(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、前記軸体の外周に形成されたゴム弾性層と、を備え、
前記ゴム弾性層は、分散粒子を含有する共析めっき層と該共析めっき層の表面全体に形成されて前記分散粒子の露出表面を覆う被覆めっき層とが円筒状の成形型基材の型内面に形成されて前記型内面に前記分散粒子に基づく多数の凸部を有する成形型を用いて成形されてなり、
前記ゴム弾性層の表面には、下記の式（１）〜（３）を満たす凹部が多数形成され、かつ、該ゴム弾性層の表面には、トナー離型性を高める表層が厚さ１０μｍ以下に形成されていることを特徴とする電子写真機器用現像ロール。
１≦φ１≦１０・・・（１）
１≦ｄ・・・（２）
３０．０≦Ａｐ１≦７８．５・・・（３）
但し、
φ１：凹部の開口径（μｍ）
ｄ：凹部の深さ（μｍ）
Ａｐ１：ゴム弾性層表面の撮影画像を判別分析法を用いて二値化したときの凹部の面積割合（％）
【請求項２】
軸体と、前記軸体の外周に形成されたゴム弾性層と、を備え、
前記ゴム弾性層は、分散粒子を含有する共析めっき層と該共析めっき層の表面全体に形成されて前記分散粒子の露出表面を覆う被覆めっき層とが円筒状の成形型基材の型内面に形成されて前記型内面に前記分散粒子に基づく多数の凸部を有する成形型を用いて成形されてなり、
前記ゴム弾性層の表面には、下記の式（１）〜（３）を満たす凹部が多数形成され、かつ、該ゴム弾性層の表面には、トナー離型性を高める表面改質が施されていることを特徴とする電子写真機器用現像ロール。
１≦φ１≦１０・・・（１）
１≦ｄ・・・（２）
３０．０≦Ａｐ１≦７８．５・・・（３）
但し、
φ１：凹部の開口径（μｍ）
ｄ：凹部の深さ（μｍ）
Ａｐ１：ゴム弾性層表面の撮影画像を判別分析法を用いて二値化したときの凹部の面積割合（％）
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子写真機器用現像ロールのゴム弾性層の形成に用いる成形型の製造方法であって、
円筒状の成形型基材の型内面に、分散粒子を含有するめっき液を用いた共析めっきを行うことにより、前記分散粒子の一部が表面に露出した共析めっき層を形成する共析めっき工程と、
前記共析めっき層の表面全体にめっきを行うことにより、前記分散粒子の露出表面を覆う被覆めっき工程と、を備え、
前記型内面に前記分散粒子に基づく多数の凸部を形成することを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の電子写真機器用現像ロールの製造方法であって、
前記ゴム弾性層を、分散粒子を含有する共析めっき層と該共析めっき層の表面全体に形成されて前記分散粒子の露出表面を覆う被覆めっき層とが円筒状の成形型基材の型内面に形成されて前記型内面に前記分散粒子に基づく多数の凸部を有する成形型を用いて成形することを特徴とする電子写真機器用現像ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真機器用現像ロールおよび電子写真機器用現像ロールのゴム弾性層を型成形するのに好適な成形型の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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の現像ロールは、一般に、軸体の外周面にゴム材料などからなる弾性層が形成され、さらにその外周面に種々の機能を付与する目的などから表層が形成されたものなどが知られている。現像ロールは、感光ドラムなどの像担持体にトナーを搬送するものであり、現像ロールにトナー搬送機能を持たせるため、ロール表面を粗面化することがある。
【０００３】
例えば特許文献１には、軸体と、軸体の外周面に形成された弾性層と、弾性層の外周に形成された最外層とを有する現像ロールにおいて、最外層の外周面に多数の凹部を形成することにより粗面化することが記載されている。特許文献１には、レーザーエッチングによりアルミマスターロールに多数の凹部を形成し、これに対応する凸部を成形型の型内面に電鋳法で形成し、この成形型を用いて成形することにより現像ロールの弾性層の外周面に多数の凹部を形成することが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、軸体と、軸体の外周面に形成された弾性層と、弾性層の外周に粗さ形成用粒子を含む組成物により形成された保護層とを有する現像ロールにおいて、保護層の外周面付近に埋没する粗さ形成用粒子を取り除くことにより凹凸面を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３０９１２８号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、アルミマスターロールの凹部はレーザーエッチングにより形成されている。このため、現像ロールの表面には、開口径が大きくて深さの浅い凹部が形成される。そうすると、現像ロール表面の凹部内に収容されたトナー粒子は層形成ブレードにより押圧されやすく、トナー粒子へのストレスが発生するおそれがあった。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の技術は、保護層に凹部を形成するものである。このため、弾性層の表面に凹部を形成する場合には、この技術を適用することはできない。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、適切なトナー搬送量が得られるとともに、トナー粒子へのストレスをより低減できる電子写真機器用現像ロールを提供することにある。また、他の課題としては、このような電子写真機器用現像ロールを製造できる成形型の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用現像ロールは、軸体と、前記軸体の外周に形成されたゴム弾性層と、を備え、前記ゴム弾性層の表面には、下記の式（１）〜（３）を満たす凹部が多数形成されていることを要旨とするものである。
１≦φ１≦１０              ・・・（１）
１≦ｄ                     ・・・（２）
３０．０≦Ａｐ１≦７８．５  ・・・（３）
但し、
φ１：凹部の開口径（μｍ）
ｄ：凹部の深さ（μｍ）
Ａｐ１：ゴム弾性層表面の撮影画像を判別分析法を用いて二値化したときの凹部の面積割合（％）
【００１０】
この際、前記ゴム弾性層の表面には、トナー離型性を高める表面改質が施されていることが望ましい。あるいは、前記ゴム弾性層の表面には、トナー離型性を高める表層が形成されていることが望ましい。
【００１１】
一方、本発明に係る成形型の製造方法は、電子写真機器用現像ロールのゴム弾性層の形成に用いる成形型の製造方法であって、円筒状の成形型基材の型内面に、分散粒子を含有するめっき液を用いた共析めっきを行うことにより、前記分散粒子の一部が表面に露出した共析めっき層を形成する共析めっき工程と、前記共析めっき層の表面全体にめっきを行うことにより、前記分散粒子の露出表面を覆う被覆めっき工程と、を備え、前記型内面に前記分散粒子に基づく多数の凸部を形成することを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る電子写真機器用現像ロールによれば、弾性層の表面に多数の凹部が形成されているため、トナーの搬送を行う際に、この凹部内にトナー粒子を収容することができる。そして、この凹部の開口径および深さが特定の大きさに設定されているため、凹部に収容されたトナー粒子が層形成ブレードにより押し潰されるのを防止することができる。これにより、トナー粒子へのストレスをより低減できる。また、弾性層の表面に、多数の凹部が特定の割合で分布しているため、適切なトナー搬送量が得られるとともに、トナー粒子へのストレスをより低減できる。
【００１３】
そして、本発明に係る成形型の製造方法によれば、適切なトナー搬送量が得られるとともにトナー粒子へのストレスをより低減できる特徴的な表面構造を持った現像ロールの弾性層を形成できる成形型を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（周方向断面図）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層表面の拡大図であり、図１（ｂ）のＢ点の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層表面の撮影画像を判別分析法を用いて二値化した状態を表す模式図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る現像ロールの周方向断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層表面の拡大図であり、図４のＣ点の拡大図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層と層形成ブレードとが接触した状態の模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層表面の凹部内にトナー粒子が収容されている状態の模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る現像ロールのゴム弾性層を成形するのに好適な成形型の周方向断面図である。
【図９】本発明に係る成形型の製造方法の一例を説明する模式図である。
【図１０】実施例２の成形型の表面の拡大写真（ａ）と断面の拡大写真（ｂ）である。
【図１１】実施例２のゴム弾性層表面の拡大写真（ａ）とその３Ｄ写真（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の電子写真機器用現像ロール（以下、現像ロールということがある。）について、図を参照しつつ、詳細に説明する。電子写真機器用現像ロールは、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組み込まれる現像ロールであり、電子写真機器の内部に組み込まれる感光ドラムの周囲に配設されるものである。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る現像ロール１０の模式図および断面図である。図２は、現像ロール１０のゴム弾性層の表面構造を示す断面図である。図３は、現像ロール１０のゴム弾性層の表面の撮影画像を二値化した状態を表す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、現像ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成されたゴム弾性層１４とを備えている。現像ロール１０は、トナー離型性を高めるなどの観点から、ゴム弾性層の表面にトナー離型性を高める表面改質が施されていても良いし、ゴム弾性層の表面にトナー離型性を高める表層が形成されていても良い。
【００１８】
図２に示すように、ゴム弾性層１４の表面には多数の凹部１４ａが形成されている。これにより、ゴム弾性層１４の表面は粗面化されている。このゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａは、比較的開口径が小さくかつ深さが深いものとなっている。すなわち、このゴム弾性層１４の表面には、開口径φ１が１〜１０μｍで深さｄが１μｍ以上となる凹部１４ａが多数形成されている。また、ゴム弾性層１４の表面に占める凹部１４ａの面積割合は３０．０〜７８．５％にされている。つまり、ゴム弾性層１４の表面には、以下の式（１）〜（３）を満たす凹部１４ａが多数形成されている。
１≦φ１≦１０              ・・・（１）
１≦ｄ                     ・・・（２）
３０≦Ａｐ１≦７８．５      ・・・（３）
但し、
φ１：凹部の開口径（μｍ）
ｄ：凹部の深さ（μｍ）
Ａｐ１：ゴム弾性層表面の撮影画像を判別分析法を用いて二値化したときの凹部の面積割合（％）
【００１９】
ゴム弾性層１４は、例えば円筒形の成形型を用いて型成形することにより形成することができる。この方法によれば、ゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａ以外の部分は、円筒形の成形型の型内面の平滑な曲面形状が型転写されるため、凹凸の少ない平滑な曲面に形成される。ゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａ以外の部分は、このように、凹凸の少ない平滑な曲面に形成されることが好ましい。
【００２０】
ゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａは、互いに独立していることが好ましい。すなわち、ゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａは、隣り合う凹部１４ａとの間で重なり合わない状態にある（連なっていない状態にある）ことが好ましい。ゴム弾性層１４の表面に隣り合う凹部１４ａとの間で重なり合う凹部１４ａが存在する場合にも、極力その数を少なくすることが好ましい。凹部１４ａ同士が重なると、ゴム弾性層１４の表面の開口径が大きくなり、凹部１４ａ内のトナー粒子が層形成ブレードから受けるストレスが大きくなるおそれがあるからである。凹部１４ａ同士が重なりすぎるのを抑える方法としては、例えば、凹部１４ａが込みすぎないように凹部１４ａの数を調整することにより、ゴム弾性層１４の表面に占める凹部１４ａの面積割合Ａｐ１が特定の面積割合の範囲内となるように調整する方法などが挙げられる。
【００２１】
ゴム弾性層１４の表面に占める凹部１４ａの面積割合Ａｐ１が特定範囲より大きいと、凹部１４ａ同士が重なりすぎるおそれがある。これにより、ゴム弾性層１４の表面の開口径が大径化され、凹部１４ａ内のトナー粒子が層形成ブレードから受けるストレスが大きくなるおそれがある。その結果、トナー固着が生じやすくなる。一方、ゴム弾性層１４の表面に占める凹部１４ａの面積割合Ａｐ１が特定範囲より小さいと、凹部１４ａ以外の部分の面積割合が大きくなるため、凹部１４ａに収容できなかったトナー粒子が凹部１４ａ以外の部分で層形成ブレードによりストレスを強く受けるおそれがあり、層形成ブレードの表面にトナー固着が生じやすくなる。また、凹部１４ａの面積割合Ａｐ１が小さいため、トナー搬送量が低下しやすい。ゴム弾性層１４の表面に占める凹部１４ａの面積割合Ａｐ１としては、好ましくは７０％以下、より好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５０％以下である。
【００２２】
凹部１４ａの開口径φ１が特定範囲より大きいと、凹部１４ａ内のトナー粒子が層形成ブレードから受けるストレスが大きくなるおそれがある。これにより、トナー固着が生じやすくなる。一方、凹部１４ａの開口径φ１が特定範囲より小さいと、凹部１４ａ内にトナー粒子を収容できる量が少なすぎて、トナー搬送量が低下する。凹部１４ａの開口径φ１としては、より好ましくは３〜１０μｍの範囲内である。
【００２３】
凹部１４ａの深さｄが特定範囲より浅いと、凹部１４ａ内のトナー粒子が層形成ブレードから受けるストレスが大きくなるおそれがある。これにより、トナー固着が生じやすくなる。また、ゴム弾性層１４の外周に表層を設けた場合に、表層によりゴム弾性層１４の凹部１４ａが埋まりやすくなる。これにより、トナー搬送量が低下するおそれがある。凹部１４ａの深さｄとしては、より好ましくは２〜１０μｍの範囲内である。
【００２４】
凹部１４ａの開口径φ１の大きさは、ゴム弾性層１４の表面を観察することにより測定することができる。また、凹部１４ａの深さｄは、ゴム弾性層１４の周方向の断面を観察することにより測定することができる。これらの観察に際しては、例えば、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、ＶＫ−９５１０など）やマイクロスコープ（Ｎａｋａｄｅｎ製、Ｍｘ−１２００Ｅなど）などを用いることができる。
【００２５】
ゴム弾性層１４の表面に占める凹部１４ａの面積割合Ａｐ１を求めるに際し、撮影画像は、ゴム弾性層１４の表面の０．４×０．４ｍｍ以上のエリアを、少なくとも１０００×１０００ｄｐｉ以上の解像度にて撮影したものを用いると良い。このとき、画像上で、１ドットの大きさが、凹部１４ａの開口径φ１の１／１５以下になるように設定すると良い。撮影画像は、二値化しやすいようにモノクロ変換すると良い。また、画像上の照度むらを平滑化するために、平滑フィルタでノイズ除去すると良い。撮影画像の二値化は、モノクロ変換し、ノイズ除去した後の画像について、判別分析法を用いて行うと良い。そして、凹部１４ａの面積を計算するため、また、ノイズ除去しやすくするためには、二値化した画像を白黒反転処理し、凹部１４ａに対応する白色部分の内部に発生しているノイズを穴埋め除去した後、白色部分の面積を計測すると良い。面積の計測は、一般的に用いられる画像処理ソフトを用いて行なうことができる。図３には、ゴム弾性層１４表面の撮影画像を判別分析法を用いて二値化した状態を表す模式図を示す。
【００２６】
このような一連の画像処理には、一般的な顕微鏡を用いることができるが、特に、Ｎａｋａｄｅｎ製のマイクロスコープＭｘ−１２００Ｅなどを用いることが好ましい。一般的な顕微鏡では、例えば、ゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａの存在しない部分に焦点を合わせる作業を行なうが、マイクロスコープＭｘ−１２００Ｅでは、三次元深度合成画像を簡便に撮影できるので、凹凸のあるゴム弾性層１４の表面を、よりクリアに観察することができる。二値化処理は、例えば、ナノシステム株式会社製ＮａｎｏＨｕｎｔｅｒ  ＮＳ２Ｋ−Ｐｒｏ／Ｌｔなどを用いて行なうことができる。
【００２７】
ここで、このようなゴム弾性層１４の表面にトナー離型性を高める表層１６を形成した構成例については、図４および図５に示す。表層１６は、トナー離型性を高める機能に加え、ロール表面に、現像ロールの表面に求められる種々の機能を付与するものであって良い。図４に示すように、現像ロール２０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成されたゴム弾性層１４と、ゴム弾性層１４の外周に形成された表層１６とを備えている。
【００２８】
図５に示すように、ゴム弾性層１４の表面には多数の凹部１４ａが形成されている。これにより、ゴム弾性層１４の表面は粗面化されている。ゴム弾性層１４の表面に占める凹部１４ａの面積割合Ａｐ１は、上述する通りである。また、ゴム弾性層１４の表面には、特定の開口径φ１および深さｄを有する凹部１４ａが多数形成されている。凹部１４ａの開口径φ１および深さｄは、上述する通りである。
【００２９】
表層１６の厚みは、凹部１４ａの開口径φ１および深さｄとの関係によるが、１０μｍ以下であることが好ましい。表層１６の厚みが厚すぎると、ゴム弾性層１４の凹部１４ａが埋まってトナー搬送量が低下するおそれがある。また、ロール表面が平坦化されるため、トナー粒子が層形成ブレードから受けるストレスが大きくなるおそれがある。表層１６の厚みとしては、より好ましくは８μｍ以下である。一方、表層１６の厚みの下限値としては、機能層としての機能を十分に発揮するなどの観点から、２μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは５μｍ以上である。
【００３０】
また、ここで、このようなゴム弾性層１４の表面に行うトナー離型性を高める表面改質としては、例えば、次の１）〜５）に示す表面改質を挙げることができる。但し、Ｘ１は水素原子，アルカリ金属元素，アルカリ土類金属元素またはアルキル基、Ｘ２はハロゲン原子、ｎはＸ１の価数と同一の整数を表す。
【００３１】
１）トリクロロイソシアヌル酸を接触させることにより行う表面改質
２）チオール基を２つ以上有する化合物を接触させることにより行う表面改質
３）Ｘ１（ＯＸ２）ｎおよびＢＦ３を接触させることにより行う表面改質
４）分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物およびＢＦ３を接触させることにより行う表面改質
５）紫外線を照射することにより行う表面改質
【００３２】
１）の表面改質、３）の表面改質、４）の表面改質は、ゴム弾性層１４が、不飽和炭素−炭素二重結合を持つ有機成分を含有するポリマーにより形成されている場合に好適に適用することができる。２）の表面改質は、ゴム弾性層１４が、チオール基と反応する官能基を持つ有機成分を含有するポリマーにより形成されている場合に好適に適用することができる。
【００３３】
２）の表面改質を行うポリマーにおいて、チオール基と反応する官能基としては、不飽和炭素−炭素二重結合、ハロゲン基、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、メチロール基、カルボキシル基、カルボニル基などを挙げることができる。この点で、２）の表面改質は適用範囲が広い。
【００３４】
不飽和炭素−炭素二重結合を持つポリマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などを挙げることができる。
【００３５】
また、本来であれば不飽和炭素−炭素二重結合を持たないポリマーであっても、不飽和炭素−炭素二重結合を持つモノマー成分との共重合により不飽和炭素−炭素二重結合が導入されたポリマーとすることができる。このような、本来であれば不飽和炭素−炭素二重結合を持たないポリマーとしては、アクリルゴム（ＡＣＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ等）、シリコーン（Ｑ）、ウレタン（Ｕ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミドなどを挙げることができる。
【００３６】
不飽和炭素−炭素二重結合を持つモノマー成分としては、液状ゴム、ブタジエンジオールなどを挙げることができる。例えばウレタンの場合には、２液性ウレタン塗料に液状のブタジエンジオールを添加することにより、不飽和炭素−炭素二重結合をウレタン中に導入できる。
【００３７】
ハロゲン基を持つポリマーとしては、例えば、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ等）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などを挙げることができる。これらの他に、チオール基（−ＳＨ基）と反応する官能基を持つポリマー成分としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミドなどを挙げることができる。
【００３８】
１）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の表面の不飽和炭素−炭素二重結合にトリクロロイソシアヌル酸が付加する。このとき、トリクロロイソシアヌル酸に由来する塩素原子も付加する。塩素原子は、ゴム弾性層１４の表面だけでなく内部にも存在し、内部から表面に向けて塩素原子の存在量は傾斜して増大している。これらのことは、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）や核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などにより検出することができる。
【００３９】
１）の表面改質においては、トナー離型性に加え、ゴム弾性層１４の表面に新たな機能を追加できる化合物をトリクロロイソシアヌル酸とともにゴム弾性層１４の表面に接触させても良い。このような化合物としては、不飽和炭素−炭素二重結合とゴム弾性層１４の表面に機能を付与するための官能基（以下、特定の官能基ということがある。）とを有する化合物を挙げることができる。この場合、トリクロロイソシアヌル酸のイソシアヌル酸骨格を介して、不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物が、ゴム弾性層１４の表面に結合（付加）できる。これにより、ゴム弾性層１４の表面に、特定の官能基を有する有機基が、イソシアヌル酸骨格を介して結合され、ゴム弾性層１４の表面に表面改質が施される。
【００４０】
１）の表面改質において、トリクロロイソシアヌル酸とともに不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物を用いた場合に得られるゴム弾性層１４の表面構造の一例を下記の式１に示す。
【００４１】
【化１】
0005613081.tif 000002
【００４２】
ただし、Ｒ１は、特定の官能基を有する置換基である。Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、Ｒ１と同じ構造の置換基であっても良いし、Ｒ１とは異なる特定の官能基を有する置換基であっても良いし、アルキル基や水素基であっても良い。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４同士が互いに異なる特定の官能基を有する置換基であっても良いし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のうちの一部が同じ置換基であっても良い。より好ましくは、安定性などの観点から、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は水素基が良い。
【００４３】
特定の官能基としては、シリコーン基、パーフルオロアルキル基、エステル基、アミド基、イミド基、エーテル基、アリール基、イソシアネート基、アゾ基、ジアゾ基、ニトロ基、エポキシ基、カルボニル基、ヘテロ環基、メソイオン基、ハロゲン基、アミノ基、イミノ基、アルキル基、スルホン酸基、ヒドロキシ基、アシル基、ホルミル基、カルボン酸基、ウレア基、シアノ基などを挙げることができる。これらの官能基のうち１種類の官能基のみが含まれていても良いし、２種類以上の官能基が含まれていても良い。
【００４４】
ヘテロ環基としては、ピリジル基、イミダゾール基、オキサゾール基などを挙げることができる。また、メソイオン基としては、シドノン基、ミュンヘノン基などを挙げることができる。
【００４５】
特定の官能基が例えばシリコーン基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、付着物に対する優れた離型性とともに、特定の機能として低摩擦性を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばシリコーン基、パーフルオロアルキル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として耐汚性を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばアミド基やエステル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として荷電性（帯電性）を併せ持つことができる。特定の官能基が例えばエーテル基である場合には、ゴム弾性層１４の表面に、特定の機能として表面の電気抵抗を下げる帯電防止性を併せ持つことができる。特定の官能基がこれら以外の官能基の場合においても、ゴム弾性層１４の表面に、付着物に対する優れた離型性とともに、それぞれの官能基に基づく特有の機能を併せ持つことができる。
【００４６】
１）の表面改質においては、トリクロロイソシアヌル酸や不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物などを溶解させる溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、特に限定されるものではないが、エーテル系溶剤（ＴＨＦ、ジエチルエーテル、ジオキサンなど）、エステル系溶剤（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、ケトン系溶剤（アセトン、ＭＥＫなど）、アミド系溶剤（ＤＭＦ、ＤＭＡＣ、ＮＭＰなど）、第３級アルコール（ｔｅｒｔ−ブチルアルコールなど）、水などを挙げることができる。これらは、単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。また、１）の表面改質においては、さらに他の成分を用いることができる。他の成分としては、酸や塩基、金属塩などの触媒、界面活性剤などを挙げることができる。
【００４７】
２）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の表面に、チオール基を介してチオール基を２つ以上有する化合物が付加する。このことは、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）や核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などにより検出することができる。
【００４８】
チオール基を２つ以上有する化合物としては、鎖状構造に結合するチオール基を２つ以上有する鎖状のチオール化合物や、環状構造に結合するチオール基を２つ以上有する環状のチオール化合物などを挙げることができる。チオール基を２つ以上有する化合物は、複数種類の鎖状のチオール化合物および複数種類の環状のチオール化合物のうちの１種類のみであっても良いし、２種類以上の混合物であっても良い。
【００４９】
鎖状のチオール化合物において、鎖状構造は、炭化水素鎖で構成されていても良いし、炭化水素鎖中にエステル結合やエーテル結合などを有するものであっても良い。鎖状のチオール化合物は、比較的分子量が大きいものが好ましい。より具体的には、分子量が２００〜１０００の範囲内であることが好ましい。
【００５０】
鎖状のチオール化合物において、チオール基は、１級チオール基であっても良いし、２級チオール基であっても良い。より好ましくは、チオール基周りの立体障害を大きくすることでチオール基を２つ以上有する化合物の安定性に優れるなどの観点から、２級チオール基である。
【００５１】
２級チオール基を２つ以上有する鎖状のチオール化合物としては、１，４−ビス（３−メルカプトブチリルオキシ）ブタン、１，３，５−トリス（３−メルカプトブチリルオキシエチル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）などを挙げることができる。
【００５２】
環状のチオール化合物において、環状構造としては、トリアジン環、ベンゼン環、複素環、縮合環、スピロ環、炭素環などを挙げることができる。環状のチオール化合物は、比較的分子量が大きいものが好ましい。より具体的には、分子量が２００〜１０００の範囲内であることが好ましい。
【００５３】
チオール基を２つ以上有する環状のチオール化合物としては、トリチオシアヌル酸、１，２−ベンゼンジチオール、１，４−ベンゼンジチオール、１，３，５−ベンゼントリチオール、１，５−ジメルカプトナフタレンなどを挙げることができる。
【００５４】
チオール基を２つ以上有する化合物としては、特にトリチオシアヌル酸が好ましい。トリチオシアヌル酸を用いた場合、非共役電子の効果により、ゴム弾性層１４の比誘電率を高くでき、ゴム弾性層１４の帯電性や放電性を向上できる。
【００５５】
２）の表面改質においては、１）の表面改質の場合と同様、トナー離型性に加え、ゴム弾性層１４の表面に新たな機能を追加できる化合物を、チオール基を２つ以上有する化合物とともにゴム弾性層１４の表面に接触させても良い。このような化合物としては、チオール基と反応可能な官能基と、ゴム弾性層１４の表面に機能を付与するための官能基（特定の官能基）とを有する化合物を挙げることができる。
【００５６】
チオール基と反応可能な官能基としては、不飽和炭素−炭素二重結合、ハロゲン基、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、メチロール基、カルボキシル基、カルボニル基などを挙げることができる。特定の官能基は、ゴム弾性層１４の表面にさらに特定の機能を付与するための官能基であり、１）の表面改質において示したものと同様のものを挙げることができる。
【００５７】
チオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物を用いる場合、チオール基を２つ以上有する化合物を介して、チオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物がゴム弾性層１４の表面に結合（付加）できる。これにより、ゴム弾性層１４の表面に、特定の官能基を有する有機基が、チオール基を２つ以上有する化合物を介して結合され、ゴム弾性層１４の表面に表面改質が施される。
【００５８】
２）の表面改質において、チオール基を２つ以上有する化合物とともにチオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物を用いた場合に得られるゴム弾性層１４の表面構造の一例を、チオール基を２つ以上有する化合物の例としてトリチオシアヌル酸を挙げ、チオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物の例として不飽和炭素−炭素二重結合と特定の官能基とを有する化合物を挙げて、下記の式２に示す。但し、Ｒ１〜Ｒ４は、式１で示したものと同様のものである。
【００５９】
【化２】
0005613081.tif 000003
【００６０】
２）の表面改質においては、チオール基を２つ以上有する化合物やチオール基と反応可能な官能基と特定の官能基とを有する化合物などを溶解させる溶剤を用いることができる。このような溶剤としては、１）の表面改質において示したものと同様のものを挙げることができる。また、２）の表面改質においては、さらに他の成分を用いることができる。他の成分としては、酸や塩基、金属塩などの触媒、界面活性剤などを挙げることができる。
【００６１】
３）の表面改質または４）の表面改質を行うと、ゴム弾性層１４の不飽和炭素−炭素二重結合がハロゲン化され、下記の式３〜４に示す構造がゴム弾性層１４の表面部分に形成される。なお、式３〜４に示す構造を有していることは、ロール表面を、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）などにより分析すれば確認することができる。
【００６２】
【化３】
0005613081.tif 000004
【００６３】
【化４】
0005613081.tif 000005
【００６４】
３）の表面改質において、Ｘ１（ＯＸ２）ｎで表される化合物としては、より具体的には、例えば、メチルハイポクロライド、エチルハイポクロライド、第三級ブチルハイポクロライド、トリフルオロメチルハイポクロライドなどのアルキルハイポクロライド、メチルハイポフルオライド、エチルハイポフルオライド、第三級ブチルハイポフルオライド、トリフルオロメチルハイポフルオライドなどのアルキルハイポフルオライドなどといったアルキルハイポハライドや、次亜塩素酸や、次亜塩素酸リチウム、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸マグネシウム、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸塩などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用しても良い。
【００６５】
４）の表面改質において、分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物としては、より具体的には、例えば、Ｎ−クロロスクシンイミド、Ｎ−クロロフタルイミド、Ｎ−ブロムスクシンイミド、Ｎ−ブロムフタルイミドなどの酸イミドハロゲン化合物、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸などのイソシアヌル酸ハライド、ジクロロジメチルヒダントインなどのハロゲン化ヒダントインなどを例示することができる。
【００６６】
３）の表面改質あるいは４）の表面改質においては、Ｘ１（ＯＸ２）ｎやＢＦ３を接触させた後、あるいは、分子中に−ＣＯＮＸ２−結合を有する化合物やＢＦ３を接触させた後、水を含む液体でゴム弾性層１４の表面を洗い流すことが好ましい。これにより、ゴム弾性層１４の表面に水酸基が導入されやすくなる。
【００６７】
５）の表面改質において、紫外線の照射条件は、用いる紫外線照射装置の種類等に応じて適宜、決定される。一般には、照射強度：２０〜１５０ｍＷ／ｃｍ２程度、紫外線の光源と弾性層表面との距離：２０〜８０ｍｍ程度、照射時間：５〜３６０秒程度の条件が採用される。紫外線照射は、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中、大気中などで行うことができる。
【００６８】
これらの表面改質を行うことにより、ゴム弾性層１４の表面の硬さが増すため、トナー離型性を高めることができる。また、これらの表面改質を行うことにより、ゴム弾性層１４から成分がブルームするのを抑えるバリア効果も得られる。また、１）〜４）の表面改質では、ゴム弾性層１４の表面に対し、トナー離型性やその他の機能を高める分子や原子の共有結合が形成されるため、これらの機能の耐久性に優れる。また、５）の表面改質によっても、トナー離型性を高める機能の耐久性に優れる。
【００６９】
以上の構成の現像ロール１０は、上述するように、ロール表面に、ゴム弾性層１４に形成された凹部１４ａに基づく開口部を備える。そこで、このような表面構造を有する現像ロール１０により奏される作用効果について図を用いて説明する。なお、現像ロール２０は、ゴム弾性層１４の外周にさらに表層１６を有する構成であるが、ロール表面に、ゴム弾性層１４に形成された凹部１４ａに基づく開口部を備える点では現像ロール１０と同様の特徴を有しているため、現像ロール１０と同様の作用効果を奏する。
【００７０】
図６に示すように、現像ロール１０と層形成ブレード２２とが接触したときには、現像ロール１０の表面は層形成ブレード２２に押圧される。このとき、層形成ブレード２２に接触するのはゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａ以外の部分である。したがって、層形成ブレード２２の表面は、凹部１４ａ以外の部分（平滑面など）に面接触する。層形成ブレード２２の表面に接触するロール表面の面積は大きいため、ロール表面の凹凸形状が潰れにくい。このため、凹部１４ａ内のトナー粒子が層形成ブレード２２から受けるストレスが大きくなるのを抑えることができる。
【００７１】
また、ゴム弾性層１４の表面の凹部１４ａの深さを均一にすることに対し、凹部１４ａ以外の部分を平滑にすることのほうが容易である。例えば、円筒形の成形型を用いることにより、容易に凹部１４ａ以外の部分を平滑にすることができる。凹部１４ａ以外の部分が平滑であれば、層形成ブレード２２の表面はロール表面に均一に接触できる。これにより、層形成ブレード２２からの圧力がゴム弾性層１４の表面に均一にかかるため、ロール表面に均一なトナー層を形成でき、均一な画像が得られやすい。
【００７２】
また、図７に示すように、トナー粒子２４を搬送する際には、ロール表面の凹部１４ａにトナー粒子２４は収容される。このため、トナー粒子２４の搬送量が多くなりすぎず、適切なトナー搬送量にすることができる。
【００７３】
従来、現像ロールの構成としては、軸体と、軸体の外周面に形成された弾性層と、弾性層の外周に粗さ形成用粒子を含む組成物により形成された保護層とを有する構成が知られている。このような構成の場合、保護層中の粗さ形成用粒子によってロール表面に複数の凸部が形成される。この場合、層形成ブレードの表面はロール表面の凸部に点接触する。このため、ロール表面の凸部は応力集中により潰れやすい。そうすると、凸部と凸部との間のクリアランスに収容されているトナー粒子に層形成ブレードが接触しやすい。これにより、トナー粒子へのストレスが大きくなりやすい。
【００７４】
また、ロール表面の凸部は粗さ形成用粒子に基づくことから、粒子径の違いなどによりロール表面における凸部の高さがばらつきやすい。すなわち、ロール表面の高さがばらつきやすい。このため、層形成ブレードはロール表面に均一に接触しにくい。そうすると、層形成ブレードからの圧力がゴム弾性層の表面に均一にかかりにくくなる。
【００７５】
また、このような従来の構成では、トナー粒子は凸部と凸部との間のクリアランスに収容される。このため、トナー搬送量が多くなりやすい。
【００７６】
次に、現像ロール１０のゴム弾性層１４の形成に用いる成形型として好適な成形型と本発明に係る成形型の製造方法（以下、本製造方法ということがある。）について説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る現像ロール１０のゴム弾性層１４を成形するのに好適な成形型３０の周方向断面図である。図９は、本発明に係る成形型３０の製造方法の一例を説明する模式図である。
【００７７】
図８に示すように、成形型３０は、円筒状の成形型基材３２を有し、成形型基材３２の型内面にめっき３４が施されたものからなる。このような成形型３０は、本製造方法により製造することができる。
【００７８】
本製造方法は、円筒状の成形型基材３２の型内面に共析めっき層を形成する共析めっき工程と、共析めっき層の表面全体に被覆めっき層を形成する被覆めっき工程とを備えている。これらの工程を経て、成形型３０の型内面に、分散粒子に基づく多数の凸部を形成する。
【００７９】
共析めっき工程では、分散粒子を含有するめっき液を用いて無電解めっきを行う。無電解めっきにより分散粒子がめっき金属と共析する。これにより、図９（ａ）に示すように、成形型基材３２の型内面に、分散粒子３６ａを含有する共析めっき層３６を形成する。共析めっき工程では、分散粒子３６ａの一部（表面の一部）が表面に露出するようにめっき金属を成長させる。共析めっき層３６のめっき金属により、分散粒子３６ａは成形型基材３２の型内面に仮固定される。
【００８０】
被覆めっき工程では、分散粒子を含有しないめっき液を用いて無電解めっきを行う。これにより、図９（ｂ）に示すように、共析めっき層３６の上に被覆めっき層３８を形成する。分散粒子３６ａが樹脂粒子である場合には、被覆めっき工程に先立ち、樹脂粒子３６ａに無電解めっき用の触媒を吸着させると、樹脂粒子３６ａの表面にも無電解めっきを行うことができる。被覆めっき層３８を形成すると、被覆めっき層３８のめっき金属により分散粒子３６ａは覆われるため、分散粒子３６ａは成形型基材３２の型内面に確実に固定される。なお、被覆めっき工程では、めっき金属により分散粒子３６ａに基づく凸部を埋没させないようにする。
【００８１】
共析めっき層３６の厚みは、分散粒子３６ａの平均粒子径の大きさに関係するが、３〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。共析めっき層３６の厚みが３μｍ未満では、分散粒子３６ａの仮固定が不十分になりやすい。一方、共析めっき層３６の厚みが１５μｍを超えると、分散粒子３６ａの露出面積が小さくなりやすく、型内面の凸部の形成が不十分になりやすい。また、共析めっき層３６の厚みとしては、より好ましくは６〜１２μｍの範囲内である。なお、共析めっき層３６の厚みは、分散粒子３６ａが存在しない平坦部分における厚みである。
【００８２】
被覆めっき層３８の厚みは、分散粒子３６ａの平均粒子径の大きさや、分散粒子３６ａの露出の程度に関係するが、０．５〜５μｍの範囲内であることが好ましい。被覆めっき層３８の厚みが０．５μｍ未満では、分散粒子３６ａの固定が不十分になりやすい。一方、被覆めっき層３８の厚みが５μｍを超えると、分散粒子３６ａが埋没されて分散粒子３６ａに基づく凸部の形成が不十分になりやすい。被覆めっき層３８の厚みとしては、より好ましくは１〜３μｍの範囲内である。なお、被覆めっき層３８の厚みは、分散粒子３６ａが存在しない平坦部分における厚みである。
【００８３】
分散粒子３６ａとしては、アクリル粒子、スチレン粒子、ウレタン粒子、ナイロン粒子、シリコーン粒子、セルロース粒子、シリカ粒子などを挙げることができる。分散粒子３６ａとしては、単独種類のものを用いても良いし、複数種類のものを併用しても良い。このうち、めっき液への分散性に優れ、共析めっき層３６の表面に均一な凹凸表面を形成できるなどの観点から、アクリル粒子、スチレン粒子が好ましい。
【００８４】
分散粒子３６ａの平均粒子径は、トナー粒子の平均粒子径を考慮して、１５μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは１〜１２μｍの範囲内、さらに好ましくは３〜１０μｍの範囲内である。分散粒子３６ａとしては、平均粒子径の異なるものを併用しても良い。分散粒子３６ａの平均粒子径は、日機装社製マイクロトラック粒度分布測定装置ＵＰＡ−ＥＸ１５０型により測定できる。
【００８５】
分散粒子３６ａのめっき液への配合量としては、分散粒子３６ａの平均粒子径にも関係するが、分散粒子３６ａ同士が互いに密着しすぎないようにするため、０．１〜１００ｇ／Ｌの範囲内であることが好ましい。より好ましくは３〜２０ｇ／Ｌの範囲内である。分散粒子３６ａ同士が密着しすぎると、凹部１４ａ同士が重なりすぎて連なりやすくなる。
【００８６】
共析めっき工程に用いるめっき液（共析めっき用めっき液）には、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤、分散粒子３６ａなどが含まれる。金属イオンは、めっき金属のイオンである。めっき金属としては、ニッケル、コバルト、銅、金、銀などを挙げることができる。このうち、耐食性やコスト面などからニッケルが好ましい。還元剤としては、次亜リン酸、ジメチルアミンボラン、ヒドラジンなどを挙げることができる。このうち、めっき液の安定性などの観点から、次亜リン酸が好ましい。ｐＨ緩衝剤としては、乳酸、酢酸、コハク酸などを挙げることができる。
【００８７】
錯化剤としては、カルボン酸やアミン化合物を挙げることができる。錯化剤としては、カルボン酸のみを用いても良いし、アミン化合物のみを用いても良いし、カルボン酸とアミン化合物とを併用しても良い。カルボン酸とアミン化合物とを併用する場合には、めっき金属とともに分散粒子３６ａを高密度に共析させることができる。また、アミン化合物を用いる場合には、めっき金属を柱状に結晶成長させることができる。
【００８８】
アミン化合物としては、具体的には、グリシン、アラニン、エチレンジアミン、プロパンジアミンなどを挙げることができる。このうち、分散粒子３６ａの分散安定性が高いなどの観点から、グリシンが好ましい。カルボン酸としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸などを挙げることができる。このうち、特に分散粒子３６ａを高密度に共析させやすいなどの観点から、クエン酸が好ましい。錯化剤としては、特に、グリシンとクエン酸とを併用することが好ましい。
【００８９】
めっき液には、さらに、界面活性剤を配合することもできる。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを挙げることができる。このうち、分散粒子３６ａの分散度を高めることができるなどの観点から、カチオン性界面活性剤を配合することが好ましい。また、このように分散粒子３６ａを正電荷に帯電させてからめっき液中に添加することで、分散粒子３６ａの共析めっき層への共析量を上げることができる。
【００９０】
カチオン性界面活性剤としては、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、エチレンオキサイド付加型アンモニウムクロライドなどの４級アンモニウム塩型のものなどを挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、併用しても良い。また、両性界面活性剤としては、ラウリルベタイン、アミドプロピルベタイン、ジメチルアルキルベタイン等のベタイン型のものなどを挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、併用しても良い。カチオン性界面活性剤の配合量あるいは両性界面活性剤の配合量は、０．０１〜１０ｇ／Ｌの範囲内であることが好ましい。
【００９１】
分散粒子３６ａには、めっき液に対する濡れ性を高めるなどの目的で、めっき液に添加する前に、塩酸や硫酸などの酸によるエッチング処理などを施すこともできる。さらに、分散粒子３６ａを添加しためっき液を超音波処理して、分散粒子３６ａの分散度をさらに高めることもできる。
【００９２】
被覆めっき工程に用いるめっき液（被覆めっき用めっき液）には、金属イオン、還元剤、錯化剤、ｐＨ緩衝剤などが含まれる。また、このめっき液には、成形型３０を用いたゴム弾性層１４を成形したときの離型性を高めるなどの目的で、フッ素樹脂粒子を配合することが好ましい。このフッ素樹脂粒子は、上記の分散粒子３６ａよりも平均粒子径が小さく、トナー粒子と比べても小さいものである。このため、このフッ素樹脂粒子は、型内面に凸部として現れてゴム弾性層１４にトナー粒子を収容する凹部１４ａを形成するものではない。このようなフッ素樹脂粒子の平均粒子径の大きさとしては、０．５μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．３μｍ以下である。フッ素樹脂粒子としては、ＰＴＦＥ樹脂粒子などを挙げることができる。
【００９３】
以上のようにして、現像ロール１０のゴム弾性層１４の形成に用いる成形型として好適な成形型３０を製造することができる。成形型３０の型内面には、分散粒子３６ａに基づく多数の凸部が形成されている。分散粒子３６ａの平均粒子径の大きさを調整することにより、成形型３０の凸部の径の大きさを調整することができる。また、分散粒子３６ａのめっき液への配合量を調整することにより、成形型３０の型内面に占める凸部の面積割合を調整することができる。
【００９４】
このようにして得られた、型内面に多数の凸部を有する成形型３０を用いて現像ロール１０のゴム弾性層１４を成形することにより、ゴム弾性層１４の表面には、凸部に対応する凹部１４ａが多数形成される（型転写される）。このようにして形成されたゴム弾性層１４の表面に、上記する特徴を有する凹部１４ａを多数備えることができる。
【００９５】
現像ロール１０のゴム弾性層１４は、例えば上記の成形型３０の中空部に軸体１２をセットし、成形型３０と軸体１２との間の空隙部にゴム材料を注型して加熱架橋させた後、成形型３０から脱型することにより、軸体１２の外周に形成できる。得られたゴム弾性層１４の表面には、トナー離型性を高める必要に応じて、上記する表面改質が行われるか、表層１６が形成される。表面改質方法は、上記する通りである。
【００９６】
表層１６は、例えば、表層１６を形成するための塗料を調製し、調製した塗料をゴム弾性層１４の表面に塗工することにより形成することができる。塗工方法としては、ロールコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング法などを挙げることができる。塗工後には、塗料を乾燥させ、必要に応じて加熱架橋処理することにより、表層１６を形成できる。
【００９７】
次に、現像ロール１０の材料や構成などについて説明する。また、上記成形型３０の材料等について説明する。
【００９８】
軸体１２としては、導電性シャフトを挙げることができる。導電性シャフトとしては、金属製の中実体、金属製の円筒体、あるいは、これらにめっきが施されたものなどを挙げることができる。金属の種類としては、アルミニウム、ステンレスなどを挙げることができる。軸体１２の外周面には、ゴム弾性層１４との間の接着性を向上させるなどの目的で、接着剤やプライマなどを塗布しても良い。接着剤やプライマなどには、必要に応じて、導電化を行うことができる。
【００９９】
ゴム弾性層１４のゴム材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴムなどを例示することができる。このうち、層形成ブレードや感光体などの相手部材の押圧による弾性変形の回復に優れる（耐ヘタリ性が良好である）などの観点から、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましい。また、シリコーンゴムは、温度変化や湿度変化などの環境変化に対して体積変化しにくく、環境変化によるロールの外径変動が小さい利点も有するため、特に好ましい。
【０１００】
ゴム弾性層１４には、必要に応じて、導電剤、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、助剤、界面活性剤などの各種添加剤が適宜添加されていても良い。導電剤としては、カーボンブラックなどの電子導電剤や第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤など、一般的な導電剤を挙げることができる。
【０１０１】
ゴム弾性層１４は、発泡体であっても良いし、中実体であっても良い。ゴム弾性層１４の厚みは、０．１〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、１〜５ｍｍの範囲内である。
【０１０２】
表層１６の主材料としては、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）、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、ウレタンゴム等を挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併せて用いても良い。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好ましい。表層１６の材料には、主材料の他に、導電剤、可塑剤、レベリング剤などを含んでいても良い。
【０１０３】
成形型基材３２の材料としては、特に限定されるものではなく、Ｓ５５Ｃ等の炭素鋼材、ＳＡＣＭ６４５等のアルミニウムクロムモリブデン鋼材、Ａ５０５６等のアルミニウム合金、アルミニウム等を挙げることができる。
【実施例】
【０１０４】
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【０１０５】
（実施例１）
＜共析めっき液の調製＞
平均粒径１０μｍのアクリル粒子（根上工業製、アートパールＧＲ６００）１２ｇ／Ｌをカチオン性界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド）０．１ｇ／Ｌにより水中に分散させて、分散粒子の分散液を調製した。次いで、硫酸ニッケル六水和物２０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウム一水和物（還元剤）２５ｇ／Ｌ、乳酸（錯化剤）２７ｇ／Ｌ、プロピオン酸（錯化剤）２．５ｇ／Ｌよりなる基本めっき液中に、分散粒子の分散液を添加して、ｐＨ４．８の共析めっき液を調製した。
【０１０６】
＜被覆めっき液の調製＞
平均粒径０．２μｍのＰＴＦＥ微粒子１０ｇ／Ｌをカチオン性界面活性剤（ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド）０．２ｇ／Ｌにより水中に分散させて、成形型の離型処理用分散液を調製した。次いで、硫酸ニッケル六水和物２０ｇ／Ｌ、次亜リン酸ナトリウム一水和物（還元剤）２５ｇ／Ｌ、乳酸（錯化剤）２７ｇ／Ｌ、プロピオン酸（錯化剤）２．５ｇ／Ｌよりなる基本めっき液中に、離型処理用分散液を添加して、被覆めっき液を調製した。
【０１０７】
＜成形型の作製＞
内径１２ｍｍの円筒形金型基材の型内面に、共析めっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間６０分の条件で無電解めっきを行った（めっき厚み１１μｍ）。次いで、無電解めっきを行った型内面を水洗後、アミノカルボン酸系界面活性剤（奥野製薬工業（株）製、「コンディライザーＳＰ」）に、５０℃×１０分間浸漬し、表面調整を行った。その後、スズ−パラジウムコロイド（奥野製薬工業（株）製、「ＯＰＣ−８０キャタリスト」）中に２５℃×１０分間浸漬し、触媒前駆体の吸着処理を行った。水洗後、１０質量％の塩酸水溶液に２５℃×１０分間浸漬し、パラジウム触媒活性化を行った。次いで、水洗後、被覆めっき液を用いて、めっき液温度９０℃、めっき時間１０分の条件で無電解めっきを行った（めっき厚み２μｍ）。これにより、型内面に分散粒子を固定化し、円筒形金型基材の型内面に凸形状を得た。これにより、成形型を作製した。
【０１０８】
＜ゴム弾性層組成物の調製＞
導電性シリコーンゴム（信越化学工業（株）製、「Ｘ−３４−２６４Ａ／Ｂ」、混合質量比Ａ／Ｂ＝３０／７０）をスタティックミキサにて混合することにより、Ｃ＝Ｃ結合を表面に残したシリコーンゴムを含むゴム弾性層組成物を調製した。
【０１０９】
＜表層組成物の調製＞
ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９、日本ポリウレタン社製）１００質量部に対して、カーボンブラック（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業社製）１０質量部をボールミルを用いて混練した後、ＭＥＫ４００質量部を加えて混合・攪拌することにより、表層組成物を調製した。
【０１１０】
＜表面改質剤の調製＞
トリクロロイソシアヌル酸（東京化成工業社製）５質量部、Ｃ＝Ｃ結合含有シリコーンオイル（信越シリコーン社製、Ｘ−２２−１７４ＤＸ）１質量部、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール８０質量部、酢酸エチル２０質量部を混合することにより、表面改質剤を調製した。
【０１１１】
＜現像ロールの作製＞
成形型に導電性シャフト（φ６ｍｍ、長さ２７０ｍｍ）を同軸にセットし、金型内にゴム弾性層組成物を注入し、１９０℃で３０分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍのゴム弾性層を形成した。このゴム弾性層の外周面には、成形型の型内面に形成された多数の凸部に対応する多数の凹部が型転写により形成されている。次いで、このゴム弾性層の外周面に、ロールコート法により、表層組成物をコーティングした後、１７０℃で６０分熱処理して、厚さ５μｍの表層を形成した。以上のようにして、実施例１に係る現像ロールを作製した。
【０１１２】
（実施例２〜３）
共析めっき液に添加するアクリル粒子の添加量と界面活性剤の添加量を表１に記載の量とし、表層の厚みを表１に記載の厚みとした以外は実施例１と同様にして、実施例２〜３に係る現像ロールを作製した。
【０１１３】
（実施例４）
共析めっき液に添加するアクリル粒子として平均粒子径６μｍのアクリル粒子（根上工業社製、アートパールＧＲ８００）を用い、このアクリル粒子の添加量を１２ｇ／Ｌとし、界面活性剤の添加量を０．２ｇ／Ｌとし、共析めっきの時間を３０分とし、形成する共析めっき層の厚みを５．５μｍとし、表層の厚みを３μｍとした以外は実施例１と同様にして、実施例４に係る現像ロールを作製した。
【０１１４】
（実施例５）
共析めっき液に添加するアクリル粒子として平均粒子径２μｍのアクリル粒子（根上工業社製、アートパールＪ４ＰＹ）を用い、このアクリル粒子の添加量を１２ｇ／Ｌとし、界面活性剤の添加量を０．５ｇ／Ｌとし、共析めっきの時間を１５分とし、形成する共析めっき層の厚みを２．３μｍとし、表層の形成に代えてゴム弾性層の表面改質を室温で行った以外は実施例１と同様にして、実施例５に係る現像ロールを作製した。
【０１１５】
（実施例６）
表層の形成に代えてゴム弾性層の表面改質を行った以外は実施例１と同様にして、実施例６に係る現像ロールを作製した。
【０１１６】
（比較例１）
＜転写用型の作製＞
ゴム弾性層の外径と同径のアルミニウム製円柱体を準備し、そのアルミニウム製円柱体の外周面に、レーザエッチングを施すことにより、多数の凹部を分布形成した。このときのレーザエッチングの条件は、レーザ光の種類：Ｎｄ−ＹＡＧレーザ、出力：５０Ｗとし、アルミニウム製円柱体を出力：３５Ａ、周波数：５ｋＨｚ、照射スピード：１０３０ｍｍ／秒にて回転させながら、幅５０ｍｍずつアルミニウム製円柱体の外周面にレーザを照射した。このようにしてアルミマスターロールを得、それを用いて電鋳法により転写用型を作製した。
【０１１７】
＜現像ロールの作製＞
上記転写用型を用いて成形（１９０℃×３０分間）することにより、導電性シャフト（φ６ｍｍ、長さ２７０ｍｍ）の外周面にゴム弾性層（厚み３ｍｍ、長さ２４０ｍｍ）を形成した。これにより、ゴム弾性層の外周面に、多数の凹部を分布形成した。次いで、実施例５と同様、ゴム弾性層の表面改質を行った。これにより、比較例１に係る現像ロールを作製した。
【０１１８】
（比較例２）
アクリル粒子の添加量を６ｇ／Ｌとし、界面活性剤の添加量を０．１ｇ／Ｌとした以外は実施例４と同様にして、比較例２に係る現像ロールを作製した。
【０１１９】
（比較例３）
共析めっき液に添加するアクリル粒子として平均粒子径１４μｍのアクリル粒子（根上工業社製、アートパールＧＲ４００）を用い、このアクリル粒子の添加量を１２ｇ／Ｌとし、界面活性剤の添加量を０．１ｇ／Ｌとし、共析めっきの時間を９０分とし、形成する共析めっき層の厚みを１６．５μｍとし、表層の厚みを８μｍとした以外は実施例１と同様にして、比較例３に係る現像ロールを作製した。
【０１２０】
（比較例４）
表層の厚みを１２μｍとした以外は実施例１と同様にして、比較例４に係る現像ロールを作製した。
【０１２１】
（比較例５）
アクリル粒子の添加量を３６ｇ／Ｌとし、界面活性剤の添加量を０．６ｇ／Ｌとし、表層の厚みを３μｍとした以外は実施例１と同様にして、比較例５に係る現像ロールを作製した。
【０１２２】
（比較例６）
アクリル粒子の添加量を９ｇ／Ｌとし、界面活性剤の添加量を０．１５ｇ／Ｌとし、表層の形成に代えてゴム弾性層の表面改質を行った以外は実施例４と同様にして、比較例６に係る現像ロールを作製した。
【０１２３】
各現像ロールのゴム弾性層について、凹部の開口径φ１、凹部の深さｄ、ゴム弾性層表面に占める凹部の面積割合Ａｐ１を測定した。また、表層を有する構成の現像ロールについては、さらに表層の厚みを測定した。測定方法は以下の通りである。また、作製した各現像ロールを用いて、トナー搬送量とトナー固着性を調べた。測定方法は以下の通りである。
【０１２４】
（凹部の開口径φ１）
ゴム弾性層の外周表面の任意の位置を、Ｎａｋａｄｅｎ製「Ｍｘ−１２００Ｅ」で拡大観察することにより、ゴム弾性層の凹部の開口径φ１を測定した。
【０１２５】
（凹部の深さｄ）
ロール中央部で周方向に切断した断面の任意の位置を、Ｎａｋａｄｅｎ製「Ｍｘ−１２００Ｅ」で拡大観察することにより、ゴム弾性層の凹部の深さｄを測定した。
【０１２６】
（凹部の面積割合Ａｐ１）
ゴム弾性層の外周表面の任意の位置を、Ｎａｋａｄｅｎ製Ｍｘ−１２００Ｅで拡大し、０．５×０．４ｍｍの領域を１２８０×１０２４ｄｐｉの解像度で取り込んだ。次いで、得られた画像をモノクロ変換し、画像上の照度むらを平滑化するために平滑フィルタでノイズ除去した。次いで、ナノシステム株式会社製ＮａｎｏＨｕｎｔｅｒ  ＮＳ２Ｋ−Ｐｒｏ／Ｌｔを用いて、判別分析法により二値化処理した。次いで、二値化した画像を白黒反転処理し、画像中で白色となっている凹部内のノイズを除去（白色部分の内部にある黒色部分を穴埋めした）した後、この白色部分の面積を計測した。この白色部分が凹部である。
【０１２７】
（表層の厚み）
現像ロールのロール中央部の３箇所について各３点の膜厚を測定し、合計９点の膜厚の平均値を表層の厚みとした。より具体的には、ロール中央部で周方向に切断した断面を、Ｎａｋａｄｅｎ製「Ｍｘ−１２００Ｅ」で１０００倍に拡大して観察し、測定した。
【０１２８】
（トナー搬送量）
各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（沖データ社製「Ｃ５９００」）に組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下にてシアンカートリッジで白ベタ画像出しを行い、その時の現像ロール上６．３ｃｍ２の範囲にあるトナー量を測定し、単位面積当たりのトナー搬送量を算出した。
【０１２９】
（トナー固着性）
各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（沖データ社製「Ｃ５９００」）に組み込み、２８℃×８０％ＲＨの環境下にて、シアンで画像出しを通紙５０００枚（Ａ４サイズ）行い、耐久後の層形成ブレードへのトナー粒子の固着具合を判定した。固着箇所が１箇所以下の場合を（○）固着箇所が２〜４箇所の場合を（△）、固着箇所が５箇所以上の場合を（×）とした。
【０１３０】
また、実施例の成形型の表面構造および断面構造を具体的に示すため、その代表例として実施例２において作製した成形型について、日立製「ＳＥＭＥＤＸ  ＴｙｐｅＮ」、オリンパス製「ＧＸ５１」を用いて、表面の拡大写真と断面の拡大写真を撮影した。これを図１０（ａ）（ｂ）に示す。また、実施例の現像ロールのゴム弾性層の表面構造を具体的に示すため、その代表例として実施例２において作製した現像ロールについて、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、ＶＫ−９５１０）を用いて、ゴム弾性層の表面の拡大写真とその３Ｄ写真を撮影した。これを図１１（ａ）（ｂ）に示す。
【０１３１】
【表１】
0005613081.tif 000006
【０１３２】
図１０（ａ）（ｂ）によれば、成形型の型内面に、分散粒子に基づく多数の凸部が形成されていることが確認できる。また、分散粒子の表面が被覆めっき層により覆われていることが確認できる。そして、図１１（ａ）（ｂ）によれば、ゴム弾性層の表面に複数の凹部が形成されていることが確認できる。
【０１３３】
そして、表１から、実施例によれば、トナー搬送量は適切であり、このような適切なトナー搬送量を維持しつつ、層形成ブレードへのトナーの固着の発生も抑えられることが確認できた。
【０１３４】
これに対し、比較例１は、従来の方法によりゴム弾性層の表面に多数の凹部を形成した現像ロールであり、凹部の開口径が大きく深さが浅い。このため、層形成ブレードからのトナー粒子へのストレスが強くなり、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。
【０１３５】
比較例２、６では、ゴム弾性層表面に占める凹部の面積割合が小さいため、凹部以外の部分の面積割合が多くなり、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。比較例３では、凹部の開口径が大きすぎるため、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。比較例４では、表層の厚みが厚すぎるため、ゴム弾性層の表面の凹部が埋まりすぎて、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。また、トナー搬送量が低下している。比較例５では、ゴム弾性層表面に占める凹部の面積割合が大きいため、凹部同士が連なりすぎて、ロール表面の開口径が大きくなりすぎている。このため、層形成ブレードへのトナーの固着の発生量が多くなっている。
【０１３６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【０１３７】
１０、２０  電子写真機器用現像ロール
１２  軸体
１４  ゴム弾性層
１４ａ  凹部
１６  表層
３０  成形型
３２  成形型基材
３４  めっき
３６  共析めっき層
３６ａ  分散粒子
３８  被覆めっき層
【図１】
0005613081.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005613081.tif 000010
【図５】
0005613081.tif 000011
【図６】
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【図７】
0005613081.tif 000013
【図８】
0005613081.tif 000014
【図９】
0005613081.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
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