電子写真機器用現像ロール
【課題】トナー搬送性に優れるとともに高耐久時のトナー固着を抑えて耐久性に優れるようにした電子写真機器用現像ロールを提供すること。
【解決手段】軸体１２の外周にゴム弾性層１４を備え、ゴム弾性層１４の表面に凹凸が形成されており、ゴム弾性層表面１４の算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍ、ゴム弾性層１４の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されている。ただし、Ｓはゴム弾性層１４の実測表面積であり、Ｓ０はゴム弾性層１４の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。
【解決手段】軸体１２の外周にゴム弾性層１４を備え、ゴム弾性層１４の表面に凹凸が形成されており、ゴム弾性層表面１４の算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍ、ゴム弾性層１４の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されている。ただし、Ｓはゴム弾性層１４の実測表面積であり、Ｓ０はゴム弾性層１４の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真機器用現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器の現像ロールは、静電潜像が形成された感光体にトナーを搬送している。トナー搬送性の向上などを目的として、現像ロールのロール表面には凹凸が形成されていることがある。
【０００３】
例えば特許文献１や特許文献２には、現像ロールの最表面に樹脂粒子が分散された表層を備えることによりロール表面が特定の粗さにされた現像ロールが開示されている。また、これ以外には、砥石などで研磨することによりロール表面に所定の粗さが形成された現像ロールや、成形金型の内面にブラスト処理して所定の粗さが形成された成形金型を用いて現像ロールの弾性層を型成形することによりロール表面に所定の粗さが形成された現像ロールなども知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６５１５７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂粒子が分散された表層を備える現像ロールでは、樹脂粒子が存在する部分が比較的硬いため、この部分でロール表面の削れやトナー固着が生じやすく、これにより耐久性が低下しやすいという問題があった。また、研磨により粗さが形成された現像ロールでは、高コストになる上、それほど微細な凹凸が形成されていないため、高耐久時にはトナー固着が生じやすく、これにより耐久性が低下しやすいという問題があった。さらに、ブラスト処理された成形金型により型成形された現像ロールでも、それほど微細な凹凸が形成されていないため、高耐久時にはトナー固着が生じやすく、これにより耐久性が低下しやすいという問題があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、トナー搬送性に優れるとともに高耐久時のトナー固着を抑えて耐久性に優れるようにした電子写真機器用現像ロールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用現像ロールは、軸体の外周にゴム弾性層を備え、該ゴム弾性層の表面に凹凸が形成されており、該ゴム弾性層表面の算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍ、該ゴム弾性層の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されていることを要旨とするものである。ただし、Ｓは前記ゴム弾性層の実測表面積であり、Ｓ０は前記ゴム弾性層の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。
【０００８】
この際、前記ゴム弾性層表面の凹凸は、成形金型の転写面に形成された凹凸の転写により形成されたものであることが望ましい。そして、前記成形金型の転写面の凹凸は、エッチング処理により形成されたものであることが望ましい。
【０００９】
このとき、前記ゴム弾性層表面の凹凸において、凸部の平均間隔Ｓｍは１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。また、前記ゴム弾性層の表面にガラス板を変位１０μｍで押し当てたときに接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積）が１／１０〜１／７５の範囲内にあることが好ましい。
【００１０】
そして、前記ゴム弾性層には表面改質が施されていても良いし、前記ゴム弾性層の表面にはさらに表層が形成されていても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電子写真機器用現像ロールによれば、ゴム弾性層の表面に微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されているため、現像に適量のトナーを均一に搬送することができ、トナー搬送性に優れる。また、高耐久時にもトナー固着が生じにくく、高度な耐久性を有する。ゴム弾性層表面の凹凸が微細で高密度であるため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が点接触しやすく、また、トナー粒子との接触点が多くなる。これにより、トナー粒子の応力が分散されてトナーの潰れが生じにくくなるためと推察される。
【００１２】
この際、ゴム弾性層表面の凹凸において、凸部の平均間隔Ｓｍが特定範囲内にあると、さらに耐久性に優れる。また、ゴム弾性層表面の定変位で接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積）が特定範囲内にあると、さらに耐久性に優れる。
【００１３】
そして、ゴム弾性層に表面改質を施すか、ゴム弾性層の表面に表層を形成することで、トナー離型性などを高めることができる。これにより、トナー搬送性をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（周方向断面図）（ｂ）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層の成形に好適な成形金型の周方向断面図である。
【図３】本発明に係る成形金型の製造方法の一例を説明する模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る現像ロールの周方向断面図である。
【図５】実施例１の成形金型の表面の拡大写真（ａ）と断面の拡大写真（ｂ）である。
【図６】実施例１のゴム弾性層表面の拡大写真である。
【図７】比較例５の成形金型の表面の拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の電子写真機器用現像ロール（以下、現像ロールということがある。）について、図を参照しつつ、詳細に説明する。電子写真機器用現像ロールは、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器に組み込まれる現像ロールであり、電子写真機器の内部に組み込まれる感光ドラムの周囲に配設されるものである。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る現像ロールの外観模式図およびＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る現像ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成されたゴム弾性層１４とを備えている。このゴム弾性層１４の表面には、特定の凹凸が形成されている。
【００１７】
本発明において、現像ロール１０のゴム弾性層１４の表面は、算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍに設定され、ゴム弾性層１４の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されている。ただし、Ｓはゴム弾性層１４の実測表面積であり、Ｓ０はゴム弾性層１４の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。算術平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定される。
【００１８】
現像ロール１０は、上記範囲に算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ、表面積比Ｓ／Ｓ０が設定されているため、ゴム弾性層１４の表面に微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されたものとなっている。これにより、現像に適量のトナーを均一に搬送することができ、トナー搬送性に優れる。また、高耐久時にもトナー固着が生じにくく、高度な耐久性を有する。ゴム弾性層１４の表面の凹凸が微細で高密度であるため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が点接触しやすく、また、トナー粒子との接触点が多くなる。これにより、トナー粒子の応力が分散されてトナー粒子の潰れが生じにくくなるためと推察される。
【００１９】
ゴム弾性層１４の表面において、算術平均粗さＲａが０．８μｍ未満では、凹凸が小さすぎるため、トナーの搬送量が低下する。また、トナー粒子に対して面接触しやすくなり、トナー粒子のストレスが増大して耐久時にトナー固着が生じ、耐久性に劣る。算術平均粗さＲａが２．０μｍを超えると、凹凸が大きすぎるため、トナーの搬送量が多くなりすぎる。
【００２０】
また、ゴム弾性層１４の表面において、十点平均粗さＲｚが１５μｍ未満では、凹凸が小さすぎるため、トナーの搬送量が低下する。また、トナー粒子に対して面接触しやすくなり、トナー粒子のストレスが増大して耐久時にトナー固着が生じ、耐久性に劣る。十点平均粗さＲｚが４０μｍを超えると、凹凸が大きすぎるため、トナーの搬送量が多くなりすぎる。
【００２１】
ゴム弾性層１４の表面において、表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０未満では、凸部の密度が低すぎるため、トナーの搬送量が低下しやすい。また、トナー粒子に対して面接触しやすくなり、トナー粒子のストレスが増大して耐久時にトナー固着が生じ、耐久性に劣る。
【００２２】
ゴム弾性層１４の表面において、算術平均粗さＲａは、より好ましくは１．０〜１．８μｍ、さらに好ましくは１．２〜１．６μｍである。十点平均粗さＲｚは、より好ましくは２０〜３５μｍ、さらに好ましくは２５〜３０μｍである。表面積比Ｓ／Ｓ０は、より好ましくは４．５以上、さらに好ましくは５．０以上である。
【００２３】
このとき、ゴム弾性層１４の表面において、凸部の平均間隔Ｓｍは１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。凸部の平均間隔Ｓｍが１μｍ以上であると、凸部の密度が高くなりすぎるのを抑えやすい。このため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が面接触するのを抑えやすい。また、凸部の平均間隔Ｓｍが１０μｍ以下であると、凸部の密度が十分に高い。このため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が点接触しやすく、また、トナー粒子との接触点が多くなりやすい。凸部の平均間隔Ｓｍは、より好ましくは２〜９μｍの範囲内、さらに好ましくは４〜７μｍの範囲内である。なお、凸部の平均間隔Ｓｍは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定される。
【００２４】
トナー粒子との接触に際し、点接触しやすく、また、接触点を多くするのに好ましい凸部の密度の範囲は、所定の条件でゴム弾性層１４の表面にガラス板を押し当てたときの接触密度で表すことができる。この場合、ゴム弾性層１４の硬度の違いを考慮して、定変位で測定した値とすることが好ましい。そして、トナー粒子との接触に際し、点接触しやすく、また、接触点を多くできるなどの観点から、ゴム弾性層１４の表面にガラス板を変位１０μｍで押し当てたときの接触密度（接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積））は１／１０〜１／７５の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは１／２０〜１／６５の範囲内、さらに好ましくは１／３０〜１／５５の範囲内である。
【００２５】
このような構成の現像ロール１０は、例えば成形金型を用いて軸体１２の外周にゴム弾性層１４を型成形することにより製造することができる。具体的には、図２に示すような円筒状の成形金型３０を用いて製造することができる。現像ロール１０のゴム弾性層１４は、成形金型３０の中空部に軸体１２をセットし、成形金型３０と軸体１２との間の空隙部にゴム材料を注型して加熱架橋させた後、成形金型３０から脱型することにより、軸体１２の外周に形成することができる。成形金型３０の内周面がゴム弾性層１４の表面に所定の形状を転写する転写面となり、成形金型３０の内周面の形状がゴム弾性層１４の表面に転写される。
【００２６】
成形金型３０は、図２に示すように、円筒状の型基材３２の内周面にめっき３４が施されたもので構成されている。以下に、成形金型３０の製造方法の一例を図３を用いて説明する。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、まず、型基材３２の内周面に、無電解めっきもしくは電解めっきにより下地層３４ａを形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、下地層３４ａの上に、無電解めっきもしくは電解めっきによりめっき層３４ｂを形成する。次に、図３（ｃ）に示すように、めっき層３４ｂの表面をエッチング処理することにより、めっき層３４ｂの表面に凹凸を形成する。次に、図３（ｄ）に示すように、めっき層３４ｂの上に、めっき層３４ｂの凹凸を埋没させないように、無電解めっきもしくは電解めっきにより離型層３４ｃを形成する。これらの工程を経て、成型金型３０の内周面に特定の凹凸が形成される。成型金型３０の内周面の凹凸は、断面で見ると、浸食により形成されたリアス式海岸線様の形状をしており、細い襞様の形状をしている。
【００２８】
図３（ａ）〜（ｄ）に示す成形金型３０の製造方法は、その一例を示したものであり、現像ロール１０の製造に用いられる成形金型としては、例えば、下地層３４ａが設けられていなくても良いし、離型層３４ｃが設けられていなくても良いし、下地層３４ａと離型層３４ｃの両方が設けられていなくても良い。
【００２９】
下地層３４ａは、型基材３２の腐食を防止するなどの目的で形成される。したがって、耐食性に優れる金属めっきにより形成されることが好ましい。このような金属としては、ニッケル、亜鉛、コバルト、錫などを挙げることができる。このうち、型基材３２とめっき層３４ｂとの密着性を高くできる密着層としての機能にも優れるなどの観点から、ニッケルが好ましい。下地層３４ａの厚さは、特に限定されるものではなく、１〜２０μｍの範囲内で適宜設定すれば良い。
【００３０】
下地層３４ａの無電解めっき液には、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤などが含まれる。金属イオンは、めっき金属のイオンである。還元剤としては、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン、ヒドラジン、ホルムアルデヒドなどを挙げることができる。このうち、めっき液の安定性などの観点から、次亜リン酸、ホルムアルデヒドが好ましい。錯化剤としては、クエン酸、リンゴ酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などを挙げることができる。ｐＨ緩衝剤としては、乳酸、酢酸、コハク酸などを挙げることができる。
【００３１】
めっき層３４ｂにおいては、金属結晶の結晶粒界をエッチングすることによりその表面に凹凸が形成される。エッチングにより凹凸を形成しやすいなどの観点から、めっき層３４ｂを形成する金属としては、銅、ニッケル、コバルトなどが好ましい。このうち、エッチング後の凹凸がより微細で高密度であるなどの観点から、銅が特に好ましい。めっき層３４ｂの無電解めっき液には、下地層３４ａと同様、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤などが含まれる。
【００３２】
エッチング液の主剤としては、硫酸および過酸化水素を挙げることができる。主剤とともに用いられる助剤としては、有機酸や塩素イオンなどを挙げることができる。エッチング液には、この他に界面活性剤などを含めることができる。有機酸としては、ベンゼンスルホン酸などを挙げることができる。塩素イオン源としては、塩化ナトリウムなどを挙げることができる。なお、助剤は、エッチング性の向上やエッチング液の分解抑制などを目的として用いられる。
【００３３】
ここで、成形金型３０の内周面の表面粗さは、めっき層３４ｂのめっき金属の結晶状態（例えば粒子径など）や、エッチング時のエッチング量などによって制御することができる。
【００３４】
めっき層３４ｂのめっき金属の粒子径としては、現像ロール１０のロール表面の凹凸が微細で高密度となるなどの観点から、２〜１０μｍの範囲内に設定することが好ましい。より好ましくは３〜８μｍの範囲内、さらに好ましくは４〜７μｍの範囲内である。めっき金属の粒子径は、例えばめっき金属の析出速度によって調節することができる。上記範囲内の粒子径とするには、めっき金属の析出速度は比較的高速であることが好ましい。具体的には、例えば３μｍ／ｈｒ以上の析出速度であることが好ましい。より好ましくは５μｍ／ｈｒ以上、さらに好ましくは７μｍ／ｈｒ以上である。なお、高速析出型の無電解銅めっき液としては、奥野製薬工業社製の「ＯＰＣカッパーＴ」や「ＯＰＣカッパーＮＣＡ」などが挙げられる。
【００３５】
めっき層３４ｂのエッチング量としては、微細で均一な凹凸を形成するなどの観点から、４μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは８μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。エッチング量は、エッチングの処理温度やエッチングの処理時間などにより調節することができる。処理温度としては、２５〜３５℃の範囲内に設定することが好ましい。処理時間としては、５０〜２５０秒の範囲内に設定することが好ましい。なお、エッチング量は、エッチング前後での重量変化と、処理面積、めっき金属の比重から算出することができる。
【００３６】
めっき層３４ｂの厚さは、特に限定されないが、エッチング量を考慮して、エッチング量の２倍程度の厚さに設定することが好ましい。例えばエッチング量を１０μｍ以上とする場合には、めっき層３４ｂの厚さを２０μｍ以上とすることが好ましい。
【００３７】
離型層３４ｃの無電解めっき液には、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤に加えて、ゴム弾性層１４の脱型時の離型性を高める目的で、例えばフッ素樹脂粒子を配合すると良い。フッ素樹脂粒子としては、ＰＴＦＥ樹脂粒子などを挙げることができる。フッ素樹脂粒子の平均粒子径の大きさとしては、０．５μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．３μｍ以下である。フッ素樹脂粒子の配合量としては、特に限定されず、例えば１〜２０ｇ／Ｌの範囲内で適宜設定すれば良い。離型層３４ｃの金属としては、特に限定されるものではないが、めっき層３４ｂとの密着性に優れる、耐腐食性に優れるなどの観点から、ニッケルなどが好ましい。
【００３８】
離型層３４ｃの厚さは、特に限定されないが、めっき層３４ｂの凹凸を埋没させない程度の厚さにすると良い。具体的には、０．５〜３μｍの範囲内とすることが好ましい。
【００３９】
このような成形金型３０を用いれば、ゴム弾性層１４の表面には、微細で高密度で高さのバラツキが小さい特定の凹凸が形成される。すなわち、ゴム弾性層１４の表面は、算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍに設定され、ゴム弾性層１４の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定される。
【００４０】
従来の、研磨によって表面に凹凸が形成された現像ロールやブラスト転写型によって表面に凹凸が形成された現像ロールでは、このような微細で高密度で高さのバラツキが小さい特定の凹凸を有するゴム弾性層を得ることはできない。
【００４１】
得られたゴム弾性層１４の表面には、例えばトナー離型性を高めるなどの目的で、表層を形成しても良い。図４には、表層１６を備えた他の実施形態に係る現像ロール２０を示す。図４に示すように、現像ロール２０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成されたゴム弾性層１４と、ゴム弾性層１４の外周に形成された表層１６とを備えている。なお、表層１６は、トナー離型性を高める機能に加え、ロール表面に、現像ロール２０の表面に求められる種々の機能を付与するものであって良い。
【００４２】
表層１６の厚さは、ゴム弾性層１４の凹凸を埋没させない程度に設定することが好ましい。具体的には、１〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。より好ましくは１．５〜９．５μｍの範囲内、さらに好ましくは２〜９μｍの範囲内である。
【００４３】
表層１６は、例えば、表層１６を形成するための塗料を調製し、調製した塗料をゴム弾性層１４の表面に塗工することにより形成することができる。塗工方法としては、ロールコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング法などを挙げることができる。塗工後には、塗料を乾燥させ、必要に応じて加熱架橋処理することにより、表層１６を形成できる。
【００４４】
また、表層１６の形成に代えて、ゴム弾性層１４の表面には、例えばトナー離型性を高めるなどの目的で、表面改質が施されていても良い。
【００４５】
ここで、ゴム弾性層１４の表面に行う表面改質としては、例えば、次の１）〜５）に示す表面改質を挙げることができる。但し、Ｘ１は水素原子，アルカリ金属元素，アルカリ土類金属元素またはアルキル基、Ｘ２はハロゲン原子、ｎはＸ１の価数と同一の整数を表す。
【００４６】
１）トリクロロイソシアヌル酸を接触させることにより行う表面改質
２）チオール基を２つ以上有する化合物を接触させることにより行う表面改質
３）Ｘ１（ＯＸ２）ｎおよびＢＦ３を接触させることにより行う表面改質
４）分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物およびＢＦ３を接触させることにより行う表面改質
５）紫外線を照射することにより行う表面改質
【００４７】
１）の表面改質、３）の表面改質、４）の表面改質は、ゴム弾性層１４が、不飽和炭素−炭素二重結合を持つ有機成分を含有するポリマーにより形成されている場合に好適に適用することができる。２）の表面改質は、ゴム弾性層１４が、チオール基と反応する官能基を持つ有機成分を含有するポリマーにより形成されている場合に好適に適用することができる。
【００４８】
２）の表面改質を行うポリマーにおいて、チオール基と反応する官能基としては、不飽和炭素−炭素二重結合、ハロゲン基、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、メチロール基、カルボキシル基、カルボニル基などを挙げることができる。この点で、２）の表面改質は適用範囲が広い。
【００４９】
不飽和炭素−炭素二重結合を持つポリマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などを挙げることができる。
【００５０】
また、本来であれば不飽和炭素−炭素二重結合を持たないポリマーであっても、不飽和炭素−炭素二重結合を持つモノマー成分との共重合により不飽和炭素−炭素二重結合が導入されたポリマーとすることができる。このような、本来であれば不飽和炭素−炭素二重結合を持たないポリマーとしては、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ等）、シリコーン（Ｑ）、ウレタン（Ｕ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミドなどを挙げることができる。
【００５１】
不飽和炭素−炭素二重結合を持つモノマー成分としては、液状ゴム、ブタジエンジオールなどを挙げることができる。例えばウレタンの場合には、２液性ウレタン塗料に液状のブタジエンジオールを添加することにより、不飽和炭素−炭素二重結合をウレタン中に導入できる。
【００５２】
ハロゲン基を持つポリマーとしては、例えば、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ等）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などを挙げることができる。これらの他に、チオール基（−ＳＨ基）と反応する官能基を持つポリマー成分としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミドなどを挙げることができる。
【００５３】
１）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の表面の不飽和炭素−炭素二重結合にトリクロロイソシアヌル酸が付加する。このとき、トリクロロイソシアヌル酸に由来する塩素原子も付加する。
【００５４】
１）の表面改質においては、トナー離型性の向上に加え、ゴム弾性層１４の表面に新たな機能を追加できる化合物をトリクロロイソシアヌル酸とともにゴム弾性層１４の表面に接触させても良い。このような化合物としては、不飽和炭素−炭素二重結合とゴム弾性層１４の表面に機能を付与するための官能基（以下、特定の官能基ということがある。）とを有する化合物を挙げることができる。この場合、トリクロロイソシアヌル酸のイソシアヌル酸骨格を介して、不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物が、ゴム弾性層１４の表面に結合（付加）できる。これにより、ゴム弾性層１４の表面に、特定の官能基を有する有機基が、イソシアヌル酸骨格を介して結合され、ゴム弾性層１４の表面に表面改質が施される。
【００５５】
特定の官能基としては、シリコーン基、パーフルオロアルキル基、エステル基、アミド基、イミド基、エーテル基、アリール基、イソシアネート基、アゾ基、ジアゾ基、ニトロ基、エポキシ基、カルボニル基、ヘテロ環基、メソイオン基、ハロゲン基、アミノ基、イミノ基、アルキル基、スルホン酸基、ヒドロキシ基、アシル基、ホルミル基、カルボン酸基、ウレア基、シアノ基などを挙げることができる。これらの官能基のうち１種類の官能基のみが含まれていても良いし、２種類以上の官能基が含まれていても良い。
【００５６】
ヘテロ環基としては、ピリジル基、イミダゾール基、オキサゾール基などを挙げることができる。また、メソイオン基としては、シドノン基、ミュンヘノン基などを挙げることができる。
【００５７】
特定の官能基が例えばシリコーン基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、付着物に対する優れた離型性とともに、特定の機能として低摩擦性を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばシリコーン基、パーフルオロアルキル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として耐汚性を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばアミド基やエステル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として荷電性（帯電性）を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばエーテル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として表面の電気抵抗を下げる帯電防止性を併せ持つことができる。特定の官能基がこれら以外の官能基の場合においても、ゴム弾性層１４の表面に、付着物に対する優れた離型性とともに、それぞれの官能基に基づく特有の機能を併せ持つことができる。
【００５８】
１）の表面改質においては、トリクロロイソシアヌル酸や不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物などを溶解させる溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、特に限定されるものではないが、エーテル系溶剤（ＴＨＦ、ジエチルエーテル、ジオキサンなど）、エステル系溶剤（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、ケトン系溶剤（アセトン、ＭＥＫなど）、アミド系溶剤（ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＮＭＰなど）、第３級アルコール（ｔｅｒｔ−ブチルアルコールなど）、水などを挙げることができる。これらは、単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、１）の表面改質においては、さらに他の成分を用いることができる。他の成分としては、酸や塩基、金属塩などの触媒、界面活性剤などを挙げることができる。
【００５９】
２）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の表面に、チオール基を介してチオール基を２つ以上有する化合物が付加する。このことは、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）や核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などにより検出することができる。
【００６０】
チオール基を２つ以上有する化合物としては、鎖状構造に結合するチオール基を２つ以上有する鎖状のチオール化合物や、環状構造に結合するチオール基を２つ以上有する環状のチオール化合物などを挙げることができる。チオール基を２つ以上有する化合物は、複数種類の鎖状のチオール化合物および複数種類の環状のチオール化合物のうちの１種類のみであっても良いし、２種類以上の混合物であっても良い。
【００６１】
鎖状のチオール化合物において、鎖状構造は、炭化水素鎖で構成されていても良いし、炭化水素鎖中にエステル結合やエーテル結合などを有するものであっても良い。鎖状のチオール化合物は、比較的分子量が大きいものが好ましい。より具体的には、分子量が２００〜１０００の範囲内であることが好ましい。
【００６２】
鎖状のチオール化合物において、チオール基は、１級チオール基であっても良いし、２級チオール基であっても良い。より好ましくは、チオール基周りの立体障害を大きくすることでチオール基を２つ以上有する化合物の安定性に優れるなどの観点から、２級チオール基である。
【００６３】
２級チオール基を２つ以上有する鎖状のチオール化合物としては、１，４−ビス（３−メルカプトブチリルオキシ）ブタン、１，３，５−トリス（３−メルカプトブチリルオキシエチル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）などを挙げることができる。
【００６４】
環状のチオール化合物において、環状構造としては、トリアジン環、ベンゼン環、複素環、縮合環、スピロ環、炭素環などを挙げることができる。環状のチオール化合物は、比較的分子量が大きいものが好ましい。より具体的には、分子量が２００〜１０００の範囲内であることが好ましい。
【００６５】
チオール基を２つ以上有する環状のチオール化合物としては、トリチオシアヌル酸、１，２−ベンゼンジチオール、１，４−ベンゼンジチオール、１，３，５−ベンゼントリチオール、１，５−ジメルカプトナフタレンなどを挙げることができる。
【００６６】
チオール基を２つ以上有する化合物としては、特にトリチオシアヌル酸が好ましい。トリチオシアヌル酸を用いた場合、非共役電子の効果により、ゴム弾性層１４の比誘電率を高くでき、ゴム弾性層１４の帯電性や放電性を向上できる。
【００６７】
２）の表面改質においては、１）の表面改質の場合と同様、トナー離型性に加え、ゴム弾性層１４の表面に新たな機能を追加できる化合物を、チオール基を２つ以上有する化合物とともにゴム弾性層１４の表面に接触させても良い。このような化合物としては、チオール基と反応可能な官能基と、ゴム弾性層１４の表面に機能を付与するための官能基（特定の官能基）とを有する化合物を挙げることができる。
【００６８】
チオール基と反応可能な官能基としては、不飽和炭素−炭素二重結合、ハロゲン基、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、メチロール基、カルボキシル基、カルボニル基などを挙げることができる。特定の官能基は、ゴム弾性層１４の表面にさらに特定の機能を付与するための官能基であり、１）の表面改質において示したものと同様のものを挙げることができる。
【００６９】
チオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物を用いる場合、チオール基を２つ以上有する化合物を介して、チオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物がゴム弾性層１４の表面に結合（付加）できる。これにより、ゴム弾性層１４の表面に、特定の官能基を有する有機基が、チオール基を２つ以上有する化合物を介して結合され、ゴム弾性層１４の表面に表面改質が施される。
【００７０】
２）の表面改質においては、チオール基を２つ以上有する化合物やチオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物などを溶解させる溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、１）の表面改質において示したものと同様のものを挙げることができる。また、２）の表面改質においては、さらに他の成分を用いることができる。他の成分としては、酸や塩基、金属塩などの触媒、界面活性剤などを挙げることができる。
【００７１】
３）の表面改質または４）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の不飽和炭素−炭素二重結合がハロゲン化される。このことは、ロール表面を、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などにより分析すれば確認することができる。
【００７２】
３）の表面改質において、Ｘ１（ＯＸ２）ｎで表される化合物としては、より具体的には、例えば、メチルハイポクロライド、エチルハイポクロライド、第三級ブチルハイポクロライド、トリフルオロメチルハイポクロライドなどのアルキルハイポクロライド、メチルハイポフルオライド、エチルハイポフルオライド、第三級ブチルハイポフルオライド、トリフルオロメチルハイポフルオライドなどのアルキルハイポフルオライドなどといったアルキルハイポハライドや、次亜塩素酸や、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸マグネシウム、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸塩などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用しても良い。
【００７３】
４）の表面改質において、分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物としては、より具体的には、例えば、Ｎ−クロロスクシンイミド、Ｎ−クロロフタルイミド、Ｎ−ブロムスクシンイミド、Ｎ−ブロムフタルイミドなどの酸イミドハロゲン化合物、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸などのイソシアヌル酸ハライド、ジクロロジメチルヒダントインなどのハロゲン化ヒダントインなどを例示することができる。
【００７４】
３）の表面改質あるいは４）の表面改質においては、Ｘ１（ＯＸ２）ｎやＢＦ３を接触させた後、あるいは、分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物やＢＦ３を接触させた後、水を含む液体でゴム弾性層１４の表面を洗い流すことが好ましい。これにより、ゴム弾性層１４の表面に水酸基が導入されやすくなる。
【００７５】
５）の表面改質において、紫外線の照射条件は、用いる紫外線照射装置の種類等に応じて適宜、決定される。一般には、照射強度：２０〜１５０ｍＷ／ｃｍ２程度、紫外線の光源と弾性層表面との距離：２０〜８０ｍｍ程度、照射時間：５〜３６０秒程度の条件が採用される。紫外線照射は、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中、大気中などで行うことができる。
【００７６】
これらの表面改質を行うことにより、ゴム弾性層１４の表面の硬さが増すため、トナー離型性を高めることができる。また、これらの表面改質を行うことにより、ゴム弾性層１４から成分がブルームするのを抑えるバリア効果も得られる。また、１）〜４）の表面改質では、ゴム弾性層１４の表面に対し、トナー離型性やその他の機能を高める分子や原子の共有結合が形成されるため、これらの機能の耐久性に優れる。また、５）の表面改質によっても、トナー離型性を高める機能の耐久性に優れる。
【００７７】
次に、現像ロール１０、２０の材料や構成などについて説明する。また、上記成形金型３０の材料等について説明する。
【００７８】
軸体１２としては、導電性シャフトを挙げることができる。導電性シャフトとしては、金属製の中実体、金属製の円筒体、あるいは、これらにめっきが施されたものなどを挙げることができる。金属の種類としては、アルミニウム、ステンレスなどを挙げることができる。軸体１２の外周面には、ゴム弾性層１４との間の接着性を向上させるなどの目的で、接着剤やプライマなどを塗布しても良い。接着剤やプライマなどには、必要に応じて、導電化を行うことができる。
【００７９】
ゴム弾性層１４のゴム材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴムなどを例示することができる。このうち、層形成ブレードや感光体などの相手部材の押圧による弾性変形の回復に優れる（耐ヘタリ性が良好である）などの観点から、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましい。また、シリコーンゴムは、温度変化や湿度変化などの環境変化に対して体積変化しにくく、環境変化によるロールの外径変動が小さい利点も有するため、特に好ましい。
【００８０】
ゴム弾性層１４には、必要に応じて、導電剤、充填剤、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、加硫促進剤、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、顔料、シリコーンオイル、助剤、界面活性剤などの各種添加剤が適宜添加されていても良い。導電剤としては、カーボンブラックなどの電子導電剤や第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤など、一般的な導電剤を挙げることができる。
【００８１】
ゴム弾性層１４は、発泡体であっても良いし、中実体であっても良い。ゴム弾性層１４の厚みは、０．１〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、１〜５ｍｍの範囲内である。
【００８２】
表層１６の主材料としては、例えば、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂（ＰＶＢ）、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素ゴム、フッ素樹脂、フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物、シリコーン樹脂、シリコーングラフトアクリルポリマー、アクリルグラフトシリコーンポリマー、ニトリルゴム、ウレタンゴム等を挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併せて用いても良い。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好ましい。表層１６の材料には、主材料の他に、導電剤、可塑剤、レベリング剤などを含んでいても良い。
【００８３】
成形金型３０の型基材３２の材料としては、特に限定されるものではなく、Ｓ５５Ｃ等の炭素鋼材、ＳＡＣＭ６４５等のアルミニウムクロムモリブデン鋼材、Ａ５０５６等のアルミニウム合金、アルミニウム等を挙げることができる。
【実施例】
【００８４】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００８５】
（実施例１）
＜ニッケルめっき液の調製＞
硫酸ニッケル六水和物２０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウム一水和物（還元剤）２５ｇ／Ｌ、乳酸（錯化剤）２７ｇ／Ｌ、プロピオン酸（錯化剤）２．５ｇ／ＬよりなるｐＨ４．８のニッケルめっき液を調製した。
【００８６】
＜ＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液の調製＞
平均粒径０．２μｍのＰＴＦＥ微粒子１０ｇ／Ｌをカチオン性界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド）０．２ｇ／Ｌにより水中に分散させて、分散液を調製した。次いで、硫酸ニッケル六水和物２０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウム一水和物（還元剤）２５ｇ／Ｌ、乳酸（錯化剤）２７ｇ／Ｌ、プロピオン酸（錯化剤）２．５ｇ／Ｌよりなる基本めっき液中に分散液を添加して、ＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液を調製した。
【００８７】
＜エッチング液の調製＞
硫酸１５０ｇ／Ｌ、過酸化水素１５ｇ／Ｌ、フェニルテトラゾール０．１ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（塩素イオンとして５ｐｐｍ）、ベンゼンスルホン酸４．０ｇ／ＬよりなるｐＨ１．０未満のエッチング液を調製した。
【００８８】
＜成形金型の作製＞
内径１６ｍｍの円筒形金型基材の型内面に、上記のニッケルめっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間３０分の条件で無電解ニッケルめっきを行うことにより下地層を形成した（厚さ１０μｍ）。次に、銅めっき液（奥野製薬工業社製「ＯＰＣカッパーＴ」）を用いて、めっき液温度６０℃、めっき時間４時間の条件で無電解めっきを行うことにより無電解銅めっき層を形成した（厚さ３５μｍ）。次に、上記エッチング液を用いて、温度３０℃、処理時間１２０秒にてエッチング処理を行った（エッチング量１３．４μｍ）。次に、上記のＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間１０分の条件で無電解めっきを行うことにより離型層を形成した（厚さ１μｍ）。これにより、型内面に微細な凹凸形状が形成された実施例１の成形金型を得た。得られた成形金型の内周面（離型層形成後の内周面）の算術平均粗さＲａは１．４μｍ、十点平均粗さＲｚは２９．７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は５．９であった。
【００８９】
＜算術平均粗さＲａの測定方法＞
ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して、成形金型の内周面の両端からそれぞれ軸方向内側５ｍｍの位置と軸方向中央の３つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の３点で、表面粗さ計（東京精密社製「サーフコム１４００Ｄ」）を用いて測定し、測定した合計９点（３点×３つの位置）での平均値とした。基準線長さおよびカットオフ値はそれぞれ０．８ｍｍとした。
【００９０】
＜十点平均粗さＲｚの測定方法＞
ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して、成形金型の内周面の両端からそれぞれ軸方向内側５ｍｍの位置と軸方向中央の３つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の３点で、表面粗さ計（東京精密社製「サーフコム１４００Ｄ」）を用いて測定し、測定した合計９点（３点×３つの位置）での平均値とした。
【００９１】
＜表面積比Ｓ／Ｓ０の測定方法＞
成形金型の内周面の両端からそれぞれ軸方向内側５ｍｍの位置と軸方向中央の３つの位置において、キーエンス社製レーザー顕微鏡「ＶＫ−９５１０」を用いて０．６ｍｍ２の範囲の表面積を実測したものである。
【００９２】
＜エッチング量の測定方法＞
下記の式１により算出した。
（式１）
エッチング量［μｍ］＝（エッチング前後での重量変化［ｇ］）÷（めっき金属の比重［ｇ／ｃｍ３］）×（処理面積［ｃｍ２］）×１０−４
【００９３】
＜ゴム弾性層組成物の調製＞
導電性シリコーンゴム（信越化学工業（株）製、「Ｘ−３４−２６４Ａ／Ｂ」、混合質量比Ａ／Ｂ＝３０／７０）をスタティックミキサにて混合することにより、Ｃ＝Ｃ結合を表面に残したシリコーンゴムを含むゴム弾性層組成物を調製した。
【００９４】
＜表層組成物の調製＞
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００質量部に対して、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１０質量部をボールミルを用いて混練した後、ＭＥＫ４００質量部を加えて混合・攪拌することにより、表層組成物を調製した。
【００９５】
＜現像ロールの作製＞
成形金型に導電性シャフト（φ１０ｍｍ、長さ２７０ｍｍ）を同軸にセットし、金型内にゴム弾性層組成物を注入し、１９０℃で３０分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍのゴム弾性層を形成した。このゴム弾性層の外周面には、成形金型の型内面に形成された凹凸に対応する凹凸が型転写により形成されている。次いで、このゴム弾性層の外周面に、ロールコート法により、表層組成物をコーティングした後、１７０℃で６０分熱処理して、厚さ３μｍの表層を形成した。以上のようにして、実施例１に係る現像ロールを作製した。なお、このゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは１．４μｍ、十点平均粗さＲｚは２９．７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は５．９であった。ゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ、表面積比Ｓ／Ｓ０は、成形金型の内周面について測定した方法に準拠して測定した。
【００９６】
（実施例２）
エッチング処理時間を５０秒（エッチング量５．６μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、実施例２に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは０．８μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．４μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．５であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして実施例２に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは０．８μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．４μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．５であった。
【００９７】
（実施例３）
エッチング処理時間を２３０秒（エッチング量２５．８μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、実施例３に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは２．０μｍ、十点平均粗さＲｚは３９．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は８．９であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして実施例３に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは２．０μｍ、十点平均粗さＲｚは３９．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は８．９であった。
【００９８】
（実施例４）
表層の厚さを９μｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例４に係る現像ロールを作製した。
【００９９】
（実施例５）
表層の形成に代えて、下記の表面改質剤を用いてゴム弾性層の表面改質を行った以外は実施例２と同様にして、実施例５に係る現像ロールを作製した。表面改質処理は、室温下（２３℃）で１０秒間、表面改質剤にロール表面を浸漬させることにより行った。
【０１００】
＜表面改質剤の調製＞
トリクロロイソシアヌル酸（東京化成工業社製）５質量部、Ｃ＝Ｃ結合含有シリコーンオイル（信越シリコーン社製、Ｘ−２２−１７４ＤＸ）１質量部、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール８０質量部、酢酸エチル２０質量部を混合することにより、表面改質剤を調製した。
【０１０１】
（比較例１）
エッチング処理時間を３０秒（エッチング量３．４μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、比較例１に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは０．５μｍ、十点平均粗さＲｚは１１．２μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．０であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして比較例１に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは０．５μｍ、十点平均粗さＲｚは１１．２μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．０であった。
【０１０２】
（比較例２）
エッチング処理時間を３００秒（エッチング量３３．７μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、比較例２に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは２．４μｍ、十点平均粗さＲｚは５３．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１０．５であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして比較例２に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは２．４μｍ、十点平均粗さＲｚは５３．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１０．５であった。
【０１０３】
（比較例３）
表層の形成に代えて、実施例５と同じ表面改質剤を用いてゴム弾性層の表面改質を行った以外は比較例１と同様にして、比較例３に係る現像ロールを作製した。
【０１０４】
（比較例４）
＜樹脂粒子分散表層組成物の調製＞
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００質量部に対して、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１０質量部、粗さ形成用粒子としての平均粒径８μｍのウレタン粒子（根上工業社製「アートパールＣ８００」）１５質量部をボールミルを用いて混練した後、ＭＥＫ４００質量部を加えて混合・攪拌することにより樹脂粒子分散表層組成物を調製した。
【０１０５】
＜現像ロールの作製＞
内径１６ｍｍの円筒形金型をそのまま用いた以外は実施例１と同様にして、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍのゴム弾性層を形成した。次いで、このゴム弾性層の外周面に、ロールコート法により、樹脂粒子分散表層組成物をコーティングした後、１７０℃で６０分熱処理して、厚さ３μｍの表層を形成した。以上のようにして、比較例４に係る現像ロールを作製した。得られた現像ロールの表面の算術平均粗さＲａは１．３μｍ、十点平均粗さＲｚは１１．１５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１．２であった。
【０１０６】
（比較例５）
＜成形金型の作製＞
内径１６ｍｍの円筒形金型基材の型内面にブラスト処理を行った。ブラスト処理は、平均粒径５０μｍのアルミナ粒子（昭和電工社製シングルモランダム）を投射材として用い、吐出圧１．０ｂａｒ、処理速度１０ｍｍ／ｓｅｃ．にて行った。次に、実施例と同様、ＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間１０分の条件で無電解めっきを行うことにより離型層を形成した（厚さ１μｍ）。これにより、比較例５の成形金型を得た。得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは０．９３μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．６７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１．６であった。
【０１０７】
＜現像ロールの作製＞
比較例５に係る成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして比較例５に係るに係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは０．９３μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．６７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１．６であった。
【０１０８】
（比較例６）
内径１６ｍｍの円筒形金型をそのまま用いた以外は実施例１と同様にして、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍのゴム弾性層を形成した。次いで、このゴム弾性層の表面を研磨処理することにより、ゴム弾性層の表面に凹凸を形成した。次いで、実施例１と同様に表層を形成した。以上により、比較例６に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは１．０８μｍ、十点平均粗さＲｚは１７．８４μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は３．７であった。
【０１０９】
作製した各現像ロールを用いて、トナー搬送量とトナー固着性を調べた。測定方法は以下の通りである。
【０１１０】
（表層の厚み）
現像ロールのロール中央部の３箇所について各３点の膜厚を測定し、合計９点の膜厚の平均値を表層の厚みとした。より具体的には、ロール中央部で周方向に切断した断面を、Ｎａｋａｄｅｎ製「Ｍｘ−１２００Ｅ」で１０００倍に拡大して観察し、測定した。
【０１１１】
（トナー搬送量）
各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（沖データ社製「Ｃ５９００」）に組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下にてシアンカートリッジで白ベタ画像出しを行い、その時の現像ロール上６．３ｃｍ２の範囲にあるトナー量を測定し、単位面積当たりのトナー搬送量を算出した。
【０１１２】
（トナー固着性）
各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（沖データ社製「Ｃ５９００」）に組み込み、２８℃×８０％ＲＨの環境下にて、シアンで画像出しを通紙１０００枚、５０００枚、３００００枚（Ａ４サイズ）行い、耐久後の層形成ブレードへのトナー粒子の固着具合を判定した。固着箇所が１箇所以下の場合を（Ａ）固着箇所が２〜４箇所の場合を（Ｂ）、固着箇所が５〜９箇所の場合を（Ｃ）、固着箇所が１０箇所以上の場合を（Ｄ）とした。
【０１１３】
また、実施例の成形金型の表面構造および断面構造を具体的に示すため、その代表例として実施例１において作製した成形金型について、日立製「ＳＥＭＥＤＸ ＴｙｐｅＮ」、オリンパス製「ＧＸ５１」を用いて、表面の拡大写真（１０００倍）と断面の拡大写真（１０００倍）を撮影した。これを図５（ａ）（ｂ）に示す。また、実施例の現像ロールのゴム弾性層の表面構造を具体的に示すため、その代表例として実施例１において作製した現像ロールについて、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、ＶＫ−９５１０）を用いて、ゴム弾性層の表面の拡大写真（１０００倍）を撮影した。これを図６に示す。また、比較例５の成形金型の表面構造を具体的に示すため、成形金型の表面の拡大写真（１０００倍））を撮影した。これを図７に示す。
【０１１４】
【表１】
【０１１５】
図５（ａ）（ｂ）によれば、実施例に係る成形金型の型内面には、比較例に係る図７と比較して明らかなように、微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されていることが確認できる。そして、図６によれば、実施例に係るゴム弾性層の表面にも、微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されていることが確認できる。
【０１１６】
そして、表１から、実施例によれば、トナー搬送量は４〜６ｍｇ／ｃｍ２の範囲内にあって適切であり、このような適切なトナー搬送量を維持しつつ、高耐久時（少なくとも５０００枚耐久後）にあっても、層形成ブレードへのトナーの固着の発生も抑えられることが確認できた。
【０１１７】
これに対し、比較例１、４では、ゴム弾性層表面の凹凸（Ｒａ）が小さすぎる。このため、トナー搬送量も適切でなく、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。そして、３００００枚の高耐久後には、５箇所以上の固着箇所が確認された。
【０１１８】
比較例２では、ゴム弾性層表面の凹凸（Ｒａ）が大きすぎる。このため、トナー搬送量が多すぎる。また、トナーに対し、面接触となり、トナーストレスが過大となって、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。そして、５０００枚の高耐久後には、５箇所以上の固着箇所が確認された。
【０１１９】
また、従来の方法で形成した現像ロール（比較例４〜６）では、少なくとも表面積比が本発明で特定した範囲内となっておらず、これらの方法では、微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成できていないことがわかる。
【０１２０】
そして、樹脂粒子が分散された表層を備える比較例４では、樹脂粒子が存在する部分が比較的硬いため、この部分でロール表面の削れやトナー固着が生じ、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなった。また、ブラスト処理された成形金型により型成形された比較例５では、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなった。さらに、研磨により粗さが形成された比較例６では、５０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなった。すなわち、これらの方法による現像ロールでは、高耐久時のトナー固着を抑えることができなかった。
【０１２１】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０、２０ 電子写真機器用現像ロール
１２ 軸体
１４ ゴム弾性層
１６ 表層
３０ 成形金型
３２ 成形金型の型基材
３４ めっき
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真機器用現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器の現像ロールは、静電潜像が形成された感光体にトナーを搬送している。トナー搬送性の向上などを目的として、現像ロールのロール表面には凹凸が形成されていることがある。
【０００３】
例えば特許文献１や特許文献２には、現像ロールの最表面に樹脂粒子が分散された表層を備えることによりロール表面が特定の粗さにされた現像ロールが開示されている。また、これ以外には、砥石などで研磨することによりロール表面に所定の粗さが形成された現像ロールや、成形金型の内面にブラスト処理して所定の粗さが形成された成形金型を用いて現像ロールの弾性層を型成形することによりロール表面に所定の粗さが形成された現像ロールなども知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６５１５７号公報
【特許文献２】特開２００２−３０４０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂粒子が分散された表層を備える現像ロールでは、樹脂粒子が存在する部分が比較的硬いため、この部分でロール表面の削れやトナー固着が生じやすく、これにより耐久性が低下しやすいという問題があった。また、研磨により粗さが形成された現像ロールでは、高コストになる上、それほど微細な凹凸が形成されていないため、高耐久時にはトナー固着が生じやすく、これにより耐久性が低下しやすいという問題があった。さらに、ブラスト処理された成形金型により型成形された現像ロールでも、それほど微細な凹凸が形成されていないため、高耐久時にはトナー固着が生じやすく、これにより耐久性が低下しやすいという問題があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、トナー搬送性に優れるとともに高耐久時のトナー固着を抑えて耐久性に優れるようにした電子写真機器用現像ロールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用現像ロールは、軸体の外周にゴム弾性層を備え、該ゴム弾性層の表面に凹凸が形成されており、該ゴム弾性層表面の算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍ、該ゴム弾性層の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されていることを要旨とするものである。ただし、Ｓは前記ゴム弾性層の実測表面積であり、Ｓ０は前記ゴム弾性層の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。
【０００８】
この際、前記ゴム弾性層表面の凹凸は、成形金型の転写面に形成された凹凸の転写により形成されたものであることが望ましい。そして、前記成形金型の転写面の凹凸は、エッチング処理により形成されたものであることが望ましい。
【０００９】
このとき、前記ゴム弾性層表面の凹凸において、凸部の平均間隔Ｓｍは１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。また、前記ゴム弾性層の表面にガラス板を変位１０μｍで押し当てたときに接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積）が１／１０〜１／７５の範囲内にあることが好ましい。
【００１０】
そして、前記ゴム弾性層には表面改質が施されていても良いし、前記ゴム弾性層の表面にはさらに表層が形成されていても良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電子写真機器用現像ロールによれば、ゴム弾性層の表面に微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されているため、現像に適量のトナーを均一に搬送することができ、トナー搬送性に優れる。また、高耐久時にもトナー固着が生じにくく、高度な耐久性を有する。ゴム弾性層表面の凹凸が微細で高密度であるため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が点接触しやすく、また、トナー粒子との接触点が多くなる。これにより、トナー粒子の応力が分散されてトナーの潰れが生じにくくなるためと推察される。
【００１２】
この際、ゴム弾性層表面の凹凸において、凸部の平均間隔Ｓｍが特定範囲内にあると、さらに耐久性に優れる。また、ゴム弾性層表面の定変位で接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積）が特定範囲内にあると、さらに耐久性に優れる。
【００１３】
そして、ゴム弾性層に表面改質を施すか、ゴム弾性層の表面に表層を形成することで、トナー離型性などを高めることができる。これにより、トナー搬送性をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（周方向断面図）（ｂ）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層の成形に好適な成形金型の周方向断面図である。
【図３】本発明に係る成形金型の製造方法の一例を説明する模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る現像ロールの周方向断面図である。
【図５】実施例１の成形金型の表面の拡大写真（ａ）と断面の拡大写真（ｂ）である。
【図６】実施例１のゴム弾性層表面の拡大写真である。
【図７】比較例５の成形金型の表面の拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の電子写真機器用現像ロール（以下、現像ロールということがある。）について、図を参照しつつ、詳細に説明する。電子写真機器用現像ロールは、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器に組み込まれる現像ロールであり、電子写真機器の内部に組み込まれる感光ドラムの周囲に配設されるものである。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る現像ロールの外観模式図およびＡ−Ａ断面図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る現像ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成されたゴム弾性層１４とを備えている。このゴム弾性層１４の表面には、特定の凹凸が形成されている。
【００１７】
本発明において、現像ロール１０のゴム弾性層１４の表面は、算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍに設定され、ゴム弾性層１４の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されている。ただし、Ｓはゴム弾性層１４の実測表面積であり、Ｓ０はゴム弾性層１４の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。算術平均粗さＲａや十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定される。
【００１８】
現像ロール１０は、上記範囲に算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ、表面積比Ｓ／Ｓ０が設定されているため、ゴム弾性層１４の表面に微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されたものとなっている。これにより、現像に適量のトナーを均一に搬送することができ、トナー搬送性に優れる。また、高耐久時にもトナー固着が生じにくく、高度な耐久性を有する。ゴム弾性層１４の表面の凹凸が微細で高密度であるため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が点接触しやすく、また、トナー粒子との接触点が多くなる。これにより、トナー粒子の応力が分散されてトナー粒子の潰れが生じにくくなるためと推察される。
【００１９】
ゴム弾性層１４の表面において、算術平均粗さＲａが０．８μｍ未満では、凹凸が小さすぎるため、トナーの搬送量が低下する。また、トナー粒子に対して面接触しやすくなり、トナー粒子のストレスが増大して耐久時にトナー固着が生じ、耐久性に劣る。算術平均粗さＲａが２．０μｍを超えると、凹凸が大きすぎるため、トナーの搬送量が多くなりすぎる。
【００２０】
また、ゴム弾性層１４の表面において、十点平均粗さＲｚが１５μｍ未満では、凹凸が小さすぎるため、トナーの搬送量が低下する。また、トナー粒子に対して面接触しやすくなり、トナー粒子のストレスが増大して耐久時にトナー固着が生じ、耐久性に劣る。十点平均粗さＲｚが４０μｍを超えると、凹凸が大きすぎるため、トナーの搬送量が多くなりすぎる。
【００２１】
ゴム弾性層１４の表面において、表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０未満では、凸部の密度が低すぎるため、トナーの搬送量が低下しやすい。また、トナー粒子に対して面接触しやすくなり、トナー粒子のストレスが増大して耐久時にトナー固着が生じ、耐久性に劣る。
【００２２】
ゴム弾性層１４の表面において、算術平均粗さＲａは、より好ましくは１．０〜１．８μｍ、さらに好ましくは１．２〜１．６μｍである。十点平均粗さＲｚは、より好ましくは２０〜３５μｍ、さらに好ましくは２５〜３０μｍである。表面積比Ｓ／Ｓ０は、より好ましくは４．５以上、さらに好ましくは５．０以上である。
【００２３】
このとき、ゴム弾性層１４の表面において、凸部の平均間隔Ｓｍは１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましい。凸部の平均間隔Ｓｍが１μｍ以上であると、凸部の密度が高くなりすぎるのを抑えやすい。このため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が面接触するのを抑えやすい。また、凸部の平均間隔Ｓｍが１０μｍ以下であると、凸部の密度が十分に高い。このため、トナー粒子に対してロール表面の凸部が点接触しやすく、また、トナー粒子との接触点が多くなりやすい。凸部の平均間隔Ｓｍは、より好ましくは２〜９μｍの範囲内、さらに好ましくは４〜７μｍの範囲内である。なお、凸部の平均間隔Ｓｍは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定される。
【００２４】
トナー粒子との接触に際し、点接触しやすく、また、接触点を多くするのに好ましい凸部の密度の範囲は、所定の条件でゴム弾性層１４の表面にガラス板を押し当てたときの接触密度で表すことができる。この場合、ゴム弾性層１４の硬度の違いを考慮して、定変位で測定した値とすることが好ましい。そして、トナー粒子との接触に際し、点接触しやすく、また、接触点を多くできるなどの観点から、ゴム弾性層１４の表面にガラス板を変位１０μｍで押し当てたときの接触密度（接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積））は１／１０〜１／７５の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは１／２０〜１／６５の範囲内、さらに好ましくは１／３０〜１／５５の範囲内である。
【００２５】
このような構成の現像ロール１０は、例えば成形金型を用いて軸体１２の外周にゴム弾性層１４を型成形することにより製造することができる。具体的には、図２に示すような円筒状の成形金型３０を用いて製造することができる。現像ロール１０のゴム弾性層１４は、成形金型３０の中空部に軸体１２をセットし、成形金型３０と軸体１２との間の空隙部にゴム材料を注型して加熱架橋させた後、成形金型３０から脱型することにより、軸体１２の外周に形成することができる。成形金型３０の内周面がゴム弾性層１４の表面に所定の形状を転写する転写面となり、成形金型３０の内周面の形状がゴム弾性層１４の表面に転写される。
【００２６】
成形金型３０は、図２に示すように、円筒状の型基材３２の内周面にめっき３４が施されたもので構成されている。以下に、成形金型３０の製造方法の一例を図３を用いて説明する。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、まず、型基材３２の内周面に、無電解めっきもしくは電解めっきにより下地層３４ａを形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、下地層３４ａの上に、無電解めっきもしくは電解めっきによりめっき層３４ｂを形成する。次に、図３（ｃ）に示すように、めっき層３４ｂの表面をエッチング処理することにより、めっき層３４ｂの表面に凹凸を形成する。次に、図３（ｄ）に示すように、めっき層３４ｂの上に、めっき層３４ｂの凹凸を埋没させないように、無電解めっきもしくは電解めっきにより離型層３４ｃを形成する。これらの工程を経て、成型金型３０の内周面に特定の凹凸が形成される。成型金型３０の内周面の凹凸は、断面で見ると、浸食により形成されたリアス式海岸線様の形状をしており、細い襞様の形状をしている。
【００２８】
図３（ａ）〜（ｄ）に示す成形金型３０の製造方法は、その一例を示したものであり、現像ロール１０の製造に用いられる成形金型としては、例えば、下地層３４ａが設けられていなくても良いし、離型層３４ｃが設けられていなくても良いし、下地層３４ａと離型層３４ｃの両方が設けられていなくても良い。
【００２９】
下地層３４ａは、型基材３２の腐食を防止するなどの目的で形成される。したがって、耐食性に優れる金属めっきにより形成されることが好ましい。このような金属としては、ニッケル、亜鉛、コバルト、錫などを挙げることができる。このうち、型基材３２とめっき層３４ｂとの密着性を高くできる密着層としての機能にも優れるなどの観点から、ニッケルが好ましい。下地層３４ａの厚さは、特に限定されるものではなく、１〜２０μｍの範囲内で適宜設定すれば良い。
【００３０】
下地層３４ａの無電解めっき液には、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤などが含まれる。金属イオンは、めっき金属のイオンである。還元剤としては、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン、ヒドラジン、ホルムアルデヒドなどを挙げることができる。このうち、めっき液の安定性などの観点から、次亜リン酸、ホルムアルデヒドが好ましい。錯化剤としては、クエン酸、リンゴ酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）などを挙げることができる。ｐＨ緩衝剤としては、乳酸、酢酸、コハク酸などを挙げることができる。
【００３１】
めっき層３４ｂにおいては、金属結晶の結晶粒界をエッチングすることによりその表面に凹凸が形成される。エッチングにより凹凸を形成しやすいなどの観点から、めっき層３４ｂを形成する金属としては、銅、ニッケル、コバルトなどが好ましい。このうち、エッチング後の凹凸がより微細で高密度であるなどの観点から、銅が特に好ましい。めっき層３４ｂの無電解めっき液には、下地層３４ａと同様、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤などが含まれる。
【００３２】
エッチング液の主剤としては、硫酸および過酸化水素を挙げることができる。主剤とともに用いられる助剤としては、有機酸や塩素イオンなどを挙げることができる。エッチング液には、この他に界面活性剤などを含めることができる。有機酸としては、ベンゼンスルホン酸などを挙げることができる。塩素イオン源としては、塩化ナトリウムなどを挙げることができる。なお、助剤は、エッチング性の向上やエッチング液の分解抑制などを目的として用いられる。
【００３３】
ここで、成形金型３０の内周面の表面粗さは、めっき層３４ｂのめっき金属の結晶状態（例えば粒子径など）や、エッチング時のエッチング量などによって制御することができる。
【００３４】
めっき層３４ｂのめっき金属の粒子径としては、現像ロール１０のロール表面の凹凸が微細で高密度となるなどの観点から、２〜１０μｍの範囲内に設定することが好ましい。より好ましくは３〜８μｍの範囲内、さらに好ましくは４〜７μｍの範囲内である。めっき金属の粒子径は、例えばめっき金属の析出速度によって調節することができる。上記範囲内の粒子径とするには、めっき金属の析出速度は比較的高速であることが好ましい。具体的には、例えば３μｍ／ｈｒ以上の析出速度であることが好ましい。より好ましくは５μｍ／ｈｒ以上、さらに好ましくは７μｍ／ｈｒ以上である。なお、高速析出型の無電解銅めっき液としては、奥野製薬工業社製の「ＯＰＣカッパーＴ」や「ＯＰＣカッパーＮＣＡ」などが挙げられる。
【００３５】
めっき層３４ｂのエッチング量としては、微細で均一な凹凸を形成するなどの観点から、４μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは８μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上である。エッチング量は、エッチングの処理温度やエッチングの処理時間などにより調節することができる。処理温度としては、２５〜３５℃の範囲内に設定することが好ましい。処理時間としては、５０〜２５０秒の範囲内に設定することが好ましい。なお、エッチング量は、エッチング前後での重量変化と、処理面積、めっき金属の比重から算出することができる。
【００３６】
めっき層３４ｂの厚さは、特に限定されないが、エッチング量を考慮して、エッチング量の２倍程度の厚さに設定することが好ましい。例えばエッチング量を１０μｍ以上とする場合には、めっき層３４ｂの厚さを２０μｍ以上とすることが好ましい。
【００３７】
離型層３４ｃの無電解めっき液には、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤に加えて、ゴム弾性層１４の脱型時の離型性を高める目的で、例えばフッ素樹脂粒子を配合すると良い。フッ素樹脂粒子としては、ＰＴＦＥ樹脂粒子などを挙げることができる。フッ素樹脂粒子の平均粒子径の大きさとしては、０．５μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．３μｍ以下である。フッ素樹脂粒子の配合量としては、特に限定されず、例えば１〜２０ｇ／Ｌの範囲内で適宜設定すれば良い。離型層３４ｃの金属としては、特に限定されるものではないが、めっき層３４ｂとの密着性に優れる、耐腐食性に優れるなどの観点から、ニッケルなどが好ましい。
【００３８】
離型層３４ｃの厚さは、特に限定されないが、めっき層３４ｂの凹凸を埋没させない程度の厚さにすると良い。具体的には、０．５〜３μｍの範囲内とすることが好ましい。
【００３９】
このような成形金型３０を用いれば、ゴム弾性層１４の表面には、微細で高密度で高さのバラツキが小さい特定の凹凸が形成される。すなわち、ゴム弾性層１４の表面は、算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍに設定され、ゴム弾性層１４の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定される。
【００４０】
従来の、研磨によって表面に凹凸が形成された現像ロールやブラスト転写型によって表面に凹凸が形成された現像ロールでは、このような微細で高密度で高さのバラツキが小さい特定の凹凸を有するゴム弾性層を得ることはできない。
【００４１】
得られたゴム弾性層１４の表面には、例えばトナー離型性を高めるなどの目的で、表層を形成しても良い。図４には、表層１６を備えた他の実施形態に係る現像ロール２０を示す。図４に示すように、現像ロール２０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成されたゴム弾性層１４と、ゴム弾性層１４の外周に形成された表層１６とを備えている。なお、表層１６は、トナー離型性を高める機能に加え、ロール表面に、現像ロール２０の表面に求められる種々の機能を付与するものであって良い。
【００４２】
表層１６の厚さは、ゴム弾性層１４の凹凸を埋没させない程度に設定することが好ましい。具体的には、１〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。より好ましくは１．５〜９．５μｍの範囲内、さらに好ましくは２〜９μｍの範囲内である。
【００４３】
表層１６は、例えば、表層１６を形成するための塗料を調製し、調製した塗料をゴム弾性層１４の表面に塗工することにより形成することができる。塗工方法としては、ロールコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング法などを挙げることができる。塗工後には、塗料を乾燥させ、必要に応じて加熱架橋処理することにより、表層１６を形成できる。
【００４４】
また、表層１６の形成に代えて、ゴム弾性層１４の表面には、例えばトナー離型性を高めるなどの目的で、表面改質が施されていても良い。
【００４５】
ここで、ゴム弾性層１４の表面に行う表面改質としては、例えば、次の１）〜５）に示す表面改質を挙げることができる。但し、Ｘ１は水素原子，アルカリ金属元素，アルカリ土類金属元素またはアルキル基、Ｘ２はハロゲン原子、ｎはＸ１の価数と同一の整数を表す。
【００４６】
１）トリクロロイソシアヌル酸を接触させることにより行う表面改質
２）チオール基を２つ以上有する化合物を接触させることにより行う表面改質
３）Ｘ１（ＯＸ２）ｎおよびＢＦ３を接触させることにより行う表面改質
４）分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物およびＢＦ３を接触させることにより行う表面改質
５）紫外線を照射することにより行う表面改質
【００４７】
１）の表面改質、３）の表面改質、４）の表面改質は、ゴム弾性層１４が、不飽和炭素−炭素二重結合を持つ有機成分を含有するポリマーにより形成されている場合に好適に適用することができる。２）の表面改質は、ゴム弾性層１４が、チオール基と反応する官能基を持つ有機成分を含有するポリマーにより形成されている場合に好適に適用することができる。
【００４８】
２）の表面改質を行うポリマーにおいて、チオール基と反応する官能基としては、不飽和炭素−炭素二重結合、ハロゲン基、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、メチロール基、カルボキシル基、カルボニル基などを挙げることができる。この点で、２）の表面改質は適用範囲が広い。
【００４９】
不飽和炭素−炭素二重結合を持つポリマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などを挙げることができる。
【００５０】
また、本来であれば不飽和炭素−炭素二重結合を持たないポリマーであっても、不飽和炭素−炭素二重結合を持つモノマー成分との共重合により不飽和炭素−炭素二重結合が導入されたポリマーとすることができる。このような、本来であれば不飽和炭素−炭素二重結合を持たないポリマーとしては、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ等）、シリコーン（Ｑ）、ウレタン（Ｕ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミドなどを挙げることができる。
【００５１】
不飽和炭素−炭素二重結合を持つモノマー成分としては、液状ゴム、ブタジエンジオールなどを挙げることができる。例えばウレタンの場合には、２液性ウレタン塗料に液状のブタジエンジオールを添加することにより、不飽和炭素−炭素二重結合をウレタン中に導入できる。
【００５２】
ハロゲン基を持つポリマーとしては、例えば、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ等）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などを挙げることができる。これらの他に、チオール基（−ＳＨ基）と反応する官能基を持つポリマー成分としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミドなどを挙げることができる。
【００５３】
１）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の表面の不飽和炭素−炭素二重結合にトリクロロイソシアヌル酸が付加する。このとき、トリクロロイソシアヌル酸に由来する塩素原子も付加する。
【００５４】
１）の表面改質においては、トナー離型性の向上に加え、ゴム弾性層１４の表面に新たな機能を追加できる化合物をトリクロロイソシアヌル酸とともにゴム弾性層１４の表面に接触させても良い。このような化合物としては、不飽和炭素−炭素二重結合とゴム弾性層１４の表面に機能を付与するための官能基（以下、特定の官能基ということがある。）とを有する化合物を挙げることができる。この場合、トリクロロイソシアヌル酸のイソシアヌル酸骨格を介して、不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物が、ゴム弾性層１４の表面に結合（付加）できる。これにより、ゴム弾性層１４の表面に、特定の官能基を有する有機基が、イソシアヌル酸骨格を介して結合され、ゴム弾性層１４の表面に表面改質が施される。
【００５５】
特定の官能基としては、シリコーン基、パーフルオロアルキル基、エステル基、アミド基、イミド基、エーテル基、アリール基、イソシアネート基、アゾ基、ジアゾ基、ニトロ基、エポキシ基、カルボニル基、ヘテロ環基、メソイオン基、ハロゲン基、アミノ基、イミノ基、アルキル基、スルホン酸基、ヒドロキシ基、アシル基、ホルミル基、カルボン酸基、ウレア基、シアノ基などを挙げることができる。これらの官能基のうち１種類の官能基のみが含まれていても良いし、２種類以上の官能基が含まれていても良い。
【００５６】
ヘテロ環基としては、ピリジル基、イミダゾール基、オキサゾール基などを挙げることができる。また、メソイオン基としては、シドノン基、ミュンヘノン基などを挙げることができる。
【００５７】
特定の官能基が例えばシリコーン基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、付着物に対する優れた離型性とともに、特定の機能として低摩擦性を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばシリコーン基、パーフルオロアルキル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として耐汚性を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばアミド基やエステル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として荷電性（帯電性）を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばエーテル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として表面の電気抵抗を下げる帯電防止性を併せ持つことができる。特定の官能基がこれら以外の官能基の場合においても、ゴム弾性層１４の表面に、付着物に対する優れた離型性とともに、それぞれの官能基に基づく特有の機能を併せ持つことができる。
【００５８】
１）の表面改質においては、トリクロロイソシアヌル酸や不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物などを溶解させる溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、特に限定されるものではないが、エーテル系溶剤（ＴＨＦ、ジエチルエーテル、ジオキサンなど）、エステル系溶剤（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、ケトン系溶剤（アセトン、ＭＥＫなど）、アミド系溶剤（ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＮＭＰなど）、第３級アルコール（ｔｅｒｔ−ブチルアルコールなど）、水などを挙げることができる。これらは、単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、１）の表面改質においては、さらに他の成分を用いることができる。他の成分としては、酸や塩基、金属塩などの触媒、界面活性剤などを挙げることができる。
【００５９】
２）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の表面に、チオール基を介してチオール基を２つ以上有する化合物が付加する。このことは、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）や核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などにより検出することができる。
【００６０】
チオール基を２つ以上有する化合物としては、鎖状構造に結合するチオール基を２つ以上有する鎖状のチオール化合物や、環状構造に結合するチオール基を２つ以上有する環状のチオール化合物などを挙げることができる。チオール基を２つ以上有する化合物は、複数種類の鎖状のチオール化合物および複数種類の環状のチオール化合物のうちの１種類のみであっても良いし、２種類以上の混合物であっても良い。
【００６１】
鎖状のチオール化合物において、鎖状構造は、炭化水素鎖で構成されていても良いし、炭化水素鎖中にエステル結合やエーテル結合などを有するものであっても良い。鎖状のチオール化合物は、比較的分子量が大きいものが好ましい。より具体的には、分子量が２００〜１０００の範囲内であることが好ましい。
【００６２】
鎖状のチオール化合物において、チオール基は、１級チオール基であっても良いし、２級チオール基であっても良い。より好ましくは、チオール基周りの立体障害を大きくすることでチオール基を２つ以上有する化合物の安定性に優れるなどの観点から、２級チオール基である。
【００６３】
２級チオール基を２つ以上有する鎖状のチオール化合物としては、１，４−ビス（３−メルカプトブチリルオキシ）ブタン、１，３，５−トリス（３−メルカプトブチリルオキシエチル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）などを挙げることができる。
【００６４】
環状のチオール化合物において、環状構造としては、トリアジン環、ベンゼン環、複素環、縮合環、スピロ環、炭素環などを挙げることができる。環状のチオール化合物は、比較的分子量が大きいものが好ましい。より具体的には、分子量が２００〜１０００の範囲内であることが好ましい。
【００６５】
チオール基を２つ以上有する環状のチオール化合物としては、トリチオシアヌル酸、１，２−ベンゼンジチオール、１，４−ベンゼンジチオール、１，３，５−ベンゼントリチオール、１，５−ジメルカプトナフタレンなどを挙げることができる。
【００６６】
チオール基を２つ以上有する化合物としては、特にトリチオシアヌル酸が好ましい。トリチオシアヌル酸を用いた場合、非共役電子の効果により、ゴム弾性層１４の比誘電率を高くでき、ゴム弾性層１４の帯電性や放電性を向上できる。
【００６７】
２）の表面改質においては、１）の表面改質の場合と同様、トナー離型性に加え、ゴム弾性層１４の表面に新たな機能を追加できる化合物を、チオール基を２つ以上有する化合物とともにゴム弾性層１４の表面に接触させても良い。このような化合物としては、チオール基と反応可能な官能基と、ゴム弾性層１４の表面に機能を付与するための官能基（特定の官能基）とを有する化合物を挙げることができる。
【００６８】
チオール基と反応可能な官能基としては、不飽和炭素−炭素二重結合、ハロゲン基、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、メチロール基、カルボキシル基、カルボニル基などを挙げることができる。特定の官能基は、ゴム弾性層１４の表面にさらに特定の機能を付与するための官能基であり、１）の表面改質において示したものと同様のものを挙げることができる。
【００６９】
チオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物を用いる場合、チオール基を２つ以上有する化合物を介して、チオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物がゴム弾性層１４の表面に結合（付加）できる。これにより、ゴム弾性層１４の表面に、特定の官能基を有する有機基が、チオール基を２つ以上有する化合物を介して結合され、ゴム弾性層１４の表面に表面改質が施される。
【００７０】
２）の表面改質においては、チオール基を２つ以上有する化合物やチオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物などを溶解させる溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、１）の表面改質において示したものと同様のものを挙げることができる。また、２）の表面改質においては、さらに他の成分を用いることができる。他の成分としては、酸や塩基、金属塩などの触媒、界面活性剤などを挙げることができる。
【００７１】
３）の表面改質または４）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の不飽和炭素−炭素二重結合がハロゲン化される。このことは、ロール表面を、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などにより分析すれば確認することができる。
【００７２】
３）の表面改質において、Ｘ１（ＯＸ２）ｎで表される化合物としては、より具体的には、例えば、メチルハイポクロライド、エチルハイポクロライド、第三級ブチルハイポクロライド、トリフルオロメチルハイポクロライドなどのアルキルハイポクロライド、メチルハイポフルオライド、エチルハイポフルオライド、第三級ブチルハイポフルオライド、トリフルオロメチルハイポフルオライドなどのアルキルハイポフルオライドなどといったアルキルハイポハライドや、次亜塩素酸や、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸マグネシウム、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸塩などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用しても良い。
【００７３】
４）の表面改質において、分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物としては、より具体的には、例えば、Ｎ−クロロスクシンイミド、Ｎ−クロロフタルイミド、Ｎ−ブロムスクシンイミド、Ｎ−ブロムフタルイミドなどの酸イミドハロゲン化合物、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸などのイソシアヌル酸ハライド、ジクロロジメチルヒダントインなどのハロゲン化ヒダントインなどを例示することができる。
【００７４】
３）の表面改質あるいは４）の表面改質においては、Ｘ１（ＯＸ２）ｎやＢＦ３を接触させた後、あるいは、分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物やＢＦ３を接触させた後、水を含む液体でゴム弾性層１４の表面を洗い流すことが好ましい。これにより、ゴム弾性層１４の表面に水酸基が導入されやすくなる。
【００７５】
５）の表面改質において、紫外線の照射条件は、用いる紫外線照射装置の種類等に応じて適宜、決定される。一般には、照射強度：２０〜１５０ｍＷ／ｃｍ２程度、紫外線の光源と弾性層表面との距離：２０〜８０ｍｍ程度、照射時間：５〜３６０秒程度の条件が採用される。紫外線照射は、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中、大気中などで行うことができる。
【００７６】
これらの表面改質を行うことにより、ゴム弾性層１４の表面の硬さが増すため、トナー離型性を高めることができる。また、これらの表面改質を行うことにより、ゴム弾性層１４から成分がブルームするのを抑えるバリア効果も得られる。また、１）〜４）の表面改質では、ゴム弾性層１４の表面に対し、トナー離型性やその他の機能を高める分子や原子の共有結合が形成されるため、これらの機能の耐久性に優れる。また、５）の表面改質によっても、トナー離型性を高める機能の耐久性に優れる。
【００７７】
次に、現像ロール１０、２０の材料や構成などについて説明する。また、上記成形金型３０の材料等について説明する。
【００７８】
軸体１２としては、導電性シャフトを挙げることができる。導電性シャフトとしては、金属製の中実体、金属製の円筒体、あるいは、これらにめっきが施されたものなどを挙げることができる。金属の種類としては、アルミニウム、ステンレスなどを挙げることができる。軸体１２の外周面には、ゴム弾性層１４との間の接着性を向上させるなどの目的で、接着剤やプライマなどを塗布しても良い。接着剤やプライマなどには、必要に応じて、導電化を行うことができる。
【００７９】
ゴム弾性層１４のゴム材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴムなどを例示することができる。このうち、層形成ブレードや感光体などの相手部材の押圧による弾性変形の回復に優れる（耐ヘタリ性が良好である）などの観点から、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましい。また、シリコーンゴムは、温度変化や湿度変化などの環境変化に対して体積変化しにくく、環境変化によるロールの外径変動が小さい利点も有するため、特に好ましい。
【００８０】
ゴム弾性層１４には、必要に応じて、導電剤、充填剤、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、加硫促進剤、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、顔料、シリコーンオイル、助剤、界面活性剤などの各種添加剤が適宜添加されていても良い。導電剤としては、カーボンブラックなどの電子導電剤や第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤など、一般的な導電剤を挙げることができる。
【００８１】
ゴム弾性層１４は、発泡体であっても良いし、中実体であっても良い。ゴム弾性層１４の厚みは、０．１〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、１〜５ｍｍの範囲内である。
【００８２】
表層１６の主材料としては、例えば、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂（ＰＶＢ）、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素ゴム、フッ素樹脂、フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物、シリコーン樹脂、シリコーングラフトアクリルポリマー、アクリルグラフトシリコーンポリマー、ニトリルゴム、ウレタンゴム等を挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併せて用いても良い。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好ましい。表層１６の材料には、主材料の他に、導電剤、可塑剤、レベリング剤などを含んでいても良い。
【００８３】
成形金型３０の型基材３２の材料としては、特に限定されるものではなく、Ｓ５５Ｃ等の炭素鋼材、ＳＡＣＭ６４５等のアルミニウムクロムモリブデン鋼材、Ａ５０５６等のアルミニウム合金、アルミニウム等を挙げることができる。
【実施例】
【００８４】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００８５】
（実施例１）
＜ニッケルめっき液の調製＞
硫酸ニッケル六水和物２０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウム一水和物（還元剤）２５ｇ／Ｌ、乳酸（錯化剤）２７ｇ／Ｌ、プロピオン酸（錯化剤）２．５ｇ／ＬよりなるｐＨ４．８のニッケルめっき液を調製した。
【００８６】
＜ＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液の調製＞
平均粒径０．２μｍのＰＴＦＥ微粒子１０ｇ／Ｌをカチオン性界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド）０．２ｇ／Ｌにより水中に分散させて、分散液を調製した。次いで、硫酸ニッケル六水和物２０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウム一水和物（還元剤）２５ｇ／Ｌ、乳酸（錯化剤）２７ｇ／Ｌ、プロピオン酸（錯化剤）２．５ｇ／Ｌよりなる基本めっき液中に分散液を添加して、ＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液を調製した。
【００８７】
＜エッチング液の調製＞
硫酸１５０ｇ／Ｌ、過酸化水素１５ｇ／Ｌ、フェニルテトラゾール０．１ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム（塩素イオンとして５ｐｐｍ）、ベンゼンスルホン酸４．０ｇ／ＬよりなるｐＨ１．０未満のエッチング液を調製した。
【００８８】
＜成形金型の作製＞
内径１６ｍｍの円筒形金型基材の型内面に、上記のニッケルめっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間３０分の条件で無電解ニッケルめっきを行うことにより下地層を形成した（厚さ１０μｍ）。次に、銅めっき液（奥野製薬工業社製「ＯＰＣカッパーＴ」）を用いて、めっき液温度６０℃、めっき時間４時間の条件で無電解めっきを行うことにより無電解銅めっき層を形成した（厚さ３５μｍ）。次に、上記エッチング液を用いて、温度３０℃、処理時間１２０秒にてエッチング処理を行った（エッチング量１３．４μｍ）。次に、上記のＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間１０分の条件で無電解めっきを行うことにより離型層を形成した（厚さ１μｍ）。これにより、型内面に微細な凹凸形状が形成された実施例１の成形金型を得た。得られた成形金型の内周面（離型層形成後の内周面）の算術平均粗さＲａは１．４μｍ、十点平均粗さＲｚは２９．７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は５．９であった。
【００８９】
＜算術平均粗さＲａの測定方法＞
ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して、成形金型の内周面の両端からそれぞれ軸方向内側５ｍｍの位置と軸方向中央の３つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の３点で、表面粗さ計（東京精密社製「サーフコム１４００Ｄ」）を用いて測定し、測定した合計９点（３点×３つの位置）での平均値とした。基準線長さおよびカットオフ値はそれぞれ０．８ｍｍとした。
【００９０】
＜十点平均粗さＲｚの測定方法＞
ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して、成形金型の内周面の両端からそれぞれ軸方向内側５ｍｍの位置と軸方向中央の３つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の３点で、表面粗さ計（東京精密社製「サーフコム１４００Ｄ」）を用いて測定し、測定した合計９点（３点×３つの位置）での平均値とした。
【００９１】
＜表面積比Ｓ／Ｓ０の測定方法＞
成形金型の内周面の両端からそれぞれ軸方向内側５ｍｍの位置と軸方向中央の３つの位置において、キーエンス社製レーザー顕微鏡「ＶＫ−９５１０」を用いて０．６ｍｍ２の範囲の表面積を実測したものである。
【００９２】
＜エッチング量の測定方法＞
下記の式１により算出した。
（式１）
エッチング量［μｍ］＝（エッチング前後での重量変化［ｇ］）÷（めっき金属の比重［ｇ／ｃｍ３］）×（処理面積［ｃｍ２］）×１０−４
【００９３】
＜ゴム弾性層組成物の調製＞
導電性シリコーンゴム（信越化学工業（株）製、「Ｘ−３４−２６４Ａ／Ｂ」、混合質量比Ａ／Ｂ＝３０／７０）をスタティックミキサにて混合することにより、Ｃ＝Ｃ結合を表面に残したシリコーンゴムを含むゴム弾性層組成物を調製した。
【００９４】
＜表層組成物の調製＞
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００質量部に対して、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１０質量部をボールミルを用いて混練した後、ＭＥＫ４００質量部を加えて混合・攪拌することにより、表層組成物を調製した。
【００９５】
＜現像ロールの作製＞
成形金型に導電性シャフト（φ１０ｍｍ、長さ２７０ｍｍ）を同軸にセットし、金型内にゴム弾性層組成物を注入し、１９０℃で３０分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍのゴム弾性層を形成した。このゴム弾性層の外周面には、成形金型の型内面に形成された凹凸に対応する凹凸が型転写により形成されている。次いで、このゴム弾性層の外周面に、ロールコート法により、表層組成物をコーティングした後、１７０℃で６０分熱処理して、厚さ３μｍの表層を形成した。以上のようにして、実施例１に係る現像ロールを作製した。なお、このゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは１．４μｍ、十点平均粗さＲｚは２９．７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は５．９であった。ゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａ、十点平均粗さＲｚ、表面積比Ｓ／Ｓ０は、成形金型の内周面について測定した方法に準拠して測定した。
【００９６】
（実施例２）
エッチング処理時間を５０秒（エッチング量５．６μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、実施例２に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは０．８μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．４μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．５であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして実施例２に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは０．８μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．４μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．５であった。
【００９７】
（実施例３）
エッチング処理時間を２３０秒（エッチング量２５．８μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、実施例３に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは２．０μｍ、十点平均粗さＲｚは３９．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は８．９であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして実施例３に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは２．０μｍ、十点平均粗さＲｚは３９．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は８．９であった。
【００９８】
（実施例４）
表層の厚さを９μｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例４に係る現像ロールを作製した。
【００９９】
（実施例５）
表層の形成に代えて、下記の表面改質剤を用いてゴム弾性層の表面改質を行った以外は実施例２と同様にして、実施例５に係る現像ロールを作製した。表面改質処理は、室温下（２３℃）で１０秒間、表面改質剤にロール表面を浸漬させることにより行った。
【０１００】
＜表面改質剤の調製＞
トリクロロイソシアヌル酸（東京化成工業社製）５質量部、Ｃ＝Ｃ結合含有シリコーンオイル（信越シリコーン社製、Ｘ−２２−１７４ＤＸ）１質量部、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール８０質量部、酢酸エチル２０質量部を混合することにより、表面改質剤を調製した。
【０１０１】
（比較例１）
エッチング処理時間を３０秒（エッチング量３．４μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、比較例１に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは０．５μｍ、十点平均粗さＲｚは１１．２μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．０であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして比較例１に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは０．５μｍ、十点平均粗さＲｚは１１．２μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は４．０であった。
【０１０２】
（比較例２）
エッチング処理時間を３００秒（エッチング量３３．７μｍ）とした以外は実施例１と同様にして、比較例２に係る成形金型を作製した。このとき得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは２．４μｍ、十点平均粗さＲｚは５３．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１０．５であった。そして、得られた成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして比較例２に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは２．４μｍ、十点平均粗さＲｚは５３．５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１０．５であった。
【０１０３】
（比較例３）
表層の形成に代えて、実施例５と同じ表面改質剤を用いてゴム弾性層の表面改質を行った以外は比較例１と同様にして、比較例３に係る現像ロールを作製した。
【０１０４】
（比較例４）
＜樹脂粒子分散表層組成物の調製＞
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００質量部に対して、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１０質量部、粗さ形成用粒子としての平均粒径８μｍのウレタン粒子（根上工業社製「アートパールＣ８００」）１５質量部をボールミルを用いて混練した後、ＭＥＫ４００質量部を加えて混合・攪拌することにより樹脂粒子分散表層組成物を調製した。
【０１０５】
＜現像ロールの作製＞
内径１６ｍｍの円筒形金型をそのまま用いた以外は実施例１と同様にして、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍのゴム弾性層を形成した。次いで、このゴム弾性層の外周面に、ロールコート法により、樹脂粒子分散表層組成物をコーティングした後、１７０℃で６０分熱処理して、厚さ３μｍの表層を形成した。以上のようにして、比較例４に係る現像ロールを作製した。得られた現像ロールの表面の算術平均粗さＲａは１．３μｍ、十点平均粗さＲｚは１１．１５μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１．２であった。
【０１０６】
（比較例５）
＜成形金型の作製＞
内径１６ｍｍの円筒形金型基材の型内面にブラスト処理を行った。ブラスト処理は、平均粒径５０μｍのアルミナ粒子（昭和電工社製シングルモランダム）を投射材として用い、吐出圧１．０ｂａｒ、処理速度１０ｍｍ／ｓｅｃ．にて行った。次に、実施例と同様、ＰＴＦＥ粒子含有ニッケルめっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間１０分の条件で無電解めっきを行うことにより離型層を形成した（厚さ１μｍ）。これにより、比較例５の成形金型を得た。得られた成形金型の内周面の算術平均粗さＲａは０．９３μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．６７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１．６であった。
【０１０７】
＜現像ロールの作製＞
比較例５に係る成形金型を用いた以外は実施例１と同様にして比較例５に係るに係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは０．９３μｍ、十点平均粗さＲｚは１５．６７μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は１．６であった。
【０１０８】
（比較例６）
内径１６ｍｍの円筒形金型をそのまま用いた以外は実施例１と同様にして、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍのゴム弾性層を形成した。次いで、このゴム弾性層の表面を研磨処理することにより、ゴム弾性層の表面に凹凸を形成した。次いで、実施例１と同様に表層を形成した。以上により、比較例６に係る現像ロールを作製した。このときのゴム弾性層の表面の算術平均粗さＲａは１．０８μｍ、十点平均粗さＲｚは１７．８４μｍであった。また、表面積比Ｓ／Ｓ０は３．７であった。
【０１０９】
作製した各現像ロールを用いて、トナー搬送量とトナー固着性を調べた。測定方法は以下の通りである。
【０１１０】
（表層の厚み）
現像ロールのロール中央部の３箇所について各３点の膜厚を測定し、合計９点の膜厚の平均値を表層の厚みとした。より具体的には、ロール中央部で周方向に切断した断面を、Ｎａｋａｄｅｎ製「Ｍｘ−１２００Ｅ」で１０００倍に拡大して観察し、測定した。
【０１１１】
（トナー搬送量）
各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（沖データ社製「Ｃ５９００」）に組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下にてシアンカートリッジで白ベタ画像出しを行い、その時の現像ロール上６．３ｃｍ２の範囲にあるトナー量を測定し、単位面積当たりのトナー搬送量を算出した。
【０１１２】
（トナー固着性）
各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（沖データ社製「Ｃ５９００」）に組み込み、２８℃×８０％ＲＨの環境下にて、シアンで画像出しを通紙１０００枚、５０００枚、３００００枚（Ａ４サイズ）行い、耐久後の層形成ブレードへのトナー粒子の固着具合を判定した。固着箇所が１箇所以下の場合を（Ａ）固着箇所が２〜４箇所の場合を（Ｂ）、固着箇所が５〜９箇所の場合を（Ｃ）、固着箇所が１０箇所以上の場合を（Ｄ）とした。
【０１１３】
また、実施例の成形金型の表面構造および断面構造を具体的に示すため、その代表例として実施例１において作製した成形金型について、日立製「ＳＥＭＥＤＸ ＴｙｐｅＮ」、オリンパス製「ＧＸ５１」を用いて、表面の拡大写真（１０００倍）と断面の拡大写真（１０００倍）を撮影した。これを図５（ａ）（ｂ）に示す。また、実施例の現像ロールのゴム弾性層の表面構造を具体的に示すため、その代表例として実施例１において作製した現像ロールについて、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、ＶＫ−９５１０）を用いて、ゴム弾性層の表面の拡大写真（１０００倍）を撮影した。これを図６に示す。また、比較例５の成形金型の表面構造を具体的に示すため、成形金型の表面の拡大写真（１０００倍））を撮影した。これを図７に示す。
【０１１４】
【表１】
【０１１５】
図５（ａ）（ｂ）によれば、実施例に係る成形金型の型内面には、比較例に係る図７と比較して明らかなように、微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されていることが確認できる。そして、図６によれば、実施例に係るゴム弾性層の表面にも、微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成されていることが確認できる。
【０１１６】
そして、表１から、実施例によれば、トナー搬送量は４〜６ｍｇ／ｃｍ２の範囲内にあって適切であり、このような適切なトナー搬送量を維持しつつ、高耐久時（少なくとも５０００枚耐久後）にあっても、層形成ブレードへのトナーの固着の発生も抑えられることが確認できた。
【０１１７】
これに対し、比較例１、４では、ゴム弾性層表面の凹凸（Ｒａ）が小さすぎる。このため、トナー搬送量も適切でなく、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。そして、３００００枚の高耐久後には、５箇所以上の固着箇所が確認された。
【０１１８】
比較例２では、ゴム弾性層表面の凹凸（Ｒａ）が大きすぎる。このため、トナー搬送量が多すぎる。また、トナーに対し、面接触となり、トナーストレスが過大となって、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。そして、５０００枚の高耐久後には、５箇所以上の固着箇所が確認された。
【０１１９】
また、従来の方法で形成した現像ロール（比較例４〜６）では、少なくとも表面積比が本発明で特定した範囲内となっておらず、これらの方法では、微細で高密度で高さのバラツキが小さい凹凸が形成できていないことがわかる。
【０１２０】
そして、樹脂粒子が分散された表層を備える比較例４では、樹脂粒子が存在する部分が比較的硬いため、この部分でロール表面の削れやトナー固着が生じ、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなった。また、ブラスト処理された成形金型により型成形された比較例５では、１０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなった。さらに、研磨により粗さが形成された比較例６では、５０００枚耐久後には、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなった。すなわち、これらの方法による現像ロールでは、高耐久時のトナー固着を抑えることができなかった。
【０１２１】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１０、２０ 電子写真機器用現像ロール
１２ 軸体
１４ ゴム弾性層
１６ 表層
３０ 成形金型
３２ 成形金型の型基材
３４ めっき
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周にゴム弾性層を備え、該ゴム弾性層の表面に凹凸が形成されており、該ゴム弾性層表面の算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍ、該ゴム弾性層の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されていることを特徴とする電子写真機器用現像ロール。
ただし、Ｓは前記ゴム弾性層の実測表面積であり、Ｓ０は前記ゴム弾性層の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。
【請求項２】
前記ゴム弾性層表面の凹凸が、成形金型の転写面に形成された凹凸の転写により形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項３】
前記成形金型の転写面の凹凸が、エッチング処理により形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項４】
前記ゴム弾性層表面の凹凸において、凸部の平均間隔Ｓｍが１〜１０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項５】
前記ゴム弾性層の表面にガラス板を変位１０μｍで押し当てたときに接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積）が１／１０〜１／７５の範囲内にあることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項６】
前記ゴム弾性層には表面改質が施されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項７】
前記ゴム弾性層の表面にはさらに表層が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項１】
軸体の外周にゴム弾性層を備え、該ゴム弾性層の表面に凹凸が形成されており、該ゴム弾性層表面の算術平均粗さＲａが０．８〜２．０μｍ、十点平均粗さＲｚが１５〜４０μｍ、該ゴム弾性層の表面積比Ｓ／Ｓ０が４．０以上に設定されていることを特徴とする電子写真機器用現像ロール。
ただし、Ｓは前記ゴム弾性層の実測表面積であり、Ｓ０は前記ゴム弾性層の表面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。
【請求項２】
前記ゴム弾性層表面の凹凸が、成形金型の転写面に形成された凹凸の転写により形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項３】
前記成形金型の転写面の凹凸が、エッチング処理により形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項４】
前記ゴム弾性層表面の凹凸において、凸部の平均間隔Ｓｍが１〜１０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項５】
前記ゴム弾性層の表面にガラス板を変位１０μｍで押し当てたときに接触する範囲の全面積に対する接触面積の比（接触面積／全面積）が１／１０〜１／７５の範囲内にあることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項６】
前記ゴム弾性層には表面改質が施されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【請求項７】
前記ゴム弾性層の表面にはさらに表層が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用現像ロール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７３１３０（Ｐ２０１３−７３１３０Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３７０５（Ｐ２０１１−２１３７０５）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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