現像ローラ、現像ローラの製造方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】軸心体を被覆するシリコーンゴムとカーボンブラックとを含む導電性弾性層と、表面層とを有し、かつゴースト画像の発生を抑制された現像ローラ。
【解決手段】導電性の弾性層７００と、表面層７０１とを有している現像ローラであって、弾性層７００は、カーボンブラックとシリコーンゴムとを含みカーボンブラックの含有量が弾性層に対して７質量％乃至１７質量％であり、かつカーボンブラックは粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にあり、弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にあり、更に弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、弾性層の表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、弾性層の表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが特定の関係を満足する現像ローラ。
【解決手段】導電性の弾性層７００と、表面層７０１とを有している現像ローラであって、弾性層７００は、カーボンブラックとシリコーンゴムとを含みカーボンブラックの含有量が弾性層に対して７質量％乃至１７質量％であり、かつカーボンブラックは粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にあり、弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にあり、更に弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、弾性層の表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、弾性層の表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが特定の関係を満足する現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター及び複写機の如き画像形成装置及び電子写真プロセスカートリッジに用いられる現像ローラ及びその製造方法、現像ローラを具備した電子写真プロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、現像ローラは、良導電性金属からなる軸心体と、その周囲を被覆する導電性の弾性層とからなる構成を有している（特許文献１）。
【０００３】
また、導電性の弾性層としては、シリコーンゴムにカーボンブラック等の導電剤を分散させたものが多用されている（特許文献２）。特許文献２は、導電性の弾性層を注型成形法により形成した場合に、導電剤が軸心体側に偏在してしまい導電性が不均一となるという課題を提示している。そして係る課題に対し、特定のＤＢＰ吸油量のカーボンブラックを配合した、特定の比重の液状シリコーンゴムを用いて導電性弾性層を形成することで体積抵抗値の均一な導電性弾性が得られることを開示している。
【０００４】
ところで、特許文献１は、現像ローラの構成として、表面の汚染防止のために、導電性の弾性層上に更に表面層を設けた構成を提案している。
【特許文献１】特開２００２−１４７４３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２２７５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、現像ローラ表面の汚染を有効に抑制するためには、導電性の弾性層を被覆する表面層の使用は不可避との認識の下、高品位な電子写真画像を与える現像ローラの開発を進めてきた。その過程で、カーボンブラックを均一に分散させ、体積抵抗を均一化した導電性の弾性層と該弾性層上に形成した表面層とからなる現像ローラを用いて電子写真画像を形成すると、当該現像ローラ起因のゴースト画像が発生することがあることを知見した。ゴースト画像とは、前に印刷された出力画像が現像ローラ上に残り、現像ローラの回転周期に合わせて本来の画像上に残像として重畳的に形成される画像をいう。そして、このようなゴースト画像の発生は、導電性弾性層上に表面層を積層した構成を有する現像ローラにおいて顕著であったところ、本発明者等は、当該ゴースト画像の発生が、表面層の存在に由来するものと推測した。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、軸心体と、該軸心体を被覆するシリコーンゴムと導電剤としてのカーボンブラックとを含む導電性弾性層と、表面層とを有し、かつゴースト画像の発生を抑制することのできる現像ローラ及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また本発明の他の目的は、ゴースト画像（現像ローラ周期の残像）の低減された良好な電子写真画像を与える電子写真プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的に鑑み、本発明者らは、導電性弾性層上に表面層を設けた現像ローラについて更なる考察を重ねた。その結果、以下のようなメカニズムによりゴースト画像が発生するものと推測した。すなわち、導電性弾性層と表面層との間の界面が微小な抵抗層として機能し、その部分で電荷が停滞し、残存電荷として存在する。かかる残存電荷により、現像部と非現像部との現像ローラ表面にかけて電位差が生じ、画像上の残像となりゴースト画像が発生する。
【０００９】
このような推測の下、導電性弾性層と表面層との界面に電荷が停滞することを抑制し得る現像ローラの構成について検討を重ね、当該界面近傍に近いほどカーボンブラックのシリコーンゴムに対する比率を高めることにより上記の目的を良く達成できることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る現像ローラは、
導電性の軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された厚さ０．５ｍｍ乃至６．０ｍｍの導電性の弾性層と、表面層とを有している現像ローラであって、
該弾性層は、カーボンブラックと、該カーボンブラックのバインダーとしてのシリコーンゴムとを含み、該カーボンブラックの含有量が、該弾性層に対して７質量％乃至１７質量％であり、かつ該弾性層中の該カーボンブラックは、その粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にあり、
該弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にあり、更に、該弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが下記式（１）及び（２）の関係を満足することを特徴とする：
１．５０≧Ｘ／Ｙ≧１．１０・・・（１）
１．１０≧Ｙ／Ｚ≧１．０２・・・（２）。
【００１１】
このような構成によれば、導電性弾性層の表面近傍を電流が流れやすい構成となることにより、導電性の弾性層上に表面層が形成されてなる多層構成の現像ローラにおける弾性層と表面層との間の界面に起因するゴースト画像の発生を有効に抑制することができた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、導電性の弾性層と、当該弾性層上の表面層とを有する多層構成の現像ローラの、当該多層構成に起因すると推測されるゴースト画像の発生が有効に抑制される。また、表面層を設けたことによる現像ローラ表面への現像剤の固着等による汚れもまた有効に抑制されうるものとなる。
【００１３】
さらに、このような現像ローラの使用により、ゴーストの発生を低減した高品位な電子写真画像を安定して形成可能な画像形成装置及びそれに用いることができる電子写真プロセスカートリッジを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による現像ローラ、及び該現像ローラの製造方法、該製造方法により製造された現像ローラ及び該現像ローラ等を具備する、電子写真プロセスカートリッジ、画像形成装置について詳細に説明する。
【００１５】
本発明に係る現像ローラは、導電性の軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された厚さ０．５ｍｍ乃至６．０ｍｍの導電性の弾性層と、表面層とを有している。
【００１６】
該弾性層はカーボンブラックと、該カーボンブラックのバインダーとしてのシリコーンゴムとを含み、該カーボンブラックの含有量が、該弾性層に対して７質量％乃至１７質量％である。
【００１７】
また、該弾性層中の該カーボンブラックは、その粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にある。
【００１８】
また、該弾性層は密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にある。
【００１９】
更に、該弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、該弾性層の表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、該弾性層の表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが下記式（１）及び（２）の関係を満足する：
１．５０≧Ｘ／Ｙ≧１．１０・・・（１）
１．１０≧Ｙ／Ｚ≧１．０２・・・（２）。
【００２０】
上記Ｘ、Ｙ及びＺの各々は、弾性層表面近傍、該弾性層の表面から深さ１００μｍ及び２００μｍの位置における炭素原子のケイ素原子に対する存在割合を表す。そして、Ｘ、Ｙ及びＺが、上記式（１）及び（２）を満たすとは、弾性層の断面形状において、弾性層の表面に近くなるに従い炭素原子のケイ素原子に対する存在割合が高くなることを意味している。このことにより、弾性層の表面付近の導電性が相対的に高くなり、弾性層と表面層との界面における電荷の残存を低減させられる効果がある。Ｘ／Ｙは、好ましくは１．２０以上１．４０以下である。また、Ｙ／Ｚは、好ましくは、１．０５以上１．２０以下である。
【００２１】
そして、Ｘ／Ｙが１．１０未満、又はＹ／Ｚが１．０２未満であるとゴースト画像の軽減を図ることが困難となる。これは、弾性層表面に流れる電流が少なすぎて、微小抵抗となる界面の影響を受けやすくなるためであると考えられる。
【００２２】
Ｘ／Ｙが１．５０を超え、又はＹ／Ｚが１．１０を超えると感光ドラム側に電流がリークしてしまうことがある。弾性層表面の表面抵抗が低くなりすぎるためと考えられる。
【００２３】
・シリコーンゴムについて；
弾性層を構成するバインダーとしては、シリコーンゴムを用いる。適度に低硬度であり良好な変形回復力を持たせることができるためである。
【００２４】
シリコーンゴムの原料としては、付加反応架橋型液状シリコーンゴム（以降「液状シリコーンゴム」ともいう）を用いることが好ましい。液状シリコーンゴムは、例えばアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン（Ａ液）及びオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ液）を含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが重量平均分子量１万以上１００万以下が好ましく、重量平均分子量５万以上７０万以下がより好ましい。
【００２５】
上記オルガノポリシロキサンのアルケニル基は、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位である。当該アルケニル基の好適な具体例としては、活性水素との反応性が高いビニル基、アリル基が挙げられる。特にビニル基がより好ましい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２個以上であり、硬化反応を好適に行わせるために、３個以上のポリマーが好ましい。
【００２６】
オルガノハイドロジェンポリシロキサンの平均分子量は特に制限がなく、好ましい重量平均分子量は１０００から１００００程度である。硬化反応を好適に行わせるためには、比較的低分子量である重量平均分子量１０００以上５０００以下のポリマーが好ましい。
【００２７】
液状シリコーンゴムは、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの架橋触媒として、公知の白金系触媒を含むことが好ましい。例えば、白金単体、白金化合物、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール化合物、エーテル化合物、水和物との錯体が挙げられる。また、架橋触媒として、ヒドロシリル化反応において触媒作用を示す遷移金属化合物も使用できる。架橋触媒の添加量は、オルガノポリシロキサンに対し、白金原子あるいは遷移金属原子として１ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下の範囲が好ましい。
【００２８】
本発明にかかる、炭素原子のケイ素原子に対する存在比率が厚さ方向で変化してなる弾性層は、導電性のカーボンブラックのバインダー樹脂としてのシリコーンゴムに対する存在比率が表面側に行くほどに高めた弾性層により達成可能である。
【００２９】
すなわち、カーボンブラックとシリコーンゴムとからなる単層の弾性層の表面側に行くほどカーボンブラックが密に存在するようにカーボンブラックを偏在させることで、前記式（１）、（２）の関係を満たす弾性層とすることができる。
【００３０】
このような弾性層を得るための原料としての液状シリコーンゴムには、粒径個数分布のピークが少なくとも２つに分かれるように粒径の異なるカーボンブラックを配合することが必要である。
【００３１】
ここで、粒径個数分布とは、カーボンブラックの粒径測定法により得られるカーボンブラックの一次粒径分布を表すものである。
【００３２】
一次粒径（以降「粒径」とする）のピークが１つであり、さらにピーク中心が分布の小さい領域にある場合、カーボンブラックがある程度の強い凝集性をもつために、成形時にせん断のかかる弾性層の表面近傍には存在しにくくなる。つまり、弾性層の表面付近に近づくに連れてカーボンブラック濃度が低くなりやすい。また、粒径の大きいカーボンブラックのみを使用した場合、カーボンブラック同士のネットワークが形成されにくいために過剰量の配合が必要になる。それにより、圧縮永久ひずみや反発弾性などの物性値に悪い影響を与えてしまう。
【００３３】
しかし、カーボンブラックの粒径個数分布においてピークが少なくとも２つに分かれるようにカーボンブラックを配合した液状シリコーンゴムを用いて弾性層を形成すると、得られた弾性層の表面付近により多くのカーボンブラックを存在させることができる。
【００３４】
その詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。すなわち、液状シリコーンゴムに含まれる凝集性の弱いカーボンブラックは、弾性層の成形時に該液状シリコーンゴムに加わるせん断力によって該液状シリコーンゴム中で対流する。これと同時に、液状シリコーンゴム中の凝集性の強いカーボンブラックは、凝集性の弱いカーボンブラックが存在することで凝集力が弱まり弾性層となる層の内側に偏在することが抑制される。なかには凝集性の強いカーボンブラックに凝集性の弱いカーボンブラックが吸着され、ストラクチャーが巨大化したものが存在し、それらは弾性層の内側から外側へ流れる対流により層の表面に流れ込む現象が起きている。その結果、弾性層の表面近傍にいくに従いカーボンブラック濃度が高くなっているものと考えられる。
【００３５】
液状シリコーンゴムに配合するカーボンブラックに関して、粒径個数分布のピークのうち、最も小粒径側に位置するピークの中心（以降「最小径ピーク中心」ともいう）は、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲とする。最小径ピーク中心が、１０ｎｍ未満となった場合、カーボンブラック自体の凝集性が強く、ポリマーに対する比率が小さい場合には、シリコーンゴムへの均一分散が困難になることがある。一方、最小径ピーク中心が、４０ｎｍを超えると、カーボンブラック自体の凝集性が弱く、シリコーンゴムへの均一分散性は良い方向になるが、カーボンネットワークが少なくなり電流が流れにくい方向になる。ここでは、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のカーボンブラックがカーボンネットワークを適度に形成するのに必要なものである。
【００３６】
粒径の大きい方のカーボンブラックの粒径はとくに限定されるものではなく、粒径の小さい方のカーボンブラックと粒径分布のピークが分かれるようなものであれば良い。また個数粒径分布において、最小径ピークよりも粒径の大きい側に位置するピークの中心の位置は、最小径ピーク中心から少なくとも４０ｎｍもしくはそれ以上離れていることが好ましい。上記した弾性層の厚み方向におけるカーボンブラックのシリコーンゴムに対する存在比率の偏在化を促すためである。
【００３７】
粒径分布のヒストグラムから求められる２種類以上のカーボンブラックのうち、最小径のものをＡとしたとき、ピーク位置個数比Ａの割合が好ましくは２５％以上７０％以下である。２５％より大きければ前述したように、粒径の小さい、導電性を引き出すためのカーボンブラック量が適当で現像ローラとしての電気特性を得ることができる。７０％よりも小さければ、凝集性の強いカーボンブラック量が適当で、弾性層表面近傍のカーボンブラック濃度が低くはならないので好ましい。
【００３８】
カーボンブラックの種類としては、例えば以下のものが挙げられる。
ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＭＡＦ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）、
ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ）。
【００３９】
さらには、酸化処理を施した酸性カーボン、熱分解カーボンの如き汎用のものが挙げられる。
【００４０】
液状シリコーンゴムに配合するカーボンブラック量は、液状シリコーンゴムに対して７質量％以上１７質量％以下である。これは、弾性層に必要な１０3Ωｃｍ以上１０8Ωｃｍ以下の体積抵抗を担持させるためである。
【００４１】
シリコーンゴム成形物からなる弾性層の密度は１．０１ｇ／ｃｍ3以上１．０７ｇ／ｃｍ3以下の範囲である。通常のシリコーンポリマーの密度は０．９８ｇ／ｃｍ3程度である。そして、弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3未満だとシリコーンポリマーに対するフィラーの充填率が少ない。そのため、特に導電性の強いカーボンブラックを使用した場合にも十分なカーボンブラックのネットワークを作り出せず、弾性層に所望の体積抵抗値を付与できない場合がある。
【００４２】
一方、弾性層の密度が１．０７ｇ／ｃｍ3を超えると密度差の大きなフィラーが多く混在することで、軸芯体近傍でのカーボンブラックの分散性の悪化などにつながり、現像ローラとしての必要な電気特性を得ることが困難となることがある。
【００４３】
シリコーンゴムに配合される全フィラー中のカーボンブラックの面積相当割合は好ましくは９５％以上１００％以下である。カーボンブラックのシリコーンゴム中における分散状態の他のフィラーによる影響を軽減し、又は排除することができるためである。
【００４４】
弾性層の厚みとしては、現像ローラとしての特性を引き出すのに０．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましい。２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下がさらに好ましい。現像剤や他の接触部材に与えるストレスが小さく、現像カートリッジの小型化できるためである。
【００４５】
・現像ローラの調製方法；
本発明に係る現像ローラの調製方法について説明する。
【００４６】
先ず、液状シリコーンゴムにカーボンブラックを配合して液状シリコーンゴム組成物を調製する。カーボンブラックは、前記したように液状シリコーンゴム中における粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有するように、かつ最小径ピーク中心が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下となるように配合する。
【００４７】
液状シリコーンゴム組成物には、必要に応じて非導電性充填材、可塑剤などの各種添加剤が本発明の効果を損なわない範囲で適宜配合されていてもよい。非導電性充填剤としては、シリカ、石英、酸化チタン、炭酸カルシウム、亜鉛、アルミナが挙げられる。可塑剤としては、ポリジメチルシロキサンオイル、ジフェニルシランジオール、トリメチルシラノール、フタル酸誘導体、アジピン酸誘導体が挙げられる。また、シリコーンゴム組成物には、耐熱剤、難燃剤、酸化防止剤、架橋促進剤、架橋遅延剤、架橋助剤、チキソ剤などを配合しても差し支えない。
【００４８】
次いで、導電性の軸芯体の外周側に該軸芯体と同芯となるようにリング型の塗工ヘッドを配し、該軸芯体を該塗工ヘッドに対して相対的に軸方向に移動させ、該移動時に該塗工ヘッドから該軸芯体の外周上に向けて液状シリコーンゴム組成物を供給する。このとき、液状シリコーンゴム組成物の降伏応力を２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下とすることが好ましい。降伏応力のより好ましい範囲は、１００Ｐａ以上４００Ｐａ以下である。
【００４９】
降伏応力（しばしば降伏点と呼ばれる）とは、応力がそれ以下では、試料が固体として振舞う限界応力のことである。応力により試料はバネのように弾性的に変形するが、この応力が取り除かれると変形は消失する。降伏応力以下では、加えられる応力と変形は比例関係を保つ。降伏応力を超えると、凝集フィラーによって形成されていた３次元網目構造の構造破壊が生じ、試料は流動を開始する。加えられた応力によって際限なく変形し続け、応力を除いても元の形状に戻ることはない、などの特徴を持つ。
【００５０】
降伏応力が２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲にある場合、塗工厚みに対する寸法精度を維持し、塗工面の平滑さとのバランスを最良の状態で、両立することができる。
【００５１】
軸芯体は、電極及び支持部材として機能するものである。軸芯体は、鉄、アルミニウム，銅合金，ステンレス鋼の金属又は合金にクロム，ニッケルで鍍金処理を施してもよい。形状は、円柱形や中心部を空洞化した円筒形が好ましい。軸芯体の外径は適宜決めることができるが、通常直径４ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲にすることが好ましい。
【００５２】
図１にリング型の塗工ヘッドを用いる成形機の概略図を示す。図１に示す成形機は、架台１の上に略垂直にコラム２が取り付けられ、さらに架台１とコラム２の上部に精密ボールネジ３が略垂直に取り付けられている。１４はリニアガイドであり、精密ボールネジ３と平行に２本がコラム２に取り付けられている。ＬＭガイド４はリニアガイド１４と精密ボールネジ３とを連結し、サーボモータ５よりプーリ６を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。コラム２には軸芯体１０２の外周側にシリコーンゴム組成物の未硬化物を軸芯体の外周上に塗布するリング形状の塗工ヘッド８が取り付けられている。さらにＬＭガイド４にはブラケット７が取り付けられ、下側のブラケット７には軸芯体１０２を保持し固定する軸芯体下保持軸９が略垂直に取り付けられている。また、ローラの軸芯体１０２の逆側を保持する軸芯体上保持軸１０の中心軸が、上側のブラケット７に取り付けられ、軸芯体上保持軸１０は軸芯体下保持軸９に対向して略同芯になるように配置して軸芯体を保持している。さらにリング形状の塗工ヘッド８の中心軸は軸芯体下保持軸９と軸芯体上保持軸１０の移動方向と平行となるようにそれぞれに支持されている。また、軸芯体下保持軸９及び軸芯体上保持軸１０が昇降移動時において塗工ヘッド８の内側に開口した環状スリットに成っている吐出口の中心軸と軸芯体下保持軸９及び軸芯体上保持軸１０の中心軸が略同芯になるように調節してある。このような構成により塗工ヘッド８の環状スリットに成っている吐出口の中心軸を軸芯体の中心軸に略同芯に合わせることができ、リング形状の塗工ヘッドの内周面と前記軸芯体１０２の外周面との間に均一な隙間が形成される。
【００５３】
また、液状シリコーンゴム組成物の供給口１１は、液状シリコーンゴム組成物の搬送用の配管１２を介して材料供給弁１３に接続されている。材料供給弁１３は、その手前に混合ミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンク等を備え、定量（単位時間当たりの量が一定）の液状ゴムを吐出可能としている。液状ゴムは材料タンクから、材料定量吐出装置により一定量計量され、混合ミキサーで混合される。その後、材料供給ポンプにより混合されたシリコーンゴム組成物は、材料供給弁から配管１２を経由して、供給口に送られる。
【００５４】
さらに、液状シリコーンゴム組成物は、リング型の塗工ヘッド内の液状シリコーンゴム組成物流路を通り、リング型の塗工ヘッドのノズルから吐出する。液状シリコーンゴム組成物の肉厚を一定にさせるために、リング状塗工ヘッドノズルからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量を一定にして、軸芯体保持軸を垂直方向（軸芯体の中心軸方向）に昇降移動させる。これにより、軸芯体は塗工ヘッド８に対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体の外周上に液状シリコーンゴム組成物からなる円筒形状（ローラ形状）の未硬化物の層１０１が形成される。この時、軸芯体とリング型の塗工ヘッドノズルとのクリアランスは、所望の弾性層の層厚程度にすることが好ましい。
【００５５】
次の工程で、軸芯体の周囲に形成した未硬化の液状シリコーンゴム組成物の層１０１を赤外線加熱で熱処理し硬化し、弾性層とする。未硬化の液状シリコーンゴム組成物の表面は、粘着性を有している。このため、熱処理する方法としては非接触で、装置が簡易で、シリコーンゴム組成物の未硬化物の層１０１を長手方向に均一に熱処理できる赤外線加熱が好ましい。この時、赤外線加熱装置を固定し、シリコーンゴム組成物からなる円筒形状（ローラ形状）の未硬化物層を設けた軸芯体を周方向に回転させることにより、周方向に均一に熱処理が行われる。熱処理の温度としては、使用する液状シリコーンゴム組成物にもよるが、硬化反応が開始する１００℃以上２５０℃以下が好ましい。
【００５６】
ここで、弾性層の硬化後の物性安定化、弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、赤外線加熱後の弾性層に更に熱処理等を行う二次硬化を行わせても良い。
【００５７】
以上のようにして形成された弾性層の外周側に耐磨耗性やトナー帯電性、離形性の観点から、さらに表面層を設ける。表面層を形成する材料としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂が挙げられる。これらの材料は、単独で用いてよく、又は二種以上を混合して用いてもよい。これらの材料には必要に応じて各種添加剤が添加される。
【００５８】
これらの表面層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、ボールミルの如きビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して、分散させることができる。得られた表層形成用の分散体は、スプレー塗工法、又はディッピング法により弾性層の表面に塗工することができる。表面層の厚みは、低分子量成分が滲み出してきて感光ドラムを汚染することを防止する観点から５μｍ以上が好ましい。また、ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から５０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。
【００５９】
本発明の現像ローラは、静電潜像を担持する潜像担持体としての感光ドラム（以下、「感光体」ともいう）に対向して、当接又は圧接した状態で現像剤を担持する。そして、現像ローラは、感光ドラムに現像剤としてのトナーを付与することにより潜像を現像剤像として可視化する機能を持つ。さらに本発明の電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置は、この現像ローラを具備する。
【００６０】
本発明の現像ローラを搭載した一般的なプロセスカートリッジ及び電子写真装置の一例を図２に模式図として示した。この図２により以下説明する。
【００６１】
本画像形成装置は、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ及びブラックの画像を形成する画像形成ユニット２１２ａ乃至２１２ｄが４個あり、タンデム方式で設けられている。これら４個の画像形成ユニット２１２ａ乃至２１２ｄは基本的構成において同じである。各ユニット間において、感光体２０５、帯電装置２０６、画像露光装置２０７（図では書き込みビーム）、現像装置２０８、クリーニング装置２０９、画像転写装置２１０（図では転写ローラ）等の仕様は、各色トナー特性に応じて少し調整に差異があり得る。
【００６２】
また、感光体２０５、帯電装置２０６、現像装置２０８及びクリーニング装置２０９が一体となり、着脱可能なプロセスカートリッジを形成している。また、本発明に関するプロセスカートリッジとしては、現像装置２０８からなる現像カートリッジタイプなどがある。現像装置２０８には、一成分トナー２１３を収容した現像容器２１４と、現像容器２１４内の長手方向に延在する開口部に位置し、感光体２０５と対向設置された現像ローラ２０１とを備え、感光体２０５上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００６３】
また現像ローラ２０１に一成分トナー２１３を供給すると共に、現像に使用されずに現像ローラ２０１に担持されている一成分トナー２１３を現像ローラ２０１から掻き取るトナー供給ローラ２１５が設けられている。更に現像ローラ２０１上の一成分トナー２１３の担持量を規制すると共に摩擦帯電する現像ブレード２１６が設けられている。
【００６４】
感光体２０５の表面が帯電装置２０６により所定の極性・電位に一様に帯電され、画像情報が画像露光装置２０７からビームとして、帯電された感光体２０５の表面層に照射され、静電潜像が形成される。次いで、形成された静電潜像上に本発明の現像ローラ２０１を有する現像装置２０８から一成分トナーが供給され、感光体２０５の表面にトナー像が形成される。このトナー像は感光体２０５の回転に伴って、画像転写装置２１０に対向する部所に来たときに回転と同期して供給されてきた紙などの転写材（紙）２１１に転写される。なお、本図では４つの画像形成ユニット２１２ａ乃至２１２ｄが一連に連動して所定の色画像を１つの転写材２１１に重ねて形成されている。
【００６５】
したがって、転写材２１１をそれぞれの画像形成ユニットの画像形成と同期させる。つまり、画像形性が転写材２１１の挿入と同期している。そのために、転写部材２１１を輸送する転写搬送ベルト２１７が感光体２０５と画像転写装置２１０との間に挟まれるように、転写搬送ベルト２１７の駆動ローラ２１８、テンションローラ２１９及び従動ローラ２２０に架け回されている。そして、転写材２１１は転写搬送ベルト２１７に吸着ローラ２２１の働きにより静電気的に吸着された形で搬送される。なお、２２２は転写材２１１を供給するための供給ローラである。
【００６６】
画像が形成された転写材２１１は、転写搬送ベルト２１７から剥離装置２２３の働きにより剥がされ、定着装置２２４に送られ、トナー像は転写材２１１に定着されて、印刷が完了する。一方、トナー像の転写材２１１への転写が終わった感光体２０５はさらに回転して、クリーニング装置２０９により感光体２０５表面がクリーニングされ、必要により除電装置（不図示）によって除電される。その後、感光体２０５は次の画像形成に供される。
【００６７】
なお、図２において、２２５、２２６はそれぞれ吸着ローラ２２１、画像転写装置２１０へのバイアス電源を示す。
【００６８】
ここでは、タンデム型の転写材へ直接各色のトナー像を転写する装置で説明した。しかし、本発明に係る現像ローラを有する限り、以下の３つの態様に係る画像形成装置もまた本発明に係る画像形成装置の範疇である。
１）白黒の単色画像形成装置。
２）転写ローラや転写ベルトに一旦各色のトナー像を重ねてカラー画像を形成し、一括して転写する画像形成装置。
３）各色の現像ユニットがロータ上に配置されたり、感光体に並列して配置されたりした画像形成装置等。
【００６９】
また、プロセスカートリッジではなく、感光体、帯電装置、現像装置等が直接画像形成装置に組み込まれていても構わない。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。まず実施例において行った各種評価及び測定方法について説明する。部は質量部を示す。
【００７１】
＜カーボンブラックの粒径の測定方法＞
カーボンブラック（ＣＢ）の粒径は以下の方法により求められる値とすることができる。
【００７２】
すなわち、図９（Ａ）に示すように、ローラ長手方向を４等分する３箇所から試料を取り出す。具体的には、ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を投入して軸心体まで到達させて、数ミリ程度の厚みの輪切りにし、切断面を観察できる試料を採取する。切断面において最も厚い層（弾性層）の中から超薄切片を作製し、観察用のサンプルとする。
【００７３】
当該超薄切片の調製には、凍結切片作製装置（商品名：Ｌｅｉｃａ ＥＭ ＦＣＳ；ライカマイクロシステムズ（株）製）を使用する。ナイフには、ダイヤモンドナイフ（商品名：Ｃｒｙｏ ｄｒｙ ３５°；ディアトーム社製）を用い、試料とナイフとは温度−１２０℃乃至−５０℃に冷却し、厚さが約５０ｎｍの超薄切片を作成する。作成した３つの観察用サンプルの各々について３箇所（弾性層表面付近、表面と軸芯体との中間、軸芯体付近）を透過型電子顕微鏡で観察する。直接観察倍率は１４万倍とする。撮影されたフィルムを２倍に拡大して現像し、最終的に２８万倍の写真を得る。
【００７４】
該写真から、カーボンブラックの粒子２００００個をランダムに選び出し、各々のカーボンブラック粒子についてその粒径を求める。なお、任意に選んだカーボンブラックの粒子が、隣接するカーボンブラックの粒子と重なり合いが多い場合は、そのカーボンブラックの粒子の粒径は求めず、他の粒子を選択する。即ち、凝集（アグリゲート）により粒子自体の輪郭を認識できない粒子は粒径の算出の対象とはしない。
【００７５】
隣接するカーボンブラックの粒子との重なり合いが多いか少ないかの判断について図３を用いて説明する。図３において、中央のカーボンブラック粒子Ｙは、２つの隣接するカーボンブラック粒子Ｘ及びＺに接しているため、粒子Ｙの正確な輪郭は不明である。しかし、カーボンブラックは、アグリゲート（ストラクチャー）を形成しやすい物質であり、図３のように重なり合っている粒子がほとんどである。
【００７６】
図４に示すように、粒子Ｙと粒子Ｘの輪郭線が交わる２点（Ａ点、Ｂ点とする）を直線で結ぶ。粒子Ｙと粒子Ｚについても同様に、Ｃ点、Ｄ点を求めて直線で結び、直線ＡＢ、曲線ＢＣ、直線ＣＤ、曲線ＤＡで結ばれる閉平面を作る。線分ＡＢの長さと線分ＣＤの長さの和が、曲線ＡＤの長さと曲線ＢＣの長さの和の４０％以下で、かつ曲線ＢＣの長さが線Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａの長さの５０％以上ならば、隣接するカーボンブラック粒子との重なり合いが少ないと判断する。そして、曲線ＡＤ上の任意の１点と曲線ＢＣを三等分する２点の計３点から得られる円の直径を算出する。算出された直径（単位：ｎｍ）の小数点第一位を四捨五入して、整数にした値を、粒子Ｙの粒径と定義する。
【００７７】
また、粒子Ｘについては、曲線ＡＢの長さが、直線ＡＢの長さと曲線ＡＢの長さの和の７０％以上ならば、隣接するカーボンブラックとの重なり合いが少ないと判断する。そして、点Ａ、点Ｂ、及び曲線ＡＢを二等分する１点の計３点から得られる円の直径を算出する。算出された直径の小数点第一位を四捨五入して、整数にした値を、粒子Ｘの粒径と定義する。
【００７８】
粒子Ｚについても同様に、曲線ＣＤの長さが、直線ＣＤの長さと曲線ＣＤの長さの和の７０％以上ならば、隣接するカーボンブラックとの重なり合いが少ないと判断する。そして、点Ｃ、点Ｄ、及び曲線ＣＤを二等分する１点の計３点から得られる円の直径を算出する。算出された直径の小数点第一位を四捨五入して、整数にした値を、粒子Ｚの粒径と定義する。
【００７９】
以上の手順で、上記でランダムに選択した２００００個の粒子について、粒径を求める。
【００８０】
＜粒径個数分布におけるピークの求め方＞
当該２００００個の粒子から求めた粒子径をヒストグラム上で表す。図５で表すように、得られたヒストグラム中のいくつかのピークから最小径のもの（グラフで一番左側のピーク）をＡとする。このとき、最も高い位置（個数の多いところ）をピーク中心とする。また、得られたいくつかのピークからＡの割合を求めたものが、ピークＡの個数比割合となる。
【００８１】
また、ピーク数の判別の仕方を図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に表す。ヒストグラムカーブ上に接線を引き、その傾きがプラスからマイナスに変わるところを１つのピークとする（図６（Ａ））。たとえばショルダーピークの場合、接線の傾きがプラスからマイナスに変わることが無ければピークとみなさない（図６（Ｂ））。図６（Ａ）は２つのピークと認められる場合を示し、図６（Ｂ）は２つのピークと認められない場合を示す。ヒストグラムの階級幅はＥ２４系列の等比数列（１．１の倍数）とし、階級数は４０とする。
【００８２】
＜密度測定方法＞
ローラの弾性層中からサンプルを切り取り、固体密度測定装置（商品名：ＳＧＭ−２００；島津製作所製）にて測定した。一回の測定に約３ｃｃのサンプルを使用し、３回分のサンプル９ｃｃを取り出して３回測定した平均値を弾性層の密度とした
【００８３】
＜カーボンブラック量の測定法＞
ローラ長手方向の弾性層部を４等分する３箇所のさらに深さ方向３箇所（表面付近、表面と軸芯体の中間、軸芯体付近）の計９箇所から、それぞれサンプル１０ｍｇを試料として採取した。ＪＩＳ Ｋ６２２７：１９９８に準拠して、理学電気株式会社製 ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓ２ ＴＧ８１２０を用いて測定し、平均値を測定データとした。
【００８４】
測定条件は、窒素ガスを２００ｍｌ／ｍｉｎで流しながら、５０℃で５分間キープし、その後５０℃／ｍｉｎで８００度まで昇温させ、有機成分のすべてを熱分解させる。このときの重量減少によりゴム成分中の有機成分（ポリマー）比率の情報が得られる。さらに、５０℃／ｍｉｎで３００℃まで冷却し、５分間保持し安定させる。次に窒素ガスをエアーに切り替え２００ｍｌ／ｍｉｎで流しながら同様に５０℃／ｍｉｎで９００℃まで昇温する。この間の重量減少によりゴム成分中のカーボンブラック重量の情報が得られ、構成物質全体との比率の関係から、カーボンブラックの含有量（質量％）が得られる。
【００８５】
＜Ｃ／Ｓｉ元素比率測定法＞
ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を投入して軸心体まで到達させて、数ミリ程度の厚みの輪切りにし、断面観察できるような試料とする。ローラ長手方向の弾性層部を４等分する３箇所から試料を取り出して、後述する所定の位置を測定し３個のデータからの平均値を用いて測定データとした。
【００８６】
測定装置に電子顕微鏡（商品名：Ｓ４８００；日立製作所製）に付属のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＡＸ社製）を用い、加速電圧２０ｋＶ、取り込み時間１００秒で測定した。測定位置は、Ｘについては、図７（Ａ）に示したように、弾性層表面７０１から約５μｍの位置とした。Ｙ及びＺについては各々、図７（Ｂ）に示したように、弾性層７００の表面から１００μｍ、２００μｍとした。また、電子顕微鏡の倍率は２０００倍とし、測定には、当該倍率における直接観察画像（縦約５０μｍ×横約６０μｍ）を用いた。得られたデータは、上記分析装置に付属のソフトウェア（商品名：ｅＤＸ ＺＡＦ３２ Ｖｅｒ３．０（Ｊ））を用いて、炭素原子とケイ素原子を選択し定性を行った。具体的には、炭素原子については、０．２４ｅＶ以上０．２８ｅＶ以下、ケイ素原子については、１．７１ｅＶ以上１．７６ｅＶ以下のピーク幅で定量し、Ｃ／Ｓｉ元素比率とした。
【００８７】
＜カーボンブラック面積相当割合の測定法＞
Ｃ／Ｓｉ元素比率測定法と同様にして試料を取り出した。ローラ長手方向の弾性層部を４等分する３箇所から試料を取り出して、それぞれ重ならないように１０枚の画像を撮影した。図８（Ａ）に示すように、倍率１００００倍の直接観察画像を用いて、画像中に見られる粒子状のものからすべての凝集単位に分別する。それぞれの凝集単位を選択し、図８（Ｂ）に示したように、その粒子が画像上の６０％以上を占めるように電子線照射エリアを絞って照射を行った。測定装置には電子顕微鏡（商品名：Ｓ４８００；日立製作所製）に付属のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＡＸ社製）を用い、加速電圧１０ｋＶ、取り込み時間１００秒で原子比率（Ａｔｏｍｉｃ％）を測定した。このときの炭素（Ｃ）のＡｔｏｍｉｃ％と酸素（Ｏ）のＡｔｏｍｉｃ％の比率（Ｃ／Ｏ）が２．０以上のものをカーボンブラック粒子とし、２．０未満のものをカーボンブラック以外の粒子とした。３０枚の画像からカーボンブラックとそれ以外の粒子の面積を合計し、そのうちのカーボンブラック粒子の面積を割合として算出した。
【００８８】
＜ローラ抵抗値測定法＞
本発明の導電性ローラの抵抗値は、各環境（高温高湿：温度３０度、湿度８５％ＲＨ、低温低湿：温度１５℃、湿度１０％ＲＨ）に２４時間以上放置した。その後、各環境下で現像剤担持体を円柱状の金属性ローラ（直径３０ｍｍ）に片側５００ｇの定圧荷重で押し当て、６０ｒｐｍで回転させ５０Ｖの直流電圧を印加したときの抵抗値を測定したものである。
【００８９】
＜弾性層厚み測定法＞
ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を投入して軸心体まで到達させて、断面観察できるような試料とする。図９（Ａ）に示すように、ローラ長手方向のゴム部を４等分する３箇所の試料を用いて、最も肉厚の厚い層をビデオマイクロ（商品名：ＶＨＸ１００；キーエンス社製）で測定し３個のデータからの平均値を用いて弾性層の厚み（図９（B））とした。
【００９０】
＜降伏応力測定法＞
粘弾性測定装置（商品名：ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ６００；Ｈａａｋｅ社製）による液状ゴム材料の降伏応力測定法を以下に記す。
【００９１】
材料約１ｇを採取し試料台の上にのせ、コーンプレートを徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置で測定ギャップを設定した（コーンプレートには直径３５ｍｍ、傾斜角度１°のモノを用いた）。そのとき、まわりに押し出された材料を奇麗に除去し測定に影響の出ないようにした。材料温度が２５℃になるようにプレート台の温度は設定され、試料をセットしてから１０分間放置後、測定を開始した。試料にかける応力は０．００Ｐａからスタートし５００００Ｐａまでの範囲（周波数は１Ｈｚ）を、１８０秒かけて変動させ、そのときのＧ’（貯蔵弾性率）、Ｇ’’（損失弾性率）、位相差（ｔａｎδ）の変化を３２ポイント測定した。Ｇ’は、はじめ線形粘弾性領域で一定の値となり、その後、Ｇ’とＧ’’が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。
【００９２】
＜ゴースト画像評価＞
現像ローラを図２中の２０８に示すような現像カートリッジに組み込んだ。このカートリッジを温度１５℃、湿度１０％の環境に２４時間放置した後、同環境において画像形成装置本体（商品名：Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ３７００（６００ｄｐｉ）；ＨＰ社製）を１２００ｄｐｉに改造したものに搭載した。そして、ゴースト評価用画像として１５ｍｍ×１５ｍｍのベタ（ソリッド）領域（マクベス濃度計での測定値：１．３）を１５ｍｍ間隔で横一列に配置し、その下部にハーフトーン領域（マクベス濃度計での測定値：０．３）が配置したパターン画像を出力した。
【００９３】
このようなパターン画像においては、ハーフトーン領域に現像ローラ周期で上記ベタ領域と同じ模様が白抜け状に現れることがある。本発明では、これをゴーストと定義する。そして、上記ゴースト評価用画像を目視で観察し、ゴーストの有無、程度を以下の基準に基づいて評価した。
Ａ：ゴーストがまったく確認されず画像上良好なもの；
Ｂ：わずかにゴーストが確認されたが肉眼ではほとんど見えず画像上問題とならないもの；
Ｃ：現像ローラピッチで一周分のゴーストがわずかに確認されたが画像上問題とならないもの；
Ｄ：現像ローラピッチで何周にも渡ってゴーストが発生し画像上問題となるもの；
Ｅ：現像ローラの寸法精度が得られないため印字ムラがひどく画像評価できないもの；
Ｆ：バイアスリークによりスジが発生し画像上問題となるもの。
【００９４】
（実施例１）
（液状シリコーンゴム組成物の配合）
下記の材料を混合して液状シリコーンゴム組成物を調製した。
・分子鎖両末端ジメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．１５質量％）：１００部、
・架橋剤としての分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（Ｓｉ原子に結合するＨ含有量０．３０質量％）：１．５部、
・塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体（０．５質量％）：０．５部、
・１−エチル−１−シクロヘキサノール：０．０４部、
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：７．９部。
【００９５】
なお、表１に本実施例で用いたカーボンブラック（ＣＢ−１、ＣＢ−５）の詳細を示す。
【００９６】
【表１】
【００９７】
（弾性ローラの作成）
図１に示すリング型の塗工ヘッドを有するリングコート機の軸芯体保持軸（軸芯体上保持軸１０及び軸芯体下保持軸９）で外径の直径が６ｍｍの鉄製軸芯体をクランプした。
【００９８】
軸芯体１０２と内径の直径が１２．０ｍｍのリング形状の塗工ヘッド８のノズルとのクリアランスは、３．０ｍｍとした。
【００９９】
軸芯体保持部材を下から上に垂直に上昇（６０ｍｍ／秒）させ軸芯体を移動させた。それと同時に、上記液状シリコーンゴム組成物を吐出速度５０４０ｍｍ3／秒で吐出し、軸芯体の外周にシリコーンゴム組成物からなる円筒形状（ローラ形状）の未硬化物の層を形成した。
【０１００】
次に、この未硬化物の層に赤外線加熱を施した。赤外線加熱ランプ（ハイベック製ＨＹＬ２５）を熱処理温度（被加熱体の表面温度）２００℃（出力１０００Ｗ）とし、ランプと未硬化物の層表面との距離が６０ｍｍとなるように配置した。そして、未硬化物の層を設けた軸芯体を周方向に６０ｒｐｍで回転させ、４分間加熱し弾性層を硬化した。その後、シリコーンゴム弾性層の硬化後の物性を安定させ、シリコーンゴム弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、電気炉で温度２００℃、４時間の二次硬化を行った。表２に液状シリコーンゴム組成物の配合割合と降伏値、及び形成した弾性層の厚さを示す。
【０１０１】
（表面層の形成）
以下の材料を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を加え、サンドミルで１時間分散した。
・ポリウレタンポリオールプレポリマー（商品名：タケラックＴＥ５０６０；三井武田ケミカル社製）：１００部、
・イソシアネート（商品名：コロネート２５２１；日本ポリウレタン株式会社製）：７７部、
・カーボンブラック（商品名：ＭＡ１００；三菱化学社製）２４部。
【０１０２】
分散後さらにＭＥＫを加え、固形分２０質量％以上３０質量以下％の範囲で（膜厚が２０μｍとなるように）調整したものを表面層の原料液とした。この原料液中に、上記の弾性ローラを浸漬して、引上げて自然乾燥させた。次いで、温度１４０℃にて６０分間加熱処理することで、表面層の原料の硬化を行い、表面層が形成された弾性ローラを得た。
【０１０３】
表３−１及び表３−２に表面層の各種物性を示す。また表３−３に本実施例にかかる弾性ローラを用いた画像評価の結果を示す。
【０１０４】
（実施例２）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は、実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを製造した。この弾性ローラを現像ローラ２として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−２）：１４．５部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：６．０部。
【０１０５】
（実施例３）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラを現像ローラ３として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−３）：４．３部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：３．２部。
【０１０６】
（実施例４）
鉄製軸心体として外径が１１ｍｍ（両端部は外径６ｍｍのまま）のものを用いた以外は、実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを製造した。この弾性ローラを現像ローラ４として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１０７】
（実施例５）
鉄製軸心体として外径が４ｍｍ（両端部は６ｍｍのまま）を用いると共に弾性層の厚さが６．０ｍｍとなるように液状シリコーンゴム組成物の吐出量を調整した。それ以外は、実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを製造した。この弾性ローラを現像ローラ５として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１０８】
（実施例６）
カーボンブラックの添加量を下記の通りとし、またシリカ（平均一次粒径１．７μｍ、Ｎｉｐｓｉｌ Ｅ−２２０Ａ、日本シリカ工業製）を０．７部配合したシリコーンゴム組成物を用いた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラを現像ローラ６として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：８．０部。
【０１０９】
（実施例７）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ７として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−３）：２．８部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：１０．７部。
【０１１０】
（実施例８）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ８として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−２）：９．０部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：３．４部。
【０１１１】
（実施例９）
カーボンブラックに以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラを現像ローラ９として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：４．５部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：３．４部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：４．５部。
【０１１２】
（実施例１０）
シリカの量を１．７部とした以外は実施例６と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１０として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１１３】
（実施例１１）
材料吐出量を弾性層の厚さが６．５ｍｍとなるようにした以外は実施例５と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１１として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１１４】
（比較例１）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１２として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−２）：３．２部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：２．１部。
【０１１５】
（比較例２）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１３として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：７．５部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：１７．５部。
【０１１６】
（比較例３）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１４として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：７．９部。
【０１１７】
（比較例４）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１５として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−６）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：７．９部。
【０１１８】
（比較例５）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１６として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：１３．６部。
【０１１９】
（比較例６）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層を形成する前の弾性ローラを調製した。
・カーボンブラック（ＣＢ−６）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：７．９部。
【０１２０】
また、表面層の原料液中のカーボンブラック（商品名：ＭＡ１００；三菱化学社製）の量を４０部にした以外は実施例１と同様にして中間層形成用の原料液を調製した。この原料液を用いて上記弾性ローラの周面に厚さ１０μｍの中間層を形成した。当該中間層上に実施例１の表面層の原料液を用いて実施例１と同様に表面層を形成した。こうして得た中間層及び表面層付きの弾性ローラを現像ローラ１７として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１２１】
（比較例７）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして弾性層形成用の液状シリコーンゴム組成物を調製した。この液状シリコーンゴム組成物を用いると共に吐出速度を４９７２ｍｍ3／秒とした以外は実施例１と同様にして軸芯体の周面に第１の弾性層を形成して直径１１．８ｍｍの弾性ローラを得た。
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：７．９部。
【０１２２】
次に、カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして弾性層形成用の液状シリコーンゴム組成物を調製した。この液状シリコーンゴム組成物を用いると共に吐出速度６８ｍｍ3／秒とした以外は実施例１と同様にして第１の弾性層の周面に厚さ０．１ｍｍの第２の弾性層を形成して直径が１２．０ｍｍの弾性ローラを得た。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：２７．０部。
【０１２３】
次に、実施例１と同様にして第２の弾性層の周面に表面層を形成して表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラについて、第１及び第２の弾性層を１つの弾性層とみなしたときに元素比率（Ｘ／Ｙ、Ｙ／Ｚ）は、各々１．８０、１．０６であった。この弾性ローラを現像ローラ１８として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１２４】
【表２】
【０１２５】
【表３−１】
【０１２６】
【表３−２】
【０１２７】
【表３−３】
【０１２８】
＜評価結果＞
表３−３に示すように実施例１乃至実施例１１で得られた現像ローラは評価上問題となるようなゴースト画像は発生しなかった。特に、実施例１、実施例５で得られた、弾性層表面近傍のカーボンブラック傾斜が強い現像ローラにおいては、ゴースト残像が全く確認されず、さらにバイアスリークの発生しない非常に良好な画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本実施形態の塗工装置の概略を表す図である。
【図２】本発明の画像形成装置の概略を表す構成図である。
【図３】本発明におけるカーボンブラックの粒径を求める説明図である。
【図４】本発明におけるカーボンブラックの粒径を求める説明図である。
【図５】本発明におけるカーボンブラックの粒径分布の説明図である。
【図６】本発明におけるカーボンブラックの粒径分布より求めるピークを判別する説明図である。
【図７】本発明における弾性層のＣ／Ｓｉ元素比率の測定位置を説明する図である。
【図８】本発明におけるカーボンブラック割合を求める説明図である。
【図９】本発明における弾性層のカーボンブラックの粒径の測定位置を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 架台
２ コラム
３ ボールネジ
４ ＬＭガイド
５ サーボモータ
６ プーリ
７ ブラケット
８ 塗工ヘッド
９ 軸芯体下保持軸
１０ 軸芯体上保持軸
１１ 供給口
１２ 配管
１３ 材料供給弁
１４ リニアガイド
１０１ 液状シリコーンゴム組成物からなる未硬化物の層
１０２ 軸芯体
２０１ 現像ローラ
２０５ 感光体（感光ドラム）
２０６ 帯電装置
２０７ 画像露光装置（書き込みビーム）
２０８ 現像装置
２０９ クリーニング装置
２１０ 画像転写装置（転写ローラ）
２１１ 転写材（紙）
２１２ａ−ｄ 画像形成ユニット
２１３ 一成分トナー
２１４ 現像容器
２１５ トナー供給ローラ
２１６ 現像ブレ−ド
２１７ 転写搬送ベルト
２１８ 駆動ローラ
２１９ テンションローラ
２２０ 従動ローラ
２２１ 吸着ローラ
２２２ 供給ローラ
２２３ 剥離装置
２２４ 定着装置
２２５ 吸着ローラバイアス電源
２２６ 画像転写装置バイアス電源
７００ 弾性層
７０１ 弾性層表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター及び複写機の如き画像形成装置及び電子写真プロセスカートリッジに用いられる現像ローラ及びその製造方法、現像ローラを具備した電子写真プロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、現像ローラは、良導電性金属からなる軸心体と、その周囲を被覆する導電性の弾性層とからなる構成を有している（特許文献１）。
【０００３】
また、導電性の弾性層としては、シリコーンゴムにカーボンブラック等の導電剤を分散させたものが多用されている（特許文献２）。特許文献２は、導電性の弾性層を注型成形法により形成した場合に、導電剤が軸心体側に偏在してしまい導電性が不均一となるという課題を提示している。そして係る課題に対し、特定のＤＢＰ吸油量のカーボンブラックを配合した、特定の比重の液状シリコーンゴムを用いて導電性弾性層を形成することで体積抵抗値の均一な導電性弾性が得られることを開示している。
【０００４】
ところで、特許文献１は、現像ローラの構成として、表面の汚染防止のために、導電性の弾性層上に更に表面層を設けた構成を提案している。
【特許文献１】特開２００２−１４７４３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２２７５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、現像ローラ表面の汚染を有効に抑制するためには、導電性の弾性層を被覆する表面層の使用は不可避との認識の下、高品位な電子写真画像を与える現像ローラの開発を進めてきた。その過程で、カーボンブラックを均一に分散させ、体積抵抗を均一化した導電性の弾性層と該弾性層上に形成した表面層とからなる現像ローラを用いて電子写真画像を形成すると、当該現像ローラ起因のゴースト画像が発生することがあることを知見した。ゴースト画像とは、前に印刷された出力画像が現像ローラ上に残り、現像ローラの回転周期に合わせて本来の画像上に残像として重畳的に形成される画像をいう。そして、このようなゴースト画像の発生は、導電性弾性層上に表面層を積層した構成を有する現像ローラにおいて顕著であったところ、本発明者等は、当該ゴースト画像の発生が、表面層の存在に由来するものと推測した。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、軸心体と、該軸心体を被覆するシリコーンゴムと導電剤としてのカーボンブラックとを含む導電性弾性層と、表面層とを有し、かつゴースト画像の発生を抑制することのできる現像ローラ及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また本発明の他の目的は、ゴースト画像（現像ローラ周期の残像）の低減された良好な電子写真画像を与える電子写真プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的に鑑み、本発明者らは、導電性弾性層上に表面層を設けた現像ローラについて更なる考察を重ねた。その結果、以下のようなメカニズムによりゴースト画像が発生するものと推測した。すなわち、導電性弾性層と表面層との間の界面が微小な抵抗層として機能し、その部分で電荷が停滞し、残存電荷として存在する。かかる残存電荷により、現像部と非現像部との現像ローラ表面にかけて電位差が生じ、画像上の残像となりゴースト画像が発生する。
【０００９】
このような推測の下、導電性弾性層と表面層との界面に電荷が停滞することを抑制し得る現像ローラの構成について検討を重ね、当該界面近傍に近いほどカーボンブラックのシリコーンゴムに対する比率を高めることにより上記の目的を良く達成できることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１０】
すなわち、本発明に係る現像ローラは、
導電性の軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された厚さ０．５ｍｍ乃至６．０ｍｍの導電性の弾性層と、表面層とを有している現像ローラであって、
該弾性層は、カーボンブラックと、該カーボンブラックのバインダーとしてのシリコーンゴムとを含み、該カーボンブラックの含有量が、該弾性層に対して７質量％乃至１７質量％であり、かつ該弾性層中の該カーボンブラックは、その粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にあり、
該弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にあり、更に、該弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが下記式（１）及び（２）の関係を満足することを特徴とする：
１．５０≧Ｘ／Ｙ≧１．１０・・・（１）
１．１０≧Ｙ／Ｚ≧１．０２・・・（２）。
【００１１】
このような構成によれば、導電性弾性層の表面近傍を電流が流れやすい構成となることにより、導電性の弾性層上に表面層が形成されてなる多層構成の現像ローラにおける弾性層と表面層との間の界面に起因するゴースト画像の発生を有効に抑制することができた。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、導電性の弾性層と、当該弾性層上の表面層とを有する多層構成の現像ローラの、当該多層構成に起因すると推測されるゴースト画像の発生が有効に抑制される。また、表面層を設けたことによる現像ローラ表面への現像剤の固着等による汚れもまた有効に抑制されうるものとなる。
【００１３】
さらに、このような現像ローラの使用により、ゴーストの発生を低減した高品位な電子写真画像を安定して形成可能な画像形成装置及びそれに用いることができる電子写真プロセスカートリッジを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による現像ローラ、及び該現像ローラの製造方法、該製造方法により製造された現像ローラ及び該現像ローラ等を具備する、電子写真プロセスカートリッジ、画像形成装置について詳細に説明する。
【００１５】
本発明に係る現像ローラは、導電性の軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された厚さ０．５ｍｍ乃至６．０ｍｍの導電性の弾性層と、表面層とを有している。
【００１６】
該弾性層はカーボンブラックと、該カーボンブラックのバインダーとしてのシリコーンゴムとを含み、該カーボンブラックの含有量が、該弾性層に対して７質量％乃至１７質量％である。
【００１７】
また、該弾性層中の該カーボンブラックは、その粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にある。
【００１８】
また、該弾性層は密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にある。
【００１９】
更に、該弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、該弾性層の表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、該弾性層の表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが下記式（１）及び（２）の関係を満足する：
１．５０≧Ｘ／Ｙ≧１．１０・・・（１）
１．１０≧Ｙ／Ｚ≧１．０２・・・（２）。
【００２０】
上記Ｘ、Ｙ及びＺの各々は、弾性層表面近傍、該弾性層の表面から深さ１００μｍ及び２００μｍの位置における炭素原子のケイ素原子に対する存在割合を表す。そして、Ｘ、Ｙ及びＺが、上記式（１）及び（２）を満たすとは、弾性層の断面形状において、弾性層の表面に近くなるに従い炭素原子のケイ素原子に対する存在割合が高くなることを意味している。このことにより、弾性層の表面付近の導電性が相対的に高くなり、弾性層と表面層との界面における電荷の残存を低減させられる効果がある。Ｘ／Ｙは、好ましくは１．２０以上１．４０以下である。また、Ｙ／Ｚは、好ましくは、１．０５以上１．２０以下である。
【００２１】
そして、Ｘ／Ｙが１．１０未満、又はＹ／Ｚが１．０２未満であるとゴースト画像の軽減を図ることが困難となる。これは、弾性層表面に流れる電流が少なすぎて、微小抵抗となる界面の影響を受けやすくなるためであると考えられる。
【００２２】
Ｘ／Ｙが１．５０を超え、又はＹ／Ｚが１．１０を超えると感光ドラム側に電流がリークしてしまうことがある。弾性層表面の表面抵抗が低くなりすぎるためと考えられる。
【００２３】
・シリコーンゴムについて；
弾性層を構成するバインダーとしては、シリコーンゴムを用いる。適度に低硬度であり良好な変形回復力を持たせることができるためである。
【００２４】
シリコーンゴムの原料としては、付加反応架橋型液状シリコーンゴム（以降「液状シリコーンゴム」ともいう）を用いることが好ましい。液状シリコーンゴムは、例えばアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン（Ａ液）及びオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ液）を含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが重量平均分子量１万以上１００万以下が好ましく、重量平均分子量５万以上７０万以下がより好ましい。
【００２５】
上記オルガノポリシロキサンのアルケニル基は、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位である。当該アルケニル基の好適な具体例としては、活性水素との反応性が高いビニル基、アリル基が挙げられる。特にビニル基がより好ましい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２個以上であり、硬化反応を好適に行わせるために、３個以上のポリマーが好ましい。
【００２６】
オルガノハイドロジェンポリシロキサンの平均分子量は特に制限がなく、好ましい重量平均分子量は１０００から１００００程度である。硬化反応を好適に行わせるためには、比較的低分子量である重量平均分子量１０００以上５０００以下のポリマーが好ましい。
【００２７】
液状シリコーンゴムは、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの架橋触媒として、公知の白金系触媒を含むことが好ましい。例えば、白金単体、白金化合物、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール化合物、エーテル化合物、水和物との錯体が挙げられる。また、架橋触媒として、ヒドロシリル化反応において触媒作用を示す遷移金属化合物も使用できる。架橋触媒の添加量は、オルガノポリシロキサンに対し、白金原子あるいは遷移金属原子として１ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ以下の範囲が好ましい。
【００２８】
本発明にかかる、炭素原子のケイ素原子に対する存在比率が厚さ方向で変化してなる弾性層は、導電性のカーボンブラックのバインダー樹脂としてのシリコーンゴムに対する存在比率が表面側に行くほどに高めた弾性層により達成可能である。
【００２９】
すなわち、カーボンブラックとシリコーンゴムとからなる単層の弾性層の表面側に行くほどカーボンブラックが密に存在するようにカーボンブラックを偏在させることで、前記式（１）、（２）の関係を満たす弾性層とすることができる。
【００３０】
このような弾性層を得るための原料としての液状シリコーンゴムには、粒径個数分布のピークが少なくとも２つに分かれるように粒径の異なるカーボンブラックを配合することが必要である。
【００３１】
ここで、粒径個数分布とは、カーボンブラックの粒径測定法により得られるカーボンブラックの一次粒径分布を表すものである。
【００３２】
一次粒径（以降「粒径」とする）のピークが１つであり、さらにピーク中心が分布の小さい領域にある場合、カーボンブラックがある程度の強い凝集性をもつために、成形時にせん断のかかる弾性層の表面近傍には存在しにくくなる。つまり、弾性層の表面付近に近づくに連れてカーボンブラック濃度が低くなりやすい。また、粒径の大きいカーボンブラックのみを使用した場合、カーボンブラック同士のネットワークが形成されにくいために過剰量の配合が必要になる。それにより、圧縮永久ひずみや反発弾性などの物性値に悪い影響を与えてしまう。
【００３３】
しかし、カーボンブラックの粒径個数分布においてピークが少なくとも２つに分かれるようにカーボンブラックを配合した液状シリコーンゴムを用いて弾性層を形成すると、得られた弾性層の表面付近により多くのカーボンブラックを存在させることができる。
【００３４】
その詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。すなわち、液状シリコーンゴムに含まれる凝集性の弱いカーボンブラックは、弾性層の成形時に該液状シリコーンゴムに加わるせん断力によって該液状シリコーンゴム中で対流する。これと同時に、液状シリコーンゴム中の凝集性の強いカーボンブラックは、凝集性の弱いカーボンブラックが存在することで凝集力が弱まり弾性層となる層の内側に偏在することが抑制される。なかには凝集性の強いカーボンブラックに凝集性の弱いカーボンブラックが吸着され、ストラクチャーが巨大化したものが存在し、それらは弾性層の内側から外側へ流れる対流により層の表面に流れ込む現象が起きている。その結果、弾性層の表面近傍にいくに従いカーボンブラック濃度が高くなっているものと考えられる。
【００３５】
液状シリコーンゴムに配合するカーボンブラックに関して、粒径個数分布のピークのうち、最も小粒径側に位置するピークの中心（以降「最小径ピーク中心」ともいう）は、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲とする。最小径ピーク中心が、１０ｎｍ未満となった場合、カーボンブラック自体の凝集性が強く、ポリマーに対する比率が小さい場合には、シリコーンゴムへの均一分散が困難になることがある。一方、最小径ピーク中心が、４０ｎｍを超えると、カーボンブラック自体の凝集性が弱く、シリコーンゴムへの均一分散性は良い方向になるが、カーボンネットワークが少なくなり電流が流れにくい方向になる。ここでは、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下のカーボンブラックがカーボンネットワークを適度に形成するのに必要なものである。
【００３６】
粒径の大きい方のカーボンブラックの粒径はとくに限定されるものではなく、粒径の小さい方のカーボンブラックと粒径分布のピークが分かれるようなものであれば良い。また個数粒径分布において、最小径ピークよりも粒径の大きい側に位置するピークの中心の位置は、最小径ピーク中心から少なくとも４０ｎｍもしくはそれ以上離れていることが好ましい。上記した弾性層の厚み方向におけるカーボンブラックのシリコーンゴムに対する存在比率の偏在化を促すためである。
【００３７】
粒径分布のヒストグラムから求められる２種類以上のカーボンブラックのうち、最小径のものをＡとしたとき、ピーク位置個数比Ａの割合が好ましくは２５％以上７０％以下である。２５％より大きければ前述したように、粒径の小さい、導電性を引き出すためのカーボンブラック量が適当で現像ローラとしての電気特性を得ることができる。７０％よりも小さければ、凝集性の強いカーボンブラック量が適当で、弾性層表面近傍のカーボンブラック濃度が低くはならないので好ましい。
【００３８】
カーボンブラックの種類としては、例えば以下のものが挙げられる。
ＳＡＦ（Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＩＳＡＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＨＡＦ（Ｈｉｇｈ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＭＡＦ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＦＥＦ（Ｆａｓｔ Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＧＰＦ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＳＲＦ（Ｓｅｍｉ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ）、
ＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）、
ＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈｅｒｍａｌ）。
【００３９】
さらには、酸化処理を施した酸性カーボン、熱分解カーボンの如き汎用のものが挙げられる。
【００４０】
液状シリコーンゴムに配合するカーボンブラック量は、液状シリコーンゴムに対して７質量％以上１７質量％以下である。これは、弾性層に必要な１０3Ωｃｍ以上１０8Ωｃｍ以下の体積抵抗を担持させるためである。
【００４１】
シリコーンゴム成形物からなる弾性層の密度は１．０１ｇ／ｃｍ3以上１．０７ｇ／ｃｍ3以下の範囲である。通常のシリコーンポリマーの密度は０．９８ｇ／ｃｍ3程度である。そして、弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3未満だとシリコーンポリマーに対するフィラーの充填率が少ない。そのため、特に導電性の強いカーボンブラックを使用した場合にも十分なカーボンブラックのネットワークを作り出せず、弾性層に所望の体積抵抗値を付与できない場合がある。
【００４２】
一方、弾性層の密度が１．０７ｇ／ｃｍ3を超えると密度差の大きなフィラーが多く混在することで、軸芯体近傍でのカーボンブラックの分散性の悪化などにつながり、現像ローラとしての必要な電気特性を得ることが困難となることがある。
【００４３】
シリコーンゴムに配合される全フィラー中のカーボンブラックの面積相当割合は好ましくは９５％以上１００％以下である。カーボンブラックのシリコーンゴム中における分散状態の他のフィラーによる影響を軽減し、又は排除することができるためである。
【００４４】
弾性層の厚みとしては、現像ローラとしての特性を引き出すのに０．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましい。２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下がさらに好ましい。現像剤や他の接触部材に与えるストレスが小さく、現像カートリッジの小型化できるためである。
【００４５】
・現像ローラの調製方法；
本発明に係る現像ローラの調製方法について説明する。
【００４６】
先ず、液状シリコーンゴムにカーボンブラックを配合して液状シリコーンゴム組成物を調製する。カーボンブラックは、前記したように液状シリコーンゴム中における粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有するように、かつ最小径ピーク中心が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下となるように配合する。
【００４７】
液状シリコーンゴム組成物には、必要に応じて非導電性充填材、可塑剤などの各種添加剤が本発明の効果を損なわない範囲で適宜配合されていてもよい。非導電性充填剤としては、シリカ、石英、酸化チタン、炭酸カルシウム、亜鉛、アルミナが挙げられる。可塑剤としては、ポリジメチルシロキサンオイル、ジフェニルシランジオール、トリメチルシラノール、フタル酸誘導体、アジピン酸誘導体が挙げられる。また、シリコーンゴム組成物には、耐熱剤、難燃剤、酸化防止剤、架橋促進剤、架橋遅延剤、架橋助剤、チキソ剤などを配合しても差し支えない。
【００４８】
次いで、導電性の軸芯体の外周側に該軸芯体と同芯となるようにリング型の塗工ヘッドを配し、該軸芯体を該塗工ヘッドに対して相対的に軸方向に移動させ、該移動時に該塗工ヘッドから該軸芯体の外周上に向けて液状シリコーンゴム組成物を供給する。このとき、液状シリコーンゴム組成物の降伏応力を２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下とすることが好ましい。降伏応力のより好ましい範囲は、１００Ｐａ以上４００Ｐａ以下である。
【００４９】
降伏応力（しばしば降伏点と呼ばれる）とは、応力がそれ以下では、試料が固体として振舞う限界応力のことである。応力により試料はバネのように弾性的に変形するが、この応力が取り除かれると変形は消失する。降伏応力以下では、加えられる応力と変形は比例関係を保つ。降伏応力を超えると、凝集フィラーによって形成されていた３次元網目構造の構造破壊が生じ、試料は流動を開始する。加えられた応力によって際限なく変形し続け、応力を除いても元の形状に戻ることはない、などの特徴を持つ。
【００５０】
降伏応力が２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲にある場合、塗工厚みに対する寸法精度を維持し、塗工面の平滑さとのバランスを最良の状態で、両立することができる。
【００５１】
軸芯体は、電極及び支持部材として機能するものである。軸芯体は、鉄、アルミニウム，銅合金，ステンレス鋼の金属又は合金にクロム，ニッケルで鍍金処理を施してもよい。形状は、円柱形や中心部を空洞化した円筒形が好ましい。軸芯体の外径は適宜決めることができるが、通常直径４ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲にすることが好ましい。
【００５２】
図１にリング型の塗工ヘッドを用いる成形機の概略図を示す。図１に示す成形機は、架台１の上に略垂直にコラム２が取り付けられ、さらに架台１とコラム２の上部に精密ボールネジ３が略垂直に取り付けられている。１４はリニアガイドであり、精密ボールネジ３と平行に２本がコラム２に取り付けられている。ＬＭガイド４はリニアガイド１４と精密ボールネジ３とを連結し、サーボモータ５よりプーリ６を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。コラム２には軸芯体１０２の外周側にシリコーンゴム組成物の未硬化物を軸芯体の外周上に塗布するリング形状の塗工ヘッド８が取り付けられている。さらにＬＭガイド４にはブラケット７が取り付けられ、下側のブラケット７には軸芯体１０２を保持し固定する軸芯体下保持軸９が略垂直に取り付けられている。また、ローラの軸芯体１０２の逆側を保持する軸芯体上保持軸１０の中心軸が、上側のブラケット７に取り付けられ、軸芯体上保持軸１０は軸芯体下保持軸９に対向して略同芯になるように配置して軸芯体を保持している。さらにリング形状の塗工ヘッド８の中心軸は軸芯体下保持軸９と軸芯体上保持軸１０の移動方向と平行となるようにそれぞれに支持されている。また、軸芯体下保持軸９及び軸芯体上保持軸１０が昇降移動時において塗工ヘッド８の内側に開口した環状スリットに成っている吐出口の中心軸と軸芯体下保持軸９及び軸芯体上保持軸１０の中心軸が略同芯になるように調節してある。このような構成により塗工ヘッド８の環状スリットに成っている吐出口の中心軸を軸芯体の中心軸に略同芯に合わせることができ、リング形状の塗工ヘッドの内周面と前記軸芯体１０２の外周面との間に均一な隙間が形成される。
【００５３】
また、液状シリコーンゴム組成物の供給口１１は、液状シリコーンゴム組成物の搬送用の配管１２を介して材料供給弁１３に接続されている。材料供給弁１３は、その手前に混合ミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンク等を備え、定量（単位時間当たりの量が一定）の液状ゴムを吐出可能としている。液状ゴムは材料タンクから、材料定量吐出装置により一定量計量され、混合ミキサーで混合される。その後、材料供給ポンプにより混合されたシリコーンゴム組成物は、材料供給弁から配管１２を経由して、供給口に送られる。
【００５４】
さらに、液状シリコーンゴム組成物は、リング型の塗工ヘッド内の液状シリコーンゴム組成物流路を通り、リング型の塗工ヘッドのノズルから吐出する。液状シリコーンゴム組成物の肉厚を一定にさせるために、リング状塗工ヘッドノズルからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量を一定にして、軸芯体保持軸を垂直方向（軸芯体の中心軸方向）に昇降移動させる。これにより、軸芯体は塗工ヘッド８に対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体の外周上に液状シリコーンゴム組成物からなる円筒形状（ローラ形状）の未硬化物の層１０１が形成される。この時、軸芯体とリング型の塗工ヘッドノズルとのクリアランスは、所望の弾性層の層厚程度にすることが好ましい。
【００５５】
次の工程で、軸芯体の周囲に形成した未硬化の液状シリコーンゴム組成物の層１０１を赤外線加熱で熱処理し硬化し、弾性層とする。未硬化の液状シリコーンゴム組成物の表面は、粘着性を有している。このため、熱処理する方法としては非接触で、装置が簡易で、シリコーンゴム組成物の未硬化物の層１０１を長手方向に均一に熱処理できる赤外線加熱が好ましい。この時、赤外線加熱装置を固定し、シリコーンゴム組成物からなる円筒形状（ローラ形状）の未硬化物層を設けた軸芯体を周方向に回転させることにより、周方向に均一に熱処理が行われる。熱処理の温度としては、使用する液状シリコーンゴム組成物にもよるが、硬化反応が開始する１００℃以上２５０℃以下が好ましい。
【００５６】
ここで、弾性層の硬化後の物性安定化、弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、赤外線加熱後の弾性層に更に熱処理等を行う二次硬化を行わせても良い。
【００５７】
以上のようにして形成された弾性層の外周側に耐磨耗性やトナー帯電性、離形性の観点から、さらに表面層を設ける。表面層を形成する材料としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂が挙げられる。これらの材料は、単独で用いてよく、又は二種以上を混合して用いてもよい。これらの材料には必要に応じて各種添加剤が添加される。
【００５８】
これらの表面層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、ボールミルの如きビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して、分散させることができる。得られた表層形成用の分散体は、スプレー塗工法、又はディッピング法により弾性層の表面に塗工することができる。表面層の厚みは、低分子量成分が滲み出してきて感光ドラムを汚染することを防止する観点から５μｍ以上が好ましい。また、ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から５０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１０μｍ以上３０μｍ以下である。
【００５９】
本発明の現像ローラは、静電潜像を担持する潜像担持体としての感光ドラム（以下、「感光体」ともいう）に対向して、当接又は圧接した状態で現像剤を担持する。そして、現像ローラは、感光ドラムに現像剤としてのトナーを付与することにより潜像を現像剤像として可視化する機能を持つ。さらに本発明の電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置は、この現像ローラを具備する。
【００６０】
本発明の現像ローラを搭載した一般的なプロセスカートリッジ及び電子写真装置の一例を図２に模式図として示した。この図２により以下説明する。
【００６１】
本画像形成装置は、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ及びブラックの画像を形成する画像形成ユニット２１２ａ乃至２１２ｄが４個あり、タンデム方式で設けられている。これら４個の画像形成ユニット２１２ａ乃至２１２ｄは基本的構成において同じである。各ユニット間において、感光体２０５、帯電装置２０６、画像露光装置２０７（図では書き込みビーム）、現像装置２０８、クリーニング装置２０９、画像転写装置２１０（図では転写ローラ）等の仕様は、各色トナー特性に応じて少し調整に差異があり得る。
【００６２】
また、感光体２０５、帯電装置２０６、現像装置２０８及びクリーニング装置２０９が一体となり、着脱可能なプロセスカートリッジを形成している。また、本発明に関するプロセスカートリッジとしては、現像装置２０８からなる現像カートリッジタイプなどがある。現像装置２０８には、一成分トナー２１３を収容した現像容器２１４と、現像容器２１４内の長手方向に延在する開口部に位置し、感光体２０５と対向設置された現像ローラ２０１とを備え、感光体２０５上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００６３】
また現像ローラ２０１に一成分トナー２１３を供給すると共に、現像に使用されずに現像ローラ２０１に担持されている一成分トナー２１３を現像ローラ２０１から掻き取るトナー供給ローラ２１５が設けられている。更に現像ローラ２０１上の一成分トナー２１３の担持量を規制すると共に摩擦帯電する現像ブレード２１６が設けられている。
【００６４】
感光体２０５の表面が帯電装置２０６により所定の極性・電位に一様に帯電され、画像情報が画像露光装置２０７からビームとして、帯電された感光体２０５の表面層に照射され、静電潜像が形成される。次いで、形成された静電潜像上に本発明の現像ローラ２０１を有する現像装置２０８から一成分トナーが供給され、感光体２０５の表面にトナー像が形成される。このトナー像は感光体２０５の回転に伴って、画像転写装置２１０に対向する部所に来たときに回転と同期して供給されてきた紙などの転写材（紙）２１１に転写される。なお、本図では４つの画像形成ユニット２１２ａ乃至２１２ｄが一連に連動して所定の色画像を１つの転写材２１１に重ねて形成されている。
【００６５】
したがって、転写材２１１をそれぞれの画像形成ユニットの画像形成と同期させる。つまり、画像形性が転写材２１１の挿入と同期している。そのために、転写部材２１１を輸送する転写搬送ベルト２１７が感光体２０５と画像転写装置２１０との間に挟まれるように、転写搬送ベルト２１７の駆動ローラ２１８、テンションローラ２１９及び従動ローラ２２０に架け回されている。そして、転写材２１１は転写搬送ベルト２１７に吸着ローラ２２１の働きにより静電気的に吸着された形で搬送される。なお、２２２は転写材２１１を供給するための供給ローラである。
【００６６】
画像が形成された転写材２１１は、転写搬送ベルト２１７から剥離装置２２３の働きにより剥がされ、定着装置２２４に送られ、トナー像は転写材２１１に定着されて、印刷が完了する。一方、トナー像の転写材２１１への転写が終わった感光体２０５はさらに回転して、クリーニング装置２０９により感光体２０５表面がクリーニングされ、必要により除電装置（不図示）によって除電される。その後、感光体２０５は次の画像形成に供される。
【００６７】
なお、図２において、２２５、２２６はそれぞれ吸着ローラ２２１、画像転写装置２１０へのバイアス電源を示す。
【００６８】
ここでは、タンデム型の転写材へ直接各色のトナー像を転写する装置で説明した。しかし、本発明に係る現像ローラを有する限り、以下の３つの態様に係る画像形成装置もまた本発明に係る画像形成装置の範疇である。
１）白黒の単色画像形成装置。
２）転写ローラや転写ベルトに一旦各色のトナー像を重ねてカラー画像を形成し、一括して転写する画像形成装置。
３）各色の現像ユニットがロータ上に配置されたり、感光体に並列して配置されたりした画像形成装置等。
【００６９】
また、プロセスカートリッジではなく、感光体、帯電装置、現像装置等が直接画像形成装置に組み込まれていても構わない。
【実施例】
【００７０】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。まず実施例において行った各種評価及び測定方法について説明する。部は質量部を示す。
【００７１】
＜カーボンブラックの粒径の測定方法＞
カーボンブラック（ＣＢ）の粒径は以下の方法により求められる値とすることができる。
【００７２】
すなわち、図９（Ａ）に示すように、ローラ長手方向を４等分する３箇所から試料を取り出す。具体的には、ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を投入して軸心体まで到達させて、数ミリ程度の厚みの輪切りにし、切断面を観察できる試料を採取する。切断面において最も厚い層（弾性層）の中から超薄切片を作製し、観察用のサンプルとする。
【００７３】
当該超薄切片の調製には、凍結切片作製装置（商品名：Ｌｅｉｃａ ＥＭ ＦＣＳ；ライカマイクロシステムズ（株）製）を使用する。ナイフには、ダイヤモンドナイフ（商品名：Ｃｒｙｏ ｄｒｙ ３５°；ディアトーム社製）を用い、試料とナイフとは温度−１２０℃乃至−５０℃に冷却し、厚さが約５０ｎｍの超薄切片を作成する。作成した３つの観察用サンプルの各々について３箇所（弾性層表面付近、表面と軸芯体との中間、軸芯体付近）を透過型電子顕微鏡で観察する。直接観察倍率は１４万倍とする。撮影されたフィルムを２倍に拡大して現像し、最終的に２８万倍の写真を得る。
【００７４】
該写真から、カーボンブラックの粒子２００００個をランダムに選び出し、各々のカーボンブラック粒子についてその粒径を求める。なお、任意に選んだカーボンブラックの粒子が、隣接するカーボンブラックの粒子と重なり合いが多い場合は、そのカーボンブラックの粒子の粒径は求めず、他の粒子を選択する。即ち、凝集（アグリゲート）により粒子自体の輪郭を認識できない粒子は粒径の算出の対象とはしない。
【００７５】
隣接するカーボンブラックの粒子との重なり合いが多いか少ないかの判断について図３を用いて説明する。図３において、中央のカーボンブラック粒子Ｙは、２つの隣接するカーボンブラック粒子Ｘ及びＺに接しているため、粒子Ｙの正確な輪郭は不明である。しかし、カーボンブラックは、アグリゲート（ストラクチャー）を形成しやすい物質であり、図３のように重なり合っている粒子がほとんどである。
【００７６】
図４に示すように、粒子Ｙと粒子Ｘの輪郭線が交わる２点（Ａ点、Ｂ点とする）を直線で結ぶ。粒子Ｙと粒子Ｚについても同様に、Ｃ点、Ｄ点を求めて直線で結び、直線ＡＢ、曲線ＢＣ、直線ＣＤ、曲線ＤＡで結ばれる閉平面を作る。線分ＡＢの長さと線分ＣＤの長さの和が、曲線ＡＤの長さと曲線ＢＣの長さの和の４０％以下で、かつ曲線ＢＣの長さが線Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ａの長さの５０％以上ならば、隣接するカーボンブラック粒子との重なり合いが少ないと判断する。そして、曲線ＡＤ上の任意の１点と曲線ＢＣを三等分する２点の計３点から得られる円の直径を算出する。算出された直径（単位：ｎｍ）の小数点第一位を四捨五入して、整数にした値を、粒子Ｙの粒径と定義する。
【００７７】
また、粒子Ｘについては、曲線ＡＢの長さが、直線ＡＢの長さと曲線ＡＢの長さの和の７０％以上ならば、隣接するカーボンブラックとの重なり合いが少ないと判断する。そして、点Ａ、点Ｂ、及び曲線ＡＢを二等分する１点の計３点から得られる円の直径を算出する。算出された直径の小数点第一位を四捨五入して、整数にした値を、粒子Ｘの粒径と定義する。
【００７８】
粒子Ｚについても同様に、曲線ＣＤの長さが、直線ＣＤの長さと曲線ＣＤの長さの和の７０％以上ならば、隣接するカーボンブラックとの重なり合いが少ないと判断する。そして、点Ｃ、点Ｄ、及び曲線ＣＤを二等分する１点の計３点から得られる円の直径を算出する。算出された直径の小数点第一位を四捨五入して、整数にした値を、粒子Ｚの粒径と定義する。
【００７９】
以上の手順で、上記でランダムに選択した２００００個の粒子について、粒径を求める。
【００８０】
＜粒径個数分布におけるピークの求め方＞
当該２００００個の粒子から求めた粒子径をヒストグラム上で表す。図５で表すように、得られたヒストグラム中のいくつかのピークから最小径のもの（グラフで一番左側のピーク）をＡとする。このとき、最も高い位置（個数の多いところ）をピーク中心とする。また、得られたいくつかのピークからＡの割合を求めたものが、ピークＡの個数比割合となる。
【００８１】
また、ピーク数の判別の仕方を図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に表す。ヒストグラムカーブ上に接線を引き、その傾きがプラスからマイナスに変わるところを１つのピークとする（図６（Ａ））。たとえばショルダーピークの場合、接線の傾きがプラスからマイナスに変わることが無ければピークとみなさない（図６（Ｂ））。図６（Ａ）は２つのピークと認められる場合を示し、図６（Ｂ）は２つのピークと認められない場合を示す。ヒストグラムの階級幅はＥ２４系列の等比数列（１．１の倍数）とし、階級数は４０とする。
【００８２】
＜密度測定方法＞
ローラの弾性層中からサンプルを切り取り、固体密度測定装置（商品名：ＳＧＭ−２００；島津製作所製）にて測定した。一回の測定に約３ｃｃのサンプルを使用し、３回分のサンプル９ｃｃを取り出して３回測定した平均値を弾性層の密度とした
【００８３】
＜カーボンブラック量の測定法＞
ローラ長手方向の弾性層部を４等分する３箇所のさらに深さ方向３箇所（表面付近、表面と軸芯体の中間、軸芯体付近）の計９箇所から、それぞれサンプル１０ｍｇを試料として採取した。ＪＩＳ Ｋ６２２７：１９９８に準拠して、理学電気株式会社製 ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓ２ ＴＧ８１２０を用いて測定し、平均値を測定データとした。
【００８４】
測定条件は、窒素ガスを２００ｍｌ／ｍｉｎで流しながら、５０℃で５分間キープし、その後５０℃／ｍｉｎで８００度まで昇温させ、有機成分のすべてを熱分解させる。このときの重量減少によりゴム成分中の有機成分（ポリマー）比率の情報が得られる。さらに、５０℃／ｍｉｎで３００℃まで冷却し、５分間保持し安定させる。次に窒素ガスをエアーに切り替え２００ｍｌ／ｍｉｎで流しながら同様に５０℃／ｍｉｎで９００℃まで昇温する。この間の重量減少によりゴム成分中のカーボンブラック重量の情報が得られ、構成物質全体との比率の関係から、カーボンブラックの含有量（質量％）が得られる。
【００８５】
＜Ｃ／Ｓｉ元素比率測定法＞
ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を投入して軸心体まで到達させて、数ミリ程度の厚みの輪切りにし、断面観察できるような試料とする。ローラ長手方向の弾性層部を４等分する３箇所から試料を取り出して、後述する所定の位置を測定し３個のデータからの平均値を用いて測定データとした。
【００８６】
測定装置に電子顕微鏡（商品名：Ｓ４８００；日立製作所製）に付属のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＡＸ社製）を用い、加速電圧２０ｋＶ、取り込み時間１００秒で測定した。測定位置は、Ｘについては、図７（Ａ）に示したように、弾性層表面７０１から約５μｍの位置とした。Ｙ及びＺについては各々、図７（Ｂ）に示したように、弾性層７００の表面から１００μｍ、２００μｍとした。また、電子顕微鏡の倍率は２０００倍とし、測定には、当該倍率における直接観察画像（縦約５０μｍ×横約６０μｍ）を用いた。得られたデータは、上記分析装置に付属のソフトウェア（商品名：ｅＤＸ ＺＡＦ３２ Ｖｅｒ３．０（Ｊ））を用いて、炭素原子とケイ素原子を選択し定性を行った。具体的には、炭素原子については、０．２４ｅＶ以上０．２８ｅＶ以下、ケイ素原子については、１．７１ｅＶ以上１．７６ｅＶ以下のピーク幅で定量し、Ｃ／Ｓｉ元素比率とした。
【００８７】
＜カーボンブラック面積相当割合の測定法＞
Ｃ／Ｓｉ元素比率測定法と同様にして試料を取り出した。ローラ長手方向の弾性層部を４等分する３箇所から試料を取り出して、それぞれ重ならないように１０枚の画像を撮影した。図８（Ａ）に示すように、倍率１００００倍の直接観察画像を用いて、画像中に見られる粒子状のものからすべての凝集単位に分別する。それぞれの凝集単位を選択し、図８（Ｂ）に示したように、その粒子が画像上の６０％以上を占めるように電子線照射エリアを絞って照射を行った。測定装置には電子顕微鏡（商品名：Ｓ４８００；日立製作所製）に付属のエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＡＸ社製）を用い、加速電圧１０ｋＶ、取り込み時間１００秒で原子比率（Ａｔｏｍｉｃ％）を測定した。このときの炭素（Ｃ）のＡｔｏｍｉｃ％と酸素（Ｏ）のＡｔｏｍｉｃ％の比率（Ｃ／Ｏ）が２．０以上のものをカーボンブラック粒子とし、２．０未満のものをカーボンブラック以外の粒子とした。３０枚の画像からカーボンブラックとそれ以外の粒子の面積を合計し、そのうちのカーボンブラック粒子の面積を割合として算出した。
【００８８】
＜ローラ抵抗値測定法＞
本発明の導電性ローラの抵抗値は、各環境（高温高湿：温度３０度、湿度８５％ＲＨ、低温低湿：温度１５℃、湿度１０％ＲＨ）に２４時間以上放置した。その後、各環境下で現像剤担持体を円柱状の金属性ローラ（直径３０ｍｍ）に片側５００ｇの定圧荷重で押し当て、６０ｒｐｍで回転させ５０Ｖの直流電圧を印加したときの抵抗値を測定したものである。
【００８９】
＜弾性層厚み測定法＞
ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を投入して軸心体まで到達させて、断面観察できるような試料とする。図９（Ａ）に示すように、ローラ長手方向のゴム部を４等分する３箇所の試料を用いて、最も肉厚の厚い層をビデオマイクロ（商品名：ＶＨＸ１００；キーエンス社製）で測定し３個のデータからの平均値を用いて弾性層の厚み（図９（B））とした。
【００９０】
＜降伏応力測定法＞
粘弾性測定装置（商品名：ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ６００；Ｈａａｋｅ社製）による液状ゴム材料の降伏応力測定法を以下に記す。
【００９１】
材料約１ｇを採取し試料台の上にのせ、コーンプレートを徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置で測定ギャップを設定した（コーンプレートには直径３５ｍｍ、傾斜角度１°のモノを用いた）。そのとき、まわりに押し出された材料を奇麗に除去し測定に影響の出ないようにした。材料温度が２５℃になるようにプレート台の温度は設定され、試料をセットしてから１０分間放置後、測定を開始した。試料にかける応力は０．００Ｐａからスタートし５００００Ｐａまでの範囲（周波数は１Ｈｚ）を、１８０秒かけて変動させ、そのときのＧ’（貯蔵弾性率）、Ｇ’’（損失弾性率）、位相差（ｔａｎδ）の変化を３２ポイント測定した。Ｇ’は、はじめ線形粘弾性領域で一定の値となり、その後、Ｇ’とＧ’’が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。
【００９２】
＜ゴースト画像評価＞
現像ローラを図２中の２０８に示すような現像カートリッジに組み込んだ。このカートリッジを温度１５℃、湿度１０％の環境に２４時間放置した後、同環境において画像形成装置本体（商品名：Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ３７００（６００ｄｐｉ）；ＨＰ社製）を１２００ｄｐｉに改造したものに搭載した。そして、ゴースト評価用画像として１５ｍｍ×１５ｍｍのベタ（ソリッド）領域（マクベス濃度計での測定値：１．３）を１５ｍｍ間隔で横一列に配置し、その下部にハーフトーン領域（マクベス濃度計での測定値：０．３）が配置したパターン画像を出力した。
【００９３】
このようなパターン画像においては、ハーフトーン領域に現像ローラ周期で上記ベタ領域と同じ模様が白抜け状に現れることがある。本発明では、これをゴーストと定義する。そして、上記ゴースト評価用画像を目視で観察し、ゴーストの有無、程度を以下の基準に基づいて評価した。
Ａ：ゴーストがまったく確認されず画像上良好なもの；
Ｂ：わずかにゴーストが確認されたが肉眼ではほとんど見えず画像上問題とならないもの；
Ｃ：現像ローラピッチで一周分のゴーストがわずかに確認されたが画像上問題とならないもの；
Ｄ：現像ローラピッチで何周にも渡ってゴーストが発生し画像上問題となるもの；
Ｅ：現像ローラの寸法精度が得られないため印字ムラがひどく画像評価できないもの；
Ｆ：バイアスリークによりスジが発生し画像上問題となるもの。
【００９４】
（実施例１）
（液状シリコーンゴム組成物の配合）
下記の材料を混合して液状シリコーンゴム組成物を調製した。
・分子鎖両末端ジメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．１５質量％）：１００部、
・架橋剤としての分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（Ｓｉ原子に結合するＨ含有量０．３０質量％）：１．５部、
・塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体（０．５質量％）：０．５部、
・１−エチル−１−シクロヘキサノール：０．０４部、
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：７．９部。
【００９５】
なお、表１に本実施例で用いたカーボンブラック（ＣＢ−１、ＣＢ−５）の詳細を示す。
【００９６】
【表１】
【００９７】
（弾性ローラの作成）
図１に示すリング型の塗工ヘッドを有するリングコート機の軸芯体保持軸（軸芯体上保持軸１０及び軸芯体下保持軸９）で外径の直径が６ｍｍの鉄製軸芯体をクランプした。
【００９８】
軸芯体１０２と内径の直径が１２．０ｍｍのリング形状の塗工ヘッド８のノズルとのクリアランスは、３．０ｍｍとした。
【００９９】
軸芯体保持部材を下から上に垂直に上昇（６０ｍｍ／秒）させ軸芯体を移動させた。それと同時に、上記液状シリコーンゴム組成物を吐出速度５０４０ｍｍ3／秒で吐出し、軸芯体の外周にシリコーンゴム組成物からなる円筒形状（ローラ形状）の未硬化物の層を形成した。
【０１００】
次に、この未硬化物の層に赤外線加熱を施した。赤外線加熱ランプ（ハイベック製ＨＹＬ２５）を熱処理温度（被加熱体の表面温度）２００℃（出力１０００Ｗ）とし、ランプと未硬化物の層表面との距離が６０ｍｍとなるように配置した。そして、未硬化物の層を設けた軸芯体を周方向に６０ｒｐｍで回転させ、４分間加熱し弾性層を硬化した。その後、シリコーンゴム弾性層の硬化後の物性を安定させ、シリコーンゴム弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、電気炉で温度２００℃、４時間の二次硬化を行った。表２に液状シリコーンゴム組成物の配合割合と降伏値、及び形成した弾性層の厚さを示す。
【０１０１】
（表面層の形成）
以下の材料を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を加え、サンドミルで１時間分散した。
・ポリウレタンポリオールプレポリマー（商品名：タケラックＴＥ５０６０；三井武田ケミカル社製）：１００部、
・イソシアネート（商品名：コロネート２５２１；日本ポリウレタン株式会社製）：７７部、
・カーボンブラック（商品名：ＭＡ１００；三菱化学社製）２４部。
【０１０２】
分散後さらにＭＥＫを加え、固形分２０質量％以上３０質量以下％の範囲で（膜厚が２０μｍとなるように）調整したものを表面層の原料液とした。この原料液中に、上記の弾性ローラを浸漬して、引上げて自然乾燥させた。次いで、温度１４０℃にて６０分間加熱処理することで、表面層の原料の硬化を行い、表面層が形成された弾性ローラを得た。
【０１０３】
表３−１及び表３−２に表面層の各種物性を示す。また表３−３に本実施例にかかる弾性ローラを用いた画像評価の結果を示す。
【０１０４】
（実施例２）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は、実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを製造した。この弾性ローラを現像ローラ２として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−２）：１４．５部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：６．０部。
【０１０５】
（実施例３）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラを現像ローラ３として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−３）：４．３部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：３．２部。
【０１０６】
（実施例４）
鉄製軸心体として外径が１１ｍｍ（両端部は外径６ｍｍのまま）のものを用いた以外は、実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを製造した。この弾性ローラを現像ローラ４として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１０７】
（実施例５）
鉄製軸心体として外径が４ｍｍ（両端部は６ｍｍのまま）を用いると共に弾性層の厚さが６．０ｍｍとなるように液状シリコーンゴム組成物の吐出量を調整した。それ以外は、実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを製造した。この弾性ローラを現像ローラ５として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１０８】
（実施例６）
カーボンブラックの添加量を下記の通りとし、またシリカ（平均一次粒径１．７μｍ、Ｎｉｐｓｉｌ Ｅ−２２０Ａ、日本シリカ工業製）を０．７部配合したシリコーンゴム組成物を用いた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラを現像ローラ６として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：８．０部。
【０１０９】
（実施例７）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ７として用いて、実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−３）：２．８部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：１０．７部。
【０１１０】
（実施例８）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ８として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−２）：９．０部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：３．４部。
【０１１１】
（実施例９）
カーボンブラックに以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラを現像ローラ９として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：４．５部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：３．４部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：４．５部。
【０１１２】
（実施例１０）
シリカの量を１．７部とした以外は実施例６と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１０として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１１３】
（実施例１１）
材料吐出量を弾性層の厚さが６．５ｍｍとなるようにした以外は実施例５と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１１として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１１４】
（比較例１）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１２として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−２）：３．２部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：２．１部。
【０１１５】
（比較例２）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１３として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：７．５部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：１７．５部。
【０１１６】
（比較例３）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１４として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：７．９部。
【０１１７】
（比較例４）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１５として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−６）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：７．９部。
【０１１８】
（比較例５）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層付きの弾性ローラを得た。これを現像ローラ１６として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：１３．６部。
【０１１９】
（比較例６）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして表面層を形成する前の弾性ローラを調製した。
・カーボンブラック（ＣＢ−６）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：７．９部。
【０１２０】
また、表面層の原料液中のカーボンブラック（商品名：ＭＡ１００；三菱化学社製）の量を４０部にした以外は実施例１と同様にして中間層形成用の原料液を調製した。この原料液を用いて上記弾性ローラの周面に厚さ１０μｍの中間層を形成した。当該中間層上に実施例１の表面層の原料液を用いて実施例１と同様に表面層を形成した。こうして得た中間層及び表面層付きの弾性ローラを現像ローラ１７として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。表面層の各種物性を表３−１及び表３−２に示す。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１２１】
（比較例７）
カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして弾性層形成用の液状シリコーンゴム組成物を調製した。この液状シリコーンゴム組成物を用いると共に吐出速度を４９７２ｍｍ3／秒とした以外は実施例１と同様にして軸芯体の周面に第１の弾性層を形成して直径１１．８ｍｍの弾性ローラを得た。
・カーボンブラック（ＣＢ−４）：５．７部、
・カーボンブラック（ＣＢ−５）：７．９部。
【０１２２】
次に、カーボンブラックを以下のものに換えた以外は実施例１と同様にして弾性層形成用の液状シリコーンゴム組成物を調製した。この液状シリコーンゴム組成物を用いると共に吐出速度６８ｍｍ3／秒とした以外は実施例１と同様にして第１の弾性層の周面に厚さ０．１ｍｍの第２の弾性層を形成して直径が１２．０ｍｍの弾性ローラを得た。
・カーボンブラック（ＣＢ−１）：２７．０部。
【０１２３】
次に、実施例１と同様にして第２の弾性層の周面に表面層を形成して表面層付きの弾性ローラを得た。この弾性ローラについて、第１及び第２の弾性層を１つの弾性層とみなしたときに元素比率（Ｘ／Ｙ、Ｙ／Ｚ）は、各々１．８０、１．０６であった。この弾性ローラを現像ローラ１８として用いて実施例１と同様に画像評価を行った。画像評価の結果を表３−３に示す。
【０１２４】
【表２】
【０１２５】
【表３−１】
【０１２６】
【表３−２】
【０１２７】
【表３−３】
【０１２８】
＜評価結果＞
表３−３に示すように実施例１乃至実施例１１で得られた現像ローラは評価上問題となるようなゴースト画像は発生しなかった。特に、実施例１、実施例５で得られた、弾性層表面近傍のカーボンブラック傾斜が強い現像ローラにおいては、ゴースト残像が全く確認されず、さらにバイアスリークの発生しない非常に良好な画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本実施形態の塗工装置の概略を表す図である。
【図２】本発明の画像形成装置の概略を表す構成図である。
【図３】本発明におけるカーボンブラックの粒径を求める説明図である。
【図４】本発明におけるカーボンブラックの粒径を求める説明図である。
【図５】本発明におけるカーボンブラックの粒径分布の説明図である。
【図６】本発明におけるカーボンブラックの粒径分布より求めるピークを判別する説明図である。
【図７】本発明における弾性層のＣ／Ｓｉ元素比率の測定位置を説明する図である。
【図８】本発明におけるカーボンブラック割合を求める説明図である。
【図９】本発明における弾性層のカーボンブラックの粒径の測定位置を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１ 架台
２ コラム
３ ボールネジ
４ ＬＭガイド
５ サーボモータ
６ プーリ
７ ブラケット
８ 塗工ヘッド
９ 軸芯体下保持軸
１０ 軸芯体上保持軸
１１ 供給口
１２ 配管
１３ 材料供給弁
１４ リニアガイド
１０１ 液状シリコーンゴム組成物からなる未硬化物の層
１０２ 軸芯体
２０１ 現像ローラ
２０５ 感光体（感光ドラム）
２０６ 帯電装置
２０７ 画像露光装置（書き込みビーム）
２０８ 現像装置
２０９ クリーニング装置
２１０ 画像転写装置（転写ローラ）
２１１ 転写材（紙）
２１２ａ−ｄ 画像形成ユニット
２１３ 一成分トナー
２１４ 現像容器
２１５ トナー供給ローラ
２１６ 現像ブレ−ド
２１７ 転写搬送ベルト
２１８ 駆動ローラ
２１９ テンションローラ
２２０ 従動ローラ
２２１ 吸着ローラ
２２２ 供給ローラ
２２３ 剥離装置
２２４ 定着装置
２２５ 吸着ローラバイアス電源
２２６ 画像転写装置バイアス電源
７００ 弾性層
７０１ 弾性層表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された厚さ０．５ｍｍ乃至６．０ｍｍの導電性の弾性層と、表面層とを有している現像ローラであって、
該弾性層は、カーボンブラックと、該カーボンブラックのバインダーとしてのシリコーンゴムとを含み、該カーボンブラックの含有量が、該弾性層に対して７質量％乃至１７質量％であり、かつ該弾性層中の該カーボンブラックは、その粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にあり、
該弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にあり、更に、
該弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、該弾性層の表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、該弾性層の表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが下記式（１）及び（２）の関係を満足することを特徴とする現像ローラ：
１．５０≧Ｘ／Ｙ≧１．１０・・・（１）
１．１０≧Ｙ／Ｚ≧１．０２・・・（２）。
【請求項２】
前記粒径個数分布における最小径ピークのピーク位置個数比の割合が２５％以上７０％以下である請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記シリコーンゴム中の全フィラー中の前記カーボンブラックの面積相当割合が、９５％以上１００％以下である請求項１又は２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラの製造方法であって、
軸芯体の外周側に該軸芯体と同芯となるようにリング型の塗工ヘッドを配し、該軸芯体を該塗工ヘッドに対して相対的に軸方向に移動させつつ、該塗工ヘッドから液状シリコーンゴム組成物を該軸芯体の周囲に向けて供給し、該軸芯体の周囲に該液状シリコーンゴム組成物の層を形成する工程と、
該液状シリコーンゴム組成物を硬化させる工程と、を有し、
該液状シリコーンゴム組成物が、粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲にあるようにカーボンブラックが液状シリコーンゴムに配合されたものであることを特徴とする現像ローラの製造方法。
【請求項５】
現像ローラと、現像剤と、該現像剤を収容している現像容器とを有する現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、該現像ローラが、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
現像ローラの表面に現像剤の層を形成し、静電潜像が形成された感光体に該現像剤の層を搬送して該静電潜像を現像する画像形成装置であって、該現像ローラが、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
導電性の軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された厚さ０．５ｍｍ乃至６．０ｍｍの導電性の弾性層と、表面層とを有している現像ローラであって、
該弾性層は、カーボンブラックと、該カーボンブラックのバインダーとしてのシリコーンゴムとを含み、該カーボンブラックの含有量が、該弾性層に対して７質量％乃至１７質量％であり、かつ該弾性層中の該カーボンブラックは、その粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ乃至４０ｎｍの範囲にあり、
該弾性層の密度が１．０１ｇ／ｃｍ3乃至１．０７ｇ／ｃｍ3の範囲にあり、更に、
該弾性層の表面近傍における炭素原子とケイ素原子との比率（Ｃ／Ｓｉ）をＸ、該弾性層の表面からの深さ１００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＹ、該弾性層の表面からの深さ２００μｍにおける炭素原子とケイ素原子との比率をＺとしたとき、Ｘ、Ｙ及びＺが下記式（１）及び（２）の関係を満足することを特徴とする現像ローラ：
１．５０≧Ｘ／Ｙ≧１．１０・・・（１）
１．１０≧Ｙ／Ｚ≧１．０２・・・（２）。
【請求項２】
前記粒径個数分布における最小径ピークのピーク位置個数比の割合が２５％以上７０％以下である請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記シリコーンゴム中の全フィラー中の前記カーボンブラックの面積相当割合が、９５％以上１００％以下である請求項１又は２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラの製造方法であって、
軸芯体の外周側に該軸芯体と同芯となるようにリング型の塗工ヘッドを配し、該軸芯体を該塗工ヘッドに対して相対的に軸方向に移動させつつ、該塗工ヘッドから液状シリコーンゴム組成物を該軸芯体の周囲に向けて供給し、該軸芯体の周囲に該液状シリコーンゴム組成物の層を形成する工程と、
該液状シリコーンゴム組成物を硬化させる工程と、を有し、
該液状シリコーンゴム組成物が、粒径個数分布において少なくとも２つのピークを有し、該粒径個数分布の最小径ピーク中心が１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲にあるようにカーボンブラックが液状シリコーンゴムに配合されたものであることを特徴とする現像ローラの製造方法。
【請求項５】
現像ローラと、現像剤と、該現像剤を収容している現像容器とを有する現像装置を有し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、該現像ローラが、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
現像ローラの表面に現像剤の層を形成し、静電潜像が形成された感光体に該現像剤の層を搬送して該静電潜像を現像する画像形成装置であって、該現像ローラが、請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２８７２３０（Ｐ２００８−２８７２３０Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９５１１９（Ｐ２００８−９５１１９）
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【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２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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