現像ロール
【課題】長期使用しても、画像濃度が良好な現像ロールを提供すること。
【解決手段】ロール表面に凹凸部を有し、この凹凸部の、十点平均粗さＲｚが８〜１６μｍ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）が５％以上、負荷長さ率ｔｐ（５０％）が５０％未満である現像ロールとする。凹凸部は、表層の表面に形成されていることが好ましい。表層は、ウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含んでいると良い。表層は、塗工により形成されていると良い。
【解決手段】ロール表面に凹凸部を有し、この凹凸部の、十点平均粗さＲｚが８〜１６μｍ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）が５％以上、負荷長さ率ｔｐ（５０％）が５０％未満である現像ロールとする。凹凸部は、表層の表面に形成されていることが好ましい。表層は、ウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含んでいると良い。表層は、塗工により形成されていると良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ロールに関し、さらに詳しくは、電子写真機器などに好適な現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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が広く使用されている。これら電子写真機器の内部には、通常、感光ドラムが組み込まれている。そして、この感光ドラムの周囲には、現像ロール、帯電ロール、トナー供給ロール、転写ロールなど、各種の導電性ロールが配設されている。
【０００３】
この種の電子写真機器における現像方式としては、最近、非磁性一成分現像方式が主流になってきている。上記現像方式では、層形成ブレードを用いて、現像ロールの表面にトナー層を形成し、このロール表面を、感光ドラム表面に直接接触させ、または、非接触状態にて、感光ドラム表面の潜像にトナーを付着させる。
【０００４】
したがって、現像ロールには、良好なトナー搬送性が要求される。従来から、現像ロールの表面に凹凸部を形成することにより、トナー搬送性を付与することが行われてきている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、導電性軸体の周囲に凹凸部を形成した弾性体層を設け、この弾性体層の表面の負荷長さ率ｔｐ（ｃ）（ｃ：切断レベル％）が、５０＜ｔｐ（５０％）＜１００を満たすようにした現像ロールが開示されている。
【０００６】
また、真球状シリカ、架橋ポリメタクリル酸メチルなどのフィラーを添加したコーティング剤を、弾性体層表面にコーティングし、上記凹凸部を形成する点が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１７５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来知られる現像ロールは、長期にわたって使用を重ねると、トナー搬送量が低下し、画像濃度の低下を招きやすいといった問題があった。これは、次の理由によるものと考えられる。
【０００９】
すなわち、現像ロールの使用量が増加するにつれ、ロール表面では、層形成ブレードによる摩耗が生じる。ロール表面に凹凸部がある場合、上記摩耗は、凸部の先端で優先的に生じる。
【００１０】
そのため、凸部の高さが低くなってトナー搬送量が低下し、これに起因して、画像濃度の低下をきたすものと考えられる。
【００１１】
特に、凸部の高さがばらついている場合には、より高い凸部に層形成ブレードによる応力が集中する。そのため、凸部が不均一に摩耗されやすくなり、上記不具合が生じやすくなる。
【００１２】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、長期使用しても、画像濃度が良好な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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る現像ロールは、ロール表面に凹凸部を有し、上記凹凸部の、十点平均粗さＲｚが８〜１６μｍ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）が５％以上、負荷長さ率ｔｐ（５０％）が５０％未満であることを要旨とするものである。
【００１４】
ここで、上記凹凸部は、表層の表面に形成されていると良い。
【００１５】
また、上記表層は、ウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含んでいると良い。
【００１６】
また、上記表層は、塗工により形成されていると良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る現像ロールによれば、ロール表面に凹凸部を有し、上記凹凸部の、十点平均粗さＲｚ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）、負荷長さ率ｔｐ（５０％）が特定の範囲内とされている。そのため、本発明に係る現像ロールは、長期使用しても画像濃度が低下し難く、耐久性に優れる。
【００１８】
これは、本発明に係る現像ロールでは、凸部の高さが比較的均一になっており、これにより層形成ブレードによる応力が均一に分散され、凸部の摩耗が緩和されてトナー搬送量の低下を抑制することができるためと推察される。
【００１９】
ここで、上記凹凸部が表層の表面に形成されている場合、表層より下層の製造は従来と同様に行い、表層の形成手法、形成条件などを変化させるだけで凹凸部を形成することができる。そのため、粗面制御の自由度が大きくなる利点がある。
【００２０】
また、上記表層がウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含んでいる場合には、表層の耐摩耗性が向上する。そのため、上記効果を得やすくなる利点がある。
【００２１】
また、上記表層が塗工により形成されている場合には、上記凹凸部を比較的形成しやすい利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本実施形態に係る現像ロール（以下、「本ロール」ということがある。）について詳細に説明する。
【００２３】
本ロールは、ロール表面に凹凸部を有している。本ロールは、ロール表面に凹凸部を有しておれば、そのロール構造は、特に限定されるものではない。
【００２４】
具体的には、例えば、導電性シャフト（金属製の中実体よりなる芯金、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体、これらにめっきが施されたものなど）の外周に導電性弾性層を１層有し、この表面に凹凸部が形成されていても良いし、同シャフトの外周に１層または２層以上の下層（例えば、導電性弾性層など）と、この下層の外周に表層（例えば、被膜状など）とを有し、この表層の表面に凹凸部が形成されていても良い。
【００２５】
本ロールは、好ましくは、後者のロール構造であると良い。表層より下層の製造は従来と同様に行い、表層の形成手法、形成条件などを変化させるだけで凹凸部を形成しやすいため、粗面制御の自由度が大きくなるからである。
【００２６】
また、表層の厚みは、特に限定されるものではないが、凹凸部の形成容易性、摩耗性などを考慮して、適宜選択することができる。
【００２７】
表層の厚みの上限は、電気抵抗を上昇させないなどの観点から、好ましくは、１５μｍ以下、より好ましくは、１２μｍ以下、最も好ましくは、１０μｍ以下であると良い。一方、表層の厚みの下限は、耐摩耗性などの観点から、好ましくは、１μｍ以上、より好ましくは、３μｍ以上、最も好ましくは、５μｍ以上であると良い。
【００２８】
また、導電性弾性層の厚みは、特に限定されるわけではないが、通常、好ましくは０．１〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍの範囲内から選択することができる。
【００２９】
ここで、本ロールは、ロール表面に形成されている凹凸部の表面粗さパラメータである、Ｒｚ、ｔｐ（２０％）、ｔｐ（５０％）が特定の条件を満たしている。なお、これら表面粗さパラメータは、ロール軸方向について、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準拠して測定される値である。
【００３０】
本ロールにおいて、上記凹凸部の十点平均粗さＲｚは、８〜１６μｍの範囲内にある。このＲｚは、概ね、ロールに形成されている凹凸部の高低差に対応している。
【００３１】
Ｒｚが１６μｍよりも大きくなると、トナーの荷電不良を生じ、カブリが生じやすくなる。一方、Ｒｚが８μｍよりも小さくなると、トナー搬送量が不足し、初期画像濃度が不足しやすくなる。また、長期画像濃度も低下しやすくなる。
【００３２】
Ｒｚの上限は、トナーへの帯電を適度にする、トナー搬送量を過剰にしないなどの観点から、好ましくは、１５μｍ以下、より好ましくは、１４μｍ以下、最も好ましくは、１３μｍ以下であると良い。
【００３３】
一方、Ｒｚの下限は、トナー搬送量を適度にするなどの観点から、好ましくは、９μｍ以上、より好ましくは、１０μｍ以上、最も好ましくは、１１μｍ以上であると良い。
【００３４】
本ロールにおいて、凹凸部のｔｐ（ｃ％）とは、負荷長さ率（ｃ：切断レベル％）のことである。具体的には、上記ＪＩＳに準拠して、次の通り求めることができる。
【００３５】
すなわち、図１に示すように、ロール表面の軸方向における粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さｌだけ抜き取る。そして、この抜き取り部分の粗さ曲線を、山頂線に平行な切断レベルで切断したときに得られる切断長さの和（負荷長さηｐ＝ｂ１＋ｂ２＋…＋ｂｎ）の基準長さｌに対する比を百分率で表したものがｔｐ（＝ηｐ／ｌ×１００）となる。なお、切断レベルｃは、最高山頂を０％、最低谷底を１００％としたときの百分率で表される。
【００３６】
本ロールにおいて、上記凹凸部の負荷長さ率ｔｐ（２０％）は、５％以上である。このｔｐ（２０％）は、概ね、凸部高さの均一性と関係している。
【００３７】
ｔｐ（２０％）が５％以上であると、層形成ブレードによる凸部への応力を拡散し、凸部の摩耗を緩和しやすくなる。一方、ｔｐ（２０％）が５％未満になると、耐久後の画像濃度が低下しやすくなる。
【００３８】
ｔｐ（２０％）の下限は、層形成ブレードとの接触における耐摩耗性などの観点から、好ましくは、６％以上、より好ましくは、７％以上、最も好ましくは、８％以上であると良い。
【００３９】
なお、ｔｐ（２０％）の上限は、大きいほど良好であるため、特に限定されるものではない。ｔｐ（２０％）の上限は、トナー搬送性（ｔｐ（５０％）との関連）などの観点から、好ましくは、３０％以下、より好ましくは、２０％以下であると良い。
【００４０】
本ロールにおいて、上記凹凸部の負荷長さ率ｔｐ（５０％）は、５０％未満である。このｔｐ（５０％）は、概ね、隣接する凸部同士の距離、つまり、トナーを保持する領域と関係している。
【００４１】
ｔｐ（５０％）が５０％未満であると、トナーを保持する領域が適度となり、トナー搬送量を適度にすることができる。一方、ｔｐ（５０％）が５０％以上になると、トナーを保持し難くなり、トナー搬送量が不足して、耐久後の画像濃度が低下する。
【００４２】
ｔｐ（５０％）の上限は、トナー搬送性などの観点から、好ましくは、４５％以下、より好ましくは、４０％以下、最も好ましくは、３５％以下であると良い。
【００４３】
なお、ｔｐ（５０％）の下限は、小さいほど良好であるため、特に限定されるものではない。ｔｐ（５０％）の下限は、層形成ブレードとの接触における耐摩耗性などの観点から、好ましくは、１０％以上、より好ましくは、２５％以上であると良い。
【００４４】
本ロールは、上記表面粗さパラメータが特定の条件を満たしておれば、何れの方法で製造されていても良い。
【００４５】
本ロールの製造方法としては、具体的には、例えば、導電性シャフトの外周に形成した導電性弾性層の表面を上記条件を満たすように研磨したり、下層（例えば、導電性弾性層）の外周に表層形成組成物をコーティングし、この表層形成時に、上記条件を満たす凹凸部を生成させたりする方法などを例示することができる。
【００４６】
好ましくは、後者の方法を用いると良い。比較的上記条件を満たす凹凸部を生成させやすいからである。
【００４７】
なお、導電性シャフトの外周に導電性弾性層を形成するには、導電性シャフトの表面に導電性弾性層形成組成物を押出成形する、あるいは、同導電性シャフトをロール成形用金型の中空部に同軸的に設置し、導電性弾性層形成組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型するなどすれば良い。また、導電性弾性層を複数層形成する場合には、上記方法に準じた操作を繰り返し行えば良い。
【００４８】
また、導電性弾性層形成組成物としては、具体的には、例えば、下記の主材料に、導電剤（電子導電剤および／またはイオン導電剤）を含有するものなどを例示することができる。
【００４９】
すなわち、その主材料としては、具体的には、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ウレタン系エラストマー、天然ゴム（ＮＲ）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。
【００５０】
低へたり性、導電性、柔軟性などの観点から、上記主材料としては、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴム、ウレタン系エラストマーなどを好適なものとして例示することができる。
【００５１】
なお、上記組成物は、導電剤以外にも、必要に応じて、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、滑剤、助剤、界面活性剤などの各種添加剤を１種または２種以上適宜含有していても良い。
【００５２】
以下、コーティングを用いて、凹凸部を有する表層を形成する場合について説明する。
【００５３】
先ず、第１の凹凸形成方法として、表層中に粗さ形成粒子を存在させ、これを利用して、上記条件を満たす凹凸部を生成させる方法が挙げられる。
【００５４】
具体的には、表層を主に構成するポリマーになりうるモノマーおよび／またはオリゴマーなどの層形成有機成分と、粗さ形成粒子とを少なくとも含む組成物を、下層の表面にコーティングして塗工層を形成する。そして、この塗工層を熱により硬化させることにより、ポリマー中に粗さ形成粒子が分散した表層を形成する。この方法によれば、粗さ形成粒子の粒径を利用した凹凸部を形成することができる。
【００５５】
この方法では、粗さ形成粒子の平均粒径や粒径分布、添加量などの条件を可変させて、上記表面粗さパラメータを満たすように制御すれば良い。
【００５６】
上記ポリマーとしては、具体的には、例えば、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム、これら樹脂やゴムをシリコーン、フッ素などで変性した変性物などを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００５７】
上記粗さ形成粒子としては、具体的には、例えば、シリカ粒子、ウレタン粒子、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、尿素樹脂粒子などを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００５８】
なお、上記組成物中には、導電剤（カーボンブラックなどの電子系導電剤、および／または、第４級アンモニウム塩などのイオン系導電剤）、離型剤、硬化剤などの添加剤が１種または２種以上含有されていても良い。
【００５９】
次に、第２の凹凸形成方法として、表層中に粗さ形成粒子を存在させず、表層形成時に、表層表面部と表層内部との硬化収縮差を利用し、上記条件を満たす凹凸部を生成させる方法が挙げられる。
【００６０】
具体的には、表層を主に構成するポリマーになりうる光重合性モノマーおよび／または光重合性オリゴマーなどの層形成有機成分と、光開始剤と、光透過低減物質とを少なくとも含む組成物を、下層の表面にコーティングして塗工層を形成する。そして、この塗工層に光を照射し、層形成有機成分を光硬化させる。なお、好適には、比較的取扱い性の良い紫外線を利用すると良い。
【００６１】
この方法によれば、未硬化状態の塗工層の表面に、上記層形成有機成分を硬化させうる光が照射されると、光透過低減物質の存在により、当該塗工層中に入射された光の到達度合いが層厚方向で変化する。そのため、表層表面部と表層内部とにおいて、塗工層の硬化性に差が生じる。そして、これに起因して、表層表面に、ポリマー硬化物よりなる凹凸部が形成される。
【００６２】
この方法は、上記粗さ形成粒子を用いる方法に比較して、比較的均一で微細な凹凸部を得やすく、上記表面粗さパラメータを満たしやすい利点がある。特に、ｔｐ（２０％）、ｔｐ（５０％）を、上記した範囲内で比較的高くすることができる。
【００６３】
上記層形成有機成分としては、具体的には、例えば、ウレタン系モノマー；ポリエステル、ＰＰＧ、ＰＴＭＧ、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリカプロラクトンなどから誘導されたウレタン系オリゴマー；グリシジルエーテル、クレゾールノボラック、フェノールノボラック、ビスフェノールＡなどから誘導されたエポキシ系オリゴマー；シリコーンポリオール、シリコーンゴムなどから誘導された珪素系オリゴマー；フッ素含有ポリオール、フッ素ゴムなどから誘導されたフッ素系オリゴマー；ＰＭＭＡ、ポリアミド、アミドイミド、イミド、ナイロン、ポリスルホン、セルロース、メラミンなどから誘導された樹脂系オリゴマー；ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどから誘導されたゴム系オリゴマーなどを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。なお、上記材料は、例えば、水酸基との反応によるウレタン化もしくはエステル化反応により（メタ）アクリレート基を付与することなどにより誘導・作製することができる。
【００６４】
上記光透過低減物質は、これが未硬化の組成物中に分散した状態にあるときに、当該組成物中に入射された紫外線などの光の透過性を低下させる機能を発揮できる物質である。光の透過性を低下させるには、当該光を遮蔽、反射、散乱、吸収などしても良い。
【００６５】
上記光透過低減物質は、上記機能を発揮できるものであれば、導電性であっても良いし、非導電性であっても良い。表層に導電性を付与する場合、他の導電剤を改めて添加する必要性が少なくなるなどの利点があることから、上記光透過低減物質は、導電性を有していると良い。
【００６６】
上記光透過低減物質としては、具体的には、例えば、カーボンブラック（チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなど）、グラファイト、カーボン繊維などのカーボン系材料や、インジウムとスズとの酸化物（ＩＴＯなど）、チタン酸化物（ＴｉＯ２など）、亜鉛酸化物（ＺｎＯなど）、インジウムと亜鉛との酸化物（ＩＺＯなど）、アルミニウム酸化物（アルミナなど）などの金属酸化物や、鉄粉などの金属粉末などを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００６７】
これらのうち、紫外線透過性の低減効果に優れる、導電性を付与できるなどの観点から、カーボンブラック、インジウムとスズとの酸化物などを好適に用いることができる。
【００６８】
上記光透過低減物質の含有量は、例えば、当該物質による光透過性の低減効果、表層の層厚などを考慮し、上記表面粗さパラメータを満たすように、その割合を選択すれば良い。光透過性の低減効果が相対的に大きいものであれば、相対的に少ない含有量でその効果を発揮できるし、光透過性の低減効果が相対的に小さいものであれば、相対的に多い含有量とした方がその効果を発揮しやすいといえる。
【００６９】
また、上記光開始剤は、上記層形成有機成分の種類によって選択すれば良く、特に限定されるものではない。上記光開始剤の含有量は、光透過低減物質が比較的多量に存在していても、重合による硬化反応が促進され、上記表面粗さパラメータを満たす凹凸部が形成されるように、その割合を選択すれば良い。
【００７０】
なお、上記組成物中には、導電剤（カーボンブラックなどの電子系導電剤、および／または、第４級アンモニウム塩などのイオン系導電剤）、離型剤、硬化剤などの添加剤が１種または２種以上含有されていても良い。
【００７１】
上述した表層形成組成物のコーティング方法としては、具体的には、例えば、ロールコーティング法、ディッピング法、スプレーコート法などを適用することができる。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。ここでは、導電性シャフトの外周に、ベース層となる導電性弾性層（厚み約４ｍｍ）、被膜状の表層（厚み約５μｍ）をこの順に積層した現像ロールを作製した。
【００７３】
なお、表層形成組成物の調製には、基本的に、以下の供試材料を用いた。
・ウレタン系モノマー（新中村化学工業（株）製、「サイマックＳＵ２８」）
・エポキシ系オリゴマー（ダイセルＵＣＢ（株）製、「Ｅｂｅｃｒｙｌ３７００」）
・光開始剤（チバスペシャリティケミカルズ（株）製、「イルガキュアー１８７」）
・カーボンブラック（アセチレンブラック、平均粒径３５ｎｍ）（電気化学工業（株）製、「デンカブラック」）
・離型剤（日本油脂（株）製、「ＦＳ７００」）
・硬化剤（日本油脂（株）製、「ペロキシモンＦ４０」）
・粗さ形成粒子１（ウレタン粒子、平均粒径２０μｍ）（大日本インキ化学工業（株）製、「バーノックＣＦＢ１００」）
・粗さ形成粒子２（粗さ形成粒子１＜Ｄ１０＝５μｍ、Ｄ５０＝１７μｍ、Ｄ９０＝２６μｍ、（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０＝１．２４＞を分級処理したもの＜Ｄ１０＝１４μｍ、Ｄ５０＝１８μｍ、Ｄ９０＝２４μｍ、（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０＝０．７８＞）
【００７４】
（実施例１）
＜導電性弾性層形成組成物の調製＞
液状シリコーンゴム（信越化学工業（株）製「ＫＥ１３５０Ａ」５０重量部と、信越化学工業（株）製「ＫＥ１３５０Ｂ」５０重量部との混合物）、カーボンブラック（ケッチェンブラックインターナショナル（株）製、「ＥＣ３００Ｊ」）６重量部とを、ニーダーで混練することにより、導電性弾性層形成組成物を調製した。
【００７５】
＜表層形成組成物（１）の調製＞
ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、カーボンブラック、離型剤、硬化剤、粗さ形成粒子２を、後述する表１に示した配合割合で配合し、ビーズミル分散機（シンマルエンタープライゼス（株）製、「ダイノーミルＫＤＬ−パイロット」）にて３回分散処理（回転数３２００ｒｐｍ）を行った。
【００７６】
次いで、得られた分散処理物に、不揮発分濃度が１０重量％となるように、溶媒（ＭＥＫ：メチルエチルケトン）を加えて混合、攪拌し、表層形成組成物（１）を調製した。
【００７７】
（現像ロールの作製）
直径６ｍｍ、長さ２６０ｍｍのステンレス製（ＳＵＳ３０４）の芯金を組み込んだロール成形用金型内に、射出注型機により、導電性弾性層形成組成物を注入した後、オーブンにて１５０℃で４５分間架橋させた。これにより、芯金の外周に導電性弾性層を有するロール体を作製した。
【００７８】
次いで、このロール体の表面上に、コロナ放電（０．３ｋＷで２０秒間）による表面処理を施した後、表層形成組成物（１）をロールコート法により塗工し、塗工層を形成した。
【００７９】
次いで、オーブンを用いて、１７０℃で４０分間熱処理を行い、上記塗工層を硬化させた。
【００８０】
これにより、実施例１に係る現像ロールを作製した。
【００８１】
（実施例２）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（２）を調製した。なお、この表層形成組成物（２）は、粗さ形成粒子を含んでいない紫外線硬化型組成物である。
【００８２】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（２）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機（アイグラフィックス（株）製、「ＵＢ０３１−２」、水銀ランプ「Ｈ０３−Ｌ０２１」）を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、実施例２に係る現像ロールを作製した。
【００８３】
（実施例３）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（３）を調製した。なお、この表層形成組成物（３）は、粗さ形成粒子を含んでいない紫外線硬化型組成物である。
【００８４】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（３）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、実施例３に係る現像ロールを作製した。
【００８５】
（比較例１）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、カーボンブラック、離型剤、硬化剤、粗さ形成粒子１を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比１）を調製した。
【００８６】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比１）を用いて塗工層を形成した点以外はほぼ同様にして、比較例１に係る現像ロールを作製した。
【００８７】
（比較例２）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、カーボンブラック、離型剤、硬化剤、粗さ形成粒子１を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比２）を調製した。
【００８８】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比２）を用いて塗工層を形成した点以外はほぼ同様にして、比較例２に係る現像ロールを作製した。
【００８９】
（比較例３）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比３）を調製した。
【００９０】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比３）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、比較例３に係る現像ロールを作製した。
【００９１】
（比較例４）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比４）を調製した。
【００９２】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比４）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、比較例４に係る現像ロールを作製した。
【００９３】
（比較例５）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比５）を調製した。
【００９４】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比５）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、比較例５に係る現像ロールを作製した。
【００９５】
＜現像ロールの評価＞
（表面粗さパラメータの測定）
作製した各現像ロールの表層表面について、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠し、接触式表面粗さ計（東京精密（株）製、「サーフコム１４００Ｄ」）を用いて、十点平均粗さＲｚ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）、負荷長さ率ｔｐ（５０％）を測定した。なお、ｔｐ（２０％）およびｔｐ（５０％）は、ロール軸方向の粗さ曲線より算出した値である。
【００９６】
（初期画像濃度の評価）
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター（エプソン（株）製、「ＬＰ１５００Ｃ」）のカートリッジ内に組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下で、４５００枚（Ａ４サイズ、縦方向）カラーの５％チャート画像（面積の５％が印字部）の画像出しを行った。
【００９７】
その後、得られた画像について、画像濃度を目視にて確認した。その結果、画像濃度が適切であるものを良好（表中では二重丸）、画像濃度がやや薄いものをやや不良（表中では三角）、画像濃度が薄過ぎるもの、または、カブリが生じたものを不良（表中では×）と判断した。
【００９８】
（耐久画像濃度の評価）
各現像ロールを、上記カラーレーザープリンターのカートリッジ内に組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下で、５０００枚（Ａ４サイズ、縦方向）カラーの５％チャート画像の画像出しを行った。
【００９９】
その後、耐久後の画像について、画像濃度を目視にて確認した。その結果、画像濃度が初期画像濃度とほぼ同じものを非常に優れる（表中では二重丸記）、画像濃度がやや低下したが許容範囲内のものを良好（表中では丸記）、画像濃度が大きく低下し、許容範囲外のものを不良（表中では×記）と判断した。
【０１００】
なお、初期画像濃度が不良であった現像ロールは、耐久画像濃度の評価を行っていない。また、参考データとして、耐久試験後における表層表面について、上記と同様にして十点平均粗さＲｚを求め、耐久試験前後における十点平均粗さの変化率も求めた。
【０１０１】
表１に、作製した各現像ロールの表層形成組成物の配合割合と、各現像ロールの評価結果をまとめて示す。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
表１によれば、次のことが分かる。すなわち、比較例１に係る現像ロールは、Ｒｚが過少、ｔｐ（２０％）が過少である。そのため、初期の段階で画像濃度が不足していた。これは、表層の凹凸部の高低差が小さく、トナー搬送量がそもそも不足していたためであると推察される。
【０１０４】
比較例２に係る現像ロールは、ｔｐ（２０％）が過少である。そのため、耐久後における画像濃度の低下が大きかった。これは、表層の凸部の高さが比較的ばらついており、層形成ブレードの応力が均一に分散されず、凸部の摩耗が促進されたためであると推察される。
【０１０５】
比較例３は、Ｒｚが過少である。そのため、初期画像濃度がやや薄く、耐久後における画像濃度の低下が大きかった。これは、凹凸部の高低差が小さく、トナー搬送量が十分でなかったためであると推察される。
【０１０６】
比較例４は、ｔｐ（５０％）が過剰である。そのため、初期画像濃度がやや薄く、耐久後における画像濃度の低下が大きかった。これは、トナーを保持する凹部の領域が不足し、トナー搬送量が不足したためであると推察される。
【０１０７】
比較例５は、Ｒｚが過剰、ｔｐ（５０％）が過剰である。そのため、初期の段階でカブリが発生した。これは、主に、トナーの帯電が十分になされなかったためであると推察される。
【０１０８】
これらに対し、Ｒｚ、ｔｐ（２０％）およびｔｐ（５０％）が特定の条件を満たす実施例１〜３に係る現像ロールは、初期の画像濃度が良好であり、耐久後における画像濃度の低下も少なく、良好な耐久性を有していた。
【０１０９】
とりわけ、Ｒｚ、ｔｐ（２０％）およびｔｐ（５０％）が特定の条件を満たし、かつ、粗さ形成粒子を含まない紫外線硬化型組成物にて表層が形成されている実施例２および実施例３に係る現像ロールは、粗さ形成粒子を含む組成物にて表層が形成されている実施例１に係る現像ロールに比較して、優れた耐久性を有していた。
【０１１０】
このことから、表層の凹凸部を、粗さ形成粒子を利用して形成するよりも、表層形成時に、表層表面部と表層内部との硬化収縮差を利用して形成した方が、凸部高さを均一にしやすく、耐久性の向上に有効であることが確認された。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態、実施例について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】表面粗さパラメータのうち、ｔｐ（２０％）、ｔｐ（５０％）の求め方を説明するための図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ロールに関し、さらに詳しくは、電子写真機器などに好適な現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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が広く使用されている。これら電子写真機器の内部には、通常、感光ドラムが組み込まれている。そして、この感光ドラムの周囲には、現像ロール、帯電ロール、トナー供給ロール、転写ロールなど、各種の導電性ロールが配設されている。
【０００３】
この種の電子写真機器における現像方式としては、最近、非磁性一成分現像方式が主流になってきている。上記現像方式では、層形成ブレードを用いて、現像ロールの表面にトナー層を形成し、このロール表面を、感光ドラム表面に直接接触させ、または、非接触状態にて、感光ドラム表面の潜像にトナーを付着させる。
【０００４】
したがって、現像ロールには、良好なトナー搬送性が要求される。従来から、現像ロールの表面に凹凸部を形成することにより、トナー搬送性を付与することが行われてきている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、導電性軸体の周囲に凹凸部を形成した弾性体層を設け、この弾性体層の表面の負荷長さ率ｔｐ（ｃ）（ｃ：切断レベル％）が、５０＜ｔｐ（５０％）＜１００を満たすようにした現像ロールが開示されている。
【０００６】
また、真球状シリカ、架橋ポリメタクリル酸メチルなどのフィラーを添加したコーティング剤を、弾性体層表面にコーティングし、上記凹凸部を形成する点が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１７５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来知られる現像ロールは、長期にわたって使用を重ねると、トナー搬送量が低下し、画像濃度の低下を招きやすいといった問題があった。これは、次の理由によるものと考えられる。
【０００９】
すなわち、現像ロールの使用量が増加するにつれ、ロール表面では、層形成ブレードによる摩耗が生じる。ロール表面に凹凸部がある場合、上記摩耗は、凸部の先端で優先的に生じる。
【００１０】
そのため、凸部の高さが低くなってトナー搬送量が低下し、これに起因して、画像濃度の低下をきたすものと考えられる。
【００１１】
特に、凸部の高さがばらついている場合には、より高い凸部に層形成ブレードによる応力が集中する。そのため、凸部が不均一に摩耗されやすくなり、上記不具合が生じやすくなる。
【００１２】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、長期使用しても、画像濃度が良好な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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る現像ロールは、ロール表面に凹凸部を有し、上記凹凸部の、十点平均粗さＲｚが８〜１６μｍ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）が５％以上、負荷長さ率ｔｐ（５０％）が５０％未満であることを要旨とするものである。
【００１４】
ここで、上記凹凸部は、表層の表面に形成されていると良い。
【００１５】
また、上記表層は、ウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含んでいると良い。
【００１６】
また、上記表層は、塗工により形成されていると良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る現像ロールによれば、ロール表面に凹凸部を有し、上記凹凸部の、十点平均粗さＲｚ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）、負荷長さ率ｔｐ（５０％）が特定の範囲内とされている。そのため、本発明に係る現像ロールは、長期使用しても画像濃度が低下し難く、耐久性に優れる。
【００１８】
これは、本発明に係る現像ロールでは、凸部の高さが比較的均一になっており、これにより層形成ブレードによる応力が均一に分散され、凸部の摩耗が緩和されてトナー搬送量の低下を抑制することができるためと推察される。
【００１９】
ここで、上記凹凸部が表層の表面に形成されている場合、表層より下層の製造は従来と同様に行い、表層の形成手法、形成条件などを変化させるだけで凹凸部を形成することができる。そのため、粗面制御の自由度が大きくなる利点がある。
【００２０】
また、上記表層がウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含んでいる場合には、表層の耐摩耗性が向上する。そのため、上記効果を得やすくなる利点がある。
【００２１】
また、上記表層が塗工により形成されている場合には、上記凹凸部を比較的形成しやすい利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本実施形態に係る現像ロール（以下、「本ロール」ということがある。）について詳細に説明する。
【００２３】
本ロールは、ロール表面に凹凸部を有している。本ロールは、ロール表面に凹凸部を有しておれば、そのロール構造は、特に限定されるものではない。
【００２４】
具体的には、例えば、導電性シャフト（金属製の中実体よりなる芯金、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体、これらにめっきが施されたものなど）の外周に導電性弾性層を１層有し、この表面に凹凸部が形成されていても良いし、同シャフトの外周に１層または２層以上の下層（例えば、導電性弾性層など）と、この下層の外周に表層（例えば、被膜状など）とを有し、この表層の表面に凹凸部が形成されていても良い。
【００２５】
本ロールは、好ましくは、後者のロール構造であると良い。表層より下層の製造は従来と同様に行い、表層の形成手法、形成条件などを変化させるだけで凹凸部を形成しやすいため、粗面制御の自由度が大きくなるからである。
【００２６】
また、表層の厚みは、特に限定されるものではないが、凹凸部の形成容易性、摩耗性などを考慮して、適宜選択することができる。
【００２７】
表層の厚みの上限は、電気抵抗を上昇させないなどの観点から、好ましくは、１５μｍ以下、より好ましくは、１２μｍ以下、最も好ましくは、１０μｍ以下であると良い。一方、表層の厚みの下限は、耐摩耗性などの観点から、好ましくは、１μｍ以上、より好ましくは、３μｍ以上、最も好ましくは、５μｍ以上であると良い。
【００２８】
また、導電性弾性層の厚みは、特に限定されるわけではないが、通常、好ましくは０．１〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍの範囲内から選択することができる。
【００２９】
ここで、本ロールは、ロール表面に形成されている凹凸部の表面粗さパラメータである、Ｒｚ、ｔｐ（２０％）、ｔｐ（５０％）が特定の条件を満たしている。なお、これら表面粗さパラメータは、ロール軸方向について、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４に準拠して測定される値である。
【００３０】
本ロールにおいて、上記凹凸部の十点平均粗さＲｚは、８〜１６μｍの範囲内にある。このＲｚは、概ね、ロールに形成されている凹凸部の高低差に対応している。
【００３１】
Ｒｚが１６μｍよりも大きくなると、トナーの荷電不良を生じ、カブリが生じやすくなる。一方、Ｒｚが８μｍよりも小さくなると、トナー搬送量が不足し、初期画像濃度が不足しやすくなる。また、長期画像濃度も低下しやすくなる。
【００３２】
Ｒｚの上限は、トナーへの帯電を適度にする、トナー搬送量を過剰にしないなどの観点から、好ましくは、１５μｍ以下、より好ましくは、１４μｍ以下、最も好ましくは、１３μｍ以下であると良い。
【００３３】
一方、Ｒｚの下限は、トナー搬送量を適度にするなどの観点から、好ましくは、９μｍ以上、より好ましくは、１０μｍ以上、最も好ましくは、１１μｍ以上であると良い。
【００３４】
本ロールにおいて、凹凸部のｔｐ（ｃ％）とは、負荷長さ率（ｃ：切断レベル％）のことである。具体的には、上記ＪＩＳに準拠して、次の通り求めることができる。
【００３５】
すなわち、図１に示すように、ロール表面の軸方向における粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さｌだけ抜き取る。そして、この抜き取り部分の粗さ曲線を、山頂線に平行な切断レベルで切断したときに得られる切断長さの和（負荷長さηｐ＝ｂ１＋ｂ２＋…＋ｂｎ）の基準長さｌに対する比を百分率で表したものがｔｐ（＝ηｐ／ｌ×１００）となる。なお、切断レベルｃは、最高山頂を０％、最低谷底を１００％としたときの百分率で表される。
【００３６】
本ロールにおいて、上記凹凸部の負荷長さ率ｔｐ（２０％）は、５％以上である。このｔｐ（２０％）は、概ね、凸部高さの均一性と関係している。
【００３７】
ｔｐ（２０％）が５％以上であると、層形成ブレードによる凸部への応力を拡散し、凸部の摩耗を緩和しやすくなる。一方、ｔｐ（２０％）が５％未満になると、耐久後の画像濃度が低下しやすくなる。
【００３８】
ｔｐ（２０％）の下限は、層形成ブレードとの接触における耐摩耗性などの観点から、好ましくは、６％以上、より好ましくは、７％以上、最も好ましくは、８％以上であると良い。
【００３９】
なお、ｔｐ（２０％）の上限は、大きいほど良好であるため、特に限定されるものではない。ｔｐ（２０％）の上限は、トナー搬送性（ｔｐ（５０％）との関連）などの観点から、好ましくは、３０％以下、より好ましくは、２０％以下であると良い。
【００４０】
本ロールにおいて、上記凹凸部の負荷長さ率ｔｐ（５０％）は、５０％未満である。このｔｐ（５０％）は、概ね、隣接する凸部同士の距離、つまり、トナーを保持する領域と関係している。
【００４１】
ｔｐ（５０％）が５０％未満であると、トナーを保持する領域が適度となり、トナー搬送量を適度にすることができる。一方、ｔｐ（５０％）が５０％以上になると、トナーを保持し難くなり、トナー搬送量が不足して、耐久後の画像濃度が低下する。
【００４２】
ｔｐ（５０％）の上限は、トナー搬送性などの観点から、好ましくは、４５％以下、より好ましくは、４０％以下、最も好ましくは、３５％以下であると良い。
【００４３】
なお、ｔｐ（５０％）の下限は、小さいほど良好であるため、特に限定されるものではない。ｔｐ（５０％）の下限は、層形成ブレードとの接触における耐摩耗性などの観点から、好ましくは、１０％以上、より好ましくは、２５％以上であると良い。
【００４４】
本ロールは、上記表面粗さパラメータが特定の条件を満たしておれば、何れの方法で製造されていても良い。
【００４５】
本ロールの製造方法としては、具体的には、例えば、導電性シャフトの外周に形成した導電性弾性層の表面を上記条件を満たすように研磨したり、下層（例えば、導電性弾性層）の外周に表層形成組成物をコーティングし、この表層形成時に、上記条件を満たす凹凸部を生成させたりする方法などを例示することができる。
【００４６】
好ましくは、後者の方法を用いると良い。比較的上記条件を満たす凹凸部を生成させやすいからである。
【００４７】
なお、導電性シャフトの外周に導電性弾性層を形成するには、導電性シャフトの表面に導電性弾性層形成組成物を押出成形する、あるいは、同導電性シャフトをロール成形用金型の中空部に同軸的に設置し、導電性弾性層形成組成物を注入して、加熱・硬化させた後、脱型するなどすれば良い。また、導電性弾性層を複数層形成する場合には、上記方法に準じた操作を繰り返し行えば良い。
【００４８】
また、導電性弾性層形成組成物としては、具体的には、例えば、下記の主材料に、導電剤（電子導電剤および／またはイオン導電剤）を含有するものなどを例示することができる。
【００４９】
すなわち、その主材料としては、具体的には、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ウレタン系エラストマー、天然ゴム（ＮＲ）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。
【００５０】
低へたり性、導電性、柔軟性などの観点から、上記主材料としては、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴム、ウレタン系エラストマーなどを好適なものとして例示することができる。
【００５１】
なお、上記組成物は、導電剤以外にも、必要に応じて、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、滑剤、助剤、界面活性剤などの各種添加剤を１種または２種以上適宜含有していても良い。
【００５２】
以下、コーティングを用いて、凹凸部を有する表層を形成する場合について説明する。
【００５３】
先ず、第１の凹凸形成方法として、表層中に粗さ形成粒子を存在させ、これを利用して、上記条件を満たす凹凸部を生成させる方法が挙げられる。
【００５４】
具体的には、表層を主に構成するポリマーになりうるモノマーおよび／またはオリゴマーなどの層形成有機成分と、粗さ形成粒子とを少なくとも含む組成物を、下層の表面にコーティングして塗工層を形成する。そして、この塗工層を熱により硬化させることにより、ポリマー中に粗さ形成粒子が分散した表層を形成する。この方法によれば、粗さ形成粒子の粒径を利用した凹凸部を形成することができる。
【００５５】
この方法では、粗さ形成粒子の平均粒径や粒径分布、添加量などの条件を可変させて、上記表面粗さパラメータを満たすように制御すれば良い。
【００５６】
上記ポリマーとしては、具体的には、例えば、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム、これら樹脂やゴムをシリコーン、フッ素などで変性した変性物などを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００５７】
上記粗さ形成粒子としては、具体的には、例えば、シリカ粒子、ウレタン粒子、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、尿素樹脂粒子などを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００５８】
なお、上記組成物中には、導電剤（カーボンブラックなどの電子系導電剤、および／または、第４級アンモニウム塩などのイオン系導電剤）、離型剤、硬化剤などの添加剤が１種または２種以上含有されていても良い。
【００５９】
次に、第２の凹凸形成方法として、表層中に粗さ形成粒子を存在させず、表層形成時に、表層表面部と表層内部との硬化収縮差を利用し、上記条件を満たす凹凸部を生成させる方法が挙げられる。
【００６０】
具体的には、表層を主に構成するポリマーになりうる光重合性モノマーおよび／または光重合性オリゴマーなどの層形成有機成分と、光開始剤と、光透過低減物質とを少なくとも含む組成物を、下層の表面にコーティングして塗工層を形成する。そして、この塗工層に光を照射し、層形成有機成分を光硬化させる。なお、好適には、比較的取扱い性の良い紫外線を利用すると良い。
【００６１】
この方法によれば、未硬化状態の塗工層の表面に、上記層形成有機成分を硬化させうる光が照射されると、光透過低減物質の存在により、当該塗工層中に入射された光の到達度合いが層厚方向で変化する。そのため、表層表面部と表層内部とにおいて、塗工層の硬化性に差が生じる。そして、これに起因して、表層表面に、ポリマー硬化物よりなる凹凸部が形成される。
【００６２】
この方法は、上記粗さ形成粒子を用いる方法に比較して、比較的均一で微細な凹凸部を得やすく、上記表面粗さパラメータを満たしやすい利点がある。特に、ｔｐ（２０％）、ｔｐ（５０％）を、上記した範囲内で比較的高くすることができる。
【００６３】
上記層形成有機成分としては、具体的には、例えば、ウレタン系モノマー；ポリエステル、ＰＰＧ、ＰＴＭＧ、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリカプロラクトンなどから誘導されたウレタン系オリゴマー；グリシジルエーテル、クレゾールノボラック、フェノールノボラック、ビスフェノールＡなどから誘導されたエポキシ系オリゴマー；シリコーンポリオール、シリコーンゴムなどから誘導された珪素系オリゴマー；フッ素含有ポリオール、フッ素ゴムなどから誘導されたフッ素系オリゴマー；ＰＭＭＡ、ポリアミド、アミドイミド、イミド、ナイロン、ポリスルホン、セルロース、メラミンなどから誘導された樹脂系オリゴマー；ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどから誘導されたゴム系オリゴマーなどを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。なお、上記材料は、例えば、水酸基との反応によるウレタン化もしくはエステル化反応により（メタ）アクリレート基を付与することなどにより誘導・作製することができる。
【００６４】
上記光透過低減物質は、これが未硬化の組成物中に分散した状態にあるときに、当該組成物中に入射された紫外線などの光の透過性を低下させる機能を発揮できる物質である。光の透過性を低下させるには、当該光を遮蔽、反射、散乱、吸収などしても良い。
【００６５】
上記光透過低減物質は、上記機能を発揮できるものであれば、導電性であっても良いし、非導電性であっても良い。表層に導電性を付与する場合、他の導電剤を改めて添加する必要性が少なくなるなどの利点があることから、上記光透過低減物質は、導電性を有していると良い。
【００６６】
上記光透過低減物質としては、具体的には、例えば、カーボンブラック（チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなど）、グラファイト、カーボン繊維などのカーボン系材料や、インジウムとスズとの酸化物（ＩＴＯなど）、チタン酸化物（ＴｉＯ２など）、亜鉛酸化物（ＺｎＯなど）、インジウムと亜鉛との酸化物（ＩＺＯなど）、アルミニウム酸化物（アルミナなど）などの金属酸化物や、鉄粉などの金属粉末などを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００６７】
これらのうち、紫外線透過性の低減効果に優れる、導電性を付与できるなどの観点から、カーボンブラック、インジウムとスズとの酸化物などを好適に用いることができる。
【００６８】
上記光透過低減物質の含有量は、例えば、当該物質による光透過性の低減効果、表層の層厚などを考慮し、上記表面粗さパラメータを満たすように、その割合を選択すれば良い。光透過性の低減効果が相対的に大きいものであれば、相対的に少ない含有量でその効果を発揮できるし、光透過性の低減効果が相対的に小さいものであれば、相対的に多い含有量とした方がその効果を発揮しやすいといえる。
【００６９】
また、上記光開始剤は、上記層形成有機成分の種類によって選択すれば良く、特に限定されるものではない。上記光開始剤の含有量は、光透過低減物質が比較的多量に存在していても、重合による硬化反応が促進され、上記表面粗さパラメータを満たす凹凸部が形成されるように、その割合を選択すれば良い。
【００７０】
なお、上記組成物中には、導電剤（カーボンブラックなどの電子系導電剤、および／または、第４級アンモニウム塩などのイオン系導電剤）、離型剤、硬化剤などの添加剤が１種または２種以上含有されていても良い。
【００７１】
上述した表層形成組成物のコーティング方法としては、具体的には、例えば、ロールコーティング法、ディッピング法、スプレーコート法などを適用することができる。
【実施例】
【００７２】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。ここでは、導電性シャフトの外周に、ベース層となる導電性弾性層（厚み約４ｍｍ）、被膜状の表層（厚み約５μｍ）をこの順に積層した現像ロールを作製した。
【００７３】
なお、表層形成組成物の調製には、基本的に、以下の供試材料を用いた。
・ウレタン系モノマー（新中村化学工業（株）製、「サイマックＳＵ２８」）
・エポキシ系オリゴマー（ダイセルＵＣＢ（株）製、「Ｅｂｅｃｒｙｌ３７００」）
・光開始剤（チバスペシャリティケミカルズ（株）製、「イルガキュアー１８７」）
・カーボンブラック（アセチレンブラック、平均粒径３５ｎｍ）（電気化学工業（株）製、「デンカブラック」）
・離型剤（日本油脂（株）製、「ＦＳ７００」）
・硬化剤（日本油脂（株）製、「ペロキシモンＦ４０」）
・粗さ形成粒子１（ウレタン粒子、平均粒径２０μｍ）（大日本インキ化学工業（株）製、「バーノックＣＦＢ１００」）
・粗さ形成粒子２（粗さ形成粒子１＜Ｄ１０＝５μｍ、Ｄ５０＝１７μｍ、Ｄ９０＝２６μｍ、（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０＝１．２４＞を分級処理したもの＜Ｄ１０＝１４μｍ、Ｄ５０＝１８μｍ、Ｄ９０＝２４μｍ、（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０＝０．７８＞）
【００７４】
（実施例１）
＜導電性弾性層形成組成物の調製＞
液状シリコーンゴム（信越化学工業（株）製「ＫＥ１３５０Ａ」５０重量部と、信越化学工業（株）製「ＫＥ１３５０Ｂ」５０重量部との混合物）、カーボンブラック（ケッチェンブラックインターナショナル（株）製、「ＥＣ３００Ｊ」）６重量部とを、ニーダーで混練することにより、導電性弾性層形成組成物を調製した。
【００７５】
＜表層形成組成物（１）の調製＞
ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、カーボンブラック、離型剤、硬化剤、粗さ形成粒子２を、後述する表１に示した配合割合で配合し、ビーズミル分散機（シンマルエンタープライゼス（株）製、「ダイノーミルＫＤＬ−パイロット」）にて３回分散処理（回転数３２００ｒｐｍ）を行った。
【００７６】
次いで、得られた分散処理物に、不揮発分濃度が１０重量％となるように、溶媒（ＭＥＫ：メチルエチルケトン）を加えて混合、攪拌し、表層形成組成物（１）を調製した。
【００７７】
（現像ロールの作製）
直径６ｍｍ、長さ２６０ｍｍのステンレス製（ＳＵＳ３０４）の芯金を組み込んだロール成形用金型内に、射出注型機により、導電性弾性層形成組成物を注入した後、オーブンにて１５０℃で４５分間架橋させた。これにより、芯金の外周に導電性弾性層を有するロール体を作製した。
【００７８】
次いで、このロール体の表面上に、コロナ放電（０．３ｋＷで２０秒間）による表面処理を施した後、表層形成組成物（１）をロールコート法により塗工し、塗工層を形成した。
【００７９】
次いで、オーブンを用いて、１７０℃で４０分間熱処理を行い、上記塗工層を硬化させた。
【００８０】
これにより、実施例１に係る現像ロールを作製した。
【００８１】
（実施例２）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（２）を調製した。なお、この表層形成組成物（２）は、粗さ形成粒子を含んでいない紫外線硬化型組成物である。
【００８２】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（２）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機（アイグラフィックス（株）製、「ＵＢ０３１−２」、水銀ランプ「Ｈ０３−Ｌ０２１」）を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、実施例２に係る現像ロールを作製した。
【００８３】
（実施例３）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（３）を調製した。なお、この表層形成組成物（３）は、粗さ形成粒子を含んでいない紫外線硬化型組成物である。
【００８４】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（３）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、実施例３に係る現像ロールを作製した。
【００８５】
（比較例１）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、カーボンブラック、離型剤、硬化剤、粗さ形成粒子１を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比１）を調製した。
【００８６】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比１）を用いて塗工層を形成した点以外はほぼ同様にして、比較例１に係る現像ロールを作製した。
【００８７】
（比較例２）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、カーボンブラック、離型剤、硬化剤、粗さ形成粒子１を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比２）を調製した。
【００８８】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比２）を用いて塗工層を形成した点以外はほぼ同様にして、比較例２に係る現像ロールを作製した。
【００８９】
（比較例３）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比３）を調製した。
【００９０】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比３）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、比較例３に係る現像ロールを作製した。
【００９１】
（比較例４）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比４）を調製した。
【００９２】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比４）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、比較例４に係る現像ロールを作製した。
【００９３】
（比較例５）
上記実施例１の表層形成組成物（１）の調製において、ウレタン系モノマー、エポキシ系オリゴマー、光開始剤、カーボンブラック、離型剤を、後述する表１に示した配合割合で配合した点以外はほぼ同様にして、表層形成組成物（比５）を調製した。
【００９４】
そして、上記実施例１の現像ロールの作製において、表層形成組成物（１）に代えて表層形成組成物（比５）を用いて塗工層を形成した点、オーブンに代えて紫外線照射機を用いて、紫外線強度２００ｍＷ／ｃｍ２で３０秒間紫外線を照射し、上記塗工層を硬化させた点以外はほぼ同様にして、比較例５に係る現像ロールを作製した。
【００９５】
＜現像ロールの評価＞
（表面粗さパラメータの測定）
作製した各現像ロールの表層表面について、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠し、接触式表面粗さ計（東京精密（株）製、「サーフコム１４００Ｄ」）を用いて、十点平均粗さＲｚ、負荷長さ率ｔｐ（２０％）、負荷長さ率ｔｐ（５０％）を測定した。なお、ｔｐ（２０％）およびｔｐ（５０％）は、ロール軸方向の粗さ曲線より算出した値である。
【００９６】
（初期画像濃度の評価）
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター（エプソン（株）製、「ＬＰ１５００Ｃ」）のカートリッジ内に組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下で、４５００枚（Ａ４サイズ、縦方向）カラーの５％チャート画像（面積の５％が印字部）の画像出しを行った。
【００９７】
その後、得られた画像について、画像濃度を目視にて確認した。その結果、画像濃度が適切であるものを良好（表中では二重丸）、画像濃度がやや薄いものをやや不良（表中では三角）、画像濃度が薄過ぎるもの、または、カブリが生じたものを不良（表中では×）と判断した。
【００９８】
（耐久画像濃度の評価）
各現像ロールを、上記カラーレーザープリンターのカートリッジ内に組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下で、５０００枚（Ａ４サイズ、縦方向）カラーの５％チャート画像の画像出しを行った。
【００９９】
その後、耐久後の画像について、画像濃度を目視にて確認した。その結果、画像濃度が初期画像濃度とほぼ同じものを非常に優れる（表中では二重丸記）、画像濃度がやや低下したが許容範囲内のものを良好（表中では丸記）、画像濃度が大きく低下し、許容範囲外のものを不良（表中では×記）と判断した。
【０１００】
なお、初期画像濃度が不良であった現像ロールは、耐久画像濃度の評価を行っていない。また、参考データとして、耐久試験後における表層表面について、上記と同様にして十点平均粗さＲｚを求め、耐久試験前後における十点平均粗さの変化率も求めた。
【０１０１】
表１に、作製した各現像ロールの表層形成組成物の配合割合と、各現像ロールの評価結果をまとめて示す。
【０１０２】
【表１】
【０１０３】
表１によれば、次のことが分かる。すなわち、比較例１に係る現像ロールは、Ｒｚが過少、ｔｐ（２０％）が過少である。そのため、初期の段階で画像濃度が不足していた。これは、表層の凹凸部の高低差が小さく、トナー搬送量がそもそも不足していたためであると推察される。
【０１０４】
比較例２に係る現像ロールは、ｔｐ（２０％）が過少である。そのため、耐久後における画像濃度の低下が大きかった。これは、表層の凸部の高さが比較的ばらついており、層形成ブレードの応力が均一に分散されず、凸部の摩耗が促進されたためであると推察される。
【０１０５】
比較例３は、Ｒｚが過少である。そのため、初期画像濃度がやや薄く、耐久後における画像濃度の低下が大きかった。これは、凹凸部の高低差が小さく、トナー搬送量が十分でなかったためであると推察される。
【０１０６】
比較例４は、ｔｐ（５０％）が過剰である。そのため、初期画像濃度がやや薄く、耐久後における画像濃度の低下が大きかった。これは、トナーを保持する凹部の領域が不足し、トナー搬送量が不足したためであると推察される。
【０１０７】
比較例５は、Ｒｚが過剰、ｔｐ（５０％）が過剰である。そのため、初期の段階でカブリが発生した。これは、主に、トナーの帯電が十分になされなかったためであると推察される。
【０１０８】
これらに対し、Ｒｚ、ｔｐ（２０％）およびｔｐ（５０％）が特定の条件を満たす実施例１〜３に係る現像ロールは、初期の画像濃度が良好であり、耐久後における画像濃度の低下も少なく、良好な耐久性を有していた。
【０１０９】
とりわけ、Ｒｚ、ｔｐ（２０％）およびｔｐ（５０％）が特定の条件を満たし、かつ、粗さ形成粒子を含まない紫外線硬化型組成物にて表層が形成されている実施例２および実施例３に係る現像ロールは、粗さ形成粒子を含む組成物にて表層が形成されている実施例１に係る現像ロールに比較して、優れた耐久性を有していた。
【０１１０】
このことから、表層の凹凸部を、粗さ形成粒子を利用して形成するよりも、表層形成時に、表層表面部と表層内部との硬化収縮差を利用して形成した方が、凸部高さを均一にしやすく、耐久性の向上に有効であることが確認された。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態、実施例について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】表面粗さパラメータのうち、ｔｐ（２０％）、ｔｐ（５０％）の求め方を説明するための図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール表面に凹凸部を有し、前記凹凸部の、
十点平均粗さＲｚが８〜１６μｍ、
負荷長さ率ｔｐ（２０％）が５％以上、
負荷長さ率ｔｐ（５０％）が５０％未満であることを特徴とする現像ロール。
【請求項２】
前記凹凸部は、表層の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像ロール。
【請求項３】
前記表層は、ウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含むことを特徴とする請求項２に記載の現像ロール。
【請求項４】
前記表層は、塗工により形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の現像ロール。
【請求項１】
ロール表面に凹凸部を有し、前記凹凸部の、
十点平均粗さＲｚが８〜１６μｍ、
負荷長さ率ｔｐ（２０％）が５％以上、
負荷長さ率ｔｐ（５０％）が５０％未満であることを特徴とする現像ロール。
【請求項２】
前記凹凸部は、表層の表面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の現像ロール。
【請求項３】
前記表層は、ウレタン系ポリマーまたはエポキシ系ポリマーを含むことを特徴とする請求項２に記載の現像ロール。
【請求項４】
前記表層は、塗工により形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の現像ロール。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１６４８１４（Ｐ２００８−１６４８１４Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５２８２２（Ｐ２００６−３５２８２２）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【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２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【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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