現像ローラ、該現像ローラを使用した電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
【課題】トナーへの帯電付与性を高めると同時に、他部材からの押圧による変形を抑制し、かつ長期にわたり高品質の画像を得ることが可能な現像ローラを提供する。
【解決手段】軸芯体と該軸芯体の周囲に少なくとも１層の弾性層及び該弾性層の外周面に樹脂層を設け、該樹脂層が、少なくとも、一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂、樹脂粒子及びカーボンブラックを含む。（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【化１】
【解決手段】軸芯体と該軸芯体の周囲に少なくとも１層の弾性層及び該弾性層の外周面に樹脂層を設け、該樹脂層が、少なくとも、一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂、樹脂粒子及びカーボンブラックを含む。（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【化１】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、これを用いた電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置における現像方式として、一成分現像剤（トナー）を用いる一成分現像方式や二成分現像剤を用いる二成分現像方式が知られている。一成分現像方式は、小型化、軽量化に有利である。一成分現像方式は、現像剤中に磁性体を含有する磁性一成分現像方式と、磁性体を含有しない非磁性一成分現像方式に大別される。磁性体は通常有色であることから、フルカラープリンターには、非磁性一成分現像方法が用いられている。
【０００３】
非磁性一成分現像方法を使用する現像装置においては、トナーを収納するトナー容器の開口を閉塞し、かつ、一部を容器外に露出するように現像ローラが設けられている。トナー容器内で現像ローラに当接して設けられる弾性ローラによって、現像ローラ表面上にトナーが供給される。ついでトナー量規制部材により余剰分が除去され、現像ローラ上にトナーが均一な薄膜状に形成されると同時に、摩擦によりトナーに正又は負の電荷が与えられる。さらに、現像ローラの回転により正又は負に帯電したトナーは、露出部の現像領域に搬送され、ここにおいて対向して設けられる感光ドラム表面の静電潜像に付着して現像を行う。この際にトナーへの電荷付与が適切に行われなければ、トナーが感光ドラム表面の静電潜像どおりに付着せず、所望の画像を得ることができない。また、電子写真画像形成装置が長期に亘って使用されずに放置された場合、現像ローラはトナー量規制部材や感光ドラムなどの他部材による押圧を一定箇所に継続して受けることにより現像ローラ表面近傍に変形を生じる。この変形は、トナー量規制部材によってトナーの薄膜形成が行われる際に、均一な薄膜形成を阻害する要因となる。その結果、感光ドラムへのトナーの供給量が変形部分で大きく変動するため、画像上に現像ローラ周期の画像不良が発生する。
【０００４】
このように多様に求められる特性を満足するために、一般的に現像ローラは多層構成になっており、各層に機能を持たせ、機能分離を図り、現像ローラとして必要な各種特性の達成を試みられている。
【０００５】
その特性の中で、帯電付与性の向上方法の一つとして、メラミン樹脂を最表層として現像ローラの外周に設ける方法が開示されている（特許文献１、２、３）。しかし、メラミン樹脂を最表層に用いると、ローラ表面の硬度が高くなり、耐久性が低下しやすい。また、接触現像に用いられる現像ローラでは他部材との接触によって常にローラの形状が変形するため、その変形に追従可能な柔軟性も求められるが、前記のようにメラミン樹脂ではローラ表面の硬度が高くなるので、現像ローラの柔軟性を確保することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３２７３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１８４６６１号公報
【特許文献３】特開２００７−０２５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、トナーへの帯電付与性を高めると同時に、他部材からの押圧による変形を抑制し、かつ長期に亘り高品質の画像を得ることが可能な現像ローラを提供することにある。更に、これを用いることにより、長期に亘り高品質の画像を得ることができる電子写真プロセスカートリッジや、電子写真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】
本発明者らは、現像ローラの最表面を形成する樹脂層の樹脂成分中にある特定のユニットを有するエーテル化メラミン樹脂を使用すれば、他部材からの押圧による変形が抑えられると同時に、高い帯電付与性を長期に亘って維持することが可能であることを見出した。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、軸芯体と該軸芯体の周囲に少なくとも１層の弾性層及び弾性層の外周面に樹脂層を設けてなる現像ローラにおいて、該樹脂層が、少なくとも、一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂からなる樹脂成分と樹脂粒子とカーボンブラックを有することを特徴とする現像ローラである。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【００１１】
また、本発明は、回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラムに接触して該感光ドラムの表面に現像ローラにより現像剤を供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材とを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、現像ローラが上記現像ローラであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジである。
【００１２】
また、本発明は、回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラム表面に静電潜像を形成する露光手段と、該感光ドラムに接触して該感光ドラムの表面に現像ローラにより現像剤を供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材と、該現像剤像を転写材に転写する転写部材と、該転写材上に転写した現像剤像を定着する定着部材と、該定着部材とニップ部を形成し、該ニップ部により該転写材を圧接して搬送する加圧部材とを具備する電子写真画像形成装置において、現像ローラが上記現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像ローラは、他部材からの押圧による変形の抑制と、高い帯電付与性を長期に亘って維持することが両立している。その結果、長期に亘って高品質な画質を得ることができる。また、本発明の電子写真プロセスカートリッジや電子写真画像形成装置は、長期に亘り高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の現像ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の電子写真画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の電子写真プロセスカートリッジを示す断面構成図である。
【図４】樹脂層の厚みを測定するためのサンプルを説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の現像ローラの構成の一例を図１に示す。図１（Ａ）は現像ローラの長手方向の断面図を示し、図１（Ｂ）は現像ローラの長手方向に垂直な断面図を示す。
【００１６】
この現像ローラは、軸芯体１１上に、少なくとも１層の導電性弾性層１２と該弾性層１２の外周面に樹脂層１３を順次積層した構造を有する。
【００１７】
本発明の現像ローラに用いる軸芯体１１は、上層の導電性弾性層１２及び樹脂層１３を支持可能であって、導電性を有すればいずれであってもよい。その材質としては、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、カーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた導電性樹脂の中から適宜選択して用いることができる。合金鋼としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化鋼などを挙げることができる。
【００１８】
更に、軸芯体１１として、上記した材質からなる棒或いはパイプの表面をめっき、酸化処理などの防錆処理を行ったものを使用することができる。めっきの種類としては、電気めっき、無電解めっきなどいずれも使用することができるが、寸法安定性の観点から無電解めっきが好ましい。ここで使用される無電解めっきの種類としては、ニッケルめっき（カニゼンめっき）、銅めっき、金めっき、その他各種合金めっきなどを挙げることができる。ニッケルめっきの種類としては、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ複合めっきなどがある。めっきの厚さは、例えば、０．０５μｍ以上とすることができるが、作業効率と防錆能力のバランスを考慮すると、めっき厚さは０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが適当である。
【００１９】
軸芯体の形状としては、棒状又はパイプ状を挙げることができる。必要に応じて、その表面にプライマー処理層を形成してもよい。この軸芯体の外径は、例えば、４ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲が適当である。
【００２０】
また、軸芯体１１の外周に設けられる導電性弾性層１２の材料としては、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴムなどが挙げられる。これらの材料は単独で使用しても構わないし、複数種を組み合わせて用いることもできる。さらに、これらの材料の発泡体を導電性弾性層に用いても良い。
【００２１】
導電性弾性層１２は、硬さ（ＡｓｋｅｒＣ硬度）が２０度以上６０度以下であることが好ましい。導電性弾性層１２の硬さが２０度以上であれば、トナー量規制部材の当接時にローラが極端に変形することを抑制でき、ローラ上にトナーを均一に薄層化することができる。また、導電性弾性層１２の硬さが６０度以下であれば、搬送するトナーにダメージを与えることが少なく、出力画像の画質の低下が抑えられる。
【００２２】
導電性弾性層の硬さ（ＡｓｋｅｒＣ硬度）の測定方法を示す。ＡｓｋｅｒＣ硬度は、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したＡＳＫＥＲ−Ｃ型スプリング式ゴム硬度計（商品名、高分子計器株式会社製）を用いて測定した硬度である。測定する現像ローラを２３℃、５５％ＲＨの環境下に２４時間以上放置した後、現像ローラの中央部、両端から５０ｍｍの位置それぞれに対して、上記硬度計を９．８Ｎの力で当接させてから３０秒後の測定値を求める。この３点から得られた測定値の相加平均の値を現像ローラの硬さとする。
【００２３】
上記導電性弾性層１２は、導電性を有するものとするため、イオン導電機構、又は電子導電機構による導電付与剤を含有する。イオン導電機構による導電付与剤としては、以下のものを用いることができる。
・周期表第Ｉ族金属の塩（ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＮａＣｌＯ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等）。
・周期表第ＩＩ族金属の塩（Ｃａ（ＣｌＯ4）2、Ｂａ（ＣｌＯ4）2等）。
・アンモニウム塩（ＮＨ4Ｃｌ、（ＮＨ4）2ＳＯ4、ＮＨ4ＮＯ3等）。
・上記塩と多価アルコール（１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等）との錯体
・上記塩とモノオール（エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等）との錯体
・陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤。
【００２４】
また、電子導電機構による導電付与剤としては、以下のものを挙げることができる。
・炭素系物質（カーボンブラック、グラファイト等）。
・金属や合金（アルミニウム、銀、金、錫−鉛合金、銅−ニッケル合金等）。
・金属酸化物（酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化銀等）。
・さらに上記の導電付与剤に銅、ニッケル、銀等の導電性金属めっきを施した物質。
【００２５】
これらイオン導電機構、電子導電機構による導電付与剤は粉末状や繊維状の形態で、単独又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。この中でも、カーボンブラックは導電性の制御が容易であり、また経済的であるなどの観点から好ましい。
【００２６】
上記導電性弾性層１２の体積抵抗率は１×１０4Ω・ｃｍ乃至１×１０11Ω・ｃｍの範囲にあることが、トナーを均一に帯電することができるので好ましい。導電性弾性層１２の体積抵抗率のより好ましい範囲は１×１０4Ω・ｃｍ乃至１×１０9Ω・ｃｍである。
【００２７】
導電性弾性層１２の体積抵抗率は、抵抗計として、デジタル超高抵抗／微少電流計「８３４０Ａ」（商品名、エーディーシー株式会社製）を用い、以下の条件で測定できる。
測定モード：プログラムモード５
（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：１００（Ｖ）
試料箱：レジスティビティ・チェンバ４２（商品名、エーディーシー株式会社製）
主電極：直径２２ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属
ガードリング電極：内径４１ｍｍ、外径４９ｍｍ、厚さ１０ｍｍの金属
試験片：まず、導電性弾性層材料をシート状にして、成型条件と同条件で導電性弾性層材料を硬化して、厚み２．０ｍｍのゴムシートを作製する。次に作製したゴムシートから直径５６ｍｍの試験片を切り出す。切り出した試験片の片面には、その全面にＰｔ−Ｐｄ蒸着して蒸着膜電極（裏面電極）を設ける。もう一方の面には同じくＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により、直径２５ｍｍの主電極膜と、内径３８ｍｍ、外径５０ｍｍのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（商品名、株式会社日立製作所製）を用い、電流値１５ｍＡにて蒸着操作を２分間行って得る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
【００２８】
測定時には、直径２２ｍｍの主電極を、直径２５ｍｍの主電極膜からはみ出さないように置く。また、内径４１ｍｍのガードリング電極を、内径３８ｍｍで外径５０ｍｍのガードリング電極膜からはみ出さないように、該電極膜の上に置いて測定する。測定は、温度２３℃、湿度５５％ＲＨの環境下で行う。測定前に測定サンプルを同環境に２４時間以上放置しておく。以上の状態で、試験片の体積抵抗（Ω）を測定する。次に、測定した体積抵抗の値ＲＭ（Ω）、試験片の厚さｔ（ｃｍ）から、試験片の体積抵抗率ＲＲ（Ω・ｃｍ）を、以下の式によって求める。
ＲＲ（Ω・ｃｍ）＝π×１．２５×１．２５×ＲＭ（Ω）÷ｔ（ｃｍ）
【００２９】
導電性弾性層１２には、上記組成の機能を阻害しない範囲で、その他必要に応じて可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、架橋剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤等の各種添加剤を含有させることができる。
【００３０】
導電性弾性層１２の厚さは、その材質やトナー量規制部材や感光ドラム等との関連において所望の弾性を有するように適宜選択することができ、例えば、１．０ｍｍ乃至５．０ｍｍを挙げることができる。なお、該弾性層は、１層であっても、必要により、各機能を分担させるために２層以上としてもよい。
【００３１】
本発明では、導電性弾性層１２の外周面上に、抵抗、粗さ、硬度などの特性の調整を目的として、さらに、樹脂層１３を設ける。
【００３２】
本発明の現像ローラにおける樹脂層１３は、少なくとも、一般式（１）で表されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂、樹脂粒子及びカーボンブラックを含む。
【００３３】
【化２】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【００３４】
また、少なくとも一般式（１）に示されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂からなる樹脂成分は、一般式（２）に示されるエーテル化メラミンを加熱し、反応させることによって得ることができる。
【００３５】
【化３】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。）
【００３６】
上記一般式（２）で示されるエーテル化メラミンは、特開平９−２０８２２１号公報の比較製造例１のブチル化メラミン樹脂の調製例、特開平８−２８３３６４号公報や特開平８−９２２２６号公報のメチル化メラミン樹脂の合成方法に準じて合成できる。また、本発明では、高帯電付与性と他部材からの長期的な押圧による変形の抑制を両立することを目的とし、一般式（１）に示されるエーテル化メラミン樹脂に着目し、樹脂層の改善を試みた。その検討の中で、一般式（１）においてＲで示されるアルキル基の炭素数は５以上８以下であり、Ｒ’で表されるアルキル基が炭素数１以上３以下であることが非常に重要であることを見出した。
【００３７】
各値がこの範囲にある場合に、一般式（１）で示されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂を現像ローラの樹脂層の樹脂成分として用いることで、適切なフレキシビリティーと高帯電付与性を両立することが可能である。ここでいう適切なフレキシビリティーとは、他部材からの長期的な押圧による変形を抑制可能な硬さと、現像プロセス中に他部材と接触しながら回転する際に生じる歪みに追従可能な柔軟性を同時に達成できることを指す。
【００３８】
ここでＲの炭素数が４以下、またＲ’の炭素数が０である場合には、一般式（１）で表されるエーテル化メラミン樹脂は樹脂層が硬くなることへの寄与が非常に高くなる。そのため、樹脂層を形成した際に樹脂層が脆くなり、画像形成プロセス中に他部材と接触しながら回転する現像ローラの樹脂層としては耐久性に問題が生じる。
【００３９】
一方、Ｒの炭素数が９以上、またＲ’の炭素数が４以上である場合は、樹脂層が柔くなることへの寄与が大きくなり、他部材からの長期的な押圧による変形を抑制できないものと推測される。
【００４０】
また、一般式（２）と反応可能な反応基（例えば水酸基）を有する別の樹脂材料と組み合わせて、樹脂層を形成することも可能である。その際、樹脂層の樹脂成分中に含有される一般式（１）のエーテル化メラミン樹脂の含有量が、２０質量％以上５０質量％以下である様にすることが好ましい。樹脂成分中で該エーテル化メラミン樹脂の含有量２０質量％以上とすることにより、適切なフレキシビリティーと高帯電付与特性を十分に発現させることが可能である。また５０質量％以下にすることで、組み合わせた別の樹脂材料の特性も十分に発現させることが可能である。
【００４１】
また、樹脂層１３には、樹脂粒子を含有することができる。樹脂粒子は、表面粗さをトナーの搬送に適したものとするために用いられる。樹脂層１３の表面粗さは、表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）で３．０μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが３．０μｍ以下であれば、トナーの搬送量が過大になるのを抑制し、感光ドラム上に残留するトナーにより画像が悪化するのを抑制することができる。樹脂粒子は無機粒子に比し、樹脂成分と馴染みが良いため、樹脂層中に均一に分散し、現像ローラ表面の粗さ分布を均一にすることが可能である。
【００４２】
また、樹脂層１３の役割として、導電性の付与がある。そのため、樹脂層１３に用いる導電剤には、導電性の制御が行いやすいカーボンブラックを使用する。この際に樹脂成分中に含まれるカーボンブラックの量は樹脂層１３に含まれる樹脂成分に対して、１０質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が１０質量％以上とすることで、現像ローラの樹脂層としての導電性を十分に確保することができる。また、３０質量％以下とすることで、カーボンブラックによる樹脂層の補強効果によって、樹脂層が硬くなりすぎ、脆くなるのを防ぐことができる。
【００４３】
樹脂層１３の厚さは２μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。厚さが２μｍ以上であれば樹脂層１３は十分な耐磨耗性を有し、８μｍ以下であれば樹脂層１３が極端に硬くなることを抑制し、トナーへのダメージを抑制することができる。
【００４４】
このような現像ローラの導電性弾性層１２は、押出成形法、型成形法、射出成形法などの方法によって、軸芯体１１上に成形することができるが、これらの方法のうち型成形法が好ましい。型成形法は、他の成形方法と比べ、形状精度の高い導電性弾性層を連続生産により効率よく低コストで得られるため有用である。なお、導電性弾性層１２はその上に設ける樹脂層１３との密着性を向上するために、その表面をコロナ処理、フレーム処理、エキシマ処理等の表面改質方法にて改質しておくことが好ましい。
【００４５】
導電性弾性層上に樹脂層を成形する方法としては、塗工による方法を挙げることができる。塗工方法として、樹脂成分、樹脂粒子及びカーボンブラックを溶剤に溶解又は分散させて調製した塗工液を用いる、ディッピング法、ロール塗工法、リングコート法、スプレー塗工法等が適当である。これらの塗工法の中で、厚さを制御しやすく、製造が容易である等の理由から、ディッピング法を用いることが好ましい。ディッピング法では、塗工液の粘度が５ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度を５ｍＰａ・ｓ以上にすることで、塗工膜が硬化するまでに形状が崩れることがなく、安定した形状として製造することができる。また、塗工液の粘度を５０ｍＰａ・ｓ以下にすることで、塗工性に優れ、均一な膜厚に形成することが容易になる。このような粘度とするために、使用する溶剤及びその量を適宜選択することができる。
【００４６】
溶剤としては、以下のものが挙げられる。
・アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール等）
・ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）
・アミド類（Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド等）
・スルホキシド類（ジメチルスルホキシド等）
・エーテル類（テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル等）
・エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル等）
・芳香族化合物（キシレン等）
【００４７】
次に、本発明の電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置について説明する。
【００４８】
一般的に電子写真画像形成装置は、回転可能な感光ドラム及び以下の部材を具備する。
・該感光ドラムに接触し、該感光ドラム表面を一様に帯電するための帯電部材
・該感光ドラム表面に画像情報を記録する（静電潜像を形成する）ための露光手段
・該感光ドラムに接触して該感光ドラム表面に現像剤を現像ローラにより供給して、静電潜像を現像して現像剤像とするための現像部材（以下、「現像装置」ということがある）
・該現像剤像を転写材に転写するための転写部材
・該転写材上に転写した現像剤像を定着するための定着部材
・該定着部材とニップ部を形成し、該ニップ部により該転写材を圧接して搬送する加圧部材
【００４９】
一例として、図２に、本発明の現像ローラを具備した電子写真プロセスカートリッジを用いた電子写真画像形成装置の概略構成を示す。
【００５０】
図２に示す電子写真画像形成装置は、黒、シアン、マゼンタ及びイエローの画像を形成するタンゼム型のカラー画像形成装置であり、それぞれの色に対応して電子写真プロセスカートリッジが設けられている。なお、電子写真プロセスカートリッジは、それぞれの色に対応して仕様等に違いがあるものの基本構成は同じである。以下においては、これら共通する構成について説明する。図３は、一つの電子写真プロセスカートリッジを取り出して概略断面図を示したものである。
【００５１】
なお、上記したように、現像ローラ２０１を備えた現像装置２０５は、現像ローラ２０１、トナー供給ローラ２０２、トナー（現像剤）２０３及びトナー量規制部材２０４からなっている。そして、電子写真画像形成装置に脱着可能な電子写真プロセスカートリッジは、この現像装置２０５に加え、感光ドラム２０６、クリーニングブレード２０７、廃トナー収容容器２０８及び帯電部材２０９からなっている。電子写真プロセスカートリッジは、ある一定回数画像出力を行うことによって、寿命を迎える。その後、電子写真プロセスカートリッジは新しいものに交換され、電子写真画像形成装置は再び画像出力が可能になる。
【００５２】
現像装置２０５は、トナー２０３を収容した現像容器と、現像容器内の長手方向に延在する開口部に位置し、感光ドラム２０６と対向設置された現像ローラ２０１とを備え、感光ドラム２０６上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００５３】
トナー供給ローラ２０２としては、発泡骨格状スポンジ構造や軸芯体上にレーヨン、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２０１へのトナー供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。例えば、軸芯体上にポリウレタンフォームを設けた弾性ローラを用いることができる。
【００５４】
ここで、画像出力までの画像形成プロセスを詳細に説明する。感光ドラム２０６は矢印方向に回転し、感光ドラム２０６を帯電処理するための帯電部材２０９によって一様に帯電される。次に感光ドラム２０６に静電潜像を書き込む露光手段２１０（例えばレーザー光）により、静電潜像が形成される。静電潜像は、感光ドラム２０６に対して接触配置される現像装置２０５によってトナーが付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
【００５５】
可視化された感光ドラム２０６上のトナー像は、転写部材２１１によって感光ドラム２０６の回転に同期して送られてくる記録紙２１２に転写される。トナー像が転写された記録紙２１２は、定着部材２１３により定着処理され、装置外に排紙され一連の画像形成プロセスは終了する。なお、記録紙２１２は搬送ベルト上に担持され、トナー像の形成に同期して搬送されている。そして、該記録紙２１２には、各色のトナー像が順次積層されてカラーのトナー像が形成される。最後の画像形成装置でトナー像が重畳転写された後、搬送ベルトから剥離され、定着部材２１３へ送られ、一括定着処理がされ、カラー画像が形成される。
【００５６】
一方、記録紙に転写されずに感光ドラム２０６表面に残存したトナーは、クリーニングブレード２０７により掻き取られ、掻き取られたトナーは廃トナー容器２０８に収納される。一方、クリーニングされた感光ドラム２０６は次の画像形成に備える。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明の現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を、実施例により具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。また、以下において、特に明記しない限り、部は質量部を表し、試薬等は市販の高純度品を用いた。
【００５８】
まず、本実施例で使用したエーテル化メラミンの合成方法を示す。
【００５９】
製造例１[エーテル化メラミンＸ−１の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、アセトアルデヒド３０８．４部及びペンチルアルコール７０５．６部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、エチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のアセトアルデヒド、ペンチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６０】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−１（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ５の アルキル基、Ｒ’＝Ｃ１のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６１】
製造例２[エーテル化メラミンＸ−２の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、プロピオンアルデヒド３８５．６部及びヘキシルアルコール８１７．５部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、プロピロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のプロピオンアルデヒド、ヘキシルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６２】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−２（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ６のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ２のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６３】
製造例３[エーテル化メラミンＸ−３の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、アセトアルデヒド２２８．３部及びオクチルアルコール１０４１．９部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、エチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のアセトアルデヒド、オクチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６４】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−３（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ８のアルキル基中、Ｒ’＝Ｃ１のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６５】
製造例４[エーテル化メラミンＸ−４の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ブチルアルデヒド５０４．８部及びペンチルアルコール７０５．６部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、ブチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のブチルアルデヒド、ペンチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６６】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−４（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ５のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ３のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６７】
製造例５[エーテル化メラミンＸ−５の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ブチルアルデヒド５０４．８部及びオクチルアルコール１０４１．９部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、ブチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のブチルアルデヒド、オクチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６８】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−５（一般式（２）中、Ｒ=Ｃ８のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ３のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６９】
製造例６[エーテル化メラミンＸ−６の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ホルムアルデヒド２１０．１部及びペンチルアルコール７０５．６部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、メチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のホルムアルデヒド、ペンチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７０】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−６（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ５のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ０のアルキル基＝Ｈ）の水溶液を得た。
【００７１】
製造例７[エーテル化メラミンＸ−７の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、アセトアルデヒド３０８．４部及びｎ−ブチルアルコール５９３．０部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、エチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のアセトアルデヒド、ｎ−ブチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７２】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−７（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ４のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ１のアルキル基）の水溶液を得た。
【００７３】
製造例８[エーテル化メラミンＸ−８の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ホルムアルデヒド２１０．１部及びオクチルアルコール１０４１．９部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、メチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のホルムアルデヒド、オクチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７４】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−８（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ８のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ０のアルキル基＝Ｈ）の水溶液を得た。
【００７５】
製造例９[エーテル化メラミンＸ−９の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ブチルアルデヒド５０４．８部及びｎ−ブチルアルコール５９３部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、ブチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のブチルアルデヒド、ｎ−ブチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７６】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−９（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ４のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ３のアルキル基）の水溶液を得た。
【００７７】
製造例１０［導電性弾性層を有する原料ローラの作製］
軸芯体としてＳＵＳ３０４製の直径８ｍｍの棒にニッケルメッキを施し、さらに厚み約１μｍのプライマーＤＹ３９−０５１（商品名、東レダウコーニング社製）を塗布し、温度１５０ ℃で３０分間焼き付けしたものを用いた。ついで、軸芯体を金型に配置し、液状シリコーンゴム材料ＳＥ６２７４Ａ（商品名、東レダウコーニングシリコーン社製）及びＳＥ６２７４Ｂ（商品名、東レダウコーニング社製）を重量比１：１の割合でスタティックミキサーを用いて混合した。その後、混合した液状シリコーンゴムを金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を加熱して液状シリコーンゴムを温度１５０ ℃、１５分間加硫硬化し、冷却後脱型した。その後にさらに、温度１８０ ℃で２時間加熱し硬化反応を完結させ、導電性弾性層を軸芯体周囲に設けた原料ローラを得た。なお、原料ローラの直径は１６ｍｍであった。
【００７８】
［実施例１］［現像ローラ１の作製］
[樹脂層用塗工液の調製]
樹脂成分として、アクリルポリオール（商品名：Ｈ３３６８、日立化成株式会社製）１００部及びエーテル化メラミンＸ−１（製造例１で作製）４２．９部（固形分）を用意した。この樹脂成分１００部に対し、カーボンブラック（商品名：ＭＡ−１００、三菱化学株式会社製）２３部及び樹脂粒子（商品名：Ｃ４００透明、根上工業株式会社製）３０部を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を加えながら混合して、混合溶液を得た。
【００７９】
続いて、上記混合溶液を横型分散機ＮＶＭ−０３（商品名、アイメックス株式会社製）で周速７ｍ／ｓ、流量１．７ｃｍ3／ｓ、分散液温度１５ ℃の条件下で２時間均一分散した後、３８０メッシュの網でろ過して、樹脂層用塗工液を得た。
【００８０】
［樹脂層の形成］
次に直径３２ｍｍのシリンダーの内部を上記塗工液で満たし、該シリンダー内の塗工液を流速４．０ｃｍ3／ｓ、液温２３℃で循環させた。この際、塗工液にＭＥＫを加え、塗工液の粘度を調整した。その後、該シリンダー内に導電性弾性層を有する原料ローラ（製造例１0で作製）を侵入速度１００ｍｍ／ｓで浸漬させた。弾性層全体を浸漬させた状態で、１０ 秒間停止させた後に、初速３００ｍｍ／ｓ、終速２００ｍｍ／ｓの条件で引き上げて、１０分間、自然乾燥させた。次いで、温度１６０℃で２時間加熱処理して、塗膜層の硬化を行い、樹脂層を形成して現像ローラ１を得た。
【００８１】
なお、現像ローラの樹脂層の膜厚測定は以下の手順で行った。現像ローラの長手方向の中心部及び両端から５０ｍｍの部分から、剃刀を用いて図４に示すような弾性層４１と樹脂層４２からなる半月型のサンプルをそれぞれ切り出した。各サンプルについて、光学顕微鏡を用いて、場所を変えながら樹脂層４２の厚みを１０点測定した。この際、樹脂粒子が存在しない部分を選択し、測定を行った。現像ローラ１本について、３サンプル（現像ローラ中央部、両端から５０ｍｍの部分）×１０点＝計３０点の樹脂層厚みの相加平均値を求め、その値を当該現像ローラの樹脂層厚みとした。
【００８２】
また、得られた現像ローラ１を使用して、形成した画像の初期濃度、現像ローラ１の耐久性、表面汚れ、変形量について、以下のようにして測定し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００８３】
［画像の初期濃度］
現像ローラを電子写真プロセスカートリッジに組み込み、初期濃度評価を行った。この評価を行う際には、電子写真画像形成装置「ＬＢＰ５５００」（商品名、キヤノン株式会社製）を用い、電子写真プロセスカートリッジとして、この装置専用のＥＰ−８５トナーカートリッジ（ブラック）を用いた。
【００８４】
現像ローラを組み込んだ電子写真プロセスカートリッジを２５℃、４５％ＲＨの環境に２４時間放置した後、同環境において電子写真画像形成装置本体に搭載し、ベタ黒画像を出力した。出力した画像の上部、中央部及び下部の各領域で左、中央及び右の３点、計９点において、分光濃度計「５０４ＪＰ」（商品名、Ｘ-Ｒｉｔｅ社製）を使用して画像濃度を測定し、その相加平均値を画像の初期濃度とした。その測定結果に基づいて、下記聞き準で評価した。
Ａ：画像の初期濃度の値が１．４以上。
Ｂ：画像の初期濃度の値が１．２以上１．４未満。
Ｃ：画像の初期濃度の値が１．２未満。
【００８５】
［耐久性］
上記画像の初期濃度の測定に続いて、印字率が１％の画像を８０００枚出力した後、電子写真プロセスカートリッジから現像ローラを取り出し、取り出した現像ローラを目視にて観察した。現像ローラ端部の樹脂層１３にひび割れや、導電性弾性層１２からの剥がれなどが無い場合は、再び電子写真プロセスカートリッジに組み込み、該８０００枚出力を行い、現像ローラを目視観察した。そして、以下の基準で耐久性を評価した。
Ｃ：最初の８０００枚出力後の観察でひび割れや剥がれがあった。
Ｂ：２回目の８０００枚出力後の観察でひび割れや剥がれがあった。
Ａ：２回目の８０００枚出力後の観察ではひび割れや剥れがなかった。
【００８６】
［表面汚れ］
上記耐久性試験において、最初の８０００枚出力後、ベタ白画像を出力して、かぶり値を測定し、現像ローラの表面汚れの指標とした。かぶり値は、反射濃度計（有限会社東京電色技術センター製）にて、画像形成前の転写紙と出力ベタ白画像の反射濃度を測定し、その差分をかぶり値とした。測定領域は転写紙の画像印刷領域を左上から順に１ｃｍ×１ｃｍの領域に分割し、各領域におけるかぶり値を測定し、その値の最大値を、当該ベタ白画像のかぶり値とした。なお、かぶりは現像ローラの表面にトナーが固着して、トナーの帯電量が減少し、該トナーが転写紙に転写されることによって生じる現象であるので、かぶり値を現像ローラの表面汚れの指標とし、下記基準で評価した。
Ａ：かぶり値が１．０未満。
Ｂ：１．０以上３．０未満。
Ｃ：３．０以上５．０未満。
Ｄ：５．０以上。
【００８７】
[現像ローラの変形量の評価]
現像ローラを前記の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、４０℃、９５％ＲＨの環境に１５日間放置した後、電子写真プロセスカートリッジを２５℃４５％ＲＨの環境に２４時間放置した。その後、２５℃、４５％ＲＨの環境にて、電子写真プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に搭載し、ベタ黒画像を出力した。得られたベタ黒画像に、放置中のトナー規制部材との当接による現像ローラの凹みが原因で現れたと考えられる画像不良を目視で観察し、下記基準で評価して、現像ローラの変形量の評価とした。
Ａ：目視では画像不良が確認できない。
Ｂ：目視でわずかに画像不良が確認できるが、実用上問題ない。
Ｃ：目視で画像不良が確認できる。
Ｄ：目視で画像不良がはっきりと確認できる。
【００８８】
[実施例２]［現像ローラ２の作製］
エーテル化メラミンとして製造例２で得たＸ−２を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ２を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ２を評価した。結果を表１に示す。
【００８９】
[実施例３] ［現像ローラ３の作製］
エーテル化メラミンとして製造例３で得たＸ−３を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ３を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ３を評価した。結果を表１に示す。
【００９０】
[実施例４] ［現像ローラ４の作製］
エーテル化メラミンとして製造例４で得たＸ−４を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ４を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ４を評価した。結果を表１に示す。
【００９１】
[実施例５] ［現像ローラ５の作製］
エーテル化メラミンとして製造例５で得たＸ−５を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ５を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ５を評価した。結果を表１に示す。
【００９２】
[実施例６乃至９] ［現像ローラ６乃至９の作製］
エーテル化メラミンＸ−１の配合量（固形分）をそれぞれ１１．１部、２５．０部、１００．０部、１５０．０部に変更した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ６乃至９を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ６乃至９を評価した。結果を表１に示す。
【００９３】
[実施例１０乃至１３] ［現像ローラ１０乃至１３の作製］
樹脂層の膜厚がそれぞれ１．０μｍ、２．０μｍ、８．０μｍ、１０．０μｍとなるように固形分濃度を調整した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ１０乃至１３を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ１０乃至１３を評価した。結果を表１に示す。
【００９４】
[実施例１４乃至１７] ［現像ローラ１４乃至１７の作製］
カーボンブラックの配合量をそれぞれ８部、１０部、３０部、３３部に変更した以外は、実施例１と同様にして、現像ローラ１４乃至１７を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ１４乃至１７を評価した。結果を表１に示す。
【００９５】
［比較例１乃至４］［比較現像ローラ１乃至４の作製］
エーテル化メラミンとして、それぞれエーテル化メラミンＸ−６、エーテル化メラミンＸ−７、エーテル化メラミンＸ−８、エーテル化メラミンＸ−９を使用した以外は実施例１と同様にして、比較現像ローラ１乃至４を得た。以下、実施例１と同様に、得られた比較現像ローラ１乃至４を評価した。結果を表１に示す。
【００９６】
【表１】
【００９７】
表１より、以下のことが分かる。
【００９８】
実施例１乃至５の結果より、一般式（１）で表されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂として、Ｒ及びＲ’で示されるアルキル基の炭素数を増やすことによって、樹脂層の適度な柔軟化と高帯電性が達成でき、良好な画像を得ることができた。但し、Ｒ及びＲ’で示されるアルキル基の炭素数を大きくしすぎると樹脂層の柔軟化が大きくなりすぎ、変形量の抑制効果が小さくなることも示唆されている。なお、Ｒで示されるアルキル基の炭素数が小さすぎたり、Ｒ’が水素原子であったりすると、比較例１乃至４に見られるように、耐久性、表面汚れ、特に表面汚れに問題がある。
【００９９】
実施例６乃至９の結果より、樹脂成分中の一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂の含有量を適切な範囲に制御することで、良好な画像を得ることができた。エーテル化メラミン樹脂の含有量が少なすぎると、帯電性が低下するために初期濃度が若干低下する。また、エーテル化メラミン樹脂の含有量が多すぎると、樹脂層の高硬度化への寄与が大きくなることにより、耐久性が若干低下するとともに、現像ローラの表面汚れ（トナー付着）が発生しやすくなる。
【０１００】
実施例１０乃至１３の結果より、樹脂層の厚みを適切な範囲に制御することで、良好な画像を得ることができた。樹脂層の厚みが薄すぎると磨耗による耐久性の低下が見ら、樹脂層が厚すぎると表面硬度が増加することによって、現像ローラの表面汚れ（トナー付着）が発生しやすくなる。
【０１０１】
実施例１４乃至１７の結果より、樹脂層中のカーボンブラックの含有量を適切な範囲に制御することで、良好な画像を得ることができた。カーボンブラックの含有量が少なすぎると、導電性の低下による初期濃度の低下が見られ、カーボンブラックの含有量が多すぎると、カーボンブラックの補強効果によって、樹脂層が高硬度化し、耐久性が低下する。
【符号の説明】
【０１０２】
１１ 軸芯体
１２ 導電性弾性層
１３ 樹脂層
２０１ 現像ローラ
２０２ トナー供給ローラ
２０３ トナー
２０４ トナー量規制部材
２０５ 現像装置
２０６ 感光ドラム
２０７ クリーニングブレード
２０８ 廃トナー収容容器
２０９ 帯電部材
２１０ 露光手段
２１１ 転写部材
２１２ 記録紙
２１３ 定着部材
４１ 導電性弾性層
４２ 樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ、これを用いた電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置における現像方式として、一成分現像剤（トナー）を用いる一成分現像方式や二成分現像剤を用いる二成分現像方式が知られている。一成分現像方式は、小型化、軽量化に有利である。一成分現像方式は、現像剤中に磁性体を含有する磁性一成分現像方式と、磁性体を含有しない非磁性一成分現像方式に大別される。磁性体は通常有色であることから、フルカラープリンターには、非磁性一成分現像方法が用いられている。
【０００３】
非磁性一成分現像方法を使用する現像装置においては、トナーを収納するトナー容器の開口を閉塞し、かつ、一部を容器外に露出するように現像ローラが設けられている。トナー容器内で現像ローラに当接して設けられる弾性ローラによって、現像ローラ表面上にトナーが供給される。ついでトナー量規制部材により余剰分が除去され、現像ローラ上にトナーが均一な薄膜状に形成されると同時に、摩擦によりトナーに正又は負の電荷が与えられる。さらに、現像ローラの回転により正又は負に帯電したトナーは、露出部の現像領域に搬送され、ここにおいて対向して設けられる感光ドラム表面の静電潜像に付着して現像を行う。この際にトナーへの電荷付与が適切に行われなければ、トナーが感光ドラム表面の静電潜像どおりに付着せず、所望の画像を得ることができない。また、電子写真画像形成装置が長期に亘って使用されずに放置された場合、現像ローラはトナー量規制部材や感光ドラムなどの他部材による押圧を一定箇所に継続して受けることにより現像ローラ表面近傍に変形を生じる。この変形は、トナー量規制部材によってトナーの薄膜形成が行われる際に、均一な薄膜形成を阻害する要因となる。その結果、感光ドラムへのトナーの供給量が変形部分で大きく変動するため、画像上に現像ローラ周期の画像不良が発生する。
【０００４】
このように多様に求められる特性を満足するために、一般的に現像ローラは多層構成になっており、各層に機能を持たせ、機能分離を図り、現像ローラとして必要な各種特性の達成を試みられている。
【０００５】
その特性の中で、帯電付与性の向上方法の一つとして、メラミン樹脂を最表層として現像ローラの外周に設ける方法が開示されている（特許文献１、２、３）。しかし、メラミン樹脂を最表層に用いると、ローラ表面の硬度が高くなり、耐久性が低下しやすい。また、接触現像に用いられる現像ローラでは他部材との接触によって常にローラの形状が変形するため、その変形に追従可能な柔軟性も求められるが、前記のようにメラミン樹脂ではローラ表面の硬度が高くなるので、現像ローラの柔軟性を確保することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３２７３０号公報
【特許文献２】特開２００４−１８４６６１号公報
【特許文献３】特開２００７−０２５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、トナーへの帯電付与性を高めると同時に、他部材からの押圧による変形を抑制し、かつ長期に亘り高品質の画像を得ることが可能な現像ローラを提供することにある。更に、これを用いることにより、長期に亘り高品質の画像を得ることができる電子写真プロセスカートリッジや、電子写真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】
本発明者らは、現像ローラの最表面を形成する樹脂層の樹脂成分中にある特定のユニットを有するエーテル化メラミン樹脂を使用すれば、他部材からの押圧による変形が抑えられると同時に、高い帯電付与性を長期に亘って維持することが可能であることを見出した。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、軸芯体と該軸芯体の周囲に少なくとも１層の弾性層及び弾性層の外周面に樹脂層を設けてなる現像ローラにおいて、該樹脂層が、少なくとも、一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂からなる樹脂成分と樹脂粒子とカーボンブラックを有することを特徴とする現像ローラである。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【００１１】
また、本発明は、回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラムに接触して該感光ドラムの表面に現像ローラにより現像剤を供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材とを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、現像ローラが上記現像ローラであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジである。
【００１２】
また、本発明は、回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラム表面に静電潜像を形成する露光手段と、該感光ドラムに接触して該感光ドラムの表面に現像ローラにより現像剤を供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材と、該現像剤像を転写材に転写する転写部材と、該転写材上に転写した現像剤像を定着する定着部材と、該定着部材とニップ部を形成し、該ニップ部により該転写材を圧接して搬送する加圧部材とを具備する電子写真画像形成装置において、現像ローラが上記現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像ローラは、他部材からの押圧による変形の抑制と、高い帯電付与性を長期に亘って維持することが両立している。その結果、長期に亘って高品質な画質を得ることができる。また、本発明の電子写真プロセスカートリッジや電子写真画像形成装置は、長期に亘り高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の現像ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の電子写真画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】本発明の電子写真プロセスカートリッジを示す断面構成図である。
【図４】樹脂層の厚みを測定するためのサンプルを説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の現像ローラの構成の一例を図１に示す。図１（Ａ）は現像ローラの長手方向の断面図を示し、図１（Ｂ）は現像ローラの長手方向に垂直な断面図を示す。
【００１６】
この現像ローラは、軸芯体１１上に、少なくとも１層の導電性弾性層１２と該弾性層１２の外周面に樹脂層１３を順次積層した構造を有する。
【００１７】
本発明の現像ローラに用いる軸芯体１１は、上層の導電性弾性層１２及び樹脂層１３を支持可能であって、導電性を有すればいずれであってもよい。その材質としては、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、カーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた導電性樹脂の中から適宜選択して用いることができる。合金鋼としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化鋼などを挙げることができる。
【００１８】
更に、軸芯体１１として、上記した材質からなる棒或いはパイプの表面をめっき、酸化処理などの防錆処理を行ったものを使用することができる。めっきの種類としては、電気めっき、無電解めっきなどいずれも使用することができるが、寸法安定性の観点から無電解めっきが好ましい。ここで使用される無電解めっきの種類としては、ニッケルめっき（カニゼンめっき）、銅めっき、金めっき、その他各種合金めっきなどを挙げることができる。ニッケルめっきの種類としては、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｂ、Ｎｉ−Ｗ−Ｐ、Ｎｉ−Ｐ−ＰＴＦＥ複合めっきなどがある。めっきの厚さは、例えば、０．０５μｍ以上とすることができるが、作業効率と防錆能力のバランスを考慮すると、めっき厚さは０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが適当である。
【００１９】
軸芯体の形状としては、棒状又はパイプ状を挙げることができる。必要に応じて、その表面にプライマー処理層を形成してもよい。この軸芯体の外径は、例えば、４ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲が適当である。
【００２０】
また、軸芯体１１の外周に設けられる導電性弾性層１２の材料としては、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴムなどが挙げられる。これらの材料は単独で使用しても構わないし、複数種を組み合わせて用いることもできる。さらに、これらの材料の発泡体を導電性弾性層に用いても良い。
【００２１】
導電性弾性層１２は、硬さ（ＡｓｋｅｒＣ硬度）が２０度以上６０度以下であることが好ましい。導電性弾性層１２の硬さが２０度以上であれば、トナー量規制部材の当接時にローラが極端に変形することを抑制でき、ローラ上にトナーを均一に薄層化することができる。また、導電性弾性層１２の硬さが６０度以下であれば、搬送するトナーにダメージを与えることが少なく、出力画像の画質の低下が抑えられる。
【００２２】
導電性弾性層の硬さ（ＡｓｋｅｒＣ硬度）の測定方法を示す。ＡｓｋｅｒＣ硬度は、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したＡＳＫＥＲ−Ｃ型スプリング式ゴム硬度計（商品名、高分子計器株式会社製）を用いて測定した硬度である。測定する現像ローラを２３℃、５５％ＲＨの環境下に２４時間以上放置した後、現像ローラの中央部、両端から５０ｍｍの位置それぞれに対して、上記硬度計を９．８Ｎの力で当接させてから３０秒後の測定値を求める。この３点から得られた測定値の相加平均の値を現像ローラの硬さとする。
【００２３】
上記導電性弾性層１２は、導電性を有するものとするため、イオン導電機構、又は電子導電機構による導電付与剤を含有する。イオン導電機構による導電付与剤としては、以下のものを用いることができる。
・周期表第Ｉ族金属の塩（ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＮａＣｌＯ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等）。
・周期表第ＩＩ族金属の塩（Ｃａ（ＣｌＯ4）2、Ｂａ（ＣｌＯ4）2等）。
・アンモニウム塩（ＮＨ4Ｃｌ、（ＮＨ4）2ＳＯ4、ＮＨ4ＮＯ3等）。
・上記塩と多価アルコール（１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等）との錯体
・上記塩とモノオール（エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等）との錯体
・陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤。
【００２４】
また、電子導電機構による導電付与剤としては、以下のものを挙げることができる。
・炭素系物質（カーボンブラック、グラファイト等）。
・金属や合金（アルミニウム、銀、金、錫−鉛合金、銅−ニッケル合金等）。
・金属酸化物（酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化銀等）。
・さらに上記の導電付与剤に銅、ニッケル、銀等の導電性金属めっきを施した物質。
【００２５】
これらイオン導電機構、電子導電機構による導電付与剤は粉末状や繊維状の形態で、単独又は２種類以上を組み合わせて使用することができる。この中でも、カーボンブラックは導電性の制御が容易であり、また経済的であるなどの観点から好ましい。
【００２６】
上記導電性弾性層１２の体積抵抗率は１×１０4Ω・ｃｍ乃至１×１０11Ω・ｃｍの範囲にあることが、トナーを均一に帯電することができるので好ましい。導電性弾性層１２の体積抵抗率のより好ましい範囲は１×１０4Ω・ｃｍ乃至１×１０9Ω・ｃｍである。
【００２７】
導電性弾性層１２の体積抵抗率は、抵抗計として、デジタル超高抵抗／微少電流計「８３４０Ａ」（商品名、エーディーシー株式会社製）を用い、以下の条件で測定できる。
測定モード：プログラムモード５
（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：１００（Ｖ）
試料箱：レジスティビティ・チェンバ４２（商品名、エーディーシー株式会社製）
主電極：直径２２ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属
ガードリング電極：内径４１ｍｍ、外径４９ｍｍ、厚さ１０ｍｍの金属
試験片：まず、導電性弾性層材料をシート状にして、成型条件と同条件で導電性弾性層材料を硬化して、厚み２．０ｍｍのゴムシートを作製する。次に作製したゴムシートから直径５６ｍｍの試験片を切り出す。切り出した試験片の片面には、その全面にＰｔ−Ｐｄ蒸着して蒸着膜電極（裏面電極）を設ける。もう一方の面には同じくＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により、直径２５ｍｍの主電極膜と、内径３８ｍｍ、外径５０ｍｍのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（商品名、株式会社日立製作所製）を用い、電流値１５ｍＡにて蒸着操作を２分間行って得る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
【００２８】
測定時には、直径２２ｍｍの主電極を、直径２５ｍｍの主電極膜からはみ出さないように置く。また、内径４１ｍｍのガードリング電極を、内径３８ｍｍで外径５０ｍｍのガードリング電極膜からはみ出さないように、該電極膜の上に置いて測定する。測定は、温度２３℃、湿度５５％ＲＨの環境下で行う。測定前に測定サンプルを同環境に２４時間以上放置しておく。以上の状態で、試験片の体積抵抗（Ω）を測定する。次に、測定した体積抵抗の値ＲＭ（Ω）、試験片の厚さｔ（ｃｍ）から、試験片の体積抵抗率ＲＲ（Ω・ｃｍ）を、以下の式によって求める。
ＲＲ（Ω・ｃｍ）＝π×１．２５×１．２５×ＲＭ（Ω）÷ｔ（ｃｍ）
【００２９】
導電性弾性層１２には、上記組成の機能を阻害しない範囲で、その他必要に応じて可塑剤、充填剤、増量剤、加硫剤、架橋剤、加硫助剤、架橋助剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤等の各種添加剤を含有させることができる。
【００３０】
導電性弾性層１２の厚さは、その材質やトナー量規制部材や感光ドラム等との関連において所望の弾性を有するように適宜選択することができ、例えば、１．０ｍｍ乃至５．０ｍｍを挙げることができる。なお、該弾性層は、１層であっても、必要により、各機能を分担させるために２層以上としてもよい。
【００３１】
本発明では、導電性弾性層１２の外周面上に、抵抗、粗さ、硬度などの特性の調整を目的として、さらに、樹脂層１３を設ける。
【００３２】
本発明の現像ローラにおける樹脂層１３は、少なくとも、一般式（１）で表されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂、樹脂粒子及びカーボンブラックを含む。
【００３３】
【化２】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【００３４】
また、少なくとも一般式（１）に示されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂からなる樹脂成分は、一般式（２）に示されるエーテル化メラミンを加熱し、反応させることによって得ることができる。
【００３５】
【化３】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。）
【００３６】
上記一般式（２）で示されるエーテル化メラミンは、特開平９−２０８２２１号公報の比較製造例１のブチル化メラミン樹脂の調製例、特開平８−２８３３６４号公報や特開平８−９２２２６号公報のメチル化メラミン樹脂の合成方法に準じて合成できる。また、本発明では、高帯電付与性と他部材からの長期的な押圧による変形の抑制を両立することを目的とし、一般式（１）に示されるエーテル化メラミン樹脂に着目し、樹脂層の改善を試みた。その検討の中で、一般式（１）においてＲで示されるアルキル基の炭素数は５以上８以下であり、Ｒ’で表されるアルキル基が炭素数１以上３以下であることが非常に重要であることを見出した。
【００３７】
各値がこの範囲にある場合に、一般式（１）で示されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂を現像ローラの樹脂層の樹脂成分として用いることで、適切なフレキシビリティーと高帯電付与性を両立することが可能である。ここでいう適切なフレキシビリティーとは、他部材からの長期的な押圧による変形を抑制可能な硬さと、現像プロセス中に他部材と接触しながら回転する際に生じる歪みに追従可能な柔軟性を同時に達成できることを指す。
【００３８】
ここでＲの炭素数が４以下、またＲ’の炭素数が０である場合には、一般式（１）で表されるエーテル化メラミン樹脂は樹脂層が硬くなることへの寄与が非常に高くなる。そのため、樹脂層を形成した際に樹脂層が脆くなり、画像形成プロセス中に他部材と接触しながら回転する現像ローラの樹脂層としては耐久性に問題が生じる。
【００３９】
一方、Ｒの炭素数が９以上、またＲ’の炭素数が４以上である場合は、樹脂層が柔くなることへの寄与が大きくなり、他部材からの長期的な押圧による変形を抑制できないものと推測される。
【００４０】
また、一般式（２）と反応可能な反応基（例えば水酸基）を有する別の樹脂材料と組み合わせて、樹脂層を形成することも可能である。その際、樹脂層の樹脂成分中に含有される一般式（１）のエーテル化メラミン樹脂の含有量が、２０質量％以上５０質量％以下である様にすることが好ましい。樹脂成分中で該エーテル化メラミン樹脂の含有量２０質量％以上とすることにより、適切なフレキシビリティーと高帯電付与特性を十分に発現させることが可能である。また５０質量％以下にすることで、組み合わせた別の樹脂材料の特性も十分に発現させることが可能である。
【００４１】
また、樹脂層１３には、樹脂粒子を含有することができる。樹脂粒子は、表面粗さをトナーの搬送に適したものとするために用いられる。樹脂層１３の表面粗さは、表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）で３．０μｍ以下であることが好ましい。Ｒａが３．０μｍ以下であれば、トナーの搬送量が過大になるのを抑制し、感光ドラム上に残留するトナーにより画像が悪化するのを抑制することができる。樹脂粒子は無機粒子に比し、樹脂成分と馴染みが良いため、樹脂層中に均一に分散し、現像ローラ表面の粗さ分布を均一にすることが可能である。
【００４２】
また、樹脂層１３の役割として、導電性の付与がある。そのため、樹脂層１３に用いる導電剤には、導電性の制御が行いやすいカーボンブラックを使用する。この際に樹脂成分中に含まれるカーボンブラックの量は樹脂層１３に含まれる樹脂成分に対して、１０質量％以上３０質量％以下であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が１０質量％以上とすることで、現像ローラの樹脂層としての導電性を十分に確保することができる。また、３０質量％以下とすることで、カーボンブラックによる樹脂層の補強効果によって、樹脂層が硬くなりすぎ、脆くなるのを防ぐことができる。
【００４３】
樹脂層１３の厚さは２μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。厚さが２μｍ以上であれば樹脂層１３は十分な耐磨耗性を有し、８μｍ以下であれば樹脂層１３が極端に硬くなることを抑制し、トナーへのダメージを抑制することができる。
【００４４】
このような現像ローラの導電性弾性層１２は、押出成形法、型成形法、射出成形法などの方法によって、軸芯体１１上に成形することができるが、これらの方法のうち型成形法が好ましい。型成形法は、他の成形方法と比べ、形状精度の高い導電性弾性層を連続生産により効率よく低コストで得られるため有用である。なお、導電性弾性層１２はその上に設ける樹脂層１３との密着性を向上するために、その表面をコロナ処理、フレーム処理、エキシマ処理等の表面改質方法にて改質しておくことが好ましい。
【００４５】
導電性弾性層上に樹脂層を成形する方法としては、塗工による方法を挙げることができる。塗工方法として、樹脂成分、樹脂粒子及びカーボンブラックを溶剤に溶解又は分散させて調製した塗工液を用いる、ディッピング法、ロール塗工法、リングコート法、スプレー塗工法等が適当である。これらの塗工法の中で、厚さを制御しやすく、製造が容易である等の理由から、ディッピング法を用いることが好ましい。ディッピング法では、塗工液の粘度が５ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度を５ｍＰａ・ｓ以上にすることで、塗工膜が硬化するまでに形状が崩れることがなく、安定した形状として製造することができる。また、塗工液の粘度を５０ｍＰａ・ｓ以下にすることで、塗工性に優れ、均一な膜厚に形成することが容易になる。このような粘度とするために、使用する溶剤及びその量を適宜選択することができる。
【００４６】
溶剤としては、以下のものが挙げられる。
・アルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール等）
・ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等）
・アミド類（Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド等）
・スルホキシド類（ジメチルスルホキシド等）
・エーテル類（テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル等）
・エステル類（酢酸メチル、酢酸エチル等）
・芳香族化合物（キシレン等）
【００４７】
次に、本発明の電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置について説明する。
【００４８】
一般的に電子写真画像形成装置は、回転可能な感光ドラム及び以下の部材を具備する。
・該感光ドラムに接触し、該感光ドラム表面を一様に帯電するための帯電部材
・該感光ドラム表面に画像情報を記録する（静電潜像を形成する）ための露光手段
・該感光ドラムに接触して該感光ドラム表面に現像剤を現像ローラにより供給して、静電潜像を現像して現像剤像とするための現像部材（以下、「現像装置」ということがある）
・該現像剤像を転写材に転写するための転写部材
・該転写材上に転写した現像剤像を定着するための定着部材
・該定着部材とニップ部を形成し、該ニップ部により該転写材を圧接して搬送する加圧部材
【００４９】
一例として、図２に、本発明の現像ローラを具備した電子写真プロセスカートリッジを用いた電子写真画像形成装置の概略構成を示す。
【００５０】
図２に示す電子写真画像形成装置は、黒、シアン、マゼンタ及びイエローの画像を形成するタンゼム型のカラー画像形成装置であり、それぞれの色に対応して電子写真プロセスカートリッジが設けられている。なお、電子写真プロセスカートリッジは、それぞれの色に対応して仕様等に違いがあるものの基本構成は同じである。以下においては、これら共通する構成について説明する。図３は、一つの電子写真プロセスカートリッジを取り出して概略断面図を示したものである。
【００５１】
なお、上記したように、現像ローラ２０１を備えた現像装置２０５は、現像ローラ２０１、トナー供給ローラ２０２、トナー（現像剤）２０３及びトナー量規制部材２０４からなっている。そして、電子写真画像形成装置に脱着可能な電子写真プロセスカートリッジは、この現像装置２０５に加え、感光ドラム２０６、クリーニングブレード２０７、廃トナー収容容器２０８及び帯電部材２０９からなっている。電子写真プロセスカートリッジは、ある一定回数画像出力を行うことによって、寿命を迎える。その後、電子写真プロセスカートリッジは新しいものに交換され、電子写真画像形成装置は再び画像出力が可能になる。
【００５２】
現像装置２０５は、トナー２０３を収容した現像容器と、現像容器内の長手方向に延在する開口部に位置し、感光ドラム２０６と対向設置された現像ローラ２０１とを備え、感光ドラム２０６上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００５３】
トナー供給ローラ２０２としては、発泡骨格状スポンジ構造や軸芯体上にレーヨン、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２０１へのトナー供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。例えば、軸芯体上にポリウレタンフォームを設けた弾性ローラを用いることができる。
【００５４】
ここで、画像出力までの画像形成プロセスを詳細に説明する。感光ドラム２０６は矢印方向に回転し、感光ドラム２０６を帯電処理するための帯電部材２０９によって一様に帯電される。次に感光ドラム２０６に静電潜像を書き込む露光手段２１０（例えばレーザー光）により、静電潜像が形成される。静電潜像は、感光ドラム２０６に対して接触配置される現像装置２０５によってトナーが付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
【００５５】
可視化された感光ドラム２０６上のトナー像は、転写部材２１１によって感光ドラム２０６の回転に同期して送られてくる記録紙２１２に転写される。トナー像が転写された記録紙２１２は、定着部材２１３により定着処理され、装置外に排紙され一連の画像形成プロセスは終了する。なお、記録紙２１２は搬送ベルト上に担持され、トナー像の形成に同期して搬送されている。そして、該記録紙２１２には、各色のトナー像が順次積層されてカラーのトナー像が形成される。最後の画像形成装置でトナー像が重畳転写された後、搬送ベルトから剥離され、定着部材２１３へ送られ、一括定着処理がされ、カラー画像が形成される。
【００５６】
一方、記録紙に転写されずに感光ドラム２０６表面に残存したトナーは、クリーニングブレード２０７により掻き取られ、掻き取られたトナーは廃トナー容器２０８に収納される。一方、クリーニングされた感光ドラム２０６は次の画像形成に備える。
【実施例】
【００５７】
以下に、本発明の現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を、実施例により具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。また、以下において、特に明記しない限り、部は質量部を表し、試薬等は市販の高純度品を用いた。
【００５８】
まず、本実施例で使用したエーテル化メラミンの合成方法を示す。
【００５９】
製造例１[エーテル化メラミンＸ−１の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、アセトアルデヒド３０８．４部及びペンチルアルコール７０５．６部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、エチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のアセトアルデヒド、ペンチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６０】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−１（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ５の アルキル基、Ｒ’＝Ｃ１のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６１】
製造例２[エーテル化メラミンＸ−２の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、プロピオンアルデヒド３８５．６部及びヘキシルアルコール８１７．５部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、プロピロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のプロピオンアルデヒド、ヘキシルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６２】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−２（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ６のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ２のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６３】
製造例３[エーテル化メラミンＸ−３の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、アセトアルデヒド２２８．３部及びオクチルアルコール１０４１．９部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、エチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のアセトアルデヒド、オクチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６４】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−３（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ８のアルキル基中、Ｒ’＝Ｃ１のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６５】
製造例４[エーテル化メラミンＸ−４の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ブチルアルデヒド５０４．８部及びペンチルアルコール７０５．６部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、ブチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のブチルアルデヒド、ペンチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６６】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−４（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ５のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ３のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６７】
製造例５[エーテル化メラミンＸ−５の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ブチルアルデヒド５０４．８部及びオクチルアルコール１０４１．９部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、ブチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のブチルアルデヒド、オクチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００６８】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−５（一般式（２）中、Ｒ=Ｃ８のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ３のアルキル基）の水溶液を得た。
【００６９】
製造例６[エーテル化メラミンＸ−６の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ホルムアルデヒド２１０．１部及びペンチルアルコール７０５．６部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、メチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のホルムアルデヒド、ペンチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７０】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−６（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ５のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ０のアルキル基＝Ｈ）の水溶液を得た。
【００７１】
製造例７[エーテル化メラミンＸ−７の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、アセトアルデヒド３０８．４部及びｎ−ブチルアルコール５９３．０部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、エチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のアセトアルデヒド、ｎ−ブチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７２】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−７（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ４のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ１のアルキル基）の水溶液を得た。
【００７３】
製造例８[エーテル化メラミンＸ−８の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ホルムアルデヒド２１０．１部及びオクチルアルコール１０４１．９部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、メチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のホルムアルデヒド、オクチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７４】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−８（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ８のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ０のアルキル基＝Ｈ）の水溶液を得た。
【００７５】
製造例９[エーテル化メラミンＸ−９の合成]
冷却管、撹拌装置及び温度計を備えた４つ口フラスコに、メラミン１２６部と、ブチルアルデヒド５０４．８部及びｎ−ブチルアルコール５９３部を仕込み、ｐＨを６．０に調整した。その後、撹拌しながら温度を７０℃まで加熱し、ブチロール化反応を行った。温度７０℃に到達して２０分後に、ｐＨを３．０に調整した。その後、温度を７０℃に維持し、５時間エーテル化反応を行った。その後、ｐＨを７．０に調整し、未反応のブチルアルデヒド、ｎ−ブチルアルコール及び水を減圧下において、不揮発分が９８％となるまで溜去した。なお、ｐＨの調整には、適宜の濃度の塩酸及び苛性ソーダの水溶液を用いた。
【００７６】
その後、エチレングリコールモノブチルエーテルで希釈し、析出した塩類を濾別した。さらにイオン交換水で希釈し、エーテル化メラミンＸ−９（一般式（２）中、Ｒ＝Ｃ４のアルキル基、Ｒ’＝Ｃ３のアルキル基）の水溶液を得た。
【００７７】
製造例１０［導電性弾性層を有する原料ローラの作製］
軸芯体としてＳＵＳ３０４製の直径８ｍｍの棒にニッケルメッキを施し、さらに厚み約１μｍのプライマーＤＹ３９−０５１（商品名、東レダウコーニング社製）を塗布し、温度１５０ ℃で３０分間焼き付けしたものを用いた。ついで、軸芯体を金型に配置し、液状シリコーンゴム材料ＳＥ６２７４Ａ（商品名、東レダウコーニングシリコーン社製）及びＳＥ６２７４Ｂ（商品名、東レダウコーニング社製）を重量比１：１の割合でスタティックミキサーを用いて混合した。その後、混合した液状シリコーンゴムを金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を加熱して液状シリコーンゴムを温度１５０ ℃、１５分間加硫硬化し、冷却後脱型した。その後にさらに、温度１８０ ℃で２時間加熱し硬化反応を完結させ、導電性弾性層を軸芯体周囲に設けた原料ローラを得た。なお、原料ローラの直径は１６ｍｍであった。
【００７８】
［実施例１］［現像ローラ１の作製］
[樹脂層用塗工液の調製]
樹脂成分として、アクリルポリオール（商品名：Ｈ３３６８、日立化成株式会社製）１００部及びエーテル化メラミンＸ−１（製造例１で作製）４２．９部（固形分）を用意した。この樹脂成分１００部に対し、カーボンブラック（商品名：ＭＡ−１００、三菱化学株式会社製）２３部及び樹脂粒子（商品名：Ｃ４００透明、根上工業株式会社製）３０部を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）を加えながら混合して、混合溶液を得た。
【００７９】
続いて、上記混合溶液を横型分散機ＮＶＭ−０３（商品名、アイメックス株式会社製）で周速７ｍ／ｓ、流量１．７ｃｍ3／ｓ、分散液温度１５ ℃の条件下で２時間均一分散した後、３８０メッシュの網でろ過して、樹脂層用塗工液を得た。
【００８０】
［樹脂層の形成］
次に直径３２ｍｍのシリンダーの内部を上記塗工液で満たし、該シリンダー内の塗工液を流速４．０ｃｍ3／ｓ、液温２３℃で循環させた。この際、塗工液にＭＥＫを加え、塗工液の粘度を調整した。その後、該シリンダー内に導電性弾性層を有する原料ローラ（製造例１0で作製）を侵入速度１００ｍｍ／ｓで浸漬させた。弾性層全体を浸漬させた状態で、１０ 秒間停止させた後に、初速３００ｍｍ／ｓ、終速２００ｍｍ／ｓの条件で引き上げて、１０分間、自然乾燥させた。次いで、温度１６０℃で２時間加熱処理して、塗膜層の硬化を行い、樹脂層を形成して現像ローラ１を得た。
【００８１】
なお、現像ローラの樹脂層の膜厚測定は以下の手順で行った。現像ローラの長手方向の中心部及び両端から５０ｍｍの部分から、剃刀を用いて図４に示すような弾性層４１と樹脂層４２からなる半月型のサンプルをそれぞれ切り出した。各サンプルについて、光学顕微鏡を用いて、場所を変えながら樹脂層４２の厚みを１０点測定した。この際、樹脂粒子が存在しない部分を選択し、測定を行った。現像ローラ１本について、３サンプル（現像ローラ中央部、両端から５０ｍｍの部分）×１０点＝計３０点の樹脂層厚みの相加平均値を求め、その値を当該現像ローラの樹脂層厚みとした。
【００８２】
また、得られた現像ローラ１を使用して、形成した画像の初期濃度、現像ローラ１の耐久性、表面汚れ、変形量について、以下のようにして測定し、評価を行った。結果を表１に示す。
【００８３】
［画像の初期濃度］
現像ローラを電子写真プロセスカートリッジに組み込み、初期濃度評価を行った。この評価を行う際には、電子写真画像形成装置「ＬＢＰ５５００」（商品名、キヤノン株式会社製）を用い、電子写真プロセスカートリッジとして、この装置専用のＥＰ−８５トナーカートリッジ（ブラック）を用いた。
【００８４】
現像ローラを組み込んだ電子写真プロセスカートリッジを２５℃、４５％ＲＨの環境に２４時間放置した後、同環境において電子写真画像形成装置本体に搭載し、ベタ黒画像を出力した。出力した画像の上部、中央部及び下部の各領域で左、中央及び右の３点、計９点において、分光濃度計「５０４ＪＰ」（商品名、Ｘ-Ｒｉｔｅ社製）を使用して画像濃度を測定し、その相加平均値を画像の初期濃度とした。その測定結果に基づいて、下記聞き準で評価した。
Ａ：画像の初期濃度の値が１．４以上。
Ｂ：画像の初期濃度の値が１．２以上１．４未満。
Ｃ：画像の初期濃度の値が１．２未満。
【００８５】
［耐久性］
上記画像の初期濃度の測定に続いて、印字率が１％の画像を８０００枚出力した後、電子写真プロセスカートリッジから現像ローラを取り出し、取り出した現像ローラを目視にて観察した。現像ローラ端部の樹脂層１３にひび割れや、導電性弾性層１２からの剥がれなどが無い場合は、再び電子写真プロセスカートリッジに組み込み、該８０００枚出力を行い、現像ローラを目視観察した。そして、以下の基準で耐久性を評価した。
Ｃ：最初の８０００枚出力後の観察でひび割れや剥がれがあった。
Ｂ：２回目の８０００枚出力後の観察でひび割れや剥がれがあった。
Ａ：２回目の８０００枚出力後の観察ではひび割れや剥れがなかった。
【００８６】
［表面汚れ］
上記耐久性試験において、最初の８０００枚出力後、ベタ白画像を出力して、かぶり値を測定し、現像ローラの表面汚れの指標とした。かぶり値は、反射濃度計（有限会社東京電色技術センター製）にて、画像形成前の転写紙と出力ベタ白画像の反射濃度を測定し、その差分をかぶり値とした。測定領域は転写紙の画像印刷領域を左上から順に１ｃｍ×１ｃｍの領域に分割し、各領域におけるかぶり値を測定し、その値の最大値を、当該ベタ白画像のかぶり値とした。なお、かぶりは現像ローラの表面にトナーが固着して、トナーの帯電量が減少し、該トナーが転写紙に転写されることによって生じる現象であるので、かぶり値を現像ローラの表面汚れの指標とし、下記基準で評価した。
Ａ：かぶり値が１．０未満。
Ｂ：１．０以上３．０未満。
Ｃ：３．０以上５．０未満。
Ｄ：５．０以上。
【００８７】
[現像ローラの変形量の評価]
現像ローラを前記の電子写真プロセスカートリッジに組み込み、４０℃、９５％ＲＨの環境に１５日間放置した後、電子写真プロセスカートリッジを２５℃４５％ＲＨの環境に２４時間放置した。その後、２５℃、４５％ＲＨの環境にて、電子写真プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に搭載し、ベタ黒画像を出力した。得られたベタ黒画像に、放置中のトナー規制部材との当接による現像ローラの凹みが原因で現れたと考えられる画像不良を目視で観察し、下記基準で評価して、現像ローラの変形量の評価とした。
Ａ：目視では画像不良が確認できない。
Ｂ：目視でわずかに画像不良が確認できるが、実用上問題ない。
Ｃ：目視で画像不良が確認できる。
Ｄ：目視で画像不良がはっきりと確認できる。
【００８８】
[実施例２]［現像ローラ２の作製］
エーテル化メラミンとして製造例２で得たＸ−２を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ２を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ２を評価した。結果を表１に示す。
【００８９】
[実施例３] ［現像ローラ３の作製］
エーテル化メラミンとして製造例３で得たＸ−３を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ３を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ３を評価した。結果を表１に示す。
【００９０】
[実施例４] ［現像ローラ４の作製］
エーテル化メラミンとして製造例４で得たＸ−４を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ４を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ４を評価した。結果を表１に示す。
【００９１】
[実施例５] ［現像ローラ５の作製］
エーテル化メラミンとして製造例５で得たＸ−５を使用した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ５を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ５を評価した。結果を表１に示す。
【００９２】
[実施例６乃至９] ［現像ローラ６乃至９の作製］
エーテル化メラミンＸ−１の配合量（固形分）をそれぞれ１１．１部、２５．０部、１００．０部、１５０．０部に変更した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ６乃至９を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ６乃至９を評価した。結果を表１に示す。
【００９３】
[実施例１０乃至１３] ［現像ローラ１０乃至１３の作製］
樹脂層の膜厚がそれぞれ１．０μｍ、２．０μｍ、８．０μｍ、１０．０μｍとなるように固形分濃度を調整した以外は実施例１と同様にして、現像ローラ１０乃至１３を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ１０乃至１３を評価した。結果を表１に示す。
【００９４】
[実施例１４乃至１７] ［現像ローラ１４乃至１７の作製］
カーボンブラックの配合量をそれぞれ８部、１０部、３０部、３３部に変更した以外は、実施例１と同様にして、現像ローラ１４乃至１７を得た。以下、実施例１と同様に、得られた現像ローラ１４乃至１７を評価した。結果を表１に示す。
【００９５】
［比較例１乃至４］［比較現像ローラ１乃至４の作製］
エーテル化メラミンとして、それぞれエーテル化メラミンＸ−６、エーテル化メラミンＸ−７、エーテル化メラミンＸ−８、エーテル化メラミンＸ−９を使用した以外は実施例１と同様にして、比較現像ローラ１乃至４を得た。以下、実施例１と同様に、得られた比較現像ローラ１乃至４を評価した。結果を表１に示す。
【００９６】
【表１】
【００９７】
表１より、以下のことが分かる。
【００９８】
実施例１乃至５の結果より、一般式（１）で表されるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂として、Ｒ及びＲ’で示されるアルキル基の炭素数を増やすことによって、樹脂層の適度な柔軟化と高帯電性が達成でき、良好な画像を得ることができた。但し、Ｒ及びＲ’で示されるアルキル基の炭素数を大きくしすぎると樹脂層の柔軟化が大きくなりすぎ、変形量の抑制効果が小さくなることも示唆されている。なお、Ｒで示されるアルキル基の炭素数が小さすぎたり、Ｒ’が水素原子であったりすると、比較例１乃至４に見られるように、耐久性、表面汚れ、特に表面汚れに問題がある。
【００９９】
実施例６乃至９の結果より、樹脂成分中の一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂の含有量を適切な範囲に制御することで、良好な画像を得ることができた。エーテル化メラミン樹脂の含有量が少なすぎると、帯電性が低下するために初期濃度が若干低下する。また、エーテル化メラミン樹脂の含有量が多すぎると、樹脂層の高硬度化への寄与が大きくなることにより、耐久性が若干低下するとともに、現像ローラの表面汚れ（トナー付着）が発生しやすくなる。
【０１００】
実施例１０乃至１３の結果より、樹脂層の厚みを適切な範囲に制御することで、良好な画像を得ることができた。樹脂層の厚みが薄すぎると磨耗による耐久性の低下が見ら、樹脂層が厚すぎると表面硬度が増加することによって、現像ローラの表面汚れ（トナー付着）が発生しやすくなる。
【０１０１】
実施例１４乃至１７の結果より、樹脂層中のカーボンブラックの含有量を適切な範囲に制御することで、良好な画像を得ることができた。カーボンブラックの含有量が少なすぎると、導電性の低下による初期濃度の低下が見られ、カーボンブラックの含有量が多すぎると、カーボンブラックの補強効果によって、樹脂層が高硬度化し、耐久性が低下する。
【符号の説明】
【０１０２】
１１ 軸芯体
１２ 導電性弾性層
１３ 樹脂層
２０１ 現像ローラ
２０２ トナー供給ローラ
２０３ トナー
２０４ トナー量規制部材
２０５ 現像装置
２０６ 感光ドラム
２０７ クリーニングブレード
２０８ 廃トナー収容容器
２０９ 帯電部材
２１０ 露光手段
２１１ 転写部材
２１２ 記録紙
２１３ 定着部材
４１ 導電性弾性層
４２ 樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体と該軸芯体の周囲に少なくとも１層の弾性層及び該弾性層の外周面に樹脂層を設けてなる現像ローラであって、
該樹脂層が、少なくとも、一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂、樹脂粒子及びカーボンブラックを有することを特徴とする現像ローラ。
【化１】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【請求項２】
前記エーテル化メラミン樹脂が、前記樹脂層の樹脂成分中の２０質量％以上５０質量％以下である請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記樹脂層の厚みが、２μｍ以上８μｍ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】
前記カーボンブラックの含有量が、樹脂成分に対して、１０質量％以上３０質量％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラムに接触して該感光ドラム表面に現像ローラにより現像剤を供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材とを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、
該現像ローラが、請求項１乃至４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電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項６】
回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラム表面に画像情報を記録する露光手段と、該感光ドラムに接触して該感光ドラムの表面に現像剤を現像ローラにより供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材と、該現像剤像を転写材に転写する転写部材と、該転写材に転写した現像剤像を定着する定着部材と、該定着部材とニップ部を形成し、該ニップ部により該転写材を圧接して搬送する加圧部材とを具備する電子写真画像形成装置において、
該現像ローラが、請求項１乃至４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電子写真画像形成装置。
【請求項１】
軸芯体と該軸芯体の周囲に少なくとも１層の弾性層及び該弾性層の外周面に樹脂層を設けてなる現像ローラであって、
該樹脂層が、少なくとも、一般式（１）で表わされるユニットを有するエーテル化メラミン樹脂、樹脂粒子及びカーボンブラックを有することを特徴とする現像ローラ。
【化１】
（式中、Ｒは炭素数５乃至８のアルキル基を示す。Ｒ’は炭素数1乃至３のアルキル基を示す。また、＊は繰り返しの結合を表す。）
【請求項２】
前記エーテル化メラミン樹脂が、前記樹脂層の樹脂成分中の２０質量％以上５０質量％以下である請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記樹脂層の厚みが、２μｍ以上８μｍ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】
前記カーボンブラックの含有量が、樹脂成分に対して、１０質量％以上３０質量％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラムに接触して該感光ドラム表面に現像ローラにより現像剤を供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材とを有する電子写真プロセスカートリッジにおいて、
該現像ローラが、請求項１乃至４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電子写真プロセスカートリッジ。
【請求項６】
回転可能な感光ドラムと、該感光ドラムに接触し、該感光ドラムの表面を帯電する帯電部材と、該感光ドラム表面に画像情報を記録する露光手段と、該感光ドラムに接触して該感光ドラムの表面に現像剤を現像ローラにより供給して静電潜像を現像して現像剤像とする現像部材と、該現像剤像を転写材に転写する転写部材と、該転写材に転写した現像剤像を定着する定着部材と、該定着部材とニップ部を形成し、該ニップ部により該転写材を圧接して搬送する加圧部材とを具備する電子写真画像形成装置において、
該現像ローラが、請求項１乃至４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電子写真画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２０４１３４（Ｐ２０１０−２０４１３４Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４６１６４（Ｐ２００９−４６１６４）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【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２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]