分散性制御が難しく、抵抗特性の安定性（環境依存性、電圧依存性）を十分に得ることが難しい。
【０００４】
また、電子写真プロセスでは、画像の高画質化やフルカラー化に伴い、画像を形成する現像剤（トナー）は粒径が微細化し、その他にも、画質に影響を与える感光体周辺のゴムローラの抵抗特性、非常にバラツキの小さいものが要求されている。
【０００５】
しかしながら、電気抵抗特性の良いゴムローラを安定して得ることは難しい。電気抵抗精度の良いローラを安定的に作製する方法の１つとして、イオン導電系の材料を使用する方法がある。しかし、イオン導電系材料は比較的高価であり、製法上の制約もあり、あまり好ましくない。よって、カーボンブラックが添加されたゴム材料を用いて電気抵抗精度の良いローラを作製する方法が多く検討されてきており、従来より、様々な提案がなされている。しかしながら、カーボンブラックを用いた導電性付与の場合には、分散された状態におけるカーボンブラック凝集体同士の距離のバラツキがあるため、印加電圧により弾性ローラの体積抵抗が大きく異なる、すなわち電圧依存性が高いローラとなり易い。このような特性を有する弾性ローラを現像ローラとして用いた場合、ローラの一部において電流が流れ易くなるため、濃度ムラが目立つ等、良質な画像が得られ難くなる場合があった。そこで近年、カーボンブラックの粒径やストラクチャーに注目し、その種類や量を好ましい範囲に規定する方法や、分散性を良くする混合方法が開示されている。
【０００６】
本発明者らは、特許文献１において、被膜された樹脂層に、ＤＢＰ吸油量が８０〜１１０ｍｌ／１００ｇ、ＤＢＰ吸油量／窒素比表面積の比が０．０１２ｍｌ／ｍ２以下及び揮発分／窒素比表面積の比が２．０×ｌ０−４ｇ／ｍ２以下であるカーボンブラックを用いることにより、カーボンブラックの添加された被膜用樹脂溶液における分散性と安定性を改善し、被膜時に低い弾性率と高い導電性を併せ持つ樹脂層を形成し、セット性能に優れ、均一な高い導電性を有する現像ローラとなることを開示している。
【特許文献１】特開２００２−２５７１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、電子写真装置に使用される弾性ローラの要求性能は、電子写真装置の高速化、画質の高品位化に伴って、より高度なものとなってきており、更なる向上が一層求められている。特に弾性ローラの抵抗特性において、各箇所のおける抵抗特性の均一性だけでなく、抵抗の電圧依存性の更なる向上が求められている。
【０００８】
本発明は、このような弾性ローラにおける課題を解決することを目的とするものである。特に、本発明の目的は、分散性、硬度、抵抗安定性が良く、電圧依存性の小さい弾性ローラを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、上記弾性ローラを備えた現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従って、軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂であり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものであることを特徴とする弾性ローラが提供される。
【００１１】
本発明に従って、上記弾性ローラを備えた現像装置及び画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明によって、電圧依存性の小さい弾性ローラを提供することが可能となった。また、本発明の弾性ローラを現像ローラとして用いた場合には、画像の濃淡に関わらず均質な画像を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意研究・検討を進めた。弾性ローラにおいて、いずれかもしくは複数の層にカーボンブラックを用いて導電性を付与した層がある場合に、そのカーボンブラックの分散性を制御することにより、ローラ抵抗の電圧依存性が良くなる傾向があり、良好な画像が得られることが確認された。しかしながら、画質の高品位化の中では十分なレベルといえず、更なる高画質化、すなわち、ローラ抵抗の電圧依存性が更に良くする必要がある。また、更なる分散状態の安定化のために分散剤を添加したが、大幅な良化を得られず、逆に、潜像担持体への汚染性等の不具合も確認された。
【００１４】
そこで、弾性ローラの材料に用いるカーボンブラックの特性、具体的には粒度分布を規定することにより、分散性、硬度、抵抗安定性が良化することを見出した。カーボンブラックの粒度分布を特定の範囲に揃えることにより、カーボンブラック間距離が揃うと考えられ、ローラ抵抗の電圧依存性が小さくなることが確認された。
【００１５】
本発明者らは、上記の知見を基に、更なる研究を進め、軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂成分からなり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たす場合、電圧依存性の小さい弾性ローラが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。この弾性ローラは、例えば、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像ローラ、帯電ローラ及び転写ローラとして好適な特性を有する。更には、この弾性ローラを現像ローラとして用いた場合には、画像の濃淡に関わらず均質な画像を得ることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
現像ローラとは、電子写真方式による静電潜像を形成するための潜像担持体と、現像剤を薄膜状に担持しつつ該潜像担持体の表面に対向して当接もしくは圧接した状態で、前記現像剤を該潜像担持体に形成された静電潜像に供給して該静電潜像を現像するための弾性ローラである。
【００１７】
帯電ローラとは、前記潜像担持体の表面に当接又は圧接した状態での電圧印加により該表面に接触帯電を行うための弾性ローラである。
【００１８】
転写ローラとは、該潜像担持体に該転写紙を挟んで対向して設けられ、前記潜像担持体の帯電と異なる極性での帯電を行うための弾性ローラである。
【００１９】
以下に、本発明の実施形態をより詳細に説明する。
【００２０】
図１と図２に、本発明の弾性ローラに関する構造の一例を模式的に図示する。図１及び図２に例示の弾性ローラ１は、中心に軸芯体として、通常、金属等の導電性材料で形成される軸芯金１１を有し、ローラ層として、軸芯金１１の外周面上に弾性体層（基層）１２が固定され、この弾性体層１２の外周面に樹脂層（表層）１３を積層した構造を有する。ここでは、上記のような軸芯体の外周面に二層で構成されてなる弾性ローラで説明する。
【００２１】
本発明の弾性ローラの場合、弾性層１２と樹脂層１３のいずれか又は両方の層において、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすことを特徴とするが、ここでは、弾性層１２が相当するものとして説明する。
【００２２】
軸芯体１１としては、円柱状又は中空円筒状の形状を有し、金属等の導電性材料で形成される軸芯体を用いることができる。なお、かかる弾性ローラが電気的に絶縁された状態で利用される場合（例えば、加圧ローラや搬送ローラ）には、使用に際して、弾性ローラに加わる外力に対して、その軸芯体の形状を堅固に保持できる限り、軸芯体は非導電性材料で形成されていてもよい。また、かかる弾性ローラが電気的なバイアスを印加して、あるいは、接地されて、使用される場合であっても、軸芯体全体を導電性材料で構成する代わりに、主体は、非導電性材料で形成し、その表面に所望の導電性を満足する導電性処理、例えば、良導性の被覆層による被覆を施した構造のものを用いることもできる。
【００２３】
電子写真装置に利用される現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラは、電気的なバイアスを印加して、又は、接地されて、使用されるのが一般的であるので、軸芯体を導電性の基体、所謂軸芯金１１の形態とする。例えば、帯電ローラ用の弾性ローラでは、軸芯金１１は支持部材であることは勿論であるが、帯電部材の電極として機能するものであり、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属又は合金、あるいは、クロムやニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂等、少なくともその外周面は、その上に形成されるローラ層に所定の電圧を印加するに十分な導電性の材質で構成する。電子写真装置に利用される現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラにおいては、軸芯体である導電性基体の外径は、通常４〜１０ｍｍの範囲とされる。
【００２４】
基層となる弾性体層１２は柔軟性を有するものであり、原料主成分としてゴムを用いた成型体として形成したものを用いることができる。弾性体層１２の原料主成分のゴムとしては、従来より弾性ローラに用いられている種々のゴムを用いることができる。具体的には、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、多硫化ゴム、ウレタンゴム等のゴム材料から選択して用いることができる。所望の弾性体硬度やローラにおける所望とする特性を与える限り、これらの材料は必要に応じて２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのゴム材料に種々の添加剤等を必要に応じて配合して弾性体層を成形することができる。添加剤としては、弾性ローラの個別的な用途に合わせて、弾性体層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤等、また、ゴム成型体とする際に利用される各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤等、各種の添加剤を主成分のゴム材料に適宜配合することができる。これらの添加量も、目的とする用途において要求される特性等に応じて選択することができる。
【００２５】
弾性体層に導電性を付与する目的に添加する、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−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−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覆された絶縁性物質等の微粉末を用いることができる。これらの内、カーボンブラックは、比較的容易に入手でき、また、主成分のゴム材料の種類に依らず、良好な帯電性が得られるため、好適に利用できる。主成分のゴム材料中に、微粉末状の導電剤を分散させる手段としては、従来から利用される手段、例えば、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー等を、主成分のゴム材料に応じて適宜利用すればよい。
【００２６】
本説明は、弾性層１２が本発明の該層に相当する例を示しているため、カーボンブラックが添加されている必要がある。弾性層１２が該層に相当しない場合には、特に制限はない。
【００２７】
該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たしているのが適当である。ΔＤ５０／Ｄｓｔが１．４を超えると、カーボンブラックの粒度分布が広く、安定した抵抗状態を得ることが難しくなる。
【００２８】
該層からカーボンブラック成分を取り出し単離する方法としては、一般的に用いられる方法を用いればよい。一例を挙げると、弾性層１２からゴムを切り出し、１〜２ｍｍ角程度に細かくしたゴム片を、ロータリーキルンを用いて窒素気流下で一定時間にわたり高温加熱することでゴム成分を分解し、その残渣よりカーボンブラック成分を回収する。温度と時間は、ゴムの種類や量等に応じで選択すればよく、例えば、シリコーンゴムであれば、７５０℃で１５分間も加熱すれば充分に分解できる。ゴム成分は、炭化水素及び／又はオイルに分解される。同じくシリコーンゴムでは、−Ｓｉ−Ｏ−骨格を有するため、ＳｉＯ成分が残渣となる場合がある。よって回収された残渣には、カーボンブラック成分の他に、シリカ、石英、タルク等の無機添加剤、シリコーンゴムから生成するＳｉＯ成分等が含まれるが、これらは比重の違いから容易に分離することが出来る。仮に混合物の状態であっても、遠心沈降方式の粒度分布計に測定する場合には、比重差から区別することが可能である。
【００２９】
次に、遠心沈降分析によるカーボンブラックアグリゲートサイズの分析法、及びストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）、及び分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の求め方を示す。
【００３０】
遠心沈降分析によるカーボンブラックアグリゲートサイズの分析法
測定装置：高速ディスク遠心法超微粒子粒度分析計
測定装置名：ＢＩ−ＤＣＰ
（ＢＲＯＯＫＨＡＶＥＮ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製）
測定方法：ＪＩＳ Ｋ ６２１８に基づいて乾燥したカーボンブラック試料を少量の界面活性剤（ノニデットＰ−４０：商品名）を加えよく練ってペースト状にしたのち２０容量％エタノール水溶液と混合し、カーボンブラック濃度２００ｍｇ／ｌの分散液を作製し、超音波ホモジナイザーで十分に分散させ試料とする。前記装置の回転数を８，０００ｒｐｍに設定し、スピン液（純水、２４℃）を１０．０ｍｌ加えた後、１．０ｍｌのバッファー液（２０容量％エタノール水溶液、２４℃）を注入する。次いで２４℃のカーボンブラック分散液０．５ｍｌを注入し、測定を開始する。カーボンブラック分散液を加えてからの経過時間と吸光度の分布曲線より各時間ｔに対応するストークス相当径（Ｄ）を下記数式（１）により算出する。
【００３１】
【数１】
【００３２】
数式（１）において、ηは溶媒の粘度、ωはディスク回転数、Δρはカーボンブラック粒子と溶媒の密度差、Ｒｉはカーボンブラック分散液注入点の半径、Ｒｄは吸光度測定点までの半径である。分布曲線における最多頻度値でのストークス相当径をＤｓｔモード径（ｎｍ）（Ｄｓｔ）とし、最多頻度値の５０％頻度に相当する大小２点のストークス相当径の差（半値幅）をΔＤ５０（ｎｍ）とする。
【００３３】
また、前記カーボンブラックのストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する９０％粒子径（Ｄ９０）の比（Ｄ９０／Ｄｓｔ）が１．２０以上２．４０以下の条件を満たすものであることが好ましい。Ｄ９０／Ｄｓｔが１．２０未満のものは、製造することが現実的でなく、仮に製造した場合には現状では高コストとなり好ましくない。一方、Ｄ９０／Ｄｓｔが２．４０を超えると、カーボンブラックの比較的大きな凝集体が多く存在することになり、局所的な不良を生じ易くなり、好ましくない。
【００３４】
更に、前記カーボンブラック成分のＤＢＰ吸油量は、４０〜１１０ｍｌ／１００ｇであることが好ましい。ここで、ＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２１７（１９９７）の９項Ａ法記載の方法で測定され、カーボンブラック１００ｇ当たりに吸収されるジブチルフタレート（ＤＢＰ）のｍｌで表示される。
【００３５】
また、前記カーボンブラック成分の添加量としては、前記該層を形成するゴム又は樹脂１００質量部に対して、１０〜５０質量部であることが好ましい。更には、１０〜３０質量部であることがより好ましい。
【００３６】
ここでカーボンブラックの質量部を求める際の、「ゴム成分」とは、例えば、シリコーンゴム、他ゴムとのブレンドの場合は、そのゴムやそのモノマー成分、硬化剤成分、架橋剤成分等のゴムそのものや、それを構成する成分でゴム層の弾性層形成成分として主体をなす成分を基準とし、導電剤、非導電性充填剤等の添加剤は、含まないものとする。
【００３７】
本発明に用いることが出来るカーボンブラックは一般に市販されているもの、及びそれを分級したもの、又は製造メーカーにて試作されたもの等が挙げられ、いずれも本発明の範囲を満足すれば、好ましく用いられる。もしくは、既にカーボンブラックが配合されたゴムを用いた場合でも、同様に本発明の範囲を満足すれば、好ましく用いられる。
【００３８】
本発明においては、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した範囲につき示しており、本発明の効果を見出す最適な方法である。配合前のカーボンブラックを同様に分析しても、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）、分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）、９０％粒子径（Ｄ９０）、ＤＢＰ吸油量といった特性値を得ることが出来るが、実際に配合した後に、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した値とは必ずしも一致せず、配合方法によっては大きく変化する場合もある。よって、前述の通り、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した値を用いることが好ましい。
【００３９】
しかしながら、配合方法等による変化傾向を掴めば、配合前のカーボンブラック特性値から、概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を分析した値をある程度予測することは出来る。よって、配合するカーボンブラックの特性値を、本発明の範囲には変化量を加味した値にて選択し配合等することにより、本発明を達成することも可能である。
【００４０】
なお、カーボンブラックのＤｓｔ、△Ｄ５０、Ｄ９０、ＤＢＰ吸油量といった値は、製造装置／条件によってコントロールすることが出来る。また、製造されたカーボンブラックを分級（粗粉カット）等することにより、更にコントロールすることも出来る。
【００４１】
図４に、一般的なカーボンブラック製造炉の模式図の一例を示す。
【００４２】
カーボンブラック製造炉（反応炉）４は、大きく分けて燃焼域４１、原料油導入位置４２、後部反応域４３に分けることが出来、そのプロセスは、燃焼域４１において、高温燃焼ガス流に原料の炭化水素を導入し、原料油導入位置４２において、分解反応によりカーボンブラックに転化させ、後部反応域４３において、水冷により反応を停止するポイントを設けている。
【００４３】
少し具体的に図を説明すると、燃焼域４１においては、燃料油４４と空気４５を導入し混合燃焼させる。燃料油４４の例としては、ガス状又は液状の燃料炭化水素が一般的であり、水素、一酸化炭素、天然ガス、石炭ガス、石油ガス並びに重油等の石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃料が使用される。また、空気４５は、空気でなくとも酸素含有ガスであればよく、酸素又はそれらの混合物等も用いられる。これらを混合燃焼させ、高温燃焼ガスを形成させる燃焼条件は、例えば１５００℃〜１９００℃の範囲で制御される。反応域で得られた高温燃焼ガス流の方向に対し垂直に設けたバーナーから原料油４６を噴霧し、熱分解させてカーボンブラックを得る。図４では、バーナー（原料油４６を噴霧するノズル）を垂直に図示したが、高温燃焼ガス流の方向に対し並行に設けた製造炉も一般的である。バーナーは断面となる周方向に複数配置されることが一般的である。また、原料油の導入位置では、反応効率を向上させるために絞り部を設けるのが一般的である。原料油４６としては、アントラセン等の芳香族炭化水素油、クレオソート油等の石油系炭化水素油、ＥＨＥオイル（エチレンボトム）、ＦＣＣオイル（流動接触分解残渣）等の石油系重質油が使用される。後部反応域４３では、反応停止水４７をスプレー等することにより、高温反応ガスを８００℃〜１０００℃に低下させる。原料を導入してから反応停止までの時間は、５〜３０ｍｓ程度と、極めて短時間で行われる。
【００４４】
カーボンブラックの様々な種類は、一般的なカーボンブラック製造装置において、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、原料油の導入条件、反応停止時間の諸条件を制御することによって製造することができる。その具体的な例としては、原料油導入位置、原料油へのアルカリ金属（カリウム）の添加量、導入総空気量、原料油導入量、原料油導入圧及び温度、反応停止用冷却水導入位置、燃料導入量等の条件を調整することが挙げられる。
【００４５】
カーボンブラックの基本特性として主なものは、粒子径とストラクチャーであり、粒子径とストラクチャーのレベルによりカーボンブラックの品種の分類が行われている。
【００４６】
粒子径（比表面積）を制御する方法としては、原料油４６を導入する燃焼ガス流の温度が相対的に低くすることで、粒子径は大きくなる。逆に、燃焼ガス流の温度を相対的に高くすることで粒子径は小さくなる。燃焼ガス流の温度は、原料油導入量と総空気導入量との比率を変化させる等により行うことが挙げられる。
【００４７】
ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量で示される特性）は、原料油４６が微細な液滴に凝縮して核の前駆体を形成し、これらの核が粒子に成長し、更に粒子相互の衝突により形成される粒子凝集体の大きさ、すなわちアグリゲートの大きさで評価される。核の形成速度を高め、粒子相互の衝突頻度を高めることによりストラクチャーは成長することより、ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量）を制御する方法としては、燃焼ガス流中への原料油４６の導入量を多くして、熱分解過程における原料炭化水素の存在割合（燃焼ガス流中の炭素源濃度）を上げることで、ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量）は高くなる。逆に、燃焼ガス流中の原料油濃度を下げれば、ストラクチャー（ＤＢＰ吸油量）は低くなる。
【００４８】
アグリゲート径（Ｄｓｔ）を制御する方法としては、原料油４６の導入位置、すなわち、バーナー（原料油を噴霧するノズル）の位置を上流側にすることによりアグリゲート径（Ｄｓｔ）は大きくなる。通常、アグリゲートの代表径（Ｄｓｔ）はストラクチャーの低下と共に低下するが、原料油の噴霧位置を上流側にすることによりこの低下の程度を抑えられる。
【００４９】
アグリゲート分布（例えば、Ｄ５０等）を制御する方法としては、導入する原料油の噴霧状態と導入燃料量を調節することにより行われる。導入原料油４６の温度及び圧力を高くしたり、ノズルの形状を改良、もしくは周方向のノズル本数増やす等により、噴霧状態を良くする、つまり、液滴の大きさをより均一にさせること等により、アグリゲート分布は相対的に狭く、すなわちシャープなものとなる。また、導入燃料量を増加することでも、アグリゲート分布は相対的に狭くなる。
【００５０】
その他、弾性体層に導電性を付与する手段として、導電剤と共に、導電性高分子化合物を添加する手法も利用できる。もちろん、弾性層１２が該層に相当しない場合には、導電剤に代えて用いることも出来る。例えば、導電性高分子化合物としては、ホストポリマーとして、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリピロール、ポリチオフェニン、ポリ（ｐ−フェニレンオキシド）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリ（ｐ−フェレンビニレン）、ポリ（２，６−ジメチルフェニレンオキサイド）、ポリ（ビスフェノールＡカーボネート）、ポリビニルカルバゾール、ポリジアセチレン、ポリ（Ｎ−メチル−４−ビニルピリジン）、ポリアニリン、ポリキノリン、ポリ（フェニレンエーテルスルフォン）等を使用し、これらにドーパントして、ＡｓＦ５、Ｉ２、Ｂｒ２、ＳＯ３、Ｎａ、Ｋ、ＣｌＯ４、ＦｅＣｌ３、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｋｒ等の各イオン、Ｌｉ、ＴＣＮＱ（７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン）等をドープしたものが利用できる。
【００５１】
ゴム成型体中に添加可能な非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム等を挙げることができる。
【００５２】
ゴム成型体を作製する際に利用される、架橋剤としては、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート及びｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド等を挙げることができる。例えば、液状シリコーンゴムを用いる際には、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンを架橋成分として、白金系触媒を用いて、ゴム成分相互の架橋が図られる。
【００５３】
なお、弾性ローラを現像ローラとして用いる場合は、当接する際に均一なニップ幅を確保し、かつ、好適なセット回復性を満たすためには、弾性体層の厚さは、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上である。なお、作製される弾性ローラの外径精度を損なわない限り、弾性体層の厚さに特に制限はないものの、一般に、弾性体層の厚さを過度に厚くすると、ゴム成型体の作製コストを適正な範囲に抑えることが難しく、これらの実用上の制約を考慮すると、弾性体層の厚さは、好ましくは６．０ｍｍ以下、より好ましくは５．０ｍｍ以下である。従って、弾性体層の厚さは、０．５〜６．０ｍｍの範囲に選択する構成とすることが好ましく、１．０〜５．０ｍｍの範囲に選択する構成とすることがより好ましい。また、弾性体層の厚さは、その硬度に応じて適宜選択されるものである。
【００５４】
弾性体層１２の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、１５°〜７０°の範囲に選択することが好ましい。硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が、１５°未満では、ゴム弾性が得られ難くなり、一方、７０°を超える場合には、適切なニップ幅を得ることが難しくなってしまう。より好ましくは、弾性体層を形成するゴム成型体の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、１５°〜５５°の範囲である。
【００５５】
前述の通り、弾性体層１２の外周面に樹脂層（表層）１３が積層されている。もちろん、本発明の範囲であれば、樹脂層１３に相当する層がなく、弾性層１２のみで構成されている弾性ローラでも構わない。
【００５６】
表層となる樹脂層１３を形成する成分としては、特に限定されるものではないが、自己膜補強性やトナー帯電性等の観点から特にポリアミド樹脂やウレタン樹脂、又はウレア樹脂等が好ましく用いられる。
【００５７】
ポリアミド樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド６・６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド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等が挙げられ、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、又はポリアミド６やポリアミド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。
【００５８】
ウレタン樹脂としてはポリイソシアネートを含む、１液型や２液型が挙げられ、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よい。またウレタン樹脂としては、例えばカーボンブラックをポリウレタンプレポリマー中に配合し、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールに導電性材料を配合し、このポリオールをワン・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等が挙げられる。
【００５９】
この場合、ポリウレタン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、及び両者の共重合物である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所謂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）、粗製ＴＤＩ、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、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が用いられる。特に、弾性体層を低硬度化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よい。
【００６０】
ウレタン樹脂やポリアミド樹脂、及び他の変性樹脂の１種又は２種以上を混合して用いることもでき、現像を行うシステムに応じて適宜選択して用いることにより、その現像システムに適したトナー帯電量を得ることができる。
【００６１】
更に、表層としての樹脂層１３を成膜性良く形成するために、弾性ローラの個別的な用途に合わせて、樹脂層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤等、また、弾性層１２の外周に成膜積層する際に利用される各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤等、各種の添加剤を主成分の樹脂材料に適宜配合することができる。なお、導電剤や非導電性充填剤等の添加剤は、先に弾性体層に含有可能な添加剤として例示したもの等から、主成分の樹脂材料に応じて、適宜選択することができる。また、その添加量は、形成される樹脂層の特性を本発明の効果を発揮する範囲内に維持する限り、添加目的に応じて、適宜選択することができる。
【００６２】
本説明は、弾性層１２が本発明の該層に相当する例を示しているため、樹脂層１３については特に制限はない。
【００６３】
しかしながら、異なる構成で樹脂層１３が本発明の該層に相当する場合には、弾性層１２の導電性付与がカーボンブラックによってなされ、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすことが必要である。
【００６４】
また、前記カーボンブラックのストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する９０％粒子径（Ｄ９０）の比（Ｄ９０／Ｄｓｔ）が１．２０以上２．４０以下の条件を満たすものであることが好ましい。
【００６５】
更に、前記カーボンブラック成分のＤＢＰ吸油量は、４０〜１１０ｍｌ／１００ｇであることが好ましい。
【００６６】
前記カーボンブラック成分の添加量としては、前記層を形成するゴム又は樹脂１００質量部に対して、１０〜５０質量部であることが好ましい。弾性層１２に用いる場合と異なり、薄膜となることの多い樹脂層１３においては、カーボンブラックの種類や、ベースとなる樹脂（ゴム）の種類にもよるが比較的多く添加することが出来る。例えば、ウレタン樹脂をベースとした場合には、１５〜５０質量部であることが好ましい。更には、２０〜４０質量部であることがより好ましい。
【００６７】
ここでカーボンブラックの質量百分率を求める際の、「樹脂成分」とは、ウレタン樹脂のポリオール、ジイソシアネート、他樹脂とのブレンドの場合は、その樹脂やそのモノマー成分、硬化剤成分、架橋剤成分等の樹脂そのものやそれを構成する成分で樹脂層の被膜形成成分として主体をなす成分を基準とし、導電剤、非導電性充填剤等の添加剤は、含まないものとする。
【００６８】
樹脂層１３の弾性率は、被膜性、耐久性が実用上得られれば、特に制限されることはない。樹脂層１３は、弾性体層１２の変形に対する高い追従性を示すことが望まれ、従って、樹脂層を形成する樹脂膜体の硬度及び弾性率は低い方が好ましい。
【００６９】
なお、樹脂層１３の厚さは、十分な耐摩耗性を確保するために、２μｍ以上に選択することが好ましい。一方、現像ローラ、帯電ローラ及び転写ローラ等では、導電性を有する弾性ローラとされ、その際、均一な導電性を実現するために、樹脂層の厚さは、１００μｍ以下に留めることが好ましい。また、樹脂層の厚さを、２μｍ未満とする場合には、弾性体層表面に所望の薄い膜厚では均一に塗布・形成することが難しく、一方、樹脂層の硬度は、弾性体層の硬度より高いため、１００μｍを超える膜厚とすると、弾性ローラ全体の変形性に対する影響が大きくなり好ましくない。また、樹脂層の厚さは、上記の範囲でその硬度等に応じて適宜選択されればよい。本発明の樹脂層の厚さは、ローラより切り出したサンプルにより、断面を光学顕微鏡等により観察することにより測定し求めたものである。
【００７０】
樹脂層１３の形成には、樹脂膜体の原料となる樹脂原料を液状として、弾性体層表面に塗布し、その後、樹脂膜体とする方法を利用することができる。この樹脂原料の塗布方法は、特に限定されないが、エアスプレー、ロールコート、カーテンコート又はディッピング等の方法により、樹脂原料を所望の厚さで、弾性体層表面に均一に塗布する。その後、樹脂膜体とするため、必要に応じ、加熱処理を行う場合がある。
【００７１】
以上、弾性体層１２及び樹脂層１３を軸芯体１１上にこの順に積層した２層構造の弾性ローラについて説明したが、本発明にかかる弾性ローラにおける軸芯体外周上の層構成は３層以上の多層構成を有するものであってもよい。例えば、弾性体層１２と樹脂層１３の間に、別の樹脂層を設けた弾性ローラや、弾性体層１２自体が複数の層で構成される弾性ローラが挙げられる。
【００７２】
どのような構成においても、最外層としての表層（樹脂層１３）の機能が十分に得られる、つまり、本発明の効果が得られれば問題はない。
【００７３】
以上に説明した様に、本発明の弾性ローラは、電圧依存性の小さく安定したものとなる。この利点から、本発明の弾性ローラは、電子写真装置等における、現像ローラ、帯電ローラ及び転写ローラ等の弾性ローラとして好適に使用できる。特に、現像ローラに用いた場合には、画像の濃淡に関わらず均質な画像を得ることが可能である。更に、利用される電子写真装置自体、高速化され、プロセス速度、すなわち、感光体表面の速度が増す条件において、前記の利点は一層顕著なものとなる。
【００７４】
図３は、本発明の弾性ローラを現像ローラとして用いた現像装置、及び弾性ローラを現像ローラ、帯電ローラ、あるいは転写ローラの少なくとも１つ以上として用いた画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００７５】
この画像形成装置では、潜像担持体としての感光ドラム２１が矢印Ａの方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電装置２２によってそこを通過した感光ドラム２１の領域が一様に帯電され、更にこの帯電領域において、静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光２３により、その表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、感光ドラム２１に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジ（不図示）に保持される現像装置２によって現像剤たるトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化（顕在化）される。
【００７６】
現像には、露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像等の方式が利用できる。可視化された感光ドラム２１上のトナー像（画像）は、転写ローラ２９によって紙等の転写紙３３に転写される。トナー像を転写された紙３３は、定着装置３２により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。転写ローラ２９は、感光ドラム２１のトナー像を保持する領域に、転写紙３３をその裏面から押当てて、トナー像を転写紙の表面に転写させるもので、感光ドラムのトナー像を保持する領域と逆に帯電していることで、トナー像の転写が促進される。転写紙３３の感光ドラム２１の表面への押し当ては、感光ドラム２１と転写ローラ２９とが接触している部分に、これらの回転に伴って、転写紙３３が自動的に挿入されることにより達成される。
【００７７】
一方、転写されずに感光ドラム上２１上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード３０により掻き取られ廃トナー容器３１に収納され、クリーニングされた感光ドラム２１に対して上記のプロセスを繰り返すことで、同一画像のコピーや、新たな画像の転写を行うことができる。
【００７８】
図示した例では、現像装置２は、一成分現像剤として非磁性トナー２８を収容した現像装置３４と、現像容器３４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体としての現像ローラ２５とを備え、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００７９】
尚、現像ローラ２５は感光ドラム２１と当接幅をもって接触している。現像装置２においては、弾性を有する補助ローラ２６が、現像容器３４内で、弾性ブレード２７の現像ローラ２５表面との当接部に対し現像ローラ２５の回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。補助ローラ２６の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨンやポリアミド等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２５へのトナー２８の供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施形態においては、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍの補助ローラ２６を用いた。
【００８０】
この補助ローラ２６の現像ローラ２５に対する当接幅としては、１〜８ｍｍが有効であり、また、現像ローラ２５に対してその当接部において相対速度を持たせることが好ましく、本実施形態においては、当接幅を３ｍｍに設定し、弾性ローラ２６の周速として現像動作時に５０ｍｍ／ｓ（現像ローラ２５との相対速度は１３０ｍｍ／ｓ）となるように駆動手段（不図示）により所定タイミングで回転駆動させている。
【００８１】
本発明にかかる弾性ローラは、感光ドラム２１の表面のクリーニングされた領域に当接又は圧接してこの領域を帯電するための帯電ローラ２２や、感光体ドラム２１のトナー像を保持する領域に当接又は圧接して配置される転写ローラ２９としても好適に利用できる。
【実施例】
【００８２】
以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。ここでは、上記のような軸芯体の外周面に二層で構成されてなる弾性ローラにおいて、弾性層が概層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものとしている。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、実施例によって、何ら限定されるものではない。実施例に示す手法で作製される弾性ローラは、例えば、現像ローラ等の現像部材、帯電ローラや転写ローラ等の帯電部材、これら各種の個別的な用途において、電子写真装置等で使用される弾性ローラとして好適に使用できる。
【００８３】
［実施例１］弾性ローラ１
軸芯体としてニッケル鍍金を施したステンレス製の芯金（φ６ｍｍ）の外周面に、更に接着剤を塗布、焼き付けしたものを用いた。この軸芯体を金型に配置し、原料ゴムとして、液状のシリコーンゴム（末端ビニル基封鎖の直鎖状ポリジメチルシロキサンと、１つのビニル基を有する分岐ポリシロキサンセグメントと、二官能性のジメチルシロキサンを有する直鎖状オイルセグメントとからなるブロックポリマーとからなるポリシロキサン混合物に、架橋剤として１分子中にケイ素結合水素原子を２個以上有したオルガノシロキサンと白金系触媒を加え、混合した付加型シリコーンゴム組成物）１００質量部、無機微粉体である耐熱性付与剤としてシリカ粉体１０質量部、石英粉末５０質量部、導電性付与剤とカーボンブラックＡ（ＧＰＦ相当）を２０質量部添加し、を混合し、液状ゴムコンパウンドを調製しこれ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１２０℃で１０分間加熱、冷却した後に脱型した後、２００℃で３０分間加熱してシリコーンゴムを加硫硬化し、厚み３ｍｍの弾性体層を軸芯体の外周に設けたローラを作製した。
【００８４】
実施例１に用いたカーボンブラックＡを始め、他の実施例と比較例に用いたカーボンブラックの配合前の分析値を表１に示した。表１は、配合したカーボンブラックに関するものであり、本発明の範囲とは直接関係ないものである。
【００８５】
次に、ポリオール（ニッポラン５０３７；商品名、日本ポリウレタン工業株式会社製）の固形分１００質量部に対し、硬化剤としてイソシアネート（コロネートＬ；商品名、日本ポリウレタン工業株式会社製）の固形分１２質量部、導電剤としカーボンブラック（ＭＡ１１；商品名、三菱化学製）を３０質量部添加し、メチルエチルケトンを主溶剤として用い、十分に撹拌して、均一な固形分１１％の有機溶剤混合溶液となるよう調整した。この塗料溶液中に、上記ローラを浸漬してコーティングした後、引上げて乾燥させ、１４２℃にて３０分間加熱処理することで、約１８μｍの表面層を弾性体層の外周に設けた弾性ローラ１を作製した。
【００８６】
このようにして作製した弾性ローラ１の基層（弾性層１２）から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）は、１．３８であった。
【００８７】
［実施例２］弾性ローラ２
導電材の種類をカーボンブラックＢ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を１８質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ２を作製した。作製した弾性ローラ２の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．１９であった。
【００８８】
［実施例３］弾性ローラ３
導電材の種類をカーボンブラックＣ（ＧＰＦ相当）に変更し、添加量を２２質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ３を作製した。作製した弾性ローラ３の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、０．７８であった。
【００８９】
［実施例４］弾性ローラ４
導電材の種類をカーボンブラックＤ（ＨＡＦ相当）に変更し、添加量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ４を作製した。作製した弾性ローラ４の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、０．７０であった。
【００９０】
［実施例５］弾性ローラ５
導電材の種類をカーボンブラックＥ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を１６質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ５を作製した。作製した弾性ローラ５の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．０７であった。
【００９１】
［実施例６］弾性ローラ６
導電材の種類をカーボンブラックＦ（ＳＲＦ相当）に変更し、添加量を４６質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ６を作製した。作製した弾性ローラ６の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．３３であった。
【００９２】
［実施例７］弾性ローラ７
導電材の種類をカーボンブラックＧ（ＨＡＦ相当）に変更し、添加量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ７を作製した。作製した弾性ローラ７の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．３８であった。
【００９３】
［実施例８］弾性ローラ８
導電材の種類をカーボンブラックＨ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を１２質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ８を作製した。作製した弾性ローラ８の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．２７であった。
【００９４】
［比較例１］弾性ローラ９
導電材の種類をカーボンブラックＩ（ＨＡＦ相当）に変更し、添加量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ９を作製した。作製した弾性ローラ９の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、２．６８であった。
【００９５】
［比較例２］弾性ローラ１０
導電材の種類をカーボンブラックＪ（ＩＳＡＦ相当）に変更し、添加量を３０質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ１０を作製した。作製した弾性ローラ１０の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．７６であった。
【００９６】
［比較例３］弾性ローラ１１
導電材の種類をカーボンブラックＫ（ＧＰＦ相当）に変更し、添加量を２４質量部とした以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ１１を作製した。作製した弾性ローラ１１の弾性層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ΔＤ５０／Ｄｓｔは、１．４３であった。
【００９７】
［特性の評価］
以上の様にして得られた弾性ローラを現像ローラとして実機に組み込み、各種の評価を行った。
＜ローラ抵抗の測定及び電圧依存性の評価＞
１０Ｖ印加、１００Ｖ印加にてローラ抵抗を測定し、その変化割合から電圧依存性を評価した。表１においては、便宜的に、０．４０桁以下のものを◎、０．４０を超え０．６０桁以下のものを○、０．６０を超えるものを×とした。
＜画像品質の評価＞
画像品質の評価は、１０００枚プリント前後において、ベタ黒画像と、ハーフトーン（ＨＴ）画像という色合いの異なる２種類の画像をプリントし、その画像の品質、特に濃度ムラに着目して評価した。良好なものを◎、問題がないものを〇、やや濃淡が確認されるものを△、明らかにムラや著しい画像不良が確認されるものを×とした。
＜総合評価＞
以上、総合評価としては、ベタ黒、ハーフトーンの画像品質、及びその他不具合の発生がないかを判断し、画像レベルが良好なものを◎、画像レベルいずれにも問題がないものを〇、問題の生じたものを×とした。
【００９８】
上記の基準に基づき評価した結果を、表２に示した。
【００９９】
【表１】
【０１００】
【表２】
【０１０１】
表２に示すとおり、実施例１〜８では、付着性、耐久性いずれの性能にも問題はなかった。その中でも実施例２、３、４、は、特に良好な結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の弾性ローラの全体構成の一例を模式的に示す図ある。
【図２】本発明の弾性ローラにおける、ローラ層の二層構造を模式的に示す断面図ある。
【図３】本発明の弾性ローラを備えた現像装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図４】カーボンブラック製造炉の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１…弾性ローラ
２…現像装置
３…画像形成装置
１１…軸芯体
１２…弾性体層（基層）
１３…樹脂層（表層）
２１…感光ドラム
２２…帯電装置
２３…レーザー光
２５…現像ローラ
２６…補助ローラ
２７…弾性ブレード
２８…トナー
２９…転写ローラ
３０…クリーニングブレード
３１…廃トナー容器
３２…定着装置
３３…紙
３４…現像容器
４…カーボンブラック製造炉
４１…燃焼域
４２…原料油導入位置
４３…後部反応域
４４…燃料油
４５…空気
４６…原料油（ノズル）
４７…反応停止水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂であり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものであることを特徴とする弾性ローラ。
【請求項２】
前記カーボンブラック成分のストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する９０％粒子径（Ｄ９０）の比（Ｄ９０／Ｄｓｔ）が１．２０以上２．４０以下の条件を満たすものである請求項１に記載の弾性ローラ。
【請求項３】
前記カーボンブラック成分のＤＢＰ吸油量が４０〜１１０ｍｌ／１００ｇである請求項１又は２に記載の弾性ローラ。
【請求項４】
前記カーボンブラック成分が、前記層を形成するゴム又は樹脂１００質量部に対して、１０〜５０質量部である請求項１〜３のいずれかに記載の弾性ローラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の弾性ローラを備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の弾性ローラを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
軸芯体の外周面に少なくとも１層以上が形成されたローラの、そのいずれか１つ以上の層において、主成分がゴム又は樹脂であり、該層から取り出し単離したカーボンブラック成分を遠心沈降分析により測定したアグリゲート特性で、ストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する分布曲線の半値幅（ΔＤ５０）の比（ΔＤ５０／Ｄｓｔ）が１．４０以下の条件を満たすものであることを特徴とする弾性ローラ。
【請求項２】
前記カーボンブラック成分のストークス相当径の分布曲線の最多頻度値（Ｄｓｔ）に対する９０％粒子径（Ｄ９０）の比（Ｄ９０／Ｄｓｔ）が１．２０以上２．４０以下の条件を満たすものである請求項１に記載の弾性ローラ。
【請求項３】
前記カーボンブラック成分のＤＢＰ吸油量が４０〜１１０ｍｌ／１００ｇである請求項１又は２に記載の弾性ローラ。
【請求項４】
前記カーボンブラック成分が、前記層を形成するゴム又は樹脂１００質量部に対して、１０〜５０質量部である請求項１〜３のいずれかに記載の弾性ローラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の弾性ローラを備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の弾性ローラを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１８４４４６（Ｐ２００６−１８４４４６Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７６５９５（Ｐ２００４−３７６５９５）
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２７日（２００４．１２．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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