JP5451254B2 - 現像ローラ、該現像ローラを備える電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、レーザープリンタの如き電子写真画像形成装置において用いられる現像ローラ、該現像ローラを備える電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。

感光ドラム上の静電潜像をトナーにより可視化する現像方法として、現像ローラにトナーを担持させ、感光ドラムに当接させて現像する接触現像法が知られている。そして、現像ローラには、当該トナーに対して良好な摩擦電荷を付与する機能が要求されている。接触現像法においては、一般的に負帯電性の一成分現像剤が使用されることが多い。そこで、特許文献１および２は、負帯電性のトナーに効率よく、かつ高い電荷を付与できる現像ローラとして、現像ローラの表面層として窒素を含有した樹脂被覆層を用いた現像ローラを開示している。

また、感光ドラムとの当接部においてニップ幅を確保するために、現像ローラには弾性層が設けることが提案されている。しかし、弾性層を有する現像ローラにおいては、その表面に、弾性層に不可避的に含まれている低分子量物質がブリードしてくることがある。ブリードした低分子量物質は、現像ローラと当接している感光ドラムの表面に付着することにより、電子写真画像の品位や感光ドラムの寿命に影響を与えることがある。そこで、特許文献３は、弾性層からブリードするブリード物質を遮蔽する遮蔽層を設けた現像剤担持体を開示している。

特開２０００−１８１２１８号公報 特開２００３−１２２１０８号公報 特開２００５−２１５４８５号公報

本発明者らが、上記特許文献１および２に記載の発明を検討したところ、窒素を含有している樹脂層は、実使用時には正に帯電し、また表面のタック（粘着）性が強くなる。そのため、当該樹脂層の表面には、負帯電性のトナーが付着しやすいことが分かった。現像ローラの表面に付着したトナーは、繰返しの電子写真画像の形成過程において徐々に劣化し、現像ローラの表面に融着することがある。表面にトナーが融着した現像ローラは、それを用いて形成した電子写真画像の品位を低下させることがある。

そこで、本発明者らは、接触現像に係る電子写真画像の高品位化、及びより一層の安定化を図る上で、少なくとも下記の３点を満足する表面層を備えた現像ローラの開発が望ましいとの認識を得るに至った。

１．弾性層からの低分子量成分の染み出しを有効に抑制できること。

２．負帯電性トナーへ効率よく、かつ高い電荷を付与することができること。

３．トナー離型性に優れた表面を有すること。

したがって、本発明は、上記１〜３の要件を満たし得る表面層を備えた現像ローラを提供することを対象とする。

また本発明は、高品位な電子写真画像を形成することができる電子写真画像形成装置および電子写真プロセスカートリッジを提供することを対象とする。

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討したところ、表面層を形成する材料を特定することが有効であることを見出し、本発明に至った。

本発明の一態様に係る現像ローラは、軸芯体と、該軸芯体上に設けられている少なくとも１層の弾性層と、該弾性層上に設けられている表面層とを有し、トナーを担持搬送し、対向する感光体の静電潜像をトナーで現像するための現像ローラであって、
該表面層は、Ｓｉ、Ｎ、Ｃ及びＨを含むケイ素化合物膜からなり、
該ケイ素化合物膜は、
Ｘ線光電子分光法および弾性反跳粒子検出法により測定したＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素の合計の、全元素に占める比率が９０．００％以上であり、かつ、
ＳｉとＮの存在比Ｎ／Ｓｉが０．２０以上１．００以下、
ＳｉとＣの存在比Ｃ／Ｓｉが０．３０以上１．５０以下、
ＳｉとＨの存在比Ｈ／Ｓｉが０．１５以上０．３５以下である。

本発明の一態様に係る電子写真プロセスカートリッジは、電子写真画像形成装置の本体に脱着可能に装着される電子写真プロセスカートリッジにおいて、該カートリッジが、上記の現像ローラを有する。

本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置は静電潜像を保持するための感光体及び該感光体に当接して配置される現像ローラを有する電子写真画像形成装置において、該現像ローラが、上記の現像ローラである。

本発明によれば、弾性層からの低分子量物質の染み出しを防止できる表面層を有する現像ローラであって、長時間当接部材へ圧接放置しても安定した画像を形成することが可能な現像ローラが提供される。また、本発明によれば、負に帯電するトナーに対して高い電荷を付与することができる現像ローラが提供される。さらに、本発明によれば、フィルミングの発生が抑制され、安定した画像を形成することができる現像ローラが提供される。

現像ローラの構成例を表す断面概略図である。 引張弾性率の測定用試験片の採取方法を示す説明図である。 プラズマＣＶＤ装置の模式図である。 現像ローラの電流値の測定方法を示す説明図である。 本発明の現像ローラを搭載した現像装置の一例を示す模式図である。 本発明の現像ローラを搭載したプロセスカートリッジを示す模式図である。

図１は、本発明に係る現像ローラ１の軸方向に直交する方向の断面図である。

現像ローラ１は、金属の如き導電性材料で形成される軸芯体１１と、弾性層１２と、表面層１３とがこの順に積層されている。

現像ローラ１は、一般的に、電気的なバイアスを印加又は接地されて使用される。

＜軸芯体＞
軸芯体１１は、支持部材であると共に、導電材として少なくとも表面が導電性であることが好ましい。そこで、軸芯体１１としては、外周面が、その上に形成される弾性層１２に対して所定の電圧を印加するのに十分な導電性の材質、具体的には、例えば、Ａｌ、Ｃｕ合金、ＳＵＳの如き金属又は合金、Ｃｒ又はＮｉメッキ等で構成されてるものが用いられる。軸芯体１１は、通常、外径４ｍｍから１０ｍｍの範囲とするのが好ましい。

＜弾性層＞
弾性層１２は、原料主成分としてゴム又は樹脂を用いた成型体である。なお、原料主成分のゴムとして、従来、現像ローラに用いられている種々のゴムを用いることができる。具体的には、以下のものが例として挙げられる。エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ＮＢＲの水素化物、多硫化ゴム、ウレタンゴム。

また、原料主成分の樹脂としては主に熱可塑性樹脂であり、具体的には以下のものが例として挙げられる。低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）の如きポリエチレン系樹脂；ポリプロピレン系樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリスチレン系樹脂；ＡＢＳ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の如きポリエステル樹脂；フッ素樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ＭＸＤ６の如きポリアミド樹脂。

そして、これらゴム及び樹脂は、単独であるいは２種以上を混合して用いられる。中でも、弾性層１２には適度に低硬度であり、かつ十分な変形回復力を持たせることが重要であるため、弾性層に用いられる材料としては液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムを用いることが好ましい。特に、加工性が良好で寸法精度の安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの生産性が優れる理由から、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いることがより好ましい。

さらに、弾性層の材料には、弾性層自体に要求される機能に必要な、導電剤や非導電性充填剤のような成分、また、ゴム及び樹脂成型体とする際に利用される各種添加剤成分、例えば、架橋剤、触媒、分散促進剤の如きを適宜配合できる。

導電剤としては、イオン導電機構によるイオン導電性物質と、電子導電機構による導電付与剤があり、どちらか一方、或いは併用することも可能である。

電子導電機構による導電付与剤としては、以下のものが例として挙げられる。

アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属の粉や繊維；硫化銅、硫化亜鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデン等の如き金属化合物粉；亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムの如き金属粉末；アンチモン添加酸化スズ、ニオブ添加酸化チタン、アルミニウム添加酸化亜鉛の如き導電性を有するようにドーピング処理が施された金属酸化物；アセチレンブラック、ケッチェンブラック（商品名）、ＰＡＮ系カーボンブラック、ピッチ系カーボンブラック、カーボンナノチューブの如きカーボンブラック系の導電剤。

また、イオン導電機構によるイオン導電性物質としては、以下のものが例として挙げられる。ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＮａＣｌＯ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌの如きアルカリ金属塩；ＮＨ₄Ｃｌ、ＮＨ₄ＳＯ₄、ＮＨ₄ＮＯ₃等のアンモニウム塩；Ｃａ（ＣｌＯ₄）₂、Ｂａ（ＣｌＯ₄）₂の如きアルカリ土類金属塩；これらの塩の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如き多価アルコールやそれらの誘導体との錯体；これらの塩のエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体；第四級アンモニウム塩の如き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の如き陰イオン性界面活性剤；ベタインの如き両性界面活性剤。

これら導電剤は、単独で又は２種類以上を混合して使用することができる。これらの内、カーボンブラック系の導電剤は、比較的安価かつ容易に入手でき、また、弾性層の原料主成分の種類に依らず良好な導電性を付与できるため、好適である。原料主成分中に微粉末状の導電剤を分散させる手段としては、従来から利用される手段、例えば、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカー、２軸押し出し機等を、原料主成分に応じて適宜利用すればよい。非導電性充填剤としては、充填剤、増量剤、酸化防止剤等が挙げられる。充填剤及び増量剤の例を以下に示す。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、有機充填剤等。これらの充填剤及び増量剤は表面を有機珪素化合物で処理して疎水化してもよい。

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、硫黄系酸化防止剤の如き高分子化合物に対して使用される公知のものを適宜選択して使用できる。

加工助剤としては、公知の材料が使用可能である。具体的には、例えば、ステアリン酸、オレイン酸の如き脂肪酸、脂肪酸の金属塩やエステルが使用できる。

例えば、弾性層をシリコーンゴムで作製するには、液状シリコーンゴムを主剤として用い、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンを架橋成分とし、白金系触媒を用いて、ゴム成分相互の架橋を図ることができる。

弾性層の厚さは、感光ドラムとのニップ幅を確保するという機能の達成のために、少なくとも０．５ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上であることが望ましい。具体的な厚さは、目的とするニップ幅を達成するため、ゴムの硬さに応じて適宜決定すればよいが、実用上、弾性層の厚さは６．０ｍｍ以下とすることが一般的である。

弾性層１２の成形は、従来から知られている押出成形法、射出成形法等によって可能であり、特に弾性層の形成方法は限定されるものではない。弾性層は、１層で構成されてもよく、２層以上で構成されてもよい。

弾性層の引張弾性率は、１．０ＭＰａ以上１００．０ＭＰａ以下、特には１．０ＭＰａ以上３０．０ＭＰａ以下であることが好ましい。弾性層の引張弾性率を１．０ＭＰａ以上とすることにより、例えば現像ローラを当接部材へ長期間当接したまま放置しても、現像ローラの当接部に圧接永久歪が発生することを抑制することができる。また、当該引っ張り弾性率を１００ＭＰａ以下とすることにより、現像ローラと当接部材との当接幅が小さくなり過ぎることを防ぐことができ、当接間を通過するトナーにかかる圧力が過度に大きくなることを防止することができる。そのため、使用しているトナーにおいて、外添剤（帯電性および流動性付与等の目的でトナー表面に付着させた微粉体）の脱離や埋没、又はトナー内のワックス等の染み出し等を抑え、フィルミングの発生を抑制することができる。

本発明における引張弾性率は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１１３：１９９５に記載された方法に準じて測定される。なお、本発明においては、図２に示すように、長さ１００ｍｍでローラ半周分であるサンプルを現像ローラ１から切り取って、引張弾性率測定用の試験片４０とする。

測定には、万能引張試験機「テンシロンＲＴＣ−１２５０Ａ」（商品名、株式会社オリエンテック製）を使用し、測定環境を、２０±３℃／６０±１０％ＲＨとする。なお、測定は、試験片の両端各１０ｍｍをチャックに取り付け、チャック間長さ８０ｍｍ、測定速度２０ｍｍ／ｍｉｎで行い、引張弾性率を算出する。この５試料で平均値を算出し、当該試験片の引張弾性率とする。

＜表面層＞
表面層１３は、Ｓｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの元素を主成分として含むケイ素化合物膜からなる。該ケイ素化合物膜は、該ケイ素化合物膜中のＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計の、該ケイ素化合物膜中に存在する全元素に占める比率が９０．００％以上であり、かつ、ＳｉとＮの存在比（Ｎ／Ｓｉ）、ＳｉとＣの存在比（Ｃ／Ｓｉ）、およびＳｉとＨの存在比（Ｈ／Ｓｉ）が以下の通りである。

Ｎ／Ｓｉが、０．２０以上１．００以下、Ｃ／Ｓｉが、０．３０以上１．５０以下、Ｈ／Ｓｉが、０．１５以上０．３５以下。

Ｎ／Ｓｉが、０．２０より小さいとトナーへの適切な電荷を付与することが困難であり、カブリの発生を引き起こしやすい。またＮ／Ｓｉが１．００超では、トナーへの摩擦電荷付与性が高くなりすぎる。そのため、トナーの過剰帯電、すなわちチャージアップを生じ、現像ローラ表面へのトナーの供給及び掻き取りが均一ではなくなり、所謂ゴースト現象が発生しやすくなる。

Ｃ／Ｓｉが０．３０より小さいと、表面層が硬く、また脆くなり、感光ドラム等と当接させたときに表面層にヒビが発生しやすくなる。その結果、弾性層に含まれる低分子量物質がブリードし、感光ドラムに当該低分子量物質が付着することがある。また、Ｃ／Ｓｉが１．５０超では表面層の弾性層への密着性が低下し、表面層が弾性層から剥離しやくなる。さらに、Ｈ／Ｓｉが０．１５より小さい場合にも、表面層が硬質化する傾向がある。また、Ｈ／Ｓｉが０．３５超では表面層の強度が低下し、表面層の弾性層からの脱落を招来する。
なお、上記した元素の存在比は次のように求められる。

Ｘ線光電子分光装置（商品名：Ｑｕａｎｔｕｍ２０００、アルバック・ファイ株式会社製）は、Ｘ線光電子分光法により軽元素を除く全元素の存在比を測定することが可能である。そこで、Ｘ線源にＡｌＫα（１.４８７ｋｅＶ）を用い、現像ローラの表面層としてのケイ素化合物膜表面をＳｉの２ｐ軌道、Ｎ及びＣの１ｓ軌道の結合エネルギーに起因するピークを測定する。それぞれのピークから各元素の存在比を算出し、得られた存在比よりＮ／Ｓｉ及びＣ／Ｓｉを求める。

一方、水素原子などの軽元素については、中エネルギーイオンビーム分析装置（商品名：ＨＲＢＳ５００；神戸製鋼所製）のＥＲＤＡ（弾性反跳粒子検出法）モードを使用して測定することが可能である。測定条件としては、５００ｋｅＶに加速されたＨｅイオンを現像ローラの表面層に入射角７５度で入射し、入射Ｈｅイオンにより反跳された水素濃度を検出した。

表面層中に含まれる全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ及びＨの合計比率は９０．００％以上である。９０．００％未満では、ケイ素化合物膜として成立しておらず、ケイ素化合物が弾性層表面に島状に点在した状態となる。そのため、弾性層に含まれる低分子量物質の現像ローラ表面へのブリードを抑制できない。

なお、表面層を構成しているケイ素化合物膜は、上述した各元素（Ｓｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈ）以外にも他の元素を含有してもよい。具体的には、ケイ素化合物膜の安定性の観点から酸素原子を含有することが好ましい。全元素に対して、酸素の占める割合を１．００％以上とすることで、ケイ素化合物膜の耐久性がより良好となり、表面層が弾性層から剥離することをより有効に抑制できる。

表面層を形成する方法としては、例えば以下のものが挙げられる。
湿式コート法（ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、リングコート法等）；
物理的気相成長（ＰＶＤ）法（真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等）；
化学的気相成長（ＣＶＤ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法等）。

上記した方法の中でも、プラズマＣＶＤ法は特に好ましい。得られる表面層（ケイ素化合物膜）の均一性、弾性層への密着性が特に良好であるからである。また、処理時間の短さ、処理温度の低さ、装置の簡便性などの点でも他の方法に比して有利である。

以下に、プラズマＣＶＤ法による表面層の形成方法について述べる。図３は、このプラズマＣＶＤ法による表面層を形成する成膜装置の説明図である。

当該成膜装置は、真空チャンバ４１、平行に置かれた２枚の平板電極４２、原料ガスボンベ及び原料液体タンク４３、原料供給手段４４、チャンバ内のガス排気手段４５、高周波を供給する高周波供給電源４６及び弾性ローラ４８を回転するモータ４７からなる。この装置を用いて、以下の手順により本発明に係る現像ローラを製造することができる。
手順（１）：平板電極４２の間に、軸芯体１１の周面が弾性層１２で被覆された弾性ローラ４８を設置し、得られるケイ素化合物膜（表面層）が均一となるように、モータ４７を駆動させて周方向に回転させる。
手順（２）：排気手段４５により、真空チャンバ４１内を真空にする。
手順（３）：原料ガス供給手段４４より原料ガスを導入し、平板電極４２に高周波供給電源４６により高周波電力を供給し、プラズマを発生させ、ケイ素化合物を成膜する。
手順（４） 所定時間経過した後、原料ガス及び高周波電力供給を停止し、真空チャンバ４１内に空気又は窒素を大気圧まで導入（リーク）し、弾性層１２の周面が表面層１３で被覆された弾性ローラ４８、即ち、現像ローラ１を取り出す。

上記手順（１）〜（４）を経ることにより、ケイ素化合物膜からなる表面層を有する現像ローラが製造できる。なお、プラズマＣＶＤ処理される弾性ローラ４８は、均一なプラズマ雰囲気下に置けるのであれば多数本を同時に処理してもよい。

原料ガスとして、通常、ガス状の或いはガス状化した有機ケイ素化合物を、必要により炭化水素化合物とともに、不活性ガス、酸化性ガス等の気体の共存下或いは不存在下に導入する。

なお、有機ケイ素化合物としては、例えば、以下のものが挙げられる。

１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン。

上記の有機ケイ素化合物の中で、取扱いが容易なため、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルシランが、取扱いが容易なため好ましい。さらには、窒素を含有する材料として、ヘキサメチルジシラザンがより好ましい。

シラン源としては、有機ケイ素化合物に限定されるものではなく、シラン、アミノシラン、シラザンも用いることができる。

なお、有機ケイ素化合物等がガス状であればそのまま使用し、常温で液体であれば加熱し気化させて不活性ガスにより搬送して、あるいは、不活性ガスにてバブリングして搬送して用いる。さらに常温で固体のものでは、加熱して気化させ、不活性ガスにより搬送して用いる。また、原料物質を減圧状態において、気化が促進されるようにしても良い。

なお、上記原料ガスとともに又は原料ガスに加えて、真空チャンバ内へ、窒素含有ガス（Ｎ₂Ｏ、Ｎ₂、アンモニア等）又は酸素含有ガス（酸素、ＣＯ₂、ＣＯ等）を導入することも可能である。また、上記で使用できる不活性ガスとして、ヘリウム、アルゴンの如きが挙げられる。

表面層におけるＳｉ、Ｎ、Ｃ及びＨの存在比率のコントロールは、導入する原料ガスの配合比、導入時の流量、供給する高周波電力により行うことが可能である。

また、湿式法によりケイ素化合物膜（表面層）を形成するには、無機高分子前駆体溶液と水酸基を有する高分子溶液の混合物を、弾性層上に均一に塗布した後、加熱あるいは紫外線照射の如き硬化手段を適用することができる。

ここで、表面層用の原料混合物を弾性層上に塗布する前に、弾性層表面に、該混合物が均一に塗布できるように、紫外線照射や電子線照射、あるいはプラズマ処理の如き活性化処理を施しても良い。

このようにして形成された表面層の膜厚は、１５ｎｍ以上５０００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であることがより好ましい。表面層の膜厚を５０００ｎｍ以下とすることで、製造時間が長くなりすぎず、製造中において弾性層が過度に昇温することがなくなり、弾性層が熱可塑性樹脂等の融点の低い材料であっても成形時の形状を維持できる。そのため、現像ローラとして使用した際に得られる画像における濃度ムラの弊害が発生し難くなる。

なお、形成された表面層の膜厚は、薄膜測定装置（商品名：Ｆ２０−ＥＸＲ；ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ社製）を用いて、現像ローラの長手方向を端部より等間隔に３箇所、かつ周方向に等間隔に３箇所の合計９箇所を測定し、得られた値の平均値である。
また、本発明における現像ローラは、図４に示した装置を用いて、現像ローラを回転させてＤＣ５０Ｖ印加させた際に計測される電流値が５μＡ以上５０００μＡ以下であることが好ましく、１０μＡ以上５００μＡ以下であることがより好ましい。該電流値が５μＡ以上であることにより、トナーを感光体上へ現像する際、現像に十分な現像バイアスを得やすく、十分な画像濃度を得ることができる。また、電流値が５０００μＡ以下であることにより、感光体表面にピンホールが生じた際でもバイアスリークが発生しにくく、得られる画像上に横スジが発生しにくい。

図４に示した装置を用いた現像ローラの電流値の測定方法について述べる。直径４０ｍｍのＳＵＳ製円筒状電極５１に、現像ローラ１の軸芯体露出部に各５００ｇの加重を加え、該現像ローラ１の外周面を当接させる。この状態で円筒状電極５１を回転させ、連れ周りにより、現像ローラ１を周方向に２４ｒｐｍの速度で回転させる。回転が安定したところで、直流電源５２より軸芯体に電圧を印加し、円筒状電極との間に５０Ｖの電圧をかける。なお、この時の環境は２０℃、５０％ＲＨとする。その時の電流計５３にて電流値を現像ローラ１の１周分計測し、その平均値を求めて、電流値とする。なお、本明細書ではこのようにして計測した電流値を「現像ローラの電流値」という。この現像ローラの電流値を適正且つ均一に制御することは、トナーが移動するための電界強度を適正且つ均一に保つ点で重要である。

本発明に係る現像ローラは、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に現像ローラとして、また、プロセスカートリッジタイプの画像形成装置においてはプロセスカートリッジの現像ローラとして有用である。

本発明に係る現像ローラを搭載したカラー電子写真画像形成装置の一例を図５に示した。この図５により以下説明する。

図５に示すカラー電子写真画像形成装置は、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ及びブラックＢＫの色トナー毎に設けられた画像形成部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄをタンデム形式で有している。該画像形成部１０ａ〜１０ｄの各々は、基本的において同じ構成を有する。各画像形成部には、矢印方向に回転する潜像担持体としての感光ドラム２１が設けられている。その周囲には、感光ドラム２１を帯電する帯電部材２６、帯電した感光ドラム２１にレーザー光２５を照射して静電潜像を形成する露光手段２５、感光ドラム２１にトナーを供給し感光ドラム２１に形成された静電潜像を現像する現像装置２２が設けられている。更に、感光ドラム２１上のトナー像を、一対の給紙ローラ３７により供給され搬送ベルト３４によって搬送される紙等の記録媒体３６の裏面からバイアス電源３２を印加して記録媒体３６上に転写する転写ローラ３１を有する転写部材が設けられている。搬送ベルト３４は、駆動ローラ３０、従動ローラ３５及びテンションローラ３３に懸架され、各画像形成部で形成されたトナー像を記録媒体３６上に順次重畳して転写するように、画像形成部と同期して移動して記録媒体３６を搬送するよう制御されている。なお、記録媒体３６は、搬送ベルト３４にさしかかる直前に設けられた吸着ローラ３８の働きにより、搬送ベルト３４に静電的に吸着されて、搬送される。

更に、カラー電子写真画像形成装置には、記録媒体３６上に重畳転写したトナー像を加熱などにより定着する定着装置２９と、画像形成された記録媒体を装置外に排紙する搬送装置（図示せず）とが設けられている。なお、記録媒体３６は剥離装置３９の働きにより搬送ベルト３４から剥がされて定着装置２９に送られる。

一方、画像形成部１０には感光ドラム２１上に転写されずに残存する転写残トナーを除去し表面をクリーニングするクリーニングブレード２８を有するクリーニング部材と、感光ドラムから掻き取られたトナーを収納する廃トナー容器２７とが設けられている。なお、感光体２１、帯電部材２６、現像装置２２、クリーニングブレード２８及び廃トナー容器２７を一体として、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成された電子写真プロセスカートリッジとすることも可能である。

上記画像形成部１０に設けられる現像装置２２は、トナー２３として負帯電性の一成分現像剤を収容しているトナー容器２４と、現像ローラ１とを具備している。現像ローラ１は、トナー容器２４の開口を閉塞するように、かつ、トナー容器２４から露出した部分において感光ドラム２１と対向するように配置されている。トナー容器２４内には、現像ローラ１に当接し現像ローラ１にトナーを供給するローラ状のトナー塗布部材７と、現像ローラ１に供給したトナーを薄膜とし、かつ、当該トナーを摩擦電荷を付与するトナー量規制ブレード９が設けられている。トナー塗布部材７の具体的な構成としては、軸体上に、発泡スポンジ体やポリウレタンフォームを設けたもの、レーヨン又はポリアミドのような繊維を植毛したファーブラシ構造のものが挙げられる。これらは、現像ローラ１上の残留トナーを良く除去できるため、好ましい構成である。トナー塗布部材７は現像ローラ１と適切な当接幅を有して配置することが好ましく、また、現像ローラ１に対してその当接部においてカウンター方向に回転することが好ましい。

本発明に係るプロセスカートリッジは、上記したように、電子写真画像形成装置本体に脱着可能であり、本発明に係る現像ローラを具備するものである。なお、単色の画像形成装置用のプロセスカートリッジについて、図６にその一例の模式図を示す。現像ローラ１は感光体２１及びトナー塗布部材７に接する状態で装着されている。トナー容器２４に入れられたトナー２３は、トナー塗布部材７によって現像ローラ１に供給することができる。このときその量はトナー量規制ブレード９で調整される。一方、帯電部材２６で帯電された感光体２１上にレーザー光２５により静電潜像が形成され、保持された静電潜像は、現像ローラ１に担持搬送されたトナーにより顕像化され、トナー像とされる。この感光体２１のトナー像は紙等の記録媒体上に転写される。そして、感光体２１上に残ったトナーは、クリーニングブレード２８によって掻き取られ、廃トナー容器２７に掻き落とされる。

以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。

また、使用した試薬等は、下記する他、特に明記しない限り、純度９９．５％以上のものである。
１）弾性層用ゴム原料
・液状シリコーンゴム：両末端ビニル基のジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．１５質量％）と両末端Ｓｉ−Ｈ基のジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（Ｓｉ原子に結合するＨ含有量０．３０％）を使用した。なお、硬化触媒として塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体（０．５質量％）を使用した。
・オレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−２５」（商品名、ＡＥＳジャパン株式会社製）、
・オレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−４５」（商品名、ＡＥＳジャパン株式会社製）、
・低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）「ノバテックＬＤ ＬＪ９０２」（商品名、日本ポリエチレン株式会社製）、
・ＬＤＰＥ「ノバテックＬＤ ＬＪ８０２」（商品名、日本ポリエチレン株式会社製）、
・エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）「エバフレックス ＥＶ４５ＬＸ」（商品名、三井・デュポンポリケミカル株式会社製）。
２）弾性層用その他成分；
・石英粉末「Ｍｉｎ−ＵＳｉｌ」（商品名、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ Ｇｌａｓｓ Ｓａｎｄ社製）、
・カーボンブラック「デンカブラック」（商品名、電気化学工業株式会社製、粉状品）
・ＭＴカーボンブラック「サーマックス（Tｈｅｒｍａｘ）Ｎ９９０」（商品名、ＣＡＮＣＡＲＢ社製）。
製造例１（弾性ローラＡの製造）；
両末端にビニル基を有するジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．１５質量％）１００質量部に、充填剤として石英粉末「Ｍｉｎ−ＵＳｉｌ」（商品名）７質量部及びカーボンブラック「デンカブラック」（商品名）１０質量部を配合した。この配合物をプラネタリーミキサーを用いて混合脱泡し、液状シリコーンゴムのベース材料とした。このベース材料に、硬化触媒として塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体を０．５質量部配合し、Ａ液を得た。また、前記ベース材料に、両末端Ｓｉ−Ｈ基のジメチルシロキサン−メチルハイドロジェンシロキサン共重合体（Ｓｉ原子に結合するＨ含有量０．３０％）を１．５質量部配合し、Ｂ液を得た。

一方、円筒形金型の中心部に、表面をプライマー処理した直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのＳＵＭ材製の円柱形状の軸芯体を配置した。上記Ａ液、およびＢ液をスタティックミキサーにより質量比１：１で混合した混合液を上記の円筒形金型の内部に注入した。そして、当該円筒形金型を温度１３０℃で、２０分間加熱して、混合液を硬化させ、さらに温度２００℃で４時間ポストキュアーして、長さ２４０ｍｍ、厚み３ｍｍの弾性層を有する弾性ローラＡを得た。
製造例２（弾性ローラＢの製造）；
以下の材料を、直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（スクリュー有効長さ／スクリュー直径）＝３２の２軸押出機にて混練し、ペレット化して樹脂組成物を得た。
・ポリオレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−２５」（商品名）：１００質量部、
・ＭＴカーボンブラック「サーマックスフローフォームＮ９９０」（商品名）：４０質量部。

上記樹脂組成物を用いて、クロスヘッド押出成形して、軸芯体（直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）の周面に上記樹脂組成物からなる樹脂層を形成した。この樹脂層の端部を切断し、さらに樹脂層部分を回転砥石で研磨して、厚み３ｍｍの弾性層を有する弾性ローラＢを得た。
製造例３（弾性ローラＣの製造）
ポリオレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−２５」（商品名）に代えて、オレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−４５」（商品名）を用いた。それ以外は製造例２と同様にして弾性ローラＣを得た。
製造例４（弾性ローラＤの製造）
ポリオレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−２５」（商品名）に代えて、ＬＤＰＥ「ノバテックＬＤ ＬＪ９０２」（商品名）を用いた。それ以外は製造例２と同様にして弾性ローラＤを得た。
製造例５（弾性ローラＥの製造）
ポリオレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−２５」（商品名）に代えて、ＬＤＰＥ「ノバテックＬＤ ＬＪ８０２」（商品名）を用いた。それ以外は製造例２と同様にして弾性ローラＥを得た。
製造例６（弾性ローラＦの製造）
ポリオレフィン系エラストマー「サントプレーン８２１１−２５」（商品名）に代えて、ＥＶＡ「エバフレックス ＥＶ４５ＬＸ」（商品名）を用いた。それ以外は製造例２と同様にして弾性ローラＦを得た。
実施例１
製造例１で得た弾性ローラＡを図３に示したプラズマＣＶＤ装置内に設置した後、真空ポンプを用いて真空チャンバ内を０Ｐａ（ゲージ圧、以下同様）まで減圧した。その後、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン蒸気２０ｓｃｃｍ及び窒素２００ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が４１Ｐａになるように調整した。圧力が一定になった後、高周波電源より、周波数１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗの電力を平板電極に供給し、電極間にプラズマを発生させた。真空チャンバ内に設置した弾性ローラＡを１０ｒｐｍで回転させて、３００秒間処理した。処理終了後電力供給を停止し、真空チャンバ内に残留している原料ガスを排気し、空気を真空チャンバ内に大気圧になるまで導入した。その後、表面層が形成された現像ローラを取り出した。

得られた現像ローラの表面層を、Ｘ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９４．６７％であり、酸素の存在比率は５．３３％であった。また、Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．７５、０．９０、０．２８であった。

また、現像ローラの表面層の膜厚を、薄膜測定装置「Ｆ２０−ＥＸＲ」（商品名）を用いて測定したところ、膜厚は１６５２ｎｍであった。なお、測定は現像ローラの長手方向等分された３箇所、かつ周方向等分された３箇所の合計９箇所で行い、得られた値の平均値を膜厚とした。

さらに、温度２０℃、湿度５０％ＲＨ環境下において、５０Ｖの電圧を印加させて、２４ｒｐｍの速度で回転させながら測定した現像ローラの電流値は、２８０μＡであった。

この現像ローラから図２に従って、長さ１００ｍｍのローラ半周分の引張弾性率測定用の試験片４０を作製した。この試験片を用いて測定した表面層を有する弾性層（以下、「弾性層＋表面層」という）の引張弾性率は１．０ＭＰａであった。なお、５試料について、万能引張試験機「テンシロンＲＴＣ−１２５０Ａ」（商品名）を使用して、測定環境２０±３℃／６０±１０％ＲＨで測定し、その平均値を引張弾性率とした。
実施例２
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン蒸気２０ｓｃｃｍ、窒素１００ｓｃｃｍ及び酸素５０ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が３８Ｐａになるように調整した。それ以外は、実施例１におけるのと同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ、９０．１２％であり、酸素の存在比率は９．８８％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ１．００、０．３０、０．１９であった。また、表面層の膜厚は２１５３ｎｍであり、現像ローラの電流値は３５４μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
実施例３
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン蒸気２０ｓｃｃｍを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が４Ｐａになるように調整した以外は、実施例１におけるのと同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９５．３７％であり、酸素の存在比率は４．６３％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．２６、１．４３、０．１５であった。また、表面層の膜厚は１６９６ｎｍであり、現像ローラの電流値は１２μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
実施例４
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン蒸気２０ｓｃｃｍ及びアンモニア２００ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が４２Ｐａになるように調整した。それ以外は、実施例１におけるのと同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９８．１２％であり、酸素の存在比率は１．８８％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．７５、０．９３、０．３５であった。また、表面層の膜厚は２２４３ｎｍであり、現像ローラの電流値は１１２μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
実施例５
表面層の形成において、高周波電源より、１５０Ｗの電力を平板電極に供給し、電極間にプラズマを発生させた以外は実施例３におけるのと同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９３．３７％であり、酸素の存在比率は６．６３％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．４３、１．５０、０．３５であった。また、表面層の膜厚は９８５ｎｍであり、現像ローラの電流値は２４３μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
実施例６
表面層の形成において、プラズマＣＶＤ処理の時間を１５０秒間とした以外は、実施例３と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９１．８５％であり、酸素の存在比率は８．１５％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．２０、１．５０、０．２１であった。また、表面層の膜厚は５６２ｎｍであり、現像ローラの電流値は４４２μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
実施例７
表面層の形成において、プラズマＣＶＤ処理の時間を６００秒間とした以外は、実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９９．８７％であり、酸素の存在比率は０．１３％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．７６、０．９４、０．３１であった。また、表面層の膜厚は２９８９ｎｍであり、現像ローラの電流値は８μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
実施例８
弾性ローラＡを製造例２で作製した弾性ローラＢとし、表面層の形成において、高周波電源より、１５０Ｗの電力を平板電極に供給し、電極間にプラズマを発生させ、プラズマＣＶＤ処理の時間を３０秒間とした。それ以外は、実施例４と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９８．１４％であり、酸素の存在比率は１．８６％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．８３、１．４７、０．２４であった。また、表面層の膜厚は１５ｎｍであり、現像ローラの電流値は５０００μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１０．０ＭＰａであった。
実施例９
弾性ローラＡを製造例３で作製した弾性ローラＣとし、表面層の形成において、プラズマＣＶＤ処理の時間を６００秒間とした以外は、実施例４と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９９．１７％であり、酸素の存在比率は０．８３％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．７８、０．９４、０．２６であった。また、表面層の膜厚は４９９７ｎｍであり、現像ローラの電流値は５μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、３０．０ＭＰａであった。
実施例１０
弾性ローラＡを製造例４で作製した弾性ローラＤとした以外は、実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９０．９７％であり、酸素の存在比率は９．０３％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．６９、１．００、０．３３であった。また、表面層の膜厚は３００ｎｍであり、現像ローラの電流値は１１１０μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１００．０ＭＰａであった。
実施例１１
弾性ローラＡを製造例５で作製した弾性ローラＥとした以外は、実施例４と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９８．００％であり、酸素の存在比率は２．００％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．８０、０．９７、０．３３であった。また、表面層の膜厚は２１１８ｎｍであり、現像ローラの電流値は８８６μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１１０．０ＭＰａであった。
実施例１２
弾性ローラＡを製造例６で作製した弾性ローラＦとした以外は、実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９７．５３％であり、酸素の存在比率は２．４７％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．８６，０．９７，０．３０であった。また、表面層の膜厚は１８２２ｎｍであり、現像ローラの電流値は３６７μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、０．７ＭＰａであった。
実施例１３
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン蒸気４０ｓｃｃｍ及び窒素２００ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が４５Ｐａになるように調整した。さらに、プラズマＣＶＤ処理の時間を５００秒間とした以外は実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９０．７８％であり、酸素の存在比率は９．２２％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ１．００，０．７４，０．３３であった。また、表面層の膜厚は５５２３ｎｍであり、現像ローラの電流値は２μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
実施例１４
表面層の形成において、ヘキサメチルジシラザン蒸気１０ｓｃｃｍ及びアンモニア１００ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が１８Ｐａになるように調整した。さらに、高周波電源より、１５０Ｗの電力を平板電極に供給し、プラズマＣＶＤ処理の時間を３０秒間とした以外は実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９９．１８％であり、酸素の存在比率は０．８２％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．６５，１．５０，０．３５であった。また、表面層の膜厚は１３ｎｍであり、現像ローラの電流値は５１８０μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
比較例１
表面層の形成において、高周波電源より、１５０Ｗの電力を平板電極に供給した以外は実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。
得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９８．８１％であり、酸素の存在比率は１．１９％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．２６，１．５９，０．３７であった。また、表面層の膜厚は１２３８ｎｍであり、現像ローラの電流値は５６８μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
比較例２
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシロキサン蒸気２０ｓｃｃｍ及び窒素２００ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が４１Ｐａになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ８５．４５％であり、酸素の存在比率は１４．５５％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ１．０５、１．４６、０．４９であった。また、表面層の膜厚は５８３４ｎｍであり、現像ローラの電流値は３μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
比較例３
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン蒸気２０ｓｃｃｍ及びアンモニア４００ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が６５Ｐａになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９８．８８％であり、酸素の存在比率は１．１２％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ１．４４，１．１９，０．２７であった。また、表面層の膜厚は１１３５ｎｍであり、現像ローラの電流値は３６９μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
比較例４
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン蒸気２０ｓｃｃｍ及び酸素５０ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が１０Ｐａになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ７６．２８％であり、酸素の存在比率は２３．７２％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．５４，０．２６，０．１４であった。また、表面層の膜厚は１３６５ｎｍであり、現像ローラの電流値は５４３μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。
比較例５
表面層の形成において、原料ガスとしてヘキサメチルジシロキサン蒸気２０ｓｃｃｍ及びアンモニア５０ｓｃｃｍの混合ガスを真空チャンバ内に導入し、真空チャンバ内の圧力が１０Ｐａになるように調整した。それ以外は実施例１と同じ条件による処理を行い、現像ローラを得た。

得られた現像ローラの表面のＸ線光電子分光装置及び弾性反跳粒子検出装置により、全元素に対するＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計比率を求めたところ９０．５５％であり、酸素の存在比率は９．４５％であった。Ｎ／Ｓｉ、Ｃ／Ｓｉ、及びＨ／Ｓｉは、それぞれ０．１２、１．２１、０．３５であった。また、表面層の膜厚は８８６ｎｍであり、現像ローラの電流値は４８５μＡであった。さらに弾性層＋表面層の引張弾性率は、１．０ＭＰａであった。

各現像ローラにおける各原子比及びＳｉ、Ｎ、Ｃ及びＨの合計存在比率等を表１に、物性評価結果を表２にまとめて示した。

＜評価１＞
上記実施例及び比較例で得られた現像ローラを、電子写真式レーザープリンタ「Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ３６００」（商品名、Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ社製）のカートリッジに現像ローラとして組み込んだ。このカートリッジを用い、温度２５℃、湿度５０％ＲＨの環境下で静電潜像をトナーで現像することにより画像出力した。その後、得られた画像について、下記の評価を行った。評価結果を表３に示す。ここで用いたレーザープリンタ「Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒ Ｊｅｔ３６００」は、Ａ４縦出力用のマシンであり、記録メディアの出力スピード１６ｐｐｍのものである。さらに、現像ローラのトナー規制部材への当接圧力及び進入量は、現像ローラ上のトナー担持量が０．３５ｍｇ／ｃｍ²となるようにした。また、画像評価には、ブラックＢＫトナーを用いて初期ベタ黒画像及びハーフトーン画像を出力し、６０００枚の耐久後に、ベタ黒画像及びベタ白画像を出力したものを用いた。
（カブリ）
６０００枚後のベタ白画像を、フォトボルト反射濃度計「ＴＣ−６ＤＳ／Ａ」（商品名、東京電色株式会社製）で反射濃度を測定し、未印字部分との差をカブリ（％）とし、下記基準で評価した。
「Ａ」：１．５％未満である。
「Ｂ」：１．５％以上３．０％未満である。
「Ｃ」：３．０％以上である。
（ゴースト）
６０００枚後のゴースト判定パターン（画像１枚内に１５ｍｍ角のベタ画像とハーフトーン画像を続けて形成するパターン）について、ハーフトーン部分における濃度不均一発生の有無を目視で評価することにより、ゴーストレベルを判断した。
「Ａ」：ゴーストが発生していない。
「Ｂ」：ゴーストがわずかに発生しているが、画像上問題ない。
「Ｃ」：ゴーストが発生している。
（染み出し性）
本発明に係る表面層による現像ローラの弾性層からの低分子量物質の染み出しの抑制効果を以下のようにして試験した。

各実施例並びに比較例に係る新品の現像ローラをプロセスカートリッジに組み込み、現像ローラを、トナー量規制ブレード及び感光ドラムと当接させたまま、温度４０℃、９５％ＲＨの環境下で３０日間放置した。その後、放置後のプロセスカートリッジをレーザープリンタに組み込み、ベタ黒画像及びハーフトーン画像を出力した。当該画像を目視にて観察し、弾性層からの染み出し物が感光ドラムへ付着したことによる電子写真画像への不具合の発生の有無及びその程度を下記の基準に基づき評価した。
「なし」：染み出し物の付着による画像の不具合はない。
「軽微」：染み出し物の付着による画像の不具合はわずかに認められるものの、実用上問題がない。
「あり」：染み出し物の付着による画像の不具合が観察される。
（表面層の剥離）
全画像評価用画像の出力終了後、現像ローラの表面をデジタルマイクロスコープ「ＶＨＸ―５００」（商品名、株式会社キーエンス製）にて観察し、表面層の剥離が見られるか否かを確認し、以下の基準に基づき評価した。
「なし」：表面層の剥離が見られない。
「軽微」：剥離が見られるものの、実用上問題がない。
「あり」：剥離が見られる。

表３に示したように、カブリおよびゴーストの結果から、本発明に係る現像ローラは、トナーへ適正な電荷を付与することができる表面層を有していることが分かった。また、染み出し性の結果から、本発明に係る現像ローラは、弾性層上に表面層が均一に形成されており、さらに充分な柔軟性を有する表面層が形成されていることが分かった。さらには、表面層の剥離の結果から、本発明に係る現像ローラは、密着性に優れ、長時間の使用でも問題が無いことが分かった。
＜評価２＞
次に、上記実施例及び比較例で得られた現像ローラについて、更に、下記の評価を行った。評価結果を表４に示す。
（フィルミング）
全画像評価用画像の出力終了後に、現像ローラの表面を観察し、フィルミングの発生状況と、最終の評価画像を観察から、フィルミングを以下の基準で評価した。
「Ａ」：現像ローラ上にフィルミングなし。
「Ｂ」：画像には問題がなく、現像ローラ上に軽微にフィルミングが発生している。
「Ｃ」：現像ローラ上へのトナー付着の影響が画像にモヤとして発生している。
（濃度ムラ）
初期ベタ黒画像及びハーフトーン画像について、濃度ムラを目視により観察し、下記基準で評価した。なお、濃度ムラはハーフトーン画像で最も見やすく、ベタ黒画像では比較的見やすい。
「Ａ」：いずれの画像でも肉眼では観察されず良好である。
「Ｂ」：ハーフトーン画像上で濃度ムラが見られるが、ベタ黒画像上では濃度ムラが見られない。
「Ｃ」：いずれの画像でも濃度ムラが見られる。
（画像濃度）
初期及び６０００枚後のベタ黒画像を、マクベス濃度計「マクベスカラーチェッカー ＲＤ−９１８」（商品名、マクベス株式会社製）にて濃度測定し、下記基準にて評価した。
「Ａ」：いずれも１．３以上である。
「Ｂ」：一方が１．３以上であるが、他方が１．３未満である。
「Ｃ」：いずれも１．３未満である。
（横スジ）
初期ベタ黒画像及びハーフトーン画像について、予め用意した感光ドラムのピンホールの発生箇所に対応した激しい横スジの発生の有無を目視により確認し、下記の基準に基づき評価した。
「なし」：横スジの発生が見られない。
「軽微」：横スジの発生が見られるものの、画像上問題がない。
「あり」：横スジの発生が見られる。
（セット性）
現像ローラをプロセスカートリッジに組み込み、トナー規制部材及び感光ドラムと当接させたまま４０℃、９５％ＲＨの環境下で３０日間放置した。その後、放置後のプロセスカートリッジをレーザープリンタに組み込み、ベタ黒画像及びハーフトーン画像を出力した。その１枚目を目視により、セット性（トナー規制部材当接跡による横スジの発生の有無）について下記の評価をした。
「なし」：当接跡に基づく横スジの発生はない。
「軽微」：当接跡に基づく横スジは見られるものの、画像上問題がない。
「あり」：当接跡に基づく横スジが観察される。

上記評価項目の結果を表４に示す。

Claims (10)

1. 軸芯体と、該軸芯体の上に設けられている少なくとも１層の弾性層と、該弾性層上に設けられている表面層とを有し、トナーを担持搬送し、対向する感光体の静電潜像をトナーで現像するための現像ローラであって、
   該表面層は、Ｓｉ、Ｎ、Ｃ及びＨを含むケイ素化合物膜からなり、
   該表面層は、
   Ｘ線光電子分光法および弾性反跳粒子検出法により測定したＳｉ、Ｎ、Ｃ、Ｈの存在元素数の合計の、全元素に占める比率が９０．００％以上であり、かつ、
   ＳｉとＮの存在比（Ｎ／Ｓｉ）が０．２０以上１．００以下、ＳｉとＣの存在比（Ｃ／Ｓｉ）が０．３０以上１．５０以下、およびＳｉとＨの存在比（Ｈ／Ｓｉ）が０．１５以上０．３５以下であることを特徴とする現像ローラ。
2. 前記表面層が、酸素原子を含有する請求項１に記載の現像ローラ。
3. 前記表面層の膜厚が１５ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である請求項１又は２に記載の現像ローラ。
4. 前記表面層の膜厚が３００ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である請求項３に記載の現像ローラ。
5. 前記表面層を有する前記弾性層の引っ張り弾性率が１．０ＭＰａ以上１００．０ＭＰａ以下である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の現像ローラ。
6. 前記表面層がプラズマＣＶＤ法により作製されたものである請求項１乃至５のいずれか一項に記載の現像ローラ。
7. 前記弾性層がシリコーンゴムである請求項１乃至６のいずれか一項に記載の現像ローラ。
8. 現像ローラを回転させて５０Ｖの電圧を印加した際の電流値が５μＡ以上５０００μＡ以下である請求項１乃至７のいずれか一項に記載の現像ローラ。
9. 電子写真画像形成装置の本体に脱着可能に装着される電子写真プロセスカートリッジにおいて、該カートリッジが、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の現像ローラを有することを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
10. 静電潜像を保持するための感光体及び該感光体に当接して配置される現像ローラを有する電子写真画像形成装置において、該現像ローラが、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の現像ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置。

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