電子写真用ローラ部材の製造方法
【課題】寸法精度の高い電子写真用ローラ部材の製造方法を提供することにある。
【解決手段】所定の弾性層の外周面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程を有する弾性ローラの製造方法であって、（１）チャンバーの内部に平行に配置した第１及び第２の平板電極の間に、前記弾性層の表面と前記第１の平板電極との距離が２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下となるように配置する工程と、（２）前記チャンバー内に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する工程と、（３）前記原料ガスを導入したチャンバー内で前記ローラ基体を、被処理面の周速が６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力でチャンバー内にプラズマを発生させ、前記弾性層の表面に被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする電子写真用ローラ部材の製造方法。
【解決手段】所定の弾性層の外周面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程を有する弾性ローラの製造方法であって、（１）チャンバーの内部に平行に配置した第１及び第２の平板電極の間に、前記弾性層の表面と前記第１の平板電極との距離が２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下となるように配置する工程と、（２）前記チャンバー内に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する工程と、（３）前記原料ガスを導入したチャンバー内で前記ローラ基体を、被処理面の周速が６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力でチャンバー内にプラズマを発生させ、前記弾性層の表面に被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする電子写真用ローラ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置において用いられるトナーを担持する現像ローラなどに用いられる電子写真用ローラ部材（以降、単に「ローラ部材」ともいう）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザープリンター等の電子写真画像形成装置は現像ローラを具備している。
【０００３】
電子写真画像形成装置においては、非磁性一成分接触現像方式、磁性一成分非接触現像方式が広く使用されている。非磁性一成分接触現像方式とは、非磁性トナーを現像ローラ上に弾性ブレード等でコーティングし、現像ローラと感光ドラムが接触した状態で、電圧を印加し、トナーを感光ドラム上の静電潜像に転移させて現像を行う方式である。磁性一成分非接触現像方式とは、磁性トナーを内部のマグネットの磁気力によって現像ローラ上に拘束し、そのトナーの量を規制手段で調整し、現像ローラと感光ドラムが非接触の状態で、電圧を印加し、トナーを感光ドラムに飛翔させて現像を行う方式である。
【０００４】
たとえば、非磁性一成分接触現像方式においては、感光ドラムに当接して回転する現像ローラの表面に非磁性トナーを担持させて非磁性トナーを現像領域に搬送する。そして、当接部において、静電潜像のパターンにしたがって非磁性トナーが現像ローラから感光ドラムに移る。感光ドラムが一般的な円柱状のドラムである場合、現像ローラとしては、感光ドラムとの間で安定した当接幅を確保するために、通常、芯金の外周面上に導電性弾性層を成形した導電性ゴムローラが用いられる。
【０００５】
そして、このような導電性ゴムローラには、弾性層の磨耗を防止し、現像ローラの表面にトナーが固着し、フィルミングが発生することを防止するために、弾性層の上に更に単層または複層の被膜を形成することが広く知られている。この被膜を形成する方法の一つとして特許文献１では、ディップコートにより被覆層を形成してなる、寸法精度の良好な現像ローラを開示している。
【０００６】
しかし、塗工法によって被膜を形成する場合、通常、塗膜の乾燥、硬化工程が必要となる。また、硬化工程において加熱を必要とする場合、弾性層の材料にも耐熱性が求められる。このため、弾性層の材料が制約されてしまうことがある。また、溶剤が使用される場合、使用後の溶剤の処理に手間がかかることがある。
【０００７】
一方、特許文献２は、比抵抗１０4Ω・ｃｍ以上、１０12Ω・ｃｍ以下のセラミックで形成された半導電層をプラズマ溶射により形成し、さらに封孔処理をした被膜を表面に有するトナー担持体を開示している。また、特許文献３は、プラズマを形成してコーティングされた０．１μｍ乃至５．０μｍの、プラズマＣＶＤ法等で形成してなるセラミックコーティング層を有するトナー保持体を開示している。
【０００８】
しかし、特許文献２及び特許文献３は、いずれもステンレスやアルミニウムなどの基体上に被膜を形成することを開示しており、弾性層の表面に被膜を形成することを開示も示唆もしていない。
【特許文献１】特開２００７−１０７６４号公報
【特許文献２】特開平０１−２５７９７０号公報
【特許文献３】特開平０１−１４４０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の電子写真画像形成装置の高精細化及び高速化に対して、電子写真用ローラ部材の性能にも、より高度なものが要求されるようになってきている。特に、真円度などの寸法精度についてはより一層の向上が求められている。したがって、本発明の目的は、寸法精度の高い電子写真用ローラ部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的に鑑み、本発明者等は、被膜の形成方法として、プラズマＣＶＤ法により、弾性層上に被膜を形成することについて検討を重ねた。その結果、弾性層上にプラズマＣＶＤ法により被覆層を形成し、寸法精度の高い電子写真用ローラル部材を得るために好適な製膜条件を見出すに至った。
【００１１】
本発明にかかる電子写真用ローラ部材の製造方法は、導電性軸芯体と、その外周面に形成した厚さが０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であり、引張弾性率が１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下の弾性層とを有するローラ基体の該弾性層の外周面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程を有する電子写真用ローラ部材の製造方法であって、該工程は、
（１）チャンバー内の一組の平行に配置した第１及び第２の平板電極の間に、前記弾性層の表面と前記各平板電極との距離がそれぞれ２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下となるように配置する工程と、
（２）前記チャンバー内に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する工程と、
（３）前記原料ガスを導入したチャンバー内で前記ローラ基体を、該弾性層の表面の周速が６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力を前記第１の平板電極に印加して該チャンバー内にプラズマを発生させ、前記弾性層の表面に被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、真円度が高く、寸法安定性に優れ、また被膜のムラが少ない現像ローラ等に用いることのできる高品質な電子写真用ローラ部材を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明にかかる電子写真用ローラ部材の一例としての現像ローラの製造方法を例にとって詳細に説明する。
【００１４】
本発明にかかる現像ローラの軸に直交する方向の概略断面図を図２に示す。図２に示したとおり、本発明に係る電子写真用ローラ部材は、導電性軸芯体９と、その外周面に設けられた弾性層１０と、該弾性層１０の外周面上にプラズマＣＶＤ法によって形成してなる被膜１１とを具備している。
【００１５】
該弾性層１０はの厚さは０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であり、引張弾性率が１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下とする。
【００１６】
本発明において、導電性軸芯体９の外周面上に弾性層１０を設ける方法は、特に限定されず、従来から知られている押出成形法、射出成形法、注型法などの方法によって設けることができる。
【００１７】
弾性層の層構成は、本発明に記載された特徴を有すれば、特に限定されず、単層の構成としてもよいし、２層以上の構成としてもよい。
【００１８】
本発明に使用される導電性軸芯体９としては、従来よりこの種の現像ローラに用いられているものが使用可能である。
【００１９】
導電性軸芯体９を構成する材料の具体例としては例えば以下のものが挙げられる。銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、又はこれらの金属を含む合金鋼（ステンレス（ＳＵＳ、ＳＵＭなど）、ジュラルミン、真鍮又は青銅など）。カーボンブラックや炭素繊維を配合した樹脂等。ここで、合金鋼としては、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／又はＶを添加した窒化用鋼などが挙げられる。これらのなかでは、強度の観点から、金属製のものが好ましい。更に防錆対策として導電性軸芯体にめっきや酸化処理を施すことができる。導電性軸芯体９の形状としては、例えば棒状体又はパイプ状体のものが使用できる。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。この導電性軸芯の外径は、通常、４ｍｍから２０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２０】
前記弾性層１０は、０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の厚みを有する。厚さを上記範囲内とした場合、弾性層成形における制御が容易であり、現像ローラの寸法精度の向上に有利である。弾性層の厚みは、ローラ基体の半径から導電性軸芯体９の半径を差し引いて求めることができる。弾性層１０の厚さは三次元座標測定機（商品名：ザイザックスＲＶＦ６００Ａ；株式会社東京精密製）等を用いて測定することができる。
【００２１】
また、弾性層１０は、１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下の引張弾性率を有する必要がある。弾性層の引張弾性率を上記数値範囲内とした場合、接触現像の際の現像ローラの過度の変形を抑制できる。また、トナーに対する機械的なストレスが過度となることがない。そのため、現像ローラ表面へのトナーの融着を抑制でき、トナー表面から外添剤が脱離するなどのトナーの経時的劣化を抑制できる。
【００２２】
弾性層１０の引張弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に記載の方法により測定することができる。具体的には、引張試験機のチャックへ前記ローラ基体の弾性層からサンプリングした被験試料を取り付け、チャック間の長さ８０ｍｍ、測定速度２０ｍｍ／ｍｉｎの条件で、測定環境を温度２０℃、相対湿度５０％で引張試験を行い測定することができる。本発明においては、ローラ基体の弾性層から切り出した図５（ａ）に示す形状を有する長さ１００ｍｍ、ローラ半周分の弾性層を被験試料３２として用いることができる。引張試験機としては、例えば、テンシロンＲＴＣ−１２５０Ａ（商品名、オリエンテック社製）を使用することができる。
【００２３】
さらに、弾性層１０は、線膨張率が０．５×１０-4／℃以上、５．０×１０-4／℃以下であるものが好ましい。線膨張率が０．５×１０-4／℃以上の場合、現像ローラの摺擦力が好ましい範囲となり、外添剤のトナーからの遊離、ワックスの漏出を防ぐことができる。これによりトナーの劣化や、画像形成時のカブリの発生を防ぐことができる。また、線膨張率が５．０×１０-4／℃以下であると使用環境による現像ローラの寸法変化が小さく、画像不良の発生を抑制することができる。すなわち、弾性層の線膨張率が０．５×１０-4／℃以上、５．０×１０-4／℃以下であることによって、より画像形成性に優れた現像ローラを製造することができる。
【００２４】
弾性層１０の線膨張率は、たとえば、熱機械分析装置を用いて測定することができる。具体的には、熱機械分析装置へ前記ローラ基体の弾性層からサンプリングした被験試料を取り付け、窒素雰囲気下に昇温速度５℃／ｍｉｎで２３℃から５０℃まで昇温し、得られた熱線膨張曲線から線膨張率を求めることができる。本発明においては、ローラ基体の弾性層から切り出した図５（ｂ）に示す形状を有する長さ２０ｍｍの弾性層を被験試料３３として用いた。熱機械分析装置としては、例えば、ＴＭＡ−６０（商品名、島津製作所製）を使用することができる。
【００２５】
本発明における弾性層に使用される材料は、特に限定されるものではないが、通常、熱可塑性樹脂やゴムが好ましい。
【００２６】
熱可塑性樹脂の具体例を以下に列挙する。ポリエチレン系樹脂（低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂など）、ポリプロピレン系樹脂、アクリロニトリルーブタジエンースチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂（ポリアミド６、ポリアミド６６、ＭＸＤ６など）、ポリオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなど。これらの熱可塑性樹脂は、単独でまたは２以上を組み合わせて用いてよい。
【００２７】
ゴムの具体例を以下に列挙する。スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エピクロロヒドリンゴム、イソプレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、フッ素ゴムなど。これらのゴムは、単独でまたは２以上を組み合わせて用いてよい。
【００２８】
熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂組成物は、ゴムに比較して添加剤が少ないため、弾性層としたときの当該弾性層からの低分子量物質の滲み出しが少ないため、弾性層１０の構成材料としてはより好適である。特に、動的架橋熱可塑性樹脂組成物から形成されてなる弾性層は優れたセット性を示すため好ましい。弾性層がセット性に優れると、現像ローラは、感光ドラムや規制ブレードとの当接部に凹みなどの圧縮永久歪を生じにくく、長期にわたり使用が停止されても画像に影響を及ぼすことがない。動的架橋熱可塑性樹脂とは、熱可塑性樹脂マトリックス中に架橋したゴム成分を微分散させた樹脂である。具体例としては以下のものを挙げることができる。
・ポリプロピレン中にＥＰＤＭやＥＰＲのオレフィン系ゴムの架橋粒子を微分散させたもの；
・スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）やスチレン−エチレンープロピレンースチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレンーイソプレンースチレン共重合体（ＳＩＳ）などのスチレン系ゴムの架橋粒子を微分散させたもの。
【００２９】
さらに、弾性層１０には必要に応じて導電剤、充填剤、増量剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤、又はスコーチ防止剤等の公知の各種添加剤を添加しすることができる。
【００３０】
たとえば、導電剤としては以下のものが挙げられる。
【００３１】
Ａ：周期律表第１族金属の塩（ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＮａＣｌＯ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌなど）；
Ｂ：アンモニウム塩（ＮＨ4Ｃｌ、ＮＨ4ＳＯ4、ＮＨ4ＮＯ3など）；
Ｃ：周期律表第２族金属の塩（Ｃａ（ＣｌＯ4）2、Ｂａ（ＣｌＯ4）2など）；
Ｄ：これらＡ〜Ｃの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など）やそれらの誘導体との錯体；
Ｅ：これらＡ〜Ｃの塩とモノオール（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など）との錯体；
Ｆ：陽イオン性界面活性剤（第四級アンモニウム塩など）；
Ｇ：陰イオン性界面活性剤（脂肪族スルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩など）；
Ｈ：両性界面活性剤（ベタインなど）；
Ｉ：適当な粒子の表面に金属（アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムなど）を電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体やカーボンブラック系の導電剤など。カーボンブラック系の導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ系カーボンブラック、ピッチ系カーボンブラック、又はカーボンナノチューブが挙げられる。
【００３２】
これらの導電剤の中でも特に前記カーボンブラック系の導電剤が、性能、品質、コストの面から好適である。
【００３３】
充填剤又は増量剤の具体例を以下に列挙する。シリカ、石英微粉末、ケイソウ土、酸化亜鉛、塩基性炭酸マグネシウム、活性炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化チタン、タルク、雲母粉末、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラス繊維、有機補強剤、有機充填剤など。これらの充填剤の表面を有機珪素化合物等で処理して疎水化してもよい。またこれらになんら限定されるものではなく公知の物が使用可能である。
【００３４】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、又は硫黄系酸化防止剤などの高分子化合物に対して使用される公知の材料が使用できる。
【００３５】
加工助剤としては公知の材料が使用可能である。ステアリン酸やオレイン酸などの脂肪酸、あるいは脂肪酸の金属塩やエステル等が挙げられる。
【００３６】
前記ローラ基体の外周面上に被膜を形成する前に、被膜の弾性層からの剥離が生じないように密着性を向上させるため、弾性層の外周面上をコロナ処理、フレーム処理、エキシマＵＶ処理等の公知の表面改質方法にて改質してもよい。
【００３７】
次に、前記ローラ基体の弾性層の表面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程について図１に基づいて説明する。
【００３８】
＜＜工程（１）＞＞
先ず、高周波プラズマＣＶＤ装置を用意する。この高周波プラズマＣＶＤ装置は、図１に示した通り、チャンバー７を備える。チャンバー７には、原料ガス供給部１、希ガス供給部２、一組の平板電極（第１の平板電極３０１、第２の平板電極３０３）、第１の平板電極３０１に接続された高周波電源４、減圧装置５、回転装置６が取り付けられている。第１及び第２の平板電極３０１、３０３は互いに平行に配置されている。平板電極３０１、３０３の形状は、特に限定されないが、通常、長方形が好ましい。これら平板電極の間には、回転装置６に接続した状態でローラ基体８が取り付けられる。ローラ基体８は、通常、その回転軸を、平板電極の電極の間の中央位置に、また、平板電極の表面と平行に配置することが好ましい。また、複数の基体を配置する場合は、平板電極と各基体の距離がそれぞれ等しくなる様に配置することが好ましい。前記の平板電極の一方には高周波電源４が接続されている。前記一組の平板電極には必要に応じて水、空気、液体窒素などを使用した冷却手段を設けても良い。
【００３９】
上記、高周波プラズマＣＶＤ装置で使用する高周波電源の周波数はプラズマ放電が可能であれば、特に限定されないが、０．１ＫＨｚ〜５．０ＧＨｚ、特には１３．５６ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚの範囲の周波数とすることが好ましい。この範囲内であると、チャンバー内で発生するプラズマの状態が安定するため、より均一な被膜を形成することができる。
【００４０】
次いで、平板電極３０１及び平板電極３０３の間にローラ基体８を回転可能に配置する。このとき、電力が印加される第１の平板電極３０１とローラ基体８の弾性層の表面との距離を２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下とする。この距離が２０ｍｍよりも小さいと被膜が不均一となることがあり、１００ｍｍよりも大きいと被膜の形成性が低下し、染み出しなどが発生する場合がある。
【００４１】
＜＜工程（２）＞＞
チャンバー７の内部に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する。原料ガスの圧力を上記の範囲内とすることにより、他の条件との関連において、チャンバー内でプラズマが安定に発生する。その結果、均一な被膜を弾性層上に形成することができる。
【００４２】
＜＜工程（３）＞＞
ローラ基体８の被処理面（被膜が形成される面）の周速が６ｍｍ／秒以上、１７０ｍｍ／秒以下となるようにローラ基体を回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力を第１の平板電極３０１に印加する。そしてチャンバー７の内部にプラズマを発生させて弾性層１０の表面に被膜を形成する。
【００４３】
このように、本発明における被膜の形成は、所謂、高周波プラズマＣＶＤ（気相成長）法により行われる。高周波プラズマＣＶＤ法とは、原料ガスを高周波によってプラズマ化することで原料ガスをラジカル化し、該ラジカルを反応させて安定化し、処理面上に反応生成物からなる被膜を堆積させるプロセスを有する方法である。
【００４４】
原料ガスのプラズマ化は、グロー放電によって実現される。このグロー放電の方式によって、直流グロー放電を利用する方法、高周波グロー放電を利用する方法、マイクロ波放電を利用する方法などが知られている。本発明は高周波グロー放電を利用するものである。プラズマＣＶＤ法は、高速電子による原料ガスの分解を利用するため、生成エネルギーの大きな原料ガスを解離することができる。生成したプラズマは、電子温度とガス温度が異なる熱的非平衡状態にあり、ローラ基体の処理面の温度が低くても比較的均一な被膜を形成することができるという利点を有する。
【００４５】
本発明における平板電極の単位面積あたりの出力は０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下である。この出力が０．３Ｗ／ｃｍ2よりも小さいとプラズマ状態が不安定となり、被膜にムラが生じ、を引き起こす恐れがある。一方、この出力が２．０Ｗ／ｃｍ2よりも大きいとローラ基体表面への損傷が発生し変形が生じてしまい、寸法の安定性、外径の精度が低下することがある。なお、本発明における電極の面積とは平行におかれた平板電極一組の合計面積を意味する。本発明における一組の電極は、両者が同一の面積であることが好ましい。
【００４６】
本発明におけるローラ基体に被膜を形成する際の処理面の周速は６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように、ローラ基体を回転する。処理面の周速が６ｍｍ／ｓよりも小さいと被膜の厚みが不均一となり、１７０ｍｍ／ｓよりも大きいと弾性層外周への慣性が大きくなることにより、ローラ基体が変形し、寸法安定性や外径の精度が低減することがある。
【００４７】
上記高周波プラズマＣＶＤ装置で使用する原料ガスとしては、例えば以下のものが挙げられる。ガス化し得る水素化硅素（シラン類）（ＳｉＨ4等）；ハロゲンで置換されたシラン誘導体（ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨ2Ｆ2等）；ハロゲン化硅素（ＳｉＦ4、Ｓｉ2Ｆ6、ＳｉＣ１4、ＳｉＢｒ4等）；シロキサン類（ヘキサメチルジシロキサン等）；ボラン類（Ｂ2Ｈ6等）；ハロゲンガス（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等）；ハロゲン化合物（ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ5、ＢｒＦ5、ＩＢｒ等）；水素ガス；ハロゲン化水素（ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ等）；ガス状態の又はガス化しうる炭化水素化合物（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6等）；ハロゲン化物（ＣＦ4等）等。
【００４８】
本発明における被膜はこれらの原料ガスを使用して製膜される被膜である。好ましい被膜としては、ＳｉＯｘを主成分とするもの、ダイヤモンドライクカーボン（Ｄｉａｍｏｎｄ ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ（ＤＬＣと表すことがある））からなるもの、パーフルオロ系高分子などの含フッ素被膜などが挙げられる。
【００４９】
ここでＳｉＯｘからなる被膜とは、以下の条件を満たす被膜を指す：
・Ｏ―Ｓｉ―Ｏを主骨格とすること；
・表面分析により全元素におけるＳｉとＯの占める割合が６０％以上であること；
・さらにはＳｉ−Ｏ、及びＳｉ―Ｃの化学結合を有し、かつＳｉとＯの存在比率のＯ／Ｓｉが１．００以上、１．９５以下、ＳｉとＣの存在比率のＣ／Ｓｉが０．０５以上、１．００以下であること。
【００５０】
ＤＬＣは、高硬度、電気絶縁性、赤外線透過性などを持つカーボンの総称である。具体的には、炭素を主骨格とし、かつ若干の水素を含有し，ダイヤモンド結合（ＳＰ3結合）とグラファイト結合（ＳＰ2結合）の両方の結合が混在しているアモルファス構造のカーボンを意味する。
【００５１】
被膜の厚みとしては、弾性層を磨耗から保護し、弾性層からの染み出しを低減する観点から１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下が好ましく、染み出し防止性の観点からさらに好ましくは３００ｎｍ以上、３０００ｎｍ以下である。被膜の厚みを１５ｎｍ以上とすると被膜が十分に形成され、容易に均一な被膜を形成することができる。また、厚みを５０００ｎｍ以下とすると被膜形成時間が短縮され生産性が向上し、被膜の剛性が好適な範囲となる。
【００５２】
以上のような材料、導電性物質を使用して製造された現像ローラは、体積抵抗率が、１×１０4Ω・ｃｍ以上、１×１０14Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。現像ローラの体積抵抗率を１×１０4Ω・ｃｍ以上とすると電流のリークに起因する画像不良を容易に防ぐことができる。また、体積抵抗率を１×１０14Ω・ｃｍ以上とするとベタ画像の濃度不足などの画像不良の発生を抑えることができる。
【００５３】
次に上記本発明の製造方法によって得られた現像ローラを有する電子写真画像形成装置及び電子写真プロセスカートリッジについて図３を用いて説明する。図３は、本発明の製造方法によって得られた現像ローラを有する電子写真画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【００５４】
上記電子写真画像形成装置においては、潜像担持体としての感光ドラム１２が矢印方向に回転し、感光ドラム１２を帯電処理するための帯電部材１９によって一様に帯電される。そして、感光ドラム１２に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光１８により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム１２に対して接触配置される現像装置１７によってトナー１５を付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
【００５５】
現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム１２上のトナー像は、転写部材である転写ローラ２４によって記録媒体である紙２９に転写される。トナー像を転写された紙２９は、定着装置２２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。
【００５６】
一方、転写されずに感光ドラム１２上に残存した転写残トナーは、感光ドラム１２表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード２１により掻き取られ廃トナー容器２０に収納される。クリーニングされた感光ドラム１２は上述作用を繰り返し行う。
【００５７】
現像装置１７は、一成分トナーとして非磁性トナー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１２と対向設置されたトナー担持体としての現像ローラ１３とを備えている。図３に示した電子写真画像形成装置においては、この現像ローラ１３により感光ドラム１２上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。なお、図３において、２７は、紙２９を搬送するための転写搬送ベルトである。２３、２６及び２８は各々、転写搬送ベルト２７の回動に用いられる駆動ローラ、テンションローラ及び従動ローラである。２５は、バイアス電源である。更に３０は、不図示の給紙カセットから紙２９を給紙する給紙ローラである。また、３１は、給紙ローラ３０により給紙された紙２９を吸着して転写搬送ベルト２７に担持させるための吸着ローラである。
【００５８】
図４は、本発明の製造方法によって得られた現像ローラを有する電子写真プロセスカートリッジの一例の概略構成を示す断面図である。図４に示した電子写真プロセスカートリッジは、現像ローラ１３と規制ブレード１６とを備えた現像装置１７を有している。かつ、少なくともトナー塗布部材１４と帯電部材１９とを有しており、これらが一体的に保持されてなるものであり、電子写真画像形成装置に着脱可能に設けられる。
【００５９】
トナー塗布部材１４の構造としては、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１３へのトナー供給およ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トナー塗布部材１４として用いることができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００６１】
本実施例において得られたローラ基体の弾性層の厚み、弾性層の引張弾性率および線膨張率の測定並びに本実施例において得られた現像ローラの被膜の厚みの測定、被膜形成性、寸法安定性及び被膜表面の成分分析は次のようにして行った。
【００６２】
＜弾性層の厚み＞
本実施例におけるロ−ラ基体の弾性層の厚みは、次のようにして測定した。
【００６３】
ザイザックスＲＶＦ６００Ａ（商品名、東京精密社製）にてローラ基体と導電性軸芯体の半径差を弾性層の厚みとして測定した。
【００６４】
＜弾性層の引張弾性率＞
本実施例におけるローラ基体の弾性層の引張弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に記載の方法に準じて測定した。引張試験機はテンシロンＲＴＣ−１２５０Ａ（商品名、オリエンテック社製）を使用した。本実施例にて得られたローラ基体から、図５（ａ）に示す形状を有する長さ１００ｍｍ、ローラ半周分の弾性層をサンプリングして被験試料とした。被験試料の両端各１０ｍｍを上記引張試験機のチャックへ取り付けた。チャック間の長さ８０ｍｍ、測定速度２０ｍｍ／分の条件で、測定環境を温度２０℃、相対湿度５０％とし引張弾性率を求めた。５回の測定を行い、得られた引張弾性率の平均値を弾性層の引張弾性率とした。
【００６５】
＜弾性層の線膨張率＞
本実施例にて得られたローラ基体の弾性層の線膨張率は次のようにして測定した。
【００６６】
本実施例にて得られたローラ基体から、図５（ｂ）に示す形状を有する長さ２０ｍｍ、ローラ全周分の弾性層を繰り抜き取って被験試料とした。この被験試料を熱機械分析装置ＴＭＡ−６０（商品名、島津製作所製）に取り付け、窒素雰囲気下に昇温速度５℃／ｍｉｎで２３℃から５０℃まで昇温し、得られた熱線膨張曲線から線膨張率を求めた。なお、測定は５回行い、その平均値を弾性層の線膨張率とした。
【００６７】
＜被膜の厚み・被膜形成性＞
本実施例にて得られた現像ローラの被膜の厚みは次のようにして測定した。
【００６８】
本実施例にて得られた現像ローラの被膜の厚みは、薄膜測定装置Ｆ２０−ＥＸＲ（商品名、ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ社製）にて測定した。現像ローラの長手方向で等分された３箇所、周方向で等分された３箇所、合計９箇所における被膜の厚みを、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で測定し、得られた値の平均値を被膜の厚みとした。また、被膜の形成状態をデジタルマイクロスコープＶＨＸ−５００（商品名、キーエンス社製）にて観察し、被覆状態を観察し、被覆面積を求め、被膜の形成性は以下の基準にて評価した。
５：被膜が形成されており、膜厚のバラツキは最大値／最小値が１０％以下である。
４：被膜が形成されており、膜厚のバラツキは最大値／最小値が２０％以下である。
３：被膜が形成されており、膜厚のバラツキは最大値／最小値が３０％以下である。
２：被膜が形成されているが、被膜が平滑ではなく凹凸があり、膜厚のバラツキは最大値／最小値が３０％よりも大きい。
１：被膜が形成されておらず、現像ローラの表面積の１０％以上の範囲は膜で覆われていない。
【００６９】
＜被膜表面の成分分析＞
本実施例にて得られた現像ローラの被膜表面の成分分析は、Ｘ線光電子分光装置Ｑｕａｎｔｕｍ２０００（商品名、アルバック・ファイ社製）にて行った。Ｘ線源としてＡＬＫαを用い、元素の存在比率Ｏ／Ｓｉ及びＣ／Ｓｉを求めた。
【００７０】
本実施例にて得られた現像ローラについて下記の評価を行った。
【００７１】
＜寸法安定性＞
本実施例にて得られた現像ローラの形状の真円度・振れを以下の方法にて測定し、評価した。なお、測定環境は温度２０℃、相対湿度６０％とした。
【００７２】
＜＜真円度＞＞
真円度については、真円度・円筒形状測定機「ラウンドテストＲＡ−７２６」（商品名、ミツトヨ社製）を用いて１００本の現像ローラを測定し、その平均値を真円度とした。
５：真円度最大値−真円度最小値が１０μｍ以下で、極めて優れており現像ローラの真円度として最適である。
４：真円度最大値−真円度最小値が１０μｍより大きく、２０μｍ以下で良好であり実用上問題がない。
３：真円度最大値−真円度最小値が２０μｍより大きく、３０μｍ以下で現像ローラとして使用可能なレベルである。
２：真円度最大値−真円度最小値が３０μｍより大きく、４０μｍより小さく現像ローラとして実用上問題がある。
１：真円度最大値−真円度最小値が４０μｍ以上で現像ローラとして使用が困難である。
【００７３】
＜＜振れ＞＞
振れについては外径・振れ測定機「レーザースキャンマイクロメーター」（商品名、ミツトヨ社製）を用いて、振れの値の中において長手方向でもっとも大きな値をそのローラの振れとし、１００本計測した値を平均し、振れとした。
５：振れが２０μｍ以下で、極めて優れており現像ローラとして最適である。
４：振れが２０μｍより大きく、３０μｍ以下で良好であり実用上問題がない。
３：振れが３０μｍより大きく、４０μｍ以下で現像ローラとして使用可能なレベルである。
２：振れが４０μｍより大きく、４５μｍ以下で実用上問題がある。
１：振れが４５μｍよりも大きく現像ローラとして使用が困難。
【００７４】
原材料について、本実施例において特に記載が無い場合、市販の高純度品を使用した。
【００７５】
［実施例１］
（弾性層の作製）
下記の材料を上記原材料を直径（Ｄ）３０ｍｍ、長さ（Ｌ）９６０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２の２軸押出機にて混練し、熱可塑性樹脂組成物のペレットを調製した。
・熱可塑性樹脂（動的架橋熱可塑性樹脂（ＴＰＶと表す）（商品名：サントプレーン８２１１−３５；エーイーエスジャパン社製））：１００質量部、
・プロセスオイル（商品名：ＰＷ３８０；出光興産社製）：３０質量部、
・導電剤（ＭＴカーボンブラック（商品名：Ｔｈｅｒｍａｘ Ｆｌｏｆｏｒｍ Ｎ９９０；ＣＡＮＣＡＲＢ社製））：３０質量部。
【００７６】
クロスヘッドに接続した押出成形機（商品名：ケムロック４５９Ｘ；ロード社製）を用いて上記のペレットを熔融押出しし、プライマー処理を施した導電性軸芯体（ＳＵＭ製、直径６ｍｍ、長さ２４０ｍｍ）の外周面上に弾性層を形成した。両端部の弾性層を切断して取り除き、両端部に軸受部を設けた。これにより、軸芯体方向の弾性層部の長さを２３２ｍｍとした後、該弾性層部を回転砥石で研磨し、直径１２ｍｍ、厚みが３．０ｍｍの弾性層を有するローラ基体を得た。
【００７７】
得られたローラ基体の弾性層の厚み、弾性層の引張弾性率および線膨張率を前記方法にて測定した。測定結果を表１に示す。
【００７８】
（被膜の作製）
図１に示した構成の高周波プラズマＣＶＤ装置を用意した。平板電極３０１及び３０３は、長さ（図１において左右方向の長さ）が３００ｍｍ、幅２０ｍｍの長方形のステンレス（ＳＵＳ３１６）製とした。これらの平板電極は、互いの間隔が１１２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置した。次いで、上記の方法で得られたローラ基体を、平板電極３０１と３０３との間に配置した。ここで、該ローラ基体の回転軸と該平板電極の表面とが平行となるように、かつ、該ローラ基体の被処理面と平板電極３０１との距離（電力印加側の電極表面とローラ基体処理面との最短距離）が５０ｍｍとなるように配置した。その後、真空ポンプを用いて該チャンバー内を１．０Ｐａまで減圧した。次いで、ヘキサメチルジシロキサン蒸気１．０ｓｃｃｍ、酸素１．５ｓｃｃｍ及びアルゴンガス２２．５ｓｃｃｍの混合ガスをチャンバー内に導入した。ここで「ｓｃｃｍ」は、前記原料ガスが温度０℃、１気圧のときの毎分あたりの体積流量を表す（体積の単位はｃｍ3）。チャンバー内の反応ガスの圧力は、２５．３Ｐａになるように調整した。
【００７９】
チャンバー内の圧力が一定になった後、高周波電源により周波数１３．５６ＭＨｚ、１２０ｗの電力を、平板電極３０１に印加し、出力１Ｗ／ｃｍ2の電力を投じて、平板電極３０１及び３０３の間にプラズマを発生させた。チャンバー内に設置したローラ基体は被処理面の周速が３０ｍｍ／秒となるように回転させて、３分間処理を行った。処理が終了後、電力印加を停止し、チャンバー内に大気圧になるまで空気を導入し被膜が形成された現像ローラを取り出した。この現像ローラについて、上記した各種の評価を行った。
【００８０】
また、本実施例にかかる現像ローラの被膜表面の元素の原子数比Ｏ／Ｓｉ及びＣ／Ｓｉを上記成分分析により求めたところ、それぞれ１．５６及び０．３２であり、被膜はＳｉＯｘであった。また、被膜の厚みは１０００ｎｍであった。被膜の成膜条件を表２に示す。また、得られた弾性ローラの評価結果を表３に示す。
【００８１】
［実施例２］
導電剤の使用量を５０質量部とし、さらに、充填剤としてタルクを５０質量部使用した。それ以外は、実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを作製した。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。なお、被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８２】
［実施例３］
プロセスオイルの使用量を１００質量部とした。それ以外は、実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを作製した。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。なお、被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８３】
［実施例４］
実施例１と同様にしてローラ基体を作製した。原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン蒸気をトルエン蒸気に変え、アルゴンガスの導入量を２４．０ｓｃｃｍに変えて被膜をＤＬＣ被膜とした。それ以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。なお、被膜の厚みは１０２０ｎｍであった。
【００８４】
［実施例５］
下記の弾性層の原材料を１０リットルニーダーで混練した後に、これに上記加硫促進剤及び加硫剤を添加して２本ロールを用いて混練し、ゴム組成物とした。
・ゴム（ＮＢＲ（商品名：Ｎ２３５Ｓ；ＪＳＲ社製；アクリロニトリル３６ｗｔ％））：１００質量部、
・導電剤（ＭＴカーボンブラック（商品名：Ｔｈｅｒｍａｘ Ｆｌｏｆｏｒｍ Ｎ９９０；ＣＡＮＣＡＲＢ社製））：５０質量部、
・充填剤（酸化亜鉛）：５質量部、
・加工助剤（ステアリン酸）：１質量部、
・加硫剤（硫黄）：１質量部、
・加硫促進剤（メルカプトベンゾチアゾール）：１質量部。
【００８５】
このゴム組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８６】
［実施例６］
熱可塑性樹脂をエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶ１７０（商品名、三井デュポンポリケミカル社製））（表１中においてＥＶＡと表示した）に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８７】
［実施例７］
導電性軸芯体を直径１１．０ｍｍの導電性軸芯体に変え、弾性層の厚みを０．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８８】
［実施例８］
導電性軸芯体を直径２．０ｍｍの導電性軸芯体に変え、弾性層の厚みを５．０ｍｍとした以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８９】
［実施例９］
プロセスオイルの使用量を１５０質量部、導電剤の使用量を１０質量部に変えた以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９０】
［実施例１０］
熱可塑性樹脂を動的架橋熱可塑性樹脂（ＴＰＶと表す）（サントプレーン８２１１−８７（商品名）、エーイーエスジャパン社製）に変え、また、プロセスオイルの使用量を０質量部に変えた以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製した。そして、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９１】
［実施例１１］
真空チャンバー内の反応ガスの圧力を１３．３Ｐａに変えた以外は実施例１と同様にして、現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは８００ｎｍであった。
【００９２】
［実施例１２］
真空チャンバー内の反応ガスの圧力を６６６．６Ｐａに変えた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１１００ｎｍであった。
【００９３】
［実施例１３］
ローラ基体の被処理面の周速を６．０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９４】
［実施例１４］
ローラ基体の被処理面の周速を１７０．０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９５】
［実施例１５］
出力を０．３Ｗ／ｃｍ2となるように調整した以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは８００ｎｍであった。
【００９６】
［実施例１６］
出力を２．０ｗ／ｃｍ2となるように調整した以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１１００ｎｍであった。
【００９７】
［実施例１７］
平板電極の間隔が５２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を２０ｍｍに変えた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１１００ｎｍであった。
【００９８】
［実施例１８］
平板電極の間隔が２１２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を１００ｍｍとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは８００ｎｍであった。
【００９９】
［比較例１］
反応ガスの圧力を６．６６Ｐａとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは７００ｎｍであった。
【０１００】
［比較例２］
反応ガスの圧力を７３３．３Ｐａに変えた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１５００ｎｍであった。
【０１０１】
［比較例３］
ローラ基体の被処理面の周速を５．０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【０１０２】
［比較例４］
ローラ基体の被処理面の周速を１８０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【０１０３】
［比較例５］
出力を０．２ｗ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは６００ｎｍであった。
【０１０４】
［比較例６］
出力を２．５ｗ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１５００ｎｍであった。
【０１０５】
［比較例７］
平板電極の間隔が４２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を１５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１３００ｎｍであった。
【０１０６】
［比較例８］
平板電極の間隔が２３２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を１１０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは６００ｎｍであった。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
【表２】
【０１０９】
【表３】
【０１１０】
次に、上記実施例１〜１８に係る現像ローラを用いて以下の評価を行った。結果を表４に示す。
【０１１１】
［トナー劣化］
各実施例にて得られた現像ローラの各々を組み込んだ電子写真プロセスカートリッジ（商品名：ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ；キヤノン株式会社製）を作製した。この電子写真プロセスカートリッジをカラーレーザープリンター（商品名：サテラＬＢＰ５４００；キヤノン株式会社製）に搭載した。温度３０℃、相対湿度８０％の高温、高湿条件下で、Ａ４サイズの用紙（商品名：キヤノンカラーレーザーコピアペーパー；坪量８１．４ｇ／ｍ2、厚さ９２μｍ、白色度９２％）へ２０ｐｐｍの印刷速度で１％印字物の画像を連続して３５００枚印刷した。それに引き続いて全白画像を１枚印刷し、当該全白画像についてカブリの有無を目視で検査した。得られた結果に基づき、下記の基準でトナー劣化を評価した。
５：肉眼ではトナー劣化によるカブリを確認できなかった。
４：トナー劣化によるカブリが少なく画像上問題がないもの。
３：トナー劣化によるカブリが確認されるが実用可能なレベル。
２：トナー劣化によるカブリが確認され、実用上問題があるもの。
１：ひどいカブリが確認されトナー劣化が大きいもの。
【０１１２】
［セット性］
本実施例にて得られた現像ローラを電子写真プロセスカートリッジ（ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ（商品名、キヤノン株式会社製））に組み込んだ。これを、過酷高温／高湿環境の恒温槽内（温度４０℃、相対湿度９５％）で３０日放置した。この後に、温度２０℃、相対湿度５０％の環境へ移動し一日放置し、この電子写真プロセスカートリッジをカラーレーザープリンターＬＢＰ５４００（商品名、キヤノン社製）本体に搭載しハーフトーン画像を印刷した。得られた画像を目視で検査し、圧接跡の画像への影響を下記の基準に基づき評価した。尚、ハーフトーン画像は濃度計（商品名：マクベスカラーチェッカーＲＤ−１２５５；マクベス株式会社製）を用いた測定による濃度が０．７である画像を使用した。
５：圧接跡の画像不良無し。
４：圧接跡の画像不良が極めて薄く見受けられるが画像に影響なし。
３：圧接跡が薄く見られるが、実用上問題とならない程度の画像不良がある。
２：圧接跡が見られ、画像不良が見受けられ実用上問題がある。
１：圧接跡による画像に明らかな問題があり、実用できない。
【０１１３】
［画像評価］
本実施例にて得られた現像ローラを電子写真プロセスカートリッジ（ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ（商品名、キヤノン株式会社製））に組み込んだ。これを、カラーレーザープリンターＬＢＰ５４００（商品名、キヤノン社製）本体に搭載し、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で、非磁性一成分ブラックトナーで上記と同じハーフトーン画像を１００枚出力した。得られた画像を目視にて検査し画像不良の有無を総合的に確認し実用性の判断を行い下記基準に基づき画像評価を行った。尚、ハーフトーン画像は濃度計マクベスカラーチェッカーＲＤ−１２５５（商品名、マクベス株式会社製を用いた測定による濃度が０．７である画像を使用した。）
５：画像不良無し。
４：画像不良がほぼ見られない。
３：実用上問題とならない程度の画像不良がある。
２：画像不良が見受けられ実用上問題がある。
１：画像に明らかな問題があり、実用できない。
【０１１４】
［染み出し］
本実施例にて得られた現像ローラを、温度４０℃、相対湿度９５％の環境試験機内に１ヶ月放置した後に、目視にて現像ローラ表面の染み出しを検査した。さらに該現像ローラを電子写真プロセスカートリッジ（商品名：ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ；キヤノン株式会社製）に組み込んだ。これを、カラーレーザープリンター（商品名：ＬＢＰ５４００；キヤノン社製）の本体に装着し、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下にて上記と同じハーフトーン画像を出力し、画像を目視にて検査し画像への影響を確認し以下の基準にて染み出しを評価した。尚、ハーフトーン画像は濃度計マクベスカラーチェッカーＲＤ−１２５５（商品名、マクベス株式会社製を用いた測定による濃度が０．７である画像を使用した。）
５：現像ローラ表面に染み出しが無く、画像への影響も無い。
４：現像ローラ表面に僅かに染み出しがみられるが画像上何ら問題はない。
３：現像ローラ表面に染み出しがみられ、画像上にわずかに画像損失が見られるが実用上問題ない。
２：現像ローラ表面に染み出しがみられ、画像上に画像損失がみられ、実用上問題がある。
１：染み出しが非常に多く、実用不可。
【０１１５】
【表４】
【０１１６】
これらの結果から、実施例１〜１８に係るローラ部材の被膜が、現像ローラとしての実使用に十分に耐え得る性能を有していることが分った。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明における高周波プラズマＣＶＤ装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明により製造される現像ローラの一例の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明により製造される現像ローラを備えた電子写真画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明により製造される現像ローラを備えた電子写真プロセスカートリッジの一例の概略構成を示す断面図である。
【図５】ローラ基体の弾性層から切り出した引張弾性率及び線膨張率の測定に用いる被験試料の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 原料ガス供給部
２ 希ガス供給部
３０１、３０３ 平板電極
４ 高周波電源
５ 減圧装置
６ 回転装置
７ 真空チャンバー
８ ローラ基体
９ 導電性軸芯体
１０ 弾性層
１１ 被膜
１２ 感光ドラム
１３ 現像ローラ
１４ トナー塗布部材
１５ トナー
１６ 規制ブレード
１７ 現像装置
１８ レーザー光
１９ 帯電部材
２０ 廃トナー容器
２１ クリーニングブレード
２２ 定着装置
２３ 駆動ローラ
２４ 転写ローラ
２５ バイアス電源
２６ テンションローラ
２７ 転写搬送ベルト
２８ 従動ローラ
２９ 紙
３０ 給紙ローラ
３１ 吸着ローラ
３２ 引張弾性率測定用被験試料
３３ 線膨張率測定用被験試料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置において用いられるトナーを担持する現像ローラなどに用いられる電子写真用ローラ部材（以降、単に「ローラ部材」ともいう）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザープリンター等の電子写真画像形成装置は現像ローラを具備している。
【０００３】
電子写真画像形成装置においては、非磁性一成分接触現像方式、磁性一成分非接触現像方式が広く使用されている。非磁性一成分接触現像方式とは、非磁性トナーを現像ローラ上に弾性ブレード等でコーティングし、現像ローラと感光ドラムが接触した状態で、電圧を印加し、トナーを感光ドラム上の静電潜像に転移させて現像を行う方式である。磁性一成分非接触現像方式とは、磁性トナーを内部のマグネットの磁気力によって現像ローラ上に拘束し、そのトナーの量を規制手段で調整し、現像ローラと感光ドラムが非接触の状態で、電圧を印加し、トナーを感光ドラムに飛翔させて現像を行う方式である。
【０００４】
たとえば、非磁性一成分接触現像方式においては、感光ドラムに当接して回転する現像ローラの表面に非磁性トナーを担持させて非磁性トナーを現像領域に搬送する。そして、当接部において、静電潜像のパターンにしたがって非磁性トナーが現像ローラから感光ドラムに移る。感光ドラムが一般的な円柱状のドラムである場合、現像ローラとしては、感光ドラムとの間で安定した当接幅を確保するために、通常、芯金の外周面上に導電性弾性層を成形した導電性ゴムローラが用いられる。
【０００５】
そして、このような導電性ゴムローラには、弾性層の磨耗を防止し、現像ローラの表面にトナーが固着し、フィルミングが発生することを防止するために、弾性層の上に更に単層または複層の被膜を形成することが広く知られている。この被膜を形成する方法の一つとして特許文献１では、ディップコートにより被覆層を形成してなる、寸法精度の良好な現像ローラを開示している。
【０００６】
しかし、塗工法によって被膜を形成する場合、通常、塗膜の乾燥、硬化工程が必要となる。また、硬化工程において加熱を必要とする場合、弾性層の材料にも耐熱性が求められる。このため、弾性層の材料が制約されてしまうことがある。また、溶剤が使用される場合、使用後の溶剤の処理に手間がかかることがある。
【０００７】
一方、特許文献２は、比抵抗１０4Ω・ｃｍ以上、１０12Ω・ｃｍ以下のセラミックで形成された半導電層をプラズマ溶射により形成し、さらに封孔処理をした被膜を表面に有するトナー担持体を開示している。また、特許文献３は、プラズマを形成してコーティングされた０．１μｍ乃至５．０μｍの、プラズマＣＶＤ法等で形成してなるセラミックコーティング層を有するトナー保持体を開示している。
【０００８】
しかし、特許文献２及び特許文献３は、いずれもステンレスやアルミニウムなどの基体上に被膜を形成することを開示しており、弾性層の表面に被膜を形成することを開示も示唆もしていない。
【特許文献１】特開２００７−１０７６４号公報
【特許文献２】特開平０１−２５７９７０号公報
【特許文献３】特開平０１−１４４０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の電子写真画像形成装置の高精細化及び高速化に対して、電子写真用ローラ部材の性能にも、より高度なものが要求されるようになってきている。特に、真円度などの寸法精度についてはより一層の向上が求められている。したがって、本発明の目的は、寸法精度の高い電子写真用ローラ部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的に鑑み、本発明者等は、被膜の形成方法として、プラズマＣＶＤ法により、弾性層上に被膜を形成することについて検討を重ねた。その結果、弾性層上にプラズマＣＶＤ法により被覆層を形成し、寸法精度の高い電子写真用ローラル部材を得るために好適な製膜条件を見出すに至った。
【００１１】
本発明にかかる電子写真用ローラ部材の製造方法は、導電性軸芯体と、その外周面に形成した厚さが０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であり、引張弾性率が１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下の弾性層とを有するローラ基体の該弾性層の外周面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程を有する電子写真用ローラ部材の製造方法であって、該工程は、
（１）チャンバー内の一組の平行に配置した第１及び第２の平板電極の間に、前記弾性層の表面と前記各平板電極との距離がそれぞれ２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下となるように配置する工程と、
（２）前記チャンバー内に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する工程と、
（３）前記原料ガスを導入したチャンバー内で前記ローラ基体を、該弾性層の表面の周速が６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力を前記第１の平板電極に印加して該チャンバー内にプラズマを発生させ、前記弾性層の表面に被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、真円度が高く、寸法安定性に優れ、また被膜のムラが少ない現像ローラ等に用いることのできる高品質な電子写真用ローラ部材を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明にかかる電子写真用ローラ部材の一例としての現像ローラの製造方法を例にとって詳細に説明する。
【００１４】
本発明にかかる現像ローラの軸に直交する方向の概略断面図を図２に示す。図２に示したとおり、本発明に係る電子写真用ローラ部材は、導電性軸芯体９と、その外周面に設けられた弾性層１０と、該弾性層１０の外周面上にプラズマＣＶＤ法によって形成してなる被膜１１とを具備している。
【００１５】
該弾性層１０はの厚さは０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であり、引張弾性率が１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下とする。
【００１６】
本発明において、導電性軸芯体９の外周面上に弾性層１０を設ける方法は、特に限定されず、従来から知られている押出成形法、射出成形法、注型法などの方法によって設けることができる。
【００１７】
弾性層の層構成は、本発明に記載された特徴を有すれば、特に限定されず、単層の構成としてもよいし、２層以上の構成としてもよい。
【００１８】
本発明に使用される導電性軸芯体９としては、従来よりこの種の現像ローラに用いられているものが使用可能である。
【００１９】
導電性軸芯体９を構成する材料の具体例としては例えば以下のものが挙げられる。銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、又はこれらの金属を含む合金鋼（ステンレス（ＳＵＳ、ＳＵＭなど）、ジュラルミン、真鍮又は青銅など）。カーボンブラックや炭素繊維を配合した樹脂等。ここで、合金鋼としては、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／又はＶを添加した窒化用鋼などが挙げられる。これらのなかでは、強度の観点から、金属製のものが好ましい。更に防錆対策として導電性軸芯体にめっきや酸化処理を施すことができる。導電性軸芯体９の形状としては、例えば棒状体又はパイプ状体のものが使用できる。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。この導電性軸芯の外径は、通常、４ｍｍから２０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２０】
前記弾性層１０は、０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下の厚みを有する。厚さを上記範囲内とした場合、弾性層成形における制御が容易であり、現像ローラの寸法精度の向上に有利である。弾性層の厚みは、ローラ基体の半径から導電性軸芯体９の半径を差し引いて求めることができる。弾性層１０の厚さは三次元座標測定機（商品名：ザイザックスＲＶＦ６００Ａ；株式会社東京精密製）等を用いて測定することができる。
【００２１】
また、弾性層１０は、１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下の引張弾性率を有する必要がある。弾性層の引張弾性率を上記数値範囲内とした場合、接触現像の際の現像ローラの過度の変形を抑制できる。また、トナーに対する機械的なストレスが過度となることがない。そのため、現像ローラ表面へのトナーの融着を抑制でき、トナー表面から外添剤が脱離するなどのトナーの経時的劣化を抑制できる。
【００２２】
弾性層１０の引張弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に記載の方法により測定することができる。具体的には、引張試験機のチャックへ前記ローラ基体の弾性層からサンプリングした被験試料を取り付け、チャック間の長さ８０ｍｍ、測定速度２０ｍｍ／ｍｉｎの条件で、測定環境を温度２０℃、相対湿度５０％で引張試験を行い測定することができる。本発明においては、ローラ基体の弾性層から切り出した図５（ａ）に示す形状を有する長さ１００ｍｍ、ローラ半周分の弾性層を被験試料３２として用いることができる。引張試験機としては、例えば、テンシロンＲＴＣ−１２５０Ａ（商品名、オリエンテック社製）を使用することができる。
【００２３】
さらに、弾性層１０は、線膨張率が０．５×１０-4／℃以上、５．０×１０-4／℃以下であるものが好ましい。線膨張率が０．５×１０-4／℃以上の場合、現像ローラの摺擦力が好ましい範囲となり、外添剤のトナーからの遊離、ワックスの漏出を防ぐことができる。これによりトナーの劣化や、画像形成時のカブリの発生を防ぐことができる。また、線膨張率が５．０×１０-4／℃以下であると使用環境による現像ローラの寸法変化が小さく、画像不良の発生を抑制することができる。すなわち、弾性層の線膨張率が０．５×１０-4／℃以上、５．０×１０-4／℃以下であることによって、より画像形成性に優れた現像ローラを製造することができる。
【００２４】
弾性層１０の線膨張率は、たとえば、熱機械分析装置を用いて測定することができる。具体的には、熱機械分析装置へ前記ローラ基体の弾性層からサンプリングした被験試料を取り付け、窒素雰囲気下に昇温速度５℃／ｍｉｎで２３℃から５０℃まで昇温し、得られた熱線膨張曲線から線膨張率を求めることができる。本発明においては、ローラ基体の弾性層から切り出した図５（ｂ）に示す形状を有する長さ２０ｍｍの弾性層を被験試料３３として用いた。熱機械分析装置としては、例えば、ＴＭＡ−６０（商品名、島津製作所製）を使用することができる。
【００２５】
本発明における弾性層に使用される材料は、特に限定されるものではないが、通常、熱可塑性樹脂やゴムが好ましい。
【００２６】
熱可塑性樹脂の具体例を以下に列挙する。ポリエチレン系樹脂（低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂など）、ポリプロピレン系樹脂、アクリロニトリルーブタジエンースチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂（ポリアミド６、ポリアミド６６、ＭＸＤ６など）、ポリオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなど。これらの熱可塑性樹脂は、単独でまたは２以上を組み合わせて用いてよい。
【００２７】
ゴムの具体例を以下に列挙する。スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エピクロロヒドリンゴム、イソプレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、アクリルゴム、天然ゴム、フッ素ゴムなど。これらのゴムは、単独でまたは２以上を組み合わせて用いてよい。
【００２８】
熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂組成物は、ゴムに比較して添加剤が少ないため、弾性層としたときの当該弾性層からの低分子量物質の滲み出しが少ないため、弾性層１０の構成材料としてはより好適である。特に、動的架橋熱可塑性樹脂組成物から形成されてなる弾性層は優れたセット性を示すため好ましい。弾性層がセット性に優れると、現像ローラは、感光ドラムや規制ブレードとの当接部に凹みなどの圧縮永久歪を生じにくく、長期にわたり使用が停止されても画像に影響を及ぼすことがない。動的架橋熱可塑性樹脂とは、熱可塑性樹脂マトリックス中に架橋したゴム成分を微分散させた樹脂である。具体例としては以下のものを挙げることができる。
・ポリプロピレン中にＥＰＤＭやＥＰＲのオレフィン系ゴムの架橋粒子を微分散させたもの；
・スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）やスチレン−エチレンープロピレンースチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレンーイソプレンースチレン共重合体（ＳＩＳ）などのスチレン系ゴムの架橋粒子を微分散させたもの。
【００２９】
さらに、弾性層１０には必要に応じて導電剤、充填剤、増量剤、酸化防止剤、老化防止剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進剤、又はスコーチ防止剤等の公知の各種添加剤を添加しすることができる。
【００３０】
たとえば、導電剤としては以下のものが挙げられる。
【００３１】
Ａ：周期律表第１族金属の塩（ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＮａＣｌＯ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢＦ4、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌなど）；
Ｂ：アンモニウム塩（ＮＨ4Ｃｌ、ＮＨ4ＳＯ4、ＮＨ4ＮＯ3など）；
Ｃ：周期律表第２族金属の塩（Ｃａ（ＣｌＯ4）2、Ｂａ（ＣｌＯ4）2など）；
Ｄ：これらＡ〜Ｃの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など）やそれらの誘導体との錯体；
Ｅ：これらＡ〜Ｃの塩とモノオール（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など）との錯体；
Ｆ：陽イオン性界面活性剤（第四級アンモニウム塩など）；
Ｇ：陰イオン性界面活性剤（脂肪族スルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩など）；
Ｈ：両性界面活性剤（ベタインなど）；
Ｉ：適当な粒子の表面に金属（アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムなど）を電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体やカーボンブラック系の導電剤など。カーボンブラック系の導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ系カーボンブラック、ピッチ系カーボンブラック、又はカーボンナノチューブが挙げられる。
【００３２】
これらの導電剤の中でも特に前記カーボンブラック系の導電剤が、性能、品質、コストの面から好適である。
【００３３】
充填剤又は増量剤の具体例を以下に列挙する。シリカ、石英微粉末、ケイソウ土、酸化亜鉛、塩基性炭酸マグネシウム、活性炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化チタン、タルク、雲母粉末、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラス繊維、有機補強剤、有機充填剤など。これらの充填剤の表面を有機珪素化合物等で処理して疎水化してもよい。またこれらになんら限定されるものではなく公知の物が使用可能である。
【００３４】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、又は硫黄系酸化防止剤などの高分子化合物に対して使用される公知の材料が使用できる。
【００３５】
加工助剤としては公知の材料が使用可能である。ステアリン酸やオレイン酸などの脂肪酸、あるいは脂肪酸の金属塩やエステル等が挙げられる。
【００３６】
前記ローラ基体の外周面上に被膜を形成する前に、被膜の弾性層からの剥離が生じないように密着性を向上させるため、弾性層の外周面上をコロナ処理、フレーム処理、エキシマＵＶ処理等の公知の表面改質方法にて改質してもよい。
【００３７】
次に、前記ローラ基体の弾性層の表面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程について図１に基づいて説明する。
【００３８】
＜＜工程（１）＞＞
先ず、高周波プラズマＣＶＤ装置を用意する。この高周波プラズマＣＶＤ装置は、図１に示した通り、チャンバー７を備える。チャンバー７には、原料ガス供給部１、希ガス供給部２、一組の平板電極（第１の平板電極３０１、第２の平板電極３０３）、第１の平板電極３０１に接続された高周波電源４、減圧装置５、回転装置６が取り付けられている。第１及び第２の平板電極３０１、３０３は互いに平行に配置されている。平板電極３０１、３０３の形状は、特に限定されないが、通常、長方形が好ましい。これら平板電極の間には、回転装置６に接続した状態でローラ基体８が取り付けられる。ローラ基体８は、通常、その回転軸を、平板電極の電極の間の中央位置に、また、平板電極の表面と平行に配置することが好ましい。また、複数の基体を配置する場合は、平板電極と各基体の距離がそれぞれ等しくなる様に配置することが好ましい。前記の平板電極の一方には高周波電源４が接続されている。前記一組の平板電極には必要に応じて水、空気、液体窒素などを使用した冷却手段を設けても良い。
【００３９】
上記、高周波プラズマＣＶＤ装置で使用する高周波電源の周波数はプラズマ放電が可能であれば、特に限定されないが、０．１ＫＨｚ〜５．０ＧＨｚ、特には１３．５６ＭＨｚ〜１０８ＭＨｚの範囲の周波数とすることが好ましい。この範囲内であると、チャンバー内で発生するプラズマの状態が安定するため、より均一な被膜を形成することができる。
【００４０】
次いで、平板電極３０１及び平板電極３０３の間にローラ基体８を回転可能に配置する。このとき、電力が印加される第１の平板電極３０１とローラ基体８の弾性層の表面との距離を２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下とする。この距離が２０ｍｍよりも小さいと被膜が不均一となることがあり、１００ｍｍよりも大きいと被膜の形成性が低下し、染み出しなどが発生する場合がある。
【００４１】
＜＜工程（２）＞＞
チャンバー７の内部に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する。原料ガスの圧力を上記の範囲内とすることにより、他の条件との関連において、チャンバー内でプラズマが安定に発生する。その結果、均一な被膜を弾性層上に形成することができる。
【００４２】
＜＜工程（３）＞＞
ローラ基体８の被処理面（被膜が形成される面）の周速が６ｍｍ／秒以上、１７０ｍｍ／秒以下となるようにローラ基体を回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力を第１の平板電極３０１に印加する。そしてチャンバー７の内部にプラズマを発生させて弾性層１０の表面に被膜を形成する。
【００４３】
このように、本発明における被膜の形成は、所謂、高周波プラズマＣＶＤ（気相成長）法により行われる。高周波プラズマＣＶＤ法とは、原料ガスを高周波によってプラズマ化することで原料ガスをラジカル化し、該ラジカルを反応させて安定化し、処理面上に反応生成物からなる被膜を堆積させるプロセスを有する方法である。
【００４４】
原料ガスのプラズマ化は、グロー放電によって実現される。このグロー放電の方式によって、直流グロー放電を利用する方法、高周波グロー放電を利用する方法、マイクロ波放電を利用する方法などが知られている。本発明は高周波グロー放電を利用するものである。プラズマＣＶＤ法は、高速電子による原料ガスの分解を利用するため、生成エネルギーの大きな原料ガスを解離することができる。生成したプラズマは、電子温度とガス温度が異なる熱的非平衡状態にあり、ローラ基体の処理面の温度が低くても比較的均一な被膜を形成することができるという利点を有する。
【００４５】
本発明における平板電極の単位面積あたりの出力は０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下である。この出力が０．３Ｗ／ｃｍ2よりも小さいとプラズマ状態が不安定となり、被膜にムラが生じ、を引き起こす恐れがある。一方、この出力が２．０Ｗ／ｃｍ2よりも大きいとローラ基体表面への損傷が発生し変形が生じてしまい、寸法の安定性、外径の精度が低下することがある。なお、本発明における電極の面積とは平行におかれた平板電極一組の合計面積を意味する。本発明における一組の電極は、両者が同一の面積であることが好ましい。
【００４６】
本発明におけるローラ基体に被膜を形成する際の処理面の周速は６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように、ローラ基体を回転する。処理面の周速が６ｍｍ／ｓよりも小さいと被膜の厚みが不均一となり、１７０ｍｍ／ｓよりも大きいと弾性層外周への慣性が大きくなることにより、ローラ基体が変形し、寸法安定性や外径の精度が低減することがある。
【００４７】
上記高周波プラズマＣＶＤ装置で使用する原料ガスとしては、例えば以下のものが挙げられる。ガス化し得る水素化硅素（シラン類）（ＳｉＨ4等）；ハロゲンで置換されたシラン誘導体（ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨ2Ｆ2等）；ハロゲン化硅素（ＳｉＦ4、Ｓｉ2Ｆ6、ＳｉＣ１4、ＳｉＢｒ4等）；シロキサン類（ヘキサメチルジシロキサン等）；ボラン類（Ｂ2Ｈ6等）；ハロゲンガス（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等）；ハロゲン化合物（ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ5、ＢｒＦ5、ＩＢｒ等）；水素ガス；ハロゲン化水素（ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ等）；ガス状態の又はガス化しうる炭化水素化合物（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6等）；ハロゲン化物（ＣＦ4等）等。
【００４８】
本発明における被膜はこれらの原料ガスを使用して製膜される被膜である。好ましい被膜としては、ＳｉＯｘを主成分とするもの、ダイヤモンドライクカーボン（Ｄｉａｍｏｎｄ ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ（ＤＬＣと表すことがある））からなるもの、パーフルオロ系高分子などの含フッ素被膜などが挙げられる。
【００４９】
ここでＳｉＯｘからなる被膜とは、以下の条件を満たす被膜を指す：
・Ｏ―Ｓｉ―Ｏを主骨格とすること；
・表面分析により全元素におけるＳｉとＯの占める割合が６０％以上であること；
・さらにはＳｉ−Ｏ、及びＳｉ―Ｃの化学結合を有し、かつＳｉとＯの存在比率のＯ／Ｓｉが１．００以上、１．９５以下、ＳｉとＣの存在比率のＣ／Ｓｉが０．０５以上、１．００以下であること。
【００５０】
ＤＬＣは、高硬度、電気絶縁性、赤外線透過性などを持つカーボンの総称である。具体的には、炭素を主骨格とし、かつ若干の水素を含有し，ダイヤモンド結合（ＳＰ3結合）とグラファイト結合（ＳＰ2結合）の両方の結合が混在しているアモルファス構造のカーボンを意味する。
【００５１】
被膜の厚みとしては、弾性層を磨耗から保護し、弾性層からの染み出しを低減する観点から１５ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下が好ましく、染み出し防止性の観点からさらに好ましくは３００ｎｍ以上、３０００ｎｍ以下である。被膜の厚みを１５ｎｍ以上とすると被膜が十分に形成され、容易に均一な被膜を形成することができる。また、厚みを５０００ｎｍ以下とすると被膜形成時間が短縮され生産性が向上し、被膜の剛性が好適な範囲となる。
【００５２】
以上のような材料、導電性物質を使用して製造された現像ローラは、体積抵抗率が、１×１０4Ω・ｃｍ以上、１×１０14Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。現像ローラの体積抵抗率を１×１０4Ω・ｃｍ以上とすると電流のリークに起因する画像不良を容易に防ぐことができる。また、体積抵抗率を１×１０14Ω・ｃｍ以上とするとベタ画像の濃度不足などの画像不良の発生を抑えることができる。
【００５３】
次に上記本発明の製造方法によって得られた現像ローラを有する電子写真画像形成装置及び電子写真プロセスカートリッジについて図３を用いて説明する。図３は、本発明の製造方法によって得られた現像ローラを有する電子写真画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【００５４】
上記電子写真画像形成装置においては、潜像担持体としての感光ドラム１２が矢印方向に回転し、感光ドラム１２を帯電処理するための帯電部材１９によって一様に帯電される。そして、感光ドラム１２に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光１８により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム１２に対して接触配置される現像装置１７によってトナー１５を付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
【００５５】
現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム１２上のトナー像は、転写部材である転写ローラ２４によって記録媒体である紙２９に転写される。トナー像を転写された紙２９は、定着装置２２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。
【００５６】
一方、転写されずに感光ドラム１２上に残存した転写残トナーは、感光ドラム１２表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード２１により掻き取られ廃トナー容器２０に収納される。クリーニングされた感光ドラム１２は上述作用を繰り返し行う。
【００５７】
現像装置１７は、一成分トナーとして非磁性トナー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１２と対向設置されたトナー担持体としての現像ローラ１３とを備えている。図３に示した電子写真画像形成装置においては、この現像ローラ１３により感光ドラム１２上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。なお、図３において、２７は、紙２９を搬送するための転写搬送ベルトである。２３、２６及び２８は各々、転写搬送ベルト２７の回動に用いられる駆動ローラ、テンションローラ及び従動ローラである。２５は、バイアス電源である。更に３０は、不図示の給紙カセットから紙２９を給紙する給紙ローラである。また、３１は、給紙ローラ３０により給紙された紙２９を吸着して転写搬送ベルト２７に担持させるための吸着ローラである。
【００５８】
図４は、本発明の製造方法によって得られた現像ローラを有する電子写真プロセスカートリッジの一例の概略構成を示す断面図である。図４に示した電子写真プロセスカートリッジは、現像ローラ１３と規制ブレード１６とを備えた現像装置１７を有している。かつ、少なくともトナー塗布部材１４と帯電部材１９とを有しており、これらが一体的に保持されてなるものであり、電子写真画像形成装置に着脱可能に設けられる。
【００５９】
トナー塗布部材１４の構造としては、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１３へのトナー供給およ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トナー塗布部材１４として用いることができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００６１】
本実施例において得られたローラ基体の弾性層の厚み、弾性層の引張弾性率および線膨張率の測定並びに本実施例において得られた現像ローラの被膜の厚みの測定、被膜形成性、寸法安定性及び被膜表面の成分分析は次のようにして行った。
【００６２】
＜弾性層の厚み＞
本実施例におけるロ−ラ基体の弾性層の厚みは、次のようにして測定した。
【００６３】
ザイザックスＲＶＦ６００Ａ（商品名、東京精密社製）にてローラ基体と導電性軸芯体の半径差を弾性層の厚みとして測定した。
【００６４】
＜弾性層の引張弾性率＞
本実施例におけるローラ基体の弾性層の引張弾性率は、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に記載の方法に準じて測定した。引張試験機はテンシロンＲＴＣ−１２５０Ａ（商品名、オリエンテック社製）を使用した。本実施例にて得られたローラ基体から、図５（ａ）に示す形状を有する長さ１００ｍｍ、ローラ半周分の弾性層をサンプリングして被験試料とした。被験試料の両端各１０ｍｍを上記引張試験機のチャックへ取り付けた。チャック間の長さ８０ｍｍ、測定速度２０ｍｍ／分の条件で、測定環境を温度２０℃、相対湿度５０％とし引張弾性率を求めた。５回の測定を行い、得られた引張弾性率の平均値を弾性層の引張弾性率とした。
【００６５】
＜弾性層の線膨張率＞
本実施例にて得られたローラ基体の弾性層の線膨張率は次のようにして測定した。
【００６６】
本実施例にて得られたローラ基体から、図５（ｂ）に示す形状を有する長さ２０ｍｍ、ローラ全周分の弾性層を繰り抜き取って被験試料とした。この被験試料を熱機械分析装置ＴＭＡ−６０（商品名、島津製作所製）に取り付け、窒素雰囲気下に昇温速度５℃／ｍｉｎで２３℃から５０℃まで昇温し、得られた熱線膨張曲線から線膨張率を求めた。なお、測定は５回行い、その平均値を弾性層の線膨張率とした。
【００６７】
＜被膜の厚み・被膜形成性＞
本実施例にて得られた現像ローラの被膜の厚みは次のようにして測定した。
【００６８】
本実施例にて得られた現像ローラの被膜の厚みは、薄膜測定装置Ｆ２０−ＥＸＲ（商品名、ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ社製）にて測定した。現像ローラの長手方向で等分された３箇所、周方向で等分された３箇所、合計９箇所における被膜の厚みを、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で測定し、得られた値の平均値を被膜の厚みとした。また、被膜の形成状態をデジタルマイクロスコープＶＨＸ−５００（商品名、キーエンス社製）にて観察し、被覆状態を観察し、被覆面積を求め、被膜の形成性は以下の基準にて評価した。
５：被膜が形成されており、膜厚のバラツキは最大値／最小値が１０％以下である。
４：被膜が形成されており、膜厚のバラツキは最大値／最小値が２０％以下である。
３：被膜が形成されており、膜厚のバラツキは最大値／最小値が３０％以下である。
２：被膜が形成されているが、被膜が平滑ではなく凹凸があり、膜厚のバラツキは最大値／最小値が３０％よりも大きい。
１：被膜が形成されておらず、現像ローラの表面積の１０％以上の範囲は膜で覆われていない。
【００６９】
＜被膜表面の成分分析＞
本実施例にて得られた現像ローラの被膜表面の成分分析は、Ｘ線光電子分光装置Ｑｕａｎｔｕｍ２０００（商品名、アルバック・ファイ社製）にて行った。Ｘ線源としてＡＬＫαを用い、元素の存在比率Ｏ／Ｓｉ及びＣ／Ｓｉを求めた。
【００７０】
本実施例にて得られた現像ローラについて下記の評価を行った。
【００７１】
＜寸法安定性＞
本実施例にて得られた現像ローラの形状の真円度・振れを以下の方法にて測定し、評価した。なお、測定環境は温度２０℃、相対湿度６０％とした。
【００７２】
＜＜真円度＞＞
真円度については、真円度・円筒形状測定機「ラウンドテストＲＡ−７２６」（商品名、ミツトヨ社製）を用いて１００本の現像ローラを測定し、その平均値を真円度とした。
５：真円度最大値−真円度最小値が１０μｍ以下で、極めて優れており現像ローラの真円度として最適である。
４：真円度最大値−真円度最小値が１０μｍより大きく、２０μｍ以下で良好であり実用上問題がない。
３：真円度最大値−真円度最小値が２０μｍより大きく、３０μｍ以下で現像ローラとして使用可能なレベルである。
２：真円度最大値−真円度最小値が３０μｍより大きく、４０μｍより小さく現像ローラとして実用上問題がある。
１：真円度最大値−真円度最小値が４０μｍ以上で現像ローラとして使用が困難である。
【００７３】
＜＜振れ＞＞
振れについては外径・振れ測定機「レーザースキャンマイクロメーター」（商品名、ミツトヨ社製）を用いて、振れの値の中において長手方向でもっとも大きな値をそのローラの振れとし、１００本計測した値を平均し、振れとした。
５：振れが２０μｍ以下で、極めて優れており現像ローラとして最適である。
４：振れが２０μｍより大きく、３０μｍ以下で良好であり実用上問題がない。
３：振れが３０μｍより大きく、４０μｍ以下で現像ローラとして使用可能なレベルである。
２：振れが４０μｍより大きく、４５μｍ以下で実用上問題がある。
１：振れが４５μｍよりも大きく現像ローラとして使用が困難。
【００７４】
原材料について、本実施例において特に記載が無い場合、市販の高純度品を使用した。
【００７５】
［実施例１］
（弾性層の作製）
下記の材料を上記原材料を直径（Ｄ）３０ｍｍ、長さ（Ｌ）９６０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２の２軸押出機にて混練し、熱可塑性樹脂組成物のペレットを調製した。
・熱可塑性樹脂（動的架橋熱可塑性樹脂（ＴＰＶと表す）（商品名：サントプレーン８２１１−３５；エーイーエスジャパン社製））：１００質量部、
・プロセスオイル（商品名：ＰＷ３８０；出光興産社製）：３０質量部、
・導電剤（ＭＴカーボンブラック（商品名：Ｔｈｅｒｍａｘ Ｆｌｏｆｏｒｍ Ｎ９９０；ＣＡＮＣＡＲＢ社製））：３０質量部。
【００７６】
クロスヘッドに接続した押出成形機（商品名：ケムロック４５９Ｘ；ロード社製）を用いて上記のペレットを熔融押出しし、プライマー処理を施した導電性軸芯体（ＳＵＭ製、直径６ｍｍ、長さ２４０ｍｍ）の外周面上に弾性層を形成した。両端部の弾性層を切断して取り除き、両端部に軸受部を設けた。これにより、軸芯体方向の弾性層部の長さを２３２ｍｍとした後、該弾性層部を回転砥石で研磨し、直径１２ｍｍ、厚みが３．０ｍｍの弾性層を有するローラ基体を得た。
【００７７】
得られたローラ基体の弾性層の厚み、弾性層の引張弾性率および線膨張率を前記方法にて測定した。測定結果を表１に示す。
【００７８】
（被膜の作製）
図１に示した構成の高周波プラズマＣＶＤ装置を用意した。平板電極３０１及び３０３は、長さ（図１において左右方向の長さ）が３００ｍｍ、幅２０ｍｍの長方形のステンレス（ＳＵＳ３１６）製とした。これらの平板電極は、互いの間隔が１１２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置した。次いで、上記の方法で得られたローラ基体を、平板電極３０１と３０３との間に配置した。ここで、該ローラ基体の回転軸と該平板電極の表面とが平行となるように、かつ、該ローラ基体の被処理面と平板電極３０１との距離（電力印加側の電極表面とローラ基体処理面との最短距離）が５０ｍｍとなるように配置した。その後、真空ポンプを用いて該チャンバー内を１．０Ｐａまで減圧した。次いで、ヘキサメチルジシロキサン蒸気１．０ｓｃｃｍ、酸素１．５ｓｃｃｍ及びアルゴンガス２２．５ｓｃｃｍの混合ガスをチャンバー内に導入した。ここで「ｓｃｃｍ」は、前記原料ガスが温度０℃、１気圧のときの毎分あたりの体積流量を表す（体積の単位はｃｍ3）。チャンバー内の反応ガスの圧力は、２５．３Ｐａになるように調整した。
【００７９】
チャンバー内の圧力が一定になった後、高周波電源により周波数１３．５６ＭＨｚ、１２０ｗの電力を、平板電極３０１に印加し、出力１Ｗ／ｃｍ2の電力を投じて、平板電極３０１及び３０３の間にプラズマを発生させた。チャンバー内に設置したローラ基体は被処理面の周速が３０ｍｍ／秒となるように回転させて、３分間処理を行った。処理が終了後、電力印加を停止し、チャンバー内に大気圧になるまで空気を導入し被膜が形成された現像ローラを取り出した。この現像ローラについて、上記した各種の評価を行った。
【００８０】
また、本実施例にかかる現像ローラの被膜表面の元素の原子数比Ｏ／Ｓｉ及びＣ／Ｓｉを上記成分分析により求めたところ、それぞれ１．５６及び０．３２であり、被膜はＳｉＯｘであった。また、被膜の厚みは１０００ｎｍであった。被膜の成膜条件を表２に示す。また、得られた弾性ローラの評価結果を表３に示す。
【００８１】
［実施例２］
導電剤の使用量を５０質量部とし、さらに、充填剤としてタルクを５０質量部使用した。それ以外は、実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを作製した。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。なお、被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８２】
［実施例３］
プロセスオイルの使用量を１００質量部とした。それ以外は、実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを作製した。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。なお、被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８３】
［実施例４］
実施例１と同様にしてローラ基体を作製した。原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン蒸気をトルエン蒸気に変え、アルゴンガスの導入量を２４．０ｓｃｃｍに変えて被膜をＤＬＣ被膜とした。それ以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。なお、被膜の厚みは１０２０ｎｍであった。
【００８４】
［実施例５］
下記の弾性層の原材料を１０リットルニーダーで混練した後に、これに上記加硫促進剤及び加硫剤を添加して２本ロールを用いて混練し、ゴム組成物とした。
・ゴム（ＮＢＲ（商品名：Ｎ２３５Ｓ；ＪＳＲ社製；アクリロニトリル３６ｗｔ％））：１００質量部、
・導電剤（ＭＴカーボンブラック（商品名：Ｔｈｅｒｍａｘ Ｆｌｏｆｏｒｍ Ｎ９９０；ＣＡＮＣＡＲＢ社製））：５０質量部、
・充填剤（酸化亜鉛）：５質量部、
・加工助剤（ステアリン酸）：１質量部、
・加硫剤（硫黄）：１質量部、
・加硫促進剤（メルカプトベンゾチアゾール）：１質量部。
【００８５】
このゴム組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８６】
［実施例６］
熱可塑性樹脂をエチレン酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶ１７０（商品名、三井デュポンポリケミカル社製））（表１中においてＥＶＡと表示した）に変えた。それ以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８７】
［実施例７］
導電性軸芯体を直径１１．０ｍｍの導電性軸芯体に変え、弾性層の厚みを０．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８８】
［実施例８］
導電性軸芯体を直径２．０ｍｍの導電性軸芯体に変え、弾性層の厚みを５．０ｍｍとした以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００８９】
［実施例９］
プロセスオイルの使用量を１５０質量部、導電剤の使用量を１０質量部に変えた以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製し、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９０】
［実施例１０］
熱可塑性樹脂を動的架橋熱可塑性樹脂（ＴＰＶと表す）（サントプレーン８２１１−８７（商品名）、エーイーエスジャパン社製）に変え、また、プロセスオイルの使用量を０質量部に変えた以外は実施例１と同様にしてローラ基体を作製した。そして、当該ローラ基体を用いて実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９１】
［実施例１１］
真空チャンバー内の反応ガスの圧力を１３．３Ｐａに変えた以外は実施例１と同様にして、現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは８００ｎｍであった。
【００９２】
［実施例１２］
真空チャンバー内の反応ガスの圧力を６６６．６Ｐａに変えた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１１００ｎｍであった。
【００９３】
［実施例１３］
ローラ基体の被処理面の周速を６．０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９４】
［実施例１４］
ローラ基体の被処理面の周速を１７０．０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【００９５】
［実施例１５］
出力を０．３Ｗ／ｃｍ2となるように調整した以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは８００ｎｍであった。
【００９６】
［実施例１６］
出力を２．０ｗ／ｃｍ2となるように調整した以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１１００ｎｍであった。
【００９７】
［実施例１７］
平板電極の間隔が５２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を２０ｍｍに変えた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１１００ｎｍであった。
【００９８】
［実施例１８］
平板電極の間隔が２１２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を１００ｍｍとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは８００ｎｍであった。
【００９９】
［比較例１］
反応ガスの圧力を６．６６Ｐａとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは７００ｎｍであった。
【０１００】
［比較例２］
反応ガスの圧力を７３３．３Ｐａに変えた以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１５００ｎｍであった。
【０１０１】
［比較例３］
ローラ基体の被処理面の周速を５．０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【０１０２】
［比較例４］
ローラ基体の被処理面の周速を１８０ｍｍ／ｓとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１０００ｎｍであった。
【０１０３】
［比較例５］
出力を０．２ｗ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは６００ｎｍであった。
【０１０４】
［比較例６］
出力を２．５ｗ／ｃｍ2とした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１５００ｎｍであった。
【０１０５】
［比較例７］
平板電極の間隔が４２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を１５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは１３００ｎｍであった。
【０１０６】
［比較例８］
平板電極の間隔が２３２ｍｍとなるように平行にチャンバー内に配置し、電極とローラ基体との距離を１１０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして現像ローラを得た。弾性層の物性、被膜の成膜条件並びに得られた現像ローラの評価結果を表１〜３に示す。被膜の厚みは６００ｎｍであった。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
【表２】
【０１０９】
【表３】
【０１１０】
次に、上記実施例１〜１８に係る現像ローラを用いて以下の評価を行った。結果を表４に示す。
【０１１１】
［トナー劣化］
各実施例にて得られた現像ローラの各々を組み込んだ電子写真プロセスカートリッジ（商品名：ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ；キヤノン株式会社製）を作製した。この電子写真プロセスカートリッジをカラーレーザープリンター（商品名：サテラＬＢＰ５４００；キヤノン株式会社製）に搭載した。温度３０℃、相対湿度８０％の高温、高湿条件下で、Ａ４サイズの用紙（商品名：キヤノンカラーレーザーコピアペーパー；坪量８１．４ｇ／ｍ2、厚さ９２μｍ、白色度９２％）へ２０ｐｐｍの印刷速度で１％印字物の画像を連続して３５００枚印刷した。それに引き続いて全白画像を１枚印刷し、当該全白画像についてカブリの有無を目視で検査した。得られた結果に基づき、下記の基準でトナー劣化を評価した。
５：肉眼ではトナー劣化によるカブリを確認できなかった。
４：トナー劣化によるカブリが少なく画像上問題がないもの。
３：トナー劣化によるカブリが確認されるが実用可能なレベル。
２：トナー劣化によるカブリが確認され、実用上問題があるもの。
１：ひどいカブリが確認されトナー劣化が大きいもの。
【０１１２】
［セット性］
本実施例にて得られた現像ローラを電子写真プロセスカートリッジ（ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ（商品名、キヤノン株式会社製））に組み込んだ。これを、過酷高温／高湿環境の恒温槽内（温度４０℃、相対湿度９５％）で３０日放置した。この後に、温度２０℃、相対湿度５０％の環境へ移動し一日放置し、この電子写真プロセスカートリッジをカラーレーザープリンターＬＢＰ５４００（商品名、キヤノン社製）本体に搭載しハーフトーン画像を印刷した。得られた画像を目視で検査し、圧接跡の画像への影響を下記の基準に基づき評価した。尚、ハーフトーン画像は濃度計（商品名：マクベスカラーチェッカーＲＤ−１２５５；マクベス株式会社製）を用いた測定による濃度が０．７である画像を使用した。
５：圧接跡の画像不良無し。
４：圧接跡の画像不良が極めて薄く見受けられるが画像に影響なし。
３：圧接跡が薄く見られるが、実用上問題とならない程度の画像不良がある。
２：圧接跡が見られ、画像不良が見受けられ実用上問題がある。
１：圧接跡による画像に明らかな問題があり、実用できない。
【０１１３】
［画像評価］
本実施例にて得られた現像ローラを電子写真プロセスカートリッジ（ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ（商品名、キヤノン株式会社製））に組み込んだ。これを、カラーレーザープリンターＬＢＰ５４００（商品名、キヤノン社製）本体に搭載し、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で、非磁性一成分ブラックトナーで上記と同じハーフトーン画像を１００枚出力した。得られた画像を目視にて検査し画像不良の有無を総合的に確認し実用性の判断を行い下記基準に基づき画像評価を行った。尚、ハーフトーン画像は濃度計マクベスカラーチェッカーＲＤ−１２５５（商品名、マクベス株式会社製を用いた測定による濃度が０．７である画像を使用した。）
５：画像不良無し。
４：画像不良がほぼ見られない。
３：実用上問題とならない程度の画像不良がある。
２：画像不良が見受けられ実用上問題がある。
１：画像に明らかな問題があり、実用できない。
【０１１４】
［染み出し］
本実施例にて得られた現像ローラを、温度４０℃、相対湿度９５％の環境試験機内に１ヶ月放置した後に、目視にて現像ローラ表面の染み出しを検査した。さらに該現像ローラを電子写真プロセスカートリッジ（商品名：ＣＲＧ−３１１ＢＬＫ；キヤノン株式会社製）に組み込んだ。これを、カラーレーザープリンター（商品名：ＬＢＰ５４００；キヤノン社製）の本体に装着し、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下にて上記と同じハーフトーン画像を出力し、画像を目視にて検査し画像への影響を確認し以下の基準にて染み出しを評価した。尚、ハーフトーン画像は濃度計マクベスカラーチェッカーＲＤ−１２５５（商品名、マクベス株式会社製を用いた測定による濃度が０．７である画像を使用した。）
５：現像ローラ表面に染み出しが無く、画像への影響も無い。
４：現像ローラ表面に僅かに染み出しがみられるが画像上何ら問題はない。
３：現像ローラ表面に染み出しがみられ、画像上にわずかに画像損失が見られるが実用上問題ない。
２：現像ローラ表面に染み出しがみられ、画像上に画像損失がみられ、実用上問題がある。
１：染み出しが非常に多く、実用不可。
【０１１５】
【表４】
【０１１６】
これらの結果から、実施例１〜１８に係るローラ部材の被膜が、現像ローラとしての実使用に十分に耐え得る性能を有していることが分った。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明における高周波プラズマＣＶＤ装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明により製造される現像ローラの一例の概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明により製造される現像ローラを備えた電子写真画像形成装置の一例の概略構成を示す断面図である。
【図４】本発明により製造される現像ローラを備えた電子写真プロセスカートリッジの一例の概略構成を示す断面図である。
【図５】ローラ基体の弾性層から切り出した引張弾性率及び線膨張率の測定に用いる被験試料の形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 原料ガス供給部
２ 希ガス供給部
３０１、３０３ 平板電極
４ 高周波電源
５ 減圧装置
６ 回転装置
７ 真空チャンバー
８ ローラ基体
９ 導電性軸芯体
１０ 弾性層
１１ 被膜
１２ 感光ドラム
１３ 現像ローラ
１４ トナー塗布部材
１５ トナー
１６ 規制ブレード
１７ 現像装置
１８ レーザー光
１９ 帯電部材
２０ 廃トナー容器
２１ クリーニングブレード
２２ 定着装置
２３ 駆動ローラ
２４ 転写ローラ
２５ バイアス電源
２６ テンションローラ
２７ 転写搬送ベルト
２８ 従動ローラ
２９ 紙
３０ 給紙ローラ
３１ 吸着ローラ
３２ 引張弾性率測定用被験試料
３３ 線膨張率測定用被験試料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸芯体と、その外周面に形成した厚さが０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であり、引張弾性率が１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下の弾性層とを有するローラ基体の該弾性層の外周面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程を有する電子写真用ローラ部材の製造方法であって、該工程は、
（１）チャンバーの内部に平行に配置した第１及び第２の平板電極の間に、前記弾性層の表面と前記各平板電極との距離がそれぞれ２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下となるように配置する工程と、
（２）前記チャンバー内に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する工程と、
（３）前記原料ガスを導入したチャンバー内で前記ローラ基体を、被処理面の周速が６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力を前記第１の平板電極に印加して該チャンバー内にプラズマを発生させ、前記弾性層の表面に被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項２】
前記弾性層が、０．５×１０-4／℃以上、５．０×１０-4／℃以下の線膨張率を有する請求項１記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項３】
前記被膜が、ＳｉＯｘを主成分とするものである請求項１または２記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項４】
前記弾性層が、熱可塑性樹脂組成物から形成されたものである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂組成物が、動的架橋熱可塑性樹脂組成物である請求項４記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項１】
導電性軸芯体と、その外周面に形成した厚さが０．５ｍｍ以上、５．０ｍｍ以下であり、引張弾性率が１ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以下の弾性層とを有するローラ基体の該弾性層の外周面にプラズマＣＶＤ法により被膜を形成する工程を有する電子写真用ローラ部材の製造方法であって、該工程は、
（１）チャンバーの内部に平行に配置した第１及び第２の平板電極の間に、前記弾性層の表面と前記各平板電極との距離がそれぞれ２０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下となるように配置する工程と、
（２）前記チャンバー内に圧力が１３．３Ｐａ以上、６６６．６Ｐａ以下となるように原料ガスを導入する工程と、
（３）前記原料ガスを導入したチャンバー内で前記ローラ基体を、被処理面の周速が６ｍｍ／ｓ以上、１７０ｍｍ／ｓ以下となるように回転させつつ、出力０．３Ｗ／ｃｍ2以上、２．０Ｗ／ｃｍ2以下の電力を前記第１の平板電極に印加して該チャンバー内にプラズマを発生させ、前記弾性層の表面に被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項２】
前記弾性層が、０．５×１０-4／℃以上、５．０×１０-4／℃以下の線膨張率を有する請求項１記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項３】
前記被膜が、ＳｉＯｘを主成分とするものである請求項１または２記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項４】
前記弾性層が、熱可塑性樹脂組成物から形成されたものである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂組成物が、動的架橋熱可塑性樹脂組成物である請求項４記載の電子写真用ローラ部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２９１３４９（Ｐ２００８−２９１３４９Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０２５８２（Ｐ２００８−１０２５８２）
【出願日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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