JP3419322B2

JP3419322B2 - 低硬度導電性ロール

Info

Publication number: JP3419322B2
Application number: JP27605698A
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: 1997-12-22
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2003-06-23
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JPH11265114A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
ー等の電子写真装置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、複写機等の電子写真装置に用
いられる導電性ロールの形成材料としては、ウレタン樹
脂が用いられていた。最近の電子写真装置は小型化等の
要請から低トルクモータが使用されることが多く、上記
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３−１８
７７３２号公報）。しかし、上記低硬度のウレタン樹脂
は摩擦係数が比較的大きく、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いため、トナーフィルミ
ングが生じやすく、充分な帯電性を得ることができず、
画出枚数の増加に伴い複写画質が低下するという問題を
有している。

【０００３】上記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、ウレタン樹
脂の結晶性を上げる等の方法が考えられる。しかし、ウ
レタン樹脂の硬度を上げると低硬度化の要請に沿わなく
なり、またウレタン樹脂の結晶性を上げると、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
発性の高いものに限定されたり、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
タン樹脂とシリコーングラフトアクリルポリマーを含有
する樹脂組成物を最外層形成材料に用いた導電性ロー
ル、および熱可塑性ウレタン樹脂とアクリルグラフトシ
リコーンポリマーを含有する樹脂組成物を最外層形成材
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、特願平９−２２４９９７号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
願平８−１２１６１４号および特願平９−２２４９９７
号に記載の導電性ロールは、いずれもトナー帯電性に劣
る傾向がみられる。また、熱可塑性ウレタン樹脂とシリ
コーングラフトアクリルポリマーとの相溶性、および熱
可塑性ウレタン樹脂とアクリルグラフトシリコーンポリ
マーとの相溶性がいずれも不充分であり、トナー離型性
に劣る傾向がみられ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、優れた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
少なくとも一つの層が形成された低硬度導電性ロールで
あって、上記層のなかの最外層が、下記の（Ａ）成分と
ともに、下記の（Ｂ）および（Ｃ）成分の少なくとも一
方を含有する樹脂組成物のコーティング層によって形成
されているという構成をとる。（Ａ）アクリル系単量体の単独重合体からなるアクリル
ポリマー。（Ｂ）シロキサンから誘導される直鎖状の構造部分から
なる主鎖に、アクリル系単量体から誘導される構造部分
からなる側鎖がグラフト化しているアクリルグラフトシ
リコーンポリマー。（Ｃ）アクリル系単量体の単独重合体からなる直鎖状の
主鎖に、シロキサンから誘導される構造部分からなる側
鎖がグラフト化しているシリコーングラフトアクリルポ
リマー。

【０００８】なお、本発明の低硬度導電性ロールにおい
て、「層のなかの最外層」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。

【０００９】すなわち、本発明者らは、優れたトナー帯
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、最外層形成材料として用いられていた熱可塑性ウ
レタン樹脂が、トナーをマイナス帯電させにくく、その
ため優れたトナー帯電性を得ることができないことを突
き止めた。そして、上記熱可塑性ウレタン樹脂よりもト
ナーをマイナス帯電させやすい材料について研究を続け
た結果、アクリルポリマー（Ａ成分）が熱可塑性ウレタ
ン樹脂よりもトナーをマイナス帯電させやすく、熱可塑
性ウレタン樹脂を用いた場合よりも良好なトナー帯電性
を得ることができることを知見した。また、上記アクリ
ルポリマー（Ａ成分）とともに、アクリルグラフトシリ
コーンポリマー（Ｂ成分）およびシリコーングラフトア
クリルポリマー（Ｃ成分）の少なくとも一方を用いる
と、アクリルポリマー（Ａ成分）と、アクリルグラフト
シリコーンポリマー（Ｂ成分）およびシリコーングラフ
トアクリルポリマー（Ｃ成分）との相溶性が良好にな
り、優れたトナー離型性が得られることも見出し本発明
に到達した。

【００１０】そして、上記アクリルポリマー（Ａ成分）
のガラス転移温度を−３５〜３０℃の範囲に設定する
と、さらに優れた柔軟性を備えた低硬度導電性ロールを
得ることができるようになる。

【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が後述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。

【００１３】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。

【００１４】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
ムを用いる場合には、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、その後、プライマー
を塗布する工程を行ってもよい。

【００１５】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。

【００１６】上記最内層２の外周面に形成される中間層
３の形成材料としては、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
「ＮＢＲ」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−ＮＢ
Ｒ」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（Ｂ
Ｒ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等があげられる。なかで
も、接着性、コーティング液の安定性等の点からＨ−Ｎ
ＢＲが特に好ましい。なお、上記材料には、さらに前述
の導電剤を適宜に添加してもよい。

【００１７】上記中間層３の外周面に形成される最外層
４は、特殊な樹脂組成物によって形成されている。この
特殊な樹脂組成物は、アクリルポリマー（Ａ成分）とと
もに、特殊なアクリルグラフトシリコーンポリマー（Ｂ
成分）およびシリコーングラフトアクリルポリマー（Ｃ
成分）の少なくとも一方とを用いて得られる。

【００１８】上記アクリルポリマー（Ａ成分）は、アク
リル系単量体の単独重合体からなる。上記アクリルポリ
マー（Ａ成分）を構成する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（ｎＢＡ）、アクリル酸イソブチル
（ｉＢＡ）、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸ｔ
ｅｒｔ−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−ｔｅ
ｒｔ−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（ＭＭＡ）、メタクリル酸エチル（ＥＭＡ）、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（ｎＢＭＡ）、メタクリル酸イソブチル
（ｉＢＭＡ）、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（ＡＡ）、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。

【００１９】上記アクリルポリマー（Ａ成分）は、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）が−３５〜３０℃の範囲に設定され
ていることが好ましく、特に好ましくは−２５〜１５℃
の範囲である。すなわち、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−
３５℃未満であると、トナーフィルミングが生じ、複写
画像が悪くなる傾向がみられ、３０℃を超えると硬くな
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傾向がみられるからであ
る。

【００２０】上記アクリルポリマー（Ａ成分）のガラス
転移温度（Ｔｇ）の設定は、例えば下記のＦｏｘ式に従
い、各アクリル系単量体の重量比率を設定することによ
り行われる。また、上記ガラス転移温度（Ｔg ）は、Ｄ
ＳＣ（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。

【００２１】

【数１】１／Ｔg ＝（Ｗ₁／Ｔg₁）＋（Ｗ₂／Ｔg₂）＋
…＋（Ｗ_m／Ｔg _m）Ｗ₁＋Ｗ₂＋…＋Ｗ_m＝１〔式中、Ｔg ₁，Ｔg ₂，…，Ｔg _mは各アクリル系単
量体のガラス転移温度を表し、Ｗ₁，Ｗ₂，…，Ｗ_mは
各アクリル系単量体の重量比率を表す。〕

【００２２】上記アクリルポリマー（Ａ成分）は、数平
均分子量（以下「分子量」と略す）が１０，０００〜２
００，０００の範囲に設定されていることが好ましく、
特に好ましくは２０，０００〜８０，０００の範囲であ
る。なお、上記数平均分子量は、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（以下、本明細書において同様
の意味で用いる）。

【００２３】上記アクリルポリマー（Ａ成分）とともに
用いられる特殊なアクリルグラフトシリコーンポリマー
（Ｂ成分）は、シロキサンから誘導される直鎖状の構造
部分からなる主鎖に、アクリル系単量体から誘導される
構造部分からなる側鎖がグラフト化したものである。

【００２４】上記特殊なアクリルグラフトシリコーンポ
リマー（Ｂ成分）における、シロキサンから誘導される
直鎖状の構造部分は、特に限定はなく、例えば下記の一
般式（１）〜（３）で表されるものが好ましい。

【００２５】

【化１】

【００２６】上記一般式（１）で表される構造部分の好
ましい具体例としては、下記の構造式に示すものがあげ
られる。

【００２７】

【化２】

【００２８】前記一般式（２）および一般式（３）にお
けるＸは、水素またはハロゲン化炭化水素基、シアン化
炭化水素基等の炭素官能性基を示す。上記ハロゲン化炭
化水素基としては、例えばハロゲン化アルキル基、ハロ
ゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、ハロゲン
化アルケニル基等があげられ、上記シアン化炭化水素基
としては、例えばシアノ基、シアン化アラルキル基、シ
アン化アリール基、シアン化アラルキル基、シアン化ア
ルケニル基等があげられる。

【００２９】上記特殊なアクリルグラフトシリコーンポ
リマー（Ｂ成分）は、アクリル系単量体から誘導される
構造部分〔側鎖〕のガラス転移温度（Ｔｇ）が、３０〜
１５０℃の範囲に設定されていることが好ましく、特に
好ましくは６０〜１２０℃の範囲である。すなわち、上
記ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃未満であると、低摩
擦係数化、離型性、べたつき防止効果が減少する傾向が
みられ、１５０℃を超えると、溶剤への溶解性が低下し
たり、アクリルポリマー（Ａ成分）との相溶性が低下
し、トナー離型性に劣る傾向がみられるからである。な
お、上記アクリル系単量体から誘導される構造部分〔側
鎖〕のガラス転移温度（Ｔｇ）の測定は、前述したＦｏ
ｘ式に準じて行うことができる。

【００３０】上記特殊なアクリルグラフトシリコーンポ
リマー（Ｂ成分）において、シロキサンから誘導される
直鎖状の構造部分からなる主鎖の分子量は、１，５００
〜２０，０００の範囲に設定することが好ましく、特に
好ましくは３，０００〜１０，０００の範囲である。す
なわち、上記分子量が１，５００未満であると、適度な
帯電性、低摩擦係数化、離型性等のシリコーンの効果が
得にくくなり、２０，０００を超えると、アクリルポリ
マー（Ａ成分）への相溶性が低下し、効果が減少した
り、シリコーンのべたつきが生じる傾向がみられるから
である。

【００３１】上記特殊なアクリルグラフトシリコーンポ
リマー（Ｂ成分）における、アクリル系単量体から誘導
される構造部分は、特に限定はなく、例えば下記の一般
式（４）で表されるものがあげられる。上記アクリル系
単量体としては、前述と同様のものがあげられ、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、アクリル系単量体から誘導される構造
部分が構成される。

【００３２】

【化３】

【００３３】上記一般式（４）で表される構造部分の好
ましい具体例としては、下記の構造式に示すものがあげ
られる。

【００３４】

【化４】

【００３５】上記特殊なアクリルグラフトシリコーンポ
リマー（Ｂ成分）において、アクリル系単量体から誘導
される構造部分からなる側鎖の分子量は、２００〜２
０，０００の範囲に設定することが好ましく、特に好ま
しくは１，０００〜１０，０００の範囲である。すなわ
ち、上記分子量が２００未満であると、適度な帯電性が
得られにくいため前述の効果が得にくくなり、２０，０
００を超えるとアクリルポリマー（Ａ成分）への分散性
（相溶性）が悪く分離するため、前述の効果が得にくく
なるからである。

【００３６】上記特殊なアクリルグラフトシリコーンポ
リマー（Ｂ成分）は、例えば前記シロキサンから誘導さ
れる構造部分と、アクリル系単量体から誘導される構造
部分とを、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。

【００３７】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。また、上記ラ
ジカル共重合の際の重合温度は５０〜１５０℃の範囲に
設定することが好ましく、特に好ましくは６０〜１００
℃である。また、重合時間は３〜１００時間の範囲が好
ましく、特に好ましくは５〜１０時間である。

【００３８】また、上記特殊なアクリルグラフトシリコ
ーンポリマー（Ｂ成分）は、例えば上記シロキサンから
誘導される構造部分と、アクリル系単量体から誘導され
る構造部分とを、アニオン重合触媒の存在下にアニオン
重合反応させることにより製造することもできる。上記
アニオン重合触媒としては、リチウム、ナトリウム等の
アルカリ金属、メチル、エチル、プロピル、ブチル等の
脂肪族炭化水素、ナフタリン、アントラセン、フェナン
トレン、トリフェニレン、ナフタセン、アセナフチレ
ン、トランススチルベン、ビフェニル、スチレン、メチ
ルスチレン、ジビニルベンゼン、ベンゾニトリル、ジフ
ェニルエチレン、ジフェニルブタジエン等の芳香族炭化
水素等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上
併せて用いられる。

【００３９】このようにして得られる特殊なアクリルグ
ラフトシリコーンポリマー（Ｂ成分）は、分子量が３，
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１０，０００〜１００，０００の範
囲である。すなわち、上記分子量が３，０００未満であ
ると前述の効果が得にくくなり、ブリードして感光体を
汚染する傾向がみられ、３００，０００を超えると、ア
クリルポリマー（Ａ成分）への相溶性が低下し、分離し
て低摩擦等の効果が得にくくなるからである。

【００４０】上記特殊なアクリルグラフトシリコーンポ
リマー（Ｂ成分）において、前記シロキサンから誘導さ
れる直鎖状の構造部分からなる主鎖と、アクリル系単量
体から誘導される構造部分からなる側鎖との比率は、重
量比で、主鎖／側鎖＝５／９５〜６０／４０の範囲に設
定することが好ましく、特に好ましくは主鎖／側鎖＝１
０／９０〜４０／６０の範囲である。すなわち、主鎖の
比率が６０を超える（側鎖の比率が４０を下回る）と、
シリコーン成分が増えすぎ、アクリルポリマー（Ａ成
分）への相溶性が悪くなる傾向がみられ、主鎖の比率が
５を下回る（側鎖の比率が９５を超える）と、シリコー
ン成分が減少するため適度な帯電性、離型性が得にく
く、強度への効果が減少する傾向がみられるからであ
る。

【００４１】上記アクリルポリマー（Ａ成分）とともに
用いられる特殊なシリコーングラフトアクリルポリマー
（Ｃ成分）は、アクリル系単量体の単独重合体からなる
直鎖状の主鎖に、シロキサンから誘導される構造部分か
らなる側鎖がグラフト化したものである。上記シリコー
ングラフトアクリルポリマー（Ｃ成分）は、特に限定は
なく、例えば下記の一般式（５）で表されるものが好ま
しい。

【００４２】

【化５】

【００４３】上記一般式（５）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。

【００４４】上記一般式（５）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、前述と同様のものがあげら
れ、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、アクリル系単量体から誘導
される直鎖状の構造部分が構成される。

【００４５】上記一般式（５）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（６）または一般式（７）で表されるもの
から誘導される。

【００４６】

【化６】

【００４７】

【化７】

【００４８】上記一般式（６）または一般式（７）の好
ましい具体例としては、下記の構造式に示すものがあげ
られる。

【００４９】

【化８】

【００５０】

【化９】

【００５１】

【化１０】

【００５２】

【化１１】

【００５３】前記一般式（５）において、Ｚ部分の分子
量は２６０〜１００，０００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、上記分子量が２６０未満である
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
が生じる傾向がみられるからである。また、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（Ｃ成分）全重量の５〜６０重量％の範囲に設定
することが好ましい。すなわち、上記含有率が５重量％
未満であると、柔軟性、低摩擦係数化、離型性等のシリ
コーンの効果が得にくくなり、６０重量％を超えるとシ
リコーンのべたつきが生じる傾向がみられるからであ
る。

【００５４】上記特殊なシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ｃ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、アクリル系単量体の単独重合体か
らなる直鎖状の構造部分〔主鎖〕のガラス転移温度（Ｔ
ｇ）が、３０〜１５０℃の範囲に設定されていることが
好ましく、特に好ましくは６０〜１２０℃の範囲であ
る。すなわち、上記ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃未
満であると、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、複写画像が悪くなる傾
向がみられ、１５０℃を超えると溶剤への溶解性が低下
したり、硬くなりすぎ、トルクが上がるためスタート時
にロールが円滑に回転しなかったり、クリック音が発生
する等の傾向がみられるからである。なお、上記アクリ
ル系単量体の単独重合体からなる直鎖状の構造部分〔主
鎖〕のガラス転移温度（Ｔｇ）の設定は、前述したＦｏ
ｘ式に準じて行うことができる。

【００５５】上記特殊なシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ｃ成分）の分子量は、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、上記分子量が１０，０００未満であると、ブリード
して感光体を汚染し、３００，０００を超えるとアクリ
ルポリマー（Ａ成分）への相溶性が悪くなるからであ
る。

【００５６】上記特殊なシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ｃ成分）は、例えば前記アクリル系単量体から
誘導される直鎖状の構造部分と、シロキサンから誘導さ
れる構造部分とを、前述のアゾ系重合開始剤の存在下
に、前述と同様のラジカル共重合により製造することが
できる。

【００５７】なお、上記特殊なシリコーングラフトアク
リルポリマー（Ｃ成分）は、前記一般式（５）で表され
る構造を備えたものが好ましいが、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（８）で
表される構造を備えたものであってもよい。

【００５８】

【化１２】

【００５９】上記一般式（８）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、前述と同様のものがあげら
れる。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。

【００６０】本発明の低硬度導電性ロールの最外層を形
成する特殊な樹脂組成物には、前記アクリルポリマー
（Ａ成分）、アクリルグラフトシリコーンポリマー（Ｂ
成分）シリコーングラフトアクリルポリマー（Ｃ成分）
に加えて、さらに導電剤や硬化剤を適宜に含有させても
よい。上記導電剤としては前記と同様のものがあげら
れ、硬化剤としては、イソシアネート基含有物、アミノ
基，エポキシ基，カルボキシル基，−ＳＨ基等を含有す
るもの等があげられる。

【００６１】なお、上記特殊な樹脂組成物には、帯電制
御剤や、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、クレ
ー、シリカ等の充填剤、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含有させることも
可能である。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。

【００６２】本発明の低硬度導電性ロールの最外層を形
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、前
記アクリルポリマー（Ａ成分）、アクリルグラフトシリ
コーンポリマー（Ｂ成分）およびシリコーングラフトア
クリルポリマー（Ｃ成分）をそれぞれ作製し、アクリル
ポリマー（Ａ成分）とともに、アクリルグラフトシリコ
ーンポリマー（Ｂ成分）およびシリコーングラフトアク
リルポリマー（Ｃ成分）の少なくとも一方を有機溶剤に
溶解する。ついで、必要に応じて導電剤、硬化剤等を加
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。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。なお、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。

【００６３】また、前記アクリルポリマー（Ａ成分）と
ともに、アクリルグラフトシリコーンポリマー（Ｂ成
分）およびシリコーングラフトアクリルポリマー（Ｃ成
分）の少なくとも一方、さらに必要に応じて導電剤、硬
化剤等を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
することも可能である。

【００６４】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。

【００６５】つぎに、金属製の軸体１を準備した後、必
要に応じて接着剤、プライマー等を塗布し、図２に示す
ように、上記軸体１をセットした下蓋５および円筒型６
内に、前記最内層２形成材料を注型し、上蓋７を上記円
筒型６に外嵌する。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℃×
１時間）、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、必要に応じてロー
ル表面にコロナ放電処理を行う。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が形成された低硬度導電性ロールを作製するこ
とができる。

【００６６】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おいて、アクリルグラフト
シリコーンポリマー（Ｂ成分）およびシリコーングラフ
トアクリルポリマー（Ｃ成分）の含有割合は、つぎの範
囲に設定することが好ましい。すなわち、上記アクリル
グラフトシリコーンポリマー（Ｂ成分）の含有割合は、
Ａ〜Ｃ成分の合計重量に対して、重量比で、Ｂ／（Ａ＋
Ｂ＋Ｃ）＝５／１００〜６０／１００の範囲に設定する
ことが好ましく、特に好ましくはＢ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝
１０／１００〜４０／１００の範囲である。また、シリ
コーングラフトアクリルポリマー（Ｃ成分）の含有割合
は、Ａ〜Ｃ成分の合計重量に対して、重量比で、Ｃ／
（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）＝５／１００〜６０／１００の範囲に設
定することが好ましく、特に好ましくはＣ／（Ａ＋Ｂ＋
Ｃ）＝１０／１００〜４０／１００の範囲である。

【００６７】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３〜３０μｍ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。

【００６８】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、７０Ｈｓ以下に
設定することが好ましく、特に好ましくは６０Ｈｓ以下
である。

【００６９】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。

【００７０】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００７１】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）を準備す
るとともに、下記の表１に示す、最内層形成材料および
中間層形成材料を準備した。そして、前述の方法に準じ
て、軸体の外周面に最内層を形成した後、さらにその外
周面に中間層を形成してロール基体を作製した。なお、
各層の硬度、電気抵抗および厚みを下記の表１に併せて
示した。

【００７２】

【表１】

【００７３】一方、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〜Ｅおよびアク
リルポリマーを作製した。

【００７４】

【化１３】

【００７５】

【化１４】

【００７６】

【実施例１〜１２、比較例１〜３】下記の表２〜表４に
示す各成分を同表に示す割合で配合し、樹脂組成物（コ
ーティング液）を作製した。この樹脂組成物（コーティ
ング液）を前記ロール基体の中間層の外周面にディッピ
ング法により塗布した後、乾燥（１５０℃×３０分）し
て、目的とする導電性ロールを作製した（図１参照）。
このようにして得られた導電性ロールの最外層の厚みは
２０μｍであった。なお、アクリルグラフトシリコーン
ポリマーは、下記の表２〜表４に示す主鎖および側鎖を
同表に示す重量比で混合したものである。

【００７７】

【表２】

【００７８】

【表３】

【００７９】

【表４】

【００８０】このようにして得られた実施例品および比
較例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、ロール回転トルク、
トナー帯電性、複写画質および感光体汚染について比較
評価を行った。これらの結果を、後記の表５〜表７に併
せて示した。

【００８１】〔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。

【００８２】〔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。

【００８３】〔硬度〕ＪＩＳＡによる硬度を測定し
た。

【００８４】〔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×としてそれぞれ表示した。

【００８５】〔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。

【００８６】〔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、初期、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○、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。

【００８７】〔感光体汚染〕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んで繰り返し複写を行っ
た。その後、一ケ月間放置し、再び複写を行った。その
結果、感光体の汚染による画像むらが複写１枚以内で消
えるものを○、複写６枚以上でも消えないものを×とし
て表示した。

【００８８】

【表５】

【００８９】

【表６】

【００９０】

【表７】

【００９１】上記表５〜表７の結果から、実施例品の導
電性ロールは、摩擦係数が低く、低硬度で、ロール回転
トルクも小さく、優れたトナー帯電性を備え、しかも複
写画質に優れ、感光体汚染が生じないことがわかる。こ
れに対して、比較例品の導電性ロールは、３千枚複写
後，５千枚複写後の複写画質がいずれも劣り、特に比較
例２品の導電性ロールは、複写初期の複写画質も劣るこ
とがわかる。また、比較例１品の導電性ロールは、エー
テル系ＴＰＵとシリコーングラフトアクリルポリマーと
の相溶性が悪く、シリコーングラフトアクリルポリマー
が少しづづ表面に出てくるため、感光体汚染が生じるこ
とが分かる。

【００９２】

【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、ロールの最外層が、前記アクリルポリマー（Ａ
成分）とともに、アクリルグラフトシリコーンポリマー
（Ｂ成分）およびシリコーングラフトアクリルポリマー
（Ｃ成分）の少なくとも一方を含有する樹脂組成物によ
って形成されている。そのため、上記アクリルポリマー
（Ａ成分）が従来の熱可塑性ウレタン樹脂よりも、トナ
ーをマイナス帯電させやすく、熱可塑性ウレタン樹脂を
用いた場合よりも良好なトナー帯電性を得ることができ
る。また、上記アクリルポリマー（Ａ成分）は、アクリ
ルグラフトシリコーンポリマー（Ｂ成分）およびシリコ
ーングラフトアクリルポリマー（Ｃ成分）のいずれとも
相溶性が良好であるため、優れたトナー離型性が得ら
れ、その結果、良好な複写画質を長期にわたって得るこ
とができるようになる。

【００９３】そして、上記アクリルポリマー（Ａ成分）
のガラス転移温度を−３５〜３０℃の範囲に設定する
と、さらに優れた柔軟性を備えた低硬度導電性ロールを
得ることができるようになる。

【００９４】また、上記アクリルポリマー（Ａ成分）
と、アクリルグラフトシリコーンポリマー（Ｂ成分）お
よびシリコーングラフトアクリルポリマー（Ｃ成分）の
少なくとも一方とに加えて、さらに導電剤を含有してな
る樹脂組成物を用いるようにすると、低硬度導電性ロー
ルの導電性がより一層向上する。

【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であ
り、（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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 15/16 １０３Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３ (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９−305024（ＪＰ，Ａ) 特開平８−146756（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 501 B32B 1/08 B32B 27/30 F16C 13/00 G03G 15/02 101 G03G 15/16 103

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つの層が形
成された低硬度導電性ロールであって、上記層のなかの
最外層が、下記の（Ａ）成分とともに、下記の（Ｂ）お
よび（Ｃ）成分の少なくとも一方を含有する樹脂組成物
のコーティング層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）アクリル系単量体の単独重合体からなるアクリル
ポリマー。（Ｂ）シロキサンから誘導される直鎖状の構造部分から
なる主鎖に、アクリル系単量体から誘導される構造部分
からなる側鎖がグラフト化しているアクリルグラフトシ
リコーンポリマー。（Ｃ）アクリル系単量体の単独重合体からなる直鎖状の
主鎖に、シロキサンから誘導される構造部分からなる側
鎖がグラフト化しているシリコーングラフトアクリルポ
リマー。
【請求項２】上記（Ａ）成分であるアクリルポリマー
のガラス転移温度が−３５〜３０℃の範囲に設定されて
いる請求項１記載の低硬度導電性ロール。
【請求項３】上記（Ｂ）成分の含有割合が、（Ａ）〜
（Ｃ）成分の合計重量に対して、重量比で、（Ｂ）／
〔（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）〕＝５／１００〜６０／１０
０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（Ｃ）成分の含有割合が、（Ａ）〜
（Ｃ）成分の合計重量に対して、重量比で、（Ｃ）／
〔（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）〕＝５／１００〜６０／１０
０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、さ
らに導電剤を含有している請求項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】上記最外層を形成する樹脂組成物が、さ
らに硬化剤を含有している請求項１〜５のいずれか一項
に記載の低硬度導電性ロール。