現像ロール
【課題】トナー搬送性に優れるとともに、トナー劣化やフィルミングの発生を抑え、長期にわたって高画質複写を実現しうる現像ロールを提供する。
【解決手段】軸体の外周面に、ベースゴム層２と、上記ベースゴム層２の外周に直接もしくは他の層を介して形成される中間層３と、上記中間層３の外周に形成される表層４とを備えた現像ロールであって、上記中間層３が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されている。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子（粒子１）。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【解決手段】軸体の外周面に、ベースゴム層２と、上記ベースゴム層２の外周に直接もしくは他の層を介して形成される中間層３と、上記中間層３の外周に形成される表層４とを備えた現像ロールであって、上記中間層３が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されている。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子（粒子１）。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、プリンター等の電子写真装置に用いられる現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機等の現像ロールには、所定のトナー帯電性およびトナー搬送性が要求され、そのために、ロール表面を均一に粗面化することが重要となる。このような現像ロールは、通常、芯金外周にベースゴム層を形成してなるベースロールの表面に、直接もしくは中間弾性層を介し、表面樹脂層を形成して構成される。そして、ロール表面を均一に粗面化した現像ロールを得るため、従来では、芯金の外周にベースゴム層を形成してなる前記ベースロールの外周面に対し、ショットブラスト加工や研磨を施すことにより、その外周面を粗面化したり、あるいは、ベースゴム層成形用金型の内周面にあらかじめショットブラストによる粗面加工を施してベースゴム層成形時にその粗さを転写させることにより、ベースロール外周面を粗面化し、その粗面に沿うよう、コーティングにより上記表面樹脂層を形成している。
【０００３】
しかしながら、近年における現像ロールの低硬度化の要求は高く、それにともない、ベースゴム層も低硬度化がなされるようになってきているため、ベースロール外周面に対しショットブラスト加工等を行っても、要求程度に均一に粗面化することは難しい。他方、ベースゴム層成形金型内周面の粗面の転写によりベースロール外周面の粗面化を行う場合では、上記金型内周面の表面粗さを、容易に変更できないため、現像システムやトナーの多様化によって要求される表面性能や粗さの変化に対応するよう微調整しながらロールの表面粗さを出すのが困難である。
【０００４】
そのため、近年では、ベースロールの外周面に、粗さ形成用の充填材を分散したコーティング液（塗液）を塗工することにより表面粗さを出した現像ロールが主流となりつつある。このようなロールとしては、表層形成用のコーティング液中に多数の粒子を分散して表面粗さを出した現像ロールが一般的であるが、このロールでは、その表面において、上記多数の粒子のうちの一部のものが、コーティング液からなる膜に完全に被覆されずに部分的に露出している場合があり、また、上記粒子が部分的に露出していない場合であっても、ロール表面の凸部は上記粒子により形成されているため、その粒子を被覆する膜がロールの使用によって削れ、粒子が露出する場合がある。このように粒子が露出すると、帯電むらを生じやすい。
【０００５】
また、上記のように表層で粗度形成を行い、粗度の均一性を確保しようとすると、上記粒子自体が高硬度なために、表層の粒子部と非粒子部との硬度差が顕著となり、局所的にトナーストレスが増大する。そのため、トナー劣化やフィルミングが進み、トナー帯電性能の低下（かぶり）や、すじ、ゴースト等の画像不具合を誘発しやすいといった問題がある。
【０００６】
これらの問題を解消するため、本発明の出願人は、ベースゴム層と表層との間に中間層を設け、上記のように表層に表面粗さ形成用の粒子を入れるのではなく、表層の下側の中間層に表面粗さ形成用粒子を入れたロールを先に提案している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５７９４９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記提案の現像ロールでは、時として、図３に示すように、表層２４をコーティングにより形成する際に、中間層２３に形成された凹凸面（表面粗さ形成用粒子２１により形成された凹凸面）の凹部に集中して上記コーティングの塗液が流れ込んでしまい（図の矢印方向に流れ込み）、中間層２３表面の粗度に対して、表層２４表面の粗度が小さくなり、粗度のばらつきが大きくなる現象がおこる。そのようなときには、微小な凹部が隠されてしまい、ロール表面に大まかな表面粗さしか形成することができず、場合によっては、このことから、トナーの搬送量にむらを生じ、また、微細トナーの搬送性の低下を生起し、複写画質の低下を招くおそれがある。そのため、電子写真複写機等のフルカラー化，高画質化等の高度な要求に充分応えることができる現像ロールの提供が待たれる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナー搬送性に優れるとともに、トナー劣化やフィルミングの発生を抑え、長期にわたって高画質複写を実現しうる現像ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の現像ロールは、軸体と、その外周に形成されるベースゴム層と、上記ベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成される中間層と、上記中間層の外周に形成される表層とを備えた現像ロールであって、上記中間層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されているという構成をとる。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【００１０】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ね、その研究の過程で、上記提案の現像ロール（特開２００２−３５７９４９公報に開示の、中間層の表面粗さ形成用粒子により粗面化された現像ロール）において、先に述べた図３に示すような現象を制御することを中心に研究を重ねた。その結果、中間層形成用組成物に予め、上記（Ｃ）に示す特定の表面改質剤を配合し、これにより得られた塗液をコーティングし、乾燥することにより中間層を形成すると、その中間層の表面に、上記特定の表面改質剤を構成するシリコーン成分またはフッ素成分が露出し、中間層表面が改質（表面エネルギーが低下）され、これらの成分の存在により、中間層表面に表層塗液を塗布した際に、その塗液が濡れ広がるのを抑えることを突き止めた。これにより、中間層の凹部に表層塗液が集中して流れ込んでしまう現象が抑制され、中間層表面の凹凸形状に沿った形状で、均等な厚みで表層塗膜が形成されるため、中間層表面の粗度に対する表層表面の粗度の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の現像ロールは、ベースロールと、その外周に直接もしくは他の層を介して形成された中間層と、上記中間層の外周に形成された表層とを備え、上記中間層が、バインダーポリマーと、表面粗さ形成用粒子と、特定の表面改質剤とを必須成分とするポリマー組成物によって形成されている。これにより、中間層表面に所望の凹凸形状が形成されるとともに、その凹凸形状に沿った形状で、均等な厚みで表層塗膜が形成されるため、その現像ロールは、トナー搬送性に優れるとともに、局所的硬度差が低減でき、トナー劣化やフィルミングの発生を抑え、長期にわたって高画質複写を実現することができる。また、上記表面粗さ形成用粒子が露出しにくいため、帯電性、耐摩耗性の制限がなく、粒子選択の幅を広げることができる。さらに、中間層中の表面粗さ形成用粒子の含有量が少なくても、従来と同等レベルの粗度を得ることができ、ロール硬度を小さくすることができる。このようにロール硬度の低硬度化を実現することにより、感光ドラム上へのトナーかぶりを引き起こすおそれがなくなり、また、上記低硬度化を実現したままで、全体的なトナー搬送性はもとより、微細トナーの搬送性をも確保し得るため、電子写真複写機等のフルカラー化，高画質化等の要求に充分応えることができる。
【００１２】
特に、上記中間層中の粒子の平均粒径が特定の範囲に設定されていると、トナー搬送性の確保が一層なされるため、より鮮明なプリント画像が得られるようになる。
【００１３】
また、上記中間層形成用組成物中における表面改質剤の割合が特定の範囲に設定されていると、中間層の凹部に表層塗液が集中して流れ込んでしまう現象の抑制が、より優れるようになり、表層塗膜の均厚化が好適になされるようになる。
【００１４】
さらに、上記中間層形成用組成物中における表面粗さ形成用粒子の割合が特定の範囲に設定されていると、現像ロールにおいて、低硬度化とトナー搬送性等とのバランスに優れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１６】
本発明の現像ロールは、たとえば、図１に示すように、軸体５と、この軸体５の外周面に沿って形成されたベースゴム層２と、このベースゴム層２の外周に形成された中間層３と、この中間層３の外周に形成された表層４とを備えている。そして、図２は、その要部（積層部分）を拡大した図であり、上記中間層３に、表面粗さ形成用粒子（粒子１）が分散され、それにより、ロール表面に所望の凹凸形状が形成されていることを示している。本発明では、上記中間層３形成用組成物中に特定の表面改質剤を含有することが特徴であり、この組成物のコーティングにより上記中間層３が形成されているため、中間層３の凹部に表層４形成用塗液が集中して流れ込んでしまう現象（図３参照）が抑制され、図２に示すように、中間層３表面の凹凸形状に沿った形状で、均等な厚みで表層４が形成されている。
【００１７】
上記軸体５としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属製の中空体や中実体が用いられる。そして、その材質としては、ステンレス、アルミニウム等があげられる。上記軸体５の外周面には、ベースゴム層の接着性を高めるため、必要に応じて、接着剤、プライマー等を塗布してもよく、また上記接着剤、プライマー等は必要に応じて導電化してもよい。
【００１８】
上記軸体５の外周面に形成されるベースゴム層２は、例えばエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等によって形成される。なかでも、上記ベースゴム層２の形成材料としては、低硬度でへたりが少ないという点から、導電性シリコーンゴムを用いることが好ましい。また、この材料には、導電剤やシリコーンオイル等の各種の添加剤が適宜に配合される。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、ｃ−ＴｉＯ2 、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ2 （ここで「ｃ−」は導電性を有するという意味）等の各種のものがあげられる。また、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル等の各種のものがあげられる。
【００１９】
上記ベースゴム層２の外周面に形成される中間層３は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されている。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【００２０】
上記（Ａ）成分のバインダーポリマーとしては、特に限定はないが、例えば、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等が好適に用いられる。なお、上記成分以外に、必要により、カーボンブラック、金属酸化物、四級アンモニウム塩、ほう酸塩等の導電剤等を適宜に添加してもよい。
【００２１】
上記（Ｂ）成分の表面粗さ形成用粒子（粒子１）の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、シリカ，ウレタン樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，アクリル樹脂，尿素樹脂，ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、トナーを高帯電化させることのできるシリカが好適に用いられる。
【００２２】
また、上記粒子１の平均粒径は、特に限定されるものではないが、１０〜３０μｍの範囲に設定されていることが好ましく、より好ましくは１０〜２０μｍの範囲である。すなわち、この範囲に設定されていると、トナー搬送性の確保が一層なされるため、より鮮明なプリント画像が得られるようになるからである。なお、上記粒子１の平均粒径は、母集団から任意に抽出される試料を用いて導出される値である。また、粒子形状が真球状ではなく楕円球状（断面が楕円の球）等のように一律に粒径が定まらない場合には、最長径と最短径との単純平均値をその粒子の粒径とする。
【００２３】
上記中間層３形成用組成物中における上記粒子１の割合は、上記（Ａ）成分のバインダーポリマー１００重量部（以下「部」と略す）に対して１０〜４０部の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは１０〜２５部の範囲である。すなわち、この範囲に設定されていると、現像ロールにおいて、低硬度化とトナー搬送性等とのバランスに優れるようになるからである。
【００２４】
上記（Ｃ）成分の表面改質剤は、本発明の特徴的材料であり、上記のように、シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤、アクリルフッ素シリコーン系表面改質剤が用いられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。そして、上記表面改質剤は、市販品のものでは、大日本インキ化学工業社製のメガファックＦ−４８０ＳＦ，メガファックＦ−１７８Ｋや、綜研社製のＬＳＩ−６０，ＬＦ−７００等があげられる。
【００２５】
上記中間層３形成用組成物中における上記（Ｃ）成分の表面改質剤の割合は、上記（Ａ）成分であるバインダーポリマー１００部に対し、０．５〜１５部の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは０．５〜１０部の範囲である。すなわち、この範囲に設定されていると、中間層の凹部に表層塗液が集中して流れ込んでしまう現象の抑制が、よりなされるようになり、表層塗膜の均厚化が好適になされるようになるからである。
【００２６】
そして、上記中間層３形成用の各材料は、有機溶剤に溶解等され（粒子１を除く）、コーティング液として使用に供される。上記有機溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。特に、メチルエチルケトンを用いることが、上記中間層３形成用材料に対する溶解性の点で好ましい。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性等の点で好ましい。
【００２７】
上記中間層３の外周に形成される表層４の形成用材料は、特に限定されるものではなく、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）等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好適に用いられる。なお、上記成分以外に、必要により、導電剤、帯電制御剤等を適宜に添加してもよい。
【００２８】
また、上記表層４の形成用材料も、上記中間層３の形成用材料と同様に、有機溶剤に溶解等され、コーティング液として使用に供される。上記有機溶剤としては、ＭＥＫ等の従来公知のものが用いられる。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性、ロール表面における粗さのばらつきに与える影響等の点で好ましい。
【００２９】
本発明の現像ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。
【００３０】
すなわち、まず、上記ベースゴム層２形成用材料の各成分をニーダー等の混練機で混練し、ベースゴム層２形成用組成物を作製する。ついで、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体５をセットし、上記円筒状金型と軸体５との空隙部に、上記ベースゴム層２形成用組成物を注型した後、金型を蓋し、加熱して、ベースゴム層２形成用組成物を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体５の外周面にベースゴム層２を形成してなるベースロールを得る。
【００３１】
一方、上記中間層３形成用の各材料（粒子１を除く）を、有機溶剤とともに混合することにより溶解させて、溶液をつくる。そして、これに、上記粒子１を添加し混合することにより、中間層３形成用組成物（中間層３形成用溶液）を作製する。この場合、上記粒子１は硬質のものであったり架橋体であったりすることから、上記溶剤に溶解せず、分散状態となる。
【００３２】
また、上記表層４の形成用の各材料を、有機溶剤とともに混合し、表層４形成用組成物（表層４形成用溶液）を作製する。
【００３３】
そして、上記ベースロールにおけるベースゴム層２の外周面に、上記中間層３形成用溶液を塗工する。この塗工法は、特に制限するものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、上記中間層３形成用溶液中の溶剤の除去を行い、中間層３を形成する。そして、上記中間層３の外周面に、上記表層４形成用溶液を塗工する。この塗工法は、上記中間層３形成用溶液のときと同様に、従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、上記表層４形成用溶液中の溶剤の除去を行い、表層４を形成する。
【００３４】
このようにして、図１に示すような三層構造の現像ロールを作製することができる。この現像ロールの表面には、図２に示すように、上記中間層３中の粒子１により、所望の凹凸形状が形成されている。そして、ロール表面（表層４の表面）において、その表面粗さ（Ｒａ）が０．６〜１．７μｍとなるよう微細凹凸粗面に形成されると、好ましい。より好ましくは、表面粗さ（Ｒａ）０．６〜１．０μｍの範囲である。すなわち、表面粗さ（Ｒａ）が０．６μｍ未満であると、上記表層４の表面が平滑すぎるため、トナーの供給が不足し、所望の画像濃度が出ないおそれがあり、逆に、表面粗さ（Ｒａ）が１．７μｍを超えると、上記表層４表面の凹凸粗面度合が大きすぎるため、複写画質にむらが生じるおそれがあるからである。なお、上記表面粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９８２の表面粗さの定義と表示により示されるなかの中心線平均粗さ（Ｒａ）のことである。
【００３５】
この現像ロールにおいて、ベースゴム層２の厚みは１〜１０ｍｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２〜６ｍｍである。また、中間層３の厚みは、粒子１の粒径との関係から、３〜３０μｍの範囲内の所望の厚みに設定され、特に好ましくは５〜２０μｍである。そして、表層４の厚みは、中間層３の凹凸にもとづく粗面形成の点から３〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜２０μｍである。なお、上記中間層３の厚みは、図２の矢印Ａが示す厚み、すなわち、上記粒子１によって凹凸状に形成された中間層３における凹部の厚みを指す。また、上記表層４の厚みも同様に、図２の矢印Ｂが示す厚み、すなわち、上記中間層３の凹凸に沿って形成された表層４における凹部の厚みを指す。そして、各層の厚みは、現像ロールから、表層４、中間層３およびベースゴム層２を含む断面試料を採取し、これの顕微鏡写真に基づき測定して得ることができる。
【００３６】
なお、本発明の現像ロールの例として、図１において三層構造のものをあげたが、軸体５の外周に形成される層は必ずしも三層である必要はなく、ロールの用途等に応じ、ベースゴム層２と中間層３との間に適宜の数の層を形成して三層以上としてもよい。
【００３７】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３８】
〔ベースロールの作製〕
まず、芯金として金属製の良導電性芯金（直径８ｍｍ）を準備し、上記芯金の外周面に接着剤を塗布した。ついで、円筒状金型の中空部に、上記芯金をセットし、円筒状金型と芯金との空隙部に、シリコーンゴムコンパウンドを注型した後、金型に蓋をし、これを加熱（１８０℃×５分）して、シリコーンゴムコンパウンドを加硫し、その後脱型して、ベースゴム層付き芯金（ベースロール）を作製した。
【００３９】
〔中間層形成用溶液の調製〕
Ｈ−ＮＢＲ（ＺＰ２０２０、ゼオン社製）１００部と、フッ素グラフトアクリル（東亞合成社製、アロンＧＦ−３００）０．５部と、カーボンブラック２０部と、架橋剤１０部と、ＭＥＫ４００部とを混合して得られる溶液に、平均粒径１０μｍのＰＭＭＡからなる粒子（ＭＸ１０００、綜研社製）２３部を分散し、混合・攪拌することにより、中間層形成用溶液を調製した。
【００４０】
〔表層形成用溶液の調製〕
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００部と、カーボンブラック２０部と、ＭＥＫ４００部とを混合することにより、表層形成用溶液を調製した。
【００４１】
〔現像ロールの作製〕
上記ベースロールの外周面に、上記中間層形成用溶液をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、ベースゴム層の外周面に中間層を形成した。さらに、上記中間層の外周面に、上記表層形成用溶液をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、中間層の外周面に表層を形成した。このようにして、三層構造の現像ロールを作製した（図１参照）。そして、このロールのベースゴム層の厚みは４ｍｍであり、中間層の厚み（図２において矢印Ａで示す厚み）は１０μｍであり、表層の厚み（図２において矢印Ｂで示す厚み）は１０μｍである。
【実施例２】
【００４２】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を１．０部とした。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例３】
【００４３】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を５部とした。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例４】
【００４４】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を１０部とした。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例５】
【００４５】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（東亞合成社製、ＧＳ３０）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例６】
【００４６】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（綜研社製、ＬＳＩ−６０）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例７】
【００４７】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー（大日本インキ化学工業社製、メガファックＦ−１７８Ｋ）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例８】
【００４８】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、アクリルフッ素（綜研社製、ＬＦ７００）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例９】
【００４９】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（綜研社製、ＬＳＩ−６０）５部を用い、さらに、中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１８部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１０】
【００５０】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１３部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を５部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１１】
【００５１】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１７部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（東亞合成社製、ＧＳ３０）５部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１２】
【００５２】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１５部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、アクリルフッ素（綜研社製、ＬＦ７００）５部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１３】
【００５３】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１５部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、アクリルフッ素シリコーン（東亞合成社製、アロンＧＦ−１５０）５部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５４】
〔比較例１〕
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルを不含とした。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５５】
〔比較例２〕
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子およびフッ素グラフトアクリルを不含とした（中間層の厚みは１０μｍで、凹凸はない）。そして、表層形成用溶液において、上記ＰＭＭＡ粒子１０部を、その溶液中に分散し、表層形成を行った（表層の厚みは１０μｍで、凹凸を有する）。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５６】
このようにして得られた各現像ロールについて、下記の基準に従い、各特性の測定および評価を行った。これらの結果を後記の表１および表２に併せて示した。
【００５７】
〔表面粗度（Ｒａ）〕
現像ロールにおける中間層表面粗度（μｍ）（表層形成前のロール表面の粗度Ｒａ）および表層表面粗度（μｍ）（現像ロール表面の粗度Ｒａ）を、サーフコム（東京精密社製）にて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定した。なお、上記表面粗度（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９８２の表面粗さの定義と表示により示されるなかの中心線平均粗さ（算術平均粗さ）のことである。また、上記中間層表面粗度が表層表面に反映されている程度を見るため、その差であるΔＲａ（中間層表面粗度−表層表面粗度）を算出した。
【００５８】
〔ロール表面硬度〕
現像ロールの表面硬度（°）を、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１型（高分子計器社製）を用いて測定した。
【００５９】
〔画像濃度〕
現像ロールをレーザービームプリンター（キヤノン社製のＬＢＰ５２００）に組み込み、文字印刷を行った。そして、そのプリント画像の濃度に問題がなく、細線にいたるまで鮮明にプリントされたものを○と評価した。
【００６０】
〔粗度変化〕
現像ロールをレーザービームプリンター（キヤノン社製のＬＢＰ５２００）に組み込み、８０００枚画像プリントした後（耐久後）、現像ロール表面の粗度（Ｒａ）を、サーフコム（東京精密社製）にて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定した。そして、初期のロール表面粗度（Ｒａ）に対する、上記耐久後の粗度（Ｒａ）の変化量（差）を算出した。なお、本発明に要求される変化量は０．２０μｍ以下である。
【００６１】
〔トナー搬送量変化〕
初期および上記耐久後の現像ロールを準備し、カートリッジに組み付けて、実機と同等の速さで空回転させることでロール表面にトナー層を形成し、そのロール表面のトナーをテープ転写し、これの単位面積当たりのトナー重量（ｍｇ／ｃｍ2 ）をそれぞれ測定した。そして、初期のロールのトナー重量（トナー搬送量）に対し、耐久ロールによるトナー重量（トナー搬送量）の変化率が２０％未満のものを○、２０％以上のものを×と評価した。
【００６２】
〔耐トナーフィルミング〕
上記耐久後の現像ロールにおけるトナーフィルミングの発生の有無を目視で判定した。そして、トナーフィルミングが全く発生しなかったものを○、実使用において支障のない程度の若干のトナーフィルミングがみられたものを△、実使用において支障が生じる程度のトナーフィルミングが発生したものを×と評価した。
【００６３】
〔耐かぶり性〕
上記耐久後の現像ロールをレーザービームプリンター（キヤノン社製のＬＢＰ５２００）に組み込んだまま、再度プリントを行い、そのプリント画像にかぶり（イメージのないところにトナーが飛んでいるもの）が発生しなかったものを○、かぶりが発生したものを×と評価した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
上記表の結果から、実施例品はいずれも、比較例１のものに比べ、中間層表面粗度と表層表面粗度との差が少ないことがわかる。これにより、実施例品（本願発明品）は、中間層に添加する粗度形成用粒子の添加量を減らしても、従来と同等レベルの表層表面粗度を得ることが可能となり、これによってロール表面硬度を小さくすることができ、耐久使用によるトナー劣化を抑える効果が得られやすい。また、実施例９〜１３品は、初期のロール表面粗度（Ｒａ）に対する、耐久使用後の粗度（Ｒａ）の変化が小さく、耐久使用によるトナー搬送量の変化も小さく、耐トナーフィルミング、耐かぶり性の評価に優れ、長期にわたって高画質のプリント画像が得られることがわかる。
【００６７】
これに対して、中間層形成用組成物中に特定の表面改質剤（フッ素グラフトアクリル）を不含とした比較例１品は、所望の表面粗さを形成しているが、上述のように中間層表面粗度と表層表面粗度との差が大きいものである。そして、上記のように所望の表面粗さを形成しているため、初期においては優れた画像濃度が得られたが、初期のロール表面粗度に対する耐久使用後の粗度の変化が大きく、耐久使用によるトナー搬送量の変化も大きく、耐トナーフィルミング、耐かぶり性の評価に劣ることがわかる。一方、中間層中に表面粗さ形成用粒子を含ませず、表層中に表面粗さ形成用粒子を分散させることにより所望の表面粗さを形成した比較例２品も、初期においては優れた画像濃度が得られたが、初期のロール表面粗度に対する耐久使用後の粗度の変化が大きく、耐久使用によるトナー搬送量の変化も大きく、耐トナーフィルミング、耐かぶり性の評価に劣ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の現像ロールの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の現像ロールにおける、層形成状態の一例を示す要部拡大図である。
【図３】従来の現像ロールにおける、層形成状態の一例を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 粒子
２ ベースゴム層
３ 中間層
４ 表層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、プリンター等の電子写真装置に用いられる現像ロールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機等の現像ロールには、所定のトナー帯電性およびトナー搬送性が要求され、そのために、ロール表面を均一に粗面化することが重要となる。このような現像ロールは、通常、芯金外周にベースゴム層を形成してなるベースロールの表面に、直接もしくは中間弾性層を介し、表面樹脂層を形成して構成される。そして、ロール表面を均一に粗面化した現像ロールを得るため、従来では、芯金の外周にベースゴム層を形成してなる前記ベースロールの外周面に対し、ショットブラスト加工や研磨を施すことにより、その外周面を粗面化したり、あるいは、ベースゴム層成形用金型の内周面にあらかじめショットブラストによる粗面加工を施してベースゴム層成形時にその粗さを転写させることにより、ベースロール外周面を粗面化し、その粗面に沿うよう、コーティングにより上記表面樹脂層を形成している。
【０００３】
しかしながら、近年における現像ロールの低硬度化の要求は高く、それにともない、ベースゴム層も低硬度化がなされるようになってきているため、ベースロール外周面に対しショットブラスト加工等を行っても、要求程度に均一に粗面化することは難しい。他方、ベースゴム層成形金型内周面の粗面の転写によりベースロール外周面の粗面化を行う場合では、上記金型内周面の表面粗さを、容易に変更できないため、現像システムやトナーの多様化によって要求される表面性能や粗さの変化に対応するよう微調整しながらロールの表面粗さを出すのが困難である。
【０００４】
そのため、近年では、ベースロールの外周面に、粗さ形成用の充填材を分散したコーティング液（塗液）を塗工することにより表面粗さを出した現像ロールが主流となりつつある。このようなロールとしては、表層形成用のコーティング液中に多数の粒子を分散して表面粗さを出した現像ロールが一般的であるが、このロールでは、その表面において、上記多数の粒子のうちの一部のものが、コーティング液からなる膜に完全に被覆されずに部分的に露出している場合があり、また、上記粒子が部分的に露出していない場合であっても、ロール表面の凸部は上記粒子により形成されているため、その粒子を被覆する膜がロールの使用によって削れ、粒子が露出する場合がある。このように粒子が露出すると、帯電むらを生じやすい。
【０００５】
また、上記のように表層で粗度形成を行い、粗度の均一性を確保しようとすると、上記粒子自体が高硬度なために、表層の粒子部と非粒子部との硬度差が顕著となり、局所的にトナーストレスが増大する。そのため、トナー劣化やフィルミングが進み、トナー帯電性能の低下（かぶり）や、すじ、ゴースト等の画像不具合を誘発しやすいといった問題がある。
【０００６】
これらの問題を解消するため、本発明の出願人は、ベースゴム層と表層との間に中間層を設け、上記のように表層に表面粗さ形成用の粒子を入れるのではなく、表層の下側の中間層に表面粗さ形成用粒子を入れたロールを先に提案している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５７９４９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記提案の現像ロールでは、時として、図３に示すように、表層２４をコーティングにより形成する際に、中間層２３に形成された凹凸面（表面粗さ形成用粒子２１により形成された凹凸面）の凹部に集中して上記コーティングの塗液が流れ込んでしまい（図の矢印方向に流れ込み）、中間層２３表面の粗度に対して、表層２４表面の粗度が小さくなり、粗度のばらつきが大きくなる現象がおこる。そのようなときには、微小な凹部が隠されてしまい、ロール表面に大まかな表面粗さしか形成することができず、場合によっては、このことから、トナーの搬送量にむらを生じ、また、微細トナーの搬送性の低下を生起し、複写画質の低下を招くおそれがある。そのため、電子写真複写機等のフルカラー化，高画質化等の高度な要求に充分応えることができる現像ロールの提供が待たれる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナー搬送性に優れるとともに、トナー劣化やフィルミングの発生を抑え、長期にわたって高画質複写を実現しうる現像ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の現像ロールは、軸体と、その外周に形成されるベースゴム層と、上記ベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成される中間層と、上記中間層の外周に形成される表層とを備えた現像ロールであって、上記中間層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されているという構成をとる。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【００１０】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ね、その研究の過程で、上記提案の現像ロール（特開２００２−３５７９４９公報に開示の、中間層の表面粗さ形成用粒子により粗面化された現像ロール）において、先に述べた図３に示すような現象を制御することを中心に研究を重ねた。その結果、中間層形成用組成物に予め、上記（Ｃ）に示す特定の表面改質剤を配合し、これにより得られた塗液をコーティングし、乾燥することにより中間層を形成すると、その中間層の表面に、上記特定の表面改質剤を構成するシリコーン成分またはフッ素成分が露出し、中間層表面が改質（表面エネルギーが低下）され、これらの成分の存在により、中間層表面に表層塗液を塗布した際に、その塗液が濡れ広がるのを抑えることを突き止めた。これにより、中間層の凹部に表層塗液が集中して流れ込んでしまう現象が抑制され、中間層表面の凹凸形状に沿った形状で、均等な厚みで表層塗膜が形成されるため、中間層表面の粗度に対する表層表面の粗度の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の現像ロールは、ベースロールと、その外周に直接もしくは他の層を介して形成された中間層と、上記中間層の外周に形成された表層とを備え、上記中間層が、バインダーポリマーと、表面粗さ形成用粒子と、特定の表面改質剤とを必須成分とするポリマー組成物によって形成されている。これにより、中間層表面に所望の凹凸形状が形成されるとともに、その凹凸形状に沿った形状で、均等な厚みで表層塗膜が形成されるため、その現像ロールは、トナー搬送性に優れるとともに、局所的硬度差が低減でき、トナー劣化やフィルミングの発生を抑え、長期にわたって高画質複写を実現することができる。また、上記表面粗さ形成用粒子が露出しにくいため、帯電性、耐摩耗性の制限がなく、粒子選択の幅を広げることができる。さらに、中間層中の表面粗さ形成用粒子の含有量が少なくても、従来と同等レベルの粗度を得ることができ、ロール硬度を小さくすることができる。このようにロール硬度の低硬度化を実現することにより、感光ドラム上へのトナーかぶりを引き起こすおそれがなくなり、また、上記低硬度化を実現したままで、全体的なトナー搬送性はもとより、微細トナーの搬送性をも確保し得るため、電子写真複写機等のフルカラー化，高画質化等の要求に充分応えることができる。
【００１２】
特に、上記中間層中の粒子の平均粒径が特定の範囲に設定されていると、トナー搬送性の確保が一層なされるため、より鮮明なプリント画像が得られるようになる。
【００１３】
また、上記中間層形成用組成物中における表面改質剤の割合が特定の範囲に設定されていると、中間層の凹部に表層塗液が集中して流れ込んでしまう現象の抑制が、より優れるようになり、表層塗膜の均厚化が好適になされるようになる。
【００１４】
さらに、上記中間層形成用組成物中における表面粗さ形成用粒子の割合が特定の範囲に設定されていると、現像ロールにおいて、低硬度化とトナー搬送性等とのバランスに優れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１６】
本発明の現像ロールは、たとえば、図１に示すように、軸体５と、この軸体５の外周面に沿って形成されたベースゴム層２と、このベースゴム層２の外周に形成された中間層３と、この中間層３の外周に形成された表層４とを備えている。そして、図２は、その要部（積層部分）を拡大した図であり、上記中間層３に、表面粗さ形成用粒子（粒子１）が分散され、それにより、ロール表面に所望の凹凸形状が形成されていることを示している。本発明では、上記中間層３形成用組成物中に特定の表面改質剤を含有することが特徴であり、この組成物のコーティングにより上記中間層３が形成されているため、中間層３の凹部に表層４形成用塗液が集中して流れ込んでしまう現象（図３参照）が抑制され、図２に示すように、中間層３表面の凹凸形状に沿った形状で、均等な厚みで表層４が形成されている。
【００１７】
上記軸体５としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属製の中空体や中実体が用いられる。そして、その材質としては、ステンレス、アルミニウム等があげられる。上記軸体５の外周面には、ベースゴム層の接着性を高めるため、必要に応じて、接着剤、プライマー等を塗布してもよく、また上記接着剤、プライマー等は必要に応じて導電化してもよい。
【００１８】
上記軸体５の外周面に形成されるベースゴム層２は、例えばエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等によって形成される。なかでも、上記ベースゴム層２の形成材料としては、低硬度でへたりが少ないという点から、導電性シリコーンゴムを用いることが好ましい。また、この材料には、導電剤やシリコーンオイル等の各種の添加剤が適宜に配合される。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、ｃ−ＴｉＯ2 、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ2 （ここで「ｃ−」は導電性を有するという意味）等の各種のものがあげられる。また、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル等の各種のものがあげられる。
【００１９】
上記ベースゴム層２の外周面に形成される中間層３は、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されている。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【００２０】
上記（Ａ）成分のバインダーポリマーとしては、特に限定はないが、例えば、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等が好適に用いられる。なお、上記成分以外に、必要により、カーボンブラック、金属酸化物、四級アンモニウム塩、ほう酸塩等の導電剤等を適宜に添加してもよい。
【００２１】
上記（Ｂ）成分の表面粗さ形成用粒子（粒子１）の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、シリカ，ウレタン樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，アクリル樹脂，尿素樹脂，ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、トナーを高帯電化させることのできるシリカが好適に用いられる。
【００２２】
また、上記粒子１の平均粒径は、特に限定されるものではないが、１０〜３０μｍの範囲に設定されていることが好ましく、より好ましくは１０〜２０μｍの範囲である。すなわち、この範囲に設定されていると、トナー搬送性の確保が一層なされるため、より鮮明なプリント画像が得られるようになるからである。なお、上記粒子１の平均粒径は、母集団から任意に抽出される試料を用いて導出される値である。また、粒子形状が真球状ではなく楕円球状（断面が楕円の球）等のように一律に粒径が定まらない場合には、最長径と最短径との単純平均値をその粒子の粒径とする。
【００２３】
上記中間層３形成用組成物中における上記粒子１の割合は、上記（Ａ）成分のバインダーポリマー１００重量部（以下「部」と略す）に対して１０〜４０部の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは１０〜２５部の範囲である。すなわち、この範囲に設定されていると、現像ロールにおいて、低硬度化とトナー搬送性等とのバランスに優れるようになるからである。
【００２４】
上記（Ｃ）成分の表面改質剤は、本発明の特徴的材料であり、上記のように、シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤、アクリルフッ素シリコーン系表面改質剤が用いられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。そして、上記表面改質剤は、市販品のものでは、大日本インキ化学工業社製のメガファックＦ−４８０ＳＦ，メガファックＦ−１７８Ｋや、綜研社製のＬＳＩ−６０，ＬＦ−７００等があげられる。
【００２５】
上記中間層３形成用組成物中における上記（Ｃ）成分の表面改質剤の割合は、上記（Ａ）成分であるバインダーポリマー１００部に対し、０．５〜１５部の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは０．５〜１０部の範囲である。すなわち、この範囲に設定されていると、中間層の凹部に表層塗液が集中して流れ込んでしまう現象の抑制が、よりなされるようになり、表層塗膜の均厚化が好適になされるようになるからである。
【００２６】
そして、上記中間層３形成用の各材料は、有機溶剤に溶解等され（粒子１を除く）、コーティング液として使用に供される。上記有機溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。特に、メチルエチルケトンを用いることが、上記中間層３形成用材料に対する溶解性の点で好ましい。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性等の点で好ましい。
【００２７】
上記中間層３の外周に形成される表層４の形成用材料は、特に限定されるものではなく、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）等があげられ、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好適に用いられる。なお、上記成分以外に、必要により、導電剤、帯電制御剤等を適宜に添加してもよい。
【００２８】
また、上記表層４の形成用材料も、上記中間層３の形成用材料と同様に、有機溶剤に溶解等され、コーティング液として使用に供される。上記有機溶剤としては、ＭＥＫ等の従来公知のものが用いられる。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性、ロール表面における粗さのばらつきに与える影響等の点で好ましい。
【００２９】
本発明の現像ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。
【００３０】
すなわち、まず、上記ベースゴム層２形成用材料の各成分をニーダー等の混練機で混練し、ベースゴム層２形成用組成物を作製する。ついで、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体５をセットし、上記円筒状金型と軸体５との空隙部に、上記ベースゴム層２形成用組成物を注型した後、金型を蓋し、加熱して、ベースゴム層２形成用組成物を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体５の外周面にベースゴム層２を形成してなるベースロールを得る。
【００３１】
一方、上記中間層３形成用の各材料（粒子１を除く）を、有機溶剤とともに混合することにより溶解させて、溶液をつくる。そして、これに、上記粒子１を添加し混合することにより、中間層３形成用組成物（中間層３形成用溶液）を作製する。この場合、上記粒子１は硬質のものであったり架橋体であったりすることから、上記溶剤に溶解せず、分散状態となる。
【００３２】
また、上記表層４の形成用の各材料を、有機溶剤とともに混合し、表層４形成用組成物（表層４形成用溶液）を作製する。
【００３３】
そして、上記ベースロールにおけるベースゴム層２の外周面に、上記中間層３形成用溶液を塗工する。この塗工法は、特に制限するものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、上記中間層３形成用溶液中の溶剤の除去を行い、中間層３を形成する。そして、上記中間層３の外周面に、上記表層４形成用溶液を塗工する。この塗工法は、上記中間層３形成用溶液のときと同様に、従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、上記表層４形成用溶液中の溶剤の除去を行い、表層４を形成する。
【００３４】
このようにして、図１に示すような三層構造の現像ロールを作製することができる。この現像ロールの表面には、図２に示すように、上記中間層３中の粒子１により、所望の凹凸形状が形成されている。そして、ロール表面（表層４の表面）において、その表面粗さ（Ｒａ）が０．６〜１．７μｍとなるよう微細凹凸粗面に形成されると、好ましい。より好ましくは、表面粗さ（Ｒａ）０．６〜１．０μｍの範囲である。すなわち、表面粗さ（Ｒａ）が０．６μｍ未満であると、上記表層４の表面が平滑すぎるため、トナーの供給が不足し、所望の画像濃度が出ないおそれがあり、逆に、表面粗さ（Ｒａ）が１．７μｍを超えると、上記表層４表面の凹凸粗面度合が大きすぎるため、複写画質にむらが生じるおそれがあるからである。なお、上記表面粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９８２の表面粗さの定義と表示により示されるなかの中心線平均粗さ（Ｒａ）のことである。
【００３５】
この現像ロールにおいて、ベースゴム層２の厚みは１〜１０ｍｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２〜６ｍｍである。また、中間層３の厚みは、粒子１の粒径との関係から、３〜３０μｍの範囲内の所望の厚みに設定され、特に好ましくは５〜２０μｍである。そして、表層４の厚みは、中間層３の凹凸にもとづく粗面形成の点から３〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜２０μｍである。なお、上記中間層３の厚みは、図２の矢印Ａが示す厚み、すなわち、上記粒子１によって凹凸状に形成された中間層３における凹部の厚みを指す。また、上記表層４の厚みも同様に、図２の矢印Ｂが示す厚み、すなわち、上記中間層３の凹凸に沿って形成された表層４における凹部の厚みを指す。そして、各層の厚みは、現像ロールから、表層４、中間層３およびベースゴム層２を含む断面試料を採取し、これの顕微鏡写真に基づき測定して得ることができる。
【００３６】
なお、本発明の現像ロールの例として、図１において三層構造のものをあげたが、軸体５の外周に形成される層は必ずしも三層である必要はなく、ロールの用途等に応じ、ベースゴム層２と中間層３との間に適宜の数の層を形成して三層以上としてもよい。
【００３７】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３８】
〔ベースロールの作製〕
まず、芯金として金属製の良導電性芯金（直径８ｍｍ）を準備し、上記芯金の外周面に接着剤を塗布した。ついで、円筒状金型の中空部に、上記芯金をセットし、円筒状金型と芯金との空隙部に、シリコーンゴムコンパウンドを注型した後、金型に蓋をし、これを加熱（１８０℃×５分）して、シリコーンゴムコンパウンドを加硫し、その後脱型して、ベースゴム層付き芯金（ベースロール）を作製した。
【００３９】
〔中間層形成用溶液の調製〕
Ｈ−ＮＢＲ（ＺＰ２０２０、ゼオン社製）１００部と、フッ素グラフトアクリル（東亞合成社製、アロンＧＦ−３００）０．５部と、カーボンブラック２０部と、架橋剤１０部と、ＭＥＫ４００部とを混合して得られる溶液に、平均粒径１０μｍのＰＭＭＡからなる粒子（ＭＸ１０００、綜研社製）２３部を分散し、混合・攪拌することにより、中間層形成用溶液を調製した。
【００４０】
〔表層形成用溶液の調製〕
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００部と、カーボンブラック２０部と、ＭＥＫ４００部とを混合することにより、表層形成用溶液を調製した。
【００４１】
〔現像ロールの作製〕
上記ベースロールの外周面に、上記中間層形成用溶液をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、ベースゴム層の外周面に中間層を形成した。さらに、上記中間層の外周面に、上記表層形成用溶液をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、中間層の外周面に表層を形成した。このようにして、三層構造の現像ロールを作製した（図１参照）。そして、このロールのベースゴム層の厚みは４ｍｍであり、中間層の厚み（図２において矢印Ａで示す厚み）は１０μｍであり、表層の厚み（図２において矢印Ｂで示す厚み）は１０μｍである。
【実施例２】
【００４２】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を１．０部とした。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例３】
【００４３】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を５部とした。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例４】
【００４４】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を１０部とした。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例５】
【００４５】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（東亞合成社製、ＧＳ３０）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例６】
【００４６】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（綜研社製、ＬＳＩ−６０）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例７】
【００４７】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、パーフルオロアルキル基含有オリゴマー（大日本インキ化学工業社製、メガファックＦ−１７８Ｋ）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例８】
【００４８】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、アクリルフッ素（綜研社製、ＬＦ７００）５部を用いた。そして、それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例９】
【００４９】
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（綜研社製、ＬＳＩ−６０）５部を用い、さらに、中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１８部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１０】
【００５０】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１３部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルの含有量を５部とした。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１１】
【００５１】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１７部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、シリコーングラフトアクリル（東亞合成社製、ＧＳ３０）５部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１２】
【００５２】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１５部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、アクリルフッ素（綜研社製、ＬＦ７００）５部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【実施例１３】
【００５３】
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子の含有量を１５部とした。そして、中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルに代えて、アクリルフッ素シリコーン（東亞合成社製、アロンＧＦ−１５０）５部を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５４】
〔比較例１〕
中間層形成用溶液中のフッ素グラフトアクリルを不含とした。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５５】
〔比較例２〕
中間層形成用溶液中のＰＭＭＡ粒子およびフッ素グラフトアクリルを不含とした（中間層の厚みは１０μｍで、凹凸はない）。そして、表層形成用溶液において、上記ＰＭＭＡ粒子１０部を、その溶液中に分散し、表層形成を行った（表層の厚みは１０μｍで、凹凸を有する）。それ以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。
【００５６】
このようにして得られた各現像ロールについて、下記の基準に従い、各特性の測定および評価を行った。これらの結果を後記の表１および表２に併せて示した。
【００５７】
〔表面粗度（Ｒａ）〕
現像ロールにおける中間層表面粗度（μｍ）（表層形成前のロール表面の粗度Ｒａ）および表層表面粗度（μｍ）（現像ロール表面の粗度Ｒａ）を、サーフコム（東京精密社製）にて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定した。なお、上記表面粗度（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９８２の表面粗さの定義と表示により示されるなかの中心線平均粗さ（算術平均粗さ）のことである。また、上記中間層表面粗度が表層表面に反映されている程度を見るため、その差であるΔＲａ（中間層表面粗度−表層表面粗度）を算出した。
【００５８】
〔ロール表面硬度〕
現像ロールの表面硬度（°）を、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１型（高分子計器社製）を用いて測定した。
【００５９】
〔画像濃度〕
現像ロールをレーザービームプリンター（キヤノン社製のＬＢＰ５２００）に組み込み、文字印刷を行った。そして、そのプリント画像の濃度に問題がなく、細線にいたるまで鮮明にプリントされたものを○と評価した。
【００６０】
〔粗度変化〕
現像ロールをレーザービームプリンター（キヤノン社製のＬＢＰ５２００）に組み込み、８０００枚画像プリントした後（耐久後）、現像ロール表面の粗度（Ｒａ）を、サーフコム（東京精密社製）にて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に準拠して測定した。そして、初期のロール表面粗度（Ｒａ）に対する、上記耐久後の粗度（Ｒａ）の変化量（差）を算出した。なお、本発明に要求される変化量は０．２０μｍ以下である。
【００６１】
〔トナー搬送量変化〕
初期および上記耐久後の現像ロールを準備し、カートリッジに組み付けて、実機と同等の速さで空回転させることでロール表面にトナー層を形成し、そのロール表面のトナーをテープ転写し、これの単位面積当たりのトナー重量（ｍｇ／ｃｍ2 ）をそれぞれ測定した。そして、初期のロールのトナー重量（トナー搬送量）に対し、耐久ロールによるトナー重量（トナー搬送量）の変化率が２０％未満のものを○、２０％以上のものを×と評価した。
【００６２】
〔耐トナーフィルミング〕
上記耐久後の現像ロールにおけるトナーフィルミングの発生の有無を目視で判定した。そして、トナーフィルミングが全く発生しなかったものを○、実使用において支障のない程度の若干のトナーフィルミングがみられたものを△、実使用において支障が生じる程度のトナーフィルミングが発生したものを×と評価した。
【００６３】
〔耐かぶり性〕
上記耐久後の現像ロールをレーザービームプリンター（キヤノン社製のＬＢＰ５２００）に組み込んだまま、再度プリントを行い、そのプリント画像にかぶり（イメージのないところにトナーが飛んでいるもの）が発生しなかったものを○、かぶりが発生したものを×と評価した。
【００６４】
【表１】
【００６５】
【表２】
【００６６】
上記表の結果から、実施例品はいずれも、比較例１のものに比べ、中間層表面粗度と表層表面粗度との差が少ないことがわかる。これにより、実施例品（本願発明品）は、中間層に添加する粗度形成用粒子の添加量を減らしても、従来と同等レベルの表層表面粗度を得ることが可能となり、これによってロール表面硬度を小さくすることができ、耐久使用によるトナー劣化を抑える効果が得られやすい。また、実施例９〜１３品は、初期のロール表面粗度（Ｒａ）に対する、耐久使用後の粗度（Ｒａ）の変化が小さく、耐久使用によるトナー搬送量の変化も小さく、耐トナーフィルミング、耐かぶり性の評価に優れ、長期にわたって高画質のプリント画像が得られることがわかる。
【００６７】
これに対して、中間層形成用組成物中に特定の表面改質剤（フッ素グラフトアクリル）を不含とした比較例１品は、所望の表面粗さを形成しているが、上述のように中間層表面粗度と表層表面粗度との差が大きいものである。そして、上記のように所望の表面粗さを形成しているため、初期においては優れた画像濃度が得られたが、初期のロール表面粗度に対する耐久使用後の粗度の変化が大きく、耐久使用によるトナー搬送量の変化も大きく、耐トナーフィルミング、耐かぶり性の評価に劣ることがわかる。一方、中間層中に表面粗さ形成用粒子を含ませず、表層中に表面粗さ形成用粒子を分散させることにより所望の表面粗さを形成した比較例２品も、初期においては優れた画像濃度が得られたが、初期のロール表面粗度に対する耐久使用後の粗度の変化が大きく、耐久使用によるトナー搬送量の変化も大きく、耐トナーフィルミング、耐かぶり性の評価に劣ることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の現像ロールの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の現像ロールにおける、層形成状態の一例を示す要部拡大図である。
【図３】従来の現像ロールにおける、層形成状態の一例を示す要部拡大図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 粒子
２ ベースゴム層
３ 中間層
４ 表層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、その外周に形成されるベースゴム層と、上記ベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成される中間層と、上記中間層の外周に形成される表層とを備えた現像ロールであって、上記中間層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されていることを特徴とする現像ロール。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【請求項２】
上記（Ｂ）成分の粒子の平均粒径が、１０〜２０μｍの範囲に設定されている請求項１記載の現像ロール。
【請求項３】
上記中間層形成用組成物中における（Ｃ）成分の表面改質剤の割合が、（Ａ）成分であるバインダーポリマー１００重量部に対し、０．５〜１０重量部の範囲に設定されている請求項１または２記載の現像ロール。
【請求項４】
上記中間層形成用組成物中における（Ｂ）成分の粒子の割合が、（Ａ）成分であるバインダーポリマー１００重量部に対し、１０〜４０重量部の範囲に設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ロール。
【請求項５】
上記（Ａ）成分のバインダーポリマーが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステルおよびＮ−メトキシメチル化ナイロンからなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像ロール。
【請求項１】
軸体と、その外周に形成されるベースゴム層と、上記ベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成される中間層と、上記中間層の外周に形成される表層とを備えた現像ロールであって、上記中間層が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するポリマー組成物によって形成されていることを特徴とする現像ロール。
（Ａ）バインダーポリマー。
（Ｂ）表面粗さ形成用粒子。
（Ｃ）シリコーン系表面改質剤、フッ素系表面改質剤、アクリルフッ素系表面改質剤、アクリルシリコーン系表面改質剤およびアクリルフッ素シリコーン系表面改質剤からなる群から選ばれた少なくとも一つの表面改質剤。
【請求項２】
上記（Ｂ）成分の粒子の平均粒径が、１０〜２０μｍの範囲に設定されている請求項１記載の現像ロール。
【請求項３】
上記中間層形成用組成物中における（Ｃ）成分の表面改質剤の割合が、（Ａ）成分であるバインダーポリマー１００重量部に対し、０．５〜１０重量部の範囲に設定されている請求項１または２記載の現像ロール。
【請求項４】
上記中間層形成用組成物中における（Ｂ）成分の粒子の割合が、（Ａ）成分であるバインダーポリマー１００重量部に対し、１０〜４０重量部の範囲に設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ロール。
【請求項５】
上記（Ａ）成分のバインダーポリマーが、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステルおよびＮ−メトキシメチル化ナイロンからなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像ロール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２４９９８５（Ｐ２００８−２４９９８５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９１０６７（Ｐ２００７−９１０６７）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【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１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【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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