JP3684919B2 - 導電性ロール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機,プリンター,ファクシミリ等の電子写真装置に用いられる、現像ロール,帯電ロール,転写ロール等の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、上記電子写真装置に用いられる導電性ロールの最外層形成材料としては、熱可塑性ウレタン樹脂をアミノ樹脂で架橋されたものが用いられている(特開平7−54836号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記熱可塑性ウレタン樹脂を用いた導電性ロールは、トナー帯電性に劣るという難点がある。また、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いという難点もある。
【0004】
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を備え、トナーフィルミングの発生を防止することができ、優れた画質を得ることができる導電性ロールの提供をその目的とする。
【0005】
【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、軸体の外周面に少なくとも一つの層が形成された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)成分および(B)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)アミノ樹脂。
(B)下記の一般式(1)で表される繰り返し単位を有する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。
【0006】
【化2】
【0007】
なお、本発明の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。また、上記(B)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。
【0008】
すなわち、本発明者らは、導電性ロールの最外層形成材料を中心に鋭意研究を重ねた。その結果、従来の熱可塑性ウレタン樹脂に代えて、特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)を用い、これとアミノ樹脂(A成分)とを併用すると、特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)がアミノ樹脂(A成分)により架橋され、導電性ロールの摩擦係数が低下しトナー付着が低減するため、トナーフィルミングを防止することができるとともに、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ことを見いだし、本発明に到達した。
【0009】
そして、上記アミノ樹脂(A成分)として、ユリア樹脂,メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1つを用いると、トナー帯電性はさらに向上する。
【0010】
また、導電剤をさらに含有する樹脂組成物を用いると、導電性ロールの導電性がより一層向上する。
【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】
本発明の導電性ロールの一例を図1に示す。この導電性ロールは、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、本発明の導電性ロールは、上記最外層4がアミノ樹脂(A成分)および特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B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。
【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(EPDM)、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。
【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−SnO2 、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「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−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。
【0017】
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。
【0018】
上記中間層3の外周に形成される最外層4は、アミノ樹脂(A成分)および特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B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。
【0019】
上記アミノ樹脂(A成分)は、ユリア,メラミン,ベンゾグアナミン,アニリン等のアミノ基(−NH2 )を持った化合物にホルムアルデヒドを付加縮合反応させて得られる熱可塑性樹脂の総称であり、具体的には、ユリア樹脂,メラミン樹脂,メチロールメラミン樹脂,ベンゾグアナミン樹脂,アニリン樹脂,アセトグアナミン樹脂,ホルムグアナミン樹脂,メチロールグアナミン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。これらの中でもトナー帯電性に優れる点で、ユリア樹脂,メラミン樹脂,ベンゾグアナミン樹脂が好適に用いられる。また、上記アミノ樹脂(A成分)の分子量は、200〜4,000の範囲が好ましく、特に好ましくは300〜2,500の範囲である。
【0020】
上記アミノ樹脂(A成分)の配合量は、上記シリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)100重量部(以下、「部」と略す。)に対して3〜50部の範囲が好ましく、特に好ましくは、10〜40部の範囲内である。すなわち、上記アミノ樹脂(A成分)の配合量が3部未満であると上記シリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)を充分に架橋することができないためトナー帯電性に劣る傾向がみられ、逆に50部を超えるとロール回転トルクが高くなりすぎるからである。
【0021】
上記アミノ樹脂(A成分)とともに用いられる特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)は、下記の一般式(1)で表される繰り返し単位を有するものである。
【0022】
【化3】
【0023】
上記一般式(1)において、繰り返し数kは1〜3,000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1〜3,000の正数であり、好ましくは1〜300の正数である。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
【化4】
【0027】
【化5】
【0028】
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。
【0029】
【化6】
【0030】
【化7】
【0031】
【化8】
【0032】
【化9】
【0033】
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(B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。
【0034】
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。
【0035】
【数1】
1/Tg =(W1 /Tg1)+(W2 /Tg2)+…+(Wm /Tg m )
W1 +W2 +…+Wm =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、Tg1,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、W1 ,W2 ,…,Wm は各アクリル系単量体の重量比率である。〕
【0036】
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。
【0037】
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(B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(B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。
【0038】
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(B成分)における(Z)n 部分の数平均分子量は、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(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。
【0039】
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(B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。
【0040】
上記特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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(B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。
【0044】
【化10】
【0045】
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。
【0046】
なお、上記最外層4の形成材料である特殊な樹脂組成物には、前記アミノ樹脂(A成分)および特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)に加えて導電剤を適宜に配合することが好ましい。上記導電剤としては前記と同様のものがあげられる。
【0047】
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。上記帯電制御剤としては、例えば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。
【0048】
本発明の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(B成分)を作製し、これを有機溶剤に溶解した後、アミノ樹脂(A成分)を加える。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、上記アミノ樹脂(A成分)、シリコーングラフトアクリルポリマー(B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、例えば、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、アセトン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
【0049】
そして、本発明の導電性ロールは、例えばつぎのようにして作製される。すなわち、まず、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。
【0050】
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形成材料を架橋し(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)を塗布した後、乾燥および加熱架橋を行ってシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)がアミノ樹脂(A成分)により架橋されてなる最外層4を形成する。
【0051】
上記シリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)の架橋条件として特には限定はされないが、通常150〜200℃の温度下で30〜60分間程度加熱される。
【0052】
なお、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。
【0053】
本発明の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3〜50μm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。
【0054】
本発明の導電性ロールにおける硬度は、JIS Aによる硬度の測定値が、70(Hs:JIS A)以下の範囲にあるものが好ましく、特に好ましくは60(Hs:JIS A)以下の範囲である。
【0055】
本発明の導電性ロールは、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。
【0056】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【0057】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記の繰り返し単位を有するシリコーングラフトアクリルポリマーA〜Eを、前述の方法に準じて作製した。
【0058】
【化11】
【0059】
【化12】
【0060】
【実施例1】
〔中間層形成材料の調製〕
H−NBR(アクリロニトリル量50重量%、ヨウ素価23mg/100mg)100部と、ステアリン酸0.5部と、亜鉛華(ZnO)5部と、カーボンブラック(デンカブラックHS−100、電気化学工業社製)40部と、架橋促進剤BZを1部と、架橋促進剤CZを2部と、硫黄1部とを、前述の方法に従い混練した後、これを有機溶剤に分散させて中間層形成材料(コーティング液)を調製した。
【0061】
〔最外層形成材料の調製〕
ブチル化メラミン樹脂(スーパーベッカミンJ−820−60、大日本インキ化学工業社製)25部と、上記で準備しておいたシリコーングラフトアクリルポリマーA〔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)0℃、数平均分子量40000、(Z)n 部分の含有率30%〕100部と、カーボンブラック(デンカブラックHS−100、電気化学工業社製)10部とを、前述の方法に従い混練した後、これを有機溶剤に分散させて最外層形成材料(コーティング液)を調製した。
【0062】
〔現像ロールの作製〕
軸体となる芯金(直径10mm、SUS304製)をセットした金型内に、最内層形成材料として導電性シリコーンゴム(X34−264 A/B、信越化学工業社製)を充填した後、所定の条件で加熱架橋を行った。その後、脱型して、軸体の外周面に沿って最内層が形成されたベースロールを作製した。ついで、上記最内層の外周面に、上記中間層形成材料(コーティング液)を塗布して中間層を形成した。さらに、上記中間層の外周面に沿って上記最外層形成材料(コーティング液)を塗布した後、200℃×30分の条件で加熱架橋を行い、最外層を形成した。このようにして、最内層の外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に最外層が形成された3層構造の現像ロールを作製した。なお、最内層の厚みが5mmであり、中間層の厚みが20μmであり、最外層の厚みが25μmであった。また、最内層の電気抵抗は8×104 Ωであり、硬度(Hs:JIS A)は35であった。そして中間層の電気抵抗は8×104 Ωであり、硬度(Hs:JIS A)は73であった。なお、上記各層の電気抵抗はJIS K 6301に準じて測定した。
【0063】
【実施例2】
上記シリコーングラフトアクリルポリマーAに代えて、上記シリコーングラフトアクリルポリマーB〔ガラス転移温度30℃、数平均分子量30000、(Z)n 部分の含有率30%〕を用いる以外は、上記実施例1と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0064】
【実施例3】
上記シリコーングラフトアクリルポリマーAに代えて、上記シリコーングラフトアクリルポリマーC〔ガラス転移温度0℃、数平均分子量35000、(Z)n 部分の含有率50%〕を用いる以外は、上記実施例1と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0065】
【実施例4】
上記シリコーングラフトアクリルポリマーAに代えて、上記シリコーングラフトアクリルポリマーD〔ガラス転移温度−15℃、数平均分子量40000、(Z)n 部分の含有率11%〕を用い、且つ、実施例1で用いられているアミノ樹脂に代えてメチルメラミン樹脂(サイメル325、三井サイテック社製)を用いる以外は、上記実施例1と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0066】
【実施例5】
上記シリコーングラフトアクリルポリマーDに代えて、上記シリコーングラフトアクリルポリマーE〔ガラス転移温度−15℃、数平均分子量40000、(Z)n 部分の含有率60%〕を用いる以外は、上記実施例4と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例4と同様にして、現像ロールを作製した。
【0067】
【実施例6】
アミノ樹脂として用いられているブチル化メラミン樹脂(スーパーベッカミンJ−820−60、大日本インキ化学工業社製)の配合量を3部に変更する以外は上記実施例1と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0068】
【実施例7】
アミノ樹脂として用いられているブチル化メラミン樹脂(スーパーベッカミンJ−820−60、大日本インキ化学工業社製)の配合量を50部に変更する以外は上記実施例1と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0069】
【比較例1】
エステル系TPU(タケラックT−1040、武田薬品工業社製)100部と、カーボンブラック(デンカブラック、電気化学工業社製)40部と、シリカ(ニップシールE−150K、日本シリカ社製)20部と、ブチル化メラミン樹脂(スーパーベッカミンJ−820−60、大日本インキ化学工業社製)10部とを用い、前記と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0070】
【比較例2】
エステル系TPU(タケラックT−1040、武田薬品工業社製)100部と、カーボンブラック(デンカブラック、電気化学工業社製)40部と、ブチル化メラミン樹脂(スーパーベッカミンJ−820−60、大日本インキ化学工業社製)10部とを用い、前記と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0071】
【比較例3】
エステル系TPU(タケラックT−1040、武田薬品工業社製)100部と、カーボンブラック(デンカブラック、電気化学工業社製)40部と、シリカ(ニップシールE−150K、日本シリカ社製)20部と、ベンゾグアナミン樹脂(スーパーベッカミンTD−126、大日本インキ化学工業社製)10部とを用い、前記と同様にして最外層形成材料を調製した。そして、この最外層形成材料を用いる以外は実施例1と同様にして、現像ロールを作製した。
【0072】
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を用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表1および表2に併せて示した。
【0073】
〔ロールの電気抵抗〕
現像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、11b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。
【0074】
〔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、現像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(100g)を示す。
【0075】
〔トナー帯電性〕
トナー帯電性は、現像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、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。
【0076】
〔ロール回転トルク〕
固定された感光体に現像ロールを押圧接触し、現像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、上記現像ロールを感光体に押圧接触させる際の圧力は、現像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3kgf−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。
【0077】
〔複写画質〕
上記現像ロールを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(マクベス濃度1.4以上)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(マクベス濃度1.4未満)、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。
【0078】
〔耐久複写画質〕
上記現像ロールを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、5千枚複写した後、べた黒画像において濃度が充分(マクベス濃度1.4以上)で画像むらや白斑点ぬけの無いものを○、濃度不充分(マクベス濃度1.4未満)、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。
【0079】
【表1】
【0080】
【表2】
【0081】
上記表1および表2の結果から、実施例品の現像ロールは、比較例品の現像ロールに比べて、摩擦係数が低く、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た評価を示していることがわかる。これに対して、比較例品の現像ロールは、上記評価のいずれかが劣っていることがわかる。
【0082】
【発明の効果】
以上のように、本発明の導電性ロールは、アミノ樹脂(A成分)および特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)を含有する特殊な樹脂組成物によって最外層が形成されている。このように、アミノ樹脂(A成分)と特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)を併用すると、特定のシリコーングラフトアクリルポリマー(B成分)がアミノ樹脂(A成分)により架橋され、導電性ロールの摩擦係数が低下しトナー付着が低減するため、トナーフィルミングを防止することができるとともに、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。また、低トルクとなり、電子写真装置の省エネルギー化を図ることができる。
【0083】
そして、上記アミノ樹脂(A成分)として、ユリア樹脂,メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1つを用いると、トナー帯電性はさらに向上する。
【0084】
また、導電剤をさらに含有する樹脂組成物を用いると、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】本発明の導電性ロールの一例を示す断面図である。
【図2】本発明の導電性ロールの製法の一例を示す断面図である。
【図3】(A)は現像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)はそれを用いての現像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
Claims (3)
- 上記(A)成分のアミノ樹脂が、ユリア樹脂,メラミン樹脂およびベンゾグアナミン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1つである請求項1記載の導電性ロール。
- 上記樹脂組成物が、さらに導電剤を含有するものである請求項1または2記載の導電性ロール。
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