JP2005283912A

JP2005283912A - 現像ロール

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Publication number: JP2005283912A
Application number: JP2004096794A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamaguchi; 直樹山口; Hiroomi Hiramatsu; 弘臣平松; Yasuyuki Hayazaki; 康行早崎; Shoji Arimura; 昭二有村
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】均一なトナー搬送量を確保して、濃度むらや画像のがさつきの発生が抑制され、良好な画像を得ることができる現像ロールを提供する。
【解決手段】軸体１の外周面にシリコーンゴムを用いてベース層２が形成され、このベース層２の外周面に中間層３が形成され、さらにこの中間層３の外周面に表層４が形成されてなる３層構造の現像ロールである。そして、上記表層４が下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する導電性組成物を用いて形成されている。
（Ａ）ウレタン原料。
（Ｂ）導電剤。
（Ｃ）低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂。
（Ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）からなり、上記（ｄ１）と（ｄ２）の混合重量比が、（ｄ１）／（ｄ２）＝０．２４〜０．６７の範囲に設定されている混合微細粒子。
（ｄ１）平均粒子径１０〜１４μｍの大粒径粒子。
（ｄ２）平均粒子径３〜５μｍの小粒径粒子。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機，プリンター，ファクシミリ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。

従来から、ソフトタイプの現像ロールとして、例えば、シリコーンゴムを用いた単層構造のものが用いられてきたが、近年の高画質化，高速化，フルカラー化に伴い要求される機能のレベルが向上し、その様々な機能を盛り込んだ表層を上記シリコーンゴムからなる層の表面にコーティング形成することが行われている。すなわち、上記表層には、（１）現像剤（トナー）への均一で高い帯電性、（２）均一な現像剤（トナー）搬送性、（３）現像後ロール表面に残存する現像剤（トナー）の電荷の逃がし易さおよび現像剤（トナー）に対する高い離型性が必要とされている。このように、近年では、軸体の外周面にベース層が形成され、その外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に上記特性を備えた表層が形成された構造を有する現像ロールが用いられている。なかでも、現像ロール表面の粗度を上げることにより、トナー搬送量を確保することが検討されている。

例えば、シリコーンゴムを用いて形成されたベース層の外周面に、ウレタンエラストマーを用いた厚み１０μｍ程度の中間層が形成され、さらにその外周面に、ウレタンエラストマーに、導電性付与剤であるカーボンブラックと粗面形成のためのウレタン粒子を配合してなる形成材料を用いた厚み１０μｍ程度の表層が形成された現像ロールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３１６１１１号公報

しかしながら、現像ロールの耐久使用により、ロール表面にトナーおよび外添剤が付着するため、初期段階で設定されたロールの表面粗度が増大し、かぶり性能の低下を招くこととなる。すなわち、ロール表面の粗面を形成する突起部（山部）の周りにトナーおよび外添剤の局所的な付着が発生して、粗度の上昇が起こり、トナー搬送量が増加するために、かぶり性能が低下する、言い換えるとトナー消費量が増加するという問題が生じる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナー離型性の向上とともに、ロール表面の粗度の上昇を抑制して、均一なトナー搬送量を確保することにより、良好な画像を得ることができる現像ロールの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の現像ロールは、軸体と、この軸体の外周面に形成されるベース層と、このベース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、上記ベース層がシリコーンゴムを用いて形成され、上記表層が下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する導電性組成物を用いて形成されているという構成をとる。
（Ａ）ウレタン原料。
（Ｂ）導電剤。
（Ｃ）低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂。
（Ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）からなり、上記（ｄ１）と（ｄ２）の混合重量比が、（ｄ１）／（ｄ２）＝０．２４〜０．６７の範囲に設定されている混合微細粒子。
（ｄ１）平均粒子径１０〜１４μｍの大粒径粒子。
（ｄ２）平均粒子径３〜５μｍの小粒径粒子。

すなわち、本発明者らは、トナー離型性の向上を図るとともに、ロール表面の粗度の上昇を抑制して、均一なトナー搬送量を実現することのできる現像ロールを得るため、現像ロールの表層形成材料を中心に鋭意研究を重ねた。その結果、上記特定範囲の平均粒子径の大粒径粒子および小粒径粒子である２種類の混合微細粒子を、特定の混合重量比で用いると、表層表面がより微細な粗面に形成されて粗面の粗度プロファイル（輪郭）が密となり、ばらつきの小さい粗面に形成され、トナー搬送量の均一化が図られることを突き止めた。さらに、上記混合微細粒子とともに、シリコーングラフトアクリル樹脂として、従来からこの分野の用途としては用いられていない低分子量のものを用いると、低分子量であることから表面張力を下げることができ、上記ウレタン原料との良好な相溶性が得られ、均一な表層を形成して低摩擦化が向上することが可能となることを見出し本発明に到達した。

以上のように、本発明の現像ロールは、軸体と、この軸体の外周面に形成されるベース層と、このベース層の外周面に形成される表層とを備えた現像ロールであって、上記表層が、低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂〔（Ｃ）成分〕と、上記特定範囲の平均粒子径である大粒径粒子（ｄ１）と小粒径粒子（ｄ２）を、上記特定の混合重量比で用いてなる混合微細粒子〔（Ｄ）成分〕を含有する導電性組成物を用いて形成されている。このように、上記混合微細粒子〔（Ｄ）成分〕を含有するため、ロール表層面が均一なばらつきの小さい粗面に形成され、従来より低い粗度であっても充分なトナー搬送量を確保することが可能となり、トナー搬送量の均一化が実現する。そして、トナーや外添剤等が付着した場合でも局所的な付着は起こしにくくなり、表面粗度の上昇を抑制することが可能となる。さらに、上記シリコーングラフトアクリル樹脂〔（Ｃ）成分〕が低分子量であることから、表面張力を下げることができ、上記ウレタン原料との良好な相溶性が得られ、均一かつトナー離型性に富んだ表層を形成することができ、結果、トナーや外添剤等の付着を抑制することが可能となる。したがって、ロール表面の電気抵抗のばらつきが小さくなり、トナー離型性の向上効果が実現し、上記混合微細粒子〔（Ｄ）成分〕の配合による相乗効果とも相まって、得られる画像のかぶり性や濃度むらの改善向上が図られ優れた画像特性が得られるようになる。

そして、上記大粒径粒子（ｄ１）としてウレタン樹脂粒子を用い、上記小粒径粒子（ｄ２）としてアクリル樹脂粒子を用いると、ウレタン樹脂粒子の粒径が不均一であるため、粒子径が均一なアクリル樹脂粒子を添加することにより粗度のばらつきを低減することが可能となる。

本発明の現像ロールの一例を図１に示す。この現像ロールは、軸体１の外周面に沿ってベース層２が形成され、上記ベース層２の外周面に中間層３が形成され、さらに上記中間層３の外周面に表層４が形成されて構成されている。本発明の現像ロールでは、上記表層４が特殊な導電性組成物を用いて形成されていることが最大の特徴である。

上記軸体１は特に制限するものではなく、例えば、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等があげられる。なお、必要に応じて、上記軸体１上に接着剤、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。

上記軸体１の外周面に形成されるベース層２形成材料としては、従来から、低硬度でへたりが少ないという点からシリコーンゴムが用いられる。

さらに、上記ベース層２形成材料には導電剤を適宜に添加してもよい。上記導電剤としては、従来から用いられているカーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、ｃ−ＴｉＯ₂、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ₂、イオン導電剤（第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）等があげられる。なお、上記「ｃ−」は、導電性を有するという意味である。

また、上記ベース層２の外周面に形成される中間層３形成材料としては、特に限定するものではなく、例えば、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）、ポリウレタン系エラストマー、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ，ＣＯ）等のゴム系材料、ウレタン樹脂等の樹脂系材料があげられる。なかでも、接着性およびコーティング液等の安定性の点から、Ｈ−ＮＢＲが好適に用いられる。

なお、上記中間層３形成材料には、必要に応じて、導電剤、架橋剤、架橋促進剤、ステアリン酸、ＺｎＯ（亜鉛華）、軟化剤等を配合することも可能である。上記導電剤としては、前記ベース層２形成材料で例示したものと同様のものが用いられる。

上記中間層３の外周面に形成される表層４形成材料としては、上記特殊な導電性組成物が用いられるのであり、これが本発明の特徴である。上記特殊な導電性組成物は、ウレタン原料（Ａ成分）と、導電剤（Ｂ成分）と、低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂（Ｃ成分）と、粒径の異なる２種類の微細粒子からなる混合微細粒子（Ｄ成分）とを用いて得ることができる。

上記ウレタン原料（Ａ成分）は、ポリオール成分と、イソシアネート成分とを用いて得られる。

上記ポリオール成分としては、特に限定するものではなく、例えば、ポリエステルジオール，ポリエステルトリオール等のポリエステルポリオール、ポリカプロラクトン，ポリカーボネート，ポリオキシテトラメチレングリコール，ポリオキシプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

上記ポリエステルポリオールとしては、多塩基性有機酸とポリオールとから製造され、水酸基を末端基とするヒドロキシルポリエステルポリオールが好適に用いられる。上記多塩基性有機酸としては、例えば、シュウ酸，コハク酸，グルタル酸，アジピン酸，ピメリン酸，スベリン酸，アゼライン酸，セバシン酸，イソセバシン酸等の飽和脂肪酸、マレイン酸，フマル酸等の不飽和脂肪酸、フタル酸，イソフタル酸，テレフタル酸等の芳香族酸等のジカルボン酸、無水マレイン酸，無水フタル酸等の酸無水物、テレフタル酸ジメチル等のジアルキルエステル、不飽和脂肪酸の二量化によって得られるダイマー酸等があげられる。上記多塩基性有機酸とともに用いるポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキシレングリコール等のジオールや、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン等のトリオールや、ソルビトール等のヘキサオール等があげられる。

また、上記ポリエーテルポリオールとしては、環状エーテルの開環重合または共重合によって製造されるものが好適に用いられる。上記環状エーテルとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、α−メチルトリメチレンオキサイド、３，３′−ジメチルトリメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキサミン等があげられる。

そして、本発明において、上記ポリオール成分としては、上記一連のもののなかでも、耐摩耗性、強度、柔軟性のバランスの観点から、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）が好適に用いられる。

上記ポリオール成分の数平均分子量（Ｍｎ）は、１５００〜３０００の範囲が好ましく、特に好ましくは１５００〜２５００である。

上記ポリオール成分とともに用いられるイソシアネート成分としては、特に限定するものではなく、例えば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、３，３′−ビトリレン−４，４′−ジイソシアネート、３，３′−ジメチルジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートウレチジンジオン（２，４−ＴＤＩの二量体）、１，５−ナフチレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、オルトトルイジンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル等のジイソシアネート、トリフェニルメタン−４，４′，４″−トリイソシアネート等のトリイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらイソシアネート成分のなかでも、ＭＤＩが好適に用いられる。

上記イソシアネート成分の配合量は、上記ポリオール成分１００重量部（以下「部」と略す）１〜１００部の範囲に設定することが好ましい。特に好ましくは１〜５０部である。

上記Ａ成分とともに用いられる導電剤（Ｂ成分）としては、特に限定するものではなく先に述べたと同様に従来公知のもの、例えば、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、イオン導電剤（第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）等があげられる。

上記導電剤（Ｂ成分）の配合量は、上記ウレタン原料（Ａ成分）中のポリオール成分１００部に対して５〜６０部の範囲内に設定することが好ましい。特に好ましくは１０〜５０部である。すなわち、上記導電剤（Ｂ成分）が５部未満であると、導電性に対する効果が減少する傾向がみられ、逆に６０部を超えると、帯電性の向上効果が少なくなる傾向がみられるからである。

上記ウレタン原料（Ａ成分）および導電剤（Ｂ成分）とともに用いられる低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂（Ｃ成分）は、アクリル系単量体から誘導される直鎖状の構造部分である主鎖に、シロキサンから誘導される構造部分である側鎖がグラフト化したものである。そして、本発明では、このようなシリコーングラフトアクリル樹脂のなかでも、低分子量のものを用いることを特徴とする。このように低分子量のものを用いることにより、表面張力が下がりウレタン原料（Ａ成分）との相溶性が向上して、少量の使用によりコーティング時の液はじきの発生が改善され、その結果、均一、かつトナーに対する離型性の良好な表層とすることができる。本発明において、上記低分子量とは、具体的には、数平均分子量（Ｍｎ）３０００〜１００００の範囲をいう。特に好ましくはＭｎ＝５０００〜１００００の範囲である。すなわち、Ｍｎが３０００未満では、表層表面にブリードが生じ画像に悪影響をおよぼす傾向がみられ、１００００を超え大きくなり過ぎると、上記ウレタン原料（Ａ成分）との相溶性が低下して、表層形成の際に均一なコーティング膜を形成することが困難となって抵抗むらが大きくなり、画像に悪影響をおよぼす傾向がみられるからである。なお、上記シリコーングラフトアクリル樹脂（Ｃ成分）の数平均分子量（Ｍｎ）をはじめ、本発明における数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法によるポリスチレン換算の数平均分子量である。

上記低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂（Ｃ成分）の配合量は、上記ウレタン原料（Ａ成分）中のポリオール成分１００部に対して１〜２０部の範囲内に設定することが好ましい。特に好ましくは１〜１０部である。すなわち、Ｃ成分の配合量が１部未満では、充分なトナー帯電性やトナー離型性が得られ難く、２０部を超えると、ウレタン原料（Ａ成分）との相溶性が低下し、表層形成の際に均一なコーティング膜を形成することが困難となり抵抗ムラが大きくなり、画像に悪影響をおよぼす傾向がみられるからである。

そして、上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられる上記混合微細粒子（Ｄ成分）は、平均粒子径１０〜１４μｍの大粒径粒子（ｄ１）と平均粒子径３〜５μｍの小粒径粒子（ｄ２）からなるものであり、このような２種類の粒径の異なる微細粒子を用いることが大きな特徴である。これら微細粒子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，ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，尿素樹脂等があげられる。これらは、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。なかでも、分散性、粒径等の点からアクリル樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子が好適に用いられる。特に、上記大粒径粒子（ｄ１）としてウレタン樹脂粒子を用い、上記小粒径粒子（ｄ２）としてアクリル系樹脂粒子を用いることが、ウレタン樹脂粒子の柔軟性、アクリル樹脂粒子の粒子径の均一性の点から好適である。

上記大粒径粒子（ｄ１）では、平均粒子径が１０〜１４μｍに設定する必要がある。すなわち、大粒径粒子（ｄ１）の平均粒子径が１４μｍを超え大きくなりすぎると、表面粗度の絶対値が大きくなり、画像ががさつき、粗度のばらつきも大きくなる。また、上記小粒径粒子（ｄ２）では、平均粒子径が３〜５μｍの範囲に設定する必要がある。すなわち、小粒径粒子（ｄ２）の平均粒子径が３μｍ未満と小さくなり過ぎると、トナーの搬送性が無くなり、表面粗度のばらつきの抑制効果も無くなるからである。このように、上記各粒子の平均粒子径が上記範囲を外れると、得られるロールにおいて、均一かつ粗度プロファイル（輪郭）の密な粗面が形成されず、微細トナーの良好な搬送性が発揮されなくなるからである。なお、上記大粒径粒子（ｄ１）および小粒径粒子（ｄ２）のそれぞれの平均粒子径は、母集団から任意に抽出（例えば、１０点抽出）される試料を用い、顕微鏡等を利用して導出される値であり、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。

上記大粒径粒子（ｄ１）および小粒径粒子（ｄ２）からなる混合微細粒子の両者の混合重量比は、（ｄ１）／（ｄ２）＝０．２４〜０．６７の範囲に設定する必要がある。特に好ましくは（ｄ１）／（ｄ２）＝０．３０〜０．５０である。すなわち、上記混合重量比が０．２４未満では、小粒径粒子添加による効果（同一粗度でのトナー搬送性の向上効果、粗度のばらつき抑制効果）が得られず、また、混合重量比が０．６７を超えると、粒子高充填による表面硬度の上昇により、画像のかぶり性が悪化するからである。

そして、上記混合重量比に設定される各粒子の配合割合は、大粒径粒子（ｄ１）においては、上記ウレタン原料（Ａ成分）中のポリオール成分１００部に対して６〜１０部の範囲に設定することが好ましい。また、小粒径粒子（ｄ２）においては、上記ウレタン原料（Ａ成分）中のポリオール成分１００部に対して１５〜２５部の範囲に設定することが好ましい。すなわち、上記大粒径粒子（ｄ１）の配合割合が、６未満では、表面粗度の絶対値が小さくなり、トナー搬送量が少なくなるため、充分な画像濃度が得られ難くなる。逆に１０部を超えると、ロールの表面硬度が適正範囲より高くなる傾向がみられるからである。また、上記小粒径粒子（ｄ２）の配合割合が１５部未満では、小粒径粒子によるトナー搬送量の向上効果が低減する傾向がみられ、２５部を超えると、ロール硬度が硬くなり、かぶり特性が悪化する傾向がみられるからである。

なお、上記表層４形成材料である導電性組成物には、上記各成分に加えて、炭酸カルシウム，マイカ，シリカ，グラファイト等の充填剤、可塑剤、オイル、架橋促進剤、架橋遅延剤、老化防止剤、酸化亜鉛や酸化チタン等の着色剤等他の添加剤を適宜配合しても差し支えない。

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。すなわち、まず、前記ベース層２用の各成分をニーダーやロール等の混練機を用いて混練し、ベース層２形成材料を調製する。また、前記中間層３用の各成分を有機溶剤に配合して溶解することにより中間層３形成材料となるコーティング溶液を調製する。さらに、前記Ａ〜Ｃ成分および必要に応じて架橋剤等の各成分を有機溶剤に配合して溶解し、表層４形成材料である特殊な導電性組成物の溶液を調製する。

上記中間層３形成材料および表層４形成材料の調製に際して使用される有機溶剤としては、特に限定するものではないが、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン、アセトン、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロフラン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併用してもよい。

そして、上記中間層３形成材料であるコーティング溶液としては、配合成分の割合が溶液全体の２０重量％程度の濃度となるよう設定することが好ましい。また、上記表層４形成材料である導電性組成物の溶液としては、Ａ〜Ｄ成分および必要に応じて用いられる他の添加剤等の配合成分の割合が溶液全体の２０重量％程度の濃度となるよう設定することが好ましい。

ついで、軸体１となる芯金をセットした射出成形用金型内に、上記ベース層２形成材料を充填し、所定の条件（例えば、１８０〜２００℃×１５分）で加熱架橋を行う。その後、脱型して、軸体１の外周面に沿ってベース層２が形成されたベースロールを製造する。つぎに、上記ベース層２の外周面に、上記中間層３形成材料を塗布して中間層３を形成する。さらに、上記中間層３の外周面に、上記表層４形成材料である特殊な導電性組成物溶液を塗布して表層４を形成する。そして、所定の条件（例えば、１７０〜１８０℃×１時間）で加熱することにより、ベース層２の外周面に中間層３が形成され、さらにその外周面に表層４が形成された３層構造の現像ロール（図１参照）を作製することができる。

このようにして得られる現像ロールの表層４は、図２に示すように、導電性のウレタン樹脂層５中に、大粒径粒子６が分散され、さらに上記大粒径粒子６間の隙間に小粒径粒子７が入り込むよう分散されている。このため、表層４表面が微細でばらつきの小さい粗面に形成されることとなる。

なお、上記ベース層２の成形方法は、上記射出成形法に限定されるものではなく、注型成形法やプレス成形後、研磨する方法により作製しても差し支えない。また、上記各層形成材料の塗布方法は、特に制限するものではなく、従来公知のディッピング法、スプレーコーティング法、ロールコート法等があげられる。

このようにして得られる本発明の現像ロールにおいて、各層の厚みは、特に限定はないが、ベース層２の厚みは、０．５〜１０ｍｍの範囲内に設定するのが好ましく、特に好ましくは３〜６ｍｍの範囲内である。また、中間層３の厚みは、通常、１〜９０μｍの範囲内に設定され、好ましくは３〜３０μｍの範囲内であり、表層４の厚みは、通常、３〜１００μｍの範囲内に設定され、好ましくは５〜５０μｍの範囲内である。

なお、本発明の現像ロールは、前記図１に示したような３層構造に限定されるものではなく、中間層が形成されていない２層構造、もしくは４層以上の構造であっても差し支えない。ただし、現像ロールを構成する層のうち表層は、前記特殊な導電性組成物を用いて形成されている必要がある。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

まず、実施例および比較例に先立ち、現像ロールの表層形成材料として、下記に示す材料を準備した。

〔カーボンブラック〕
三菱化学社製、ダイアブラック♯３０３０

〔イソシアネート〕
ＭＤＩ（日本ポリウレタン工業社製、コロネートＨＸ）

〔シリコーングラフトアクリル樹脂ａ〕
下記の一般式（１）で表されるシリコーングラフトアクリル樹脂〔数平均分子量（Ｍｎ）：５０００、式（１）中、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は全てＣＨ₃で、ｎ＝２８、ｍ＝４、ｐ＝４である。〕

〔シリコーングラフトアクリル樹脂ｂ〕
上記一般式（１）で表されるシリコーングラフトアクリル樹脂〔数平均分子量（Ｍｎ）：１００００、式（１）中、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は全てＣＨ₃で、ｎ＝４０、ｍ＝８、ｐ＝８である。〕

〔シリコーングラフトアクリル樹脂ｃ〕
上記一般式（１）で表されるシリコーングラフトアクリル樹脂〔数平均分子量（Ｍｎ）：３００００、式（１）中、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は全てＣＨ₃で、ｎ＝１３０、ｍ＝２０、ｐ＝１０である。〕

〔シリコーングラフトアクリル樹脂ｄ〕
上記一般式（１）で表されるシリコーングラフトアクリル樹脂〔数平均分子量（Ｍｎ）：１０００００、式（１）中、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は全てＣＨ₃で、ｎ＝７００、ｍ＝３０、ｐ＝１０である。〕

〔微細粒子ａ〕
ウレタン樹脂粒子（平均粒径１０μｍ、Ｕ−６００Ｔ、根上社製）

〔微細粒子ｂ〕
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）粒子（平均粒径５μｍ、Ｍｘ５００、綜研社製）

〔微細粒子ｃ〕
ウレタン樹脂粒子（平均粒径１５μｍ、Ｃ４００、根上社製）

〔微細粒子ｄ〕
シリカ粒子（平均粒径１０μｍ、Ｃ１５１０、富士シリシア社製）

〔微細粒子ｅ〕
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）粒子（平均粒径３μｍ、Ｍｘ３００、綜研社製）

〔中間層形成材料の調製〕
Ｈ−ＮＢＲ（アクリロニトリル量：５０重量％、ヨウ素価：２３ｍｇ／１００ｍｇ）１００部と、ステアリン酸０．５部と、亜鉛華（ＺｎＯ）５部と、カーボンブラック（電気化学工業社製、デンカブラックＨＳ−１００）４０部と、ジチオカルバミン酸塩系架橋促進剤（ＢＺ）１部と、スルフェンアミド系架橋促進剤（ＣＺ）２部と、硫黄１部とを、ロールを用いて混練した後、これらをＭＥＫとトルエンの混合有機溶剤〔ＭＥＫ：トルエン（重量比）＝２：１〕に配合し溶解させて２０重量％濃度の中間層形成材料となるコーティング溶液を調製した。

〔表層形成材料の調製〕
後記の表１に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらを有機溶剤（ＭＥＫ）に配合して溶解し、２０重量％濃度のコーティング溶液である表層形成材料を調製した。

〔現像ロールの作製〕
軸体となる芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした金型内に、ベース層形成材料として導電性シリコーンゴム（信越化学工業社製、Ｘ３４−２６４Ａ／Ｂ）を充填した後、所定の条件（１９０℃×１５分）で加熱架橋を行った。その後、脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層が形成されたベースロールを作製した。ついで、上記ベース層の外周面に、上記中間層形成材料（コーティング溶液）を塗布して中間層を形成した。さらに、上記中間層の外周面に沿って上記表層形成材料であるコーティング溶液を塗布した後、１７０℃×１時間の条件でオーブン加熱加硫を行い、表層を形成した。このようにして、軸体の外周面にベース層が形成され、その外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に表層が形成された３層構造の現像ロールを作製した。なお、ベース層の厚みは５ｍｍ、中間層の厚みは２５μｍ、表層の厚みは１０μｍであった。

〔実施例２〜１５、比較例１〜６〕
表層形成材料として、下記の表１〜表３に示す材料を用いる以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製した。

このようにして得られた各現像ロールを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表４〜表６に併せて示した。

〔ロールの表面粗度〕
現像ロールの表面粗さに関して、中心線平均粗さ（Ｒａ），十点平均粗さ（Ｒｚ）を電子写真複写機に組み込む前（初期）と、電子写真複写機に組み込み１万枚の画像出しを行った後（耐久後）の状態についてそれぞれ測定した。なお、中心線平均粗さ（Ｒａ）は、ロール表面の表面粗さ（周方向）をサーフコム（東京精密社製）にて、ＪＩＳＢ０６０１：１９８２に準拠して測定した。すなわち、中心線平均粗さ（Ｒａ）は、凸凹に直角な平面で切断したとき、その切り口に現れる輪郭（これを断面曲線という）から、その平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸をとり表した粗さ曲線より求められる。また、十点平均粗さ（Ｒｚ）は、ロール表面の表面粗さ（周方向）を、サーフコム（東京精密社製）にて、ＪＩＳＢ０６０１：１９８２に準拠して測定した。すなわち、上記十点平均粗さ（Ｒｚ）は、凸凹に直角な平面で切断したとき、その切り口に現れる輪郭（これを断面曲線という）から、所定の波長より長い表面うねり成分をカットオフした粗さ曲線より求められる。

〔耐かぶり性〕
現像ロールを電子写真複写機に組み込み、実際に画像出しを行った。そして、画出し中に評価用マシンを強制停止させ、白地部分における感光ドラムへのトナー飛翔量を、テープ転写による濃度比較（マクベス濃度計により測定）により実施した。そして、その測定値が０．１５未満のものを○、０．１５〜０．２０のものを△、０．２０を超えるものを×として評価した。

〔耐がさつき性〕
評価用カートリッジ（レーザープリンターＬＢＰ−２５１０）に評価用の現像ロールを取り付けて上記カートリッジをレーザープリンターＬＢＰ−２５１０に組み込み、画像出しを行った。そして、目視により画像の確認を行い、トナー帯電不足によるばさつき感がみられなかったものを○、トナー帯電不足による若干のばさつき感がみられたものを△、トナー帯電不足による濃淡のばさつきがはっきりしているものを×として評価した。

〔トナー消費量〕
評価用カートリッジ（レーザープリンターＬＢＰ−２５１０）に評価用の現像ロールを取り付け、カートリッジの初期重量（Ｗ₀）を測定した。ついで、上記カートリッジをレーザープリンターＬＢＰ−２５１０に組み込み、高温高湿環境下にて８時間以上養生した後、この環境下で８０００枚の画像出し耐久を行った。耐久後、カートリッジを取り出し、通常環境下にて重量（Ｗ₁）を測定した。そして、この重量の差である減少量（Ｗ₀−Ｗ₁）をトナー消費量とした。

〔トナー搬送量〕
現像ロールを電子写真複写機に組み込み、非磁性一成分カラートナーを使用して、白紙を１枚画出し、そのときの現像ロール上のトナーをテープに転写し、テープに付着したトナーの重量を秤で測定した。そして、そのトナー重量をテープの面積で割り、単位面積あたりのトナーの重量を算出しトナー搬送量とした。

〔マクベス濃度〕
現像ロールを電子写真複写機に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの条件下において画像出しを行った。そして、べた黒画像における濃度をマクベス濃度計を用いて測定した。その結果、濃度が１．２未満のものを×、１．２〜１．４のものを△、１．４を超えるものを○として評価した。

上記結果から、実施例品は、充分な画像濃度であり、耐がさつき性および耐かぶり性に関しても良好な結果が得られた。

これに対して、微細粒子として平均粒子径が１５μｍと大きい粒子を用いた比較例１〜２品は、画像濃度，耐がさつき性および耐かぶり性のいずれかの評価が悪かった。さらに、平均粒子径が異なる２種類の粒子を混合したものの、その混合重量比が本発明の範囲を外れた比較例３〜４品のうち、比較例３品は、濃度不足となり、一方、比較例４品は、耐がさつき性および耐かぶり性に若干劣るものであった。また、微細粒子として平均粒子径１０μｍの粒子のみを用いた比較例５品は、耐がさつき性およびマクベス濃度に若干劣り、耐かぶり性評価が悪かった。そして、微細粒子として平均粒子径５μｍの粒子のみを用いた比較例６品は、表面粗度が小さいため濃度不足となり、硬くなったため耐かぶり性評価が悪かった。

本発明の現像ロールは、複写機，プリンター，ファクシミリ等の電子写真装置に用いられる現像ロールに好適に用いられる。

本発明の現像ロールの一例を示す断面図である。本発明の現像ロールの表層の一部分を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１軸体
２ベース層
３中間層
４表層

Claims

軸体と、この軸体の外周面に形成されるベース層と、このベース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、上記ベース層がシリコーンゴムを用いて形成され、上記表層が下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する導電性組成物を用いて形成されていることを特徴とする現像ロール。
（Ａ）ウレタン原料。
（Ｂ）導電剤。
（Ｃ）低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂。
（Ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）からなり、上記（ｄ１）と（ｄ２）の混合重量比が、（ｄ１）／（ｄ２）＝０．２４〜０．６７の範囲に設定されている混合微細粒子。
（ｄ１）平均粒子径１０〜１４μｍの大粒径粒子。
（ｄ２）平均粒子径３〜５μｍの小粒径粒子。
上記（Ｃ）成分である低分子量シリコーングラフトアクリル樹脂の数平均分子量が、３０００〜１００００の範囲である請求項１記載の現像ロール。
上記大粒径粒子（ｄ１）がウレタン樹脂粒子であり、上記小粒径粒子（ｄ２）がアクリル系樹脂粒子である請求項１または２記載の現像ロール。
上記ベース層と表層の間に中間層が形成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の現像ロール。