JP3183126B2

JP3183126B2 - ロール

Info

Publication number: JP3183126B2
Application number: JP25252595A
Authority: JP
Inventors: 均吉川; 昭二有村; 紀雄神原; 明彦加地
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 2001-07-03
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JPH0996981A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、現像ロールや定
着ロール等のようなトナーと接触するタイプのロールに
関するものであり、詳しくは、トナーの離型性に優れた
最外層を有するロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等において、例えば、現
像ロールのように、トナーと接触するロールでは、トナ
ーがロール表面に付着するのを防止することが重要な特
性として要求されている。このため、このようなロール
の最外層は、離型性に優れるフッ素ゴム組成物を用いて
形成されており、この離型性をさらに向上させるために
上記フッ素ゴム組成物に、離型剤としてシリコーンオイ
ルが配合されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ素
ゴムとシリコーンオイルは相溶性が悪いため、シリコー
ンオイルが大きな凝集体となって、フッ素ゴムマトリッ
クス中に偏って存在する場合がある。このような状態に
なると、例えば、電子写真複写機の現像ロールにおい
て、ロール表面に供給されるシリコーンオイルに過不足
が生じ、その結果、シリコーンオイルが不足した部分に
トナーが付着し、これが起点となってトナー付着がさら
に広がって、最終的にはトナーフィルミングが発生して
しまう。

【０００４】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、トナーの離型性に優れた最外層を備えたロー
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、この発明のロールは、軸体の外周に一層もしくは二
層以上の層が形成されたトナーと接触するタイプのロー
ルであって、これらの層のうち最外層が、下記（Ａ）の
ゴム組成物によって形成されているという構成をとる。（Ａ）フッ素ゴムをマトリックス成分とし、このフッ素
ゴムマトリックス中に、反応性シリコーンオイルおよび
反応性フッ素オイルの少なくとも一方からなる粒子が分
散したゴム組成物であって、上記粒子がフッ素ゴムマト
リックス内部において部分的に連結した状態でフッ素ゴ
ムマトリックスに反応固定されており、かつ上記粒子の
粒径が、粒径０．１μｍ以上の粒子の断面積を計測し、
これを小さいものから順次累積した場合に、この総合累
積断面積に対し９０％の累積断面積となる点の粒径が３
０μｍ以下となるよう設定されているゴム組成物。

【０００６】ここで、「粒子がフッ素ゴムマトリックス
に反応固定される」とは、マトリックスを構成するフッ
素ゴム分子と、粒子を形成する反応性シリコーンオイル
等とが反応し、両者が化学結合して固定されることをい
う。なお、すべての反応性シリコーンオイル等がフッ素
ゴムと化学結合する必要はなく、主として粒子の表面に
位置する反応性シリコーンオイル等が化学結合すれば、
粒子がフッ素ゴムマトリックスに反応固定されるのであ
る。また、この発明のロールの最外層に用いられるゴム
組成物のフッ素ゴムマトリックスは、フッ素ゴム分子が
架橋していない状態および加硫により架橋した状態の双
方の状態を含む。ただし、ロールの最外層が形成された
後では、上記ゴム組成物は加硫されていることはいうま
でもない。

【０００７】また、「粒子の粒径」とは、連結した粒子
が各々独立しているとみなした上での各粒子の粒径をい
い、粒径は、粒子の最大粒径をいう。すなわち、その粒
子の断面形状が円形の場合にはその直径が粒径となり、
粒子の断面形状が楕円の場合にはその長径が粒径とな
る。

【０００８】さらに、「粒径０．１μｍ以上の粒子の断
面積を計測し、これを小さいものから順次累積した場
合」とは、つぎのような場合をいう。すなわち、フッ素
ゴム組成物において、これに分布する粒径０．１μｍ以
上の粒子の断面積を計測する。この計測は、例えば走査
型電子顕微鏡によりフッ素ゴム組成物を観察することに
より行うことができる。なお、この観察は、ゴム組成物
全体について行う必要はなく、観察箇所（サンプリング
箇所）を決めて部分的に行ってもよい。このサンプリン
グ箇所は、好ましくは４〜３０箇所、特に好ましくは２
０〜３０箇所である。また、断面積の算出は、粒子の断
面形状に応じて行うものであり、例えば粒子断面を小分
割して各部の面積を算出し、これを合計して各粒子断面
積を求めることができる。そして、この断面積を小さい
ものから順次累積し、総合累積断面積を算出するのであ
る。

【０００９】そして、「この総合累積断面積に対し９０
％の累積断面積となる点の粒径が３０μｍ以下である」
とは、つぎのことをいう。すなわち、上記総合累積断面
積の９０％の割合の累積断面積を導出し、この９０％の
割合の累積断面積となる点の粒子の粒径（以下「９０％
累積断面積粒径」という）を求める。この一例を、図１
１のグラフ図に示す。このグラフ図では、縦軸が累積断
面積割合（％）であり、横軸が粒子の粒径（μｍ）およ
び粒径の断面積（μｍ²）である。図示のように、粒子
の断面積が小さいものから順次累積していくと、粒径
（断面積）が大きくなるに従い累積断面積割合が大きく
なる曲線が得られる。そして、点線で示すように、９０
％累積断面積に当たる点の粒子の粒径を求めるのであ
る。そして、この点での粒子の粒径が３０μｍ以下であ
れば、この発明の要件を満たすのである。

【００１０】

【発明の実施の形態】上記のように、この発明のロール
は、最外層に特殊なフッ素ゴム組成物を使用することを
特徴とするものである。この特殊なフッ素ゴム組成物
は、トナー離型剤である反応性シリコーンオイル等から
なる粒子をフッ素ゴムマトリックス中に均一に分散さ
せ、かつこの粒子をフッ素ゴムマトリックス内部におい
て部分的に連結した状態でフッ素ゴムマトリックスに反
応固定させたものである。このゴム組成物の平面図を、
模式的に図１に示す。すなわち、このゴム組成物１は、
フッ素ゴムマリックス１ａ中に、反応性シリコーンオイ
ル等から形成された粒子２が、フッ素ゴム分子と反応し
て化学的に結合している。この化学結合は、反応性シリ
コーンオイル等の反応基の種類によって異なる。そし
て、先に述べたように、上記粒子２は、その粒径分布
が、９０％累積断面積粒径が３０μｍ以下となるよう設
定されている。しかも、上記各粒子２は、その厚み方向
の断面図である図２に示すように、複数の隣合う粒子２
が主として厚み方向に連結して、三次元的なつながりを
有している。なお、この三次元的なつながりは、上記ゴ
ム組成物の加硫成形品表面をアセトン等の溶剤で拭き取
ってオイル成分を除去することにより観察することがで
きる。

【００１１】したがって、上記構造のゴム組成物によっ
て最外層が形成されたロールは、離型剤である反応性シ
リコーンオイル等が、特殊な粒度分布で均一に分散した
状態でマトリックス内部に反応固定されており、表面か
ら上記オイル等が大きな凝集体となって滲み出すことが
なくほぼ均等に滲み出すため、ロール表面全体において
高いトナー離型性を発揮する。特に、この発明のロール
では、最外層においてオイル成分の粒子が各々独立して
いるのではなく部分的に連結しているため、オイルの供
給が連続的に行われ、上記高いトナー離型性が長期間持
続するという利点を有する。したがって、従来問題とな
っていたトナーフィルミングの発生を効果的かつ長期的
に防止することができる。

【００１２】つぎに、この発明を詳しく説明する。

【００１３】この発明のロールは、例えば図３に示すよ
うに、軸体１０の外周の沿って最内層１１が形成され、
その外周面に中間層１２が形成され、さらにその外周面
に最外層１３が形成された構造になっている。

【００１４】上記軸体１０は、従来公知のどのようなも
のを用いても差し支えはない。例えば金属製の中実体か
らなる芯金や、内部が中空の金属製円筒体等が用いられ
る。そして、その材料としては、アルミニウム，ステン
レス等があげられる。

【００１５】また、上記軸体１０の外周に形成される最
内層１１およびその外周面に形成される中間層１２の形
成材料も、特に限定するものではなく、従来公知のどの
ようなものを用いてもよい。例えば、上記最内層１１の
形成材料として、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤ
Ｍ），スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），シリコーン
ゴム，ポリウレタン系エラストマー等にカーボンブラッ
クを配合したものがあげられる。また、中間層１２の形
成材料として、例えば、ＥＰＤＭ，ＳＢＲ，ニトリルゴ
ム、水素化ニトリルゴム，ポリウレタン系エラストマ
ー，ポリエステル，Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等に
カーボンブラック，金属酸化物，四級アンモニウム塩等
の導電剤を配合したものがあげられる。そして、上記最
内層１１および中間層１２の形成材料の調製方法も、従
来公知の方法が適用される。この例をあげると、まず、
最内層１１の形成材料（コンパウンド状）は、上記各成
分をニーダー等の混練機により混練して調製することが
できる。また、中間層１２の形成材料（コーティング
液）は、ボールミルやロール等で混練し、この混合物に
溶剤を加えて混合攪拌することにより調製することがで
きる。

【００１６】上記中間層１２の外周面に形成される最外
層１３は、フッ素ゴムと、反応性シリコーンオイル（ａ
成分）および反応性フッ素オイル（ｂ成分）の少なくと
も一方を含有する特殊なものが用いられる。

【００１７】上記フッ素ゴムは、マトリックス成分とな
るものであり、その種類は特に限定するものではない
が、ポリマー粘度が低く充填物の分散性が良い等の理由
からテトラフルオロエチレン−ポリプロピレン（ＴＦＥ
−ＰＰ）共重合体を使用することが好ましく、下記に示
す一般式（１）で表される構造を有するランダム共重合
体を用いることが特に好ましい。

【００１８】

【化１】

【００１９】上記構造において、各繰り返し部分ｍ，
ｎ，ｐの割合は、重量比で、ｍ：ｎ；ｐ＝（３０〜６
０）：（１０〜４０）：（１０〜４０）に設定されたも
のを用いることが好ましく、特に好ましくは、ｍ：ｎ：
ｐ＝（３０〜５０）：（３０〜４０）：（２０〜３０）
である。

【００２０】つぎに、上記フッ素ゴムに配合される上記
反応性シリコーンオイル（ａ成分）および反応性フッ素
オイル（ｂ成分）は、トナーの離型剤としての作用を果
たすものであり、上記ａ成分およびｂ成分の双方を配合
しても上記両成分のいずれか一方を単独で配合してもよ
い。

【００２１】上記反応性シリコーンオイル（ａ成分）お
よび反応性フッ素オイル（ｂ成分）は、双方とも、水酸
基，アミノ基，メルカプト基，エポキシ基，カルボキシ
ル基，メタクリル基からなる群から選ばれた少なくとも
一つの反応基を有するものが好ましい。これらの反応基
は、前記フッ素ゴムと反応するものであり、これによ
り、上記オイルが、フッ素ゴムマトリックス中に固定さ
れるのである。この反応固定の様式を、上記反応基毎に
下記に示す。

【００２２】〔水酸基〕

【化２】

【００２３】〔アミノ基〕

【化３】

【００２４】〔メルカプト基〕

【化４】

【００２５】〔エポキシ基〕

【化５】

【００２６】〔カルボキシル基〕

【化６】

【００２７】〔メタクリル基〕

【化７】

【００２８】なお、これらの反応基は、分子鎖の末端
（両末端を含む）や側鎖に位置するものであり、その配
置はオイルの種類等によって異なる。

【００２９】そして、上記反応基のなかでも、フッ素ゴ
ムとの反応性が良いという理由により、水酸基，アミノ
基，メルカプト基が好ましく、特に好ましいのは、アミ
ノ基である。また、熱安定性の理由から、反応性シリコ
ーンオイル（ａ成分）の平均分子量は３００以上、反応
性フッ素オイル（ｂ成分）の平均分子量は２００以上が
好ましく、特に好ましくは、双方とも平均分子量が１５
００〜２００００である。さらに、これら反応性シリコ
ーンオイル（ａ成分）および反応性フッ素オイル（ｂ成
分）の合計配合割合（ａ＋ｂ）は、フッ素ゴム１００重
量部（以下「部」と略す）に対し、０．５〜１００部の
範囲が好ましく、特に好ましくは、１５〜５０部の範囲
である。

【００３０】このような反応性シリコーンオイル（ａ成
分）および反応性フッ素オイル（ｂ成分）の具体例を示
す。

【００３１】〔水酸基を有する反応性シリコーンオイ
ル〕

【化８】

【００３２】〔アミノ基を有する反応性シリコーンオイ
ル〕

【化９】

【００３３】〔メルカプト基を有する反応性シリコーン
オイル〕

【化１０】

【００３４】〔エポキシ基を有する反応性シリコーンオ
イル〕

【化１１】

【００３５】〔カルボキシル基を有する反応性シリコー
ンオイル〕

【化１２】

【００３６】〔メタクリル基を有する反応性シリコーン
オイル〕

【化１３】

【００３７】〔水酸基を有する反応性フッ素オイル〕

【化１４】

【００３８】〔アミノ基を有する反応性フッ素オイル〕

【化１５】

【００３９】〔メルカプト基を有する反応性フッ素オイ
ル〕

【化１６】

【００４０】〔エポキシ基を有する反応性フッ素オイ
ル〕

【化１７】

【００４１】〔カルボキシル基を有する反応性フッ素オ
イル〕

【化１８】

【００４２】〔メタクリル基を有する反応性フッ素オイ
ル〕

【化１９】

【００４３】上記具体例で示した反応性シリコーンオイ
ル（ａ成分）および反応性フッ素オイル（ｂ成分）のな
かで好ましいのは、反応性の点から、水酸基，アミノ
基，メルカプト基を有するものであり、特に好ましいの
はアミノ基を有するものである。

【００４４】なお、この発明に用いるフッ素ゴム組成物
には、上記反応性シリコーンオイル（ａ成分）および反
応性フッ素オイル（ｂ成分）に加え、非反応性シリコー
ンオイル（ｃ成分），非反応性フッ素オイル（ｄ成分）
を配合することができる。これらの非反応性オイルは、
フッ素ゴム分子と化学結合するための反応基をもたない
が、上記反応性シリコーンオイル等と併用することによ
り、フッ素ゴムマトリックスに固定される。これは、上
記非反応性オイルが、反応性オイルからなる粒子中に混
在し、両者が疎水結合により結合し、この結果、非反応
性オイルがフッ素ゴムマトリックスに固定されるものと
推察される。したがって、上記非反応性オイルを用いて
も、所定量であれば、これの大きな凝集体が発生する等
の弊害は発生しない。

【００４５】上記非反応性シリコーンオイル（ｃ成分）
は、アルキル基，アラルキル基，高級アルコールエステ
ル基，ポリエーテルフルオロアルキル基からなる群から
選ばれた少なくとも一つの有機基を有するものが好まし
い。これらは、離型剤としての効果が高いからである。

【００４６】そして、上記非反応性シリコーンオイルの
なかでも、離型性と熱的安定性が高いという理由から、
平均分子量が５００〜１０００００の範囲のものが好ま
しく、特に好ましくは平均分子量２０００〜５００００
の範囲のものである。

【００４７】なお、上記非反応性シリコーンオイルの配
合割合は、通常、フッ素ゴム１００部に対し１０〜１０
０部の範囲に設定され、好ましくは、２０〜５０部の範
囲、特に好ましくは３０〜４０部の範囲である。

【００４８】このような、非反応性シリコーンオイルの
具体例を下記に示す。

【００４９】〔アルキル基を有する非反応性シリコーン
オイル〕

【化２０】

【００５０】〔アラルキル基を有する非反応性シリコー
ンオイル〕

【化２１】

【００５１】〔高級アルコールエステル基を有する非反
応性シリコーンオイル〕

【化２２】

【００５２】〔ポリエーテルフルオロアルキル基を有す
る非反応性シリコーンオイル〕

【化２３】

【００５３】これら具体例として示した非反応性シリコ
ーンオイルのなかでも、離型性が高いという理由から、
アルキル基，高級アルコールエステル基，ポリエーテル
フルオロアルキル基を有するものを用いることが好まし
く、特に好ましくは高級アルコールエステル基を有する
ものである。

【００５４】また、上記非反応性フッ素オイル（ｄ成
分）としては、パーフルオロポリエーテル等が用いられ
る。

【００５５】そして、この発明に用いるゴム組成物に
は、上記オイル成分の他に、適正な体積電気抵抗（１０
⁷〜１０¹²Ω・ｃｍ）を付与することを目的として、イ
オン性導電剤を配合することができる。この体積電気抵
抗にかかる特性は、例えば、現像ロールの最外層１３の
特性として重要である。

【００５６】上記イオン性導電剤としては、例えば、ト
リメチルオクタデシルアンモニウムクロライド、ベンジ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプ
ロピレンアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピ
ルアンモニウムブロマイド、トリメチルオクタデシルア
ンモニウムパークロレート、テトラブチルアンモニウム
ハイドロゲンサルフェート、テトラブチルアンモニウム
ヒドロキサイド等の四級アンモニウム化合物およびこれ
ら四級アンモニウム化合物の過塩素酸塩、安息香酸塩、
亜硝酸塩、硫酸塩、水酸塩等があげられる。これらは単
独でもしくは２種類以上併せて用いられる。なかでも、
テトラブチルアンモニウムハイドロゲンサルフェート
（ＴＢＡＨＳ）、テトラブチルアンモニウムヒドロキサ
イトを用いることが好ましい。

【００５７】また、上記イオン導電剤以外に、水酸化カ
ルシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、鉛丹、
リサージ等の受酸剤や、パーオキサイド、ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＡＦ、ヘキサメチレンジアミン等
の加硫剤を必要に応じて適宜配合することができる。な
お、後述するように、上記加硫剤は、上記ゴム組成物を
用いてロールの最外層１３を形成する際（塗工前）にお
いて、その都度配合することが好ましい。

【００５８】つぎに、この発明に用いるゴム組成物は、
上記材料を用い、例えば、以下の方法（第１の方法）に
より作製することができる。

【００５９】すなわち、まず、フッ素ゴムを密閉式混練
機（例えばバンバリーミキサー）中で混練する。これに
受酸剤を投入して混練したのち、反応性シリコーンオイ
ル（ａ成分）および反応性フッ素オイル（ｂ成分）の少
なくとも一方、必要に応じ非反応性シリコーンオイル
（ｃ成分）、非反応性フッ素オイル（ｄ成分）、その他
の成分を投入し、混練を続ける。そして、混練機のトル
クが上昇した後に混練を停止し、混練物を取り出す。こ
の混練物をオープンロールでシーティングしたのち、こ
れを溶剤に溶解してゴム組成物（コーティング液）を調
製する。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル，メチ
ルエチルケトン，メタノール，トルエン，イソプロピル
アルコール，メチルセロソルブ，ジメチルホルムアミド
があげられる。これらは単独で用いられ、あるいは２種
以上併用される。なお、この段階では、加硫剤は配合せ
ず、使用の前（塗工前）に配合することが好ましい。

【００６０】また、上記ゴム組成物は、上記製法の他
に、以下の方法（第２の方法）によっても作製すること
ができる。

【００６１】すなわち、まず、溶剤にフッ素ゴムを溶解
する。上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル，メチル
エチルケトン，メタノール，トルエン，イソプロピルア
ルコール，メチルセロソルブ，ジメチルホルムアミドが
あげられる。これらは単独であるいは２種類以上併用さ
れる。そして、上記溶解したフッ素ゴム中に、上記反応
性シリコーンオイル（ａ成分）および反応性フッ素オイ
ル（ｂ成分）の少なくとも一方、必要に応じ非反応性シ
リコーンオイル（ｃ成分），非反応性フッ素オイル（ｄ
成分）、その他の成分を配合する。そして、加温下で攪
拌を行い粘度を上昇させ、この粘度が一定になるところ
で攪拌を停止してゴム組成物（コーティング液）を調製
する。上記加温条件は、４０℃以上で溶剤の沸点以下の
範囲が好ましく、特に好ましくは５０〜８０℃の範囲で
ある。また、この調製時では、加硫剤は配合せず、使用
の前（塗工前）に配合することが好ましい。なお、上記
攪拌時の粘度上昇は、反応性シリコーンオイル等の粒子
の微細化（総表面積の増大化）と、反応性シリコーンオ
イル等とフッ素ゴム分子との化学結合によるものと推察
される。上記一定値になる粘度は、用いる材料等により
異なるが、通常２０００〜２００００ｃｐｓであり、好
適には３０００〜５０００ｃｐｓである。

【００６２】このようにして得られたゴム組成物では、
フッ素ゴムマトリックス中（フッ素ゴム分子間）に反応
性シリコーンオイル等（離型剤）からなる粒子が、９０
％累積断面積粒径が３０μｍ以下となって均一に分散
し、かつ上記フッ素ゴムマトリックス内部において部分
的に連結した状態でフッ素ゴムマトリックス（フッ素ゴ
ム分子間）に反応固定されている（図１および図２参
照）。この結果、先に述べたように、反応性シリコーン
オイル等の大きな凝集体が生じることなく、離型性が長
期間保持されるようになる。なお、上記粒子の粒径は、
好ましくは０．１〜２０μｍであり、特に好ましくは
０．１〜５μｍである。

【００６３】この発明の図３に示すロールは、上記各材
料を用い、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、前記のようにして調製された最内
層１１および中間層１２の形成材料を用い、常法に従っ
て、軸体１０の外周に最内層１１および中間層１２を形
成し、ロール基体を作製する。例えば、図４に示すよう
に、軸体１０をセットした下蓋１５および円筒型１６内
に、コンパウンド状の最内層形成材料を注型し、上蓋１
７を円筒型１６に外嵌する。この状態で、ロール型全体
を加熱（加硫処理、条件：１５０〜２００℃×２０〜４
０分）し、最内層１１を形成する。ついで、最内層１１
が形成された軸体１０を脱型し、必要に応じ加硫剤の残
渣を蒸発除去する。そして、上記最内層１１の外周面に
中間層形成材料（コーティング液）を塗工し、乾燥およ
び加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×１０
〜３０分）を行って中間層１２を形成する。上記塗工
は、ディッピング法，スプレー法，ロールコート法等の
従来から公知の塗工法を適用できる。このようにして、
軸体１０の外周に最内層１１および中間層１２が形成さ
れたロール基体を作製する。

【００６４】他方、前記ゴム組成物（コーティング液）
に加硫剤を配合する。そして、上記ロール基体の中間層
１２外周面に、上記ゴム組成物を塗工する。この塗工法
は、特に制限するものではなく、ディッピング法，スプ
レー法、ロールコート法等の従来の方法が適用できる。
そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条
件：１５０〜２００℃×２０〜４０分）を行うことによ
り、ゴム組成物中の溶剤の蒸発除去を行うとともにフッ
素ゴム成分を架橋する。このようにして、図３に示すよ
うな三層構造のロールを作製することができる。なお、
この現像ロールにおいて、各層の厚みは、適宜決定され
るが、最内層１１の厚みは２〜１０ｍｍの範囲に設定す
ることが好ましく、特に好ましくは厚み３〜６ｍｍであ
る。また、中間層１２の厚みは３〜９０μｍの範囲に設
定することが好ましく、特に好ましい厚みは５〜１５μ
ｍである。そして、最外層１３の厚みは、２０〜１００
μｍが好ましく、特に好ましくは３０〜７０μｍであ
る。

【００６５】このようにして得られたロールは、現像ロ
ールに適用するのが好適であるが、必ずしも現像ロール
に限定するものではない。すなわち、この発明の最外層
１３に用いるゴム組成物が、ロール表面に優れたトナー
離型性を長期間付与できるため、ロール表面がトナーと
直接接触するタイプのロールであれば、どのようなロー
ルに適用しても効果的である。このようなロールとして
は、定着ロール等があげられる。そして、この発明のロ
ールの例として、図３において三層構造のものをあげた
が、軸体１０の外周に形成される層は必ずしも三層でな
くてもよく、ロールの目的，用途等に応じて、適宜の数
の層が形成される。ただし、必ず最外層（単層の場合に
はその層）が、上記特殊なゴム組成物で形成されていな
ければならない。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、この発明のロールは、フ
ッ素ゴムマトリックス中に、離型剤として反応性シリコ
ーンオイルおよび反応性フッ素オイルの少なくとも一方
を、特殊な粒度分布で分散させ、かつこの粒子をフッ素
ゴムマトリックス内部において部分的に連結した状態で
フッ素ゴムマトリックスに反応固定させたものである。
このため、例えば、この発明のロールを現像ロール等に
適用すると、従来の現像ロール等の最外層において問題
となっていた、トナー離型剤であるシリコーンオイルの
大きな凝集体の発生やロール表面への滲出が防止される
ようになる。特に、その最外層においてオイル成分の粒
子が各々独立しているのではなく部分的に連結している
ため、オイルの供給が連続的に行われ、上記高いトナー
離型性が長期間持続するという利点を有する。したがっ
て、良質な複写画像が長期間にわたって得られる。

【００６７】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００６８】まず、実施例および比較例に先立ち、軸体
となる芯金（直径１０ｍｍ，ＳＵＳ３０４製）と、最内
層形成材料として液状シリコーンゴムにカーボンブラッ
クを添加したものと、中間層形成材料として水素化ニト
リルゴムにカーボンブラックを添加したものを準備し
た。

【００６９】そして、前述の方法に準じて、軸体の外周
に、最内層および中間層を形成し、ロール基体を作製し
た。

【００７０】

【実施例１〜７、比較例１〜４】上記ロール基体の外周
面に、前述第２の方法によって調製されたゴム組成物を
用い、最外層を形成した。すなわち、後記の表１〜表３
に示す材料をこれらの表に示す割合で配合し、前述の方
法に準じ、フッ素ゴム組成物のコーティング液を調製し
た。そして、これを用い、前述の方法（塗工法：ロール
コート法）により、上記ロール基体の外周面に最外層を
形成し、目的とする現像ロールを作製した。なお、この
現像ロールの最内層の厚みは、５ｍｍであり、中間層の
厚みは１０μｍであり、最外層の厚みは５０μｍであ
る。

【００７１】このようにして得られた実施例１〜７，比
較例１〜４の現像ロールについて、複写画像を評価する
とともにトナーフィルミングの発生の有無を調べ、その
結果を後記の表１〜表３に示した。また、これらの表
に、粒子の平均粒径、９０％累積断面積粒径も併せて示
した。なお、上記評価・計測は、下記の方法に従った。

【００７２】〔複写画像評価〕現像ロールを電子写真複
写機に組み込み、実際に複写を行った。そして、複写画
像の画質を複写初期と３万枚複写後において目視評価し
た。すなわち、文字を印刷し、複写画像に問題がなく、
細線が鮮明に複写されたものを○とし、かすれやかぶり
等が発生したものは、×とした。なお、かすれとは、細
線がとぎれたものをいい、かぶりとは、イメージのない
ところにトナーが飛んでいるものをいう。また、トナー
フィルミングが発生した場合には、トナーフィルミング
が発生した部分と発生しなかった部分とに分けて評価し
た。

【００７３】〔トナーフィルミング〕現像ロール表面に
トナーが厚く付着した部分は帯電性が悪くなり複写画像
に不良が生じる。具体的には、現像ロール表面にトナー
成分の一部が１μｍ以上の厚みで付着すると画像が著し
く悪化する。そこで、トナー付着が１μｍ以上となった
場合を、トナーフィルミングが発生したものとして、そ
の有無を調べた。

【００７４】〔９０％累積断面積粒径〕図１２（Ａ）に
示すように、現像ロール２０の弾性体部分（最内層、中
間層、最外層）に軸方向と直角に２箇所切れ目を入れて
輪切りにし、さらに軸方向に切れ目を入れて芯金から取
り出し、同図（Ｂ）に示すようなサンプル２０ａを作製
した。そして、同図（Ｃ）のサンプル２０ａの断面部に
示すように、点線で囲った４箇所（最外層部分）につい
て、走査型電子顕微鏡（Ｓ−４１００，堀場製作所社
製）で観察を行った。そして、先に述べた手順により画
像処理機（スピカII，日本アビオニクス社製）を用いて
９０％累積断面積粒径を自動的に求めた。

【００７５】

【表１】

【００７６】

【表２】

【００７７】

【表３】

【００７８】上記表１および表２から、反応性シリコー
ンオイル等の粒子の９０％累積断面積粒径が３０μｍ以
下である実施例１〜７の各現像ロールは、複写画像に問
題がなく、また細線も鮮明に複写されており、トナーフ
ィルミングの発生もなかった。これに対し、上記表３か
ら、反応性シリコーンオイル等の粒子の９０％累積断面
積粒径が３０μｍを超えた比較例１〜４の現像ロールで
は、トナーフィルミングが発生した。

【００７９】つぎに、実施例１および比較例１の現像ロ
ールの最外層における反応性シリコーンオイルからなる
粒子の状態を、上記走査型電子顕微鏡を用い調べた。こ
の結果を、図５〜図８の写真に示す。

【００８０】図５は、実施例１の現像ロールの最外層表
面の状態を示す写真（倍率１万倍）であり、図６は、同
じ最外層内部（厚み方向断面）の状態を示す写真（倍率
１万倍）である。また図７は、比較例１の現像ロールの
最外層表面の状態を示す写真（倍率１万倍）であり、図
８は、同じ最外層内部（厚み方向断面）の状態を示す写
真（倍率１万倍）である。上記図５および図６の写真か
ら、実施例１の現像ロールでは、オイル粒子が非常に粒
径が小さく、フッ素ゴムマトリックス中に均一に分散し
ていることがわかる。これに対し、上記図７および図８
の写真から、比較例１の現像ロールでは、反応性シリコ
ーンオイルから形成された粒子の粒径が大きいことが分
かる。

【００８１】また、上記実施例２の現像ロール表面を溶
剤（アセトン）で拭き、最外層に分散されているオイル
成分を除去して得られる空隙の状態を調べた。図９は、
その最外層表面の状態を示す写真（倍率２５００倍）で
あり、図１０は、同じ最外層内部（厚み方向断面）の状
態を示す写真（倍率２５００倍）である。これらの写真
から、フッ素ゴムマトリックス中に均一に分散したオイ
ル粒子は、フッ素ゴムマトリックス内部において部分的
に連結し、ある程度つながっていることが分かる。

【００８２】これらの電子顕微鏡観察の結果と、上記表
１〜表３の結果（トナーフィルミング）から総合的に判
断して、フッ素ゴムマトリックス中に分散する反応性シ
リコーンオイルからなる粒子の９０％累積断面積粒径が
３０μｍ以下あり、これがフッ素ゴムマトリックス内部
において部分的に連結した状態でフッ素ゴムマトリック
スに反応固定されていることにより、実施例品は、トナ
ーフィルミングの発生が防止されたといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に用いるゴム組成物の微視的構造を示
す模式的な平面図である。

【図２】上記ゴム組成物の微視的構造を示す模式的な厚
み方向断面図である。

【図３】この発明のロールの構造を示す断面図である。

【図４】上記ロールの製法の説明図である。

【図５】この発明の一実施例である現像ロールの最外層
の表面における反応性シリコーンオイル粒子の構造を示
す顕微鏡写真である。

【図６】上記最外層の内部における反応性シリコーンオ
イル粒子の構造を示す顕微鏡写真である。

【図７】比較例である現像ロールの最外層の表面におけ
る反応性シリコーンオイル粒子の構造を示す顕微鏡写真
である。

【図８】上記最外層の内部における反応性シリコーンオ
イル粒子の構造を示す顕微鏡写真である。

【図９】上記実施例品の最外層表面をアセトンで拭いた
のちの最外層の表面における反応性シリコーンオイル粒
子の構造を示す顕微鏡写真である。

【図１０】上記最外層の内部における反応性シリコーン
オイル粒子の構造を示す顕微鏡写真である。

【図１１】粒子の粒径と、粒子の累積断面積割合の関係
を示すグラフ図である。

【図１２】（Ａ）は現像ロールに切り目を入れた状態を
示す斜視図であり、（Ｂ）は現像ロールから切り出した
サンプルの斜視図であり、（Ｃ）は上記サンプルの断面
図である。

【符号の説明】

１ゴム組成物１ａフッ素ゴムマトリックス２粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加地明彦愛知県小牧市大字北外山字哥津3600 東海ゴム工業株式会社内 (56)参考文献特開平３−284780（ＪＰ，Ａ) 特開平６−175532（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 501 G03G 15/20 - 15/20 103 F16C 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体の外周に一層もしくは二層以上の層
が形成されたトナーと接触するタイプのロールであっ
て、これらの層のうち最外層が、下記（Ａ）のゴム組成
物によって形成されていることを特徴とするロール。（Ａ）フッ素ゴムをマトリックス成分とし、このフッ素
ゴムマトリックス中に、反応性シリコーンオイルおよび
反応性フッ素オイルの少なくとも一方からなる粒子が分
散したゴム組成物であって、上記粒子がフッ素ゴムマト
リックス内部において部分的に連結した状態でフッ素ゴ
ムマトリックスに反応固定されており、かつ上記粒子の
粒径が、粒径０．１μｍ以上の粒子の断面積を計測し、
これを小さいものから順次累積した場合に、この総合累
積断面積に対し９０％の累積断面積となる点の粒径が３
０μｍ以下となるよう設定されているゴム組成物。
【請求項２】上記反応性シリコーンオイルが、水酸
基，アミノ基，メルカプト基，エポキシ基，カルボキシ
ル基，メタクリル基からなる群から選ばれた少なくとも
一つの反応基を有する反応性シリコーンオイルであり、
上記反応性フッ素オイルが、水酸基，アミノ基，メルカ
プト基，エポキシ基，カルボキシル基，メタクリル基か
らなる群から選ばれた少なくとも一つの反応基を有する
反応性フッ素オイルである請求項１記載のロール。
【請求項３】上記反応性シリコーンオイルの平均分子
量が３００〜１５万であり、上記反応性フッ素オイルの
平均分子量が２００〜２万である請求項１または２記載
のロール。
【請求項４】上記反応性シリコーンオイルおよび上記
反応性フッ素オイルの合計配合割合が、フッ素ゴム１０
０重量部に対し、０．５〜１００重量部である請求項１
〜３のいずれか一項に記載のロール。
【請求項５】上記粒子が、非反応性シリコーンオイル
および非反応性フッ素オイルの少なくとも一方を含有す
る請求項１〜４のいずれか一項に記載のロール。
【請求項６】上記非反応性シリコーンオイルが高級ア
ルコールエステル基を有し、上記非反応性フッ素オイル
がパーフルオロポリエーテルである請求項５記載のロー
ル。
【請求項７】ロールが、現像ロールまたは定着ロール
である請求項１〜６のいずれか一項に記載のロール。