JP3221385B2

JP3221385B2 - 低硬度導電性ロール

Info

Publication number: JP3221385B2
Application number: JP4747098A
Authority: JP
Inventors: 均吉川; 昭二有村; 明彦加地; 憲一大鍬
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JPH11159523A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンター等の現像ロール等に用いられる低硬度導電性
ロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真複写機、プリンター
等の現像ロール等に用いられる導電性ロールの形成材料
としては、ウレタン樹脂が用いられている。このウレタ
ン樹脂は導電性に劣るため、ウレタン樹脂に導電性材料
を配合する等の方法により、ウレタン樹脂に導電性を付
与している。また、最近の電子写真複写機等は小型化の
傾向にあり、モータの駆動力が弱いため、導電性ロール
に用いられるウレタン樹脂の硬度が高すぎると、スター
ト時にロールが円滑に回転しなかったり、スティックス
リップによるクリック音が発生する等の問題が生じる。
そのため、低硬度のウレタン樹脂を用いた導電性ロール
が提案されている（特開平５−３２３７７７号公報、特
開平３−１８７７３２号公報）。

【０００３】しかし、上記導電性ロールに用いられるウ
レタン樹脂は摩擦係数が比較的大きいため、熱的、物理
的にトナーが導電性ロールの表面に付着しやすく、トナ
ーフィルミングが生じやすくなる。その結果、充分な帯
電性を得ることができなくなり、画出枚数が増えるに従
い、画質が低下するという問題が生じる。そこで、ウレ
タン樹脂の摩擦係数を下げる方法としては、ウレタン樹
脂の硬度を上げるか、あるいはウレタン樹脂の結晶性を
上げる等の方法が考えられる。ところが、ウレタン樹脂
の硬度を上げれば、低硬度化の要請に沿わなくなり、先
に述べたように、スタート時におけるロールの円滑な回
転等が妨げられることになる。また、ウレタン樹脂の結
晶性を上げれば、ウレタン樹脂の溶剤への溶解性が低下
するため、溶剤の種類が揮発性の高いもの等に限定され
たり、あるいはウレタン樹脂を塗布できない等の問題が
生じ、導電性ロールを作製する際の作業性が悪くなる。

【０００４】そこで、本出願人は、ウレタン樹脂の硬度
や結晶性を上げることなく、ウレタン樹脂の摩擦係数を
下げることにより上記課題を解決すべく、熱可塑性ウレ
タン樹脂にシリコーングラフトアクリルポリマーを配合
させた樹脂組成物を最外層材料に用いた導電性ロールを
すでに提案している（特願平８−１２１６１４号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特願平８−１２１
６１４号に記載の導電性ロールは、正帯電性が弱い熱可
塑性ウレタン樹脂に、正帯電性の強いシリコーングラフ
トアクリルポリマーが分散された樹脂組成物を用いて最
外層が形成されている。しかし、上記シリコーングラフ
トアクリルポリマーは熱可塑性ウレタン樹脂との相溶性
が悪い。そのため、正帯電性の強いシリコーングラフト
アクリルポリマーが最外層表面に出ていたとしても部分
的なため、トナー帯電性が不充分で、トナーの飛散が大
きく、またトナー離型性が不充分で、トナーフィルミン
グが生じやすいという問題を有しており、さらなる改良
が望まれている。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、良好なトナー帯電性およびトナー離型性の双方
の特性を備えた低硬度導電性ロールの提供をその目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の低硬度導電性ロールは、軸体の外周面に
少なくとも一層の層が形成された低硬度導電性ロールで
あって、上記少なくとも一層の層のなかで最外層となる
層が、下記の（Ａ）成分を含有する樹脂組成物によって
形成されているという構成をとる。（Ａ）下記の一般式
（１）で表される繰り返し単位から構成されたシリコー
ングラフトアクリルポリマーであって、シロキサンから
誘導される構造部分を除いたアクリルポリマー部分のガ
ラス転移温度が−３５〜３０℃の範囲に設定されたシリ
コーングラフトアクリルポリマー。

【０００８】

【化３】

【０００９】なお、本発明の低硬度導電性ロールにおい
て、「少なくとも一層の層のなかで最外層となる層」と
は、層が一層の場合はその層をいい、層が二層以上の場
合は、文字通りその最外層をいう。また、上記（Ａ）成
分の「シリコーングラフトアクリルポリマー」とは、上
記一般式（１）において、（Ｚ）_n部分と（Ｙ）_k部分
とが共重合することにより、シリコーン成分が幹のアク
リルポリマーにグラフト化しているものをいう。

【００１０】すなわち、本発明者らは、良好なトナー帯
電性およびトナー離型性の双方の特性を備えた低硬度導
電性ロールを得るべく鋭意研究を重ねた。その研究の過
程で、導電性ロールの最外層を形成する樹脂組成物に着
目し、従来のようにウレタン樹脂を主成分とする樹脂組
成物を用いた場合は、充分なトナー帯電性およびトナー
離型性を得ることができないことを突き止めた。そし
て、さらに研究を続けた結果、従来のウレタン樹脂を主
成分とする樹脂組成物に代えて、シリコーングラフトア
クリルポリマーを主成分とする樹脂組成物を用いること
を想起し、上記シリコーングラフトアクリルポリマーの
構造および特性について鋭意研究を重ねた。その結果、
特定のガラス転移温度を有する特定構造のシリコーング
ラフトアクリルポリマー（Ａ成分）を突き止め、このシ
リコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）を含有す
る樹脂組成物を用いて、導電性ロールの最外層を形成す
ると、良好なトナー帯電性およびトナー離型性の双方の
特性を備えた低硬度導電性ロールが得られることを見い
だし、本発明に到達した。

【００１１】そして、上記シリコーングラフトアクリル
ポリマー（Ａ成分）の数平均分子量を１０，０００〜３
００，０００の範囲に設定すると、優れた柔軟性を備
え、摩擦係数の低い低硬度導電性ロールが得られること
を突き止めた。なお、本発明における数平均分子量は、
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法
によるポリスチレン換算の数平均分子量である。

【００１２】また、上記シリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ａ成分）に加えて、さらに導電剤を配合した樹
脂組成物を用いると、低硬度導電性ロールの導電性がよ
り一層向上することを突き止めた。

【００１３】そして、最内層と中間層と最外層を備えた
３層構造の低硬度導電性ロールにおいて、最外層形成材
料として上記Ａ成分を含有する特殊な樹脂組成物を用い
るとともに、中間層形成材料として特殊な水素添加アク
リロニトリル−ブタジエンゴム（Ｂ成分）を主成分とす
る材料を用いると、先に述べた良好なトナー帯電性およ
びトナー離型性の付与に加えて、最内層／中間層／最外
層の各層間接着力が向上し、剥がれや破れ等の発生を防
止でき、良好な画像を得ることができることを突き止め
た。さらに、最内層形成材料としてシリコーンゴムを主
成分とする材料を用いると、低硬度でへたりが少なくな
ることを突き止めた。なお、本発明において、中間層形
成材料および最内層形成材料における「主成分」とは、
主成分のみからなる場合も含める趣旨である。

【００１４】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００１５】本発明の低硬度導電性ロールの一例を図１
に示す。この低硬度導電性ロールは、軸体１の外周面に
沿って最内層２が形成され、その外周面に中間層３が形
成され、さらにその外周面に最外層４が形成されて構成
されている。そして、本発明の低硬度導電性ロールは、
上記最外層４が特定のシリコーングラフトアクリルポリ
マー（Ａ成分）を含有する特殊な樹脂組成物によって形
成されていることが最大の特徴である。

【００１６】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。また、必要に応じ軸体１
上に接着剤、プライマー等を塗布することができる。な
お、接着剤、プライマー等は必要に応じて導電化しても
よい。

【００１７】上記軸体１の外周面に形成される最内層２
形成材料としては、特に制限はなく、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。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、最内層２形成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、プラズマ放電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。

【００１８】上記最内層２形成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（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。

【００１９】上記最内層２の外周に形成される中間層３
形成材料としては、特に制限はなく、例えばアクリロニ
トリル−ブタジエンゴム（ニトリルゴム）（以下「ＮＢ
Ｒ」と略す）、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）（以下「Ｈ−ＮＢＲ」と略
す）、ポリウレタン系エラストマー、クロロプレンゴム
（ＣＲ）、天然ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチル
ゴム（ＩＩＲ）等があげられる。なかでも、接着性およ
びコーティング液の安定性の点から、Ｈ−ＮＢＲが特に
好ましい。

【００２０】上記Ｈ−ＮＢＲは、アクリロニトリル量が
４０〜５０％の範囲に設定され、かつ、ヨウ素価が１８
〜５６ｍｇ／１００ｍｇの範囲に設定されたものが好ま
しく、特に好ましくはアクリロニトリル量が４５〜５０
％の範囲で、かつ、ヨウ素価が１８〜４５ｍｇ／１００
ｍｇの範囲である。そして、このようなＨ−ＮＢＲは例
えばつぎのようにして得られる。まず、アクリロニトリ
ルとブタジエンの乳化重合により、原料となるＮＢＲを
得る。ついで、原料ＮＢＲをアセトン、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等の
溶剤に溶解し、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ等の貴金属触媒の存在
下において水素付加反応を行い（ＮＢＲに水素添加処理
を施し）脱溶剤することにより、目的とするＨ−ＮＢＲ
が得られる。なお、アクリロニトリル量は原料となるＮ
ＢＲにより調整され、ヨウ素価（水素添加量）は反応さ
せる水素濃度等により調整される。

【００２１】上記中間層３形成材料には、導電剤、硫黄
等の加硫剤、グアニジン、チアゾール、スルフェンアミ
ド、ジチオカルバミン酸塩、チウラム等の加硫促進剤、
ステアリン酸、亜鉛華（ＺｎＯ）、軟化剤等を適宜に添
加してもよい。なお、導電剤としては、前記と同様のも
のが用いられる。

【００２２】上記中間層３の外周に形成される最外層４
は、特定のシリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成
分）を含有する特殊な樹脂組成物によって形成されてい
る。

【００２３】上記シリコーングラフトアクリルポリマー
（Ａ成分）は、下記の一般式（１）で表される構造を備
えたものである。

【００２４】

【化４】

【００２５】上記一般式（１）において、繰り返し数ｋ
は１〜３０００の正数であり、好ましくは１〜３００の
正数である。また、繰り返し数ｎは１〜３０００の正数
であり、好ましくは１〜３００の正数である。

【００２６】上記一般式（１）において、Ｙはアクリル
系単量体から誘導される直鎖状の構造部分である。上記
アクリル系単量体としては、具体的には、アクリル酸、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸オク
チル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、ア
クリル酸イソブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アク
リル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸２，２−ジメチル
プロピル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸−２
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、アクリル酸２−ナフチ
ル、アクリル酸フェニル、アクリル酸４−メトキシフェ
ニル、アクリル酸２−メトキシカルボニルフェニル、ア
クリル酸２−エトキシカルボニルフェニル、アクリル酸
２−クロロフェニル、アクリル酸４−クロロフェニル、
アクリル酸ベンジル、アクリル酸２−シアノベンジル、
アクリル酸４−シアノフェニル、アクリル酸ｐ−トリ
ル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸２−ヒドロキシ
エチル、アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、アクリル
酸２−ヒドロキシブチル、アクリル酸２−シアノエチ
ル、アクリル酸３−オキサブチル、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸オ
クチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−
ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｓｅｃ
−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル
酸２，２−ジメチルプロピル、メタクリル酸シクロヘキ
シル、メタクリル酸−２−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル、
メタクリル酸２−ナフチル、メタクリル酸フェニル、メ
タクリル酸４−メトキシフェニル、メタクリル酸２−メ
トキシカルボニルフェニル、メタクリル酸２−エトキシ
カルボニルフェニル、メタクリル酸２−クロロフェニ
ル、メタクリル酸４−クロロフェニル、メタクリル酸ベ
ンジル、メタクリル酸２−シアノベンジル、メタクリル
酸４−シアノフェニル、メタクリル酸ｐ−トリル、メタ
クリル酸イソノニル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチ
ル、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル、メタクリル
酸２−ヒドロキシブチル、メタクリル酸２−シアノエチ
ル、メタクリル酸３−オキサブチル、γ−メタクリロイ
ルオキシプロピルトリメトキシシラン、アクリルアミ
ド、ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリル
アミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、４−カルボキシフェニルメタクリルアミド、４−メ
トキシカルボキシフェニルメタクリルアミド、メチルク
ロロアクリレート、エチル−α−クロロアクリレート、
プロピル−α−クロロアクリレート、イソプロピル−α
−クロロアクリレート、メチル−α−フルオロアクリレ
ート、ブチル−α−ブトキシカルボニルメタクリレー
ト、ブチル−α−シアノアクリレート、メチル−α−フ
ェニルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソボ
ニルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレ
ート等のラジカル重合性単量体があげられる。そして、
これらアクリル系単量体の１種が重合または２種以上が
共重合することにより、Ｙで表される直鎖状の構造部分
が構成される。

【００２７】上記一般式（１）において、Ｚはアクリル
系単量体から誘導される構造部分であって、シロキサン
から誘導される構造部分を有するものである。これは、
下記の一般式（３）または一般式（４）で表されるもの
から誘導される。

【００２８】

【化５】

【００２９】

【化６】

【００３０】そして、上記一般式（３）または一般式
（４）の好ましい具体例としては、下記の構造式（ａ）
〜（ｒ）に示すものがあげられる。

【００３１】

【化７】

【００３２】

【化８】

【００３３】

【化９】

【００３４】

【化１０】

【００３５】上記一般式（１）で表される構造を備えた
シリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）は、シ
ロキサンから誘導される構造部分〔側鎖〕を除いたアク
リルポリマー部分〔主鎖〕のガラス転移温度が、−３５
〜３０℃の範囲にあることが必要であり、好ましくは−
３０〜０℃の範囲である。すなわち、上記アクリルポリ
マー部分〔主鎖〕のガラス転移温度が−３５℃を下回る
と、粘着性が大きくなり摩擦係数も大きくなるためトナ
ーフィルミングが生じ、複写画像が悪くなり、３０℃を
越えると硬くなりすぎ、スタート時にロールが円滑に回
転しなかったり、クリック音が発生する等の問題が生じ
るからである。また、他部品との圧接時に跡がロールに
残りやすいという問題もある。

【００３６】上記シロキサンから誘導される構造部分
〔側鎖〕を除いたアクリルポリマー部分〔主鎖〕のガラ
ス転移温度は、例えばつぎのようにして設定することが
できる。すなわち、上記アクリルポリマー部分〔主鎖〕
のガラス転移温度が−３５〜３０℃の範囲となるよう
に、下記のＦｏｘ式に従い、各アクリル系重合体の重量
比率を設定することにより行われる。

【００３７】

【数１】１／Ｔg ＝（Ｗ₁／Ｔg₁）＋（Ｗ₂／Ｔg₂）＋…＋（Ｗ_m／Ｔg _m）Ｗ₁＋Ｗ₂＋…＋Ｗ_m＝１〔上記式において、Ｔg はアクリルポリマー部分のガラ
ス転移温度であり、Ｔg，Ｔg₂，…，Ｔg _mは各アクリ
ル系単量体のガラス転移温度である。また、Ｗ，Ｗ₂，
…，Ｗ_mは各アクリル系単量体の重量比率である。〕

【００３８】上記ガラス転移温度（Ｔg ）は、ＤＳＣ
（示差走査熱量測定）または動的粘弾性のｔａｎδピー
クにより測定することができる。

【００３９】前記一般式（１）で表される構造を備えた
シリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）の数平
均分子量は、１０，０００〜３００，０００の範囲に設
定することが好ましく、特に好ましくは３０，０００〜
１００，０００の範囲である。すなわち、上記シリコー
ングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）の数平均分子量
が１０，０００を下回ると最外層の強度が劣る傾向が見
られ、３００，０００を超えると最外層の形成が困難に
なるからである。

【００４０】上記一般式（１）で表される構造を備えた
シリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）におけ
る（Ｚ）_n部分の数平均分子量は、２６０〜１００，０
００の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは
２，０００〜５０，０００の範囲である。すなわち、上
記（Ｚ）_n部分の数平均分子量が２６０を下回ると、柔
軟性、低摩擦係数化、離型性等のシリコーンの効果が少
なくなり、１００，０００を超えると、べたつきが生じ
るからである。

【００４１】上記（Ｚ）_n部分の含有率は、上記シリコ
ーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）全重量の５〜
６０重量％の範囲になるよう設定することが好ましい。
すなわち、上記（Ｚ）_n部分の含有率が５重量％を下回
ると、柔軟性、低摩擦係数化、離型性等のシリコーンの
効果が少なくなり、６０重量％を超えるとシリコーン特
有のべたつきが生じるからである。

【００４２】上記特定のシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ａ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、上記（Ｙ）_k部分と（Ｚ）_n
部分を、アゾ系重合開始剤の存在下に、ラジカル共重合
させることにより製造することができる。このような重
合は、溶媒を用いる溶液重合法、バルク重合法、エマル
ジョン重合法等によって行うことが好ましく、特に好ま
しくは溶液重合法である。

【００４３】上記アゾ系重合開始剤としては、アゾビス
イソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾビス−４−シア
ノバレリン酸、アゾビス（２，４−ジメチルバレロニト
リル）、アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバ
レロニトリル）、ジメチル−２，２′−アゾビスイソブ
チレート、アゾビス−１−シクロヘキサカルボニトリル
等があげられ、特にＡＩＢＮが好ましい。

【００４４】上記ラジカル共重合の際の重合温度は５０
〜１５０℃が好ましく、特に好ましくは６０〜１００℃
である。また、重合時間は３〜１００時間が好ましく、
特に好ましくは５〜１０時間である。

【００４５】なお、本発明における特殊なシリコーング
ラフトアクリルポリマー（Ａ成分）は、前記一般式
（１）で表される構造を備えたものであるが、この構造
にさらに別のアクリル系単量体から誘導される直鎖状の
構造部分〔（Ｘ）_m部分〕が連結された、下記の一般式
（２）で表される構造を備えたものであってもよい。

【００４６】

【化１１】

【００４７】上記一般式（２）において、Ｘはアクリル
系単量体から誘導される直鎖状の構造部分であり、上記
アクリル系単量体としては、前記一般式（１）において
例示したものと同様のものがあげられる。ただし、Ｙと
Ｘは、互いに異なるものでなければならない。また、繰
り返し数ｍは１〜１０，０００の正数であり、好ましく
は１００〜３，０００の正数である。

【００４８】本発明の低硬度導電性ロールの最外層４を
形成する特殊な樹脂組成物には、前記特殊なシリコーン
グラフトアクリルポリマー（Ａ成分）に加えて、さらに
前述の導電剤を適宜に添加してもよく、また帯電制御剤
を適宜に添加することもできる。上記帯電制御剤として
は、従来から用いられている四級アンモニウム塩、ホウ
酸塩、アジン系（ニグロシン系）化合物、アゾ化合物、
オキシナフトエ酸金属錯体、界面活性剤（アニオン系、
カチオン系、ノニオン系）等があげられる。また、上記
特殊な樹脂組成物には、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防
止剤、補強剤、帯電制御剤、滑剤、離型剤、染料、顔
料、難燃剤、オイル等を必要に応じて適宜に添加するこ
とも可能である。さらに、上記特殊な樹脂組成物は硬化
剤で架橋することもできる。上記架橋剤としては、イソ
シアネート基含有物や、アミノ基、エポキシ基、カルボ
キシル基、−ＳＨ基等を含有する硬化剤があげられる。

【００４９】本発明の低硬度導電性ロールの最外層４を
形成する特殊な樹脂組成物は、例えばつぎのようにして
作製される。すなわち、まず、先に述べた方法に従い、
特殊なシリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）
を作製し、これらを有機溶剤に溶解する。ついで、必要
により、導電剤、帯電制御剤等を加えたものをサンドミ
ル等で分散することにより、塗工用のコーティング液を
作製する。あるいは、上記シリコーングラフトアクリル
ポリマー（Ａ成分）、導電剤等を２軸混練機等で分散
し、これらを前記有機溶剤に溶解することにより、塗工
用のコーティング液を作製してもよい。このようにし
て、目的とする特殊な樹脂組成物（コーティング液）を
作製することができる。上記有機溶剤としては、メチル
エチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサン、メタノール、イソプロピ
ルアルコール等があげられる。これらは単独でもしくは
２種以上併せて用いられる。

【００５０】そして、本発明の低硬度導電性ロールは、
例えばつぎのようにして作製される。すなわち、まず、
前記最内層２形成材料用の各成分をニーダー等の混練機
を用いて混練し、最内層２形成材料を作製する。また、
前記中間層３形成材料用の各成分をロール等の混練機を
用いて混練し、この混合物に前記有機溶剤を加えて混
合、攪拌することにより、中間層３形成材料（コーティ
ング液）を作製する。さらに、前記最外層４形成材料で
ある特殊な樹脂組成物（コーティング液）を、先に述べ
た方法に従い作製する。

【００５１】つぎに、図２に示すように、軸体１を準備
し、その外周面に必要に応じて接着剤、プライマー等を
塗布した後、下蓋５を外嵌した円筒型６内に上記軸体１
をセットする。つぎに、前記最内層２形成材料を注型等
した後、上記円筒型６に上蓋７を外嵌する。ついで、上
記ロール型全体を加熱して上記最内層２形成材料を加硫
し（１５０〜２２０℃×３０分）、最内層２を形成す
る。続いて、この最内層２が形成された軸体１を脱型
し、必要に応じ反応を完結させる（２００℃×４時
間）。ついで、必要に応じロール表面にコロナ放電処理
を行う。さらに必要に応じロール表面にカップリング剤
の塗布を行う。そして、上記最内層２の外周に中間層３
形成材料となるコーティング液を塗布し、もしくは上記
最内層２形成済みのロールを前記コーティング液中に浸
漬して引き上げた後、乾燥および加熱処理を行うことに
より、最内層２の外周に中間層３を形成する。さらに、
上記中間層３の外周に最外層４形成材料となる特殊な樹
脂組成物（コーティング液）を塗布し、もしくは上記中
間層３形成済みのロールを前記コーティング液中に浸漬
して引き上げた後、乾燥および加熱処理を行うことによ
り、中間層３の外周に最外層４を形成する。上記コーテ
ィング液の塗布方法は、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。このようにして、軸体１
の外周面に沿って最内層２が形成され、その外周に中間
層３が形成され、さらにその外周に最外層４が形成され
た導電性ロールを作製することができる。

【００５２】本発明の低硬度導電性ロールにおいて、各
層の厚みは、導電性ロールの用途に応じて適宜に決定さ
れる。例えば、現像ロールとして用いる場合、最内層の
厚みは、通常０．５〜１０ｍｍの範囲に設定することが
好ましく、特に好ましくは３〜６ｍｍである。また、中
間層の厚みは、通常１〜９０μｍの範囲に設定すること
が好ましく、特に好ましくは３〜１５μｍである。そし
て、最外層の厚みは３〜１００μｍの範囲に設定するこ
とが好ましく、特に好ましくは５〜５０μｍである。

【００５３】本発明の低硬度導電性ロールにおける硬度
は、ＪＩＳＡによる硬度の測定値が、７０（Ｈｓ：Ｊ
ＩＳＡ）以下の範囲にあるものが好ましく、特に好ま
しくは６０（Ｈｓ：ＪＩＳＡ）以下の範囲である。

【００５４】本発明の低硬度導電性ロールは、現像ロー
ルに好適であるが、必ずしも現像ロールに限定するもの
ではなく、転写ロール、帯電ロール等にも適用すること
ができる。また、本発明の低硬度導電性ロールの例とし
て、図１において三層構造のものをあげたが、軸体１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
ールの用途等に応じ、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
な樹脂組成物で形成されていなければならない。

【００５５】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００５６】まず、実施例および比較例に先立ち、下記
の繰り返し単位から構成されたシリコーングラフトアク
リルポリマーＡ〜Ｋを、前述の方法に準じて作製した。

【００５７】

【化１２】

【００５８】

【化１３】

【００５９】

【化１４】

【００６０】

【実施例１〜８、比較例１〜３】まず、下記の表１〜表
３に示す各成分を同表に示す割合で配合し、前記方法に
従い各層の形成材料を調整した。そして、軸体となる芯
金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）を準備し、前記方
法に従い、上記芯金上に最内層を形成した。ついで、ロ
ール表面にコロナ放電処理を行った。さらに、実施例１
〜８、比較例１〜３についてはカップリング剤の塗布を
行った。そして、上記最内層の外周に中間層および最外
層を順次形成して、目的とする３層構造の導電性ロール
を得た。また、各層の硬度、電気抵抗、厚みおよびシリ
コーングラフトアクリルポリマーのガラス転移温度（シ
ロキサンから誘導される構造部分を除いたアクリルポリ
マー部分）、数平均分子量および（Ｚ）_n部分の含有率
を下記の表１〜表３に併せて示した。なお、電気抵抗は
ＪＩＳＫ６３０１に準じて測定した。

【００６１】

【表１】

【００６２】

【表２】

【００６３】

【表３】

【００６４】このようにして得られた実施例１〜８品お
よび比較例１〜３品の導電性ロールについて、下記の基
準に従い、ロールの電気抵抗、摩擦係数、硬度、トナー
帯電性、ロール回転トルク、複写画質および耐久複写画
質について比較評価を行った。これらの結果を、後記の
表４〜表６に併せて示した。

【００６５】〔ロールの電気抵抗〕導電性ロールの電気
抵抗を、図３（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３
（Ａ）に示す形状の電極１１を、図３（Ｂ）に示すロー
ル１０表面上に２０箇所形成し、図３（Ｂ）に示す測定
系により測定した。図において、１１ａは主電極、１１
ｂはガード電極である。そして、実施例および比較例に
おける電気抵抗は２０箇所の測定値の中央値である。な
お、印加電圧は１００Ｖとした。

【００６６】〔摩擦係数〕摩擦係数は、図４に示すよう
な、静動摩擦係数計（協和界面科学社製）を用いて測定
した。すなわち、導電性ロールの最外層形成材料となる
樹脂組成物を用いて、厚み５０〜１００μｍの塗膜２１
を作製し、これを固定台２２の上にセットし、移動速度
０．３ｃｍ／秒、荷重１００ｇの条件下で測定した。な
お、図において、２３は鋼球（直径３ｍｍ）、２４は零
点調整用天秤、２５はロードセル、２６は荷重（１００
ｇ）を示す。

【００６７】〔硬度〕導電性ロールを用いてＪＩＳＡ
による硬度を測定した。

【００６８】〔トナー帯電性〕トナー帯電性は、導電性
ロールにおける帯電量を２０℃×５０％ＲＨの条件下に
おいてつぎのようにして測定した。すなわち、図５に示
すように、導電性ロール３０表面上に現像剤（トナー）
３２層を形成し、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を用いて測定した（ファ
ラデーケージ法）。なお、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。

【００６９】〔ロール回転トルク〕固定された感光体に
導電性ロールを押圧接触し、導電性ロールをトルクモー
タで回転させ、その動き始めの電流値を測定した。な
お、上記導電性ロールを感光体に押圧接触させる際の圧
力は、導電性ロールの接触部が径方向に０．３ｍｍ凹む
程度の圧力に設定した。そして、得られた測定値をトル
クに換算し、その算出値が常に３ｋｇｆ−ｃｍ未満を示
す場合を○、３ｋｇｆ−ｃｍ未満を示すが初期等に３ｋ
ｇｆ−ｃｍ以上を示す場合を△、常に３ｋｇｆ−ｃｍ以
上を示す場合を×として表示した。

【００７０】〔複写画質〕導電性ロールを現像ロールと
して電子写真複写機に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの
条件下において画像出しを行った。そして、べた黒画像
において濃度が充分で画像むらや白斑点ぬけの無いもの
を○、べた黒画像において濃度不充分、画像むら、白斑
点のいずれか一つでも発生したものを×として表示し
た。

【００７１】〔耐久複写画質〕導電性ロールを現像ロー
ルとして電子写真複写機に組み込み、２０℃×５０％Ｒ
Ｈの条件下において画像出しを行った。そして、３千枚
および５千枚複写した後、べた黒画像において濃度が充
分で画像むらや白斑点ぬけの無いものを○、濃度不充
分、画像むら、白斑点のいずれか一つでも発生したもの
を×として表示した。

【００７２】

【表４】

【００７３】

【表５】

【００７４】

【表６】

【００７５】上記表４〜表６の結果から、実施例１〜８
品の導電性ロールは、比較例品の導電性ロールに比べ
て、摩擦係数が低く、低硬度で、トナー帯電性に優れ、
ロール回転トルクも小さく、しかも複写画質および耐久
複写画質に優れていることがわかる。

【００７６】これに対して、比較例１品の導電性ロール
は、トナー帯電性が劣り、トナーの飛散が大きく、しか
も５千枚複写後にトナーフィルミングやトナー付着等が
発生し、複写画質が劣ることがわかる。また、比較例２
品の導電性ロールは、用いるシリコーングラフトアクリ
ルポリマーのガラス転移温度が−３５℃を下回るため、
摩擦係数が大きく、その結果、ロール回転トルクが大き
く、５千枚複写後の複写画質が劣ることがわかる。そし
て、比較例３品の導電性ロールは、用いるシリコーング
ラフトアクリルポリマーのガラス転移温度が３０℃を越
えるため、硬度が高く、その結果、複写画質が劣り、３
千枚および５千枚複写後の耐久複写画質も劣ることがわ
かる。

【００７７】

【実施例９〜１６】前記表１および表２に示した層形成
材料に代えて、下記の表７および表８に示すものを用い
た。それ以外は前記と同様にして導電性ロールを作製し
た。

【００７８】

【表７】

【００７９】

【表８】

【００８０】このようにして得られた実施例９〜１６品
の導電性ロールについて、前記基準に従い、ロールの電
気抵抗、摩擦係数、硬度、トナー帯電性、ロール回転ト
ルク、複写画質および耐久複写画質について比較評価を
行った。これらの結果を、下記の表９および表１０に併
せて示した。

【００８１】

【表９】

【００８２】

【表１０】

【００８３】上記表９および表１０の結果から、実施例
９〜１６品の導電性ロールは、前記実施例１〜８品の導
電性ロールと同様、摩擦係数が低く、低硬度で、トナー
帯電性に優れ、ロール回転トルクも小さく、しかも複写
画質および耐久複写画質に優れていることがわかる。な
お、実施例１５品の導電性ロールは、中間層形成材料と
して用いたＨ−ＮＢＲのアクリロニトリル量およびヨウ
素価が小さいため、中間層の加硫が甘く電気抵抗が若干
高くなるが、導電性ロールとしての使用に問題はない。
また、実施例１６品の導電性ロールは、中間層形成材料
として用いたＨ−ＮＢＲのアクリロニトリル量が小さ
く、ヨウ素価が高いため、粘度が上昇して塗料の保管性
が若干悪くなるが、導電性ロールとしての使用に問題は
ない。

【００８４】

【発明の効果】以上のように、本発明の低硬度導電性ロ
ールは、特定のガラス転移温度を有する特定構造のシリ
コーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）を配合して
なる特殊な樹脂組成物によって最外層が形成されている
ため、トナー帯電性に優れ、トナーの飛散性が小さく、
しかもトナーの離型性が良好で、トナーフィルミングが
生じにくくなる。その結果、トナーの付着を防止できる
とともに、長期にわたって安定したトナー帯電性を得る
ことができ、画質の向上を図ることができる。

【００８５】そして、上記シリコーングラフトアクリル
ポリマー（Ａ成分）の分子量を、１０，０００〜３０
０，０００の範囲に設定することにより、柔軟性に優
れ、低摩擦係数の低硬度導電性ロールを得ることができ
る。

【００８６】また、上記シリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ａ成分）に加えて、さらに導電剤を配合した樹
脂組成物を用いることにより、低硬度導電性ロールの導
電性がより一層向上する。

【００８７】そして、最内層と中間層と最外層を備えた
３層構造の低硬度導電性ロールにおいて、最外層形成材
料として上記Ａ成分を含有する特殊な樹脂組成物を用い
るとともに、中間層形成材料として特殊な水素添加アク
リロニトリル−ブタジエンゴム（Ｂ成分）を主成分とす
る材料を用いるようにすると、先に述べた良好なトナー
帯電性およびトナー離型性の付与に加えて、最内層／中
間層／最外層の各層間接着力が向上し、剥がれや破れ等
の発生を防止でき、良好な画像を得ることができるよう
になる。さらに、最内層形成材料としてシリコーンゴム
を主成分とする材料を用いるようにすると、低硬度でへ
たりが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低硬度導電性ロールの一例を示す断面
図である。

【図２】本発明の低硬度導電性ロールの製法の一例を示
す断面図である。

【図３】（Ａ）は導電性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）はそれを用いての導電性ロールの電気抵抗値の測
定系を示す説明図である。

【図４】静動摩擦係数計による摩擦係数の測定状態を示
す説明図である。

【図５】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最内層３中間層４最外層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大鍬憲一愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地東海ゴム工業株式会社内 (56)参考文献特開平９−269629（ＪＰ，Ａ) 特開平８−333433（ＪＰ，Ａ) 特開平５−179145（ＪＰ，Ａ) 特開平７−301974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 13/00 B29D 31/00 B32B 27/30 G03G 15/08 501

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体の外周面に少なくとも一層の層が形
成された低硬度導電性ロールであって、上記少なくとも
一層の層のなかで最外層となる層が、下記の（Ａ）成分
を含有する樹脂組成物によって形成されていることを特
徴とする低硬度導電性ロール。（Ａ）下記の一般式
（１）で表される繰り返し単位から構成されたシリコー
ングラフトアクリルポリマーであって、シロキサンから
誘導される構造部分を除いたアクリルポリマー部分のガ
ラス転移温度が−３５〜３０℃の範囲に設定されたシリ
コーングラフトアクリルポリマー。【化１】
【請求項２】上記（Ａ）成分であるシリコーングラフ
トアクリルポリマーが、下記の一般式（２）で表される
繰り返し単位から構成されたものである請求項１記載の
低硬度導電性ロール。【化２】
【請求項３】上記（Ａ）成分であるシリコーングラフ
トアクリルポリマーの数平均分子量が１０，０００〜３
００，０００の範囲に設定されている請求項１または２
記載の低硬度導電性ロール。
【請求項４】上記（Ａ）成分中の（Ｚ）_n部分の含有
率が、（Ａ）成分全重量の５〜６０重量％の範囲に設定
されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の低硬度
導電性ロール。
【請求項５】上記最外層を形成する樹脂組成物が、上
記（Ａ）成分に加えて、さらに導電剤を含有するもので
ある請求項１〜４のいずれか一項に記載の低硬度導電性
ロール。
【請求項６】軸体の外周面に最内層が形成され、その
外周に中間層が形成され、さらにその外周に最外層が形
成された３層構造の低硬度導電性ロールであって、上記
最外層が前記（Ａ）成分を含有する樹脂組成物によって
形成されているとともに、上記中間層が下記の（Ｂ）成
分を主成分とする層形成材料によって形成されている請
求項１〜５のいずれか一項に記載の低硬度導電性ロー
ル。（Ｂ）アクリロニトリル量が４０〜５０％の範囲に
設定され、かつ、ヨウ素価が１８〜５６ｍｇ／１００ｍ
ｇの範囲に設定された水素添加アクリロニトリル−ブタ
ジエンゴム。
【請求項７】上記最内層がシリコーンゴムを主成分と
する層形成材料によって形成されている請求項６記載の
低硬度導電性ロール。