JP2001154456A

JP2001154456A - 半導電性ロール

Info

Publication number: JP2001154456A
Application number: JP33940199A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Okuda; 博文奥田; Hiroyasu Kato; 宏泰加藤; Hiroki Sugiura; 博樹杉浦
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】ロール表面へのトナーの付着や外添剤の付着
を抑制乃至は阻止して、それによる画像劣化の問題の解
消を図り得る半導電性ロールの提供。【解決手段】帯電ロールの保護層１８を、フッ素変性
アクリレート系樹脂及びフッ素化オレフィン系樹脂と共
に、トナーのバインダ樹脂よりも高いガラス転移温度を
有する非（フッ素変性）アクリレート系樹脂を更に含む
樹脂組成物を用いて、形成せしめた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、電子写真方式の複写機やプリン
タにおいて帯電ロール等として好適に用いられる半導電
性ロールに関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、電子写真方式の複写機やプリン
タにおいては、帯電ロールや現像ロール等の半導電性ロ
ールが、像担持体である感光体ドラム上に形成された静
電潜像を現像、可視化して、目的とする画像を得るため
に用いられるトナーに接触する形態において、また、そ
のような感光体ドラムに接して回転するように設けられ
ており、それぞれのロールとしての機能を奏するように
なっている。

【０００３】例えば、帯電ロールにあっては、それは、
静電潜像の形成される感光体ドラムに対する帯電方式の
一つであるロール帯電方式において用いられており、感
光体ドラムの表面に、電圧印加した帯電ロールを押し当
てて、接触せしめつつ、それら感光体ドラムと帯電ロー
ルとが相互に回転するようにすることによって、感光体
ドラム表面を帯電せしめるようになっているのであり、
また、現像ロールは、その表面にトナー層を保持せしめ
て、静電潜像の形成された感光体ドラムに接触させて、
相互に回転させることにより、静電潜像の現像を行なう
ようにしたものであり、更に、現像ロールと共に相対回
転して、現像ロール上に形成されるトナー層の厚みを均
一とする一方、そのような現像ロール上のトナーに接触
して、その帯電性を高めるようにしたトナー帯電用ロー
ルも用いられている。

【０００４】そして、それら帯電ロールや現像ロール等
にあっては、トナーに接触するように、或いは感光体ド
ラムに接触して回転するように、配されるものであると
ころから、低硬度乃至は柔軟性と共に、トナーや感光体
ドラムの帯電のために、適度な導電性を有していること
が要求され、以て半導電性ロールとして用いられてきて
いるのである。

【０００５】一方、近年、かかる複写機やプリンタにお
いて、高速・長寿命化、更には高画質化や省エネルギー
化の要求が高まり、例えば省エネルギー化においては、
低消費電力とするために、低温定着方式が採用され、そ
のために、トナーの軟化点、換言すればトナーを構成す
るバインダ樹脂のガラス転移点の低下が図られており、
非常に付着し易いトナーとなっている。また、高画質化
においては、トナーの粒径を小さくすることが、行なわ
れている。

【０００６】しかしながら、そのような高画質化や省エ
ネルギー化を図るためのトナー粒径の微細化やトナーを
構成するバインダ樹脂の低ガラス転移点化の対策は、装
置の中で必然的に熱を持つようになる前述した如き帯電
ロールや現像ロール等の半導電性ロールに対して、トナ
ーの付着が惹起され易い状況となっているのであり、そ
して、そのような半導電性ロールにトナーが付着し、固
着したりすると、それによる画質劣化が問題となるので
ある。即ち、装置への通紙枚数の増大、換言すれば感光
体ドラムにおける静電潜像の現像回数の増大に伴って、
トナーの付着による帯電ロール等の半導電性ロールのロ
ール全体としての抵抗が上昇するようになるのであり、
また、トナーの不均一付着による部分的な抵抗変化が惹
起されるようになり、そして、それらに起因して、画質
の劣化が生じるようになるのである。

【０００７】このため、本発明者らのうちの一人は、他
の発明者と共に、先に、特開平１０−９０９７２号公報
において、ロール最外層が、フッ素変性アクリレート系
樹脂又は、そのような樹脂と共に、フッ素化オレフィン
系樹脂及び／又は非（フッ素変性）アクリレート系樹脂
を含む樹脂組成物を用いて形成されてなる半導電性ロー
ルを提案し、それによって、ロール表面へのトナーの付
着を防止し、それによる画質劣化の問題の解消を図り得
ることを明らかにした。

【０００８】しかして、そのようなロール最外層を特定
の樹脂組成物にて形成してなる半導電性ロールにあって
も、近年における更なる高画質化や省エネルギー化の要
請に応えるべく開発された低軟化点化トナーに対して
は、未だ充分なものとは言い難く、ロール表面からのト
ナーの離型性において更なる改善が望まれているのであ
る。

【０００９】また、そのように低軟化点化したトナー
は、トナー粒子同士が凝集しやすくなり、保管性に劣っ
てくるが、トナーに外添される外添剤の量を増やして、
トナー粒子のくっつき易さを防ぐと共に、その流動性を
よくすることにより、保管性が確保される。しかし、そ
のような外添剤の使用量の増大は、トナー凝集を防止
し、保管性を確保する反面、トナーの表面に着いている
外添剤が離脱して、それがロール表面に付着、堆積し
て、ロール性能を低下せしめるという新たな問題を惹起
することとなる。

【００１０】勿論、かかる外添剤のロール表面に対する
付着は、そのような外添剤の添加量の多少に関わらず、
トナーの表面から脱落する外添剤によって惹起されるこ
ととなるのであるが、近年においては、トナーに対する
外添剤の添加量は増大する傾向にあるのである。例え
ば、プリンタの現像方式には、現在、装置の簡素化を図
ることが出来る非磁性一成分方式のトナーを採用した方
式が主流となりつつあるのであるが、そのような方式の
トナーにあっては、キャリアであるフェライト等の磁性
粉を使用しないために、装置の簡素化を図り得る利点を
有する反面、トナーの帯電量にバラツキを生じ易くな
り、そのため、かかる帯電量のバラツキを制御すべく多
量の外添剤が添加されているところから、上記した外添
剤のロール表面への付着の問題は、益々大きくなってき
ているのである。

【００１１】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景として為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、ロール表面へのトナーの付着や外添剤の付着を
抑制乃至は阻止して、それによる画像劣化の問題の解消
を図り得る半導電性ロールを提供することにある。

【００１２】

【解決手段】そして、本発明は、そのような課題を解決
するために、像担持体上の静電潜像をトナーにて可視化
して、目的とする画像を得るようにした電子写真方式に
よる画像形成装置において、前記トナーに接触する半導
電性ロールにして、フッ素変性アクリレート系樹脂及び
フッ素化オレフィン系樹脂と共に、前記トナーのバイン
ダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有する非（フッ素変
性）アクリレート系樹脂を、更に含む樹脂組成物を用い
て形成された最外層を有していることを特徴とする半導
電性ロールを、その要旨とするものである。

【００１３】また、本発明は、像担持体に接して回転す
る半導電性ロールにして、フッ素変性アクリレート系樹
脂及びフッ素化オレフィン系樹脂と共に、前記像担持体
上の静電潜像を可視化するために用いられるトナーのバ
インダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有する非（フッ
素変性）アクリレート系樹脂を、更に含む樹脂組成物を
用いて形成された最外層を有していることを特徴とする
半導電性ロールをも、その要旨とするものである。

【００１４】このように、本発明に従う半導電性ロール
にあっては、そのロール最外層が、フッ素変性アクリレ
ート系樹脂とフッ素化オレフィン系樹脂と非（フッ素変
性）アクリレート系樹脂からなる樹脂組成物にて構成さ
れていることによって、それら三成分のそれぞれによる
ロール特性の向上効果乃至は改善効果が奏され得ること
に加えて、それら三つの樹脂成分のうちの一つである非
（フッ素変性）アクリレート系樹脂として、トナーのバ
インダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有するものが用
いられているところから、ロール最外層が改質されて、
トナーや外添剤の物理的乃至は化学的な付着作用が効果
的に低減せしめられ得ることとなるのであり、特に、そ
のようなロール最外層を硬くすることによって、トナー
や外添剤のロール表面への食い込みを阻止して、それら
のロール表面における付着、堆積を効果的に抑制乃至は
阻止し、以て画質劣化を効果的に阻止せしめ得て、製品
耐久性の向上（ロールの長寿命化）を有利に達成せしめ
得るのである。

【００１５】なお、かかる本発明に従う半導電性ロール
としては、有利には、帯電ロール又は現像ロールが対象
とされ、また、そのような半導電性ロールの好ましい態
様の一つによれば、前記非（フッ素変性）アクリレート
系樹脂は、前記トナーのバインダ樹脂のガラス転移温度
よりも５℃以上高いガラス転移温度を有しており、特
に、そのような非（フッ素変性）アクリレート系樹脂
は、具体的には、５５〜１００℃のガラス転移温度を有
していることが望ましい。このようなガラス転移温度を
有する非（フッ素変性）アクリレート系樹脂を用いるこ
とにより、本発明に従うトナーや外添剤の付着防止効果
が、より一層有利に発揮せしめられ得るのである。

【００１６】また、本発明にあっては、前記非（フッ素
変性）アクリレート系樹脂として、メチルメタクリレー
トの単独重合体、またはメチルメタクリレートと他のフ
ッ素不含アルキルアクリレート若しくはメタクリレート
との共重合体が好適に用いられ、それら単独重合体又は
共重合体の中から、上記した本発明に従うガラス転移温
度を有するものが選択されることとなる。

【００１７】さらに、本発明の他の望ましい態様によれ
ば、半導電性ロールの最外層を与える樹脂組成物は、フ
ッ素変性アクリレート系樹脂の１〜１５重量％と、フッ
素化オレフィン系樹脂の１５〜８５％と、非（フッ素変
性）アクリレート系樹脂の１０〜７５重量％とから構成
され、これによって、半導電性ロールとして望ましい最
外層が有利に形成されることとなる。

【００１８】加えて、本発明に従う半導電性ロールの更
に他の望ましい態様によれば、前記最外層は、０．１〜
１０μｍの厚さにおいて形成される。特に、本発明に従
うガラス転移温度を有する非（フッ素変性）アクリレー
ト系樹脂を用いることにより、半導電性ロールに形成さ
れるロール最外層の膜自体が脆くなって、その下層とし
て設けられる弾性層等の変形に対して、追従し難くなる
ところから、割れが発生し易くなるのであるが、そのよ
うな最外層の膜厚を０．１〜１０μｍと薄くすることに
よって、膜自体の可撓性を増大せしめて、割れの発生を
阻止するようにすることが望ましいのである。

【００１９】また、本発明に従う半導電性ロールにあっ
ては、好ましくは、軸体の外周面上に導電性の弾性体乃
至は発泡体からなる柔軟性基層が設けられ、且つ該柔軟
性基層の外周面上に抵抗調整層が設けられてなると共
に、更に該抵抗調整層の外周面上に、最外層としての保
護層が設けられてなるロール構造が、有利に採用され、
また別の望ましい態様によれば、そのようなロール構造
において、前記導電性の柔軟性基層と前記抵抗調整層と
の間に、所定の軟化剤移行防止層が設けられ、かかる導
電性の柔軟性基層からのオイル等のブリードを抑制乃至
は阻止するように構成されている。

【００２０】

【発明の実施の形態】ところで、本発明に係る半導電性
ロールである帯電ロールの代表的なロール構造の異なる
例が、図１及び図２に、それぞれ、示されている。それ
らの図において、１０は、金属製の導電性軸体（芯金）
であり、かかる軸体１０の外周面上には、導電性の弾性
体乃至は発泡体からなる柔軟性基層１２、軟化剤移行防
止層１４、及び抵抗調整層１６が、所定厚さで順次積層
形成されており、更に、かかる抵抗調整層１６の外周面
上には、最外層としての保護層１８が所定厚さで積層形
成されて、目的とする帯電ロールが構成されている。そ
して、ここでは、図１における柔軟性基層１２が導電性
弾性体（ソリッド）にて構成されており、また図２にお
ける柔軟性基層１２が導電性発泡体にて構成されている
のである。

【００２１】より具体的には、そのような柔軟性基層１
２は、公知の導電性弾性体材料若しくは導電性発泡体材
料を用いて形成されており、以て半導電性ロールたる帯
電ロールに本質的に要求される、例えば硬度が３０°
（Ｈｓ：ＪＩＳ−Ａ）程度にまで低く調整された低硬度
乃至は柔軟性を実現している。なお、そのような導電性
弾性体を与える弾性体材料としては、通常、従来から公
知のＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＮＲ、ポリノルボルネンゴム等
のゴム材料が用いられる。また、導電性発泡体を与える
発泡体材料としては、ヘタリ等を防止して、半導電性ロ
ールたる帯電ロールに求められる特性を満たすものであ
れば、その材質は特に限定されず、ゴム発泡体や樹脂発
泡体を与える公知の各種発泡材料の何れもが用いられ
得、例えばエピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ウレタン
ゴム、水素添加ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の材料が用いられ、
そしてそれらが、アゾジカルボンアミド、４，４−オキ
シビスベンゼンスルフォニルヒドラジド、ジニトロソペ
ンタメチレンテトラミン、ＮａＨＣＯ₃等の公知の発泡
剤を用いて、発泡せしめられる。

【００２２】そして、そのような弾性体材料若しくは発
泡体材料に、カーボンブラック、金属粉、第４級アンモ
ニウム塩等の導電剤が配合されて、所定の体積抵抗率の
ものに調整され、また弾性体材料を用いる場合には、特
に、プロセスオイルや液状ポリマー等の軟化剤が多量に
配合されて、低硬度乃至は柔軟性が付与されることとな
る。

【００２３】なお、かかる柔軟性基層１２が、導電性弾
性体材料にて構成される場合にあっては、その体積抵抗
率は、一般に１０¹〜１０⁴Ω・ｃｍ程度とされ、その
厚みとしては１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍ程度
とされる。また、導電性発泡体にて柔軟性基層１２を構
成した場合にあっては、その体積抵抗率は、１０³〜１
０⁶Ω・ｃｍ程度とされ、そして、その厚みは２〜１０
ｍｍ程度、好適には３〜６ｍｍ程度とされることとな
る。

【００２４】また、図１に示される如く、柔軟性基層１
２の上に形成される軟化剤移行防止層１４は、従来と同
様な材料を用いて形成され、例えばＮ−メトキシメチル
化ナイロン等のナイロン系の材料に、カーボンブラック
や金属粉等の導電剤が配合されて、その体積抵抗率が１
０¹〜１０⁵Ω・ｃｍ、望ましくは１０³Ω・ｃｍ程度
に調整された材料にて形成されることとなる。なお、そ
のような軟化剤移行防止層１４の厚さは、通常、３〜２
０μｍ程度とされ、好適には４〜１０μｍ程度とされる
こととなる。

【００２５】さらに、抵抗調整層１６にあっても、それ
は、従来から用いられている材料にて形成されるもので
ある。例えば、ＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム、アク
リルゴム等に、第４級アンモニウム塩等の導電剤や帯電
防止剤等が配合されて、体積抵抗率が１０⁸〜１０¹¹Ω
・ｃｍ程度（柔軟性基層１２が導電性弾性体にて構成さ
れる場合）、又は１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍ程度（柔軟性
基層１２が導電性発泡体にて構成される場合）に調整さ
れた材料にて、５０〜３００μｍ程度の厚さにおいて形
成されることとなる。そして、このような抵抗調整層１
６にて、半導電性ロールたる帯電ロールの電気抵抗を制
御して、耐電圧性（耐リーク性）を高めることが出来る
のである。

【００２６】ところで、図１や図２に示される半導電性
ロールとしての帯電ロールにあっては、そのロールの最
外層として、保護層１８が、所定厚さにおいて設けられ
ているのであるが、本発明にあっては、そのような保護
層１８を、ベース樹脂の必須の成分として、フッ素変性
アクリレート系樹脂及びフッ素化オレフィン系樹脂を含
むと共に、更に、特定のガラス転移温度を有する非（フ
ッ素変性）アクリレート系樹脂をも含む樹脂組成物を用
いて形成したところに、大きな特徴があり、そのような
特定の樹脂材料の使用によって、トナーや外添剤の付着
による画質劣化の問題がより一層効果的に解消せしめら
れ得ることとなったのである。

【００２７】すなわち、先ず、そのような保護層１８を
与える、本発明に従う樹脂組成物を構成する一成分たる
フッ素変性アクリレート系樹脂は、優れた汚れ付着防止
機能を発揮して、ロール表面におけるトナーの付着（固
着）を効果的に防止乃至は抑制する作用を果たすもので
あって、具体的には、特開平７−２２８８２０号公報に
も明らかにされている如く、ポリマ側鎖として、炭素数
が１〜２０のパーフルオロアルキル基若しくは部分フッ
素化アルキル基等のフッ素化有機基を、適当な有機連結
基を介して若しくは介することなく、導入することによ
って、フッ素変性されたアクリレート系樹脂、換言すれ
ばアクリル系樹脂であって、例えばアクリル酸若しくは
メタクリル酸の、パーフルオロアルキルエステル又は部
分フッ素化アルキルエステル或いはそのようなフッ素化
アルキル基を有機連結基で連結せしめた構造のエステル
等からなるフッ素化（メタ）アクリレートと、それ以外
の（メタ）アクリレート、換言すればフッ素変性されて
いない（メタ）アクリレートとを重合させて得られる重
合体であり、そのような重合体には、また、必要に応じ
て、ポリシロキサン基含有（メタ）アクリレートの少量
が共重合せしめられることとなる。このポリシロキサン
基含有（メタ）アクリレートの共重合によって、フッ素
変性アクリレート系樹脂の耐汚性を更に高めることが可
能となる。

【００２８】また、本発明に従って、上記のフッ素変性
アクリレート系樹脂と共に用いられるフッ素化オレフィ
ン系樹脂は、かかるフッ素変性アクリレート系樹脂と共
に、主として、その化学的な付着作用低減効果にて、保
護層１８の表面にトナーや外添剤が付着しても、その除
去が容易に為され得る特性を付与するものである。

【００２９】なお、かかるフッ素変性アクリレート系樹
脂に組み合わされるフッ素化オレフィン系樹脂として
は、フッ素化オレフィンモノマ、例えば、テトラフルオ
ロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピ
レン、フッ化ビニルエーテル等を重合若しくは共重合し
て得られるものであるが、特に、ここでは、ポリフッ化
ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ
化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等
が、好適に用いられることとなる。

【００３０】そして、本発明にあっては、上記のフッ素
変性アクリレート系樹脂とフッ素化オレフィン系樹脂に
対して、更に、ロール最外層たる保護層１８の下に形成
される下層たる抵抗調整層１６に対する密着性を高める
べく組み合わされる非（フッ素変性）アクリレート系樹
脂として、トナーのバインダ樹脂よりも高いガラス転移
温度（Ｔｇ）を有するものを用いることとしたのであ
り、これによって、ロール表面に対するトナーや外添剤
の付着、堆積が、更に効果的に抑制乃至は阻止され得る
こととなったのである。

【００３１】すなわち、電子写真方式による画像形成装
置において、像担持体（感光体ドラム）上の静電潜像を
現像、可視化するために用いられるトナー（現像剤）
は、よく知られているように、顔料や染料を始め、各種
の無機微粒子（磁性粉、酸化物等）等をバインダ樹脂に
て結合して、所定大きさの粒子として形成されてなるも
のであるが、本発明にあっては、そのような画像形成装
置において用いられるトナーを構成するバインダ樹脂の
ガラス転移温度よりも高いガラス転移温度を有する非
（フッ素変性）アクリレート系樹脂を用いることとした
のであり、これによって、そのような非（フッ素変性）
アクリレート系樹脂を含む樹脂組成物にて形成されるロ
ール最外層（保護層１８）を硬くして、トナーや外添剤
の食い込みを抑制乃至は阻止するようにして、そのよう
なトナーや外添剤の付着、堆積を防止するようにしたも
のであり、このような物理的な付着作用の低減効果によ
って、ロール表面におけるトナーや外添剤の付着による
問題の発生を、より一層効果的に阻止せしめ得たのであ
る。

【００３２】特に、そのような特定のガラス転移温度を
有する非（フッ素変性）アクリレート系樹脂の中でも、
本発明にあっては、用いられるトナーを構成するバイン
ダ樹脂のガラス転移温度よりも５℃以上高い、好ましく
は２０〜５０℃高いガラス転移温度を有している非（フ
ッ素変性）アクリレート系樹脂を用いることが望まし
く、また具体的には、ガラス転移温度が５５〜１００
℃、好ましくは７０〜１００℃である非（フッ素変性）
アクリレート系樹脂が、有利に用いられ、これによっ
て、適度な硬度の保護層１８が形成され得て、トナーや
外添剤の付着、堆積が有利に阻止され得ることとなる。

【００３３】なお、かかる非（フッ素変性）アクリレー
ト系樹脂は、フッ素変性されていないアクリレートを重
合して得られるものであって、通常、アクリル系樹脂と
称されるものである。具体的には、アクリル酸若しくは
メタクリル酸のメチル、エチル、ブチル、オクチル、ド
デシル等のアルキルエステル類；ヒドロキシエチル、ヒ
ドロキシブチル等のヒドロキシアルキルエステル類；グ
リシジルエステル等の、通常の（メタ）アクリレート系
モノマの単独又は共重合体であり、好ましくはメチルメ
タクリレートの単独重合体又はメチルメタクリレートと
他のフッ素不含のアルキルアクリレート若しくはメタク
リレートとの共重合体が、有利に用いられることとな
る。そして、そのような単独重合体や共重合体のガラス
転移温度（Ｔｇ）は、よく知られているように、重合体
の配列乃至は構造や分子量によって変化するものである
ところから、同一のモノマ種からなる重合体（樹脂）で
あっても、各種のガラス転移温度を有しており、本発明
にあっては、そのような各種のガラス転移温度を有する
重合体（樹脂）の中から、本発明に合致するガラス転移
温度を有する非（フッ素変性）アクリレート系樹脂が適
宜に選定されることとなる。

【００３４】また、本発明において、ロール最外層たる
保護層１８を与える樹脂組成物を構成する三成分たるフ
ッ素変性アクリレート系樹脂とフッ素化オレフィン系樹
脂と非（フッ素変性）アクリレート系樹脂とは、それら
三成分の各々の配合効果を充分に発揮せしめる上におい
て、一般に、フッ素変性アクリレート系樹脂としては１
〜１５重量％の割合において、また、フッ素化オレフィ
ン系樹脂としては１５〜８５重量％の割合において、更
に、非（フッ素変性）アクリレート系樹脂としては１０
〜７５重量％の割合において、組み合わされることが望
ましい（但し、それら三成分の合計が１００重量％とな
るように、それぞれの成分の割合が上記の範囲内におい
て適宜に選定されることとなる）。そして、特に望まし
くは、フッ素変性アクリレート系樹脂：５〜１５重量
％、フッ素化オレフィン系樹脂：２０〜６０重量％、非
（フッ素変性）アクリレート系樹脂：３０〜７０重量％
の割合が、好適に採用されることとなる。

【００３５】さらに、かかるフッ素変性アクリレート系
樹脂とフッ素化オレフィン系樹脂と非（フッ素変性）ア
クリレート系樹脂の三成分からなる樹脂組成物を用いて
形成されるロール最外層としての保護層１８の厚さとし
ては、その用途に応じて適宜に決定されることとなる
が、本発明にあっては、そのような樹脂組成物中の非
（フッ素変性）アクリレート系樹脂のガラス転移温度が
比較的高いものであるところから、そのような樹脂組成
物によって形成される保護層１８の膜自体の硬さが硬く
なって、脆くなるところから、下層の弾性層たる抵抗調
整層１６や柔軟性基層１２の変形に対して追従し易くし
て、割れが発生しないようにするために、そのような保
護層１８の膜厚を０．１〜１０μｍと薄くすることが望
ましく、これによって、膜自体の可撓性を増大せしめ
て、割れの発生を阻止するようにすることが望ましいの
である。

【００３６】そして、そのような保護層１８には、ロー
ルの帯電特性を充分に発揮させるべく、その体積抵抗率
が１０⁶〜１０¹⁵Ω・ｃｍ程度に調整されていることが
望ましい。そして、そのために、上記のフッ素変性アク
リレート系樹脂とフッ素化オレフィン系樹脂と非（フッ
素変性）アクリレート系樹脂からなる樹脂組成物には、
必要に応じて公知の各種導電剤が配合され、充填される
こととなる。具体的には、カーボンブラック、グラファ
イト、金属粉、導電性酸化チタンの如き導電性金属酸化
物等の電子導電剤や、多価金属塩、第４級アンモニウム
塩等のイオン導電剤が用いられることとなる。

【００３７】ところで、それら図１や図２に示される半
導電性ロール（帯電ロール）を作製するに際しては、上
述した各形成材料を用いて、先ず、金型成形等の公知の
成形手法によって、軸体１０の外周面上に導電性弾性体
若しくは導電性発泡体にて構成される柔軟性基層１２を
形成し、その後、該柔軟性基層１２の外周面上に、ディ
ッピング等の公知のコーティング手法により、軟化剤移
行防止層１４、抵抗調整層１６、更には保護層１８を、
それぞれ、所定厚さにおいて順次積層形成するのであ
り、これによって、目的とする半導電性ロールが得られ
るのである。

【００３８】そして、そのような構成を有する半導電性
ロール（帯電ロール）にあっては、軸体１０上に、柔軟
性基層１２、軟化剤移行防止層１４、抵抗調整層１６、
保護層１８が順次設けられた構成により、該柔軟性基層
１２にて低硬度乃至は柔軟性と良好な導電性とが付与さ
れることとなり、また、軟化剤移行防止層１４にて、柔
軟性基層１２からのオイル等の軟化剤のブリード現象
が、より効果的に防止されることとなるのであり、更に
は抵抗調整層１６にて、優れた耐電圧性（耐リーク性）
を備えたものとなっているのである。

【００３９】しかも、保護層１８が、フッ素変性アクリ
レート系樹脂をベース樹脂の一つとして形成されている
ところから、かかるフッ素変性アクリレート系樹脂の有
する汚れの付着防止機能にて、ロール表面に対するトナ
ーの付着・固着の阻止乃至は抑制に大いに寄与している
のであり、またベース樹脂の他の一つの成分として、フ
ッ素化オレフィン系樹脂が用いられていることによっ
て、それの汚れ浸透防止機能にて、各種汚れの拭き取り
性を改善し、以てトナーが表面に付着しても、それが除
去され易くして、ロール表面の清浄化が有利に達成され
得るようになっているのであり、加えて、ベース樹脂の
更に他の一成分として、非（フッ素変性）アクリレート
系樹脂が用いられていることによって、そのような保護
層１８の抵抗調整層１６に対する密着性が有利に改善せ
しめられ得て、ロールの耐久性が効果的に向上せしめら
れ得ていることに加えて、そのような非（フッ素変性）
アクリレート系樹脂として、用いられるトナーのバイン
ダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有するものが選定さ
れているところから、かかる保護層１８が硬くなって、
トナーや外添剤のロール表面への食い込みを効果的に阻
止することが出来ることとなり、これによって、そのよ
うなトナーや外添剤の付着、堆積が効果的に阻止され得
て、画像劣化の問題が有利に回避され得ているのであ
る。

【００４０】

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しな
い限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。

【００４１】先ず、図１に示されるロール構成の半導電
性ロールを得るべく、下記の配合に従って、導電性弾性
体からなる柔軟性基層（１２）形成材料、軟化剤移行防
止層（１４）形成材料、及び抵抗調整層（１６）形成材
料を、それぞれ、調製した。また、それら形成材料のう
ち、軟化剤移行防止層形成材料及び抵抗調整層形成材料
については、それぞれ、メチルエチルケトンに溶解し
て、所定粘度のコーティング液とした。

【００４２】柔軟性基層（１２）形成材料の配合組成重量部ポリノルボルネンゴム１００酸化亜鉛５ステアリン酸１ケッチェンブラックＥＣ７０ナフテン系オイル４００促進剤ＴＴ１促進剤ＴＢＴ１促進剤Ｍ１促進剤ＴＬ０．５硫黄１

【００４３】軟化剤移行防止層（１４）形成材料の配合組成重量部Ｎ−メトキシメチル化ナイロン７０トリメチロールメトキシメラミン３０ケッチェンブラックＥＣ１５

【００４４】抵抗調整層（１６）形成材料の配合組成重量部エピクロルヒドリンゴム１００加工助剤１ハードクレイ４０鉛丹５促進剤２２１．５第４級アンモニウム塩（テトラメチルアンモニウムパークロレート）０．１

【００４５】次いで、上記の各形成材料を用いて、先
ず、金型成形により、芯金（直径：８ｍｍ）の外周面上
に、３．５ｍｍ厚さの柔軟性基層１２（硬度Ｈｓ：２０
°、体積抵抗率：１×１０³Ω・ｃｍ）を形成した後、
かかる柔軟性基層１２上に、通常のディッピング手法に
より、厚さ：８μｍの軟化剤移行防止層１４を形成し、
更に厚さ：１００μｍの抵抗調整層１６を形成して、供
試ロールを作製した。

【００４６】一方、フッ素変性アクリレート系樹脂（Ａ
成分）、フッ素化オレフィン系樹脂（Ｂ成分）、及び各
種のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する非（フッ素変性）
アクリレート系樹脂（Ｃｎ成分）を、下記表１及び表２
に示される割合において、種々組み合わせ、更に、導電
性酸化チタンの７０重量部を配合せしめた後、メチルエ
チルケトンに溶解して、保護層（１８）形成用の各種コ
ーティング液を調製した。また、用いたＣｎ成分につい
て、ポリマーＯＨ価を有するものにおいては、架橋剤と
してヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロール
プロパンアダクト体を用い、それを、ＮＣＯ／ＯＨの割
合が下記表１及び表２となるように、添加した。

【００４７】なお、上記の保護層（１８）形成のための
各種コーティング液の調製に用いたフッ素変性アクリレ
ート系樹脂（Ａ成分）としては、アクリル酸の部分フッ
素化アルキルエステルとメチルメタクリレートとを主成
分とする共重合体を用い、またフッ素化オレフィン系樹
脂（Ｂ成分）としては、フッ化ビニリデン−４フッ化エ
チレン共重合体を用い、更に非（フッ素変性）アクリレ
ート系樹脂（Ｃｎ成分）としては、下記表３に示される
重合体組成と分子量を有する各種ガラス転移温度（Ｔ
ｇ）を有するものを用いた。

【００４８】［表１］

【００４９】［表２］

【００５０】［表３］

【００５１】そして、このようにして得られた各種のコ
ーティング液を用いて、前記供試ロールの外周面上に、
換言すれば抵抗調整層１６の外表面上に、それぞれ、下
記の表４及び表５に示される如き厚さの保護層１８を形
成し、目的とする各種の半導電性ロールを得た。なお、
架橋剤を添加した樹脂組成物のコーティング液を用いて
保護層１８を形成した半導電性ロールにあっては、その
ような保護層１８の形成の後、１６０℃×３０分の架橋
処理を実施した。

【００５２】かくして得られた各種の半導電性ロールに
ついて、その保護層１８のみの体積抵抗率、更にはロー
ルとしての電気抵抗を、それぞれ、測定した。なお、保
護層１８の体積抵抗率は、社団法人日本ゴム協会制定の
「ゴム及びゴム状類似物の体積抵抗率試験方法」（ＳＲ
ＩＳ２３０４）に従って、測定した。ただし、電極とし
ては、２０ｍｍφの銀ペースト電極を用い、試験片の厚
さは２０〜３０μｍのものを使用する一方、測定条件
は、印加電圧：１０Ｖ、印加時間：３０秒とした。ま
た、ロールの電気抵抗は、ロール表面に形成した１ｃｍ
²の大きさの銀ペースト電極と芯金間の電気抵抗として
測定し、測定条件は、印加電圧：１００Ｖ、印加時間：
３０秒を採用した。

【００５３】また、トナーの付着性については、バイン
ダ樹脂（スチレン−アクリル系）のガラス転移温度が５
０℃である市販のトナーを用い、更に上記で得られたそ
れぞれの半導電性ロールを帯電ロールとして用いて、市
販のレーザービーム・プリンタ〔レーザージェット４０
００：ヒューレット・パッカード社製〕に取り付け、２
３℃×５３％ＲＨの環境下で、所定の画像を、それぞ
れ、１０００枚、連続的にプリントアウトした後、各帯
電ロール上に付着しているトナーをテープ（３Ｍ社製、
スコッチ・メンディングテープ）にて除去し、そして、
そのテープに転写された付着トナーの濃度を、Ｘ−ＲＩ
ＴＥ社製の反射濃度計を用いて、測定した。なお、この
反射濃度計を用いた測定においては、その測定の数値が
大なる程、トナー付着濃度が高いことを示している。

【００５４】さらに、外添剤の付着性については、上述
の如くして、１００００枚の連続的なプリントアウト後
のロール外観を目視判定することにより、評価した。外
添剤（白色粉）が、ロール表面に付着してくると、黒色
ロールが白い粉にまぶされたようになるところから、そ
の程度を、以下の判断基準にて判定した。 ○：黒色外観のまま、またはうっすらと粉が載っている
箇所が部分的に認められるに過ぎないもの △：ロール全面にうっすらと粉が載った状態のもの ×：ロール全面に粉が大量に付着し、灰色を越え、白く
見えるもの

【００５５】更にまた、上述のように市販のレーザービ
ームプリンタに帯電ロールとして適用した場合におけ
る、１５℃×１０％ＲＨ環境下での５０００枚プリント
アウト（画出し）後及び１００００枚プリントアウト
（画出し）後の耐久画像特性及びロール表層における割
れ（表層割れ）について調べ、その画像が良好なものを
○、ロール表層に微細な割れが発生し、その箇所にのみ
画像の乱れが発生したものを△、ロール表層全体に画像
の乱れが発生し実用に供し難いものを×として、評価し
た。

【００５６】そして、以上の結果を、下記表４及び表５
に併せて示した。

【００５７】［表４］

【００５８】［表５］

【００５９】かかる表４、表５の結果より明らかなよう
に、本発明例１〜６の半導電性ロール（帯電ロール）に
あっては、比較例のロール１〜３とは異なり、保護層１
８を構成する樹脂組成物中の非（フッ素変性）アクリレ
ート系樹脂として、トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）：
５０℃よりも高い５５℃〜１００℃のガラス転移温度
（Ｔｇ）を有するメチルメタクリレートの単独重合体、
または共重合体が用いられているところから、トナーの
付着量が更に一層少なくなっており、しかも外添剤の付
着も殆ど認められず、従って耐久画像特性においても優
れていることが認められる。尤も、本発明例に係るロー
ル６の結果から明らかなように、保護層１８の厚さが厚
くなると、表層に微細な割れが発生して、画像の乱れを
惹起するようになるところから、その膜厚を厚くし過ぎ
ないようにすることが望ましいことが、理解されるので
ある。また、比較例のロール１〜３にあっては、保護層
１８を与える樹脂組成物中の非（フッ素変性）アクリレ
ート系樹脂として、トナーのガラス転移温度（５０℃）
よりも低いガラス転移温度を有するポリメチルメタクリ
レートやメチルメタクリレート共重合体が用いられてい
るために、ロール表面にトナーがある程度付着し、また
外添剤の付着が著しいことが認められ、そのために耐久
画像特性において劣っているものと判断されるのであ
る。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う半導電性ロールにあっては、その最外層が、フッ
素変性アクリレート系樹脂とフッ素化オレフィン系樹脂
と非（フッ素変性）アクリレート系樹脂とからなる樹脂
組成物にて構成されていることによって、それぞれの樹
脂成分に基づくところの汚れ付着防止機能や汚れ浸透防
止機能、最外層の密着性の向上機能等の特性が有利に発
揮せしめられることに加えて、かかる非（フッ素変性）
アクリレート系樹脂として、用いられるトナーのバイン
ダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有するものが選定さ
れているところから、ロール表面におけるトナーの付着
防止がより一層効果的に発揮され、またトナーに外添さ
れている外添剤のロール表面への付着も効果的に抑制乃
至は阻止され得て、画像劣化が効果的に阻止せしめられ
得ることとなるのであり、製品の耐久性の向上、換言す
ればロールの長寿命化がより一層有利に実現せしめられ
得ることとなったのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う半導電性ロールである帯電ロール
の一例を示す横断面説明図である。

【図２】本発明に従う半導電性ロールである帯電ロール
の異なる例を示す横断面説明図である。

【符号の説明】

１０軸体１２柔軟性基層１４軟化剤移行防止層１６抵抗調整層１８保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 33/14 Ｃ０８Ｌ 33/14 Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 ＡＧ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｄ (72)発明者杉浦博樹愛知県小牧市東三丁目１番地東海ゴム工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 2H077 AD06 FA11 FA25 GA03 3J103 AA02 AA15 AA23 AA33 AA51 BA41 FA06 FA07 FA12 FA14 FA18 GA02 GA52 GA57 GA58 HA03 HA04 HA05 HA12 HA18 HA20 HA31 HA43 HA52 HA53 HA54 4J002 BD14X BD15X BD16X BE04X BG04Y BG05Y BG06Y BG07Y BG08W GP00 GQ00 GQ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上の静電潜像をトナーにて可視
化して、目的とする画像を得るようにした電子写真方式
による画像形成装置において、前記トナーに接触する半
導電性ロールにして、フッ素変性アクリレート系樹脂及
びフッ素化オレフィン系樹脂と共に、前記トナーのバイ
ンダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有する非（フッ素
変性）アクリレート系樹脂を、更に含む樹脂組成物を用
いて形成された最外層を有していることを特徴とする半
導電性ロール。
【請求項２】像担持体に接して回転する半導電性ロー
ルにして、フッ素変性アクリレート系樹脂及びフッ素化
オレフィン系樹脂と共に、前記像担持体上の静電潜像を
可視化するために用いられるトナーのバインダ樹脂より
も高いガラス転移温度を有する非（フッ素変性）アクリ
レート系樹脂を、更に含む樹脂組成物を用いて形成され
た最外層を有していることを特徴とする半導電性ロー
ル。
【請求項３】前記半導電性ロールが、帯電ロール又は
現像ロールである請求項１又は請求項２記載の半導電性
ロール。
【請求項４】前記非（フッ素変性）アクリレート系樹
脂が、前記トナーのバインダ樹脂のガラス転移温度より
も５℃以上高いガラス転移温度を有している請求項１乃
至請求項３の何れかに記載の半導電性ロール。
【請求項５】前記非（フッ素変性）アクリレート系樹
脂が、５５〜１００℃のガラス転移温度を有している請
求項１乃至請求項４の何れかに記載の半導電性ロール。
【請求項６】前記非（フッ素変性）アクリレート系樹
脂が、メチルメタクリレートの単独重合体又はメチルメ
タクリレートと他のフッ素不含アルキルアクリレート若
しくはメタクリレートとの共重合体である請求項１乃至
請求項５の何れかに記載の半導電性ロール。
【請求項７】前記樹脂組成物が、前記フッ素変性アク
リレート系樹脂の１〜１５重量％と前記フッ素化オレフ
ィン系樹脂の１５〜８５重量％と前記非（フッ素変性）
アクリレート系樹脂の１０〜７５重量％とから構成され
ている請求項１乃至請求項６の何れかに記載の半導電性
ロール。
【請求項８】前記最外層が、０．１〜１０μｍの厚さ
において形成されている請求項１乃至請求項７の何れか
に記載の半導電性ロール。
【請求項９】前記半導電性ロールが、軸体の外周面上
に導電性の弾性体乃至は発泡体からなる柔軟性基層が設
けられ、且つ該柔軟性基層の外周面上に抵抗調整層が設
けられてなると共に、更に該抵抗調整層の外周面上に、
前記最外層としての保護層が設けられてなるロール構造
を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項８の
何れかに記載の半導電性ロール。
【請求項１０】前記柔軟性基層と前記抵抗調整層との
間に、軟化剤移行防止層が設けられている請求項９記載
の半導電性ロール。