JP2003307921A

JP2003307921A - 現像ロール

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Publication number: JP2003307921A
Application number: JP2002115142A
Authority: JP
Inventors: Shoji Arimura; 昭二有村; Hirobumi Okuda; 博文奥田; Masanori Ishida; 政典石田; Naoki Yamaguchi; 直樹山口
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-10-31
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP3589231B2

Abstract

(57)【要約】【課題】導電制御性およびトナー帯電性に優れ、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と、この軸体１の外周面に形成され
る構成層２，３，４とを備えた現像ロールであって、上
記構成層２，３，４のなかの表層４が、下記の（Ａ）お
よび（Ｂ）を含有する導電性組成物を用いて構成されて
いる。（Ａ）バインダーポリマー。（Ｂ）シリカが表面に固定されたカーボンブラック。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】従来より、現像ロールとしては、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表層が形成された構造のも
のが用いられている。上記表層用材料としては、ウレタ
ンポリマー等の塗料用バインダーが主成分として用いら
れ、この溶剤溶液中に、導電性付与のため、導電性カー
ボンブラック（一般にＤＢＰ吸収量が１００ｃｍ³／１
００ｇ以上のもの）を分散させたものが用いられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記塗
料用バインダー中での導電性カーボンブラックの分散性
は、製造の初期には良好であるが、経時により、カーボ
ンブラックが凝集して沈降するため、それを用いると、
狙いとする電気抵抗値に対して電気抵抗のばらつきが大
きくなり、電気抵抗の再現性がとれない等の導電制御性
が劣るという難点が生じる。一方、このような導電性カ
ーボンブラックに代えて、塗料用カーボンブラック（一
般にＤＢＰ吸収量が１００ｃｍ³／１００ｇ未満のも
の）を用いると、導電性カーボンブラックを用いる場合
に比べて、電気抵抗のばらつきは小さくなるが、塗料用
カーボンブラック自体、帯電性が劣るため、バインダー
の帯電性を利用することとなるが、バインダーのみの帯
電性では、トナー帯電性が不充分となり、良好な画像を
得ることができないという難点がある。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、導電制御性およびトナー帯電性に優れ、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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】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
に形成される構成層とを備えた現像ロールであって、上
記構成層のなかの表層が、下記の（Ａ）および（Ｂ）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）バインダーポリマー。（Ｂ）シリカが表面に固定されたカーボンブラック。

【０００６】すなわち、本発明者らは、導電制御性およ
びトナー帯電性に優れ、良好な画像を得ることができる
現像ロールを得るため、現像ロールの表層用材料を中心
に鋭意研究を重ねた。そして、上記表層用材料の主成分
となるバインダーポリマー液中に分散させる、カーボン
ブラックについて研究を続けた結果、導電性カーボンブ
ラックに比べてバインダーポリマー液中への分散性が良
好であると思われていた塗料用カーボンブラックでも、
バインダーポリマーとの相互作用（親和性）が不充分で
バインダーポリマーとの絡み合いが弱いため、経時によ
り塗料用カーボンブラックが凝集沈降し、電気抵抗のば
らつきが生じることを突き止めた。そこで、上記カーボ
ンブラックについてさらに研究を重ねた結果、カーボン
ブラックの表面をシリカで処理し、表面にシリカを固定
した上記カーボンブラックを用いると、バインダーポリ
マーとの相互作用（親和性）が良くなり、バインダーポ
リマー液中でのカーボンブラックの分散性が向上し、経
時によるカーボンブラックの凝集を抑制できるため、そ
れを用いると、電気抵抗のばらつきが小さくなり、導電
制御性に優れた現像ロールが得られることを見いだすと
ともに、カーボンブラックの表面にシリカが露出するた
め、シリカの正帯電性により、トナーに対する帯電付与
性能が上がり、画質がさらに向上することを見いだし、
本発明に到達した。なお、シリカとカーボンブラックを
別々に使用すると、チキソ性が高くなりすぎ、塗料とし
ての粘度が高くなるため使用し難くなり、実用性が著し
く劣るようになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】上記軸体１の外周面に形成されるベース層
２用材料としては、特に限定はなく、例えば、シリコー
ンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤ
Ｍ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリウレ
タン系エラストマー等があげられる。これらのなかで
も、低硬度でへたりが少ないという点から、シリコーン
ゴムが特に好ましい。なお、ベース層２用材料としてシ
リコーンゴムを用いた場合には、シリコーンゴム表面を
コロナ放電、プラズマ等により活性化させる工程や、さ
らにその後、プライマーを塗布する工程を行ってもよ
い。

【００１１】上記ベース層２用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−Ｓｎ
Ｏ₂、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。

【００１２】また、上記ベース層２の外周面に形成され
る中間層３用材料としては、特に限定はなく、例えば、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化
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（Ｃ
Ｒ）、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）、ナイロン
等があげられる。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。

【００１３】なお、上記中間層３用材料には、必要に応
じて、導電剤、架橋剤、架橋促進剤、ステアリン酸、Ｚ
ｎＯ（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用材料で例示
したものと同様のものが用いられる。

【００１４】上記中間層３の外周面に形成される表層４
用材料としては、上記特殊な導電性組成物が用いられ
る。上記特殊な導電性組成物は、バインダーポリマー
（Ａ成分）と、シリカが表面に固定されたカーボンブラ
ック（Ｂ成分）とを用いて得ることができる。

【００１５】上記バインダーポリマー（Ａ成分）として
は、特に限定はないが、溶剤可溶性のものが好ましく、
例えば、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹
脂、ポリアミド系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレア系樹
脂、ゴム系ポリマー、熱可塑性エラストマー等があげら
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。これらのなかでも、トナー帯電性に優れ、かつＢ成
分との相溶性に優れる点で、ウレタン系樹脂、ポリアミ
ド系樹脂、アクリル系樹脂が好適に用いられる。

【００１６】なお、本発明において、溶剤可溶性とは、
溶剤に完全に溶解するか、もしくは懸濁状態（サスペン
ション）にある場合をいう。

【００１７】上記ウレタン系樹脂としては、例えば、エ
ーテル系、エステル系、ポリカーボネート系、脂肪族系
等のウレタンやそれにシリコーン系ポリオール、フッ素
系ポリオールを共重合させたもの等があげられる。

【００１８】上記アクリル系樹脂としては、例えば、ポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチルメタ
クリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアク
リレート、ポリヒドロキシメタクリレート、アクリルシ
リコーン系樹脂、アクリルフッ素系樹脂等があげられ
る。

【００１９】上記フッ素系樹脂としては、例えば、ポリ
ビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデ
ン−四フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−四
フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等があげ
られる。

【００２０】上記ポリアミド系樹脂としては、例えば、
アルコール可溶性メトキシメチル化ナイロン等があげら
れる。

【００２１】上記エポキシ系樹脂としては、例えば、ビ
スフェノールＡ型、エポキシノボラック樹脂、臭素化
型、ポリグリコール型、ポリアミド併用型、シリコン変
性、アミノ樹脂併用型、アルキッド樹脂併用型等があげ
られる。

【００２２】上記ゴム系ポリマーとしては、例えば、天
然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニ
トリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ（Ｈ
−ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソ
プレンゴム（ＩＲ）、ウレタンゴム、クロロプレンゴム
（ＣＲ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレ
ンプロピレンジエンポリマー（ＥＰＤＭ）、アクリルゴ
ム（ＡＣＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳ
Ｍ）、多硫化ゴム、フッ素系ゴムや、スチレン−ブタジ
エン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン
−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、
ＳＢＳを水素添加したＳＥＢＳ等の熱可塑性ポリマー等
があげられる。

【００２３】上記バインダーポリマー（Ａ成分）の数平
均分子量（Ｍｎ）は、５，０００〜２００，０００の範
囲内が好ましく、特に好ましくは１０，０００〜１０
０，０００の範囲内である。

【００２４】上記バインダーポリマー（Ａ成分）のなか
でも、Ｂ成分との相溶性に優れ、Ｂ成分の分散性が向上
する点で、分子構造中に、下記の式（１）、式（２）、
式（３）および式（４）からなる群から選ばれた少なく
とも一つの構成単位を有するものが好適に用いられる。

【００２５】

【化２】

【００２６】上記バインダーポリマー（Ａ成分）ととも
に用いられるＢ成分としては、シリカが表面に固定され
たカーボンブラック（シリカ処理済みカーボンブラッ
ク）が用いられる。なお、本発明において、シリカ処理
の対象となるカーボンブラックとは、広義のカーボンブ
ラックを意味し、ファーネス法や衝撃法によって製造さ
れる全てのものを含む趣旨であり、具体的には、ファー
ネスブラック、ランプブラック（直燃式ブラック）、サ
ーマルブラック（不活性ブラック）、アセチレンブラッ
ク、硬質ブラック、軟質ブラック、チャンネルブラック
（活性ブラック）、ローラーブラック、ディスクブラッ
ク、粒状ブラック、デンスブラック、ペレットブラック
等があげられる。

【００２７】上記シリカ処理済みカーボンブラック（Ｂ
成分）は、例えば、つぎのようにして製造することがで
きる。すなわち、まず、カーボンブラックを水中に分散
させ、分散剤（例えば、メタノール、各種界面活性剤）
を添加して均一なスラリーとする。つぎに、このスラリ
ーをｐＨ６以上、好ましくはｐＨ１０〜１１に調節し、
温度７０℃以上、好ましくは８５〜９５℃に保ちなが
ら、けい酸ナトリウムを加水分解させ、カーボンブラッ
ク粒子表面上に無定形シリカを付着または沈着させるこ
とによって製造することができる。

【００２８】上記シリカ処理済みカーボンブラック（Ｂ
成分）中のシリカ（Ｓｉ）量は、Ｂ成分全体の１〜１０
重量％の範囲内が好ましく、特に好ましくは３〜８重量
％の範囲内である。すなわち、上記シリカ量が１重量％
未満であると、帯電性の向上効果が少なくなり、バイン
ダーポリマー（Ａ成分）に対する相互作用が弱まる傾向
がみられ、逆に１０重量％を超えると、導電性への効果
が減少する傾向がみられるからである。

【００２９】上記シリカ処理済みカーボンブラック（Ｂ
成分）の平均粒径は、０．０１〜０．３μｍの範囲内が
好ましく、特に好ましくは０．０２〜０．１μｍの範囲
内である。

【００３０】なお、上記導電性組成物としては、上記シ
リカ処理済みカーボンブラック（Ｂ成分）とともに、シ
リカ処理していない通常のカーボンブラックを併用して
も差し支えない。

【００３１】また、上記導電性組成物としては、上記Ａ
成分およびＢ成分とともに架橋剤を配合することが好ま
しい。このように架橋剤を併用すると、表面塗膜の強度
が向上するため好ましい。

【００３２】上記架橋剤は、上記バインダーポリマー
（Ａ成分）の種類に応じて最適なものを選択すればよ
く、例えば、イソシアネート、ブロックイソシアネー
ト、ヒドロシリル架橋剤、メラミン等の尿素樹脂、エポ
キシ硬化剤、ポリアミン硬化剤、パーオキサイド、硫
黄、シラノール基含有化合物等があげられる。これらは
単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

【００３３】上記架橋剤の配合割合は、上記バインダー
ポリマー（Ａ成分）１００部に対して、０．１〜１００
部の範囲内が好ましく、特に好ましくは１〜５０部の範
囲内である。

【００３４】また、上記導電性組成物においては、上記
各成分とともに、アクリルシリコーンを配合することが
好ましい。

【００３５】上記アクリルシリコーンとしては、特に限
定はなく、例えば、シリコーン主鎖にアクリル側鎖がグ
ラフト化したポリマー（アクリルグラフトシリコーンポ
リマー）や、アクリルブロックとシリコーンブロックが
共重合したポリマー（アクリル−シリコーンブロック共
重合体）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。

【００３６】上記アクリルシリコーンの配合割合は、上
記バインダーポリマー（Ａ成分）１００部に対して０．
１〜３０部の範囲内が好ましく、特に好ましくは０．１
〜２０部の範囲内である。すなわち、上記アクリルシリ
コーンが０．１部未満であると、トナー帯電性が悪くな
る傾向がみられ、逆に３０部を超えると、表層が硬くな
りすぎて、耐摩耗性が悪くなる傾向がみられるからであ
る。

【００３７】なお、上記導電性組成物には、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
を適宜配合しても差し支えない。

【００３８】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用材料を調製する。また、前
記中間層３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、中間層３用材料を調製する。さらに、前
記Ａ成分，Ｂ成分および必要に応じて架橋剤、アクリル
シリコーン等の各成分を混練し、表層４用材料である特
殊な導電性組成物を調製する。

【００３９】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用材料を充填し、所
定の条件で加熱架橋を行う。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。ついで、上記ベース層２の外周面に、上記
中間層３用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用材料である
特殊な導電性組成物を塗布して表層４を形成する。この
ようにして、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。

【００４０】なお、上記ベース層２の成形方法は、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、上記層形成用材料の塗布方法は、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。

【００４１】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。

【００４２】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、単層
構造、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、上記構成層のなかの表層は、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。そして、本発明の現像ロールが、単層構造の場合
は、その構成層が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。

【００４３】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００４４】まず、実施例および比較例に先立ち、現像
ロールの表層用材料として、下記に示す材料を準備し
た。

【００４５】〔バインダーポリマー〕ポリカーボネート
系ウレタン（日本ポリウレタン工業社製、ニッポラン５
１９９）

【００４６】〔バインダーポリマー〕アクリル樹脂（綜
研化学社製、サーモラックＳＵ２８）

【００４７】〔バインダーポリマー〕ＮＢＲ（日本ゼオ
ン社製、ニポールＤＮ１０１）

【００４８】〔バインダーポリマー〕エステル系ウレタ
ン（日本ミラクトラン社製、Ｐ２２Ｓ）

【００４９】〔シリカ処理済みカーボンブラックａ〕カ
ーボンブラック（三菱化学社製、ダイアブラック♯３０
３０）を５００部計り取り、メタノールと水の混合溶液
〔メタノール：水＝１：９（重量比）〕１０００部で湿
潤させ、さらに４０００部の水を加えスチールボールを
充填したアトライターで均一で粘稠なスラリーになるま
で充分に分散させた。つぎに、スラリーを篩を通してス
チールボールと分離し、水１０，０００部に相当する容
量まで希釈した。そして、スラリーを９０℃に加熱した
後、水酸化ナトリウム溶液の添加により、ｐＨを１０．
０に調節した。つぎに２種類の溶液を別個に調製した。（イ）３号けい酸ナトリウム溶液１６７部を、水１００
０部に相当する容量まで水で希釈した。（ロ）２．５０％硫酸溶液１０００部。

【００５０】その後、上記ｐＨを１０．０に調節したス
ラリーに、（イ）の希釈けい酸ナトリウム溶液５０部を
３０秒以内で加え、スラリーのｐＨを１１．０に調節し
た。このｐＨに保ったまま１０分間攪拌を続けた後、
（ロ）の硫酸溶液５０部を３０秒以内で加え、スラリー
のｐＨを８．５に調節した。この添加方法を２０回繰り
返し、（イ）、（ロ）の両液を添加し終えた。さらに１
時間攪拌を続け、希硫酸を加えｐＨを６．５〜７．０に
調節した。スラリーを濾過し、可溶性塩がなくなるまで
洗浄し乾燥することにより、目的とするシリカ処理済み
カーボンブラックａ（Ｓｉ含有量１０重量％）を作製し
た。

【００５１】〔シリカ処理済みカーボンブラックｂ〕（イ）３号けい酸ナトリウム溶液を８３．３部に変更
し、かつ、（ロ）２．５０％硫酸溶液を５００部に変更
する以外は、上記と同様にしてシリカ処理済みカーボン
ブラックｂ（Ｓｉ含有量５．０重量％）を得た。

【００５２】〔シリカ処理済みカーボンブラックｃ〕（イ）３号けい酸ナトリウム溶液を１６．７部に変更
し、かつ、（ロ）２．５０％硫酸溶液を１００部に変更
する以外は、上記と同様にしてシリカ処理済みカーボン
ブラックｃ（Ｓｉ含有量１．０重量％）を得た。

【００５３】〔塗料用カーボンブラック〕三菱化学社
製、ＭＡ２２０

【００５４】〔導電性カーボンブラック〕三菱化学社
製、ダイアブラック♯３０３０（シリカ未処理品）

【００５５】〔アクリルシリコーン〕アクリルグラフト
シリコーンポリマー（東亞合成社製、アロンＧＳ−３
０）

【００５６】〔イソシアネート〕日本ポリウレタン工業
社製、コロネートＨＸ

【００５７】〔加硫助剤〕酸化亜鉛

【００５８】〔加硫剤〕硫黄

【００５９】〔加硫促進剤〕スルフェンアミド系加硫
促進剤（三新化学社製、サンセラーＣＺ−Ｇ）

【００６０】〔加硫促進剤〕チウラム系加硫促進剤
（川口化学社製、アクセルＴＢＴ）

【００６１】

【実施例１】〔中間層用材料の調製〕Ｈ−ＮＢＲ（アク
リロニトリル量：５０重量％、ヨウ素価：２３ｍｇ／１
００ｍｇ）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、これらを有機溶剤（ＭＥ
Ｋ）に分散させて中間層用材料を調製した。

【００６２】〔表層用材料の調製〕後記の表１に示す各
成分を同表に示す割合で配合し、これらをロールを用い
て混練して、表層用材料を調製した。

【００６３】〔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、
ベース層用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
用材料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用材料を塗布した後、１５
０℃×３０分の条件で加熱架橋を行い、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２５μ
ｍ、表層の厚みは１０μｍであった。

【００６４】

【実施例２〜１０、比較例１〜４】表層用材料として、
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。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】

【表３】

【００６８】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。

【００６９】〔塗膜電気抵抗〕各表層用材料を用いて厚
み１００μｍの塗膜を３回（Ｎ＝１〜３）作製し、１０
Ｖの電圧を印加した時の電気抵抗（体積固有抵抗）を、
ＳＲＩＳ２３０４に準じて測定した。

【００７０】〔粒度分布〕各表層用材料を用いて、初期
と３０日後のカーボンブラックの粒度分布（メジアン
径）を、マイクロトラックＵＰＡ（日機装社製）を用い
て測定した。

【００７１】〔塗膜硬さ〕各表層用材料を用いて塗膜
（厚み１００μｍ）を作製し、この塗膜の硬さ（モジュ
ラス５０％）を、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定し
た。

【００７２】〔ロール電気抵抗〕現像ロールの電気抵抗
を、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、印加電圧と電流
を測定することにより求めた。すなわち、図２（Ａ）に
示す形状の電極１１を、図２（Ｂ）に示すロール１０表
面上に２０箇所形成し、図２（Ｂ）に示す測定系により
測定した。図において、１１ａは主電極、１１ｂはガー
ド電極である。なお、電気抵抗は２０箇所の測定値の中
央値であり、印加電圧は１００Ｖとした。

【００７３】〔トナー帯電量〕図３に示すように、現像
ロール３０表面上に現像剤（トナー）３２層を形成した
後、吸引ポンプ３３により上記現像剤３２を吸引し、フ
ァラデーケージ３４を用いてトナー帯電量を測定した
（ファラデーケージ法）。なお、測定条件は、２０℃×
５０％ＲＨであった。図において、３５はフィルター、
３６は絶縁体パイプ、３７は電位計、３８，３９は導体
で互いに分離している。

【００７４】〔耐摩耗性〕各現像ロールをベンチ試験機
に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの条件下において、３
時間空まわし試験を行った。評価は、空まわし試験後、
ロール表面に全く傷のなかったものを○、ロール表面に
若干傷がみられるものの、画像には現れないものを△、
ロール表面に傷が多く発生し、画像に現れるものを×と
した。

【００７５】〔複写画質〕各現像ロールを電子写真複写
機に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの環境下で画像出し
を行った後、複写画質の評価を行った。評価は、画像む
らや白斑点ぬけ等が何ら認められないものを○、画像む
らや白斑点ぬけ等が一部認められたものを△、画像むら
や白斑点ぬけ等が明確に認められたものを×とした。

【００７６】〔耐久複写画質〕各現像ロールを電子写真
複写機に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの環境下で５０
００枚画像出しを行った後、耐久複写画質の評価を行っ
た。評価は、画像むらや白斑点ぬけ等の画像不良が無
く、画像が良好なものを○、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△、画
像むら、白斑点等の画像不良がみられ、実用に供しがた
いものを×とした。

【００７７】

【表４】

【００７８】

【表５】

【００７９】

【表６】

【００８０】上記結果から、実施例品は、初期および経
時のカーボンブラックの分散性が優れ、電気抵抗のばら
つきが小さく、トナー帯電性にも優れており、良好な画
像および耐久画像が得られることがわかる。特に、シリ
カ含有量が多いシリカ処理済みカーボンブラックａ，ｂ
を用いた実施品は、シリカ含有量が少ないシリカ処理済
みカーボンブラックｃを用いた実施品に比べて、トナー
帯電性がより優れていることがわかる。また、イソシア
ネートを用いた実施例品は、バインダーポリマーである
ウレタンの残存水酸基と、イソシアネートとが反応する
ため、塗膜強度が向上することがわかる。

【００８１】これに対して、比較例品は、経時によるカ
ーボンブラックの凝集が激しいため、カーボンブラック
の分散性が悪く、電気抵抗のばらつきも大きいことがわ
かる。また、比較例品は、トナー帯電性に劣るため、良
好な画像および耐久画像が得られないこともわかる。

【００８２】

【発明の効果】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構成層とを備え
た現像ロールであって、上記構成層のなかの表層が、バ
インダーポリマー（Ａ成分）およびシリカが表面に固定
されたカーボンブラック（Ｂ成分）を含有する導電性組
成物を用いて構成されている。そのため、シリカが表面
に固定されたカーボンブラック（Ｂ成分）とバインダー
ポリマー（Ａ成分）との相互作用（親和性）が良くな
り、バインダーポリマー（Ａ成分）液中でのカーボンブ
ラック（Ｂ成分）の分散性が向上し、経時によるカーボ
ンブラック（Ｂ成分）の凝集を抑制できるため、電気抵
抗のばらつきが小さくなり、導電制御性に優れるという
効果を奏する。また、シリカ処理済みカーボンブラック
（Ｂ成分）を用いると、カーボンブラックの表面にシリ
カが露出するため、シリカの正帯電性により、トナーに
対する帯電付与性能が上がり、画質が向上するという効
果も奏する。さらに、シリカが表面に固定されたカーボ
ンブラック（Ｂ成分）を用いると、シリカ処理していな
い通常のカーボンブラックに比べて、シリカによる補強
効果により強度が大きくなり、耐摩耗性や耐傷性が向上
する。その結果、画像すじ等の不良を抑制できるととも
に、カーボンブラックの脱落による画質低下を抑制でき
るため、耐久画質も向上するという効果を奏する。

【００８３】また、シリカ量が全体の１〜１０重量％の
範囲内に設定されたカーボンブラック（Ｂ成分）を用い
ると、トナー帯電性、耐摩耗性等が向上するため好まし
い。さらに、前記式（１）〜（４）で示される構成単位
を有するバインダーポリマー（Ａ成分）を用いると、Ｂ
成分との相溶性が良好となり、塗料の安定性が向上す
る。また、上記架橋剤を併用すると、現像ロールの表層
表面の強度が向上する。そして、上記アクリルシリコー
ンを、上記バインダーポリマー（Ａ成分）１００部に対
して０．１〜３０部の範囲内で併用すると、強度やトナ
ー帯電性がさらに良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像ロールの一例を示す断面図であ
る。

【図２】（Ａ）は現像ロールの電気抵抗を測定する際に
ロール表面に形成する電極の形状を示す説明図、（Ｂ）
はそれを用いての現像ロールの電気抵抗値の測定系を示
す説明図である。

【図３】トナー帯電量を測定するファラデーケージ法の
測定状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１軸体２ベース層３中間層４表層

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｆ１６Ｃ 13/00 ＡＥ (72)発明者石田政典愛知県小牧市東三丁目１番地東海ゴム工業株式会社内 (72)発明者山口直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） 2H077 AD06 FA13 FA27 3J103 AA02 FA14 FA18 GA57 GA58 GA60 HA20 HA41 HA52 4J002 AC001 AC011 AC031 AC071 AC081 BB151 BD121 BG031 BG041 BG051 BG061 BG071 BG081 BP011 CC161 CC182 CD001 CD002 CK021 CK031 CK041 CK051 CL001 CM012 CP163 CP173 DA036 DA047 EK007 EX047 FB076 FD016 FD142 FD147 GM00 GQ02 GT00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体と、この軸体の外周面に形成される
構成層とを備えた現像ロールであって、上記構成層のな
かの表層が、下記の（Ａ）および（Ｂ）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）バインダーポリマー。（Ｂ）シリカが表面に固定されたカーボンブラック。
【請求項２】上記（Ｂ）中のシリカ量が、（Ｂ）全体
の１〜１０重量％の範囲内である請求項１記載の現像ロ
ール。
【請求項３】上記（Ａ）のバインダーポリマーが、分
子構造中に、下記の式（１）、式（２）、式（３）およ
び式（４）からなる群から選ばれた少なくとも一つの構
成単位を有するものである請求項１または２記載の現像
ロール。【化１】
【請求項４】上記導電性組成物が、上記（Ａ）および
（Ｂ）に加えて、架橋剤を含有している請求項１〜３の
いずれか一項に記載の現像ロール。
【請求項５】上記導電性組成物が、上記（Ａ）および
（Ｂ）に加えて、アクリルシリコーンを含有している請
求項１〜４のいずれか一項に記載の現像ロール。
【請求項６】上記アクリルシリコーンの配合量が、上
記（Ａ）１００重量部に対して０．１〜３０重量部の範
囲内に設定されている請求項５記載の現像ロール。