JP3451845B2

JP3451845B2 - 導電性ロール

Info

Publication number: JP3451845B2
Application number: JP20391896A
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: 1996-08-01
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 2003-09-29
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: JPH1048912A

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，
プリンター等における、帯電ロール、転写ロール、現像
ロール等に用いられる導電性ロールに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真複写機による複写はつ
ぎのようにして行われる。すなわち、軸中心に回転する
感光ドラムに原稿像を静電潜像として形成し、これにト
ナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複
写紙に転写することにより複写を行うものである。この
場合、上記感光ドラム表面に対して静電潜像を形成させ
るためには、予め感光ドラム表面を帯電させ、この帯電
部分に対して原稿像を光学系を介して投射し、光の当た
った部分の帯電を打ち消すことにより静電潜像をつくる
ということが行われている。そして、上記静電潜像の形
成に先立って感光ドラム表面を帯電させる方式として
は、最近では、帯電ロールを感光ドラム表面に直接接触
させて感光ドラム表面を帯電させるロール帯電方式が採
用されている。このようにして感光ドラム表面に形成さ
れた静電潜像にトナー像を形成させる方法としては、図
４に示すように、現像ロール２を用いた方式（接触現像
方式）が採られている。すなわち、トナー供給口３から
供給したトナー４を、矢印方向に回転する現像ロール２
表面に付着させ、このトナー４をこの現像ロール２と摺
接し連れ回りする感光ドラム１表面の静電潜像部分に移
行させ感光ドラム１表面にトナー像を形成する。図にお
いて、６はトナーボックスである。このようにして形成
されたトナー像は、図５に示すように、感光ドラム１表
面と摺接して連れ回りする転写ロール５表面に移行さ
れ、移送された複写紙上に転写し、続いて定着ロール
（図示せず）等によって複写紙に定着される。このよう
にして複写が行われる。

【０００３】このような構成の電子写真複写機におい
て、現像ロール２、転写ロール５および帯電ロール（図
示せず）等の導電性ロールは、ロール形成層のいずれか
に導電性弾性層を備えている。この導電性弾性層の形成
材料としては、耐摩擦性や耐圧縮歪み性等に優れるポリ
ウレタン組成物が用いられているが、近年、上記導電性
弾性層には、導電性に優れ、しかも柔軟性に優れる等の
特性が要求されるようになっている。

【０００４】そこで、つぎの〜に示すようなポリウ
レタン組成物およびこれを用いたロールが提案されてい
る。

【０００５】ウレタンにアルカリ金属塩、四級アン
モニウム塩を混合し、ＮＣＯ／ＯＨ比が０．７〜１であ
るポリウレタン組成物によって形成した導電性弾性層を
備えたロール（特開平６−２４８１７４号公報）。

【０００６】芯金表面に存在するウレタン弾性体層
に、アルカリ金属塩とそれ以外の導電性粒子との少なく
とも２種類の粒子を添加配合してなるロール（特開平６
−３５２９８号公報）。

【０００７】平均分子量２０００〜３０００のポリ
オールと、ウレタンプレポリマーとからなるポリウレタ
ン組成物（特公平１−３６８４４号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
、のロールは、ＮＣＯ／ＯＨ比が変動してＮＣＯが
過剰になると、表面に未硬化の部分ができるため、べた
つきが生じ、脱型性が悪くなるという欠点がある。一
方、上記のポリウレタン組成物を用いたロールは、硬
度を低下させると、へたりが大きくなるという欠点があ
る。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、べたつきがなく、脱型性に優れ、かつ、低硬度
でもへたりが少ない導電性弾性層を備えた導電性ロール
の提供をその目的とする。

【００１０】

【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、本発明の導電性ロールは、軸体の外周面に二層以
上の層が形成された導電性ロールであって、上記層のう
ち最内層が、下記の導電性組成物（Ｘ）によって形成さ
れた導電性弾性層からなるという構成をとる。（Ｘ）マトリックス成分として、下記の（Ａ）および
（Ｂ）を備え、下記の（Ｃ）を導電剤として含有してい
る導電性組成物。（Ａ）分子量３０００〜１２０００の範囲に設定された
ポリオール。（Ｂ）ウレタンプレポリマー。（Ｃ）下記の一般式（１）で表されるホウ酸エステル化
合物。

【化２】〔式中、Ｒ¹およびＲ²は水素原子、アルキル基または
アリール基を示し、互いに同一であっても異なっていて
もよい。〕

【００１１】すなわち、本発明者らは、上記課題を解決
すべく、まず、導電性ロールの導電性弾性層の形成材料
について鋭意研究を重ねた。その結果、分子量３０００
〜１２０００の範囲に設定されたポリオール（Ａ）およ
びウレタンプレポリマー（Ｂ）を備え、これに上記一般
式（１）で表されるホウ酸エステル化合物（Ｃ）を含有
させた導電性組成物（Ｘ）が有効であることを突き止め
た。そして、この導電性組成物（Ｘ）を用いて導電性ロ
ールの導電性弾性層を形成すれば、べたつきがなく、脱
型性に優れ、かつ、低硬度でもへたりが少ないことを見
いだし、本発明に到達した。

【００１２】また、上記特定のポリオール（Ａ）とし
て、分子量３０００〜１２０００の範囲のポリオキシプ
ロピレングリコールを用いた場合には、適度な粘度を有
し、作業性に優れ、かつ、低硬度でもへたりが少ないこ
とを突き止めた。

【００１３】そして、上記特定のホウ酸エステル化合物
（Ｃ）の配合量が、上記特定のポリオール（Ａ）１００
重量部に対して、０．００１〜５重量部の範囲に設定さ
れていれば、上記ホウ酸エステル化合物（Ｃ）と上記ポ
リオール（Ａ）との相溶性に優れ、ブルームがなく安定
した電気抵抗が得られることを突き止めた。

【００１４】また、上記導電性弾性層の外周に上記特定
の表層を形成した場合には、１０⁶Ω以下のロールの電
気抵抗の制御が容易でばらつきを小さく抑えることがで
きることを突き止めた。

【００１５】そして、上記導電性弾性層の外周に、上記
特定の電極層（Ｙ）を形成し、この電極層（Ｙ）の外周
に上記特定の表層（Ｚ）を形成した場合には、１０⁸Ω
以下のロールの電気抵抗の制御が容易であることを突き
止めた。

【００１６】さらに、上記特定の電極層（Ｙ）および表
層（Ｚ）が、電子導電性材料によって形成されたもので
あれば、電気抵抗の環境による変動が少ないことを突き
止めた。

【００１７】

【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。

【００１８】本発明の導電性ロールは、軸体の外周面に
二層以上の層が形成された導電性ロールであって、上記
層のうち最内層が、上記特定の導電性組成物（Ｘ）によ
って形成された導電性弾性層からなるものである。

【００１９】つぎに、本発明の導電性ロールについて、
図１に基づいて説明する。図１は、本発明の導電性ロー
ルを構成するベースロールの構造を示す。このベースロ
ールは、軸体１０と、この軸体１０の外周に沿って形成
される導電性弾性層１１とから形成されている。

【００２０】上記軸体１０としては、導電性を有するも
のであれば特に限定するものではなく、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
体が用いられる。上記軸体の材料としては、アルミニウ
ム、ステンレス等があげられる。

【００２１】上記軸体１０の外周に形成される導電性弾
性層１１は、上記特定の導電性組成物（Ｘ）によって形
成される。

【００２２】上記特定の導電性組成物（Ｘ）は、マトリ
ックス成分として、分子量３０００〜１２０００の範囲
に設定されたポリオール（Ａ）およびウレタンプレポリ
マー（Ｂ）を備え、上記一般式（１）で表されるホウ酸
エステル化合物（Ｃ）を導電剤として含有するものであ
る。

【００２３】上記特定の導電性組成物（Ｘ）において、
マトリックス成分とは、マトリックス成分が組成物全体
の少なくとも５０重量％（以下「％」と略す）を占めて
いる場合をいい、好ましくは９０％以上、より好ましく
は９５％以上である。上記マトリックス成分として、上
記（Ａ）および（Ｂ）を備えるとは、マトリックス成分
が、上記特定のポリオール（Ａ）およびウレタンプレポ
リマー（Ｂ）からなる場合、上記（Ａ）および（Ｂ）に
加えてさらに他の成分を備える場合の双方を含む趣旨で
ある。

【００２４】上記マトリックス成分を構成する特定のポ
リオール（Ａ）は、分子量が３０００〜１２０００の範
囲に設定されていることが必要であり、好ましくは４０
００〜１００００、特に好ましくは５０００〜７０００
である。すなわち、分子量が３０００未満であると、硬
度が上がるからであり、逆に、分子量が１２０００を超
えると、粘度が高いため流動性が悪く、気泡が入った
り、分散が悪くなったりするからである。

【００２５】上記ポリオール（Ａ）は、上述のように分
子量が３０００〜１２０００の範囲にあるものであれば
制限はないが、特に、ポリオキシプロピレングリコー
ル、ポリオキシエチレングリコール、ポリテトラメチレ
ンエーテルグリコール、エチレンオキサイド／プロピレ
ンオキサイド共重合体系ポリオール等が好ましく、なか
でも、適度な粘度を有し、作業性に優れる等の点で、ポ
リオキシプロピレングリコールが好適である。

【００２６】また、上記ポリオキシプロピレングリコー
ルは、１分子中に２〜４個の水酸基を有するものが好ま
しい。すなわち、１分子中の水酸基が２個未満であれ
ば、圧縮永久歪みが悪くなるからであり、逆に、４個を
超えると、低硬度化が難しいからである。

【００２７】上記マトリックス成分としてのウレタンプ
レポリマー（Ｂ）は、ポリイソシアネートとポリオール
とを部分的に重合して得られるものであり、上記特定の
ポリオール（Ａ）の架橋剤として作用するものである。
そして、上記特定のポリオール（Ａ）と上記ウレタンプ
レポリマー（Ｂ）の配合比率は、上記特定のポリオール
（Ａ）のＯＨの数に対する上記ウレタンプレポリマー
（Ｂ）のＮＣＯの数の比率（ＮＣＯ／ＯＨ比）を１．０
〜１．１とするのが好ましく、特に好ましくは１．０１
〜１．０５である。すなわち、ＮＣＯ／ＯＨ比が１．０
未満では未反応ポリオールが残り、タックがあったり、
物性が充分に得られないからであり、逆に１．１を超え
ると圧縮永久歪みが悪くなったり、硬くなったりするか
らである。

【００２８】上記ポリイソシアネートとしては、例え
ば、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、
４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
（水添加ＭＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシ
アネート（ＴＭＨＤＩ）、トリレンジイソシアネート
（ＴＤＩ）、カルボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレン
フェニルポリイソシアネート（ＰＡＰＩ）、オルトトル
イジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイ
ソシアネート（ＮＤＩ）、キシレンジイソシアネート
（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤ
Ｉ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、リ
ジンジイソシアネートメチルエステル（ＬＤＩ）、ジメ
チルジイソシアネート（ＤＤＩ）等があげられる。なか
でも、ＭＤＩ、ＴＯＤＩ等を用いることが好ましい。

【００２９】また、上記ポリイソシアネートとともに用
いられるポリオールとしては、特に限定するものではな
く、例えば、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリ
ブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペ
ート、エチレンアジペートとブチレンアジペートとの共
重合体等のポリエステルポリオールや、ポリカプロラク
トン、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキ
シプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール、
ジメチルシリコーンポリオール、フッ化アルキルポリオ
ール等があげられ、なかでも、相溶性等の点で、上記特
定のポリオール（Ａ）が好適である。上記ポリオールの
分子量は、１０００〜１２０００が好ましく、特に好ま
しくは、分子量４０００〜１００００である。

【００３０】そして、上記ポリイソシアネートとポリオ
ールとを用いたウレタンプレポリマー（Ｂ）の調製は、
特に制限するものではなく、例えば、つぎのようにして
調製される。すなわち、まず、上記ポリイソシアネート
とポリオールとを配合して混合する。つぎに、この混合
物を、８０〜１２０℃の温度で、３０〜９０分間反応さ
せることにより、ウレタンプレポリマー（Ｂ）を得るこ
とができる。

【００３１】上記ウレタンプレポリマー（Ｂ）における
ＮＣＯ／ＯＨ比は、１．２〜３０が好ましく、特に好ま
しくは２〜２０である。すなわち、ＮＣＯ／ＯＨ比が
１．２未満であれば、ポリオールとの反応が悪くなった
り、配合比率が偏り、バラツキが大きくなるからであ
り、逆に、３０を超えると、保管安定性が悪くなるから
である。

【００３２】上記マトリックス成分に配合する導電剤と
しては、上記一般式（１）で表されるホウ酸エステル化
合物（Ｃ）が用いられる。

【００３３】上記一般式（１）において、Ｒ¹は水素原
子、アルキル基またはアリール基を示し、好ましくはア
リール基である。

【００３４】上記アルキル基としては、炭素数１〜１８
のアルキル基が好ましく、より好ましくは、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基であり、特に好まし
くはブチル基、ペンチル基である。

【００３５】また、上記アリール基としては、フェニル
基、トリル基、キシリル基、ビフェニリル基、ナフチル
基、アントリル基、フェナントリル基等が好ましく、特
に好ましくはフェニル基である。

【００３６】上記一般式（１）におけるＲ²は、水素原
子、アルキル基またはアリール基を示し、好ましくはア
リール基である。そして、このＲ²におけるアルキル
基、アリール基の好ましい例としては、上記Ｒ¹と同様
のものがあげられる。

【００３７】そして、上記ホウ酸エステル化合物（Ｃ）
としては、下記の式（２）で表されるホウ酸エステル化
合物が特に好ましい。

【００３８】

【化３】

【００３９】上記特定のホウ酸エステル化合物（Ｃ）の
配合量は、上記特定のポリオール（Ａ）１００部に対し
て、０．００１〜５部の範囲が好ましく、より好ましく
は０．０１〜１部、特に好ましくは０．０５〜０．５部
である。すわなち、上記ホウ酸エステル化合物（Ｃ）の
配合量が０．００１部未満では、充分な導電性が得られ
ないからであり、逆に、５部を超えると、硬くなった
り、ブルームしたりするからである。

【００４０】上記特定の導電性組成物（Ｘ）には、上記
特定のポリオール（Ａ）、ウレタンプレポリマー
（Ｂ）、ホウ酸エステル化合物（Ｃ）の他にも、各種添
加剤を適宜に配合することができる。これら添加剤とし
ては、金属酸化物等の導電剤、カーボンブラック、グラ
ファイト、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ等の補強
剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑
剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤等があげられる。これ
らは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

【００４１】そして、上記ベースロールは、例えば、つ
ぎのようにして作製される。すなわち、まず、金属製芯
金を準備し、この金属製芯金の外周に接着剤を塗布し金
型にセットする。ついで、上記導電性組成物（Ｘ）を金
型に注入し、１００〜１５０℃で５〜３０分間加熱する
ことにより形成する。このようにして、図１に示すよう
な、軸体１０と、この軸体１０の外周に沿って形成され
る導電性弾性層１１とからなるベースロールを作製する
ことができる。

【００４２】つぎに、本発明の導電性ロールについて、
層を構成する態様別に説明する。

【００４３】（１）導電性弾性層と表層とからなる２層
構造の導電性ロールについて説明する。

【００４４】本発明の導電性ロールのうち、上記２層構
造の導電性ロールとしては、例えば、図２に示すよう
に、軸体１０と、この軸体１０の外周に沿って形成され
る導電性弾性層１１と、この導電性弾性層１１の外周に
沿って形成される表層１３とからなる２層構造のものが
あげられる。

【００４５】上記導電性弾性層１１の形成材料として
は、前記ベースロール（図１参照）で述べた導電性弾性
層１１の形成材料である導電性組成物（Ｘ）と同様のも
のが用いられる。

【００４６】また、上記導電性弾性層１１の外周に形成
される表層１３の形成材料としては、特に熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂（ＴＰＵ）、シリコーン樹脂、シリコーン
ゴム、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、フッ素樹脂等の樹脂またはこれらの混合物に、ｃ−
ＴｉＯ₂、ｃ−ＺｎＯ、カーボンブラック、ｃ−ＳｎＯ
₂、酸化鉄、グラファィト、チタン酸カリウム、四級ア
ンモニウム塩、リチウム塩等の導電剤を配合したものが
好ましく、なかでも、分散性、導電性等の点で、ＴＰＵ
にｃ−ＴｉＯ₂を配合したものがより好適である。な
お、上記「ｃ−」とは導電性を有することを意味する。

【００４７】また、上記表層１３は、上記材料を用い
て、電気抵抗が１×１０⁷Ω・ｃｍ未満になるよう調整
することが好ましい。より好ましくは１×１０²〜１×
１０⁶Ω・ｃｍ、特に好ましくは１×１０⁴〜１×１０
⁵Ω・ｃｍである。すなわち、電気抵抗が１×１０⁷Ω
・ｃｍ以上では、電気抵抗の環境による変動が大きくな
る傾向がみられるからである。

【００４８】なお、上記表層１３の電気抵抗は、つぎの
ようにして測定する。すなわち、電極層形成材料による
シートを作製し、シート外表面上に銀ペーストで１０ｍ
ｍ四方の電極を描き（ガード電極付）、シートの反対側
の面に対抗電極を設け、電極間の電気抵抗を測定する。
なお、電極間には直流電圧１００Ｖを印加する。

【００４９】そして、上記２層構造の導電性ロールは、
例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、ま
ず、導電性弾性層形成材料である導電性組成物（Ｘ）を
前述の方法に従って調製するとともに、表層形成材料で
あるコーティング液を調製する。上記コーティング液
は、各成分を適宜に配合してロール等で混練し、これを
有機溶媒に溶解することにより調製する。そして、この
ようにして調製されたコーティング液の濃度は、形成す
る層の厚みに応じて適宜に設定される。すなわち、表層
１３の厚みは、コーティング液の粘度調整が大きな要因
となり、この粘度調整によって設定され、上記粘度はコ
ーティング液の濃度によって決定される。このような観
点から、上記コーティング液の濃度は、１０〜３０％に
設定することが好ましく、特に好ましくは１２〜１８％
である。

【００５０】上記コーティング液調製に用いられる有機
溶媒としては、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコール、トルエン、キシレン、メチルセロソ
ルブ、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン等が
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。

【００５１】そして、前述の方法に従い、金属製芯金の
外周面に導電性弾性層を形成する。ついで、上記導電性
弾性層の外周面に、表層形成材料であるコーティング液
を塗布し、もしくは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表層を形
成する。上記コーティング液の塗布方法としては、ディ
ッピング法、スプレーコート法、ロールコート法等があ
げられる。このようにして、図２に示すような、軸体１
０と、この軸体１０の外周に沿って形成される導電性弾
性層１１と、この導電性弾性層１１の外周に沿って形成
される表層１３とからなる２層構造の導電性ロールを作
製することができる。

【００５２】このような構成の導電性ロールは、例え
ば、給紙ロール、帯電ロール、現像ロール、転写ロール
等として用いることができ、特に帯電ロール、現像ロー
ルとして用いるのが好適である。

【００５３】（２）導電性弾性層と電極層と表層とから
なる３層構造の導電性ロールについて説明する。

【００５４】本発明の導電性ロールのうち、上記３層構
造の導電性ロールとしては、例えば、図３に示すよう
に、軸体１０と、この軸体１０の外周に沿って形成され
る導電性弾性層１１と、この導電性弾性層１１の外周に
沿って形成される電極層１２と、この電極層１２の外周
に沿って形成される表層１４とからなる３層構造のもの
があげられる。

【００５５】上記導電性弾性層１１の形成材料として
は、前記ベースロール（図１参照）で述べた導電性弾性
層１１の形成材料である導電性組成物（Ｘ）と同様のも
のが用いられる。

【００５６】また、上記導電性弾性層１１の外周に形成
される電極層１２は、電子導電性材料を用いて形成する
のが好ましい。この電子導電性材料としては、特にアク
リロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニト
リルゴム、ヒドリンゴム、エチレン−プロピレン−ジエ
ンゴム、ポリウレタン系エラストマー等のゴム、Ｎ−メ
トキシメチル化ナイロン、フッ素樹脂等の樹脂に、カー
ボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物等を配
合したものが好ましく、なかでも、接着性や塗料として
の安定性等の点で、ＮＢＲにカーボンブラックを配合し
たものがより好適である。

【００５７】さらに、上記表層１４の形成材料として
は、前記２層構造の導電性ロール（図２参照）で述べた
表層１３の形成材料と同様のものが用いられる。

【００５８】そして、上記３層構造の導電性ロールは、
例えば、つぎのようにして作製される。すなわち、ま
ず、各層の成形材料をそれぞれ調製する。つぎに、金属
製芯金の外周面に、前述の方法に従い導電性弾性層を形
成する。ついで、この導電性弾性層の外周面に、予め調
整した電極層形成材料であるコーティング液を、前述の
方法に従い塗布し電極層を形成する。つぎに、この電極
層の外周面に、予め調整した表層形成材料であるコーテ
ィング液を、前述の方法に従い塗布し表層を形成する。
このようにして、図３に示すように、軸体１０と、この
軸体１０の外周に沿って形成される導電性弾性層１１
と、この導電性弾性層１１の外周に沿って形成される電
極層１２と、この電極層１２の外周に沿って形成される
表層１４とからなる３層構造の導電性ロールを作製する
ことができる。この場合、上記電極層１２の電気抵抗は
１×１０⁷Ω・ｃｍ未満になるよう、上記表層１４の電
気抵抗は１×１０⁷Ω・ｃｍ以上になるよう調整するこ
とが好ましい。

【００５９】このような構成の導電性ロールは、例え
ば、給紙ロール、帯電ロール、現像ロール、転写ロール
等として用いることができ、特に帯電ロール、現像ロー
ルとして用いるのが好適である。

【００６０】なお、本発明の導電性ロールとしては、図
２に２層構造のものを、図３に３層構造のものをあげた
が、本発明の導電性ロールはこれらに限定されるもので
はなく、４層以上の多層構造のものであってもよい。但
し、この場合でも、最内層は、上記特定の導電性組成物
（Ｘ）によって形成された導電性弾性層であることが必
要である。

【００６１】また、本発明の導電性ロールにおける各層
の厚みは、ロールの用途によっても異なるが、導電性弾
性層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、電極層１２の厚みは、０．５〜１００μｍの範囲に
設定することが好ましく、特に好ましくは厚み２〜２０
μｍである。さらに、表層１３、１４の厚みは、１０〜
１００μｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ま
しくは厚み２０〜５０μｍである。

【００６２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００６３】まず、実施例および比較例に先立って、最
内層となる導電性弾性層の形成材料、電極層形成材料お
よび表層形成材料をそれぞれ作製した。

【００６４】〔導電性弾性層形成材料〕下記の表１に示
す各成分を同表に示す割合で配合することにより導電性
弾性層形成材料ａ〜ｈを作製した。

【００６５】

【表１】

【００６６】つぎに、上記導電性弾性層形成材料ａ〜ｈ
を用いてシート（大きさ２００×２００ｍｍ）を作製
し、このシートを用いて、下記の基準に従い、硬度、電
気抵抗、圧縮永久歪み、感光体汚染および複写画像につ
いて比較評価を行った。その結果を下記の表２に併せて
示す。なお、硬度はＪＩＳＡ法に従って測定した。

【００６７】（電気抵抗）電気抵抗は、シート外表面上
に銀ペーストで１０ｍｍ四方の電極を描き（ガード電極
付）、一方、シートの反対側の面に対抗電極を設け、電
極間の抵抗をＪＩＳＫ６９１１に記載の方法に準じ
て測定した。

【００６８】（圧縮永久歪み）圧縮永久歪みは、ＪＩＳ
Ｋ６３０１に記載の方法に準じ、７０℃×２２時間
×２５％圧縮の条件下で測定した。

【００６９】（感光体汚染）感光体汚染は、シートを感
光体ドラムに貼り付けて、５０℃×９０％ＲＨの雰囲気
下で３０日間放置し、感光体汚染に起因する感光ドラム
の割れやキズの発生を目視観察した。そして、感光ドラ
ムに割れやキズが発生しなかった場合を「なし」、割れ
やキズが発生した場合を「あり」として表示した。

【００７０】（複写画像）複写画像は、シートを貼り付
けた感光ドラムを複写機に組み込み実際に複写を行うこ
とによって評価した。すなわち、２０枚複写した場合
に、１０枚目までにシートの貼り付け跡が画像に残らな
いものを「良好」とし、その他を「不良」として表示し
た。

【００７１】

【表２】

【００７２】〔電極層形成材料〕下記に示す各成分を配
合し、これに有機溶媒（メチルエチルケトン）を加え、
混合、攪拌することにより電極層形成材料となる濃度１
５％のコーティング液を作製した。なお、この電極層の
電気抵抗を前述の方法に従い測定した結果、電気抵抗は
１×１０³Ω・ｃｍであった。

【００７３】ＮＢＲ１００部ケッチェンブラック３０部ステアリン酸１部酸化亜鉛５部硫黄１部加硫促進剤ＣＺ１部

【００７４】〔表層形成材料Ａ〕下記に示す各成分を配
合し、これに有機溶媒（テトラヒドロフラン／トルエ
ン）を加え、混合、攪拌することにより表層形成材料Ａ
となる濃度２０％のコーティング液を作製した。なお、
この表層の電気抵抗を前述の方法に従い測定した結果、
電気抵抗は１×１０⁵Ω・ｃｍであった。

【００７５】エーテル系ＴＰＵ（エラストランＥＴ８８０、武田バーディシュウレタン社製）１００部ｃ−ＴｉＯ₂（タイペークＥＴ３００Ｗ、石原産業社製）１５０部シリコーングラフトアクリルモノマー（サイマックＵＳ２７０、東亜合成社製）５部

【００７６】〔表層形成材料Ｂ〕下記に示す各成分を配
合し、これに有機溶媒（テトラヒドロフラン／トルエ
ン）を加え、混合、攪拌することにより表層形成材料Ｂ
となる濃度２０％のコーティング液を作製した。なお、
この表層の電気抵抗を前述の方法に従い測定した結果、
電気抵抗は１×１０⁸Ω・ｃｍであった。

【００７７】エーテル系ＴＰＵ（エラストランＥＴ８８０、武田バーディシュウレタン社製）１００部ｃ−ＴｉＯ₂（タイペークＥＴ７００Ｗ、石原産業社製）８０部シリコーングラフトアクリルモノマー（サイマックＵＳ２７０、東亜合成社製）５部

【００７８】（１）導電性弾性層のみからなるベースロ
ールについて述べる。

【００７９】

【比較例１〜８】ＳＵＳ３０４製芯金（直径１０ｍｍ）
を準備し、上記表１の導電性組成物ａ〜ｆを用いて、前
述の方法に従い、上記芯金の外周面に導電性弾性層を形
成し、ベースロール（図１参照）を作製した。

【００８０】このようにして得られたベースロールを用
いて、下記の基準に従い、へたり、電気抵抗、画像濃度
および感光体汚染について比較評価を行った。その結果
を下記の表３および表４に併せて示す。

【００８１】〔へたり（圧接テスト）〕ロールを直径３
０ｍｍの金属製円筒体に対して平行に配置したのち、押
圧させ、ロールを径方向に０．５ｍｍ凹ませた状態で１
週間放置した。ついで、このロールを取り出し、電子写
真複写機に組み込み画像出しを行い、べた黒コピーをと
った。そして、押圧部分に相当する画像が白くぬけてい
ないものを○、ぬけているものを×として表示した。

【００８２】〔電気抵抗〕ロール外表面に銀ペーストで
１０ｍｍ四方の電極を画き（ガード電極付）、軸体との
間の抵抗をＪＩＳＫ６９１１に記載の方法に準じて
測定した。なお、測定は、２０℃（温度）×５０％（湿
度）、１０℃×２０％、３０℃×８５％の３条件で行っ
た。

【００８３】〔画像濃度〕ロールを電子写真複写機に組
み込み、画像出しを行いべた黒コピーをとった。そのコ
ピーの濃度を反射濃度計（マクベス社製）により測定し
た。そして、この測定値が全体で１．４０以上の場合を
○、１．４０未満の場合を×として表示した。

【００８４】〔感光体汚染〕ロール両端の軸体部に各５
００ｇの荷重をかけて、感光体に押し付け、４５℃×９
０％の温湿度環境下に１ケ月間放置した。そして、この
感光体を電子写真複写機に組み込み、画像出しを行い、
１０枚目までにロール跡が認められないものを○、認め
られたものを×として表示した。

【００８５】

【表３】

【００８６】

【表４】

【００８７】上記表３の結果から、比較例１〜６品のロ
ールは、へたり、画像濃度および感光体汚染は優れてい
るが、電気抵抗の環境変動が大きいことがわかる。ま
た、表４の結果から、比較例７、８品のロールは、へた
り、電気抵抗および感光体汚染に問題があることがわか
る。

【００８８】（２）導電性弾性層と表層とからなる２層
構造の導電性ロールについて述べる。

【００８９】

【実施例１〜６】ＳＵＳ３０４製芯金（直径１０ｍｍ）
を準備し、上記導電性組成物ａ〜ｆを用いて、前述の方
法に従い、上記芯金の外周面に導電性弾性層を形成し
た。つぎに、この導電性弾性層の外周面に、予め調整し
た表層形成材料Ａであるコーティング液を、前述の方法
に従い塗布し表層を形成し、２層構造のロール（図２参
照）を作製した。

【００９０】

【比較例９、１０】上記表１の導電性弾性層形成材料
ｇ、ｈを用いる以外は、実施例１と同様にして２層構造
のロールを作製した。

【００９１】このようにして得られた実施例１〜６品お
よび比較例９、１０品の２層構造のロールを用いて、下
記の基準に従い、へたり、電気抵抗、画像濃度および感
光体汚染について比較評価を行った。その結果を下記の
表５および表６に併せて示す。

【００９２】

【表５】

【００９３】

【表６】

【００９４】上記表５の結果から、実施例１〜６品のロ
ールは、へたり、電気抵抗、画像濃度および感光体汚染
の全ての特性について優れていることがわかる。これに
対して、表６の結果から、比較例９、１０品のロール
は、へたりおよび感光体汚染が実施例１〜６品よりも劣
ることがわかる。

【００９５】（３）導電性弾性層と電極層と表層とから
なる３層構造の導電性ロールについて述べる。

【００９６】

【実施例７〜１２】ＳＵＳ３０４製芯金（直径１０ｍ
ｍ）を準備し、上記導電性組成物ａ〜ｆを用いて、前述
の方法に従い、上記芯金の外周面に導電性弾性層を形成
した。ついで、この導電性弾性層の外周面に、上記電極
層形成材料および表層形成材料Ｂである各コーティング
液を用い、ロールコート法により電極層、表層を順次形
成し、３層構造のロール（図３参照）を作製した。

【００９７】

【比較例１１、１２】上記表１の導電性弾性層形成材料
ｇ、ｈを用いる以外は、実施例７と同様にして３層構造
のロールを作製した。

【００９８】このようにして得られた実施例７〜１２品
および比較例１１、１２品の３層構造のロールを用い
て、下記の基準に従い、へたり、電気抵抗、画像濃度お
よび感光体汚染について比較評価を行った。その結果を
下記の表７および表８に併せて示す。

【００９９】

【表７】

【０１００】

【表８】

【０１０１】上記表７の結果から、実施例７〜１２品の
ロールは、へたり、電気抵抗、画像濃度および感光体汚
染の全ての特性について優れていることがわかる。これ
に対して、表８の結果から、比較例１１、１２品のロー
ルは、へたりおよび感光体汚染が実施例７〜１２品より
も劣ることがわかる。

【０１０２】

【発明の効果】以上のように、本発明の導電性ロール
は、軸体の外周面に二層以上の層が形成された導電性ロ
ールであって、上記層のうち最内層が、上記特定の導電
性組成物（Ｘ）によって形成された導電性弾性層からな
るものである。そのため、べたつきがなく、脱型性に優
れ、かつ、低硬度でもへたりが少なく、しかも環境依存
性が少ない。したがって、本発明の導電性ロールは、帯
電ロール、転写ロール、現像ロール等として好適に用い
ることができる。

【０１０３】また、上記特定のポリオール（Ａ）とし
て、分子量３０００〜１２０００の範囲のポリオキシプ
ロピレングリコールを用いた場合には、適度な粘度を有
し、作業性に優れるため好ましい。

【０１０４】そして、上記特定のホウ酸エステル化合物
（Ｃ）の配合量が、上記特定のポリオール（Ａ）１００
重量部に対して、０．００１〜５重量部の範囲に設定さ
れていれば、上記ホウ酸エステル化合物（Ｃ）と上記ポ
リオール（Ａ）との相溶性に優れているため、ブリード
がなく物性の低下が少ない。

【０１０５】また、上記導電性弾性層の外周に上記特定
の表層を形成した場合には、１０⁶Ω以下のロールの電
気抵抗の制御が容易でばらつきを小さく抑えることがで
きるため好ましい。

【０１０６】そして、上記導電性弾性層の外周に、上記
特定の電極層（Ｙ）を形成し、この電極層（Ｙ）の外周
に上記特定の表層（Ｚ）を形成した場合には、容易に抵
抗を変化させることができるとともに１０⁸Ω以下のロ
ールの電気抵抗の制御が容易である。

【０１０７】さらに、上記特定の電極層（Ｙ）が、電子
導電性材料によって形成されたものであれば、電気抵抗
の環境による変動が少ないため好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の導電性ロールを構成するベー
スロールを示す断面図であり、（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面
矢視図である。

【図２】（Ａ）は本発明の２層構造（導電性弾性層、表
層）の導電性ロールを示す断面図であり、（Ｂ）はその
Ａ−Ａ断面矢視図である。

【図３】（Ａ）は本発明の３層構造（導電性弾性層、電
極層、表層）の導電性ロールを示す断面図であり、
（Ｂ）はそのＡ−Ａ断面矢視図である。

【図４】導電性ロールを現像ロールとして使用した例を
示す構成図である。

【図５】導電性ロールを転写ロールとして使用した例を
示す構成図である。

【符号の説明】

１０軸体１１導電性組成物（Ｘ）によって形成された導電性弾
性層１２電極層１３，１４表層

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番地東海ゴム工業株式会社内 (56)参考文献特開平８−44147（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−179959（ＪＰ，Ａ) 特開平８−156143（ＪＰ，Ａ) 特開平７−179559（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 F16C 13/00 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体の外周面に二層以上の層が形成され
た導電性ロールであって、上記層のうち最内層が、下記
の導電性組成物（Ｘ）によって形成された導電性弾性層
からなることを特徴とする導電性ロール。（Ｘ）マトリックス成分として、下記の（Ａ）および
（Ｂ）を備え、下記の（Ｃ）を導電剤として含有してい
る導電性組成物。（Ａ）分子量３０００〜１２０００の範囲に設定された
ポリオール。（Ｂ）ウレタンプレポリマー。（Ｃ）下記の一般式（１）で表されるホウ酸エステル化
合物。【化１】〔式中、Ｒ¹およびＲ²は水素原子、アルキル基または
アリール基を示し、互いに同一であっても異なっていて
もよい。〕
【請求項２】上記（Ａ）が、分子量３０００〜１２０
００の範囲のポリオキシプロピレングリコールである請
求項１記載の導電性ロール。
【請求項３】上記（Ｃ）の配合量が、上記（Ａ）１０
０重量部に対して、０．００１〜５重量部の範囲に設定
されている請求項１または２記載の導電性ロール。
【請求項４】上記導電性弾性層の外周に、電気抵抗が
１×１０⁷Ω・ｃｍ未満に調整された表層が形成された
請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性ロール。
【請求項５】上記導電性弾性層の外周に下記の電極層
（Ｙ）が形成され、この電極層（Ｙ）の外周に下記の表
層（Ｚ）が形成された請求項１〜３のいずれか一項に記
載の導電性ロール。（Ｙ）電気抵抗が１×１０⁷Ω・ｃｍ未満に調整された
電極層。（Ｚ）電気抵抗が１×１０⁷Ω・ｃｍ以上に調整された
表層。
【請求項６】上記電極層（Ｙ）が、電子導電性材料に
よって形成されたものである請求項５記載の導電性ロー
ル。
【請求項７】上記表層（Ｚ）が、電子導電性材料によ
って形成されたものである請求項５または６記載の導電
性ロール。