現像ロール
【課題】感光ドラムとの接触圧力を軸方向で均一にすることができる現像ロールを提供する。
【解決手段】弾性層２の軸方向中央部分に対応する軸体１が均一外径に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分の軸体１が、上記軸方向中央部分の軸体１の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径されており、上記弾性層２の外径が、上記軸方向中央部分では均一径に形成され、上記軸体１の縮径部分に対応する部分では上記軸方向中央部分での外径よりも１５μｍ大きい値以下の径に形成されている。
【解決手段】弾性層２の軸方向中央部分に対応する軸体１が均一外径に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分の軸体１が、上記軸方向中央部分の軸体１の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径されており、上記弾性層２の外径が、上記軸方向中央部分では均一径に形成され、上記軸体１の縮径部分に対応する部分では上記軸方向中央部分での外径よりも１５μｍ大きい値以下の径に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンター等の電子写真機器類に用いられる現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンター等の電子写真機器では、感光ドラムに対峙して現像ロールが設けられている。この現像ロールは、軸体の外周面にゴム等からなる弾性層が形成されており、必要に応じて、その弾性層の表面に抵抗調整層や保護層等の薄い被覆層が１層または２層以上形成されている。
【０００３】
上記現像ロールの形成は、通常、均一外径の軸体および均一内径の型面を有する円筒状金型を用いて成形される。すなわち、まず、軸体の外周面に接着剤を塗布し、これを円筒状金型の中空部に同軸的に設置し、左右両端部を蓋体で密封した後、弾性層の形成材料を注入して成形し、ついで、オーブン加硫等により加硫し、上記弾性層を形成する。その後、脱型し、上記弾性層の両端縁部を切断して形状寸法を調節する。そして、必要に応じて、ロールコーティング法，スプレーコーティング法，ディッピング法等により、抵抗調整層や保護層等の形成材料を塗布等した後、乾燥や加熱処理等を行い、抵抗調整層や保護層等を形成する。
【０００４】
しかしながら、上記弾性層の形成において、脱型後は、残留応力（収縮応力）の作用により、弾性層が収縮する。この収縮は、弾性層の内周面部分は接着剤で接着されているため軸方向には収縮しないが、弾性層の外周面部分は拘束されていないため軸方向に収縮する。このような収縮により、図７に示すように、弾性層５２の左右両端近傍では、跳ね上がったようになり、弾性層５２の外径が左右両端縁に向かって徐々に大きくなった形状になる。上記形状寸法調節のための弾性層５２左右両端縁部の切断除去は、上記弾性層５２の収縮後に行われ、跳ね上がった部分の大部分は切断除去されるが、切断すると、残留応力（収縮応力）の作用により、切断除去後も弾性層５２の左右両端近傍が少し跳ね上がる。ただし、図７では、変形量を誇張して表示している。なお、図７において、符号５１は軸体である。
【０００５】
このような現像ロールを、接触現像方式（感光ドラムと現像ロールとが接触して設けられている）に用いると、その左右両端近傍では、感光ドラムとの接触圧力が高くなり、摩擦力が大きくなる。このため、現像ロールの左右両端近傍部において最外層（上記抵抗調整層や保護層等）が摩耗してリーク等が発生し、画像が悪化する。また、現像ロールの左右両端近傍部が損傷して、その損傷箇所からトナー漏れが発生し、その漏れたトナーにより、画像が汚れる。さらに、上記左右両端近傍の摩擦力により、感光ドラムと現像ロールとはスムーズな摺動ができなくなり、回転速度が安定せず、その回転速度が変わる際に、画像むら（濃淡むら）が発生する。
【０００６】
そこで、通常は、弾性層５２の左右両端近傍の跳ね上がり部分を面取り加工することが行われている。また、上記面取り加工を不要にする方法としては、現像ロールではなく、帯電ロールに関して、感光ドラムに対する帯電むらを防止したものが提案されている（特許文献１参照）。このものは、芯金の外周部にゴムローラを接着形成したものであって、その芯金を中央部から両端部に向かって徐々に小径に形成したものとなっている。そして、感光ドラムに接触させると、芯金の中央部が感光ドラムから遠ざかる方向へ撓み、この撓みによる中央部と両端部との接触むらをゴムローラの変形で吸収している。これにより、感光ドラムに当接する側のゴムローラ部分の厚みを略一定にし、厚みの差による抵抗のむらを防止して、帯電ロールの軸方向の実質的な抵抗値を均一化し、感光ドラムに供給する電荷も均一にしている。
【特許文献１】特開平１０−４８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の帯電ロールを現像ロールに応用すると、芯金の外径が大きい中央部で、感光ドラムとの接触圧力が高くなり、摩擦力が大きくなる。このため、相変わらず軸方向で偏圧が生じることになり、スムーズな摺動ができずに、画像むらが発生する。しかも、画像領域である中央部では、上記高い接触圧力のためトナーストレスが大きくなり、それによってフィルミングが発生し、画像が悪化する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、感光ドラムとの接触圧力を軸方向で略均一にし、画像への悪影響（リークやフィルミングによる画像の悪化，漏れたトナーによる画像の汚れ，画像むら等）を防止することができる現像ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の現像ロールは、軸体と、この軸体の外周面に金型成形により形成される弾性層とを備え、その弾性層の外周面が金型の型面の転写面になっている現像ロールであって、上記弾性層の軸方向中央部分に対応する軸体が均一外径に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分の軸体が、上記軸方向中央部分の軸体の外径を基準にし、それぞれ弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径されており、上記弾性層の外径が、上記軸方向中央部分では均一径に形成され、上記軸体の縮径部分に対応する部分では上記軸方向中央部分での外径よりも１５μｍ大きい値以下の径に形成されているという構成をとる。
【００１０】
すなわち、本発明の現像ロールは、弾性層の形成において、脱型後や左右両端縁部の切断除去後、弾性層の軸方向両端近傍部が跳ね上がろうとするが、それを見越して、その跳ね上がろうとする部分に対応する軸体の部分の形状寸法が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径されている。すなわち、上記縮径部分では、弾性層の厚みが軸方向中央部分よりも厚いため、脱型後の径方向の収縮量が軸方向中央部分よりも大きくなる。これにより、上記跳ね上がろうとする部分の弾性層が拡径したとしても、その最大径を、軸方向中央部分における弾性層の外径よりも１５μｍ大きい値以下に抑えている。そして、上記弾性層の外周面に抵抗調整層や保護層等の被覆層を形成する場合でも、その被覆層を均一厚みに形成することにより、上記跳ね上がろうとした部分の現像ロールの最大径は、軸方向中央部分の外径よりも１５μｍ大きい値以下になる。このため、接触現像方式では、感光ドラムとの接触圧力を軸方向で略均一にすることができ、その両端近傍部の摩耗および損傷が防止されるとともに、スムーズな摺動が可能となる。
【００１１】
なお、本発明において、「軸方向中央部分」とは、感光ドラム表面の静電潜像形成領域に対応する部分であり、「その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分」とは、感光ドラム表面の静電潜像形成領域よりも軸方向外側に位置する静電潜像非形成領域に対応する部分である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の現像ロールは、弾性層の両端近傍に対応する軸体の部分を弾性層の両端縁に向かって徐々に縮径させているため、弾性層の両端近傍の跳ね上がりによる拡径を小さく（１５μｍ以下に）することができる。このため、接触現像方式に用いると、両端近傍部の摩耗および損傷が生じなくなり、その摩耗によるリークおよび損傷によるトナー漏れが防止される。また、感光ドラムとの間では、軸方向での偏圧も生じなくなり、それにより、スムーズな摺動が可能となり、画像むらの発生が防止される。さらに、そのスムーズな摺動により、現像ロールおよび感光ドラムの回転駆動に要するトルクが小さくなり、現像ロールを回転駆動する駆動モータおよび感光ドラムを回転駆動する駆動モータの負荷が軽減される。その結果、プリンター等の電子写真機器類の発熱を抑えたり、上記駆動モータを小形化する等して電子写真機器類を小形化したりすることができる。
【００１３】
特に、上記軸体の各縮径部分の軸方向の長さが、弾性層の軸方向の長さの２〜１５％の範囲内であり、上記弾性層の左右両端縁に対応する軸体の縮径部外径が、軸体の軸方向中央部分の基準外径の５０〜９７％の範囲内である場合には、弾性層の軸方向両端近傍部の跳ね上がりによる拡径を好適に小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１５】
図１は、本発明の現像ロールの第１の実施の形態を示している。この現像ロールは、軸体１の外周面に、金型成形により弾性層２が形成されている。そして、軸体１の外径は、上記弾性層２の軸方向中央部分に対応する部分が均一外径Ｄ0 に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分が、上記軸方向中央部分の軸体１の外径Ｄ0 を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径され、弾性層２の左右両端縁よりも軸方向外側部分が、それぞれ上記軸方向中央部分と同一の均一外径Ｄ0 に形成されている。上記軸体１の形状寸法に対応して、弾性層２の外径も、軸方向中央部分が均一外径に形成され、上記軸体１の縮径部分に対応する部分が、上記軸方向中央部分の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径されている。ここで、上記軸体１および弾性層２の左右両端側の縮径部分は、感光ドラム表面の軸方向両端部の静電潜像非形成領域に対応する部分であり、その縮径部分の間の軸方向中央部分が、感光ドラム表面の静電潜像形成領域に対応する部分となっている。また、上記弾性層２の外周面は、金型の型面の転写面になっており、上記脱型後は、上記弾性層２の外周面に面取り加工等が施されることなく上記形状寸法に形成される。さらに、この実施の形態では、上記弾性層２の外周面に中間層（第１被覆層）３が均一厚みに形成され、その中間層の外周面に表層（第２被覆層）４が均一厚みに形成されている。これにより、表層４の外径も、軸方向中央部分が均一外径に形成され、上記弾性層２の縮径部分に対応する部分が、上記軸方向中央部分の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径されている。
【００１６】
このような現像ロールの製造は、軸体１として、上記縮径部分が形成されたものを用いる以外は、冒頭で述べた従来法と同様の方法で行うことができる。また、この場合、弾性層２は、図２に示すように、まず、軸体１の縮径部分よりも軸方向外側まで形成しておき、脱型後の形状寸法調節の際に、軸体１の縮径部分の外側端縁に対応する面（鎖線Ａ）で切断し、それよりも軸方向外側の左右両端縁部を除去する。これにより、切断除去した左右両端縁部に形成されていた跳ね上がり部分も除去することができる。
【００１７】
ここで、上記軸体１の縮径部分の形状寸法について、より詳しく説明する。この縮径部分の形状寸法は、弾性層２の収縮率を考慮して設定される。すなわち、冒頭の背景技術（図７参照）で述べたように、通常に、均一外径の軸体５１および均一内径の型面を有する円筒状金型を用いて、その軸体５１の外周面に弾性層５２を金型成形により形成すると、脱型後や左右両端縁部の切断除去後、残留応力（収縮応力）の作用により、弾性層５２は軸方向両端近傍が跳ね上がったようになり左右両端縁に向かって徐々に拡径した形状になる。そこで、本発明では、その拡径部分の形状寸法を予めデータとして得ておき、その拡径部分の形状寸法を見越して、図１に示すように、その拡径部分に対応する軸体１の部分を、弾性層２の両端縁に向かって徐々に縮径させた形状寸法にしている。すなわち、その縮径部分では、脱型直後の弾性層２の厚みが軸方向中央部分よりも厚くなっているため、脱型後の径方向の収縮量が軸方向中央部分よりも大きくなる。このことを利用して、弾性層２の軸方向両端近傍部が跳ね上がろうとしても、その跳ね上がろうとする部分の弾性層２の最大径が、弾性層２の軸方向中央部分の外径よりも小さくなるよう抑えられる。このように、上記軸体１の縮径部分の形状寸法は、弾性層２の収縮率、すなわち弾性層２の形成材料の種類や成形温度等によって異なるが、弾性層２の収縮率が同じ値の場合でも、画像に悪影響を及ぼさない範囲として、上記軸体１の各縮径部分の軸方向の長さＬ1 は、通常、弾性層２の軸方向の長さＬ0 の２〜１５％の範囲内の値をとることができ、好ましくは６〜１２％の範囲内の値をとることができる。同様に、上記弾性層２の左右両端縁に対応する軸体１の縮径部外径Ｄ1 も、通常、軸体１の軸方向中央部分の基準外径Ｄ0 の５０〜９７％の範囲内の値をとることができ、好ましくは８０〜９０％の範囲内の値をとることができる。
【００１８】
そして、この実施の形態の現像ロールを接触現像方式の実機に組み付けると、図３に示すように、現像ロールの表層４の軸方向中央部分は、感光ドラム１０の表面の静電潜像形成領域と均一な接触圧力で当接し、その軸方向外側では、現像ロールの表層４の左右両端側の縮径部分により、感光ドラム１０の表面の静電潜像非形成領域との間に隙間が形成される。
【００１９】
したがって、上記現像ロールを接触現像方式の実機に用いると、両端近傍部の摩耗および損傷が生じなくなり、その摩耗によるリークおよび損傷によるトナー漏れが防止される。また、感光ドラム１０との間では、軸方向での偏圧も生じなくなり、それにより、スムーズな摺動が可能となり、画像むらの発生が防止される。さらに、そのスムーズな摺動により、現像ロールおよび感光ドラム１０の回転駆動に要するトルクが小さくなり、現像ロールおよび感光ドラム１０をそれぞれ回転駆動する各駆動モータの負荷が軽減される。その結果、プリンター等の電子写真機器類の発熱を抑えたり、上記駆動モータを小形化する等して電子写真機器類を小形化したりすることができる。
【００２０】
つぎに、本発明の現像ロールを構成する軸体１，弾性層２，中間層（第１被覆層）３，表層（第２被覆層）４の形成材料等について説明する。
【００２１】
上記軸体１は、特に限定されるものではなく、中実でも中空でもよい。また、上記軸体１の材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉄，鉄にめっきを施したもの，ステンレス，アルミニウム等があげられる。そして、上記軸体１の表面には、通常、接着剤やプライマー等が塗布される。さらに、上記接着剤やプライマー等は、必要に応じて、導電化してもよい。
【００２２】
上記弾性層２の形成材料としては、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン系エラストマー，エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ），スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），シリコーンゴム，アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ），水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ）等があげられる。なかでも、低硬度でへたりが少ないという点から、導電性シリコーンゴムを用いることが好ましい。また、必要に応じて、導電剤，シリコーンオイル，加硫剤，加硫促進剤，滑剤，助剤等を適宜に添加してもよい。そして、上記弾性層２の厚みは、特に限定されないが、通常、０．５〜５ｍｍ程度に設定される。
【００２３】
上記中間層（第１被覆層）３の形成材料としては、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（水素化ニトリルゴム：Ｈ−ＮＢＲ），アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ニトリルゴム：ＮＢＲ），ポリウレタン系エラストマー，クロロプレンゴム（ＣＲ），天然ゴム，ブタジエンゴム（ＢＲ），アクリルゴム（ＡＣＭ），イソプレンゴム（ＩＲ），スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），ヒドリンゴム（ＥＣＯ，ＣＯ），ウレタンゴム，フッ素ゴム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、接着性およびコーティング液の安定性の点から、Ｈ−ＮＢＲが特に好ましい。そして、上記中間層（第１被覆層）３の厚みは、特に限定されないが、通常、３〜５０μｍ程度に設定される。
【００２４】
上記表層（第２被覆層）４の形成材料としては、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂，ポリアミド樹脂，アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂（ＰＶＢ），アルキッド樹脂，ポリエステル樹脂，フッ素ゴム，フッ素樹脂，フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物，シリコーン樹脂，シリコーングラフトアクリルポリマー，アクリルグラフトシリコーンポリマー，ニトリルゴム，ウレタンゴム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好ましい。そして、上記表層（第２被覆層）４の厚みは、特に限定されないが、通常、３〜５０μｍ程度に設定される。
【００２５】
図４は、本発明の現像ロールの第２の実施の形態を示している。この実施の形態では、軸体１の縮径部分に対応する弾性層２の部分の外径が、弾性層２の軸方向中央部分の基準外径と同一の均一外径になっている。これは、弾性層２の収縮率に対応する等して、軸体１の縮径部分の形状寸法を適宜調節することにより達成することができる。そして、表層４の外径も、同様に、均一外径になっている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。なお、この第２の実施の形態の場合、現像ロールの表層４と感光ドラム１０（図３参照）の表面の静電潜像非形成領域（左右両端側）との間には、隙間は形成されない。
【００２６】
図５は、本発明の現像ロールの第３の実施の形態を示している。この実施の形態では、軸体１の縮径部分に対応する部分が、上記軸方向中央部分の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に拡径されており、軸体１の縮径部分の外側端縁に対応する弾性層２の左右両端縁の外径ｄ1 が、弾性層２の軸方向中央部分の基準外径ｄ0 よりも１５μｍ大きくなっている。これは、弾性層２の収縮率に対応する等して、軸体１の縮径部分の形状寸法を適宜調節することにより達成することができる。そして、表層４の外径も、同様に、左右両端縁の外径が軸方向中央部分の基準外径よりも１５μｍ大きくなっている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様である。この第３の実施の形態の場合、左右両端側の拡径部分では、感光ドラム１０（図３参照）との接触圧力が高くなるものの、拡径量が最大１５μｍと小さいため、接触圧力の上昇量は僅かであり、摩耗や損傷は殆ど発生せず、スムーズな摺動も殆ど妨げない。このため、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００２７】
図６は、本発明の現像ロールの第４の実施の形態を示している。この実施の形態では、上記第１の実施の形態（図１参照）において、弾性層２の両端縁よりも軸方向外側の軸体１の部分が、軸体１の縮径が軸体１の両端縁まで延設されるように縮径形状に形成されている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。ただし、弾性層２の両端縁よりも軸方向外側の軸体１の部分には、ベアリングが外嵌されるため、そのベアリングとして、上記縮径形状寸法に対応したベアリングが必要となる。
【００２８】
なお、上記各実施の形態では、弾性層２の外周部に、中間層（第１被覆層）３および表層（第２被覆層）４の２層の被覆層を形成したが、被覆層は、１層でもよいし、３層以上でもよく、また、形成されなくてもよい。
【００２９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【実施例】
【００３０】
〔実施例１〕
〔軸体〕
外径（図１のＤ0 ）８ｍｍ、長さ２６０ｍｍの鉄製の中実円柱状の棒体を準備し、その棒体の両端縁からそれぞれ２５．０ｍｍ内側の位置から軸方向外側に１５．０ｍｍ〔図１のＬ1 に相当：下記Ｌ0 （２５０ｍｍ）の６％〕の部分を、一定の割合で縮径するように切削した。そして、縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を５．００ｍｍ〔上記Ｄ0 （８ｍｍ）の６２．５％〕とした。このようにして得られたものを軸体とした。
【００３１】
〔弾性層の形成材料〕
導電性シリコーンゴム（ＫＥ１３５７ Ａ／Ｂ、信越化学工業社製）をニーダーを用いて混練することにより、弾性層の形成材料を調製した。
【００３２】
〔中間層（第１被覆層）の形成材料〕
Ｈ−ＮＢＲ（ゼットポール００２０、日本ゼオン社製）１００重量部に対して、ステアリン酸０．５重量部，亜鉛華（ＺｎＯ）５重量部，カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）３０重量部，加硫促進剤（ＢＺ）１重量部，加硫促進剤（ＣＺ）２重量部，硫黄１重量部をニーダーを用いて混練した後、ＭＥＫ４００重量部を加えて混合，攪拌することにより、中間層（第１被覆層）の形成材料を調製した。
【００３３】
〔表層（第２被覆層）の形成材料〕
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００重量部に対して、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１０重量部をボールミルを用いて混練した後、ＭＥＫ４００重量部を加えて混合，攪拌することにより、表層（第２被覆層）の形成材料を調製した。
【００３４】
〔円筒状金型〕
上記弾性層を形成するための円筒状金型として、型面の内径が１８ｍｍ（軸方向に均一）、軸方向の長さが２６０ｍｍのものを準備した。
【００３５】
〔ロール体の作製〕
上記実施の形態と同様にして、上記軸体と円筒状金型を用いて成形（１９０℃×３０分間）することにより、軸体の外周面に弾性層を形成した後、軸体の縮径部分の外側端縁に対応する面で切断し、それよりも軸方向外側の両端縁部を除去した。これにより、弾性層の軸方向長さを２５０ｍｍ（図１のＬ0 に相当）に調節したロール体を得た。このロール体の弾性層は、軸体の縮径部分に対応する部分が弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた。
【００３６】
〔被覆層の形成〕
上記ロール体の弾性層の外周面に、中間層（第１被覆層）の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥させ、厚み１０μｍで均一の中間層（第１被覆層）を形成した。その後、その中間層（第１被覆層）の外周面に、表層（第２被覆層）の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥させ、厚み１０μｍで均一の表層（第２被覆層）を形成した。これにより、現像ロールを得た。この現像ロールの表層（第２被覆層）の外径も、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた（図１参照）。
【００３７】
〔実施例２〕
上記実施例１において、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を６．４０ｍｍ（上記Ｄ0 の８０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、軸方向中央部分の基準外径と同一の均一外径になっていた（図４参照）。
【００３８】
〔実施例３〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を５．０ｍｍ（上記Ｌ0 の２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を４．００ｍｍ（上記Ｄ0 の５０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた（図１参照）。
【００３９】
〔実施例４〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を５．０ｍｍ（上記Ｌ0 の２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．７６ｍｍ（上記Ｄ0 の９７％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４０】
〔実施例５〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３７．５ｍｍ（上記Ｌ0 の１５％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を４．００ｍｍ（上記Ｄ0 の５０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた（図１参照）。
【００４１】
〔実施例６〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３７．５ｍｍ（上記Ｌ0 の１５％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．７６ｍｍ（上記Ｄ0 の９７％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４２】
〔実施例７〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３０．０ｍｍ（上記Ｌ0 の１２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．２０ｍｍ（上記Ｄ0 の９０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４３】
〔実施例８〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３０．０ｍｍ（上記Ｌ0 の１２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を６．４０ｍｍ（上記Ｄ0 の８０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、軸方向中央部分の基準外径と同一の均一外径になっていた（図４参照）。
【００４４】
〔実施例９〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を１５．０ｍｍ（上記Ｌ0 の６％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．２０ｍｍ（上記Ｄ0 の９０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４５】
〔比較例１〕
上記実施例１において、軸体として、外径が８ｍｍで軸方向全体に均一であるものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの両端近傍部は、跳ね上がるように、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた。
【００４６】
〔比較例２〕
上記比較例１において、弾性層の両端縁部を切断除去した後、中間層（第１被覆層）の形成に先立って、弾性層の左右両端の外周縁部を面取り（Ｃ１）した。それ以外は、上記比較例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの両端近傍部は、跳ね上がり、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた。
【００４７】
〔比較例３〕
上記比較例１において、弾性層の両端縁部を切断除去する際に、切断面（図２の鎖線Ａ参照）と軸体の軸とのなす角度（弾性層が残る側の角度）が８０°になるよう切断した。すなわち、上記切断面は、円錐台（軸体の直径を上面の直径とし、弾性層の直径を下面の直径とする円錐台）の側面のようになっている。それ以外は、上記比較例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの両端近傍部は、跳ね上がり、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた。
【００４８】
〔径差〕
このようにして得られた実施例１〜９および比較例１〜３の各現像ロールについて、表層の直径を軸方向に沿う異なる位置で測定した。すなわち、弾性層の両端縁から内側に１ｍｍの位置での表層の直径をそれぞれＤ０，Ｄ６とし、大きい方をＤmax とした。また、弾性層の両端縁から内側に１０ｍｍの位置での表層の直径をそれぞれＤ１，Ｄ５とし、弾性層の両端縁から内側に６７ｍｍの位置での表層の直径をそれぞれＤ２，Ｄ４とし、弾性層の軸方向中央の位置での表層の直径をＤ３とし、Ｄ１〜Ｄ５の平均値をＤave とした。そして、Ｄmax −Ｄave の値を径差とし、下記の表１に併せて表記した。
【００４９】
〔回転駆動に要するトルク〕
上記実施例１〜９および比較例１〜３の各現像ロールを、感光ドラムに９．８Ｎの荷重で当接させ、現像ロールの回転駆動に要するトルクを測定した。このトルクの測定は、トルク測定機（１．５ＢＴＧ、東日製作所社製）を用いて行った。そして、その測定したトルクを下記の表１に併せて表記した。
【００５０】
〔画像むらの有無〕
上記実施例１〜９および比較例１〜３の各現像ロールを、接触現像方式を採用するレーザープリンター（ＬＢＰ−２５１０、キャノン社製）に組み込み、２３℃，５３％ＲＨの環境下で、べた画像の画像出しを行った。そして、その画像について、画像むら（濃淡むら）の有無を目視により行った。その結果、画像に画像むらが全く無いものを○、画像に軽微な画像むらが有るものを△、画像に画像むらが明確に確認できるものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。
【００５１】
〔両端近傍部の損傷の有無〕
さらに、２０００枚の画像出しを行った後、上記レーザープリンターから現像ロールを取り出し、両端近傍部の損傷状況を目視により確認した。その結果、欠損も表層剥がれも無いものを○、欠損または表層剥がれの前兆がみられるものを△、欠損または表層剥がれが確認できるものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。
【００５２】
〔トナー漏れの有無〕
上記２０００枚の画像出しを行った後、目視により、トナーによる実機内の汚れを評価した。その結果、トナーによる実機内の汚れがないものはトナー漏れがなかったとして◎、トナーによる実機内の汚れが僅かであり画像を汚さない程度のものを○、トナーによる実機内の汚れが少し見られ画像を汚す可能性があるものを△、トナーによる実機内の汚れが目立つものはトナー漏れがあったとして×と評価し、下記の表１に併せて表記した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
上記表１の結果から、実施例１〜９の現像ロールは、比較例１〜３の現像ロールと比較すると、径差が小さくなっており、両端近傍の跳ね上がりによる拡径が小さくなっていることがわかる。そして、その小さい径差により、回転駆動に要するトルクも小さくなっており、画像の画像むらも両端近傍部の損傷も無く、トナー漏れも充分に防止されている。特に、径差が０以上である実施例２，４，６〜９では、トナー漏れ防止に優れており、比較例１，２では、径差が大き過ぎるために、端部損傷が生じてトナー漏れ防止に劣っている。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の現像ロールの第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】上記現像ロールの弾性層の製造過程を示す断面図である。
【図３】上記現像ロールと感光ドラムとの当接状態を示す説明図である。
【図４】本発明の現像ロールの第２の実施の形態を示す断面図である。
【図５】本発明の現像ロールの第３の実施の形態を示す断面図である。
【図６】本発明の現像ロールの第４の実施の形態を示す断面図である。
【図７】従来の現像ロールの弾性層の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 軸体
２ 弾性層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機，プリンター等の電子写真機器類に用いられる現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンター等の電子写真機器では、感光ドラムに対峙して現像ロールが設けられている。この現像ロールは、軸体の外周面にゴム等からなる弾性層が形成されており、必要に応じて、その弾性層の表面に抵抗調整層や保護層等の薄い被覆層が１層または２層以上形成されている。
【０００３】
上記現像ロールの形成は、通常、均一外径の軸体および均一内径の型面を有する円筒状金型を用いて成形される。すなわち、まず、軸体の外周面に接着剤を塗布し、これを円筒状金型の中空部に同軸的に設置し、左右両端部を蓋体で密封した後、弾性層の形成材料を注入して成形し、ついで、オーブン加硫等により加硫し、上記弾性層を形成する。その後、脱型し、上記弾性層の両端縁部を切断して形状寸法を調節する。そして、必要に応じて、ロールコーティング法，スプレーコーティング法，ディッピング法等により、抵抗調整層や保護層等の形成材料を塗布等した後、乾燥や加熱処理等を行い、抵抗調整層や保護層等を形成する。
【０００４】
しかしながら、上記弾性層の形成において、脱型後は、残留応力（収縮応力）の作用により、弾性層が収縮する。この収縮は、弾性層の内周面部分は接着剤で接着されているため軸方向には収縮しないが、弾性層の外周面部分は拘束されていないため軸方向に収縮する。このような収縮により、図７に示すように、弾性層５２の左右両端近傍では、跳ね上がったようになり、弾性層５２の外径が左右両端縁に向かって徐々に大きくなった形状になる。上記形状寸法調節のための弾性層５２左右両端縁部の切断除去は、上記弾性層５２の収縮後に行われ、跳ね上がった部分の大部分は切断除去されるが、切断すると、残留応力（収縮応力）の作用により、切断除去後も弾性層５２の左右両端近傍が少し跳ね上がる。ただし、図７では、変形量を誇張して表示している。なお、図７において、符号５１は軸体である。
【０００５】
このような現像ロールを、接触現像方式（感光ドラムと現像ロールとが接触して設けられている）に用いると、その左右両端近傍では、感光ドラムとの接触圧力が高くなり、摩擦力が大きくなる。このため、現像ロールの左右両端近傍部において最外層（上記抵抗調整層や保護層等）が摩耗してリーク等が発生し、画像が悪化する。また、現像ロールの左右両端近傍部が損傷して、その損傷箇所からトナー漏れが発生し、その漏れたトナーにより、画像が汚れる。さらに、上記左右両端近傍の摩擦力により、感光ドラムと現像ロールとはスムーズな摺動ができなくなり、回転速度が安定せず、その回転速度が変わる際に、画像むら（濃淡むら）が発生する。
【０００６】
そこで、通常は、弾性層５２の左右両端近傍の跳ね上がり部分を面取り加工することが行われている。また、上記面取り加工を不要にする方法としては、現像ロールではなく、帯電ロールに関して、感光ドラムに対する帯電むらを防止したものが提案されている（特許文献１参照）。このものは、芯金の外周部にゴムローラを接着形成したものであって、その芯金を中央部から両端部に向かって徐々に小径に形成したものとなっている。そして、感光ドラムに接触させると、芯金の中央部が感光ドラムから遠ざかる方向へ撓み、この撓みによる中央部と両端部との接触むらをゴムローラの変形で吸収している。これにより、感光ドラムに当接する側のゴムローラ部分の厚みを略一定にし、厚みの差による抵抗のむらを防止して、帯電ロールの軸方向の実質的な抵抗値を均一化し、感光ドラムに供給する電荷も均一にしている。
【特許文献１】特開平１０−４８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の帯電ロールを現像ロールに応用すると、芯金の外径が大きい中央部で、感光ドラムとの接触圧力が高くなり、摩擦力が大きくなる。このため、相変わらず軸方向で偏圧が生じることになり、スムーズな摺動ができずに、画像むらが発生する。しかも、画像領域である中央部では、上記高い接触圧力のためトナーストレスが大きくなり、それによってフィルミングが発生し、画像が悪化する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、感光ドラムとの接触圧力を軸方向で略均一にし、画像への悪影響（リークやフィルミングによる画像の悪化，漏れたトナーによる画像の汚れ，画像むら等）を防止することができる現像ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の現像ロールは、軸体と、この軸体の外周面に金型成形により形成される弾性層とを備え、その弾性層の外周面が金型の型面の転写面になっている現像ロールであって、上記弾性層の軸方向中央部分に対応する軸体が均一外径に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分の軸体が、上記軸方向中央部分の軸体の外径を基準にし、それぞれ弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径されており、上記弾性層の外径が、上記軸方向中央部分では均一径に形成され、上記軸体の縮径部分に対応する部分では上記軸方向中央部分での外径よりも１５μｍ大きい値以下の径に形成されているという構成をとる。
【００１０】
すなわち、本発明の現像ロールは、弾性層の形成において、脱型後や左右両端縁部の切断除去後、弾性層の軸方向両端近傍部が跳ね上がろうとするが、それを見越して、その跳ね上がろうとする部分に対応する軸体の部分の形状寸法が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径されている。すなわち、上記縮径部分では、弾性層の厚みが軸方向中央部分よりも厚いため、脱型後の径方向の収縮量が軸方向中央部分よりも大きくなる。これにより、上記跳ね上がろうとする部分の弾性層が拡径したとしても、その最大径を、軸方向中央部分における弾性層の外径よりも１５μｍ大きい値以下に抑えている。そして、上記弾性層の外周面に抵抗調整層や保護層等の被覆層を形成する場合でも、その被覆層を均一厚みに形成することにより、上記跳ね上がろうとした部分の現像ロールの最大径は、軸方向中央部分の外径よりも１５μｍ大きい値以下になる。このため、接触現像方式では、感光ドラムとの接触圧力を軸方向で略均一にすることができ、その両端近傍部の摩耗および損傷が防止されるとともに、スムーズな摺動が可能となる。
【００１１】
なお、本発明において、「軸方向中央部分」とは、感光ドラム表面の静電潜像形成領域に対応する部分であり、「その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分」とは、感光ドラム表面の静電潜像形成領域よりも軸方向外側に位置する静電潜像非形成領域に対応する部分である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の現像ロールは、弾性層の両端近傍に対応する軸体の部分を弾性層の両端縁に向かって徐々に縮径させているため、弾性層の両端近傍の跳ね上がりによる拡径を小さく（１５μｍ以下に）することができる。このため、接触現像方式に用いると、両端近傍部の摩耗および損傷が生じなくなり、その摩耗によるリークおよび損傷によるトナー漏れが防止される。また、感光ドラムとの間では、軸方向での偏圧も生じなくなり、それにより、スムーズな摺動が可能となり、画像むらの発生が防止される。さらに、そのスムーズな摺動により、現像ロールおよび感光ドラムの回転駆動に要するトルクが小さくなり、現像ロールを回転駆動する駆動モータおよび感光ドラムを回転駆動する駆動モータの負荷が軽減される。その結果、プリンター等の電子写真機器類の発熱を抑えたり、上記駆動モータを小形化する等して電子写真機器類を小形化したりすることができる。
【００１３】
特に、上記軸体の各縮径部分の軸方向の長さが、弾性層の軸方向の長さの２〜１５％の範囲内であり、上記弾性層の左右両端縁に対応する軸体の縮径部外径が、軸体の軸方向中央部分の基準外径の５０〜９７％の範囲内である場合には、弾性層の軸方向両端近傍部の跳ね上がりによる拡径を好適に小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１５】
図１は、本発明の現像ロールの第１の実施の形態を示している。この現像ロールは、軸体１の外周面に、金型成形により弾性層２が形成されている。そして、軸体１の外径は、上記弾性層２の軸方向中央部分に対応する部分が均一外径Ｄ0 に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分が、上記軸方向中央部分の軸体１の外径Ｄ0 を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径され、弾性層２の左右両端縁よりも軸方向外側部分が、それぞれ上記軸方向中央部分と同一の均一外径Ｄ0 に形成されている。上記軸体１の形状寸法に対応して、弾性層２の外径も、軸方向中央部分が均一外径に形成され、上記軸体１の縮径部分に対応する部分が、上記軸方向中央部分の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径されている。ここで、上記軸体１および弾性層２の左右両端側の縮径部分は、感光ドラム表面の軸方向両端部の静電潜像非形成領域に対応する部分であり、その縮径部分の間の軸方向中央部分が、感光ドラム表面の静電潜像形成領域に対応する部分となっている。また、上記弾性層２の外周面は、金型の型面の転写面になっており、上記脱型後は、上記弾性層２の外周面に面取り加工等が施されることなく上記形状寸法に形成される。さらに、この実施の形態では、上記弾性層２の外周面に中間層（第１被覆層）３が均一厚みに形成され、その中間層の外周面に表層（第２被覆層）４が均一厚みに形成されている。これにより、表層４の外径も、軸方向中央部分が均一外径に形成され、上記弾性層２の縮径部分に対応する部分が、上記軸方向中央部分の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に縮径されている。
【００１６】
このような現像ロールの製造は、軸体１として、上記縮径部分が形成されたものを用いる以外は、冒頭で述べた従来法と同様の方法で行うことができる。また、この場合、弾性層２は、図２に示すように、まず、軸体１の縮径部分よりも軸方向外側まで形成しておき、脱型後の形状寸法調節の際に、軸体１の縮径部分の外側端縁に対応する面（鎖線Ａ）で切断し、それよりも軸方向外側の左右両端縁部を除去する。これにより、切断除去した左右両端縁部に形成されていた跳ね上がり部分も除去することができる。
【００１７】
ここで、上記軸体１の縮径部分の形状寸法について、より詳しく説明する。この縮径部分の形状寸法は、弾性層２の収縮率を考慮して設定される。すなわち、冒頭の背景技術（図７参照）で述べたように、通常に、均一外径の軸体５１および均一内径の型面を有する円筒状金型を用いて、その軸体５１の外周面に弾性層５２を金型成形により形成すると、脱型後や左右両端縁部の切断除去後、残留応力（収縮応力）の作用により、弾性層５２は軸方向両端近傍が跳ね上がったようになり左右両端縁に向かって徐々に拡径した形状になる。そこで、本発明では、その拡径部分の形状寸法を予めデータとして得ておき、その拡径部分の形状寸法を見越して、図１に示すように、その拡径部分に対応する軸体１の部分を、弾性層２の両端縁に向かって徐々に縮径させた形状寸法にしている。すなわち、その縮径部分では、脱型直後の弾性層２の厚みが軸方向中央部分よりも厚くなっているため、脱型後の径方向の収縮量が軸方向中央部分よりも大きくなる。このことを利用して、弾性層２の軸方向両端近傍部が跳ね上がろうとしても、その跳ね上がろうとする部分の弾性層２の最大径が、弾性層２の軸方向中央部分の外径よりも小さくなるよう抑えられる。このように、上記軸体１の縮径部分の形状寸法は、弾性層２の収縮率、すなわち弾性層２の形成材料の種類や成形温度等によって異なるが、弾性層２の収縮率が同じ値の場合でも、画像に悪影響を及ぼさない範囲として、上記軸体１の各縮径部分の軸方向の長さＬ1 は、通常、弾性層２の軸方向の長さＬ0 の２〜１５％の範囲内の値をとることができ、好ましくは６〜１２％の範囲内の値をとることができる。同様に、上記弾性層２の左右両端縁に対応する軸体１の縮径部外径Ｄ1 も、通常、軸体１の軸方向中央部分の基準外径Ｄ0 の５０〜９７％の範囲内の値をとることができ、好ましくは８０〜９０％の範囲内の値をとることができる。
【００１８】
そして、この実施の形態の現像ロールを接触現像方式の実機に組み付けると、図３に示すように、現像ロールの表層４の軸方向中央部分は、感光ドラム１０の表面の静電潜像形成領域と均一な接触圧力で当接し、その軸方向外側では、現像ロールの表層４の左右両端側の縮径部分により、感光ドラム１０の表面の静電潜像非形成領域との間に隙間が形成される。
【００１９】
したがって、上記現像ロールを接触現像方式の実機に用いると、両端近傍部の摩耗および損傷が生じなくなり、その摩耗によるリークおよび損傷によるトナー漏れが防止される。また、感光ドラム１０との間では、軸方向での偏圧も生じなくなり、それにより、スムーズな摺動が可能となり、画像むらの発生が防止される。さらに、そのスムーズな摺動により、現像ロールおよび感光ドラム１０の回転駆動に要するトルクが小さくなり、現像ロールおよび感光ドラム１０をそれぞれ回転駆動する各駆動モータの負荷が軽減される。その結果、プリンター等の電子写真機器類の発熱を抑えたり、上記駆動モータを小形化する等して電子写真機器類を小形化したりすることができる。
【００２０】
つぎに、本発明の現像ロールを構成する軸体１，弾性層２，中間層（第１被覆層）３，表層（第２被覆層）４の形成材料等について説明する。
【００２１】
上記軸体１は、特に限定されるものではなく、中実でも中空でもよい。また、上記軸体１の材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉄，鉄にめっきを施したもの，ステンレス，アルミニウム等があげられる。そして、上記軸体１の表面には、通常、接着剤やプライマー等が塗布される。さらに、上記接着剤やプライマー等は、必要に応じて、導電化してもよい。
【００２２】
上記弾性層２の形成材料としては、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン系エラストマー，エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ），スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），シリコーンゴム，アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ），水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ）等があげられる。なかでも、低硬度でへたりが少ないという点から、導電性シリコーンゴムを用いることが好ましい。また、必要に応じて、導電剤，シリコーンオイル，加硫剤，加硫促進剤，滑剤，助剤等を適宜に添加してもよい。そして、上記弾性層２の厚みは、特に限定されないが、通常、０．５〜５ｍｍ程度に設定される。
【００２３】
上記中間層（第１被覆層）３の形成材料としては、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（水素化ニトリルゴム：Ｈ−ＮＢＲ），アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ニトリルゴム：ＮＢＲ），ポリウレタン系エラストマー，クロロプレンゴム（ＣＲ），天然ゴム，ブタジエンゴム（ＢＲ），アクリルゴム（ＡＣＭ），イソプレンゴム（ＩＲ），スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），ヒドリンゴム（ＥＣＯ，ＣＯ），ウレタンゴム，フッ素ゴム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、接着性およびコーティング液の安定性の点から、Ｈ−ＮＢＲが特に好ましい。そして、上記中間層（第１被覆層）３の厚みは、特に限定されないが、通常、３〜５０μｍ程度に設定される。
【００２４】
上記表層（第２被覆層）４の形成材料としては、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂，ポリアミド樹脂，アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂（ＰＶＢ），アルキッド樹脂，ポリエステル樹脂，フッ素ゴム，フッ素樹脂，フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物，シリコーン樹脂，シリコーングラフトアクリルポリマー，アクリルグラフトシリコーンポリマー，ニトリルゴム，ウレタンゴム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好ましい。そして、上記表層（第２被覆層）４の厚みは、特に限定されないが、通常、３〜５０μｍ程度に設定される。
【００２５】
図４は、本発明の現像ロールの第２の実施の形態を示している。この実施の形態では、軸体１の縮径部分に対応する弾性層２の部分の外径が、弾性層２の軸方向中央部分の基準外径と同一の均一外径になっている。これは、弾性層２の収縮率に対応する等して、軸体１の縮径部分の形状寸法を適宜調節することにより達成することができる。そして、表層４の外径も、同様に、均一外径になっている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。なお、この第２の実施の形態の場合、現像ロールの表層４と感光ドラム１０（図３参照）の表面の静電潜像非形成領域（左右両端側）との間には、隙間は形成されない。
【００２６】
図５は、本発明の現像ロールの第３の実施の形態を示している。この実施の形態では、軸体１の縮径部分に対応する部分が、上記軸方向中央部分の外径を基準にし、それぞれ弾性層２の左右両端縁に向かって徐々に拡径されており、軸体１の縮径部分の外側端縁に対応する弾性層２の左右両端縁の外径ｄ1 が、弾性層２の軸方向中央部分の基準外径ｄ0 よりも１５μｍ大きくなっている。これは、弾性層２の収縮率に対応する等して、軸体１の縮径部分の形状寸法を適宜調節することにより達成することができる。そして、表層４の外径も、同様に、左右両端縁の外径が軸方向中央部分の基準外径よりも１５μｍ大きくなっている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様である。この第３の実施の形態の場合、左右両端側の拡径部分では、感光ドラム１０（図３参照）との接触圧力が高くなるものの、拡径量が最大１５μｍと小さいため、接触圧力の上昇量は僅かであり、摩耗や損傷は殆ど発生せず、スムーズな摺動も殆ど妨げない。このため、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００２７】
図６は、本発明の現像ロールの第４の実施の形態を示している。この実施の形態では、上記第１の実施の形態（図１参照）において、弾性層２の両端縁よりも軸方向外側の軸体１の部分が、軸体１の縮径が軸体１の両端縁まで延設されるように縮径形状に形成されている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。ただし、弾性層２の両端縁よりも軸方向外側の軸体１の部分には、ベアリングが外嵌されるため、そのベアリングとして、上記縮径形状寸法に対応したベアリングが必要となる。
【００２８】
なお、上記各実施の形態では、弾性層２の外周部に、中間層（第１被覆層）３および表層（第２被覆層）４の２層の被覆層を形成したが、被覆層は、１層でもよいし、３層以上でもよく、また、形成されなくてもよい。
【００２９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【実施例】
【００３０】
〔実施例１〕
〔軸体〕
外径（図１のＤ0 ）８ｍｍ、長さ２６０ｍｍの鉄製の中実円柱状の棒体を準備し、その棒体の両端縁からそれぞれ２５．０ｍｍ内側の位置から軸方向外側に１５．０ｍｍ〔図１のＬ1 に相当：下記Ｌ0 （２５０ｍｍ）の６％〕の部分を、一定の割合で縮径するように切削した。そして、縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を５．００ｍｍ〔上記Ｄ0 （８ｍｍ）の６２．５％〕とした。このようにして得られたものを軸体とした。
【００３１】
〔弾性層の形成材料〕
導電性シリコーンゴム（ＫＥ１３５７ Ａ／Ｂ、信越化学工業社製）をニーダーを用いて混練することにより、弾性層の形成材料を調製した。
【００３２】
〔中間層（第１被覆層）の形成材料〕
Ｈ−ＮＢＲ（ゼットポール００２０、日本ゼオン社製）１００重量部に対して、ステアリン酸０．５重量部，亜鉛華（ＺｎＯ）５重量部，カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）３０重量部，加硫促進剤（ＢＺ）１重量部，加硫促進剤（ＣＺ）２重量部，硫黄１重量部をニーダーを用いて混練した後、ＭＥＫ４００重量部を加えて混合，攪拌することにより、中間層（第１被覆層）の形成材料を調製した。
【００３３】
〔表層（第２被覆層）の形成材料〕
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００重量部に対して、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１０重量部をボールミルを用いて混練した後、ＭＥＫ４００重量部を加えて混合，攪拌することにより、表層（第２被覆層）の形成材料を調製した。
【００３４】
〔円筒状金型〕
上記弾性層を形成するための円筒状金型として、型面の内径が１８ｍｍ（軸方向に均一）、軸方向の長さが２６０ｍｍのものを準備した。
【００３５】
〔ロール体の作製〕
上記実施の形態と同様にして、上記軸体と円筒状金型を用いて成形（１９０℃×３０分間）することにより、軸体の外周面に弾性層を形成した後、軸体の縮径部分の外側端縁に対応する面で切断し、それよりも軸方向外側の両端縁部を除去した。これにより、弾性層の軸方向長さを２５０ｍｍ（図１のＬ0 に相当）に調節したロール体を得た。このロール体の弾性層は、軸体の縮径部分に対応する部分が弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた。
【００３６】
〔被覆層の形成〕
上記ロール体の弾性層の外周面に、中間層（第１被覆層）の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥させ、厚み１０μｍで均一の中間層（第１被覆層）を形成した。その後、その中間層（第１被覆層）の外周面に、表層（第２被覆層）の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥させ、厚み１０μｍで均一の表層（第２被覆層）を形成した。これにより、現像ロールを得た。この現像ロールの表層（第２被覆層）の外径も、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた（図１参照）。
【００３７】
〔実施例２〕
上記実施例１において、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を６．４０ｍｍ（上記Ｄ0 の８０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、軸方向中央部分の基準外径と同一の均一外径になっていた（図４参照）。
【００３８】
〔実施例３〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を５．０ｍｍ（上記Ｌ0 の２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を４．００ｍｍ（上記Ｄ0 の５０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた（図１参照）。
【００３９】
〔実施例４〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を５．０ｍｍ（上記Ｌ0 の２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．７６ｍｍ（上記Ｄ0 の９７％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４０】
〔実施例５〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３７．５ｍｍ（上記Ｌ0 の１５％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を４．００ｍｍ（上記Ｄ0 の５０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径していた（図１参照）。
【００４１】
〔実施例６〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３７．５ｍｍ（上記Ｌ0 の１５％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．７６ｍｍ（上記Ｄ0 の９７％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４２】
〔実施例７〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３０．０ｍｍ（上記Ｌ0 の１２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．２０ｍｍ（上記Ｄ0 の９０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４３】
〔実施例８〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を３０．０ｍｍ（上記Ｌ0 の１２％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を６．４０ｍｍ（上記Ｄ0 の８０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、軸方向中央部分の基準外径と同一の均一外径になっていた（図４参照）。
【００４４】
〔実施例９〕
上記実施例１において、軸体の各縮径部分の軸方向長さ（図１のＬ1 ）を１５．０ｍｍ（上記Ｌ0 の６％）、軸体の縮径部分の外側端縁の最小外径（図１のＤ1 ）を７．２０ｍｍ（上記Ｄ0 の９０％）とした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの外径は、軸体の縮径部分に対応する部分が、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた（図５参照）。
【００４５】
〔比較例１〕
上記実施例１において、軸体として、外径が８ｍｍで軸方向全体に均一であるものを用いた。それ以外は、上記実施例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの両端近傍部は、跳ね上がるように、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた。
【００４６】
〔比較例２〕
上記比較例１において、弾性層の両端縁部を切断除去した後、中間層（第１被覆層）の形成に先立って、弾性層の左右両端の外周縁部を面取り（Ｃ１）した。それ以外は、上記比較例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの両端近傍部は、跳ね上がり、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた。
【００４７】
〔比較例３〕
上記比較例１において、弾性層の両端縁部を切断除去する際に、切断面（図２の鎖線Ａ参照）と軸体の軸とのなす角度（弾性層が残る側の角度）が８０°になるよう切断した。すなわち、上記切断面は、円錐台（軸体の直径を上面の直径とし、弾性層の直径を下面の直径とする円錐台）の側面のようになっている。それ以外は、上記比較例１と同様にした。そして、得られたロール体および現像ロールの両端近傍部は、跳ね上がり、弾性層の左右両端縁に向かって徐々に拡径していた。
【００４８】
〔径差〕
このようにして得られた実施例１〜９および比較例１〜３の各現像ロールについて、表層の直径を軸方向に沿う異なる位置で測定した。すなわち、弾性層の両端縁から内側に１ｍｍの位置での表層の直径をそれぞれＤ０，Ｄ６とし、大きい方をＤmax とした。また、弾性層の両端縁から内側に１０ｍｍの位置での表層の直径をそれぞれＤ１，Ｄ５とし、弾性層の両端縁から内側に６７ｍｍの位置での表層の直径をそれぞれＤ２，Ｄ４とし、弾性層の軸方向中央の位置での表層の直径をＤ３とし、Ｄ１〜Ｄ５の平均値をＤave とした。そして、Ｄmax −Ｄave の値を径差とし、下記の表１に併せて表記した。
【００４９】
〔回転駆動に要するトルク〕
上記実施例１〜９および比較例１〜３の各現像ロールを、感光ドラムに９．８Ｎの荷重で当接させ、現像ロールの回転駆動に要するトルクを測定した。このトルクの測定は、トルク測定機（１．５ＢＴＧ、東日製作所社製）を用いて行った。そして、その測定したトルクを下記の表１に併せて表記した。
【００５０】
〔画像むらの有無〕
上記実施例１〜９および比較例１〜３の各現像ロールを、接触現像方式を採用するレーザープリンター（ＬＢＰ−２５１０、キャノン社製）に組み込み、２３℃，５３％ＲＨの環境下で、べた画像の画像出しを行った。そして、その画像について、画像むら（濃淡むら）の有無を目視により行った。その結果、画像に画像むらが全く無いものを○、画像に軽微な画像むらが有るものを△、画像に画像むらが明確に確認できるものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。
【００５１】
〔両端近傍部の損傷の有無〕
さらに、２０００枚の画像出しを行った後、上記レーザープリンターから現像ロールを取り出し、両端近傍部の損傷状況を目視により確認した。その結果、欠損も表層剥がれも無いものを○、欠損または表層剥がれの前兆がみられるものを△、欠損または表層剥がれが確認できるものを×と評価し、下記の表１に併せて表記した。
【００５２】
〔トナー漏れの有無〕
上記２０００枚の画像出しを行った後、目視により、トナーによる実機内の汚れを評価した。その結果、トナーによる実機内の汚れがないものはトナー漏れがなかったとして◎、トナーによる実機内の汚れが僅かであり画像を汚さない程度のものを○、トナーによる実機内の汚れが少し見られ画像を汚す可能性があるものを△、トナーによる実機内の汚れが目立つものはトナー漏れがあったとして×と評価し、下記の表１に併せて表記した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
上記表１の結果から、実施例１〜９の現像ロールは、比較例１〜３の現像ロールと比較すると、径差が小さくなっており、両端近傍の跳ね上がりによる拡径が小さくなっていることがわかる。そして、その小さい径差により、回転駆動に要するトルクも小さくなっており、画像の画像むらも両端近傍部の損傷も無く、トナー漏れも充分に防止されている。特に、径差が０以上である実施例２，４，６〜９では、トナー漏れ防止に優れており、比較例１，２では、径差が大き過ぎるために、端部損傷が生じてトナー漏れ防止に劣っている。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の現像ロールの第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】上記現像ロールの弾性層の製造過程を示す断面図である。
【図３】上記現像ロールと感光ドラムとの当接状態を示す説明図である。
【図４】本発明の現像ロールの第２の実施の形態を示す断面図である。
【図５】本発明の現像ロールの第３の実施の形態を示す断面図である。
【図６】本発明の現像ロールの第４の実施の形態を示す断面図である。
【図７】従来の現像ロールの弾性層の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 軸体
２ 弾性層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、この軸体の外周面に金型成形により形成される弾性層とを備え、その弾性層の外周面が金型の型面の転写面になっている現像ロールであって、上記弾性層の軸方向中央部分に対応する軸体が均一外径に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分の軸体が、上記軸方向中央部分の軸体の外径を基準にし、それぞれ弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径されており、上記弾性層の外径が、上記軸方向中央部分では均一径に形成され、上記軸体の縮径部分に対応する部分では上記軸方向中央部分での外径よりも１５μｍ大きい値以下の径に形成されていることを特徴とする現像ロール。
【請求項２】
上記軸体の各縮径部分の軸方向の長さが、弾性層の軸方向の長さの２〜１５％の範囲内であり、上記弾性層の左右両端縁に対応する軸体の縮径部外径が、軸体の軸方向中央部分の基準外径の５０〜９７％の範囲内である請求項１記載の現像ロール。
【請求項１】
軸体と、この軸体の外周面に金型成形により形成される弾性層とを備え、その弾性層の外周面が金型の型面の転写面になっている現像ロールであって、上記弾性層の軸方向中央部分に対応する軸体が均一外径に形成され、その軸方向中央部分よりも軸方向外側部分の軸体が、上記軸方向中央部分の軸体の外径を基準にし、それぞれ弾性層の左右両端縁に向かって徐々に縮径されており、上記弾性層の外径が、上記軸方向中央部分では均一径に形成され、上記軸体の縮径部分に対応する部分では上記軸方向中央部分での外径よりも１５μｍ大きい値以下の径に形成されていることを特徴とする現像ロール。
【請求項２】
上記軸体の各縮径部分の軸方向の長さが、弾性層の軸方向の長さの２〜１５％の範囲内であり、上記弾性層の左右両端縁に対応する軸体の縮径部外径が、軸体の軸方向中央部分の基準外径の５０〜９７％の範囲内である請求項１記載の現像ロール。
【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２００６−１２６７１９（Ｐ２００６−１２６７１９Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１８１２７（Ｐ２００４−３１８１２７）
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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