JP4812115B2 - 現像ロール - Google Patents

Description

本発明は、複写機，プリンター等の電子写真機器類に用いられる現像ロールに関するものである。

複写機，プリンター等の電子写真機器では、高画質の画像を得るようにする観点から、その電子写真機器に用いられる現像ロールには、トナー搬送性および耐トナーフィルミング性等の性能が要求されている。これら性能のうちトナー搬送性は、現像ロールの外周面を凹凸粗面に形成することにより発現され（例えば、特許文献１参照）、耐トナーフィルミング性は、現像ロールの最外層の樹脂形成材料（ポリマー種，配合組成）を適宜選択することにより、発現されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−３０４０５３号公報 特開２００４−２８５１１４号公報

ところで、現像ロールが層形成ブレードと圧接した状態で回転するタイプの電子写真機器では、長時間の使用により、現像ロールの外周面（凹凸粗面の凸部）が摩耗し、その外周面の粗面が平坦化される。このような状態になると、トナー搬送性および耐トナーフィルミング性が充分に発現されなくなり、現像ロールを新品に交換する必要がある。そして、最近、その現像ロールの交換サイクルを長くすること（現像ロールのロングライフ化）が求められている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナー搬送性および耐トナーフィルミング性の発現期間を長くす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たベースゴム層と、この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その外周面が凹凸粗面に形成された高分子材料製の中間層と、この中間層の外周面に形成され上記中間層の凹凸粗面に起因してその外周面に凹凸粗面が形成された高分子材料製の最外層とを有する現像ロールであって、上記最外層の形成材料がシリコーングラフト変性ウレタンを主材料とする材料であり、その上記最外層が下記（Ａ）および（Ｂ）の条件を満たしているという構成をとる。
（Ａ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６２５１（２００４年）で規定されている弾性率（Ｔｓ）が下記の式（１）を満たしている。
（Ｂ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６２５１（２００４年）で規定されている破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積が下記の式（２）を満たしている。

本発明者らは、現像ロールのトナー搬送性および耐トナーフィルミング性の発現期間を長くすべく、トナーに接する最外層の耐摩耗性を向上させることに着目し、研究を重ねた。その結果、最外層の凹凸粗面を、最外層に粗面形成用粒子を加えて形成するのではなく、その内側の中間層の表面を凹凸粗面とし、その凹凸粗面に起因して形成し、かつ、その最外層を上記（Ａ）および（Ｂ）の条件を満たすようにすると、最外層の耐摩耗性が向上し、その効果が長く持続することを突き止めた。すなわち、上記条件を満たす最外層を形成する場合、トナー搬送性を得るための凹凸粗面の形成は、最外層の内側の中間層の外周面を凹凸粗面に形成し、その中間層の凹凸粗面に起因して最外層の外周面を凹凸粗面に形成するようにすると、最外層の凹凸粗面がなだらかとなり、その凹凸粗面の凹部へのトナーの堆積が低減され、これにより、耐トナーフィルミング性が向上し、その効果が長く持続することを見出し、本発明に到達した。なお、上記式（１）における弾性率（Ｔｓ）の単位はＭＰａであり、上記式（２）における破断時引張応力（ＴＳｂ）の単位はＭＰａであり、切断時延び（Ｅｂ）の単位は％である。

本発明の現像ロールは、トナーに接する最外層の内側の中間層の外周面を凹凸粗面に形成し、その中間層の凹凸粗面に起因して最外層の外周面を凹凸粗面に形成しており、さらに、その最外層が上記（Ａ）および（Ｂ）の条件を満たしているため、最外層の耐摩耗性が向上し、トナー搬送性および耐トナーフィルミング性の発現期間を長くすることができる。

特に、上記最外層の形成材料が、シリコーングラフト変性ウレタンを主材料とする材料である場合には、耐トナーフィルミング性がより優れたものにすることができる。

また、上記最外層の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．３〜４．０μｍの範囲内である場合には、トナー搬送性がより優れたものにすることができる。

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。

図１は、本発明の現像ロールの一実施の形態を模式的に示している。この実施の形態の現像ロールは、軸体１と、この軸体１の外周面に形成されたベースゴム層２と、このベースゴム層２の外周面に形成された中間層３と、この中間層３の外周面に形成されトナーに接する最外層４とから構成されている。上記中間層３は、外周面が凹凸粗面に形成されており、それに起因して、最外層４の外周面も凹凸粗面に形成されている。そして、その最外層４は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６２５１（２００４年）で規定されている弾性率（Ｔｓ）が下記の式（１）を満たし、かつ、破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積が下記の式（２）を満たしている。

このように上記式（１）および式（２）を満たすようにすることにより、最外層４の耐摩耗性が向上し、トナー搬送性および耐トナーフィルミング性の発現期間を長くすることができる。このため、従来の現像ロールの交換サイクルが画出し１万枚程度毎であったのに対し、本発明の現像ロールでは、その交換サイクルが画出し１０万枚程度まで長くなる。すなわち、上記式（１）において、弾性率（Ｔｓ）が５００ＭＰａ（下限値）を下回ると、最外層４のタック性（粘着性）が増して耐トナーフィルミング性に劣るようになり、３０００ＭＰａ（上限値）を上回ると、最外層４が硬くなって割れ易くなる。また、上記式（２）において、破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積が上記式（２）の範囲を外れると、最外層４の破断エネルギが小さくなり、耐摩耗性に劣るようになる。ここで、上記弾性率（Ｔｓ），破断時引張応力（ＴＳｂ）および切断時延び（Ｅｂ）は、上記最外層４と同様の材料および製法で作製したシート材について測定したものであり、その測定には、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６２５１（２００４年）に準ずる引張試験機（例えば、ＡＥ−Ｆストログラフ、東洋精機製作所社製）が用いられる。

上記最外層４が上記式（１）および式（２）を満たすようにするには、最外層４の形成材料を適正に調製することが行われる。その最外層４の形成材料としては、シリコーングラフト変性ウレタンを主材料とし、これにカーボンブラック等の導電剤が含有されているものが用いられる。上記シリコーングラフト変性ウレタンとしては、グラフト変性率が２〜１０重量％の範囲内のものが好ましい。また、必要に応じて、添加剤等を適宜に添加してもよい。そして、上記形成材料は、例えばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の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。

そして、上記式（１）における弾性率（Ｔｓ）の調節は、上記最外層４の形成材料に配合する導電剤の種類や量、または架橋剤の種類や量を変えることにより行われ、上記式（１）を満たすようにするには、例えば、導電剤の配合割合を１〜５０重量％の範囲内に設定することが行われる〔導電剤の配合割合が増加するにつれて弾性率（Ｔｓ）が増加する〕。また、上記式（２）における破断時引張応力（ＴＳｂ）は、上記式（２）を満たすようにする観点から、２０ＭＰａ以上に設定することが好ましく、同様に、切断時延び（Ｅｂ）は、２５％以上に設定することが好ましい。これらのためには、上記形成材料のガラス転移点（Ｔｇ）を４０℃以下に設定することが行われる。このガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃以下のものは、シリコーングラフト変性ウレタンを構成するウレタン主鎖のポリオール成分として、ガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃以下のものを選択して合成することで得られ易い。

また、上記最外層４の外周面は、凹凸粗面に形成されており、トナー搬送性がより優れたものになる観点から、その算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．３〜４．０μｍの範囲内に設定されていることが好ましく、より好ましくは、０．８〜３．０μｍの範囲内である。ここで、上記算術平均粗さ（Ｒａ）は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１（１９９４年）に記載の規定によるものであり、その測定には、表面粗さ計（例えば、サーフコム４８０Ａ、東京精密社製）が用いられる。

上記最外層４の外周面の凹凸粗面の形成は、その最外層４の内側の中間層３の外周面を凹凸粗面に形成し、その中間層３の凹凸粗面に最外層４を形成することにより行われている。すなわち、上記中間層３の外周面の凹凸粗面に起因して、最外層４の外周面が凹凸粗面に形成されている。このようにして最外層４の外周面を凹凸粗面に形成することにより、最外層４の凹凸粗面がなだらかとなり、最外層４の凹凸粗面の凹部へのトナーの堆積が低減され、耐トナーフィルミング性が向上する。そして、最外層４の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）を上記０．３〜４．０μｍの範囲内（好ましい範囲内）に設定する観点から、中間層３の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、最外層４の厚み（通常、２〜１５μｍの範囲内）にもよるが、２〜５μｍの範囲内に設定することが好ましい。なかでも、最外層４の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）を上記０．８〜３．０μｍの範囲内（より好ましい範囲内）に設定する場合は、中間層３の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）を１．５〜３．８μｍの範囲内に設定することが好ましい。また、中間層３の凹凸粗面の凸部の傾斜面の傾斜角は、２０〜６０°の範囲内に設定することが好ましい。

上記中間層３の外周面を凹凸粗面に形成する方法としては、特に限定されないが、中間層３の形成材料として粒子３ａを含有させた材料を用いることにより形成された中間層３内に上記粒子３ａを分散させその粒子３ａ部分を凸部に形成する方法（図１ではこの方法による凹凸粗面を図示している），中間層３を形成した後にレーザエッチングすることにより中間層３の外周面に凹部を分布形成する方法等があげられる。また、中間層３の厚み（凹凸粗面の形成に粒子３ａを用いる場合は、その粒子３ａの存在しない凹部の厚み）は、特に限定されないが、通常、３〜３０μｍの範囲内に設定される。

上記中間層３の形成材料としては、下記の主材料にカーボンブラック等の導電剤が含有されているものが用いられる。その主材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリウレタン系エラストマー，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（ニトリルゴム：ＮＢＲ），水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（水素化ニトリルゴム：Ｈ−ＮＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ），天然ゴム，ブタジエンゴム（ＢＲ），アクリルゴム（ＡＣＭ），イソプレンゴム（ＩＲ），ヒドリンゴム（ＥＣＯ，ＣＯ），ウレタンゴム，フッ素ゴム，ポリエステル、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等があげられる。また、必要に応じて、添加剤等を適宜に添加してもよい。そして、上記形成材料は、例えばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の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。さらに、上記凹凸粗面の形成が粒子３ａによる場合は、この形成材料に粗面形成用の粒子３ａを含有させる。

上記粗面形成用の粒子３ａとしては、中間層３の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）を上記２〜５μｍの範囲内（好ましい範囲内）にする観点から、平均粒径を３〜３０μｍの範囲内に設定することが好ましく、なかでも、中間層３の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）を上記１．５〜３．８μｍの範囲内（より好ましい範囲内）にする場合は、平均粒径を１２〜１８μｍの範囲内に設定することが好ましい。なお、上記粒子３ａの平均粒径は、母集団から任意に抽出される試料１０個を用いて導出される平均値であり、粒子３ａの形状が真球状ではなく楕円球状（断面が楕円状の球）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３ａの粒径とする。また、上記粒子３ａの形成材料は、特に限定されるものではないが、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，シリコーン樹脂等があげられる。そして、上記粒子３ａの含有割合は、粒子３ａの粒径等にもよるが、上記中間層３の形成材料の主材料１００重量部に対して、３〜８０重量部の範囲内に設定することが好ましい。

上記中間層３の凹凸粗面の形成がレーザエッチングによる場合は、レーザ光として、通常、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ，エキシマレーザ等が用いられる。そして、そのレーザ光をレンズ系により微小な点状に収束させ、中間層３の外周面にレーザ光密度の高い点状部分を形成することにより、その点状部分で中間層３がレーザ光を吸収してアブレーション（溶発）を起こし、その点状部分に微小な凹部が形成される。例えば、上記レンズ系を上記ロール体の軸方向に沿って直線状に複数個配置することにより、上記レーザ光が点状に収束した点状部分を、中間層３の外周面に、軸方向に沿って一端縁から他端縁まで直線状に多数点在させるようにすると、それら点在部分を一度に凹部に形成することができる。さらに、上記ロール体を断続的に軸周りに回転させ、その回転に同調させて断続的にレーザ光を照射すると、上記最外層３の外周面に多数の凹部を分布形成することができる。

上記中間層３の内側のベースゴム層２の形成材料としては、通常、下記の主材料にカーボンブラック等の導電剤が含有されているものが用いられる。その主材料としては、特に限定されるものではなく、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），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），水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ），ポリウレタン系エラストマー等があげられる。なかでも、低硬度でへたりが少ない観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。また、必要に応じて、シリコーンオイル，加硫剤，加硫促進剤，滑剤，助剤等を適宜に添加してもよい。

上記ベースゴム層２の内側の軸体１は、特に限定されるものではなく、中実でも中空でもよい。また、上記軸体１の材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉄，鉄にめっきを施したもの，ステンレス，アルミニウム等があげられる。そして、上記軸体１の表面には、通常、接着剤やプライマー等が塗布される。さらに、上記接着剤やプライマー等は、必要に応じて、導電化してもよい。

上記現像ロールは、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、軸体１を成形用金型の中空部に同軸的にセットし、密封した後、ベースゴム層２の形成材料を注入する。ついで、それをオーブン等により加熱（通常、１５０〜２００℃の範囲内）し、上記ベースゴム層２を形成する。脱型後、そのベースゴム層２の外周面に、中間層３の形成材料（コーティング液）を、ロールコート法，スプレーコート法，ディッピング法等により塗布した後、乾燥および加熱処理（１２０〜２００℃×２０〜９０分間）を行うことにより、上記中間層３の形成材料（コーティング液）中の溶剤を除去し、硬化させる。そして、必要に応じてレーザエッチングを行う。これにより、外周面が凹凸粗面に形成された中間層３を形成する。さらに、その中間層３の外周面に、最外層４の形成材料（コーティング液）を、ロールコート法，スプレーコート法，ディッピング法等により塗布した後、乾燥および加熱処理（１２０〜２００℃×２０〜９０分間）を行うことにより、上記最外層４の形成材料（コーティング液）中の溶剤を除去し、硬化させ、外周面が凹凸粗面に形成された最外層４を形成する。このようにして、上記現像ロールを作製することができる。

なお、上記実施の形態では、現像ロールを、ベースゴム層２，中間層３および最外層４の３層構造としたが、ベースゴム層２と中間層３との間に、他の層を１層以上形成してもよい。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。

〔ベースロールの作製〕
まず、軸体としてアルミニウム製軸体を準備し、上記軸体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、上記軸体をセットし、円筒状金型と軸体との空隙部に、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（厚み５ｍｍ）付き軸体（ベースロール）を作製した。

〔中間層形成用溶液の調製〕
ポリウレタン系エラストマー（ＵＮ２７８、坂井化学工業社製）１００重量部と、カーボンブラック２０重量部と、架橋剤１０重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合して得られるポリマーの溶液に、平均粒径２０μｍのウレタン樹脂からなる粒子（バーノックＣＦＢ１００、大日本インキ化学工業社製）２０重量部を分散して混合、攪拌することにより、中間層形成用溶液を調製した。

〔最外層形成用溶液の調製〕
シリコーングラフト変性ウレタン（グラフト変性率５重量％）１００重量部と、カーボンブラック５０重量部と、架橋剤５重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合、攪拌することにより、最外層形成用溶液を調製した。

〔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い、ベースゴム層（厚み５ｍｍ）の外周面に中間層（厚み１０μｍ）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い、中間層の外周面に表層（厚み１μｍ）を形成した。このようにして、３層構造の現像ロールを作製した（図１参照）。

また、最外層の弾性率（Ｔｓ），破断時引張応力（ＴＳｂ），切断時延び（Ｅｂ）およびガラス転移温度（Ｔｇ）を、下記のようにして測定した。

〔最外層の弾性率（Ｔｓ），破断時引張応力（ＴＳｂ），切断時延び（Ｅｂ）の測定〕
上記最外層形成用溶液をロールコート法により板材の表面に塗工した後、乾燥および加熱処理を行い、最外層と同様の材料からなるシート（厚み３０μｍ）を作製した。そして、引張試験機（ＡＥ−Ｆストログラフ、東洋精機製作所社製）を用い、上記シートについて、弾性率（Ｔｓ），破断時引張応力（ＴＳｂ）および切断時延び（Ｅｂ）を測定した。その結果、弾性率（Ｔｓ）は５００ＭＰａ、破断時引張応力（ＴＳｂ）は２０ＭＰａ、切断時延び（Ｅｂ）は５０％であり、上記破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積は１０００となった。なお、この測定は、以降の実施例および比較例についても同様にして行った。

〔最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）の測定〕
上記最外層形成用溶液１０ｍｇを採取し、風乾にて溶剤を揮発させた残りの固形分をアルミニウム製容器に入れ、それをホルダユニットに載せ、電気炉内にセットした。そして、室温（２０℃）から昇温速度１０℃／分で１５０℃まで加熱した後、１５０℃のまま１０分間維持した。ついで、室温（２０℃）まで冷却し、その室温状態で１０分間維持した。つぎに、窒素雰囲気下で昇温速度１０℃／分で１５０℃まで再度加熱してＤＳＣ測定を行った。ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＴＧ−ＤＳＣシステムＴＡＳ−１００（リガク社製）の解析システムを用いて、ガラス転移温度（Ｔｇ）近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。その結果、ガラス転移温度（Ｔｇ）は１５℃であった。なお、この測定は、以降の実施例および比較例についても同様にして行った。

上記実施例１において、最外層形成用溶液を下記のものに代えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして現像ロールを作製した。

〔最外層形成用溶液の調製〕
シリコーングラフト変性ウレタン（グラフト変性率４重量％）１００重量部と、カーボンブラック２５重量部と、架橋剤３重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合、攪拌することにより、最外層形成用溶液を調製した。

そして、この最外層の弾性率（Ｔｓ）は７００ＭＰａ、破断時引張応力（ＴＳｂ）は３５ＭＰａ、切断時延び（Ｅｂ）は２００％であり、上記破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積は７０００となった。また、この最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）は２５℃であった。

上記実施例１において、最外層形成用溶液を下記のものに代えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして現像ロールを作製した。

〔最外層形成用溶液の調製〕
シリコーングラフト変性ウレタン（グラフト変性率６重量％）１００重量部と、カーボンブラック５５重量部と、架橋剤５重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合、攪拌することにより、最外層形成用溶液を調製した。

そして、この最外層の弾性率（Ｔｓ）は３０００ＭＰａ、破断時引張応力（ＴＳｂ）は２５ＭＰａ、切断時延び（Ｅｂ）は３０％であり、上記破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積は７５０となった。また、この最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）は４０℃であった。

上記実施例１において、最外層形成用溶液を下記のものに代えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして現像ロールを作製した。

〔最外層形成用溶液の調製〕
シリコーングラフト変性ウレタン（グラフト変性率５重量％）１００重量部と、カーボンブラック２０重量部と、架橋剤２重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合、攪拌することにより、最外層形成用溶液を調製した。

そして、この最外層の弾性率（Ｔｓ）は２０００ＭＰａ、破断時引張応力（ＴＳｂ）は１０ＭＰａ、切断時延び（Ｅｂ）は５０％であり、上記破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積は５００となった。また、この最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）は５℃であった。

上記実施例１において、最外層形成用溶液を下記のものに代えた。さらに、中間層形成用溶液に分散させる粒子を、平均粒径１５μｍのウレタン樹脂からなる粒子（アートパールＣ−４００、根上工業社製）４０重量部とした。それ以外は、上記実施例１と同様にして現像ロールを作製した。

〔最外層形成用溶液の調製〕
シリコーングラフト変性ウレタン（グラフト変性率５重量％）１００重量部と、カーボンブラック２０重量部と、架橋剤５重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合、攪拌することにより、最外層形成用溶液を調製した。

そして、この最外層の弾性率（Ｔｓ）は１４５０ＭＰａ、破断時引張応力（ＴＳｂ）は３０ＭＰａ、切断時延び（Ｅｂ）は１２０％であり、上記破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積は３６００となった。また、この最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）は２５℃であった。

上記実施例５において、中間層形成用溶液に分散させる粒子を、平均粒径１５μｍのウレタン樹脂からなる粒子（ダイミックビーズＵＣＮ５１５０Ｄ、大日精化社製）４０重量部とした。それ以外は、上記実施例５と同様にして現像ロールを作製した。

〔比較例１〕
上記実施例１において、最外層形成用溶液を下記のものに代えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして現像ロールを作製した。

〔最外層形成用溶液の調製〕
シリコーングラフト変性ウレタン（グラフト変性率５重量％）１００重量部と、カーボンブラック２５重量部と、架橋剤５重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合、攪拌することにより、最外層形成用溶液を調製した。

そして、この最外層の弾性率（Ｔｓ）は８０ＭＰａ、破断時引張応力（ＴＳｂ）は３０ＭＰａ、切断時延び（Ｅｂ）は２００％であり、上記破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積は６０００となった。また、この最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）は１４℃であった。

〔比較例２〕
上記実施例１において、最外層形成用溶液を下記のものに代えた。それ以外は、上記実施例１と同様にして現像ロールを作製した。

〔最外層形成用溶液の調製〕
シリコーングラフト変性ウレタン（グラフト変性率１０重量％）１００重量部と、カーボンブラック７５重量部と、架橋剤５重量部と、ＭＥＫ４００重量部とを混合、攪拌することにより、最外層形成用溶液を調製した。

そして、この最外層の弾性率（Ｔｓ）は３２００ＭＰａ、破断時引張応力（ＴＳｂ）は３８ＭＰａ、切断時延び（Ｅｂ）は１０％であり、上記破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積は３８０となった。また、この最外層のガラス転移温度（Ｔｇ）は６０℃であった。

このようにして得られた実施例１〜６および比較例１，２の各現像ロールについて、下記のようにして、摩耗量の測定および耐フィルミング性の評価を行い、その結果を下記の表１に併せて表記した。

〔現像ロールの摩耗量〕
このようにして得られた実施例１〜６および比較例１，２の各現像ロールを、図２に示す空回転治具にセットした。この空回転治具には、上記各現像ロール１１がセットされるカートリッジ１０と、セットされた現像ロール１１と平行かつ接触した状態で設置された回転自在の円柱体（鉄製の円柱状体の表面にニッケルめっきを被覆したもの）２０とが設けられており、上記カートリッジ１０には、上記現像ロール１１に平行かつ接触した状態で、トナー供給ロール１２および２本の層形成ブレード１３が設けられている。このような空回転治具において、現像ロール１１の回転速度を４００ｒｐｍに設定し、９０分間回転させた。そして、その回転の前後で現像ロール１１の外径を測定することにより、最外層の摩耗量（外径の減少量の半分）を算出した。この摩耗量が１μｍ未満のものが良品と評価できるものである。

〔耐フィルミング性〕
上記各現像ロールを市販の実機（プリンタ）に組み込み、２００００枚（モノクロ２０枚／分，カラー５枚／分）印刷した。その後、現像ロールを実機から取り出し、その現像ロールの表面に固着することなく付着しているトナーを取り除いた後、現像ロールの表面に固着しているトナー層の厚みを測定した。この測定は、現像ロールを厚み方向に切断し、その切断面を電子顕微鏡で見て行った。その結果、固着したトナーの厚みが０．４μｍ以下のものを◎、０．４μｍを超え１μｍ未満のものを○、１μｍ以上のものを×と評価した。

上記表１の結果から、実施例１〜６の現像ロールは、最外層の摩耗量が少なく、比較例１，２の現像ロールと比較して、耐フィルミング性にも優れていることがわかる。なかでも、実施例５，６の現像ロールは、最外層の摩耗量がより少なく、耐フィルミング性もより優れていることがわかる。これは、中間層内に分散している粒子の平均粒径，硬度（実施例５，６の粒子は他の実施例の粒子よりも柔らかい）等の違いによるものと推測される。

本発明の現像ロールの一実施の形態を模式的に示す、一部が破断した正面図である。 現像ロールを摩耗させる際に用いる空回転治具を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ 軸体
２ ベースゴム層
３ 中間層
４ 最外層

Claims (2)

1. 軸体と、この軸体の外周面に形成されたベースゴム層と、この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その外周面が凹凸粗面に形成された高分子材料製の中間層と、この中間層の外周面に形成され上記中間層の凹凸粗面に起因してその外周面に凹凸粗面が形成された高分子材料製の最外層とを有する現像ロールであって、上記最外層の形成材料がシリコーングラフト変性ウレタンを主材料とする材料であり、その最外層が下記（Ａ）および（Ｂ）の条件を満たしていることを特徴とする現像ロール。
   （Ａ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６２５１（２００４年）で規定されている弾性率（Ｔｓ）が下記の式（１）を満たしている。
   

   

   （Ｂ）日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６２５１（２００４年）で規定されている破断時引張応力（ＴＳｂ）と切断時延び（Ｅｂ）との積が下記の式（２）を満たしている。
   

   
2. 上記最外層の外周面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．３〜４．０μｍの範囲内である請求項１記載の現像ロール。

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