現像ローラ
【課題】表面の柔軟さを維持しつつ、高温高湿環境下においても圧縮永久歪みの生じにくい現像ローラの提供。
【解決手段】導電性軸体と、シリコーン樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層とを有する現像ローラであって、該樹脂層の表面には、該現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝の複数本が、該現像ローラの周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層が侵入している。
【解決手段】導電性軸体と、シリコーン樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層とを有する現像ローラであって、該樹脂層の表面には、該現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝の複数本が、該現像ローラの周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層が侵入している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真用画像形成装置の使用環境の多様化に伴って、現像部材には、従来にもまして多様な環境下で安定した性能を発揮することが求められてきている。具体的には、温度１３℃／湿度１５％ＲＨの低温低湿下であっても安定した現像性能を発揮することが要求されてきている。ところで、現像ローラには、特許文献１に記載されているように、トナーへのストレスを軽減するための導電性の弾性層が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０７３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような現像ローラにおいては、高温高湿環境下で現像ローラがトナー量規制部材等と長期にわたって当接した場合に、現像ローラに容易に回復しない変形、所謂、永久圧縮歪みが生じることがある。そこで本発明の目的は、表面の柔軟さを維持しつつ、永久圧縮歪みの生じにくい現像ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る現像ローラは、導電性軸体と、シリコーン樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層とを有する現像ローラであって、該樹脂層の表面には、該現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝の複数本が、該現像ローラの周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層が侵入していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、表面の柔軟さを維持しつつ、圧縮永久歪みの生じにくい現像ローラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一例である現像ローラの軸方向の断面図である。
【図２】本発明の一例である現像ローラの周方向の部分断面図である。
【図３】本発明の一例である現像ローラの溝部の変形と復元を説明する概略図である。
【図４】図２の部分拡大図及び、比較例の部分拡大図である。
【図５】本発明の現像ローラを用いたプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図６】本発明の現像ローラを用いた画像形成装置の概略断面図である。
【図７】本発明の表面層の形成に使用する浸漬塗工機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図２は、本発明に係る現像ローラ６を、導電性軸体の長手方向に垂直な平面で切断した断面の部分図である。導電性軸体１と、シリコーン樹脂を含む樹脂層２と、樹脂層２の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層３とを有している。そして、樹脂層２の表面には、現像ローラ６の軸に略平行な方向に延びる溝の複数本（３０−１、３０−２、３０−３）が、現像ローラ６の周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層３が侵入している。
本発明者らは、かかる構成の現像ローラが、表面の柔軟さを維持しつつ、永久圧縮歪みの発生を抑制できることを見出した。
【０００９】
本発明に係る現像ローラによれば、本発明の目的が達成できる理由は明らかでないが、本発明者らは以下の様に推測している。図３は、本発明の現像ローラの溝部の変形と復元のメカニズムを説明するものである。図３（ａ）は、トナー量規制部材と当接する前の現像ローラである。図３（ｂ）は、トナー量規制部材と当接している時の現像ローラである。シリコーン樹脂を含むため、柔軟性に富む樹脂層２はトナー量規制部材９と当接することにより表面近傍で大きく歪み、現像ローラ６とトナー量規制部材９が当接する箇所周辺では、樹脂層２の溝３０内に存在する表面層３は矢印の方向に変形する。通常は、この状態が長期にわたり維持されることにより、樹脂層には永久圧縮歪みが生じることとなる。しかしながら、本願発明に係る現像ローラにおいては、樹脂層に比較して硬く、弾性率も相対的に大きい表面層３は、樹脂層２よりも図３（ａ）に示す押圧前の形態に戻ろうとする力が強い。そのため、トナー量規制部材９による押圧が取り除かれた後には、表面層３は、図３（ｃ）の矢印に示した方向に復元しようとする。このとき、樹脂層２の溝に侵入している表面層３の復元力が樹脂層２に効率的に伝えられ、樹脂層２の表面近傍に生じていた変形の復元が促されているものと考えられる。
【００１０】
本発明において、現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝３０の複数本は、現像ローラの周方向に互いに離間して樹脂層２に形成されている。ここで、溝３０が、図４（ｂ）に示すように、現像ローラの周方向に連続して設けられている場合、溝と溝との間に樹脂層２のランド部分（図２の３２）が存在しないこととなる。このような構成は、現像ローラ表面近傍における柔軟な樹脂層の体積割合が相対的に減少することとなる。その結果、現像ローラの表面硬度の上昇を招来してしまう。
【００１１】
以下、本発明を詳しく説明する。本発明の現像ローラ６は、図１に示すように、導電性軸体１と、導電性軸体１の周囲に設けられた樹脂層２と、その樹脂層２外周に設けられた表面層３を有している。
<導電性軸体>
導電性軸体の材質としては、アルミニウムや鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
【００１２】
<樹脂層>
樹脂層としては、低硬度でかつ高反発弾性という特性を有するシリコーン樹脂を含むものが用いられる。シリコーン樹脂としては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサンや、これらのポリシロキサンの共重合体を挙げることができる。
【００１３】
樹脂層中には電気抵抗値を調整するために、抵抗調整剤として導電性材料を含有させることができる。導電性材料としては、電子導電性材料やイオン導電性物質が挙げられる。電子導電性材料として、少量で導電性を制御できるカーボンブラックが好適に用い得る。
【００１４】
<溝>
現像ローラの軸に略平行な方向に延びて、かつ、現像ローラの周方向に互いに離間して複数本の溝が表面層の表面に形成されている。図４（ａ）は、図２において点線で囲んだ部分の拡大図である。図４（ａ）に示すように、樹脂層に形成された溝３０の幅Ｗ（μｍ）は溝の開口部の距離を、溝の凹部内に存在する表面層の高さＨ（μｍ）は、溝の凹部の開口部から導電性軸体方向へ向かう表面層の侵入距離を示す。樹脂層に形成された溝３０の幅Ｗ（μｍ）の目安としては、１μｍ以上５μｍ以下である。溝の幅Ｗを１μｍ以上にすることで、溝の凹部内に存在する表面層の剛性が大きくなり、表面層３の変形復元力をより効率的に弾性層２に伝達することができる。その結果、弾性層に生じた変形復元力がより大きくなり、弾性層への圧縮永久歪みの発生をより確実に抑制することができる。一方、溝の幅Ｗを５μｍ以下にすることで、現像ローラの表面高度が高くなりすぎることを抑制でき、トナーに過度なストレスを与えることを抑制できる。
【００１５】
現像ローラを、導電性軸体の軸に略平行な方向に切断したときの断面において、樹脂層内に存在する表面層材料の面積ＷＨは、３００μｍ2以上７００μｍ2以下であることが好ましい。樹脂層内に存在する表面層材料の面積ＷＨを３００μｍ2以上にすることで、溝内に存在する表面層の剛性が大きくなり、現像ローラを変形させるエネルギーの多くを表面層の弾性部で効果的に吸収できる。その結果、現像ローラの塑性変形を軽減できる。また、樹脂層内に存在する表面層材料の面積ＷＨを７００μｍ2以下にすることで、樹脂層の溝部の剛性が大きくなり過ぎず、トナーに与えるストレスをより軽減できる。また、「溝内に侵入している表面層の高さＨ（μｍ）／樹脂層の厚さ（μｍ）」が０．０２以上０．２以下であることが、現像ローラの硬度増加の抑制とくさびの効果の観点から好ましい。
【００１６】
樹脂層に溝３０を形成する方法としては、レーザーカッター等を用いて樹脂層を除去する方法や、かみそり刃等を用いて樹脂層に切込みを入れる方法が挙げられる。特に、溝の幅を数μｍ程度にするには、かみそり刃等を用いて樹脂層に切込みを入れる方法が適している。溝の深さに関しては、溝形成にかみそり刃を用いる場合には、かみそり刃の樹脂層内部への侵入量を制御することで調整できる。溝形成にレーザーカッターを用いる場合には、照射強度や照射時間を制御することで調整できる。また、溝幅（Ｗ）に関しては、溝形成にかみそり刃を用いる場合には、切り込みを入れることによる樹脂層の溝の開き度合いを制御するために、樹脂層用の樹脂として適当な収縮応力を持った材料を適宜選択することが好ましい。具体的には、以下のような材料設計を行えば溝の幅を大きくすることができる。架橋密度を大きくして収縮応力を大きくする、抵抗調整材の含有量を少なくして収縮応力を大きくする。レーザーカッターを用いる場合には、スポット径を制御すればよい。
【００１７】
<表面層>
表面層には、シリコーン樹脂を含む樹脂層よりも高硬度となるように、ウレタン樹脂を含有させる。これにより、現像ローラのＭＤ−１硬度をα度、樹脂層のＭＤ−１硬度をβ度とした時に、α＞βの関係を満たすようになる。α≦βの場合、表面層の硬度が樹脂層の硬度と同等以下のため、表面層の変形復元とそれに伴う樹脂層の変形復元の効果を得られにくい。表面層の厚さの目安の値は、０．５〜５０μｍである。
【００１８】
表面層を構成する結着樹脂としてのウレタン樹脂としては、トナーの帯電性の良好なポリエーテルポリウレタン樹脂が好ましい。
【００１９】
ポリエーテルポリウレタン樹脂は、公知のポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物との反応により得ることができる。ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが挙げられる。また、これらのポリオール成分は必要に応じて予め２，４−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，４ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等のイソシアネートにより鎖延長したプレポリマーとしてもよい。
これらのポリオール成分と反応させるイソシアネート化合物として具体的には、以下のものが挙げられる。エチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキサン１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の芳香族ポリイソシアネート、及びこれらの変性物や共重合物、そのブロック体。
【００２０】
表面層には、現像ローラの表面を粗面化する目的で粗し粒子を添加することができる。粗し粒子としては、ゴム粒子、エラストマー粒子及び樹脂粒子等を用いることができる。
【００２１】
表面層の形成方法は特に限定されないが、安定した表面形状を得られることから、樹脂層の上に塗料をコートする方法が好ましい。特に、樹脂層に形成された溝の内部に表面層用塗料が浸漬しやすいことから、特開昭５７−５０４７号公報に記載されているような浸漬槽上端から塗料をオーバーフローさせる浸漬塗工法が好ましい。図７は、そのオーバーフロー方式の浸漬塗工法を示す概略図である。円筒形の浸漬槽２５は、ローラ外径よりも大きな内径を有し、ローラの軸方向長さよりも大きな深さを有している。浸漬槽の上縁外周には環状の液受け部２９が設けられており、撹拌タンク２７と接続されている。また浸漬槽の底部は撹拌タンクと接続されており、撹拌タンク中の塗料は、液送ポンプ２６により浸漬槽の底部に送り込まれる。浸漬槽の底部に送り込まれた塗料は、浸漬槽の上端部からオーバーフローして浸漬槽の上縁外周の液受け部を介して撹拌タンクに戻る。導電性軸体上に樹脂層を設けたローラ部材Ａは、昇降装置２８に垂直に固定され、浸漬槽中に浸漬した後に、引き上げることで表面層が形成される。表面層の膜厚を大きくするために、再び浸漬槽中に浸漬しても良い。
【００２２】
表面層の電気抵抗値を調整するために、抵抗調整剤として表面層中に前掲の導電性材料を混在させることができる。その含有量は、前掲の樹脂層の場合と同様である。表面層用の材料中への抵抗調整剤の分散方法は特に制限されない。例えば、樹脂材料を適当な有機溶剤に溶解させた溶液中に、抵抗調整剤や粗し粒子等を添加し、サンドグラインダー、サンドミル、ボールミル等の公知の装置を用いて分散することができる。現像ローラの電気抵抗値は、１×１０3Ω以上、１×１０9Ω以下であることが好ましい。
【００２３】
＜ＭＤ−１硬度の測定方法＞
本発明において、「ＭＤ−１硬度」は高分子計器社製のマイクロゴム硬度計ＭＤ−１タイプＡを用いて測定される値である。前記マイクロゴム硬度計は、原理的にはＪＩＳ Ｋ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準じたものである。具体的には、押針をスプリングの力で試料の表面に押しつけて変形を与え、試料の抵抗力とスプリングの力とがバランスした状態での押針の押し込み深さを基に硬度を測定することができるものである。
【００２４】
現像ローラを温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境に２４時間以上静置する。測定位置は軸方向両端部から内側の各７０ｍｍの位置において、その円周方向に角度９０°刻みで４箇所ずつ選定された合計８箇所である。その８箇所で測定して得られた値の平均値を現像ローラのＭＤ−１硬度とする。樹脂層のＭＤ−１硬度は、現像ローラから表面層を取り除いた状態で測定される。表面層を取り除く方法に特に制限はないが、砥石に押し当てた現像ローラを回転させる研磨方法が、均一な外観が得られることから好ましい。研磨されて表面層が除去された現像ローラについて前記と同様の方法でＭＤ−１硬度を測定し、これを樹脂層のＭＤ−１硬度とする。
【００２５】
<電子写真用プロセスカートリッジ及び画像形成装置>
本発明の現像ローラは、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光体ドラムに接触させて該感光体ドラム表面にトナー像を形成させる電子写真用プロセスカートリッジに使用することができる。また、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光体ドラムに接触させて該感光体ドラムの表面にトナー像を形成させる画像形成装置に使用することができる。
【００２６】
図５の電子写真用プロセスカートリッジは、現像装置１０と帯電装置からなる。現像装置１０は、現像ローラ６、トナー塗布部材７、トナー８及びブレードバイアスを印加できるような機構を有するトナー量規制部材９からなる。帯電装置は、感光体ドラム５、帯電部材１２、クリーニングブレード１４、廃トナー容器１３、からなる。そして該電子写真用プロセスカートリッジは画像形成装置に脱着可能に装着されるものである。現像装置は、非磁性一成分のトナーを収容したトナー容器と、トナー容器内の長手方向に延在する開口部において感光体ドラムと対向設置された現像ローラとを備え、感光ドラム上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００２７】
図６の画像形成装置において、感光体ドラム５は、矢印方向に回転し、帯電部材１２によって一様に帯電され、露光手段であるレーザー光１１により、その表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、トナーを付与されることにより現像され、可視化される。可視化された感光体ドラム上のトナー像は、転写ローラ１７によって記録紙２２に転写される。トナー像を転写された記録紙は、定着装置１５により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。一方、転写されずに感光体ドラム上に残存したトナーは、クリーニングブレード１４により掻き取られ廃トナー容器１３に収納される。このようにしてクリーニングされた感光体ドラムは次の画像形成に備えられる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本実施例は本発明を何ら限定するものではない。
〔ローラ１の製造〕
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の直径８ｍｍ、長さ２６７ｍｍの導電性軸体にプライマ−（商品名ＤＹ３５−０５１、東レダウコーニングシリコーン社製）を塗布し、焼付けした。ついで、この導電性軸体を内径１６ｍｍの円筒状金型内に同心状となるように配置し、下記（１）〜（５）配合組成の液状シリコーンゴム組成物を、導電性軸体の外周部に注入した。
【００２９】
（１）両末端がビニル基で置換された、主鎖の９９モル％以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位である、重量平均分子量が１０万のジメチルポリシロキサン：１００質量部。
（２）カーボンブラック（東海カーボン社製、商品名トーカブラック＃７３６０ＳＢ）：１０質量部。
（３）シリカ粉体：１０質量部。
（４）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：１質量部。
（５）１分子中に含まれるヒドロシリル基の相加平均量が２．４であるメチルハイドロジェンポリシロキサン：前記ジメチルポリシロキサン中のビニル基１モルに対する、ヒドロシリル基のモル数が１．１モルとなる量。
続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを温度１５０℃で１５分間加硫硬化し、脱型した。さらに温度１８０℃で２時間加熱して硬化反応を完結させ、厚み４ｍｍの樹脂層を導電性軸体の外周に設け、ＭＤ−１硬度が２６度であるローラ１を得た。
【００３０】
〔ローラ２乃至３の製造〕
樹脂層形成材料の組成を表１に示す条件とした以外は、ローラ１と同様にして、ＭＤ−１硬度が２６度であるローラ２〜３を得た。
【００３１】
〔表面層用塗料１の製造〕
以下の２成分をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒中で段階的に混合して、窒素雰囲気下８０度にて５時間反応させて、水酸基価が２６ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分が５０質量％のポリウレタンポリオールを得た。
（１）ポリテトラメチレングリコール（商品名ＰＴＧ１０００ＳＮ、保土谷化学社製）：１００質量部
（２）イソシアネート化合物（商品名ミリオネートＭＴ、日本ポリウレタン工業社製）：２０質量部
【００３２】
こうして得られたポリウレタンポリオール１００質量部に対し、イソシアネート（商品名コロネート２５２１、日本ポリウレタン工業社製）３３．４質量部を混合した。この混合液の固形分１００質量部に対し、カーボンブラック（商品名ＭＡ１００、三菱化学社製）３０質量部を添加した。次に固形分が３５質量％になるようにＭＥＫを加えて混合し、１．５ｍｍの粒径のガラスビーズを用いてサンドミルにて４時間分散して分散液１を得た。
一方、ＰＭＭＡ粒子（商品名：ＭＸ−１０００；Ｓφ１０μｍ；綜研化学社製）を４０質量部とＭＥＫ７５質量部を混合し、超音波分散することにより分散液２を得た。尚、これらの質量部は、前記ポリウレタンポリオール１００質量部に対する質量部である。得られた分散液２を分散液１に追加して、サンドミルを用いてさらに３０分間分散して、表面層用塗料１を得た。
【００３３】
［実施例１］
（１）樹脂層への溝の形成
導電性軸体の外周に設けられたローラ１の樹脂層の表面に、一定の侵入量でかみそり刃を押し当てた後、導電性軸体の長手方向にかみそり刃を移動させて、樹脂層の表面に切込みを入れた。樹脂層を周方向に約５度回転させて、再びかみそり刃を導電性軸体の長手方向に移動させて切込みを入れた。この操作を繰り返すことにより、互いに離間した溝を樹脂層に形成した。
【００３４】
（２）樹脂層上への表面層の形成
表面層用塗料１を、図７に示すオーバーフロー方式の浸漬塗工装置を用いて、前記樹脂層上に浸漬塗工した。次いで、常温で乾燥させ、温度１５０℃にて２時間加熱処理し、ＭＤ−１硬度が３２度である現像ローラを得た。表面層の厚み（膜厚）は６μｍであった。
【００３５】
（３）上記（２）で得た現像ローラを、図５に示す概略構成を有するプリンター（商品名：ＬＢＰ５５００、キヤノン製）用のカートリッジに組み込んだ。なお、該カートリッジには以下の改造を施した。
改造点１：トナー量規制ブレードを、厚さ８０μｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）製の板に変更した。
改造点２：特開２００６−１０６１９８公報の実施例１に記載された重合方法により製造した重量平均粒径６．６μｍ、円形度０．９８である非磁性一成分のマゼンタトナーを充填した。
【００３６】
（３−１）変形量の測定
上記のカートリッジを温度４５℃／湿度９５％ＲＨの高温高湿下の環境において４５日間静置した。この高温高湿下での静置終了後、温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境で１日間静置した。このカートリッジから現像ローラを取り出し、現像ローラの、トナー量規制ブレードが当接していた部分に生じた圧縮永久歪みの量、即ち、トナー量規制ブレードの当接によって現像ローラの表面に生じた変形部分の最大深さをレーザ測定器（キーエンス社製）を用いて測定した。評価結果を表２に示す。
【００３７】
（３−２）カブリ量の評価
プリンター（商品名：ＬＢＰ５５００、キヤノン製）に、カートリッジ内のトナー量規制ブレードにバイアスを印加できるように改造を施した。このプリンターに、上記カートリッジを装填し、現像バイアスに対して−２００Ｖのブレードバイアスをトナー量規制部材９に印加した。その後、上記のカートリッジとプリンターＬＢＰ５５００改造機を温度１３℃／湿度１０％ＲＨの低温低湿下の環境において１日間放置した。
その後、現像バイアスに対して−２００Ｖのブレードバイアスをトナー量規制ブレードに印加し、温度１３℃／湿度１０％ＲＨの環境で、１７枚／分の速度で印字率が１％の画像を出力した。最終的に１００００枚の画像出力を行った後、１枚ベタ白画像をグロス紙（ＨＰグロス紙）に出力した。そのベタ白画像を反射式濃度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａ（（有）東京電色製）を用いて、白地部の反射濃度を測定し、画像上で測定した１０点の平均値をＤｓとした。そしてベタ白画像出力前の用紙の反射濃度（その平均値をＤｒとする）とＤｓとの差（Ｄｒ−Ｄｓ）を求め、これをカブリ量とした。評価結果を表２に示す。
【００３８】
（４）溝の測定
樹脂層に形成された溝の本数と形状を測定した。画像出力後の現像ローラを温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境に２４時間以上静置した。現像ローラの中央部、ローラ両端部からそれぞれ３０ｍｍ中央部側の合計３箇所から、鋭利なかみそり刃を用いて、現像ローラの表面層と樹脂層の一部を、周方向約１５ｍｍ、半径方向約３ｍｍのサイズでかまぼこ形状に切り出して３個の測定サンプルを得た。得られたサンプルそれぞれについて、ビデオマイクロスコープ（キーエンス社製、倍率２０００倍）を用いて、溝の幅（Ｗ）と表面層の高さ（Ｈ）を測定した。結果を表２に示す。
【００３９】
（５）樹脂層のＭＤ−１硬度の測定
前記の溝測定後の現像ローラを、外径が１００μｍ細くなるように研磨した。次いでこの現像ローラを、温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境に２４時間以上静置し、樹脂層のＭＤ−１硬度を測定した。
【００４０】
［実施例２〜７］
表２に示したローラと表面層用塗料との組み合わせで、実施例２〜７の現像ローラを製造した。実施例２〜４の現像ローラについては、弾性層の周方向に約１５度の間隔で溝を形成した。また、実施例５〜７の現像ローラについては、弾性層の周方向に約３度の間隔で溝を形成した。実施例２〜７の現像ローラについて、実施例１と同様にして各種評価、測定を行った。結果を表２に示す。
【００４１】
［比較例１乃至２］
表２に示した樹脂層と表面層用塗料を用いて現像ローラｄ−１〜ｄ−２を製造した。比較例１では、現像ローラの樹脂層に溝を形成せずに現像ローラを製造した。比較例２では、樹脂層の形成に用いる金型を変更し、樹脂層に連続する溝（幅１ｍｍ、深さ１ｍｍ、のなると形状）を形成した。その後、樹脂層上に表面層の膜厚が１００μｍとなるように浸漬塗工を行い、研磨工程、表面層の塗工工程を経て、表面層の膜厚が６μｍである現像ローラを製造した。次いで実施例１と同様にして各種評価測定を行い表２の結果を得た。比較例１より、樹脂層の溝内に表面層が存在しない現像ローラでは、現像ローラの塑性変形が大きいことが分かった。比較例２より、連続した溝を有する現像ローラでは、現像ローラ表面近傍における柔軟な樹脂層の体積割合が相対的に減少するため、２０００枚の画像出力を行った時点で、カブリ量が４％を超えた。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【符号の説明】
【００４４】
１ 導電性軸体
２ 樹脂層
３ 表面層
６ 現像ローラ
３０ 樹脂層２に設けた溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真用画像形成装置の使用環境の多様化に伴って、現像部材には、従来にもまして多様な環境下で安定した性能を発揮することが求められてきている。具体的には、温度１３℃／湿度１５％ＲＨの低温低湿下であっても安定した現像性能を発揮することが要求されてきている。ところで、現像ローラには、特許文献１に記載されているように、トナーへのストレスを軽減するための導電性の弾性層が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０７３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような現像ローラにおいては、高温高湿環境下で現像ローラがトナー量規制部材等と長期にわたって当接した場合に、現像ローラに容易に回復しない変形、所謂、永久圧縮歪みが生じることがある。そこで本発明の目的は、表面の柔軟さを維持しつつ、永久圧縮歪みの生じにくい現像ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る現像ローラは、導電性軸体と、シリコーン樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層とを有する現像ローラであって、該樹脂層の表面には、該現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝の複数本が、該現像ローラの周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層が侵入していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、表面の柔軟さを維持しつつ、圧縮永久歪みの生じにくい現像ローラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一例である現像ローラの軸方向の断面図である。
【図２】本発明の一例である現像ローラの周方向の部分断面図である。
【図３】本発明の一例である現像ローラの溝部の変形と復元を説明する概略図である。
【図４】図２の部分拡大図及び、比較例の部分拡大図である。
【図５】本発明の現像ローラを用いたプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図６】本発明の現像ローラを用いた画像形成装置の概略断面図である。
【図７】本発明の表面層の形成に使用する浸漬塗工機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図２は、本発明に係る現像ローラ６を、導電性軸体の長手方向に垂直な平面で切断した断面の部分図である。導電性軸体１と、シリコーン樹脂を含む樹脂層２と、樹脂層２の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層３とを有している。そして、樹脂層２の表面には、現像ローラ６の軸に略平行な方向に延びる溝の複数本（３０−１、３０−２、３０−３）が、現像ローラ６の周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層３が侵入している。
本発明者らは、かかる構成の現像ローラが、表面の柔軟さを維持しつつ、永久圧縮歪みの発生を抑制できることを見出した。
【０００９】
本発明に係る現像ローラによれば、本発明の目的が達成できる理由は明らかでないが、本発明者らは以下の様に推測している。図３は、本発明の現像ローラの溝部の変形と復元のメカニズムを説明するものである。図３（ａ）は、トナー量規制部材と当接する前の現像ローラである。図３（ｂ）は、トナー量規制部材と当接している時の現像ローラである。シリコーン樹脂を含むため、柔軟性に富む樹脂層２はトナー量規制部材９と当接することにより表面近傍で大きく歪み、現像ローラ６とトナー量規制部材９が当接する箇所周辺では、樹脂層２の溝３０内に存在する表面層３は矢印の方向に変形する。通常は、この状態が長期にわたり維持されることにより、樹脂層には永久圧縮歪みが生じることとなる。しかしながら、本願発明に係る現像ローラにおいては、樹脂層に比較して硬く、弾性率も相対的に大きい表面層３は、樹脂層２よりも図３（ａ）に示す押圧前の形態に戻ろうとする力が強い。そのため、トナー量規制部材９による押圧が取り除かれた後には、表面層３は、図３（ｃ）の矢印に示した方向に復元しようとする。このとき、樹脂層２の溝に侵入している表面層３の復元力が樹脂層２に効率的に伝えられ、樹脂層２の表面近傍に生じていた変形の復元が促されているものと考えられる。
【００１０】
本発明において、現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝３０の複数本は、現像ローラの周方向に互いに離間して樹脂層２に形成されている。ここで、溝３０が、図４（ｂ）に示すように、現像ローラの周方向に連続して設けられている場合、溝と溝との間に樹脂層２のランド部分（図２の３２）が存在しないこととなる。このような構成は、現像ローラ表面近傍における柔軟な樹脂層の体積割合が相対的に減少することとなる。その結果、現像ローラの表面硬度の上昇を招来してしまう。
【００１１】
以下、本発明を詳しく説明する。本発明の現像ローラ６は、図１に示すように、導電性軸体１と、導電性軸体１の周囲に設けられた樹脂層２と、その樹脂層２外周に設けられた表面層３を有している。
<導電性軸体>
導電性軸体の材質としては、アルミニウムや鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等が挙げられる。
【００１２】
<樹脂層>
樹脂層としては、低硬度でかつ高反発弾性という特性を有するシリコーン樹脂を含むものが用いられる。シリコーン樹脂としては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、ポリメチルビニルシロキサン、ポリフェニルビニルシロキサンや、これらのポリシロキサンの共重合体を挙げることができる。
【００１３】
樹脂層中には電気抵抗値を調整するために、抵抗調整剤として導電性材料を含有させることができる。導電性材料としては、電子導電性材料やイオン導電性物質が挙げられる。電子導電性材料として、少量で導電性を制御できるカーボンブラックが好適に用い得る。
【００１４】
<溝>
現像ローラの軸に略平行な方向に延びて、かつ、現像ローラの周方向に互いに離間して複数本の溝が表面層の表面に形成されている。図４（ａ）は、図２において点線で囲んだ部分の拡大図である。図４（ａ）に示すように、樹脂層に形成された溝３０の幅Ｗ（μｍ）は溝の開口部の距離を、溝の凹部内に存在する表面層の高さＨ（μｍ）は、溝の凹部の開口部から導電性軸体方向へ向かう表面層の侵入距離を示す。樹脂層に形成された溝３０の幅Ｗ（μｍ）の目安としては、１μｍ以上５μｍ以下である。溝の幅Ｗを１μｍ以上にすることで、溝の凹部内に存在する表面層の剛性が大きくなり、表面層３の変形復元力をより効率的に弾性層２に伝達することができる。その結果、弾性層に生じた変形復元力がより大きくなり、弾性層への圧縮永久歪みの発生をより確実に抑制することができる。一方、溝の幅Ｗを５μｍ以下にすることで、現像ローラの表面高度が高くなりすぎることを抑制でき、トナーに過度なストレスを与えることを抑制できる。
【００１５】
現像ローラを、導電性軸体の軸に略平行な方向に切断したときの断面において、樹脂層内に存在する表面層材料の面積ＷＨは、３００μｍ2以上７００μｍ2以下であることが好ましい。樹脂層内に存在する表面層材料の面積ＷＨを３００μｍ2以上にすることで、溝内に存在する表面層の剛性が大きくなり、現像ローラを変形させるエネルギーの多くを表面層の弾性部で効果的に吸収できる。その結果、現像ローラの塑性変形を軽減できる。また、樹脂層内に存在する表面層材料の面積ＷＨを７００μｍ2以下にすることで、樹脂層の溝部の剛性が大きくなり過ぎず、トナーに与えるストレスをより軽減できる。また、「溝内に侵入している表面層の高さＨ（μｍ）／樹脂層の厚さ（μｍ）」が０．０２以上０．２以下であることが、現像ローラの硬度増加の抑制とくさびの効果の観点から好ましい。
【００１６】
樹脂層に溝３０を形成する方法としては、レーザーカッター等を用いて樹脂層を除去する方法や、かみそり刃等を用いて樹脂層に切込みを入れる方法が挙げられる。特に、溝の幅を数μｍ程度にするには、かみそり刃等を用いて樹脂層に切込みを入れる方法が適している。溝の深さに関しては、溝形成にかみそり刃を用いる場合には、かみそり刃の樹脂層内部への侵入量を制御することで調整できる。溝形成にレーザーカッターを用いる場合には、照射強度や照射時間を制御することで調整できる。また、溝幅（Ｗ）に関しては、溝形成にかみそり刃を用いる場合には、切り込みを入れることによる樹脂層の溝の開き度合いを制御するために、樹脂層用の樹脂として適当な収縮応力を持った材料を適宜選択することが好ましい。具体的には、以下のような材料設計を行えば溝の幅を大きくすることができる。架橋密度を大きくして収縮応力を大きくする、抵抗調整材の含有量を少なくして収縮応力を大きくする。レーザーカッターを用いる場合には、スポット径を制御すればよい。
【００１７】
<表面層>
表面層には、シリコーン樹脂を含む樹脂層よりも高硬度となるように、ウレタン樹脂を含有させる。これにより、現像ローラのＭＤ−１硬度をα度、樹脂層のＭＤ−１硬度をβ度とした時に、α＞βの関係を満たすようになる。α≦βの場合、表面層の硬度が樹脂層の硬度と同等以下のため、表面層の変形復元とそれに伴う樹脂層の変形復元の効果を得られにくい。表面層の厚さの目安の値は、０．５〜５０μｍである。
【００１８】
表面層を構成する結着樹脂としてのウレタン樹脂としては、トナーの帯電性の良好なポリエーテルポリウレタン樹脂が好ましい。
【００１９】
ポリエーテルポリウレタン樹脂は、公知のポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物との反応により得ることができる。ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールが挙げられる。また、これらのポリオール成分は必要に応じて予め２，４−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，４ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等のイソシアネートにより鎖延長したプレポリマーとしてもよい。
これらのポリオール成分と反応させるイソシアネート化合物として具体的には、以下のものが挙げられる。エチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、シクロヘキサン１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネート等の脂環族ポリイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の芳香族ポリイソシアネート、及びこれらの変性物や共重合物、そのブロック体。
【００２０】
表面層には、現像ローラの表面を粗面化する目的で粗し粒子を添加することができる。粗し粒子としては、ゴム粒子、エラストマー粒子及び樹脂粒子等を用いることができる。
【００２１】
表面層の形成方法は特に限定されないが、安定した表面形状を得られることから、樹脂層の上に塗料をコートする方法が好ましい。特に、樹脂層に形成された溝の内部に表面層用塗料が浸漬しやすいことから、特開昭５７−５０４７号公報に記載されているような浸漬槽上端から塗料をオーバーフローさせる浸漬塗工法が好ましい。図７は、そのオーバーフロー方式の浸漬塗工法を示す概略図である。円筒形の浸漬槽２５は、ローラ外径よりも大きな内径を有し、ローラの軸方向長さよりも大きな深さを有している。浸漬槽の上縁外周には環状の液受け部２９が設けられており、撹拌タンク２７と接続されている。また浸漬槽の底部は撹拌タンクと接続されており、撹拌タンク中の塗料は、液送ポンプ２６により浸漬槽の底部に送り込まれる。浸漬槽の底部に送り込まれた塗料は、浸漬槽の上端部からオーバーフローして浸漬槽の上縁外周の液受け部を介して撹拌タンクに戻る。導電性軸体上に樹脂層を設けたローラ部材Ａは、昇降装置２８に垂直に固定され、浸漬槽中に浸漬した後に、引き上げることで表面層が形成される。表面層の膜厚を大きくするために、再び浸漬槽中に浸漬しても良い。
【００２２】
表面層の電気抵抗値を調整するために、抵抗調整剤として表面層中に前掲の導電性材料を混在させることができる。その含有量は、前掲の樹脂層の場合と同様である。表面層用の材料中への抵抗調整剤の分散方法は特に制限されない。例えば、樹脂材料を適当な有機溶剤に溶解させた溶液中に、抵抗調整剤や粗し粒子等を添加し、サンドグラインダー、サンドミル、ボールミル等の公知の装置を用いて分散することができる。現像ローラの電気抵抗値は、１×１０3Ω以上、１×１０9Ω以下であることが好ましい。
【００２３】
＜ＭＤ−１硬度の測定方法＞
本発明において、「ＭＤ−１硬度」は高分子計器社製のマイクロゴム硬度計ＭＤ−１タイプＡを用いて測定される値である。前記マイクロゴム硬度計は、原理的にはＪＩＳ Ｋ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準じたものである。具体的には、押針をスプリングの力で試料の表面に押しつけて変形を与え、試料の抵抗力とスプリングの力とがバランスした状態での押針の押し込み深さを基に硬度を測定することができるものである。
【００２４】
現像ローラを温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境に２４時間以上静置する。測定位置は軸方向両端部から内側の各７０ｍｍの位置において、その円周方向に角度９０°刻みで４箇所ずつ選定された合計８箇所である。その８箇所で測定して得られた値の平均値を現像ローラのＭＤ−１硬度とする。樹脂層のＭＤ−１硬度は、現像ローラから表面層を取り除いた状態で測定される。表面層を取り除く方法に特に制限はないが、砥石に押し当てた現像ローラを回転させる研磨方法が、均一な外観が得られることから好ましい。研磨されて表面層が除去された現像ローラについて前記と同様の方法でＭＤ−１硬度を測定し、これを樹脂層のＭＤ−１硬度とする。
【００２５】
<電子写真用プロセスカートリッジ及び画像形成装置>
本発明の現像ローラは、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光体ドラムに接触させて該感光体ドラム表面にトナー像を形成させる電子写真用プロセスカートリッジに使用することができる。また、現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光体ドラムに接触させて該感光体ドラムの表面にトナー像を形成させる画像形成装置に使用することができる。
【００２６】
図５の電子写真用プロセスカートリッジは、現像装置１０と帯電装置からなる。現像装置１０は、現像ローラ６、トナー塗布部材７、トナー８及びブレードバイアスを印加できるような機構を有するトナー量規制部材９からなる。帯電装置は、感光体ドラム５、帯電部材１２、クリーニングブレード１４、廃トナー容器１３、からなる。そして該電子写真用プロセスカートリッジは画像形成装置に脱着可能に装着されるものである。現像装置は、非磁性一成分のトナーを収容したトナー容器と、トナー容器内の長手方向に延在する開口部において感光体ドラムと対向設置された現像ローラとを備え、感光ドラム上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００２７】
図６の画像形成装置において、感光体ドラム５は、矢印方向に回転し、帯電部材１２によって一様に帯電され、露光手段であるレーザー光１１により、その表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、トナーを付与されることにより現像され、可視化される。可視化された感光体ドラム上のトナー像は、転写ローラ１７によって記録紙２２に転写される。トナー像を転写された記録紙は、定着装置１５により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。一方、転写されずに感光体ドラム上に残存したトナーは、クリーニングブレード１４により掻き取られ廃トナー容器１３に収納される。このようにしてクリーニングされた感光体ドラムは次の画像形成に備えられる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本実施例は本発明を何ら限定するものではない。
〔ローラ１の製造〕
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の直径８ｍｍ、長さ２６７ｍｍの導電性軸体にプライマ−（商品名ＤＹ３５−０５１、東レダウコーニングシリコーン社製）を塗布し、焼付けした。ついで、この導電性軸体を内径１６ｍｍの円筒状金型内に同心状となるように配置し、下記（１）〜（５）配合組成の液状シリコーンゴム組成物を、導電性軸体の外周部に注入した。
【００２９】
（１）両末端がビニル基で置換された、主鎖の９９モル％以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位である、重量平均分子量が１０万のジメチルポリシロキサン：１００質量部。
（２）カーボンブラック（東海カーボン社製、商品名トーカブラック＃７３６０ＳＢ）：１０質量部。
（３）シリカ粉体：１０質量部。
（４）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：１質量部。
（５）１分子中に含まれるヒドロシリル基の相加平均量が２．４であるメチルハイドロジェンポリシロキサン：前記ジメチルポリシロキサン中のビニル基１モルに対する、ヒドロシリル基のモル数が１．１モルとなる量。
続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを温度１５０℃で１５分間加硫硬化し、脱型した。さらに温度１８０℃で２時間加熱して硬化反応を完結させ、厚み４ｍｍの樹脂層を導電性軸体の外周に設け、ＭＤ−１硬度が２６度であるローラ１を得た。
【００３０】
〔ローラ２乃至３の製造〕
樹脂層形成材料の組成を表１に示す条件とした以外は、ローラ１と同様にして、ＭＤ−１硬度が２６度であるローラ２〜３を得た。
【００３１】
〔表面層用塗料１の製造〕
以下の２成分をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒中で段階的に混合して、窒素雰囲気下８０度にて５時間反応させて、水酸基価が２６ｍｇＫＯＨ／ｇ、固形分が５０質量％のポリウレタンポリオールを得た。
（１）ポリテトラメチレングリコール（商品名ＰＴＧ１０００ＳＮ、保土谷化学社製）：１００質量部
（２）イソシアネート化合物（商品名ミリオネートＭＴ、日本ポリウレタン工業社製）：２０質量部
【００３２】
こうして得られたポリウレタンポリオール１００質量部に対し、イソシアネート（商品名コロネート２５２１、日本ポリウレタン工業社製）３３．４質量部を混合した。この混合液の固形分１００質量部に対し、カーボンブラック（商品名ＭＡ１００、三菱化学社製）３０質量部を添加した。次に固形分が３５質量％になるようにＭＥＫを加えて混合し、１．５ｍｍの粒径のガラスビーズを用いてサンドミルにて４時間分散して分散液１を得た。
一方、ＰＭＭＡ粒子（商品名：ＭＸ−１０００；Ｓφ１０μｍ；綜研化学社製）を４０質量部とＭＥＫ７５質量部を混合し、超音波分散することにより分散液２を得た。尚、これらの質量部は、前記ポリウレタンポリオール１００質量部に対する質量部である。得られた分散液２を分散液１に追加して、サンドミルを用いてさらに３０分間分散して、表面層用塗料１を得た。
【００３３】
［実施例１］
（１）樹脂層への溝の形成
導電性軸体の外周に設けられたローラ１の樹脂層の表面に、一定の侵入量でかみそり刃を押し当てた後、導電性軸体の長手方向にかみそり刃を移動させて、樹脂層の表面に切込みを入れた。樹脂層を周方向に約５度回転させて、再びかみそり刃を導電性軸体の長手方向に移動させて切込みを入れた。この操作を繰り返すことにより、互いに離間した溝を樹脂層に形成した。
【００３４】
（２）樹脂層上への表面層の形成
表面層用塗料１を、図７に示すオーバーフロー方式の浸漬塗工装置を用いて、前記樹脂層上に浸漬塗工した。次いで、常温で乾燥させ、温度１５０℃にて２時間加熱処理し、ＭＤ−１硬度が３２度である現像ローラを得た。表面層の厚み（膜厚）は６μｍであった。
【００３５】
（３）上記（２）で得た現像ローラを、図５に示す概略構成を有するプリンター（商品名：ＬＢＰ５５００、キヤノン製）用のカートリッジに組み込んだ。なお、該カートリッジには以下の改造を施した。
改造点１：トナー量規制ブレードを、厚さ８０μｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）製の板に変更した。
改造点２：特開２００６−１０６１９８公報の実施例１に記載された重合方法により製造した重量平均粒径６．６μｍ、円形度０．９８である非磁性一成分のマゼンタトナーを充填した。
【００３６】
（３−１）変形量の測定
上記のカートリッジを温度４５℃／湿度９５％ＲＨの高温高湿下の環境において４５日間静置した。この高温高湿下での静置終了後、温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境で１日間静置した。このカートリッジから現像ローラを取り出し、現像ローラの、トナー量規制ブレードが当接していた部分に生じた圧縮永久歪みの量、即ち、トナー量規制ブレードの当接によって現像ローラの表面に生じた変形部分の最大深さをレーザ測定器（キーエンス社製）を用いて測定した。評価結果を表２に示す。
【００３７】
（３−２）カブリ量の評価
プリンター（商品名：ＬＢＰ５５００、キヤノン製）に、カートリッジ内のトナー量規制ブレードにバイアスを印加できるように改造を施した。このプリンターに、上記カートリッジを装填し、現像バイアスに対して−２００Ｖのブレードバイアスをトナー量規制部材９に印加した。その後、上記のカートリッジとプリンターＬＢＰ５５００改造機を温度１３℃／湿度１０％ＲＨの低温低湿下の環境において１日間放置した。
その後、現像バイアスに対して−２００Ｖのブレードバイアスをトナー量規制ブレードに印加し、温度１３℃／湿度１０％ＲＨの環境で、１７枚／分の速度で印字率が１％の画像を出力した。最終的に１００００枚の画像出力を行った後、１枚ベタ白画像をグロス紙（ＨＰグロス紙）に出力した。そのベタ白画像を反射式濃度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａ（（有）東京電色製）を用いて、白地部の反射濃度を測定し、画像上で測定した１０点の平均値をＤｓとした。そしてベタ白画像出力前の用紙の反射濃度（その平均値をＤｒとする）とＤｓとの差（Ｄｒ−Ｄｓ）を求め、これをカブリ量とした。評価結果を表２に示す。
【００３８】
（４）溝の測定
樹脂層に形成された溝の本数と形状を測定した。画像出力後の現像ローラを温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境に２４時間以上静置した。現像ローラの中央部、ローラ両端部からそれぞれ３０ｍｍ中央部側の合計３箇所から、鋭利なかみそり刃を用いて、現像ローラの表面層と樹脂層の一部を、周方向約１５ｍｍ、半径方向約３ｍｍのサイズでかまぼこ形状に切り出して３個の測定サンプルを得た。得られたサンプルそれぞれについて、ビデオマイクロスコープ（キーエンス社製、倍率２０００倍）を用いて、溝の幅（Ｗ）と表面層の高さ（Ｈ）を測定した。結果を表２に示す。
【００３９】
（５）樹脂層のＭＤ−１硬度の測定
前記の溝測定後の現像ローラを、外径が１００μｍ細くなるように研磨した。次いでこの現像ローラを、温度２３℃／湿度５５％ＲＨの環境に２４時間以上静置し、樹脂層のＭＤ−１硬度を測定した。
【００４０】
［実施例２〜７］
表２に示したローラと表面層用塗料との組み合わせで、実施例２〜７の現像ローラを製造した。実施例２〜４の現像ローラについては、弾性層の周方向に約１５度の間隔で溝を形成した。また、実施例５〜７の現像ローラについては、弾性層の周方向に約３度の間隔で溝を形成した。実施例２〜７の現像ローラについて、実施例１と同様にして各種評価、測定を行った。結果を表２に示す。
【００４１】
［比較例１乃至２］
表２に示した樹脂層と表面層用塗料を用いて現像ローラｄ−１〜ｄ−２を製造した。比較例１では、現像ローラの樹脂層に溝を形成せずに現像ローラを製造した。比較例２では、樹脂層の形成に用いる金型を変更し、樹脂層に連続する溝（幅１ｍｍ、深さ１ｍｍ、のなると形状）を形成した。その後、樹脂層上に表面層の膜厚が１００μｍとなるように浸漬塗工を行い、研磨工程、表面層の塗工工程を経て、表面層の膜厚が６μｍである現像ローラを製造した。次いで実施例１と同様にして各種評価測定を行い表２の結果を得た。比較例１より、樹脂層の溝内に表面層が存在しない現像ローラでは、現像ローラの塑性変形が大きいことが分かった。比較例２より、連続した溝を有する現像ローラでは、現像ローラ表面近傍における柔軟な樹脂層の体積割合が相対的に減少するため、２０００枚の画像出力を行った時点で、カブリ量が４％を超えた。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【符号の説明】
【００４４】
１ 導電性軸体
２ 樹脂層
３ 表面層
６ 現像ローラ
３０ 樹脂層２に設けた溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸体と、シリコーン樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層とを有する現像ローラであって、該樹脂層の表面には、該現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝の複数本が、該現像ローラの周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層が侵入していることを特徴とする現像ローラ。
【請求項１】
導電性軸体と、シリコーン樹脂を含む樹脂層と、該樹脂層の周面を被覆しているウレタン樹脂を含む表面層とを有する現像ローラであって、該樹脂層の表面には、該現像ローラの軸に略平行な方向に延びる溝の複数本が、該現像ローラの周方向に互いに離間して設けられており、かつ、該溝には該表面層が侵入していることを特徴とする現像ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５０２３５（Ｐ２０１１−１５０２３５Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３００７（Ｐ２０１０−１３００７）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【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２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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