JP3324433B2

JP3324433B2 - 低硬度導電性ロール

Info

Publication number: JP3324433B2
Application number: JP6810097A
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: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2002-09-17
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: JPH10268626A

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
等に用いられる現像ロールとしては、例えば、軸体の外
周面に、シリコーン含有ウレタンプレポリマーからなる
層を形成した現像ロールが用いられている（特開平６−
３０１２７８号公報）。あるいは、軸体の外周面に、シ
リコーンポリオール系ウレタンからなる層を形成し、さ
らにその表面にイソシアネート液を含浸させて加熱硬化
した現像ロールが用いられている（特開平５−３１３４
８３号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−３０１２７８号公報に記載の現像ロールは、ウ
レタン含有量が多いため低硬度化が可能であるが、その
一方、シリコーン含有量が少なすぎるため、トナー帯電
性に劣るという問題がある。また、シリコーンの反応が
遅いため、現像ロールを複写機に組み込んだ後にシリコ
ーンが反応し、現像ロールの表面層が、感光体との接触
圧で歪んだ状態のままその形状が固定化されるおそれが
ある。このため、現像ロールと感光体との圧接が解放さ
れた時に、現像ロールの表面層の弾性が速やかに、か
つ、充分に復元せず、ロールのへたりが生じるという問
題もある。

【０００４】また、上記特開平５−３１３４８３号公報
に記載の現像ロールは、加熱硬化されたイソシアネート
液とトナー成分との相性が悪いため、トナー帯電性に劣
るという問題がある。また、上記イソシアネート液によ
って現像ロール表面の硬度が高くなりすぎ、画像がかす
れるという問題も生じる。さらに、上記シリコーンポリ
オール系ウレタンに含まれるシリコーンは反応が遅いた
め、上記の場合と同様、複写機へ組み込んだ後のロール
のへたりの問題もある。また、上記イソシアネート液は
水分と反応するため、ロール製造時のイソシアネート液
の管理が難しいという問題もある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、トナー帯電性に優れ、画像のかすれやロールの
へたりがなく、ロール製造時の液安定性に優れた低硬度
導電性ロールの提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低硬度導電性ロールは、軸体の外周面に形
成されたベースゴム層と、表面層とを有する低硬度導電
性ロールであって、上記表面層が、下記の（Ａ）および
（Ｂ）成分を含有する樹脂組成物のコーティングによっ
て形成されているという構成をとる。（Ａ）シロキサン結合を有し、両末端に水酸基またはア
ミノ基を有する直鎖状高分子化合物。（Ｂ）二官能性イソシアネート。

【０００７】なお、本発明の低硬度導電性ロールにおい
て、低硬度とは、ＪＩＳＡによる硬度の測定値が５０
Ｈｓ以下のものをいい、好ましくは４０Ｈｓ以下をい
う。

【０００８】すなわち、本発明者らは、トナー帯電性に
優れ、画像のかすれやロールのへたりがなく、ロール製
造時の液安定性に優れた低硬度導電性ロールを得るべく
鋭意研究を重ねた。そして、現像ロールの表面層形成材
料に着目し、これを中心に研究を重ねた。その結果、シ
ロキサン結合を有し、両末端に水酸基またはアミノ基を
有する直鎖状高分子化合物（Ａ成分）と、二官能性イソ
シアネート（Ｂ成分）を含有する特殊な樹脂組成物のコ
ーティングによって表面層を形成すると、表面層の表面
にシリコーンが均一に分散するためトナー帯電性に優
れ、しかも低硬度であるため画像のかすれもないことを
突き止めた。さらに、上記特殊な直鎖状高分子化合物
（Ａ成分）と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）は、
いずれも二官能であり、両者は反応して直鎖状ポリマー
となるため、溶剤に可溶となり、ロール製造時の液安定
性に優れていることを突き止めた。したがって、ロール
を複写機等に組み込んだ後、従来のように、シリコーン
が反応して、感光体との接触圧で歪んだ状態のまま、そ
の形状が固定化されることもないため、ロールのへたり
も生じないことを見出し本発明に到達した。

【０００９】そして、上記特殊な直鎖状高分子化合物
（Ａ成分）および二官能性イソシアネート（Ｂ成分）に
加えて、さらに鎖延長剤を含有する樹脂組成物を用いて
上記表面層を形成すると、上記直鎖状ポリマーへの結晶
性や溶解性を付与でき、強度、低摩擦化、液安定性がさ
らに向上することを突き止めた。

【００１０】また、分子構造中に芳香環を有する鎖延長
剤を用いると、表面層の摩擦係数が小さくなり、画像の
かすれがなくなる結果、画像がさらに向上することを突
き止めた。

【００１１】

【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。

【００１２】本発明の低硬度導電性ロールとしては、例
えば、図１に示すように、軸体１の外周面に沿ってベー
スゴム層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表面層４が形成された構造のも
のをあげることができる。

【００１３】上記軸体１は、従来公知のどのようなもの
を使用しても差し支えない。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。

【００１４】上記軸体１の外周面に形成されるベースゴ
ム層２の形成材料も特に制限するものではなく、従来公
知のどのようなものを用いてもよい。例えば、付加反応
型シリコーンや二液反応型ウレタン、あるいはスチレン
−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−
ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の汎用ゴム等があげられる。
なかでも、液状で量産性に優れ、ロールのへたりが小さ
くなるという理由から、付加反応型シリコーンが特に好
ましい。

【００１５】上記ベースゴム層２の外周面に形成される
中間層３の形成材料も特に制限するものではなく、従来
公知のどのようなものを用いてもよい。例えば、ＥＰＤ
Ｍ、ＳＢＲ、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリル
ゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、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、ほう酸
塩等の導電剤を配合したものがあげられる。

【００１６】そして、上記ベースゴム層２および中間層
３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、上記ベースゴム層２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、
上記中間層３の形成材料（コーティング液）は、上記各
成分を、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。

【００１７】上記中間層３の外周面に形成される表面層
４は、特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ成分）と、二官能
性イソシアネート（Ｂ成分）とを含有する樹脂組成物を
用いて形成される。

【００１８】上記特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ成分）
は、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ結合）を有し、両末端に
水酸基またはアミノ基を有するものが用いられる。そし
て、上記特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ成分）の両末端
の水酸基またはアミノ基は、互いに同一であっても異な
っていてもよい。

【００１９】また、上記特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ
成分）は、数平均分子量（以下「分子量」と略す）が５
００〜１０，０００の範囲のものが好ましく、特に好ま
しくは１，０００〜４，０００のものである。そして、
上記直鎖状高分子化合物（Ａ成分）中のシロキサン結合
の含有率は、１０〜９９重量％が好ましく、特に好まし
くは４０〜８０重量％である。

【００２０】このような直鎖状高分子化合物（Ａ成分）
としては、具体的には下記の一般式（１）で表されるポ
リジメチルシロキサンジカルビノールが好ましい。

【００２１】

【化１】

【００２２】上記一般式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²で
表される炭素数１〜２０のアルキレン基としては、例え
ば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン
基、ヘキシレン基、オクチレン基、ドデシレン基等があ
げられる。また、上記一般式（１）におけるｎの値は、
上記一般式（１）で表されるポリジメチルシロキサンジ
カルビノールの分子量が５００〜１０，０００の範囲に
なるような整数が選ばれ、好ましくは上記ポリジメチル
シロキサンジカルビノールの分子量が１，０００〜６，
０００の範囲になるような整数が選ばれる。

【００２３】また、上記特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ
成分）としては、上記一般式（１）におけるメチル基の
少なくとも一部を特定の置換基で置換した化合物を用い
ることもできる。上記特定の置換基としては、例えば、
炭素数２〜３０のアルキル基、ハロアルキル基、シアノ
アルキル基、アリルアルキル基、ビニル基、アクリル基
等のアルケニル基、アリル基、アルキルアリル基、アル
ケニルアリル基、ハロアリル基、水素原子、ハロゲン原
子等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併
せて用いられる。

【００２４】上記特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ成分）
とともに用いられる二官能性イソシアネート（Ｂ成分）
としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）〔２，
４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩの各種混合比率のものを含
む〕、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアネート（水素化ＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイ
ソシアネート（ＮＤＩ）、３，３′−ジメチル−４，
４′−ビフェニレンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、キ
シリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、水素化キシリレ
ンジイソシアネート（ＨＸＤＩ）、イソホロンジイソシ
アネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ
ート（ＴＭＤＩ）〔２，２，４−ＴＭＤＩと２，４，４
−ＴＭＤＩの混合物〕、エチリデンジイソシアネート、
ブチレンジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，４
−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイ
ソシアネート、ジクロロヘキサメチレンジイソシアネー
ト、ジシクロヘキシル−４，４′−ジイソシアネート、
１−メチル−２，４−ジイソシアナトシクロヘキサン、
１−メチル−２，６−ジイソシアナトシクロヘキサン等
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。

【００２５】そして、上記特殊な樹脂組成物は、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、上
記特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ成分）と二官能性イソ
シアネート（Ｂ成分）とを所定の比率で配合し、ジブチ
ル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）等の従来公知のウレタ
ン化触媒の存在下で反応（８０〜１２０℃×１〜５時
間）を行い、粘度の安定した所で取り出すことによっ
て、直鎖状プレポリマーを作製し、さらに必要に応じて
鎖延長剤を添加反応（８０〜１２０℃×１〜５時間）さ
せ、これを溶剤に溶解することによって作製することが
できる。

【００２６】上記触媒としては、上記ＤＢＴＤＬの他
に、オクタン酸錫、ナフテン酸コバルト、アセチルアセ
トン酸バナジウム、ジメチル錫ジエチルヘキサノエー
ト、トリエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、
ジメチルシクロヘキシルアミン、クエン酸等があげられ
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、上記ＤＢＴＤＬやトリエチレン
ジアミンが特に好ましい。

【００２７】上記特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ成分）
と二官能性イソシアネート（Ｂ成分）の配合比率は、直
鎖状高分子化合物（Ａ成分）中のＯＨ〔鎖延長剤を使用
する場合は、鎖延長剤中のＯＨも含む〕と、イソシアネ
ート（Ｂ成分）中のＮＣＯとが当量になるよう設定する
のが好ましい。

【００２８】上記溶剤としては、テトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイ
ソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、酢酸エチル等
があげられる。

【００２９】上記直鎖状プレポリマーの形成反応に際し
て、必要に応じて用いられる鎖延長剤としては、特に限
定するものではなく、従来公知の脂肪族ジオール類、芳
香族ジオール類、Ｎ−アルキルジアルカノールアミン
類、Ｎ−アリールジアルカノールアミン類、脂肪族ジア
ミン類、芳香族ジアミン類、ポリエーテルジオール類、
ポリエステルジオール類、ポリカーボネートジオール類
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、摩擦係数が小さくな
り、画像のかすれがなくなるという理由により、分子構
造中に芳香環を有する、芳香族ジオール類や芳香族ジア
ミン類が特に好ましい。

【００３０】上記脂肪族ジオール類としては、例えば、
エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−
ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール
（１，４−ＢＤ）、１，５−ペンタンジオール、１，６
−ヘキサメチレングリコール（１，６−ＨＤ）、ネオペ
ンチルグリコール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオ
ール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオ
ール、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジオ
ール、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジオ
ール、デカメチレングリコール、１，４−シクロヘキサ
ンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、
２，２−ビス（４′−ヒドロキシシクロヘキシル）プロ
パン、３−メチル−１，３−ブタンジオール、ｐ−キシ
リレングリコールまたはこれらのアルキレンオキサイド
付加物等があげられる。

【００３１】上記芳香族ジオール類としては、例えば、
ハイドロキノン、ハイドロキノンジエチロールエーテル
（ＢＨＥＢ）、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、
ナフチレンジオールまたはこれらのアルキレンオキサイ
ド付加物等があげられる。

【００３２】上記Ｎ−アルキルジアルカノールアミン類
およびＮ−アリールジアルカノールアミン類としては、
例えば、メチルジエタノールアミン、メチルジイソプロ
パノールアミン、エチルジエタノールアミン、フェニル
ジエタノールアミン、ｍ−トリルジエタノールアミンま
たはこれらのアルキレンオキサイド付加物等があげられ
る。

【００３３】上記脂肪族ジアミン類としては、例えば、
エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロ
ンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキ
サン、ポリオキシプロピレンジアミン、ビス（ｐ−アミ
ノシクロヘキシル）メタン等があげられる。

【００３４】上記芳香族ジアミン類としては、例えば、
メタキシレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニル
メタンジアミン、４，４′−メチレンビス（２−クロル
アニリン）、１，５−ナフチレンジアミン等があげられ
る。

【００３５】上記ポリエーテルジオール類としては、例
えば、水、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、
１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコ
ール、１，６−ヘキサメチレングリコール、ビスフェノ
ールＡ等にアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキ
サイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、
テトラヒドロフラン、スチレンオキサイド等を１種また
は２種以上（以下単に「アルキレンオキサイド」と略
す）付加させて得られるものがあげられる。

【００３６】上記ポリエステルジオール類としては、例
えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメ
チレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，
４−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
１，６−ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリ
コール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ｐ−キ
シリレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノールまたはこれら
のアルキレンオキサイド付加物等の１種または２種以上
と、マロン酸、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、グ
ルタン酸、ピペリン酸、セバシン酸、シュウ酸、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル
酸等の１種または２種以上とからのポリエステルジオー
ルまたはプロピオラクトン、ブチロラクトン、カプロラ
クトン等の環状エステルを開環重合したジオール、さら
に上記グリコールと環状エステルとから、または上記グ
リコール、二塩基酸、環状エステルの３種からのポリエ
ステルジオールがあげられる。

【００３７】上記ポリカーボネートジオール類として
は、下記の一般式（２）で表される化合物があけられ
る。

【００３８】

【化２】

【００３９】上記一般式（２）において、Ｒ³、Ｒ⁴で
表されるグリコールまたは２価のフェノールとしては、
例えば、トリメチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレング
リコール、１，６−ヘキサメチレングリコール、デカメ
チレングリコール、ｐ−キシリレングリコール、ビスフ
ェノールＡ〔２，２−ビス（４′−ヒドロキシフェニ
ル）プロパン〕、ビスフェノールＦ（４，４′−ジヒド
ロキシジフェニルメタン）等があげられる。

【００４０】また、１，２−ポリブタジエンジオール、
１，４−ポリブタジエンジオール、ポリクロロプレンジ
オール、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体ジオー
ル等も用いられる。

【００４１】そして、上記鎖延長剤の配合割合は、上記
直鎖状プレポリマーと鎖延長剤の反応によって得られる
ポリマーの分子量が、１０，０００〜３００，０００の
範囲になるよう設定される。

【００４２】なお、上記樹脂組成物には、上記特殊な直
鎖状高分子化合物（Ａ成分）、二官能性イソシアネート
（Ｂ成分）、鎖延長剤の他に、それを用いてなるロール
の用途にもよるが、適正な体積電気抵抗（１０⁵〜１０
¹¹Ω・ｃｍ）を付与することを目的として、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、現像ロールの表面層の特性として重要であ
る。

【００４３】上記導電剤としては、ｃ−ＴｉＯ₂、ｃ−
ＺｎＯ、カーボンブラック、ｃ−ＳｎＯ₂、酸化鉄、グ
ラファイト、チタン酸カリウム、四級アンモニウム塩、
ホウ酸塩、リチウム塩等があげられる。これらは単独で
もしくは二種以上併せて用いられる。なかでも、適正な
体積電気抵抗を得ることができるという理由により、ｃ
−ＴｉＯ₂、ｃ−ＺｎＯ、四級アンモニウム塩を用いる
ことが好ましい。なお、上記「ｃ−」とは導電性を有す
ることを意味する。

【００４４】上記導電剤の配合量は、上記特殊な直鎖状
高分子化合物（Ａ成分）と二官能性イソシアネート（Ｂ
成分）の合計量（Ａ成分＋Ｂ成分）〔鎖延長剤を用いる
場合は、Ａ成分とＢ成分と鎖延長剤の合計量〕１００重
量部（以下「部」と略す）に対して、０．５〜２５０部
の範囲が好ましく、特に好ましくは２〜１７０部の範囲
である。

【００４５】さらに、上記樹脂組成物には、上記導電剤
等の他に、帯電制御剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収
剤、帯電防止剤、補強剤、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配合することが
できる。

【００４６】上記帯電制御剤としては、四級アンモニウ
ム塩、ホウ酸塩、アジン系（ニグロシン系）アゾ化合
物、オキシナフトエ酸系金属錯体、サリチル酸系金属錯
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、上記充填剤としては、シリ
カ、炭酸カルシウム、マイカ等の無機物等があげられ
る。

【００４７】本発明の低硬度導電性ロールのなかでも、
例えば、上記図１に示す三層構造の低硬度導電性ロール
は、つぎのようにして作製することができる。

【００４８】まず、前記のようにして調製されたベース
ゴム層２および中間層３の形成材料を用い、常法に従っ
て、軸体１の外周面にベースゴム層２および中間層３を
この順序で形成し、ロール基体を作製する。一例をあげ
ると、図２に示すように、軸体１をセットした下蓋５お
よび円筒型６内に、コンパウンド状のベースゴム層形成
材料を注型し、上蓋７を円筒型６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：１５０〜２
００℃×２０〜４０分）し、ベースゴム層２を形成す
る。ついで、上記ベースゴム層２が形成された軸体１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、上記ベースゴム層２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３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公知の塗工法を適用
できる。このようにして軸体１の外周面にベースゴム層
２および中間層３が形成されたロール基体を作製する。

【００４９】つぎに、上記ロール基体の中間層３の外周
面に、前記樹脂組成物を塗工する。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公知の方法が適用できる。そし
て、塗工後、乾燥（条件：４０〜１５０℃×５〜６０
分）を行うことにより、樹脂組成物中の溶剤の蒸発除去
を行う。このようにして、図１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。上記ロールにおいて、
各層の厚みは、適宜決定される。例えば、現像ロールで
は、ベースゴム層の厚みは２〜１０ｍｍの範囲に設定す
ることが好ましく、特に好ましくは３〜６ｍｍである。
また、中間層の厚みは１〜９０μｍの範囲に設定するこ
とが好ましく、特に好ましくは５〜１５μｍである。そ
して、表面層の厚みは５〜１００μｍの範囲に設定する
ことが好ましく、特に好ましくは２０〜５０μｍであ
る。

【００５０】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、定着ロール、転写ロール、帯電ロール、給紙
ロール等にも適用できる。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、ベースゴム層２の外周面に形成される弾性層は何
層でもよく、ロールの用途等に応じ、適宜の数の弾性層
が形成される。ただし、必ず表面層が、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。

【００５１】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００５２】〔ロール基体の作製〕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、ＳＵ
Ｓ３０４製）と、ベースゴム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。そして、前述の方法に準
じて、軸体の外周面にベースゴム層（厚み５ｍｍ）およ
び中間層（厚み１０μｍ）を形成し、ロール基体を作製
した。

【００５３】

【実施例１〜３】下記の表１に示す各成分を同表に示す
割合で配合し、樹脂組成物を作製した。つぎに、この樹
脂組成物を、上記ロール基体の外周面に前述の方法（塗
工法：ロールコート法）に従い塗布した後、乾燥して表
面層（厚み５０μｍ）を形成し、目的とする現像ロール
（図１参照）を作製した。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【比較例１】特開平６−３０１２７８号公報に記載の方
法に準じて現像ロールを作製した。すなわち、まず、下
記の化学式（３）で表されるポリシロキサン（片末端に
ＯＨを有する）と、下記の化学式（４）で表されるイソ
シアネート（アルキル化ＭＤＩ）を準備した。

【００５６】

【化３】

【００５７】

【化４】

【００５８】つぎに、上記ポリシロキサンとイソシアネ
ートのモル比が１：１となるよう、シロキサンポリオー
ル１００部に対し、イソシアネート１２．３部を加え、
４０℃×４０時間Ｎ₂の条件下で反応させた後、３００
Ｐａで１２時間減圧して片末端ＮＣＯを有するプレポリ
マーを得た。つぎに、ジエチレングリコールとトリメチ
ロールプロパンとアジピン酸との縮重合ポリエステル
（水酸基値＝６０ｍｇ／ＫＯＨ／ｇ、平均官能基数＝
２．１５）のＯＨモルの２０％を上記プレポリマーで反
応させた。すなわち、ポリエステルポリオール１００部
に対し、プレポリマー５４部を加え、７０℃×６時間Ｎ
₂の条件下で反応させた。得られたポリオールの水酸基
値は４８ｍｇ／ＫＯＨ／ｇであった。このポリオール１
００部に導電性カーボン１．５部を加え、均一に分散さ
せた後、１００℃減圧下で３時間脱水し、トリレンジイ
ソシアネート（ＴＤＩ）を６．０ｇ加えて２〜３分激し
く混合した後、１５０℃の金型に流し込み、２時間硬化
反応させた後、金型より取り出し、１１０℃×２４時間
アフターキュアーすることにより現像ロールを得た。

【００５９】

【比較例２】特開平５−３１３４８３号公報に記載の方
法に準じて現像ロールを作製した。具体的には、以下の
手順に従って作製した。

【００６０】〔ロールの製法〕ポリエステルポリオール
（クラポールＰ−２０１０、クラレ社製）１００部に、
過塩素酸リチウムを０．０５部加え、攪拌し溶解させた
後、１００℃に温調し、ついでコロネートＨＸ（日本ポ
リウレタン社製）２０部およびアルコール変性シリコー
ンオイル（ＳＦ８４２７、東レ・ダウコーニング社製）
２０部を添加、攪拌し、混合物を得た。この混合物を、
予めシャフトが配置されている１２０℃に予熱された金
型に注入し、１２０℃にて６０分間加熱し、両端部を除
くシャフト表面に導電性ポリウレタン弾性体層が形成さ
れたロールを得た。

【００６１】〔表面処理液の調整〕ＭＲ４００（日本ポ
リウレタン社製）１００部を、酢酸エチル９００部に溶
解させ、表面処理液を得た。

【００６２】〔ロールの表面処理〕前記溶液を２０℃に
保ったまま、前記ロールを所定時間浸漬後、１００℃に
保持されたオーブンで１０時間加熱することにより現像
ロールを得た。

【００６３】このようにして得られた実施例品および比
較例品の現像ロールについて、トナー帯電量、複写画像
の画質評価、圧接テスト（ロールのへたり）、液安定性
について、下記の基準に従い比較評価を行った。その結
果を、後記の表２に併せて示した。

【００６４】〔トナー帯電量〕各現像ロールのトナー帯
電量を、２０℃×５０％ＲＨの環境下、つぎのようにし
て測定した。すなわち、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、吸引ポ
ンプ３３により現像剤３２を吸引しファラデーケージ３
４により測定した（ファラデーケージ法）。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。

【００６５】〔複写画像の画質評価〕現像ロールを複写
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３０００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○、かすれやかぶり
等が発生したものを×として表示した。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。

【００６６】〔圧接テスト（ロールのへたり）〕各現像
ロールを直径３０ｍｍの金属製の円筒体に対して平行に
配置する。ついで、現像ロールを金属製の円筒体に押圧
接触させ、現像ロールを径方向に０．５ｍｍ凹ませ、こ
の状態で１週間放置した。この現像ロールを取り出し、
電子写真複写機に組み込み、画像出しを行いベタ黒コピ
ーをとった。そして、押圧部分に相当する画像を評価し
た。その結果、画像が良好な（白くぬけていない）もの
を○として表示し、押圧部分に相当する画像が白くぬけ
ているものを×として表示した。

【００６７】〔液安定性〕前記樹脂組成物の溶液の液粘
度変化率を測定し、その液粘度変化率が５０％以下の日
が１１日以上の場合を○、１〜１０日の場合を△、１日
未満の場合を×として表示した。

【００６８】

【表２】

【００６９】上記表２の結果から、実施例品の現像ロー
ルは、トナー帯電性に優れ、画像のかすれやロールのへ
たりがなく、液安定性にも優れていることがわかる。こ
れに対して、比較例１品の現像ロールは、トナー帯電性
に劣り、画像のかすれやロールのへたりが生じることも
わかる。一方、比較例２品の現像ロールは、トナー帯電
性に劣り、画像のかすれやロールのへたりが生じ、しか
も、液安定性に劣ることがわかる。

【００７０】

【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、その表面層が、特殊な直鎖状高分子化合物（Ａ
成分）および二官能性イソシアネート（Ｂ成分）を含有
する特殊な樹脂組成物のコーティングによって形成され
ている。そのため、表面層の表面にシリコーンが均一に
分散しトナー帯電性に優れ、しかも低硬度であり画像の
かすれもない。また、上記特殊な直鎖状高分子化合物
（Ａ成分）と、二官能性イソシアネート（Ｂ成分）は、
いずれも二官能であり、両者は反応して直鎖状ポリマー
となるため、溶剤に可溶となり、ロール製造時の液安定
性に優れている。また、シリコーン成分が分子中にとり
こまれているため、ロールを複写機等に組み込んだ後、
従来のように、シリコーンが反応して、感光体との接触
圧で歪んだ状態のまま、その形状が固定化されることが
なく、ロールのへたりも生じない。

【００７１】そして、上記特殊な直鎖状高分子化合物
（Ａ成分）および二官能性イソシアネート（Ｂ成分）に
加えて、さらに鎖延長剤を含有する樹脂組成物を用いて
上記表面層を形成すると、上記直鎖状ポリマーへの結晶
性や溶解性を付与でき、強度、低摩擦化、液安定性がさ
らに向上する。

【００７２】また、ＢＨＥＢ等の分子構造中に芳香環を
有する鎖延長剤を用いると、表面層の摩擦係数が小さく
なり、画像のかすれがなくなる結果、画像がさらに向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る低硬度導電性ロールの
構造を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例に係る低硬度導電性ロールの
製法を示す断面図である。

【図３】現像ロールのトナー帯電量の測定方法を説明す
る説明図である。

【符号の説明】

１軸体２ベースゴム層３中間層４表面層

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８−269283（ＪＰ，Ａ) 特開平６−301278（ＪＰ，Ａ) 特開平８−333433（ＪＰ，Ａ) 特開平８−296631（ＪＰ，Ａ) 特開平５−281830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 501 G03G 15/20 103 G03G 15/02 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体の外周面に形成されたベースゴム層
と、表面層とを有する低硬度導電性ロールであって、上
記表面層が、下記の（Ａ）および（Ｂ）成分を含有する
樹脂組成物のコーティング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）シロキサン結合を有し、両末端に水酸基またはア
ミノ基を有する直鎖状高分子化合物。（Ｂ）二官能性イソシアネート。
【請求項２】上記（Ａ）成分の直鎖状高分子化合物
が、数平均分子量５００〜１０，０００である請求項１
記載の低硬度導電性ロール。
【請求項３】上記樹脂組成物が、上記（Ａ）および
（Ｂ）成分に加えて、さらに鎖延長剤を含有するもので
ある請求項１または２記載の低硬度導電性ロール。
【請求項４】上記鎖延長剤が、分子構造中に芳香環を
有するものである請求項３に記載の低硬度導電性ロー
ル。