JP3511852B2 - 現像ロール - Google Patents
現像ロールInfo
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- JP3511852B2 JP3511852B2 JP16733797A JP16733797A JP3511852B2 JP 3511852 B2 JP3511852 B2 JP 3511852B2 JP 16733797 A JP16733797 A JP 16733797A JP 16733797 A JP16733797 A JP 16733797A JP 3511852 B2 JP3511852 B2 JP 3511852B2
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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現像ロールに関するも
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する。ついで、このト
ナー像を複写紙に転写することにより複写が行われる。
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。さらに、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、現像ロールを用いた方式（接触現像方式）が採
られている。すなわち、摩擦帯電した現像ロール表面に
トナーが付着し、このトナーが現像ロールから感光ドラ
ム表面の静電潜像に転写されることにより、感光ドラム
表面にトナー像が形成される。このトナー像が、複写紙
上に定着されることにより複写が行われるのである。 【０００３】上記電子写真複写機における帯電ロールや
現像ロール等のロールとしては、例えば図５に示すよう
に、芯金５１の外周面に沿ってベースゴム層（中抵抗
層）５２が形成され、その外周に第１コート層（低抵抗
層）５３が形成され、さらにその外周に第２コート層
（中抵抗層）５４および第３コート層（中抵抗層）５５
が形成されたものが用いられている。しかし、このよう
なロールでは、複数の抵抗層５２〜５５中に、他の中抵
抗層５２，５４，５５よりも抵抗の低い低抵抗層５３が
存在するため、この低抵抗層である第１コート層５３か
ら横方向（長手方向）に電流が流れやすく、その結果、
リークが発生するという問題がある。 【０００４】そこで、上記低抵抗層である第１コート層
５３からのリークの発生を防止するため、図６に示すよ
うに、最外層である第３コート層（中抵抗層）６５の左
右両端部６５ａを延長して抵抗層端面にまわり込ませ
て、第１コート層５３の端面を囲むように被覆し、か
つ、上記芯金５１と抵抗層の被帯電体に接触する面との
間の抵抗Ｒｓと、抵抗層の左右両端面間の抵抗Ｒｐとの
関係が、Ｒｐ≧Ｒｓの関係を満たすように設定したロー
ルが提案されている（特開平９−２６６８６号公報）。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
６に示した構成のロールを現像ロールとして用いた場
合、最外層である第３コート層（中抵抗層）６５の抵抗
が大きいため、複写枚数の増加に伴いロール表面がチャ
ージアップし、複写耐久後の画質が劣る等の問題が生じ
る。このように、低抵抗層からのリークの発生を防止す
ることができ、かつ、複写初期および複写耐久後のいず
れにおいても良好な画質を得ることができる現像ロール
は未だ得られていないのが実情であり、このような特性
を備えた現像ロールの開発が望まれている。 【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、低抵抗層からのリークの発生を防止することが
でき、かつ、複写初期および複写耐久後のいずれにおい
ても良好な画質を得ることができる現像ロールの提供を
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、本発明の現像ロールは、芯金と、上記芯金の外周
面に形成された下記のベースゴム層（Ａ）と、上記ベー
スゴム層（Ａ）の外周に形成された少なくとも一層の下
記の中間層（Ｃ）と、上記中間層（Ｃ）の外周に形成さ
れた下記の最外層（Ｂ）とを備えた現像ロールであっ
て、上記中間層（Ｃ）のみの左右両端部が上記ベースゴ
ム層（Ａ）の左右両端面上に延びており、かつ、上記芯
金とベースゴム層（Ａ）と中間層（Ｃ）とからなるロー
ルの電気抵抗が５×１０ 8 Ω以上に調整され、上記芯金
とベースゴム層（Ａ）と中間層（Ｃ）と最外層（Ｂ）と
からなるロールの電気抵抗が３×１０7 〜１×１０ 9 Ω
の範囲に調整されているという構成をとる。 （Ａ）体積抵抗率が５×１０ 7 〜２×１０ 9 Ω・ｃｍの
範囲に調整されたベースゴム層。 （Ｂ）体積抵抗率が１×１０ 5 〜８×１０ 6 Ω・ｃｍの
範囲に調整された最外層。（Ｃ）体積抵抗率が２×１０ 6 〜６×１０ 8 Ω・ｃｍの
範囲に調整された中間層。 【０００８】すなわち、本発明者らは、低抵抗層からの
リークの発生を防止することができ、かつ、複写初期お
よび複写耐久後のいずれにおいても良好な画質を得るこ
とができる現像ロールを得るべく鋭意研究を重ねた。そ
の結果、前記ベースゴム層（Ａ）、中間層（Ｃ）および
最外層（Ｂ）の体積抵抗率をそれぞれ特定の範囲に調整
して設定するとともに、上記最外層（Ｂ）形成前後のロ
ールの電気抵抗をそれぞれ特定の範囲に調整して設定
し、かつ、前記中間層（Ｃ）のみの左右両端部が上記ベ
ースゴム層（Ａ）の左右両端面上に延びるように形成す
ると、所期の目的を達成できることを見出し本発明に到
達した。 【０００９】 【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。 【００１０】本発明の現像ロールは、図１に示すよう
に、芯金１と、上記芯金１の外周面に沿って形成された
ベースゴム層（中抵抗層）２と、上記ベースゴム層２の
外周に形成された中間層（中抵抗層）３と、上記中間層
３の外周に形成された最外層（低抵抗層）４とから構成
されている。 【００１１】上記芯金１は、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、アルミニウム、ステンレス、鉄
にメッキを施したもの等があげられる。なお、上記芯金
１は、給電電極を兼ねている。 【００１２】上記芯金１の外周面に沿って形成されるベ
ースゴム層２は、図１に示すように、左右両端部が斜め
に面とりされており、この面とりされた左右両端面２ａ
上に上記中間層３の左右両端部３ａが延びている。この
ような構成により、低抵抗層である最外層４からのリー
クを防止することができる。 【００１３】上記ベースゴム層２の形成材料は特に制限
するものではなく、従来公知のどのような材料を用いて
も差し支えない。例えば、エチレン−プロピレン−ジエ
ンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等
があげられる。上記材料には、さらに導電剤を適宜に添
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−ＳｎＯ
2 、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を表すものである。 【００１４】上記ベースゴム層２の外周面に形成される
中間層３の形成材料は特に制限するものではなく、従来
公知のどのような材料を用いても差し支えない。例え
ば、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ニトリルゴム、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、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化ナイロ
ン等があげられる。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。 【００１５】上記中間層３の外周面に形成される最外層
４の形成材料も特に制限するものではなく、従来公知の
どのような材料を用いても差し支えない。例えば、ウレ
タン樹脂、シリコーン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ア
クリルシリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム、
フッ素樹脂、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、Ｎ−
メトキシメチル化ナイロン、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以
上併せて用いられる。上記材料には、さらに前記導電剤
を適宜に添加してもよい。 【００１６】本発明の現像ロールは、例えばつぎのよう
にして製造される。すなわち、まず、前記ベースゴム層
２形成材料用の各成分をニーダー等の混練機や攪拌機を
用いて混合し、ベースゴム層２形成材料を調製する。ま
た、前記中間層３形成材料、最外層４形成材料である各
コーティング液を作製する。上記各コーティング液は、
前記各成分をボールミル、三本ロール等の分散機を用い
て混合し、この混合物に有機溶剤を加えて混合、攪拌す
ることにより調製される。 【００１７】上記有機溶剤としては、メチルエチルケト
ン（ＭＥＫ）、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、
酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、エタノール、キ
シレン、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。 【００１８】つぎに、金属製の芯金を準備し、図２に示
すように、上記金属製の芯金１をセットした下蓋２１お
よび円筒型２２内に、前記ベースゴム層２形成材料を注
型し、上蓋２３を上記円筒型２２に外嵌する。ついで、
上記ロール型全体を加熱して上記コンパウンド状のベー
スゴム層２形成材料を加硫し（１５０〜２２０℃×３０
分）、ベースゴム層２を形成する。ついで、このベース
ゴム層２が形成された芯金１を脱型し、必要に応じ二次
加硫を行い反応を完結させる（８０〜２００℃×４時
間）。また、上記ベースゴム層２の左右両端部を、図１
に示すように、公知の方法により斜めに面とりし、左右
両端面２ａを形成する。そして、上記ベースゴム層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、もしくは上記ベースゴム層２形成済みのロールをコ
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、ベースゴム層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、芯金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
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、かつ、上記中間層３の左右両端部３ａが上記ベ
ースゴム層２の左右両端面２ａ上に延びた現像ロールを
作製することができる。 【００１９】なお、上記ベースゴム層２の左右両端部の
面とりは、上記のように加硫処理後に行う場合に限ら
ず、はじめから左右両端部が面とりされた成形型を準備
し、この成形型内に上記ベースゴム層２形成材料を注型
することにより、上記と同様の構成とすることも可能で
ある。 【００２０】このようにして得られる本発明の現像ロー
ルにおいて、前記ベースゴム層２の体積抵抗率は５×１
０ 7 〜２×１０ 9 Ω・ｃｍの範囲になるよう調整するこ
とが必要であり、好ましくは５×１０ 7 〜１×１０8 Ω
・ｃｍの範囲である。すなわち、前記ベースゴム層２の
体積抵抗率が５×１０ 7 〜２×１０ 9 の範囲から外れる
と、複写初期および複写耐久後の画質が劣るからであ
る。また、上記中間層３の体積抵抗率は、２×１０6 〜
６×１０ 8 Ω・ｃｍの範囲に調整することが必要であ
り、好ましくは２×１０6 〜１×１０8 Ω・ｃｍの範囲
である。そして、前記芯金１とベースゴム層２と中間層
３とからなるロール（最外層４形成前）の電気抵抗は、
５×１０ 8 Ω以上となるよう調整することが必要であ
り、好ましくは５×１０ 8 〜１×１０11Ωの範囲であ
る。すなわち、上記ロール（最外層４形成前）の電気抵
抗が５×１０ 8 Ω未満であると、抵抗が低すぎてリーク
が発生するからである。 【００２１】また、前記最外層４の体積抵抗率は、１×
１０ 5 〜８×１０ 6 Ω・ｃｍの範囲に調整することが必
要である。すなわち、上記最外層４の体積抵抗率が１×
１０ 5 Ω・ｃｍ未満であると、リークが発生し、複写画
質が劣り、８×１０ 6 Ω・ｃｍを超えると、ロール表面
が複写耐久中にチャージアップし、複写耐久後の画質が
劣るからである。そして、前記芯金１とベースゴム層２
と中間層３と最外層４からなるロール（現像ロール）の
電気抵抗は、３×１０7 〜１×１０ 9 Ωの範囲に調整す
ることが必要である。すなわち、上記現像ロールの電気
抵抗が３×１０7 〜１×１０ 9 Ωの範囲から外れると、
複写初期および複写耐久後の画質が劣るからである。 【００２２】なお、上記電気抵抗および体積抵抗率は、
ＪＩＳ Ｋ ６９１１に記載の方法に準じて直流電圧１
０Ｖで測定した値である。 【００２３】上記現像ロールにおいて、ベースゴム層２
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の範囲である。また、上
記中間層３の厚みは１〜１５０μｍの範囲に設定するこ
とが好ましく、特に好ましくは５〜３０μｍの範囲であ
る。そして、上記最外層４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５〜３０
μｍの範囲である。 【００２４】また、本発明の現像ロールの他の例を図３
に示す。図３に示す現像ロールにおいて、図１の現像ロ
ールと同一部分には同一の符号を付している。この現像
ロールは、ベースゴム層２と中間層３の間に低抵抗層５
を設けたことが特徴である。そして、上記低抵抗層５の
体積抵抗率は、前記最外層４の体積抵抗率と同様、１×
１０ 5 〜８×１０ 6 Ω・ｃｍの範囲になるよう調整する
ことが必要である。上記低抵抗層５の形成材料として
は、上記最外層４の形成材料と同様のものを用いること
ができる。なお、上記低抵抗層５の厚みは３〜１００μ
ｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５
〜３０μｍの範囲である。 【００２５】そして、本発明の現像ロールのさらに他の
例を図４に示す。この現像ロールは、芯金１の外周面に
沿って形成されたベースゴム層（中抵抗層）１２の左右
両端部が斜めに面とりされていないのが特徴である。こ
の現像ロールは、上記ベースゴム層１２の外周面に中間
層（中抵抗層）１３が形成され、さらにその外周に最外
層（低抵抗層）１４が形成され構成されている。そし
て、上記ベースゴム層１２の左右両端面上には、上記中
間層１３の左右両端部１３ａが延びている。このような
構成をとることにより、低抵抗層である最外層１４から
のリークを防止することができる。そして、上記ベース
ゴム層１２、中間層１３の形成材料、体積抵抗率および
厚みも、図１におけるベースゴム層２および中間層３と
同様である。また、上記中間層１３の外周に形成される
最外層１４の形成材料、体積抵抗率および厚みも、図１
における最外層４と同様である。 【００２６】なお、本発明の現像ロールにおいて、ベー
スゴム層の外周に形成する中間層は必ずしも１層に限定
されるものではなく、適宜の数の層が形成される。この
場合、最外層である低抵抗層からのリークの発生を防止
するため、複数の中間層のうちの少なくとも１層の左右
両端部が、前記ベースゴム層の左右両端面上に延びてい
なければならない。 【００２７】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。 【００２８】 【実施例１〜４、比較例１〜６】 【００２９】まず、ＳＵＳ３０３製芯金（直径８ｍｍ）
を準備した。また、後記の表１および表２に示す各成分
を同表に示す割合で配合して、各層の形成材料を調製し
た。なお、後記の表１において、最外層形成材料として
のアクリルシリコーン樹脂＊４は、下記の構造式（１）
で表されるものを用いた。 【００３０】 【化１】 【００３１】つぎに、周囲に接着剤を塗布した上記芯金
のセット済み円筒金型に、上記ベースゴム層形成材料で
あるコンパウンドを注型し（図２参照）、加熱加硫（１
５０〜２２０℃×３０分）させた後、脱型して、さらに
二次加硫処理（８０〜２００℃×４時間）することによ
り芯金の外周面に沿ってベースゴム層を形成した。そし
て、ベースゴム層の左右両端面を斜めに面とりした。つ
いで、上記中間層形成材料および最外層形成材料を用
い、上記ベースゴム層の外周表面にロールコートのコー
ティング方法により中間層Ａおよび最外層を形成し、目
的とする現像ロールを作製した。各現像ロールにおける
中間層Ａの左右両端部は、ベースゴム層の左右両端面上
に延びている。なお、実施例３品，実施例４品および比
較例６品の現像ロールは、中間層Ａの外周面に沿ってさ
らに別の中間層Ｂが形成された構成である。 【００３２】 【表１】【００３３】 【表２】【００３４】このようにして得られた現像ロールの各層
の厚みおよび体積抵抗率を、後記の表３および表４に併
せて示した。また、各現像ロールを、接触現像方式を用
い、現像と金属ブレードに電位差を設けたシステムの電
子写真複写機に組み込み、実際に複写を行った。そし
て、下記の基準に従い画出し評価を行った。その結果を
後記の表３および表４に併せて示した。なお、比較例２
〜６品の現像ロールは、初期画質が悪いため耐久複写試
験を行わなかった。 【００３５】〔リーク〕複写初期および３千枚複写後の
リークの有無を観察した。すなわち、図７に示すような
方法でロール７１に流れる電流値を測定し、電圧印加時
の最大電流値が１ｍＡを越える箇所が１ケ所でも存在す
る場合をリーク発生とした。そして、リークが発生しな
かったものを○、リークが発生したものを×としてそれ
ぞれ表示した。なお、図において、７２は芯金、７３は
金属ロール、７４は電流計であり、荷重は片端７００ｇ
である。 【００３６】〔画質〕複写初期および３千枚複写後にお
ける複写画像の画質を目視評価した。すなわち、文字を
複写し、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わずかに発生したもの
を△、かすれやかぶり等が多量に発生したものを×とし
てそれぞれ表示した。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。 【００３７】 【表３】【００３８】 【表４】 【００３９】上記表３および表４の結果から、実施例品
の現像ロールは、ベースゴム層、最外層の体積抵抗率お
よび最外層形成前後のロールの電気抵抗がいずれも特定
の範囲に設定されているため、複写初期および複写耐久
後のいずれにおいてもリークの発生が防止され、かつ、
複写初期および複写耐久後のいずれの画質も良好である
ことがわかる。 【００４０】これに対して、比較例１品の現像ロール
は、最外層の体積抵抗率が特定の範囲を超えるため、複
写耐久中にロール表面がチャージアップし、複写耐久後
の画質が劣ることがわかる。比較例２品の現像ロール
は、最外層形成前のロールの電気抵抗が特定の範囲を下
回り、かつ、最外層の体積抵抗率が特定の範囲を超える
ため、リークが発生し、複写初期の画質が劣ることがわ
かる。比較例３品および比較例５品の現像ロールは、ベ
ースゴム層の体積抵抗率、最外層形成前後のロールの電
気抵抗がいずれも特定の範囲を下回るため、リークが発
生し、複写初期の画質が劣ることがわかる。比較例４品
の現像ロールは、最外層の体積抵抗率および最外層形成
後のロールの電気抵抗がいずれも特定の範囲を超えるた
め、複写初期の画質が劣ることがわかる。比較例６品の
現像ロールは、ベースゴム層の体積抵抗率が特定の範囲
を超えるため、複写初期の画質が劣ることがわかる。な
お、比較例２，３，５品の現像ロールは、複写初期にお
いてリークが発生するため、いずれも３千枚複写後の画
出し評価を行うことができなかった。 【００４１】 【発明の効果】以上のように、本発明の現像ロールは、
ベースゴム層、中間層、最外層の体積抵抗率および最外
層形成前後のロールの電気抵抗がいずれも特定の範囲に
調整して設定され、かつ、中間層のみの左右両端部がベ
ースゴム層の左右両端面上に延びているため、低抵抗層
である最外層からのリークの発生を防止することがで
き、かつ、複写初期および複写耐久後のいずれにおいて
も良好な画質を得ることができる。
ー等の電子写真装置に用いられる現像ロールに関するも
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する。ついで、このト
ナー像を複写紙に転写することにより複写が行われる。
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。さらに、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、現像ロールを用いた方式（接触現像方式）が採
られている。すなわち、摩擦帯電した現像ロール表面に
トナーが付着し、このトナーが現像ロールから感光ドラ
ム表面の静電潜像に転写されることにより、感光ドラム
表面にトナー像が形成される。このトナー像が、複写紙
上に定着されることにより複写が行われるのである。 【０００３】上記電子写真複写機における帯電ロールや
現像ロール等のロールとしては、例えば図５に示すよう
に、芯金５１の外周面に沿ってベースゴム層（中抵抗
層）５２が形成され、その外周に第１コート層（低抵抗
層）５３が形成され、さらにその外周に第２コート層
（中抵抗層）５４および第３コート層（中抵抗層）５５
が形成されたものが用いられている。しかし、このよう
なロールでは、複数の抵抗層５２〜５５中に、他の中抵
抗層５２，５４，５５よりも抵抗の低い低抵抗層５３が
存在するため、この低抵抗層である第１コート層５３か
ら横方向（長手方向）に電流が流れやすく、その結果、
リークが発生するという問題がある。 【０００４】そこで、上記低抵抗層である第１コート層
５３からのリークの発生を防止するため、図６に示すよ
うに、最外層である第３コート層（中抵抗層）６５の左
右両端部６５ａを延長して抵抗層端面にまわり込ませ
て、第１コート層５３の端面を囲むように被覆し、か
つ、上記芯金５１と抵抗層の被帯電体に接触する面との
間の抵抗Ｒｓと、抵抗層の左右両端面間の抵抗Ｒｐとの
関係が、Ｒｐ≧Ｒｓの関係を満たすように設定したロー
ルが提案されている（特開平９−２６６８６号公報）。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
６に示した構成のロールを現像ロールとして用いた場
合、最外層である第３コート層（中抵抗層）６５の抵抗
が大きいため、複写枚数の増加に伴いロール表面がチャ
ージアップし、複写耐久後の画質が劣る等の問題が生じ
る。このように、低抵抗層からのリークの発生を防止す
ることができ、かつ、複写初期および複写耐久後のいず
れにおいても良好な画質を得ることができる現像ロール
は未だ得られていないのが実情であり、このような特性
を備えた現像ロールの開発が望まれている。 【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、低抵抗層からのリークの発生を防止することが
でき、かつ、複写初期および複写耐久後のいずれにおい
ても良好な画質を得ることができる現像ロールの提供を
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、本発明の現像ロールは、芯金と、上記芯金の外周
面に形成された下記のベースゴム層（Ａ）と、上記ベー
スゴム層（Ａ）の外周に形成された少なくとも一層の下
記の中間層（Ｃ）と、上記中間層（Ｃ）の外周に形成さ
れた下記の最外層（Ｂ）とを備えた現像ロールであっ
て、上記中間層（Ｃ）のみの左右両端部が上記ベースゴ
ム層（Ａ）の左右両端面上に延びており、かつ、上記芯
金とベースゴム層（Ａ）と中間層（Ｃ）とからなるロー
ルの電気抵抗が５×１０ 8 Ω以上に調整され、上記芯金
とベースゴム層（Ａ）と中間層（Ｃ）と最外層（Ｂ）と
からなるロールの電気抵抗が３×１０7 〜１×１０ 9 Ω
の範囲に調整されているという構成をとる。 （Ａ）体積抵抗率が５×１０ 7 〜２×１０ 9 Ω・ｃｍの
範囲に調整されたベースゴム層。 （Ｂ）体積抵抗率が１×１０ 5 〜８×１０ 6 Ω・ｃｍの
範囲に調整された最外層。（Ｃ）体積抵抗率が２×１０ 6 〜６×１０ 8 Ω・ｃｍの
範囲に調整された中間層。 【０００８】すなわち、本発明者らは、低抵抗層からの
リークの発生を防止することができ、かつ、複写初期お
よび複写耐久後のいずれにおいても良好な画質を得るこ
とができる現像ロールを得るべく鋭意研究を重ねた。そ
の結果、前記ベースゴム層（Ａ）、中間層（Ｃ）および
最外層（Ｂ）の体積抵抗率をそれぞれ特定の範囲に調整
して設定するとともに、上記最外層（Ｂ）形成前後のロ
ールの電気抵抗をそれぞれ特定の範囲に調整して設定
し、かつ、前記中間層（Ｃ）のみの左右両端部が上記ベ
ースゴム層（Ａ）の左右両端面上に延びるように形成す
ると、所期の目的を達成できることを見出し本発明に到
達した。 【０００９】 【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。 【００１０】本発明の現像ロールは、図１に示すよう
に、芯金１と、上記芯金１の外周面に沿って形成された
ベースゴム層（中抵抗層）２と、上記ベースゴム層２の
外周に形成された中間層（中抵抗層）３と、上記中間層
３の外周に形成された最外層（低抵抗層）４とから構成
されている。 【００１１】上記芯金１は、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、アルミニウム、ステンレス、鉄
にメッキを施したもの等があげられる。なお、上記芯金
１は、給電電極を兼ねている。 【００１２】上記芯金１の外周面に沿って形成されるベ
ースゴム層２は、図１に示すように、左右両端部が斜め
に面とりされており、この面とりされた左右両端面２ａ
上に上記中間層３の左右両端部３ａが延びている。この
ような構成により、低抵抗層である最外層４からのリー
クを防止することができる。 【００１３】上記ベースゴム層２の形成材料は特に制限
するものではなく、従来公知のどのような材料を用いて
も差し支えない。例えば、エチレン−プロピレン−ジエ
ンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等
があげられる。上記材料には、さらに導電剤を適宜に添
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−ＳｎＯ
2 、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を表すものである。 【００１４】上記ベースゴム層２の外周面に形成される
中間層３の形成材料は特に制限するものではなく、従来
公知のどのような材料を用いても差し支えない。例え
ば、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ニトリルゴム、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、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化ナイロ
ン等があげられる。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。 【００１５】上記中間層３の外周面に形成される最外層
４の形成材料も特に制限するものではなく、従来公知の
どのような材料を用いても差し支えない。例えば、ウレ
タン樹脂、シリコーン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ア
クリルシリコーン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム、
フッ素樹脂、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、Ｎ−
メトキシメチル化ナイロン、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以
上併せて用いられる。上記材料には、さらに前記導電剤
を適宜に添加してもよい。 【００１６】本発明の現像ロールは、例えばつぎのよう
にして製造される。すなわち、まず、前記ベースゴム層
２形成材料用の各成分をニーダー等の混練機や攪拌機を
用いて混合し、ベースゴム層２形成材料を調製する。ま
た、前記中間層３形成材料、最外層４形成材料である各
コーティング液を作製する。上記各コーティング液は、
前記各成分をボールミル、三本ロール等の分散機を用い
て混合し、この混合物に有機溶剤を加えて混合、攪拌す
ることにより調製される。 【００１７】上記有機溶剤としては、メチルエチルケト
ン（ＭＥＫ）、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、
酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、エタノール、キ
シレン、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。 【００１８】つぎに、金属製の芯金を準備し、図２に示
すように、上記金属製の芯金１をセットした下蓋２１お
よび円筒型２２内に、前記ベースゴム層２形成材料を注
型し、上蓋２３を上記円筒型２２に外嵌する。ついで、
上記ロール型全体を加熱して上記コンパウンド状のベー
スゴム層２形成材料を加硫し（１５０〜２２０℃×３０
分）、ベースゴム層２を形成する。ついで、このベース
ゴム層２が形成された芯金１を脱型し、必要に応じ二次
加硫を行い反応を完結させる（８０〜２００℃×４時
間）。また、上記ベースゴム層２の左右両端部を、図１
に示すように、公知の方法により斜めに面とりし、左右
両端面２ａを形成する。そして、上記ベースゴム層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、もしくは上記ベースゴム層２形成済みのロールをコ
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、ベースゴム層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、芯金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
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、かつ、上記中間層３の左右両端部３ａが上記ベ
ースゴム層２の左右両端面２ａ上に延びた現像ロールを
作製することができる。 【００１９】なお、上記ベースゴム層２の左右両端部の
面とりは、上記のように加硫処理後に行う場合に限ら
ず、はじめから左右両端部が面とりされた成形型を準備
し、この成形型内に上記ベースゴム層２形成材料を注型
することにより、上記と同様の構成とすることも可能で
ある。 【００２０】このようにして得られる本発明の現像ロー
ルにおいて、前記ベースゴム層２の体積抵抗率は５×１
０ 7 〜２×１０ 9 Ω・ｃｍの範囲になるよう調整するこ
とが必要であり、好ましくは５×１０ 7 〜１×１０8 Ω
・ｃｍの範囲である。すなわち、前記ベースゴム層２の
体積抵抗率が５×１０ 7 〜２×１０ 9 の範囲から外れる
と、複写初期および複写耐久後の画質が劣るからであ
る。また、上記中間層３の体積抵抗率は、２×１０6 〜
６×１０ 8 Ω・ｃｍの範囲に調整することが必要であ
り、好ましくは２×１０6 〜１×１０8 Ω・ｃｍの範囲
である。そして、前記芯金１とベースゴム層２と中間層
３とからなるロール（最外層４形成前）の電気抵抗は、
５×１０ 8 Ω以上となるよう調整することが必要であ
り、好ましくは５×１０ 8 〜１×１０11Ωの範囲であ
る。すなわち、上記ロール（最外層４形成前）の電気抵
抗が５×１０ 8 Ω未満であると、抵抗が低すぎてリーク
が発生するからである。 【００２１】また、前記最外層４の体積抵抗率は、１×
１０ 5 〜８×１０ 6 Ω・ｃｍの範囲に調整することが必
要である。すなわち、上記最外層４の体積抵抗率が１×
１０ 5 Ω・ｃｍ未満であると、リークが発生し、複写画
質が劣り、８×１０ 6 Ω・ｃｍを超えると、ロール表面
が複写耐久中にチャージアップし、複写耐久後の画質が
劣るからである。そして、前記芯金１とベースゴム層２
と中間層３と最外層４からなるロール（現像ロール）の
電気抵抗は、３×１０7 〜１×１０ 9 Ωの範囲に調整す
ることが必要である。すなわち、上記現像ロールの電気
抵抗が３×１０7 〜１×１０ 9 Ωの範囲から外れると、
複写初期および複写耐久後の画質が劣るからである。 【００２２】なお、上記電気抵抗および体積抵抗率は、
ＪＩＳ Ｋ ６９１１に記載の方法に準じて直流電圧１
０Ｖで測定した値である。 【００２３】上記現像ロールにおいて、ベースゴム層２
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の範囲である。また、上
記中間層３の厚みは１〜１５０μｍの範囲に設定するこ
とが好ましく、特に好ましくは５〜３０μｍの範囲であ
る。そして、上記最外層４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５〜３０
μｍの範囲である。 【００２４】また、本発明の現像ロールの他の例を図３
に示す。図３に示す現像ロールにおいて、図１の現像ロ
ールと同一部分には同一の符号を付している。この現像
ロールは、ベースゴム層２と中間層３の間に低抵抗層５
を設けたことが特徴である。そして、上記低抵抗層５の
体積抵抗率は、前記最外層４の体積抵抗率と同様、１×
１０ 5 〜８×１０ 6 Ω・ｃｍの範囲になるよう調整する
ことが必要である。上記低抵抗層５の形成材料として
は、上記最外層４の形成材料と同様のものを用いること
ができる。なお、上記低抵抗層５の厚みは３〜１００μ
ｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５
〜３０μｍの範囲である。 【００２５】そして、本発明の現像ロールのさらに他の
例を図４に示す。この現像ロールは、芯金１の外周面に
沿って形成されたベースゴム層（中抵抗層）１２の左右
両端部が斜めに面とりされていないのが特徴である。こ
の現像ロールは、上記ベースゴム層１２の外周面に中間
層（中抵抗層）１３が形成され、さらにその外周に最外
層（低抵抗層）１４が形成され構成されている。そし
て、上記ベースゴム層１２の左右両端面上には、上記中
間層１３の左右両端部１３ａが延びている。このような
構成をとることにより、低抵抗層である最外層１４から
のリークを防止することができる。そして、上記ベース
ゴム層１２、中間層１３の形成材料、体積抵抗率および
厚みも、図１におけるベースゴム層２および中間層３と
同様である。また、上記中間層１３の外周に形成される
最外層１４の形成材料、体積抵抗率および厚みも、図１
における最外層４と同様である。 【００２６】なお、本発明の現像ロールにおいて、ベー
スゴム層の外周に形成する中間層は必ずしも１層に限定
されるものではなく、適宜の数の層が形成される。この
場合、最外層である低抵抗層からのリークの発生を防止
するため、複数の中間層のうちの少なくとも１層の左右
両端部が、前記ベースゴム層の左右両端面上に延びてい
なければならない。 【００２７】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。 【００２８】 【実施例１〜４、比較例１〜６】 【００２９】まず、ＳＵＳ３０３製芯金（直径８ｍｍ）
を準備した。また、後記の表１および表２に示す各成分
を同表に示す割合で配合して、各層の形成材料を調製し
た。なお、後記の表１において、最外層形成材料として
のアクリルシリコーン樹脂＊４は、下記の構造式（１）
で表されるものを用いた。 【００３０】 【化１】 【００３１】つぎに、周囲に接着剤を塗布した上記芯金
のセット済み円筒金型に、上記ベースゴム層形成材料で
あるコンパウンドを注型し（図２参照）、加熱加硫（１
５０〜２２０℃×３０分）させた後、脱型して、さらに
二次加硫処理（８０〜２００℃×４時間）することによ
り芯金の外周面に沿ってベースゴム層を形成した。そし
て、ベースゴム層の左右両端面を斜めに面とりした。つ
いで、上記中間層形成材料および最外層形成材料を用
い、上記ベースゴム層の外周表面にロールコートのコー
ティング方法により中間層Ａおよび最外層を形成し、目
的とする現像ロールを作製した。各現像ロールにおける
中間層Ａの左右両端部は、ベースゴム層の左右両端面上
に延びている。なお、実施例３品，実施例４品および比
較例６品の現像ロールは、中間層Ａの外周面に沿ってさ
らに別の中間層Ｂが形成された構成である。 【００３２】 【表１】【００３３】 【表２】【００３４】このようにして得られた現像ロールの各層
の厚みおよび体積抵抗率を、後記の表３および表４に併
せて示した。また、各現像ロールを、接触現像方式を用
い、現像と金属ブレードに電位差を設けたシステムの電
子写真複写機に組み込み、実際に複写を行った。そし
て、下記の基準に従い画出し評価を行った。その結果を
後記の表３および表４に併せて示した。なお、比較例２
〜６品の現像ロールは、初期画質が悪いため耐久複写試
験を行わなかった。 【００３５】〔リーク〕複写初期および３千枚複写後の
リークの有無を観察した。すなわち、図７に示すような
方法でロール７１に流れる電流値を測定し、電圧印加時
の最大電流値が１ｍＡを越える箇所が１ケ所でも存在す
る場合をリーク発生とした。そして、リークが発生しな
かったものを○、リークが発生したものを×としてそれ
ぞれ表示した。なお、図において、７２は芯金、７３は
金属ロール、７４は電流計であり、荷重は片端７００ｇ
である。 【００３６】〔画質〕複写初期および３千枚複写後にお
ける複写画像の画質を目視評価した。すなわち、文字を
複写し、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わずかに発生したもの
を△、かすれやかぶり等が多量に発生したものを×とし
てそれぞれ表示した。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。 【００３７】 【表３】【００３８】 【表４】 【００３９】上記表３および表４の結果から、実施例品
の現像ロールは、ベースゴム層、最外層の体積抵抗率お
よび最外層形成前後のロールの電気抵抗がいずれも特定
の範囲に設定されているため、複写初期および複写耐久
後のいずれにおいてもリークの発生が防止され、かつ、
複写初期および複写耐久後のいずれの画質も良好である
ことがわかる。 【００４０】これに対して、比較例１品の現像ロール
は、最外層の体積抵抗率が特定の範囲を超えるため、複
写耐久中にロール表面がチャージアップし、複写耐久後
の画質が劣ることがわかる。比較例２品の現像ロール
は、最外層形成前のロールの電気抵抗が特定の範囲を下
回り、かつ、最外層の体積抵抗率が特定の範囲を超える
ため、リークが発生し、複写初期の画質が劣ることがわ
かる。比較例３品および比較例５品の現像ロールは、ベ
ースゴム層の体積抵抗率、最外層形成前後のロールの電
気抵抗がいずれも特定の範囲を下回るため、リークが発
生し、複写初期の画質が劣ることがわかる。比較例４品
の現像ロールは、最外層の体積抵抗率および最外層形成
後のロールの電気抵抗がいずれも特定の範囲を超えるた
め、複写初期の画質が劣ることがわかる。比較例６品の
現像ロールは、ベースゴム層の体積抵抗率が特定の範囲
を超えるため、複写初期の画質が劣ることがわかる。な
お、比較例２，３，５品の現像ロールは、複写初期にお
いてリークが発生するため、いずれも３千枚複写後の画
出し評価を行うことができなかった。 【００４１】 【発明の効果】以上のように、本発明の現像ロールは、
ベースゴム層、中間層、最外層の体積抵抗率および最外
層形成前後のロールの電気抵抗がいずれも特定の範囲に
調整して設定され、かつ、中間層のみの左右両端部がベ
ースゴム層の左右両端面上に延びているため、低抵抗層
である最外層からのリークの発生を防止することがで
き、かつ、複写初期および複写耐久後のいずれにおいて
も良好な画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像ロールの一例の構造を模式的に示
す断面図である。 【図２】本発明の現像ロールの製法の一例を模式的に示
す断面図である。 【図３】本発明の現像ロールの他の例の構造を模式的に
示す断面図である。 【図４】本発明の現像ロールの他の例の構造を模式的に
示す断面図である。 【図５】従来の現像ロールの構造を模式的に示す断面図
である。 【図６】従来の現像ロールの構造を模式的に示す断面図
である。 【図７】リークの有無を観察するための説明図である。 【符号の説明】 １ 芯金 ２ ベースゴム層 ２ａ ベースゴム層の左右両端面 ３ 中間層 ３ａ 中間層の左右両端部 ４ 最外層
す断面図である。 【図２】本発明の現像ロールの製法の一例を模式的に示
す断面図である。 【図３】本発明の現像ロールの他の例の構造を模式的に
示す断面図である。 【図４】本発明の現像ロールの他の例の構造を模式的に
示す断面図である。 【図５】従来の現像ロールの構造を模式的に示す断面図
である。 【図６】従来の現像ロールの構造を模式的に示す断面図
である。 【図７】リークの有無を観察するための説明図である。 【符号の説明】 １ 芯金 ２ ベースゴム層 ２ａ ベースゴム層の左右両端面 ３ 中間層 ３ａ 中間層の左右両端部 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
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 15/08
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 芯金と、上記芯金の外周面に形成された
下記のベースゴム層（Ａ）と、上記ベースゴム層（Ａ）
の外周に形成された少なくとも一層の下記の中間層
（Ｃ）と、上記中間層（Ｃ）の外周に形成された下記の
最外層（Ｂ）とを備えた現像ロールであって、上記中間
層（Ｃ）のみの左右両端部が上記ベースゴム層（Ａ）の
左右両端面上に延びており、かつ、上記芯金とベースゴ
ム層（Ａ）と中間層（Ｃ）とからなるロールの電気抵抗
が５×１０ 8 Ω以上に調整され、上記芯金とベースゴム
層（Ａ）と中間層（Ｃ）と最外層（Ｂ）とからなるロー
ルの電気抵抗が３×１０7 〜１×１０ 9 Ωの範囲に調整
されていることを特徴とする現像ロール。 （Ａ）体積抵抗率が５×１０ 7 〜２×１０ 9 Ω・ｃｍの
範囲に調整されたベースゴム層。 （Ｂ）体積抵抗率が１×１０ 5 〜８×１０ 6 Ω・ｃｍの
範囲に調整された最外層。（Ｃ）体積抵抗率が２×１０ 6 〜６×１０ 8 Ω・ｃｍの
範囲に調整された中間層。
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