JP3684919B2

JP3684919B2 - 導電性ロール

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Publication number: JP3684919B2
Application number: JP15054799A
Authority: JP
Inventors: 昭二有村; 均吉川; 明彦加地; 憲一大鍬
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: JP2000337355A

Description

【０００１】
【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）＋…＋（Ｗ_m／Ｔg _m）
Ｗ₁＋Ｗ₂＋…＋Ｗ_m＝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，…，Ｗ_m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、ＪＩＳＡによる硬度の測定値が、７０（Ｈｓ：ＪＩＳＡ）以下の範囲にあるものが好ましく、特に好ましくは６０（Ｈｓ：ＪＩＳＡ）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（Ｘ３４−２６４Ａ／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８×１０⁴Ωであり、硬度（Ｈｓ：ＪＩＳＡ）は３５であった。そして中間層の電気抵抗は８×１０⁴Ωであり、硬度（Ｈｓ：ＪＩＳＡ）は７３であった。なお、上記各層の電気抵抗はＪＩＳＫ６３０１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

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ことを特徴とする導電性ロール。
（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。
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。