JP2010128080A - 弾性現像ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】接触現像方式の画像形成装置、および電子写真用カートリッジにおいて現像ローラの表面粗さのムラを減らすことが可能となり、均一濃度の画像を得ることが可能となる。かつ現像ローラにおいて長期圧接による変形と表面粗さの局所的低下を抑えることが可能となり画像スジの発生を抑えることが可能となり、高品質の画像を長期にわたり維持することが可能な現像ローラを提供する。
【解決手段】現像ローラ表面層にコア・シェル構造の弾性樹脂粒子を分散する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置において用いられる現像ローラおよびそれを用いた電子写真用プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。

近年、複写機、レーザービームプリンター等の電子写真方式画像形成装置（以下、画像形成装置という）においてはカラー化、および高画質化が進んでいる。それに伴い現像プロセスにおいては、現像剤を付着させた弾性体現像ローラ（以下現像ローラという）を感光体に均一に圧接して現像を行なう接触現像方式が提案されている。前記接触現像方式において均一で高濃度の画像を得るためには、現像ローラは低弾性な材料により構成され感光体への均一な圧接幅を確保する必要がある。さらには、現像ローラ表面に均一な粗面を形成し、現像剤量規制部材（以下現像ブレードと言う）との間に均一な隙間を確保し、前記現像ローラ表面に均一かつ薄層の現像剤付着層を形成させる必要がある。そのため、現像ローラ表面に粗面化目的の樹脂粒子を分散し、均一な粗さを有する表面を形成する方法が用いられている。

しかしながら、接触現像方式の画像形成装置において、現像ローラは製造から画像形成に使用するまでの期間、また画像出力を休止している期間、前記現像ブレードや前記感光体などにより特定部分が長期間静止状態で圧接され続ける。その結果、現像ローラの前記圧接部表面に凹みが生じる、さらには圧接部の表面粗さが低下し、現像剤付着状態が局所的に変化し画像上に現像ローラ周期の画像欠陥（画像スジ）が発生するという問題が懸念されている。そのため、特許文献1では現像ローラ樹脂層、表面層結着樹脂および粗面化目的の樹脂粒子に圧縮永久歪みの低い材料、例えばシリコーン樹脂やウレタン樹脂が用いる現像ローラが開示されている。
特開平０９−２６９６４８号公報

しかし、現像ローラ表面層の結着樹脂および粗面化目的の粒子の両方に、低弾性かつ圧縮永久歪みの低い材料を選択した場合、粗面化目的の粒子が凝集し、均一に分散されない場合があった。特に粗面化目的の粒子にシリコーン樹脂粒子を選択した場合は、前記粒子が凝集しやすく、均一に分散されない場合があった。

粗面化目的の粒子が凝集してしまうと、現像ローラ表面に均一な表面粗さの面が形成されず、現像剤膜の形成状態が不均一となり、均一で高濃度の画像を得られない可能性がある。

したがって、本発明の目的は、接触現像方式の画像形成装置の現像ローラにおいて表面に均一な表面粗さの面を形成し、均一で高濃度の画像を得るとともに、長期圧接においても圧接部の表面粗さが変化せず画像スジの発生を抑えることである。

上記目的を達成するため、芯体と、その周囲に形成された樹脂層と、該樹脂層の周囲に形成された表面層とを有する現像ローラにおいて、
該表面層は、コア・シェル構造を有する弾性樹脂粒子と、該弾性樹脂粒子を分散している結着樹脂とを含み、かつ、
下記ａ）よりｅ）の条件を満たしていることを特徴とする現像ローラ：
ａ）該弾性樹脂粒子のコア部がシリコーン樹脂からなり、シェル部がポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１つの樹脂であること、
ｂ）該弾性樹脂微粒子の１０％圧縮硬度Ｅが３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であること、
ｃ）該弾性樹脂粒子の体積平均粒子径Ａが１．０μｍ以上１５．０μｍ以下であり、該表面層の断面における該弾性樹脂粒子の平均粒子間距離Ｂμｍが、０．１Ａ以上２．０Ａ以下であり、かつ平均粒子間距離Ｂの変動係数Ｃが１５０％以下であること、
ｄ）該表面層の膜厚をＤμｍとしたときＡ／Ｄが０．３０以上３．０以下であること、
ｅ）該弾性樹脂粒子の弾性復元率が９０％以上であること。

また、電子写真画像形成装置に脱着可能に構成された電子写真プロセスカートリッジにおいて、上記の現像ローラを具備すること特徴とする電子写真プロセスカートリッジに関する。

また、本発明の現像ローラを具備することを特徴とする電子写真画像形成装置に関する。

本発明の現像ローラは接触現像方式の画像形成装置、および電子写真用カートリッジにおいて現像ローラの表面粗さの均一性を向上させることが可能となり、均一濃度の画像を得ることが可能となる。かつ現像ローラにおいて長期圧接による変形と表面粗さの局所的低下を抑えることが可能となり画像スジの発生を抑えることが可能である。そして接触現像方式の画像形成装置、および電子写真用カートリッジの長期保管、長期の画像出力休止後においても高品質の画像を維持することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。

本発明の特徴はコア・シェル構造の弾性樹脂粒子を表面層結着樹脂に分散した表面層を有する現像ローラである。

始めに、本発明の実施形態を説明するための一連の図に関して簡単に説明する。

図１に本発明を適用しうる現像ローラの構成例を示す。図１はこの現像ローラ１０１の長手方向に平行な面の断面図、および現像ローラの円筒中心を通り、長手方向に垂直面の断面を表したものである。現像ローラ１０１は図１の様に、軸芯体１０２の周囲に樹脂層１０３が少なくとも１層形成され、さらに樹脂層１０３の周りに表面層１０４が形成されている。

図２に、本発明に適用しうる現像ローラ表面層の断面を拡大した図を示す。表面層１０４は表面層結着樹脂２０１中にコア・シェル粒子２０２が分散されている。表面層１０４はコア・シェル粒子２０２により表面層表面２０３に凹凸２０４が形成され必要な表面粗さに調整される。

図３に、本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２の構造例を示す。コア・シェル粒子２０２は、コア部３０１とシェル部３０２とからなる。

図４に、本発明に適用しうるコア・シェル構造弾性樹脂粒子の弾性回復率測定方法を説明する。

図５に本発明に適用しうる現像ローラ１０１を搭載する電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置について、その概要図を示す。現像ローラ１０１は、その表面に当接された現像剤供給ローラ４１３により現像剤４０５が現像剤貯槽４１４から供給される。さらに現像ローラ１０１には現像ブレード４１５が当接され、表面に形成される現像剤付着層の厚みが均一となるようにしている。また、接触現像方式では現像ローラ１０１上に感光ドラム４０１が当接されている。

本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２とは、粒子中央部を占める第一の樹脂からなるコア部３０１を、第二の樹脂からなるシェル部３０２で包み込んだ二層構造の粒子をいう。

コア部３０１、シェル部３０２の各々に、別の種類の樹脂を用いることによってコア部３０１、シェル部３０２に別々の機能を持たせ、コア・シェル構造特有の機能を発揮する樹脂粒子を得ることが可能となる。また、同一の種類の樹脂であって、弾性度、分子量、架橋密度など物性の異なるものを選択することにより、コア部３０１、シェル部３０２に別々の機能を持たせ、コア・シェル構造特有の機能を発揮する樹脂粒子を得ることが可能となる。

具体的には、コア部３０１に圧縮永久歪みの小さい材料を選択することにより、表面層表面２０３に形成された凹凸２０４が長期圧接により局部的に低くなることを防止し、現像剤付着層の状態の局所的変化を少なくするものである。

また、表層結着樹脂２０１に対して良好に分散する材料をシェル部３０２の材料として選択することにより、表層表面２０３に均一に凹凸２０４を形成し表面粗さを均一化することが可能となる。

本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２では、コア部３０１に１０％圧縮硬度Ｅが３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の低弾性シリコーン樹脂弾性体（弾性を有するシリコーン樹脂）を用いる。シリコーン樹脂弾性体としては主鎖がシロキサン結合で構成される有機珪素ポリマーである。シリコーン樹脂弾性体の例としては、ジメチルシリコーンゴム、ビニルメチルシリコーンゴム、フェニルメチルシリコーンゴム、ビニルフェニルメチルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴムが挙げられる。

また、１０％圧縮硬度Ｅが３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下で、および弾性復元率が９０％以上を損なわない範囲で、シリコーン樹脂弾性体以外の弾性体材料と複合した材料を選択することも可能である。その場合、複合した材料からなる樹脂粒子は、１０％圧縮硬度Ｅが３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下でシリコーン樹脂弾性体が７０質量％以上で含まれることが好ましい。

一般の弾性体は伸張を受けると弾性体の分子鎖同士が接近し、一定方向に配列し結晶化する。伸張をゆるめれば大部分の結晶は融けて元に戻るが、一部の分子鎖が結晶状態のままで残留し、圧縮永久歪みとなると考えられている。しかしながら、シリコーン樹脂弾性体は他の弾性体に比べ主鎖、側鎖の運動性が高いことが知られ、分子鎖同士が結晶化することが少なく、圧縮永久歪みの残留が特に小さい。

本発明において、圧縮永久歪みの大きさを表す指標としては圧縮弾性復元率を用いる。

圧縮弾性復元率の測定方法は図４で説明する。測定は室温２３℃、相対湿度６０％の環境でおこなう。１）コア・シェル粒子２０２の直径５０１の初期直径Ｆ（μｍ）を超微小硬度測定装置（商品名ＥＮＴ−２１００、株式会社エリオニクス社製）に装着されたデジタルマイクロスコープで測定する。２）前記超微小硬度測定装置に先端が２０μｍ角の平面の圧子５０３を取り付け毎秒１ｍN荷重を加算して加え、荷重を加えた方向の粒子直径を初期直径Ｆ（μｍ）の２５％圧縮する（状態５０２）。３）その後荷重を１秒保持した後、荷重を毎秒１ｍＮずつ解放し解放後直後に荷重をかけた方向４０１の粒子直径を測定した値をＧ（μｍ）とするとき弾性復元率（％）は式１のように定義する。

（Ｇ／Ｆ）×１００ 式１
弾性復元率の値が大きいほど、圧縮永久歪みが小さい。コア・シェル粒子２０２のコア部３０１にシリコーン樹脂弾性体を用いることにより、弾性復元率が９０％以上のコア・シェル粒子２０２を得ることが可能である。

本発明に適用しうる現像ローラ１０１には、弾性復元率が９５％より大きいコア・シェル粒子２０２を表面層１０４に分散することが好ましい。さらに好ましい弾性復元率は９６〜９９％の間である。弾性復元率で９５％以上のコア・シェル粒子２０２を表面層１０４に分散することにより、長期圧接においても圧接部の表面粗さの変化を少なくすることが可能となる。

本発明の適用しうるコア・シェル粒子２０２は、低弾性である必要がある。シリコーン樹脂弾性体は他の弾性体材料に比べ分子鎖同士の距離がはなれた弾性材料を作ることが可能であり、分子鎖の自由度が高く低弾性の材料が得られる。本発明のコア・シェル粒子２０２のコア部３０１にシリコーン樹脂弾性体を用いることにより、１０％圧縮硬度が３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であるコア・シェル粒子２０２が得られる。

本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２の１０％圧縮硬度Ｅは以下ように定義する。なお、測定は室温２３℃相対湿度６０％の環境でおこなう。１）コア・シェル粒子２０２の粒子直径ｄ（ｍｍ）を超微小硬度測定装置（商品名ＥＮＴ−２１００、株式会社エリオニクス社製）に装着されたデジタルマイクロスコープで測定する。２）前記超微小硬度測定装置に先端が２０μｍ角の平面の圧子を取り付け毎秒０．００１N荷重を加算して加え、荷重をかけた方向の粒子直径を直径ｄ（ｍｍ）の１０％圧縮する。３）コア・シェル粒子２０２の直径が１０％圧縮されたときの平面圧子に加えられた荷重Ｐ（N）を測定する。４）平面圧子に加えられた荷重Ｐ（N）を下記式２に入れてコア・シェル粒子２０２の１０％圧縮硬度（ＭＰａ）と定義する。

Ｅ＝２．８Ｐ／πｄ² 式２
本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２は１０％圧縮硬度が３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であることが好ましい。１０％圧縮硬度Ｅを上記数値範囲内とすることで、現像ブレード４１５の圧接により現像ローラ表面１０１の凹凸２０４がつぶされることを抑制できる。その結果、現像ブレード４１５との間に適切な隙間を確保でき、現像ローラ表面１０１表面に適正な厚さの現像剤付着層を形成できる。また、 繰り返しの電子写真プロセスにおいて現像剤４０５を劣化させることを抑制することができる。すなわち、凹凸２０４は現像ローラ１０１表面に適正な厚さの現像剤付着層を形成すると同時に現像ブレード４１５との隙間において現像剤４０５を挟み込んでいる。現像剤は繰返し挟込まれることにより、現像剤表面の外添剤剥離、現像剤母体の変形が進行する場合がある。外添剤が剥離、現像剤母体の変形が生じた現像剤４０５を電子写真プロセスで用いると、現像剤の流動性低下による濃度ムラが発生する場合がある。また現像剤４０５の帯電特性が不均一となることによる現像カブリ（例えば反転現像方式の電子写真プロセスにおいて非露光部が現像させてしまう現象）が発生する場合がある。

本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２のコア部３０１のガラス転移点は−１２０℃以上、−１１０℃以下が好ましい。弾性材料においてガラス転移点は分子鎖同士の自由度や結晶化しやすさと密接な関係にある。そのため、ガラス転移点が−１１０℃以下のり高いシリコーン樹脂弾性体では、分子鎖同士の自由度が確保されるため、低弾性１０％圧縮硬度を１０ＭＰa以下にすることができる。

本発明に適用しうる現像ローラ１０１における表面層結着樹脂２０１の条件としては、第一に低弾性な材料により構成されるが、一方で感光体への均一な圧接幅を確保できる程度には弾性を保持しており、さらに現像剤の劣化をまねかないことが好ましい。第二には、圧接部に永久変形が生じないように圧縮永久歪みの小さい材料であることが好ましい。第三には、現像剤４０５を安定して摩擦帯電させ、感光体４０１上の静電潜像を適性に行なわせる作用も有する材料であることが好ましい。上記の３条件を備えた表面層の結着樹脂に用いることのできる材料を以下に例示する。エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂、ポリエステル樹脂、スチロール系樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、繊維素系樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリルウレタン樹脂等。また、これらを２種類以上組み合わせて使用することも可能である。

上記の材料の中でも、最も安定した摩擦帯電を維持できる材料としてはポリウレタン樹脂が特に好ましい。

前記ポリウレタン樹脂は、イソシアネート化合物とポリオールとから得られる。前記イソシアネート化合物の例を以下に挙げる。ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、カルボジイミド変性ＭＤＩ、キシリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、またはポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等。また、これらの混合物を用いることもでき、その混合割合はいかなる割合でもよい。

前記ポリオールの例を以下に挙げる。２価のポリオール（ジオール）として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、トリエチレングリコールをあげることができ、また、３価以上のポリオールとして、１，１，１−トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等。さらに、ジオール、トリオールに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを付加した高分子量のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、またはエチレンオキサイド‐プロピレンオキサイドブロックグリコールのポリオールも使用可能である。また、これらの混合物を用いることもでき、その混合割合はいかなる割合でもよい。

表面層結着樹脂２０１に前記ポリウレタン樹脂を選択した場合であっても、コア・シェル構造を有しない樹脂粒子を用いた場合は、分散性が良好でなく表面層１０４中で樹脂粒子が凝集してしまう場合がある。その結果、現像ローラの表面粗さが均一にならない場合がある。

しかし、シェル部がポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、重合度の高いシリコーン樹脂より選ばれた少なくとも１つの樹脂である場合、結着樹脂２０１がポリウレタン樹脂と馴染みやすく樹脂粒子の分散が良好で現像ローラとした場合に表面粗さがより均一となる。表面層結着樹脂２０１とシェル部３０２がともにポリウレタン樹脂の場合には同種の樹脂なので親和性が高く良好に分散する。ポリウレタン樹脂とエポキシ樹脂は樹脂同士の溶解性パラメータが近く親和性が高く良好に分散する。シリコーン樹脂でも分子量が高く、重合度の高い樹脂はポリウレタン樹脂との親和性が高く良好に分散する。また分散溶媒中で膨潤しないため分散性が良好である。

また、現像ローラの表面層形成方法として表面層結着樹脂２０１、樹脂粒子、その他材料を適切な溶媒に溶解、分散した塗布液を作製し、成型された樹脂層１０３表面に塗布して表面層１０４を形成する方法が知られている。このような表面層１０４形成方法において前記のような表面層結着樹脂２０１に適したポリウレタン樹脂を選択した場合、分散溶媒としては樹脂粒子材料に対して溶解性の高い溶媒を使用する必要がある。

樹脂粒子材料に対して溶解性の高い溶媒の例としては例えば２ブタノン、アセトンなどのケトン系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒があげられる。

一般の低弾性の樹脂粒子は膨潤性が高く、前記のような溶解性の高い溶媒を用いた塗布液に分散すると膨潤してしまう。樹脂粒子が膨潤してしまうと樹脂粒子表面に粘性が生じ塗布液中で樹脂粒子同士が粘着し凝集粒子が発生する場合がある。塗布液中に凝集粒子が発生すると現像ロ−ラ表面層として塗布したときに表面粗さが不均一となる場合がある。

しかしながら、シェル部３０２がポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、重合度の高いシリコーン樹脂であるコア・シェル粒子では、前記のような溶解性の高い溶媒塗布液においても、シェル部３０２がコア部３０１を保護し、樹脂粒子が膨潤しにくい。そのため表面粗さが均一な現像ローラが得られる。シェル部３０２がアクリル樹脂、ビニル樹脂などの重合体の場合は、シェル部３０２がコア部３０１を保護する作用が十分でなく、溶解性の高い溶媒を用いた場合、樹脂粒子が膨潤してしまうことがある。

本発明に適用しうるコア・シェル粒子では、シェル部３０２に−６０℃未満の温度領域にガラス転移点を有していない樹脂を選択することにより、表層結着樹脂２０１に対する分散が良好となることを見出した。

樹脂によってはガラス転移点に達する前に熱分解が始まり実質的にガラス転移点が測定不能な樹脂も存在するが−６０℃より低い領域の温度領域にガラス転移点を有していなければ分散性は良好である。−６０℃より低い領域の温度領域にガラス転移点を有する樹脂をシェル材料とした場合には、シェル部３０２がコア部３０１を保護する作用が十分でなく、前記のような溶媒中で樹脂粒子が膨潤してしまう場合がある。このような場合、粒子の凝集が生じ、均一な表面粗さの表面層が得られない場合がある。

本発明に適用しうる現像ローラ表面の表面粗さはＲａが０．５μｍ以上３．０μｍ以下が好ましい。Ｒａが０．５μｍより小さい場合は、表面層表面の表面粗さが小さくなりすぎ、現像剤付着層が薄くなり、画像濃度が薄くなる場合がある。Ｒａが３．０μｍより大きい場合は、現像ローラ表面の表面粗さが大きすぎ、現像剤付着層が厚くなりすぎて、現像カブリが発生する場合がある。なお、表面粗さＲａの定義はＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１、測定方法はＪＩＳ−Ｂ０６５１：２００１により、送り速度は０．１ｍｍ／秒、カットオフは０．８ｍｍ以上、測定針の先端はＪＩＳ−Ｂ０６５１：２００１指定のＲ１０μｍの６０°円錐針を用いた。

本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２の体積平均粒子径Ａは１．０μｍ以上１５．０μｍ以下とする。体積平均粒子径Ａが１．０μｍより小さい場合は樹脂粒子添加の効果が少なく、現像剤付着層が薄くなり、画像濃度薄となる場合がある。また、体積平均粒子径Ａが１５．０μｍより大きい場合は現像ローラ表面の表面粗さが大きくなりすぎ、現像剤付着層が厚くなりすぎ、現像カブリが発生する場合がある。

本発明の適用しうるコア・シェル粒子２０２の体積粒子平均粒子径の測定方法を以下で述べる。１)拡大した画像をディスプレイ上に表示し、その画像上の２点間の距離を測定可能な装置、デジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−６００、株式会社キーエンス製）を用意する。２）１００個のコア・シェル粒子２０２を拡大観察し、粒子外周をはさむ平行線の間隔（Ｆｅｒｅｔ径）を測定しその粒子の粒子径とした。３）測定されたコア・シェル粒子２０２のそれぞれの粒子径をｄ_i（μｍ）（ｉは１から１００の整数）とすればｄ_i（μｍ）を下記式３に代入し、体積平均粒子径Ａ（μｍ）とした。なお、コア・シェル粒子２０２は球体として計算した。

本発明に適用しうるコア・シェル粒子２０２の製造方法の例としては、次のような方法がある。まず、種々の重合性化合物を組み合わせて、重合反応によりコア部３０１を形成させ、次にシェル部３０２を形成するための重合性単量体を加え、重合反応を行なわせて複合粒子を形成する。次に、複合粒子を含有する懸濁液から水を除去して複合粒子を得る方法である。反応容器内の温度および攪拌条件を変更することによりコア部３０１の粒子径、シェル部３０２の厚みを調整することができる。

シリコーン樹脂コア部３０１、シェル部３０２を有するコア・シェル粒子２０２の製造方法の例を以下に挙げる。

・分子中にビニル基を含有するポリオルガノシロキサンと架橋剤としてポリオルガノハイドロジェンシロキサンを、界面活性剤により乳化し、白金化合物等の触媒を添加してヒドロシリル化反応を行なう方法。当該界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グニセリン脂肪酸エステル等が挙げられる。

・シラノール基を含有するポリオルガノシロキサンとポリオルガノハイドロジェンシロキサンまたはアルコキシ基含有ポリシロキサンを界面活性剤により乳化し、アンモニアまたはアミン類を添加して縮合反応を行なう方法。

シリコーン樹脂弾性体からなるコア粒子３０１は、その分子構造中にケイ素原子の５０モル％以上がジメチルシロキサン単位であり、ジメチルシロキサン単位の繰り返し数が５以上３０００以下であることが好ましい。シリコーン樹脂の柔軟性が優れ、また粒子の製造が安定するためである。

次に、シリコーン樹脂からなるシェル部３０２の製造方法の例としては以下方法が挙げられる。アルカリ性水溶液とオルガノトリアルコキシシラン、オルガノジアルコキシシラン、モノアルコキシシラン、アルコキシ基含有シロキサンの加水分解性基含有化合物を添加して加水分解、縮合反応を行いシリコーン樹脂からなるシェル部３０２を形成できる。

オルガノトリアルコキシシランとしてはメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシランが挙げられる。オルガノジアルコキシシランとしてはジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシランが挙げられる。モノアルコキシシランとしてはトリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシランが挙げられる。

上市されたコア・シェル粒子で好ましい材料の例を以下に挙げる。

複合シリコンパウダ（商品名：ＫＭＰ−６００；信越化学工業株式会社製）。

複合シリコンパウダ（商品名：ＫＭＰ−６０１；信越化学工業株式会社製）。

複合シリコンパウダ（商品名：ＫＭＰ−６０２；信越化学工業株式会社製）。

複合シリコンパウダ（商品名：ＫＭＰ−６０５；信越化学工業株式会社製）。

上記した複合シリコンパウダのコア３０１はシリコーン樹脂で低ガラス転移点−１２０℃の弾性体である。シェル３０２もシリコーン樹脂ではあるが重合度が高くガラス転移点に達する前に熱分解が始まり実質的にガラス転移点を有していない。

商品名：アルビデュア ＰＵ５６４０、ナノレジンズ社製（コアがシリコーン樹脂、シェルがポリウレタン樹脂）商品名：アルビデュア ＥＰ２２４０、ナノレジンズ社製（コアがシリコーン樹脂、シェルがポリウレタン樹脂）が挙げられる。

また本発明に適用しうる現像ローラ１０１においては表面層中にコア・シェル粒子２０２が適正に均一分散されている必要がある。

分散の評価方法に関しては下記の方法で測定評価した。
１)拡大した画像をディスプレイ上に表示し、その画像上の２点間の距離を測定可能な装置、例えばデジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−６００、株式会社キーエンス製）を用意する。
２）現像ローラ１０１表面層の断面を観察し、あるコア・シェル粒子２０２と最も近いコア・シェル粒子との粒子間距離を測定する。例えば図２においてコア・シェル粒子２０５に注目すれば最も近いコア・シェル粒子２０６との距離２１０を測定する。
３）同様にあるコア・シェル粒子と最も近いコア・シェル粒子との粒子間距離を５０個測定する。例えば図２においてはコア・シェル粒子２０７に注目すれば最も近いコア・シェル粒子２０６との距離２１１、コア・シェル粒子２０８に注目すれば最も近いコア・シェル粒子２０９との距離２１２を測定する。

なお、粒子間距離はコア・シェル粒子と最も近いコア・シェル粒子２０２との外周どうしで測定した。
４）５０個の粒子間距離ｂ_i（μｍ）（ｉは１から５０の整数）の相加平均値を平均粒子間距離Ｂ（μｍ）とした。さらにｂ_i（μｍ）を下記式４に代入し、変動係数Ｃ（％）を求めた。

平均粒子間距離Ｂμｍが前記体積平均粒子径Ａμｍの０．１倍より小さい場合は、コア・シェル粒子２０２が密につまりすぎ、現像剤付着層が厚くなりすぎ、現像カブリが発生する場合がある。平均粒子間距離Ｂμｍが前記体積平均粒子径Ａμｍの２．０倍より大きい場合は、樹脂粒子添加による効果が十分でなく、現像剤付着層が薄くなり画像濃度薄となる場合がある。ゆえに、平均粒子間距離（B）は、０．１Ａ以上２．０Ａ以下である。
変動係数Ｃが１５０％より大きい場合は、表面層１０４中でコア・シェル粒子２０２が凝集していて表面粗さ均一性が不足し、濃度ムラが発生する場合がある。ゆえに、変動係数Cは１５０％以下であることが好ましい。

本発明の現像ローラ表面層１０４の膜厚をＤμｍとしたとき、Ａ／Ｄが０．３０以上３．０以下の範囲であることが好ましい。Ａ／Ｄが０．３０より小さい場合は樹脂粒子添加による効果が十分でなく、現像剤付着層が薄くなり画像濃度薄となる場合がある。Ａ／Ｄが３．０より大きい場合はコア・シェル粒子２０２が密につまりすぎ、現像剤付着層が厚くなりすぎ、現像カブリが発生する場合がある。

表面層１０４におけるコア・シェル粒子２０２の含有量は２２質量部以上８１質量部以下であることが好ましい。コア・シェル構造弾性樹脂微粒子の含有量が８１質量部より大きい場合はコア・シェル粒子２０２が密につまりすぎ、現像剤付着層が厚くなりすぎ、現像カブリが発生する場合がある。コア・シェル粒子２０２の含有量が２２質量部より小さい場合はコア・シェル粒子２０２が少なく、樹脂粒子添加による効果が十分でなく、現像剤付着層が薄くなり画像濃度薄となる場合がある。

本発明において、樹脂層１０３、表面層１０４に用いる弾性体材料を導電化する手段としてはイオン導電機構、または電子導電機構による導電付与剤を上記材料に添加することにより導電化する手法が広く知られている。

イオン導電機構による導電付与剤としては、以下のものを挙げることができる。ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＮａＣｌＯ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌの周期律表第１族金属の塩、ＮＨ₄Ｃｌ、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄、ＮＨ₄ＮＯ₃のアンモニウム塩、Ｃａ（ＣｌＯ₄）₂、Ｂａ（ＣｌＯ₄）₂の周期律表第２族金属の塩、これらの塩と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の多価アルコールやそれらの誘導体との錯体、これらの塩と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のモノオールとの錯体、第４級アンモニウム塩の陽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等の陰イオン性界面活性剤、またベタインの両性界面活性剤等。

また、電子導電機構による導電付与剤としては、以下のものを挙げることができる。カーボンブラック、グラファイトの炭素系物質、アルミニウム、銀、金、錫−鉛合金、銅―ニッケル合金の金属或いは合金、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化銀の金属酸化物、各種フィラーに銅、ニッケル、銀等の導電性金属めっきを施した物質等。これらイオン導電機構、電子導電機構による導電付与剤は粉末状や繊維状の形態で、単独または２種類以上を混合して使用することが出来る。この中でも、カーボンブラックは導電性の制御が容易であり、また経済的であるなどの観点から用いられることが多く、本発明では電子導電機構による手法を用いる。

本発明の適用しうる樹脂層１０３に用いられる材料の例としては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーン樹脂が挙げられる。またこれらの材料は単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。さらに、これらの材料の発泡体を樹脂層に用いても良い。

これらの中でもシリコーン樹脂弾性体が特に好ましい。前に述べたようにシリコーン樹脂弾性体は他の弾性体材料に比べ分子鎖同士が結晶化しにくく圧縮永久歪みの残留が特に小さい。樹脂層１０３にシリコーン樹脂以外の弾性体材料を主として用いた場合は、現像ローラ１０１の圧接部の表面に凹みが生じる場合がある。

前述のように現像剤４０５は繰り返し圧力により、劣化が進行する。そのため本発明に適用しうる現像ロ−ラ１０１は現像剤４０５が挟み込まれても現像剤が変形せず、現像ローラ表面層１０４の変形で吸収するように表面硬度を低く設定する必要がある。

現像ロ−ラ１０１表面硬度は上記の理由からＭＤ−１表面硬度計（高分子計器（株）製）により測定、定義される表面硬度で２０度〜６０度であることが好ましい。表面硬度は現像ロ−ラ１０１を固定し、押針（高さ０．５０ｍｍφ０．１６ｍｍ円錐形）を現像ロ−ラ表面に垂直にあて押込みに必要な荷重を測定し評価する。表面硬度は現像ロ−ラ１０１が２３℃とし測定したときの値である。現像ロ−ラ表面硬度が２０度より低硬度であると現像ブレード４１５により圧接された場合に現像ローラ表面１０１の凹凸２０４がつぶされ、現像ブレードとの間に適切な隙間を確保できず、現像剤４０５を適正な厚さの現像剤付着層を形成できない場合がある。

また、現像ロ−ラ１０１の表面硬度が６０度を超える高硬度では、画像形成プロセスにおいて現像剤４０５と接触する際に現像剤にダメージを与えてしまい、耐久で出力画像の画質が劣化するおそれがある。

現像ローラ１０１は半導体領域の電気抵抗値を有する必要がある。そのため、樹脂層１０３が導電剤を含有し、体積抵抗率１×１０⁴Ω・ｃｍ〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍのゴム材料から形成されていることが好ましい。ここで、樹脂層１０３材料の体積抵抗率が１×１０⁴Ω・ｃｍ〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍであれば、現像剤に対して均一な帯電制御性を得ることが可能である。体積抵抗率は、より好ましくは１×１０⁴Ω・ｃｍ〜１×１０⁹Ω・ｃｍである。

なお、樹脂層２の体積抵抗率は、以下の方法で求めた値を採用することができる。抵抗計として、超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用い、以下の条件で測定を行う。
測定モード：プログラムモード５
（チャージ及びメジャー３０秒、ディスチャージ１０秒）
印加電圧：１００（Ｖ）
試料箱：超高抵抗計測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社製）、主電極は口径１０ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属、ガードリング電極は内径２０ｍｍ、外径２６ｍｍ厚さ１０ｍｍの金属とする。
試験片：はじめに、該樹脂層２の材料を、樹脂層２の成形時と同じ条件で、樹脂層２と同じ厚さに硬化させた平板状のテストピースを作製する。次に、該テストピースから直径３０ｍｍの試験片を切り出す。切り出した試験片の片面には、その全面にＰｔ−Ｐｄ蒸着を行うことで蒸着膜電極（裏面電極）を設け、もう一方の面には同じくＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により、直径１５ｍｍの主電極膜と、内径１８ｍｍ、外径２８ｍｍのガードリング電極膜を同心状に設ける。なお、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立製作所製）を用い、電流値１５ｍＡにて蒸着操作を２分間行って得る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。

測定時には、口径１０ｍｍの主電極を口径１５ｍｍの主電極膜からはみ出さないように置く。また、内径２０ｍｍのガードリング電極を、内径１８ｍｍのガードリング電極膜からはみ出さないように、電極膜の上に置いて測定する。測定は、気温２３℃、相対湿度５０％の環境で行うが、測定に先立って、測定サンプルを、該環境に１２時間以上放置しておく。

以上の状態で、試験片の体積抵抗（Ω）を測定する。次に、測定した体積抵抗値をＲＭ（Ω）、試験片の厚さをｔ（ｃｍ）とするとき、試験片の体積抵抗率ＲＲ（Ωｃｍ）を、以下の式５によって求める。

ＲＲ（Ωｃｍ）＝π×０．７５×０．７５×ＲＭ（Ω）÷（４×ｔ（ｃｍ）） 式５
＜本発明に係わる現像ローラ軸芯体＞
現像ローラの軸芯体１０２は導電性であることが必要であり、炭素鋼、合金鋼及び鋳鉄、導電性樹脂などより選択して用いることができるが、強度の観点から金属製が好ましい。合金鋼の例としては、テンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化用鋼が挙げられる。軸芯体材料が金属製材料の場合は防錆対策としてめっき、酸化処理を施すことが好ましい。

＜本発明に係わる現像剤＞
本発明の現像ローラを用いた電子写真プロセスに適する現像剤としては、特にスチレン−アクリル樹脂を結着樹脂とする現像乾式現像剤が好ましい。スチレン−アクリル樹脂の例としては次のものが挙げられる。

スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレシ−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体のスチレン系共重合体等。

本発明に用いられる現像剤には次のようなワックスを添加してもよい。例えば炭化水素系ワックスとしては、次のものがある。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス等。

＜本発明に係わる画像形成装置＞
次に、本発明に適用しうる現像ローラを搭載する電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置について、その概要を図５で説明する。

感光体ドラム４０１は帯電ローラ４０２によりその表面に対し、所定の極性で、電位が一様になるように帯電処理された後、目的画像情報の露光４０３を受け、電子写真感光体ドラム４０１の表面に目的画像に対応した静電潜像が形成されている。この静電潜像は、本発明の現像ローラ１０１により供給される現像剤４０５により現像剤画像として可視化される。この可視化された現像剤画像は、給紙ローラ４０６によって搬送された記録材４０７の裏面から転写ローラ４０８によって電圧を印加し、記録材４０７に転写される。さらに定着ローラ４０９と加圧ローラ４１０によって構成された定着部へ搬送され、像定着を受け、画像形成物として出力される。電子写真感光体ドラム４０１はその上に残存する現像剤、ごみ等を除くためにクリーニング部４１１によりクリーニングされ、除電部材（図示していない）にて除電され、再び帯電過程に進む。なお、クリーニング部４１１によって取除かれた現像剤は廃現像剤容器４１２へ集められる。また、クリーニング部４１１の部材としてクリーニングローラを用いることも可能である。

一方、現像ローラ１０１は、その表面に現像剤供給ローラ４１３により現像剤が現像剤貯槽４１４から供給され、現像ブレード４１５にて均一厚みになるように現像ブレード４１５が当接されている。現像ローラ１０１上の感光ドラム４０１で静電潜像を現像する際に使用されなかった現像剤は現像剤供給ローラ４１３で一旦現像ローラ１０１から掻き落とされる。また、帯電ローラ４０２、現像ローラ１０１および転写ローラ４０８はバイアス印加電源により必要電圧が印加されている。なお、電子写真プロセスカートリッジはここに記載した部材のうち給紙部、転写ローラ、定着部、露光部を除く部材のすべて、またはいくつかを選んで一体とし本体より分離可能としたものである。

また、ブラック、マゼンダ、シアン、イエローの４色の電子写真プロセスカートリッジを並べ、記録材にそれぞれのトナーを転写し、像定着を行なうことにより、カラーの画像形成物を出力することが可能となる。

以上より、電子写真画像形成装置は、少なくとも静電潜像を形成するための電子写真感光体と、該電子写真感光体に当接配置される電子写真用現像部材とを具備し、該電子写真用現像部材として本発明にかかる現像ローラを使用するものである。また、電子写真プロセスカートリッジは、少なくとも静電潜像を形成するための電子写真感光体と、該電子写真感光体に当接配置される電子写真用現像部材とを具備し、電子写真画像形成装置に脱着可能に構成される。そして、電子写真用現像部材として本発明にかかる現像ローラを使用する。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づき詳細に説明する。

下記の実施例は、本発明の最良な実施形態の一例であるものの、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

（実施例１−１）
＜樹脂粒子の物性測定＞
（ガラス転移点測定方法）
示走査熱量計ＤＳＣ８２３０Ｌ（リガク株式会社製）を用い、測定方法はＪＩＳ−Ｋ７１２１より測定した。

＜現像ローラの作製＞
軸芯体１０２としては直径６ｍｍ、長さ２７０ｍｍのＳＵＳ３０４製芯金表面に接着層として２液タイプのプライマー（ダウコ−ニング ＤＹ３９−０５１：東レダウコ−ニング社製）を塗布、焼き付けしたものを用いた。

次に前記軸芯体を金型に配置し下記第一の液状シリコーン、第二の液状シリコーンを下記の重量比で混合した配合の液状シリコーンを注入した。
（第一の液状シリコーン）
・オルガノポリシロキサン ・・・ １００重量部
（ジメチルポリシロキサン両末端をビニル基で置換した粘度１００Ｐａ・ｓのジメチルポリシロキサン）
・石英粉末 ・・・・・・・・・・・ ７重量部
（ペンシルバニアガラスサンド社製 Ｍｉｎ-ＵＳｉｌ）
・カーボンブラック ・・・・・・・・・・・ ８重量部
（電気化学工業株式会社製、デンカブラック 粉状グレード）
・白金化合物（硬化触媒として） ・・・・・・ 微量配合
（第二の液状シリコーン）
・オルガノハイドロジェンポリシロキサン ３重量部
（前記ビニル基で置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、ＳｉＨ基が１．１モルとなる量）
続いて、加熱金型に注入された液状シリコーンを１３０℃にて５分間加熱処理を施して、硬化させた。冷却後、脱型後、さらに、１８０℃、３時間加熱処理を施すことで、厚さ２．９９０ｍｍのシリコーン樹脂を主成分とする樹脂層１０３を軸芯体１０２の外周面上に設けた。

表面層１０４の材料として、以下の組成でポリテトラメチレングリコールにイソシアネートをＭＥＫ溶媒中で段階的に混合して、窒素雰囲気下８０度にて６時間反応させた。
・ポリテトラメチレングリコール １００質量部
（商品名：ＰＴＧ１０００ＳＮ；保土谷化学株式会社製）
・イソシアネート ２１．２質量部
（商品名：ミリオネートＭＴ；日本ポリウレタン工業株式会社製）
分子量Ｍｗ＝４８０００、水酸基価５．６、分子量分散度Ｍｗ／Ｍｎ＝２．９、Ｍｚ／Ｍｗ＝２．５の２官能のポリウレタンポリオールプレポリマーを得た。水酸基価はＩＳＯ １５０６３の方法で測定した。

上記ポリウレタンポリオールプレポリマー１００質量部とイソシアネート（商品名：タケネートＢ８３０；ＴＭＰ変性ＴＤＩ、ｆ（平均官能基数）＝３相当；三井武田ケミカル株式会社製）７．２質量部を加えて、ＮＣＯ当量を１．２となるようにした。さらに、カーボンブラック（＃１０００；ｐＨ３．０；三菱化学社製）を適量添加して抵抗値を調整した。上記原料混合液に有機溶剤を加え固形分２０％とした。コア・シェル粒子２０２として（複合シリコンパウダＫＭＰ−６０１；体積平均粒子径１５μｍ；信越化学工業株式会社製）を添加した。コア・シェル粒子２０２含有量は固形分７０重量部に対して３０質量部加え、プロペラ羽で攪拌し分散、混合したものを表面層１０４の塗布液とした。

この樹脂層の原料液中に、上記の弾性層１０３の形成を終えた軸芯体１０２を浸漬して、引上げて自然乾燥させ表面層１０４塗膜を形成した。次いで、１４０℃にて１５０分間加熱処理により塗膜を硬化させ、膜厚１０μｍ、表面粗さＲａが１.５μｍの表面層１０４を形成した。以上の工程により外径が１２．００ｍｍの現像ローラ１０１を得た。

なお、ポリウレタンポリオールプレポリマーの分子量、分子量分布の測定方法を以下に記す。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるクロマトグラムの分子量（Ｍｎ、Ｍｗ、Ｍｚ）は次の条件で測定される。温度４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を毎分１ｍｌの流速で流し、試料濃度として０．４質量％に調整した樹脂のＴＨＦ試料溶液を約１００μｌ注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数（リテンションタイム）との関係から算出する。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。

ポリウレタンポリオールプレポリマーの分子量分散度としては、Ｍｎ：数平均分子量、Ｍｗ：重量平均分子量、Ｍｚ：Ｚ平均分子量を用いる。Ｚ平均分子量は高分子量化合物の平均分子量への寄与を最も重視したものであり、次のように定義される。
高分子中に分子量Ｍｉの分子がＮｉ個存在するとき、以下の式６で表す。

Ｍｚ＝（ΣＭｉ³・Ｎｉ）／（ΣＭｉ²・Ｎｉ） 式６
（表面層膜厚測定）
現像ローラ表面層断面をデジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−６００、株式会社キーエンス製）で観察し表面層膜厚を３箇所測定し算術平均値を採用した。なお、測定は室温２３℃相対湿度６０％の環境でおこなった。

（表面層表面粗さ測定）
表面粗さ計は（株式会社小坂研究所製、ＳＥ３５００）を使用し、前述の方法により表面粗さＲａを測定した。

現像ローラ中央部を長手方向に１０ｍｍおきに３箇所を測定後、円周方向に４．７ｍｍずらして同様に３点、さらに円周方向に４．７ｍｍずらして同様に３点ずつ、計３列測定した。すなわち合計３０ｍｍ×９．４ｍｍの領域を３点ずつ、３列、９点測定し表面粗さの算術平均値を求め表面層の表面粗さＲａとした。さらに前記９点測定した表面粗さの最大値と最小値の差を表面粗さのムラの値とした。

＜画像評価方法＞
（初期画像濃度／初期画像濃度均一性評価）
画像形成装置としては、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社製 Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ４７００ｄｎ、カートリッジは専用のものを用いた。本発明の現像ローラを未使用のカートリッジに組み込み、温度２３℃、湿度６０％環境に設置した画像形成装置本体に搭載した。シアン現像剤でベタ画像を連続で５枚出力し５枚目で画像濃度均一性評価を行なった。画像域中心部に通紙方向３０ｍｍ×通紙方向に対して直角方向に９．４ｍｍの長方形の領域を設定し、反射濃度を等間隔に３点ずつ、３列、９点測定した。反射濃度計はＲＤ−９１８ 反射濃度計（クレタクマクベス社製）を使用した。計９点の反射濃度の最大と最小を画像濃度均一性とした。最大と最小の差分が小さいほど画像濃度均一性が良好である。
画像濃度均一性について、以下の基準で評価した。
「Ａ」：最大と最小の差分が０．１０以下。
「Ｂ」：０．１０より大きく、０．１５以下。
「Ｃ」：０．１５より大きく、０．２０以下。
「Ｄ」：０．２０より大。

また、初期画像濃度について、以下の基準で評価した。
「Ａ」：前記ベタ画像の平均濃度が１.３以上。
「Ｂ」：１.３より小さく、１.１以上。
「Ｃ」：１.１より小さく０.９以上。
「Ｄ」：０.９より小。

Ａ，Ｂ評価は高画質用画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｃ評価は通常の画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｄ評価は許容範囲外である。

（初期画像カブリ評価）
前記ベタ画像を連続で５枚出力したのち、ベタ白画像を１枚出力し、１枚目でかぶりの程度（画像カブリ値）を以下の方法で測定し、現像ローラの表面汚れの指標とした。かぶり値は、反射濃度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａ（東京電色技術センター社製）を用いて、画像形成装置による画像形成前の転写材である転写紙の反射濃度と、ベタ白画像の画像形成を行った後の転写紙の反射濃度を測定し、その差分を現像ローラの画像かぶり値とした。反射濃度の測定は、転写紙の画像印刷領域の全域をスキャンして反射濃度を測定し、最小値をその転写紙の反射濃度とした。
画像かぶり値は小さいほど良好であり、以下の基準で評価した。
「Ａ」：１．０より小。
「Ｂ」：１．０以上、３．０より小。
「Ｃ」：３．０以上、５．０より小。
「Ｄ」：５．０以上。

Ａ，Ｂ評価は高画質用画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｃ評価は通常の画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｄ評価は許容範囲外である。

（長期保管後の画像スジ評価）
画像形成装置としては、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社製 Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ４７００ｄｎ、カートリッジは専用のものを用いた。本発明の現像ローラを未使用のカートリッジに組み込み、温度４０℃、湿度９０％の環境に２８日間放置した。このとき現像ローラは感光体ドラムおよび現像ブレードに当接していた。

その後、温度２３℃、湿度６０％環境に設置した画像形成装置本体に搭載した後、２時間放置した後画像出力を行った。べた画（反転現像においてすべてのドットに対して露光）、ハーフトーン画像（感光体ドラムに１ドットおきに露光）をそれぞれ１枚ずつ出力し画像に現像ローラ周期の画像スジがないか目視で評価した。
画像スジについて、以下の基準で評価した。
「Ａ」：べた画像、ハーフトーン画像でも目視でまったく確認できない。
「Ｂ」：べた画像のみでわずかに画像スジが確認される。
「Ｃ」：べた画像でも、ハーフトーン画像でもわずかに画像スジが確認される。
「Ｄ」：べた画像でも、ハーフトーン画像でもはっきりと見える画像スジが確認される。

なお、Ａ，Ｂ評価は高画質用画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｃ評価は通常の画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｄ評価は許容範囲外である。

（耐久後画像カブリの評価）
画像形成装置としては、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社製 Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ４７００ｄｎ、カートリッジは専用のものを用いた。本発明の現像ローラ１０１を未使用のカートリッジに組み込み、温度２３℃、湿度６０％環境に設置した画像形成装置本体に搭載した。印字率が１％の画像を１５０００枚続けて出力した。

その後、ベタ白画像を１枚出力し、１枚目でかぶりの程度（画像カブリ値）を以下の方法で測定し、現像ローラの表面汚れの指標とした。カブリ値は、反射濃度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａ（東京電色技術センター社製）を用いて、画像形成装置による画像形成前の転写材である転写紙の反射濃度と、ベタ白画像の画像形成を行った後の転写紙の反射濃度を測定し、その差分を現像ローラの画像かぶり値とした。反射濃度の測定は、転写紙の画像印刷領域の全域をスキャンして反射濃度を測定し、最小値をその転写紙の反射濃度とした。
画像かぶり値は小さいほど良好であり、以下の基準で評価した。
「Ａ」：１．０より小。
［Ｂ］：１．０以上、３．０より小。
「Ｃ」：３．０以上、５．０より小。
「Ｄ」：５．０以上。

繰り返しの画像形成プロセスにおいて現像ローラ１０１により接触する現像剤４０５にダメージを与えてしまい、耐久で出力画像の画質が劣化（画像カブリ）するおそれがある。Ａ，Ｂ評価は高画質画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｃ評価は通常の画像形成装置の出力画像として許容範囲である。Ｄ評価は許容範囲外である。

前述の評価項目に関して画像評価を行い、その評価結果を表１−１に示す。

（実施例１−２〜３）
実施例１−１の現像ローラ表面に分散する樹脂粒子の量を表１−１に示すようにかえた以外実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。作製された現像ローラの物性は表１に示す通りであった。実施例１と同様に評価を実施し、その評価結果を表１−１に示す。

（実施例１−４〜６）
実施例１−１の現像ローラ表面に分散する樹脂粒子をコア・シェル粒子（複合シリコンパウダＫＭＰ−６００；体積平均粒子径５μｍ；信越化学工業株式会社製）にかえ、添加量を表１−１に示すようにした以外実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表１に示す通りであった。実施例１−１と同様に評価を実施し、その評価結果を表１−１に示す。複合シリコンパウダＫＭＰ−６００は複合シリコンパウダＫＭＰ−６０１同様の構造で体積平均粒子径に差がある。

（実施例１−７〜８）
実施例１−１の現像ローラ表面に分散する樹脂粒子をコア・シェル粒子（複合シリコンパウダＸ−５２−７０３０；体積平均粒子径１．０μｍ；信越化学工業株式会社製）にかえ、添加量を表１−２に示すようにした。それ以外は、実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表１に示す通りであった。実施例１−１と同様に評価を実施し、その評価結果を表１−２に示す。複合シリコンパウダＸ−５２−７０３０は複合シリコンパウダＫＭＰ−６０１同様の構造で体積平均粒子径に差がある。

（比較例１）
表面層に添加する樹脂粒子にコア・シェル構造を有しないシリコーン樹脂弾性体のみよりなる樹脂粒子（商品名：シリコーンゴムパウダーＫＭＰ-５９８、信越化学工業株式会社製）とした以外実施例１−１と同様の方法で現像ローラを作製した。樹脂粒子の物性、現像ローラ作製条件は表２‐１に示した。

実施例１−１同様の方法で画像形成装置により評価を実施し、その評価結果を表２‐１に合わせて示す。現像ローラ表面層断面を顕微鏡観察した結果、凝集粒子が多数見られた。

（比較例２）
表面層に添加する粒子をコアがアクリル樹脂よりなる樹脂粒子（商品名：メタブレン Ｗ−４５０Ａ、三菱レーヨン株式会社製）とした以外実施例１−１同様の方法で現像ローラを作製した。樹脂粒子の物性、現像ローラを作製条件は表２‐１に示した。

実施例１−１同様の方法で画像形成装置により評価を実施し、その評価結果を表２‐１に合わせて示す。メタブレン Ｗ−４５０Ａはコア・シェル構造を有するがコアはアクリル樹脂弾性体でガラス転移点−６０℃、シェルはアクリル樹脂でガラス転移点−２０℃である。

（比較例３）
表面層に添加する粒子をコアがアクリル樹脂よりなる樹脂粒子（商品名：メタブレン ＳＸ００５、三菱レーヨン株式会社製）とした以外実施例１−１同様の方法で現像ローラを作製した。樹脂粒子の物性、現像ローラを作製条件は表２‐１に示した。

実施例１−１同様の方法で画像形成装置により評価を実施し、その評価結果を表２‐１に合わせて示す。メタブレン ＳＸ００５はコア・シェル構造を有するがコアはアクリルシリコン樹脂弾性体でガラス転移点−１００℃、シェルはアクリルシリコン樹脂でガラス転移点−２０℃である。

（比較例４）
実施例１−１の現像ローラ表面に分散する樹脂粒子をコア・シェル粒子（複合シリコンパウダＫＭＰ-６０３；体積平均粒子径３０μｍ；信越化学工業株式会社製）とした以外実施例１−１同様の方法で現像ローラを作製した。樹脂粒子の物性、現像ローラ作製条件は表２‐２に示した。

実施例１−１同様の方法で画像形成装置により評価を実施し、その評価結果を表２‐２に合わせて示す。

（比較例５）
表面層に添加する粒子をコアがシリコーン樹脂よりなるコア・シェル粒子（商品名：ジェニオパール、旭化成株式会社製）とした以外実施例１−１同様の方法で現像ローラを作製した。樹脂粒子の物性、現像ローラを作製条件は表２‐２に示した。

実施例１−１同様の方法で画像形成装置により評価を実施し、その評価結果を表２‐２に合わせて示す。ジェニオパール体積平均粒子径０．１５μｍである。

（比較例６）
[コア・シェル粒子１の作製]
２０リットルのガラス容器に、下記の材料を入れ、１０ｍ／Ｓで攪拌しながら４５℃に加温した。

・水：１０００ｇ、
・ドデシル硫酸ナトリウム：３０ｇ、
・粘度が４０ｍＰａ・ｓのα、ω‐ジヒロドキシポリジメチルシロキサン：２５０ｇ、
・メチルトリメトキシシラン：１５ｇ。

ついで１０％のテトラプロピオキシチタンのイソプロピルアルコール溶液１０ｇを添加して２０時間反応を行い、複合粒子の芯となる粒子を重合した。得られた懸濁液をφ０.５のジルコンアビーズを充填したビスコミル分散機を用いて、周速５ｍ/ｓで４０時間分散させた。ついで水を蒸発させシリコーン樹脂粒子を得た。

次に２次工程として、付加モル数９モルのポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル２５ｇと水５０００ｇの混合液に、上記のシリコーン樹脂粒子 １２０ｇを添加し、５.０ｍ／Ｓで攪拌して分散液を得た。次にアンモニア水を添加してｐＨを１１とした。メチルトリメトキシシラン ５１ｇ、フェニルトリメトキシシラン ９５ｇ、粘度が４０ｍＰａ・ｓのα、ω―ジヒロドキシポリジメチルシロキサン ２７ｇを滴下した後７０℃まで加温して１時間攪拌を続けた。つぎに混合液を加圧ろ過機でろ過したのち、１００度で乾燥させ、コア・シェル粒子を得た。

得られたコア・シェル粒子２０２はコア部３０１がガラス転移点−１２０℃のシリコーン樹脂弾性体、シェル部３０２のシリコーン樹脂のガラス転移点が−６０℃であった。

実施例１−１の現像ローラ表面層の樹脂粒子を上記で作製したコア・シェル粒子とし、添加条件は表２-３の様にした以外実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表２-３に示す通りであった。実施例１−１と同様に評価を実施し、その評価結果を表２-３に示す。

（比較例７）
粘度が４０ｍＰａ・ｓの代わりに粘度が５ｍＰａ・ｓのα、ω‐ジヒロドキシポリジメチルシロキサンを用いた以外比較例６と同様にコア・シェル粒子２０２を作製した。実施例１−１の現像ローラ表面層の樹脂粒子を上記で作製したコア・シェル粒子とし、添加条件は表２-３の様にした以外実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表２-３に示す通りであった。実施例１−１と同様に評価を実施し、その評価結果を表２-３に示す。

（比較例８）
実施例１−１の現像ローラ表面層の膜厚を表２-４に示すようにかえた以外実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。作製された現像ローラの物性は表２-４に示す通りであった。実施例１−１と同様に評価を実施し、その評価結果を表２-４に示す。

（比較例９）
実施例１−７の現像ローラ表面層の膜厚を表２-４に示すようにかえた以外実施例１−７と同じ条件で現像ローラを作製した。作製された現像ローラの物性は表２-４に示す通りであった。実施例１−１と同様に評価を実施し、その評価結果を表２-４に示す。

（注１）シェル３０２もシリコーン樹脂ではあるが重合度が高くガラス転移点に達する前に熱分解が始まり実質的にガラス転移点を有していない。従って−６０℃より低い領域の温度領域にガラス転移点が観測されない。

表１に示すように本発明のコア・シェル粒子２０２を表面層１０４に添加した現像ローラ１０１では画像評価の結果、べた画像濃度の均一性が高かった。さらに現像ローラに感光体ドラムや現像ブレードを当接したまま長期保管した後の画像でも画像スジが見られなかった。また現像ローラ１０１の表面粗さの均一性が高かった。断面を観察した結果、樹脂粒子の分散均一性が高かった。しかしながら、表２比較例１に示すようにコア・シェル構造を有しない樹脂粒子を表面層に添加した現像ローラでは画像評価の結果、べた画像濃度が不均一性であった。さらに現像ローラの表面粗さが不均一で、断面を観察した結果、樹脂粒子が均一に分散されていなかった。

表２比較例２に示すようにコア・シェル構造を有していてもコアがシリコーン樹脂でない樹脂粒子を表面層１０４に分散した現像ローラ１０１では、現像ローラに感光体ドラムや現像ブレードを当接したまま長期保管した後の画像には画像スジが見られた。

表２比較例３に示すようにコア・シェル構造を有していてもシェルがポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂でない樹脂粒子を表面層１０４に分散した現像ローラ１０１では、べた画像濃度が不均一性であった。さらに現像ローラの表面粗さが不均一で断面を観察した結果、樹脂粒子が均一に分散されていなかった。

表２比較例４に示すようにコア・シェル粒子２０２の粒子径Ａが１５．０μｍより大きい場合は画像かぶりが生じた。

表２比較例５に示すようにコア・シェル粒子２０２の粒子径Ａが１．０μｍより小さい場合は画像濃度が不足であった。

表２比較例６に示すようにコア・シェル粒子２０２の１０％圧縮硬度Ｅが１０ＭＰａより大きい場合は耐久後画像かぶりが生じた。

表２比較例７に示すようにコア・シェル粒子２０２の１０％圧縮硬度Ｅが３ＭＰａより小さい場合は画像濃度が不足であった。

表２比較例８に示すようにコア・シェル粒子２０２の表面層の膜厚をＤμｍとしたときＡ／Ｄが３．０より大きいときは画像かぶりが生じた。

表２比較例９に示すようにコア・シェル粒子２０２の表面層の膜厚をＤμｍとしたときＡ／Ｄが０．３０より小さいときは画像濃度が不足であった。

（実施例２−１〜３）
実施例１−１の現像ローラ表面に分散する樹脂粒子をアルビデュア PU5640、ナノレジンズ社製（コアがシリコーン樹脂、シェルがポリウレタン樹脂）とし、添加量を表３に示すようにした以外、実施例１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表３に示す通りであった。実施例１と同様に評価を実施し、その評価結果を表３に示す。

（実施例３−１〜３）
実施例１−１の現像ローラ表面に分散する樹脂粒子をアルビデュア EP2240、ナノレジンズ社製（コアがシリコーン樹脂、シェルがエポキシ樹脂）とし、添加量を表３に示すようにした以外、実施例１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表３に示す通りであった。実施例１と同様に評価を実施し、その評価結果を表３に示す。

表３に示すように本発明のコア・シェル構造を有する樹脂粒子を表面層に添加した現像ローラで樹脂粒子の弾性復元率が９５％以上では感光体ドラムや現像ブレードを当接したまま長期保管した後の画像でも画像スジが見られなかった。樹脂粒子の弾性復元率が９０％では画像スジが見られたが製品として許容範囲であった。

（実施例４−１〜３）
[コア・シェル粒子２の作製]
２０リットルのガラス容器に、水１０００ｇ、ドデシル硫酸ナトリウム３０ｇを添加し、粘度が１０ｍＰａ・ｓのα、ω‐ジヒロドキシポリジメチルシロキサン ２５０ｇとメチルトリメトキシシラン １５ｇを混合し、１０ｍ／Ｓで攪拌しながら４５℃に加温した。ついで１０％のテトラプロピオキシチタンのイソプロピルアルコール溶液１０ｇを添加して２０時間反応を行い、複合粒子の芯となる粒子を重合した。得られた懸濁液をφ０.５のジルコンアビーズを充填したビスコミル分散機を用いて、周速５ｍ/ｓで４０時間分散させた。ついで水を蒸発させシリコーン樹脂粒子を得た。

次に２次工程として、付加モル数９モルのポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル２５ｇと水５０００ｇの混合液に、上記のシリコーン樹脂粒子 １２０ｇを添加し、５.０ｍ／Ｓで攪拌して分散液を得た。次にアンモニア水を添加してｐＨを１１とした。メチルトリメトキシシラン ５１ｇ、フェニルトリメトキシシラン ９５ｇ、粘度が２０ｍＰａ・ｓのα、ω―ジヒロドキシポリジメチルシロキサン ２７ｇを滴下した後７０℃まで加温して１時間攪拌を続けた。つぎに混合液を加圧ろ過機でろ過したのち、１００度で乾燥させ、コア・シェル粒子を得た。

得られたコア・シェル粒子２０２はコア部３０１がガラス転移点−１２０℃のシリコーン樹脂弾性体、シェル部３０２のシリコーン樹脂のガラス転移点が−６０℃であった
実施例１−１の現像ローラ表面層の樹脂粒子を上記で作製したコア・シェル粒子とし、添加条件は表４のようにした以外実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表４に示す通りであった。実施例１と同様に評価を実施し、その評価結果を表４に示す。

（実施例４−４〜６）
[コア・シェル粒子３の作製]
得られた前記懸濁液のビスコミル分散機条件を、周速１５ｍ/ｓで６０時間分散に変えた以外コア・シェル粒子1と同様にコア・シェル粒子を作製した。

得られたコア・シェル粒子２０２はコア部３０１がガラス転移点−１２０℃のシリコーン樹脂弾性体、シェル部３０２シリコーン樹脂 ガラス転移点が−６０℃であった。

実施例１−１の現像ローラ表面層の樹脂粒子を上記で作製したコア・シェル粒子とし、添加条件は表４のようにした以外実施例１−１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表４に示す通りであった。実施例１−１と同様に評価を実施し、その評価結果を表４に示す。

（実施例５−１）
実施例１−２の現像ローラ表面層の樹脂粒子添加量を表５に示すようにした以外実施例１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表５に示す通りであった。表面粗さＲａが３．５μｍとなった。実施例１と同様に評価を実施し、その評価結果を表５に示す。画像スジは良好であったが、現像カブリが見られた。原因は現像ローラの表面粗さが大きすぎ現像剤付着膜厚が多すぎることであった。

（実施例５−２）
実施例１−６の現像ローラ表面層の樹脂粒子添加量を表４に示すようにした以外実施例１と同じ条件で現像ローラを作製した。現像ローラの物性は表４に示す通りであった。表面粗さＲａが０．３μｍであった。実施例１と同様に評価を実施し、その評価結果を表４に示す。画像スジは良好であったが、べた画像において画像全体に濃度が不足していた。原因は現像ローラの表面粗さが小さく現像剤付着膜厚が薄すぎることであった。

本発明に係わる現像ローラの長手方向断面、及び軸との垂直面の断面図の一例を示す。 本発明の適用しうる現像ローラ表面層の断面を拡大した図である。 本発明に係わるコア・シェル構造弾性樹脂粒子の一例を示す構成図である。 本発明に係わるコア・シェル構造弾性樹脂粒子の弾性復元率の測定方法を説明する図である。 本発明に係わる電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０１ 現像ロ−ラ
１０２ 軸芯体
１０３ 弾性層
１０４ 表面層
２０１ 表層結着樹脂
２０２ コア・シェル粒子
２０３ 表面層表面
２０４ 表層表面の凹凸
２０５−２０９ コア・シェル粒子
２１０−２１２ コア・シェル粒子間の距離
３０１ コア部
３０２ シェル部
４０１ 感光体ドラム
４０２ 帯電ローラ
４０３ 露光
４０５ 現像剤
４０６ 給紙ローラ
４０７ 記録材
４０８ 転写ローラ
４０９ 定着ローラ
４１０ 加圧ローラ
４１１ クリーニング部
４１２ 廃現像剤容器
４１３ 現像剤供給ローラ
４１４ 現像剤貯槽
４１５ 現像ブレード
５０１ コア・シェル粒子の直径
５０２ ２５％圧縮の状態
５０３ 平面圧子

Claims (9)

1. 芯体と、その周囲に形成された樹脂層と、該樹脂層の周囲に形成された表面層とを有する現像ローラにおいて、
   該表面層は、コア・シェル構造を有する弾性樹脂粒子と、該弾性樹脂粒子を分散している結着樹脂とを含み、かつ、
   下記ａ）よりｅ）の条件を満たしていることを特徴とする現像ローラ：
   ａ）該弾性樹脂粒子のコア部がシリコーン樹脂からなり、シェル部がポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１つの樹脂であること、
   ｂ）該弾性樹脂微粒子の１０％圧縮硬度Ｅが３ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であること、
   ｃ）該弾性樹脂粒子の体積平均粒子径Ａが１．０μｍ以上１５．０μｍ以下であり、該表面層の断面における該弾性樹脂粒子の平均粒子間距離Ｂμｍが、０．１Ａ以上２．０Ａ以下であり、かつ平均粒子間距離Ｂの変動係数Ｃが１５０％以下であること、
   ｄ）該表面層の膜厚をＤμｍとしたときＡ／Ｄが０．３０以上３．０以下であること、
   ｅ）該弾性樹脂粒子の弾性復元率が９０％以上であること。
2. 前記コア・シェル構造弾性樹脂粒子の弾性復元率が９５％以上である請求項１記載の現像ローラ。
3. 前記コア・シェル構造弾性樹脂粒子のコア部のガラス転移点が−１２０℃以上、−１１０℃以下であり、かつシェル部が−６０℃未満の温度領域にガラス転移点を有していない請求項１または２記載の現像ローラ。
4. 前記表面層の結着樹脂がポリウレタン樹脂である請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラ。
5. 前記表面層の表面粗さＲａが０．５μｍ以上３．０μｍ以下である請求項１乃至４のいずれかに記載の現像ローラ。
6. 前記樹脂層を形成する樹脂がシリコーン樹脂である請求項１乃至５のいずれかに記載の現像ローラ。
7. 前記表面層に対するコア・シェル構造弾性樹脂微粒子の含有量が２２質量部以上８１質量部以下である請求項１乃至６のいずれかに記載の現像ローラ。
8. 少なくとも静電潜像を形成するための電子写真感光体と、該電子写真感光体に当接配置される電子写真用現像部材とを具備し、電子写真画像形成装置に脱着可能に構成された電子写真プロセスカートリッジにおいて、前記現像部材が請求項１乃至７のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
9. 少なくとも静電潜像を形成するための電子写真感光体と、該電子写真感光体に当接配置される電子写真用現像部材とを具備する電子写真画像形成装置において、請求項１乃至７のいずれかに記載の現像ローラを少なくとも具備することを特徴とする電子写真画像形成装置。

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