JP2021086056A

JP2021086056A - 電子写真機器用現像ロール

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Publication number: JP2021086056A
Application number: JP2019216100A
Authority: JP
Inventors: 里志遠藤; Satoshi Endo; 謙伍藤井; Kengo Fujii; 健太郎今井; Kentaro Imai; 巽　聡司; Soji Tatsumi; 聡司巽
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2021-06-03
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: US11774875B2; US20220260939A1; CN114556233A; CN114556233B; WO2021106773A1; JP7269159B2

Abstract

【課題】ロール端部からのトナー漏れが抑えられる電子写真機器用現像ロールを提供する。【解決手段】軸体１２と、軸体１２の外周面上に形成された弾性体層１４と、弾性体層１４の外周面上に形成された表層１６と、表層１６の外周面上で軸方向の両端部に形成された端部保護層１８と、を備えており、その端部保護層１８が、バインダーポリマーと、シアノ基を有する表面改質剤と、を含有している、電子写真機器用現像ロール１０とする。【選択図】図１

Description

本発明は、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おいて好適に用いられる電子写真機器用現像ロールに関するものである。

電子写真機器において、現像ロールなどの導電性ロールは、寿命まで安定的な画像を維持することが求められる。現像ロールでは、非画像形成領域であるロール端部の削れによるトナー漏れが、寿命までの安定的な画像の維持において問題となっている。この不具合を抑制するため、例えば特許文献１では、ロール端部に含フッ素樹脂を含む端部保護層を設け、摩耗によるロール端部の削れを抑えることが提案されている。

特開２０１８−５９９９３号公報

しかしながら、特許文献１のようにロール端部に含フッ素樹脂を含む端部保護層を設けるだけでは、ロール端部からトナーが漏れるトナー漏れが十分には抑えられない。

本発明が解決しようとする課題は、ロール端部からのトナー漏れが抑えられる電子写真機器用現像ロールを提供することにある。

本発明者らが鋭意検討した結果、ロール端部からのトナー漏れは、上記するようなロール端部の削れの他に、トナーが現像ロールと摺擦する（トナーが劣化する）ことでトナーの荷電性が低下し、現像ロールにトナーが担持されにくくなることも要因であることを突き止めた。そこで、本発明者らは、ロール端部の残電荷量を多くして、トナー劣化によるトナーの荷電性低下を、現像ロール側でのトナー担持力の向上により補い、ロール端部からのトナー漏れを電気的に抑えることに至った。

すなわち、本発明に係る電子写真機器用現像ロールは、軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周面上に形成された表層と、前記表層の外周面上で軸方向の両端部に形成された端部保護層と、を備え、前記端部保護層が、バインダーポリマーと、シアノ基を有する表面改質剤と、を含有することを要旨とするものである。

前記シアノ基を有する表面改質剤は、フッ素系の表面改質剤であることが好ましい。前記シアノ基を有する表面改質剤の含有量は、前記バインダーポリマー１００質量部に対し、０．１〜２０質量部の範囲内であることが好ましい。前記バインダーポリマーは、ポリウレタンであることが好ましい。前記端部保護層は、さらに熱伝導性材料を含有することが好ましい。前記熱伝導性材料は、アルミナ粒子であることが好ましい。

本発明に係る電子写真機器用現像ロールによれば、前記端部保護層がバインダーポリマーとシアノ基を有する表面改質剤とを含有することから、ロール端部の残電荷量が多くなり、ロール端部からのトナー漏れが抑えられる。

上記シアノ基を有する表面改質剤がフッ素系の表面改質剤であると、ロール端部の残電荷量が特に多くなり、ロール端部からのトナー漏れを抑える効果が向上する。そして、上記シアノ基を有する表面改質剤の含有量が上記バインダーポリマー１００質量部に対し０．１〜２０質量部の範囲内であると、ロール端部からのトナー漏れを抑える効果と端部保護層の摩耗を抑える効果のバランスに優れる。そして、上記バインダーポリマーがポリウレタンであると更に耐摩耗性に優れる。そして、上記端部保護層がさらに熱伝導性材料を含有すると、上記端部保護層の放熱性が向上し、熱によるトナーの劣化が抑えられ、トナーの荷電性低下によるロール端部からのトナー漏れを抑える効果が向上する。そして、熱伝導性材料がアルミナ粒子であると、熱伝導効率に優れ、上記端部保護層の放熱性に優れる。

本発明の一実施形態に係る電子写真機器用現像ロールの外観模式図である。図１に示す電子写真機器用現像ロールのＡ−Ａ線断面図である。

本発明に係る電子写真機器用現像ロール（以下、単に現像ロールということがある。）について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用現像ロールの外観模式図である。図２は、図１に示す電子写真機器用現像ロールのＡ−Ａ線断面図である。

現像ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周面上に形成された弾性体層１４と、弾性体層１４の外周面上に形成された表層１６と、表層１６の外周面上で軸方向の両端部に形成された端部保護層１８と、を備える。弾性体層１４は、現像ロール１０のベースとなる層（基層）である。現像ロール１０において、軸方向の中央部は画像形成領域となっており、軸方向の両端部は非画像形成領域となっている。表層１６は、軸方向の両端部の非画像形成領域において、端部保護層１８に覆われている。表層１６は、軸方向の中央部の画像形成領域において、端部保護層１８に覆われていない。表層１６は、軸方向の中央部の画像形成領域において、表面に現れている。また、特に図示しないが、必要に応じて、抵抗調整層等の中間層が、弾性体層１４と表層１６の間に形成されていてもよい。

軸体１２は、導電性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。軸体１２の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。つまり、弾性体層１４は、接着剤層（プライマー層）を介して軸体１２に接着されていてもよい。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行っても良い。

弾性体層１４は、架橋ゴムを含有する。弾性体層１４は、未架橋ゴムを含有する導電性ゴム組成物により形成される。架橋ゴムは、未架橋ゴムを架橋することにより得られる。未架橋ゴムは、極性ゴムであってもよいし、非極性ゴムであってもよい。

極性ゴムは、極性基を有するゴムであり、極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などを挙げることができる。極性ゴムとしては、具体的には、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、アクリルゴム（アクリル酸エステルと２−クロロエチルビニルエーテルとの共重合体、ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などを挙げることができる。極性ゴムのうちでは、体積抵抗率が特に低くなりやすいなどの観点から、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。

ヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体（ＧＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）などを挙げることができる。

ウレタンゴムとしては、分子内にエーテル結合を有するポリエーテル型のウレタンゴムを挙げることができる。ポリエーテル型のウレタンゴムは、両末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルとジイソシアネートとの反応により製造できる。ポリエーテルとしては、特に限定されるものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。ジイソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどを挙げることができる。

非極性ゴムとしては、シリコーンゴム（Ｑ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などが挙げられる。非極性ゴムのうちでは、低硬度でへたりにくい（弾性回復性に優れる）などの観点から、シリコーンゴムがより好ましい。

架橋剤としては、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤、脱塩素架橋剤を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で用いても良いし、２種以上組み合わせて用いても良い。

硫黄架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、塩化硫黄、チウラム系加硫促進剤、高分子多硫化物などの従来より公知の硫黄架橋剤を挙げることができる。

過酸化物架橋剤としては、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジアシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどの従来より公知の過酸化物架橋剤を挙げることができる。

脱塩素架橋剤としては、ジチオカーボネート化合物を挙げることができる。より具体的には、キノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−メチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−イソプロピルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、５，８−ジメチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネートなどを挙げることができる。

架橋剤の配合量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部の範囲内、より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

架橋剤として脱塩素架橋剤を用いる場合には、脱塩素架橋促進剤を併用しても良い。脱塩素架橋促進剤としては、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵと略称する。）もしくはその弱酸塩を挙げることができる。脱塩素架橋促進剤は、ＤＢＵの形態として用いても良いが、その取り扱い面から、その弱酸塩の形態として用いることが好ましい。ＤＢＵの弱酸塩としては、炭酸塩、ステアリン酸塩、２−エチルヘキシル酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸塩、フェノール樹脂塩、２−メルカプトベンゾチアゾール塩、２−メルカプトベンズイミダゾール塩などを挙げることができる。

脱塩素架橋促進剤の含有量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、０．１〜２質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

弾性体層１４には、導電性付与のため、導電剤を配合することができる。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物が挙げられる。導電性金属酸化物としては、導電性チタン酸化物、導電性亜鉛酸化物、導電性スズ酸化物などが挙げられる。イオン導電剤としては、第４級アンモニウム塩、第４級ホスホニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。また、弾性体層１４には、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

弾性体層１４は、架橋ゴムの種類、イオン導電剤の配合量、電子導電剤の配合などにより、所定の体積抵抗率に調整することができる。弾性体層１４の体積抵抗率は、用途などに応じて１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍ、１０^３〜１０^９Ω・ｃｍ、１０^４〜１０^８Ω・ｃｍの範囲などに適宜設定すればよい。体積抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して測定することができる。

弾性体層１４の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて０．１〜１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。

表層１６は、バインダーポリマーを少なくとも含む。バインダーポリマーとしては、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、ウレタンゴムなどを挙げることができる。これらのうちでは、耐摩耗性、柔軟性、導電制御性などの観点から、ウレタン樹脂が好ましい。

表層１６には、導電性付与のため、導電剤を配合することができる。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物が挙げられる。導電性金属酸化物としては、導電性チタン酸化物、導電性亜鉛酸化物、導電性スズ酸化物などが挙げられる。イオン導電剤としては、第４級アンモニウム塩、第４級ホスホニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。また、表層１６には、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、可塑剤、レベリング剤、充填剤、加硫促進剤、加工助剤、離型剤などを挙げることができる。

表層１６の体積抵抗率は、帯電性などの観点から、半導電領域に設定するとよい。具体的には、例えば、１．０×１０^７〜１．０×１０^１2Ω・ｃｍの範囲内に設定するとよい。体積抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して測定することができる。

表層１６の厚さは、特に限定されるものではなく、０．１〜２０μｍの範囲などに設定するとよい。表層１６の厚さは、レーザー顕微鏡（例えばキーエンス製「ＶＫ−９５１０」など）を用いて断面を観察することにより測定することができる。例えば任意の位置の５か所について、弾性体層１４の表面から表層１６の表面までの距離をそれぞれ測定し、その平均によって表すことができる。

端部保護層１８は、基本的な機能として、ロール端部の摩耗による端部からのトナー漏れを抑える機能を有する。そして、端部保護層１８は、バインダーポリマーと、シアノ基を有する表面改質剤と、を含有する。端部保護層１８がシアノ基を有する表面改質剤を含有することで、ロール端部の残電荷量が多くなるため、現像ロール１０と摺擦して劣化したトナーの荷電性が低下し、現像ロール１０にトナーが担持されにくくなる問題に対し、現像ロール１０側でのトナー担持力を向上させ、ロール端部からのトナー漏れを電気的に抑え、寿命末期まで画質を維持することができる。

シアノ基を有する表面改質剤としては、フッ素系の表面改質剤、シリコーン系の表面改質剤、アクリル系の表面改質剤、アクリルシリコーン系の表面改質剤などが挙げられる。シアノ基を有する表面改質剤は、これらのうちの１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、フッ素系の表面改質剤がより好ましい。シアノ基を有する表面改質剤がフッ素系の表面改質剤であると、ロール端部の残電荷量が特に多くなり、ロール端部からのトナー漏れを抑える効果が向上する。また、フッ素系の表面改質剤は、表面近傍に偏在しやすく、少量でも上記効果が高い。

フッ素系の表面改質剤としては、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。フッ素系界面活性剤は、含フッ素界面活性剤である。フッ素系の表面改質剤としては、ＤＩＣ製メガファックシリーズなどが挙げられる。シリコーン系の表面改質剤としては、シリコーンオイルなどが挙げられる。アクリル系の表面改質剤としては、アクリル系ポリマー、シリコーンアクリル系ポリマーなどが挙げられる。アクリル系ポリマーは、アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルの１種以上からなるアクリル系単独重合体またはアクリル系共重合体である。シリコーンアクリル系ポリマーは、シリコーン変性アクリル系ポリマーである。アクリルシリコーン系の表面改質剤としては、アクリル変性シリコーン系ポリマーなどが挙げられる。

端部保護層１８における、シアノ基を有する表面改質剤の含有量は、端部保護層１８のバインダーポリマー１００質量部に対し、０．１〜２０質量部の範囲内であることが好ましい。シアノ基を有する表面改質剤の含有量がバインダーポリマー１００質量部に対し０．１質量部以上であると、ロール端部からのトナー漏れを抑える効果に優れる。また、この観点から、シアノ基を有する表面改質剤の含有量は、バインダーポリマー１００質量部に対し、より好ましくは０．５質量部以上、さらに好ましくは１．０質量部以上である。そして、シアノ基を有する表面改質剤の含有量がバインダーポリマー１００質量部に対し２０質量部以下であると、バインダーポリマー量が確保されるため、端部保護層の摩耗を抑える効果に優れる。また、この観点から、シアノ基を有する表面改質剤の含有量は、バインダーポリマー１００質量部に対し、より好ましくは１５質量部以下、さらに好ましくは１０質量部以下である。

端部保護層１８のバインダーポリマーとしては、特に限定されるものではなく、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、ウレタンゴムが挙げられる。端部保護層１８のバインダーポリマーは、これらのうちの１種を単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。これらのうちでは、耐摩耗性に優れるなどの観点から、ウレタン樹脂やウレタンゴムなどのポリウレタンがより好ましい。

ポリウレタンとしては、分子内にエーテル結合を有するエーテル系ポリウレタンや、分子内にエステル結合を有するエステル系ポリウレタンなどが挙げられる。エーテル系ポリウレタンは、ポリオール成分としてポリエーテルポリオールを含む。ポリエーテルとしては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）などが挙げられる。エステル系ポリウレタンは、ポリオール成分としてポリエステルポリオールを含む。ポリエステルポリオールとしては、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキシレンアジペート、エチレンアジペートとブチレンアジペート、カーボネートジオール等との共重合体などが挙げられる。ポリウレタンのイソシアネート成分としては、特に限定されるものではないが、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）などが挙げられる。ポリウレタンのうちでは、耐摩耗性などの観点から、エステル系ポリウレタンがよりに好ましい。

端部保護層１８は、さらに熱伝導性材料を含有するとよい。熱伝導性材料を含有することで、端部保護層１８の放熱性が向上し、摩擦等の熱によるトナー劣化が抑えられ、トナーの荷電性低下によるロール端部からのトナー漏れを抑える効果が向上する。

熱伝導性材料の熱伝導率は、熱伝導性の観点から、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。熱伝導性材料としては、無機フィラーが挙げられる。熱伝導性に優れる無機フィラーとしては、アルミニウム、金、銅等の金属粒子や、黒鉛、グラファイト、炭素繊維等の炭素材料、酸化アルミニウム（アルミナ）、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、タルク、ベーマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素等のセラミックス粒子などが挙げられる。これらのうちでは、熱伝導効率に優れ、端部保護層１８の放熱性に優れるなどの観点から、アルミナ粒子が好ましい。

端部保護層１８における熱伝導性材料の含有量は、端部保護層１８の放熱性の向上効果に優れるなどの観点から、バインダーポリマー１００質量部に対し、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは２０質量部以上、さらに好ましくは３０質量部以上である。一方、耐摩耗性、端部保護層の樹脂強度などの観点から、端部保護層１８における熱伝導性材料の含有量は、バインダーポリマー１００質量部に対し、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは９０質量部以下、さらに好ましくは８０質量部以下である。

端部保護層１８には、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、導電剤、可塑剤、レベリング剤、充填剤、加硫促進剤、加工助剤、離型剤などを挙げることができる。

端部保護層１８の体積抵抗率は、端部保護層１８が画像形成領域を構成するものではないことから、特に限定されるものではない。端部保護層１８の体積抵抗率は、半導電領域から非導電領域に設定すればよい。具体的には、例えば、１．０×１０^７〜１．０×１０^１５Ω・ｃｍの範囲内に設定するとよい。体積抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して測定することができる。端部保護層１８の体積抵抗率は、端部保護層１８が画像形成領域を構成するものではないことから、画像形成領域である表層１６の体積抵抗率よりも高く設定されていてもよい。

端部保護層１８の厚さは、特に限定されるものではなく、０．１〜５．０μｍの範囲などに設定するとよい。端部保護層１８の厚さは、レーザー顕微鏡（例えばキーエンス製「ＶＫ−９５１０」など）を用いて断面を観察することにより測定することができる。例えば任意の位置の５か所について、表層１６の表面から端部保護層１８の表面までの距離をそれぞれ測定し、その平均によって表すことができる。端部保護層１８が所定の厚さを有することから、端部保護層１８の表面と表層１６の表面には段差が生じる。この段差は、画像形成領域のトナーがロール端部に移動する抑えとなるため、これによるトナー漏れの効果も得られる。

現像ロール１０は、軸体１２の外周面上に弾性体層１４を形成し、弾性体層１４の外周面上に表層１６を形成し、表層１６の外周面上で軸方向の両端部に端部保護層１８を形成することにより、製造することができる。

弾性体層１４は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、軸体１２をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋の導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化（架橋）させた後、脱型するか、あるいは、軸体１２の表面に未架橋の導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体１２の外周面上に弾性体層１４を形成する。

表層１６は、表層１６の形成材料（表層用組成物）を用い、これを弾性体層１４の外周面に塗工し、乾燥処理などを適宜行うことにより形成することができる。表層１６の形成材料は、希釈溶媒を含んでもよい。希釈溶媒としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ），メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ），メタノール，エタノールなどのアルコール系溶媒、ヘキサン，トルエンなどの炭化水素系溶媒、酢酸エチル，酢酸ブチルなどの酢酸系溶媒、ジエチルエーテル，テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、水などが挙げられる。

端部保護層１８は、端部保護層１８の形成材料（端部保護層用組成物）を用い、これを表層１６の外周面上で軸方向の両端部に塗工し、乾燥処理などを適宜行うことにより形成することができる。端部保護層１８の形成材料は、希釈溶媒を含んでもよい。希釈溶媒としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ），メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ），メタノール，エタノールなどのアルコール系溶媒、ヘキサン，トルエンなどの炭化水素系溶媒、酢酸エチル，酢酸ブチルなどの酢酸系溶媒、ジエチルエーテル，テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、水などが挙げられる。

以上の構成の現像ロール１０によれば、端部保護層１８がバインダーポリマーとシアノ基を有する表面改質剤とを含有することから、ロール端部の残電荷量が多くなり、ロール端部からのトナー漏れが抑えられる。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。

＜弾性体層用組成物の調製＞
導電性シリコーンゴム（信越化学工業社製、「Ｘ−３４−２６４Ａ／Ｂ、混合質量比Ａ／Ｂ＝１／１」）をスタティックミキサーにて混合することにより、弾性体層用組成物を調製した。

＜弾性体層の作製＞
軸体として直径６ｍｍの中実円柱状の鉄棒を準備し、その外周面に接着剤を塗布した。この軸体をロール成形用金型の中空空間にセットした後、調製した弾性体層用組成物を中空空間内に注入し、１９０℃で３０分間加熱して硬化させ、脱型した。これにより、軸体の外周面に沿って導電性シリコーンゴムよりなるロール状の弾性体層（厚さ３ｍｍ）を形成した。

＜表層の作製＞
熱可塑性ポリウレタン（東ソー社製、「ニッポラン５１９９」）１０質量部と、ポリエーテルジオール（２官能ポリプロピレングリコール）（ＡＤＥＫＡ社製、「アデカポリエーテルＰ−１０００」）６０質量部と、ポリイソシアネート（へキサメチレンジイソシアネート３量体）（東ソー社製、「コロネートＨＸ」）３０質量部と、電子導電剤（カーボンブラック）（ライオン社製、「ケッチェンＥＣ３００Ｊ」）３質量部と、イオン導電剤（テトラメチルアンモニウムクロリド）（東京化成工業社製）０．５質量部とを固形分濃度２０質量％となるようにＭＥＫに溶解し、三本ロールを用いて十分に混合、分散させた。調製した表層用組成物を弾性体層の外周面上にロールコートし、熱処理を施すことにより、弾性体層の外周面上に表層（厚さ１５μｍ）を形成した。

＜端部保護層の作製＞
表に記載の配合（質量部）となるように各成分を配合し、固形分濃度２５質量％となるように希釈溶媒（ＭＩＢＫ）で濃度調整し、端部保護層用組成物を調製した。次いで、端部保護層用組成物を表層の外周面上で軸方向の両端部（非画像形成領域）にロールコートし、熱処理を施すことにより、表層の外周面上で軸方向の両端部に端部保護層（厚さ１μｍ）を形成した。以上により、現像ロールを作製した。

端部保護層の材料として用いた材料は以下の通りである。
・熱可塑性ポリウレタン：日本ポリウレタン工業製「ニッポラン５１９６」
・ＰＰＧ系ポリオール：アデカ製「アデカポリエーテルＰ１０００」
・ＴＤＩ系イソシアネート：東ソー製「コロネートＬ」
・表面改質剤＜１＞：フッ素系（シアノ基有り）、東亞合成製「アロンＧＦ４００」
・表面改質剤＜２＞：シリコーン系（シアノ基有り）、合成品Ａ
・表面改質剤＜３＞：フッ素系（シアノ基無し）、ＤＩＣ製「メガファックＦ５５３」
・表面改質剤＜４＞：フッ素系（シアノ基無し）、ＤＩＣ製「メガファックＦ５６１」
・表面改質剤＜５＞：シリコーン系（シアノ基無し）、東亞合成製「サイマックＵＳ−２７０」
・熱伝導性フィラー＜１＞：酸化アルミニウム、昭和電工製「ＡＬ−１６０ＳＧ−３」
・熱伝導性フィラー＜２＞：酸化マグネシウム、協和化学工業製「キューワマグＭＦ３０」

（表面改質剤＜２＞の合成）
1００ｍＬの反応フラスコに、メタクリル酸メチル（試薬）９．９８ｇ（９８．６４ｍｍｏｌ）、アクリレート変性シリコーンオイル（信越化学工業製「Ｘ‐２２‐１７４ＤＸ」）１．６６ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）、メタクリロニトリル（試薬）０．０７ｇ（１ｍｍｏｌ）、ジメチル１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）（和光純薬工業製「ＶＥ−７３」）１．２４ｇ（４ｍｍｏｌ）及びＭＥＫ１０．５０ｇを仕込み、撹拌しながら５分間窒素バブリングを行った後、内液の温度８０℃にて７時間重合させた。その後、ＭＥＫ１９．４５ｇを仕込み固形分３０％の表面改質剤＜２＞（合成品Ａ）を得た。

作製した現像ロールを用い、トナー漏れの評価を行った。また、作製した現像ロールを用い、残電荷量の測定を行った。さらに、調製した端部保護層用組成物を用い、膜抵抗を測定した。端部保護層用組成物の配合組成（質量部）と評価結果を以下の表に示す。

（トナー漏れ）
作製した現像ロールを、ＨＨ環境（３２．５℃×８５％ＲＨ）で４時間養生した後、市販のカラーレーザープリンター（ブラザー工業製「ＨＬ-Ｌ９３１９ＣＤＷ」）に組み込み、ベタ白画像を１，０００枚連続印字した後、ロール端部を観察した。ロール端部からトナーが漏れていなければ、引き続き、ベタ白画像を１，０００枚連続印字し、ロール端部を観察した。これをロール端部からトナーが漏れるまで繰り返し、トナー漏れまでの耐久枚数を調べた。

（残電荷量）
作製した現像ロールに電源（アンプ）から電圧（１，０００μＡ）を印加し、印加停止して５秒後の端部保護層における残電荷量を表面電位計で測定した。

（膜抵抗）
端部保護層用組成物を離型ＰＥＴ上にバーコートし、熱処理することにより成膜した（厚さ１５〜３０μｍ）。得られた膜を離型ＰＥＴから剥がし、評価シートサンプルとした。電気抵抗率計（測定レンジ１０^４〜１０^１8Ω）（ケスレーインスツルメンツ製、「６５１７Ｂ型エレクトロメーター」）を用い、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠し、評価シートサンプルに印加電圧５００Ｖを印加したときの体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を測定した。

比較例１は、端部保護層が表面改質剤を含んでいない。比較例２〜４は、端部保護層は表面改質剤を含んでいるが、シアノ基を有する表面改質剤を含んでいない。このため、比較例１〜４は、ロール端部からのトナー漏れが発生しやすくなっている。一方、実施例は、端部保護層がシアノ基を有する表面改質剤を含んでいる。このため、実施例は、ロール端部からのトナー漏れが発生しにくくなっている。

そして、実施例２，５を比較すると、シアノ基を有する表面改質剤がフッ素系の表面改質剤であると、ロール端部からのトナー漏れを抑える効果が向上することがわかる。また、実施例４，６，７を比較すると、端部保護層が、シアノ基を有する表面改質剤に加えて熱伝導性材料を含むと、ロール端部からのトナー漏れを抑える効果が向上することがわかる。

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内で種々の改変が可能である。

１０現像ロール
１２軸体
１４弾性体層
１６表層
１８端部保護層

Claims

軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周面上に形成された表層と、前記表層の外周面上で軸方向の両端部に形成された端部保護層と、を備え、
前記端部保護層が、バインダーポリマーと、シアノ基を有する表面改質剤と、を含有することを特徴とする電子写真機器用現像ロール。
前記シアノ基を有する表面改質剤が、フッ素系の表面改質剤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。
前記シアノ基を有する表面改質剤の含有量が、前記バインダーポリマー１００質量部に対し、０．１〜２０質量部の範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真機器用現像ロール。
前記バインダーポリマーが、ポリウレタンで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。
前記端部保護層が、さらに熱伝導性材料を含有す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。
前記熱伝導性材料が、アルミナ粒子であることを特徴とする請求項５に記載の電子写真機器用現像ロール。