JP6343631B2

JP6343631B2 - 電子写真機器用導電性ロール

Info

Publication number: JP6343631B2
Application number: JP2016107138A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　正則; 正則佐藤; 伊東　邦夫; 邦夫伊東
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2016-05-30
Filing date: 2016-05-30
Publication date: 2018-06-13
Anticipated expiration: 2036-05-30
Also published as: JP2017215358A; CN109496282A; CN109496282B; US10203626B2; US20180321609A1; WO2017208695A1

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において好適に用いられる電子写真機器用導電性ロールに関するものである。

電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器では、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールが用いられている。

従来、導電性ロールにおいて、環境による抵抗値の変動を小さくするとともにトナーの付着を防止するために、導電性ロールの最外層にフッ素樹脂を用いることが提案されている（特許文献１）。

また、帯電ロールにおいて、カーボンブラック等の導電性粒子の分散を制御して均一抵抗性を満足するために、被覆層のバインダーとしてポリウレタン樹脂を用いるとともに導電性微粒子に対してフタロシアニン化合物およびアクリル系高分子分散剤を用いることが提案されている（特許文献２）。

特開平１０−２６８６１３号公報特開２０１１−２３２３８０号公報

帯電ロールや現像ロールなどの導電性ロールの最外層となる表層には、離型性、抵抗均一性、表面均一性などが求められる。このため、表層の材料としては、ウレタン樹脂やアクリル樹脂のような樹脂にカーボンブラックのような導電剤をビーズミル等で高分散させた塗料をコーティングして用いることが多い。しかし、表層のバインダー樹脂がウレタン樹脂やアクリル樹脂であると、例えばカートリッジに組み付けられた状態で導電性ロールが長期間放置されたときに、表層下の基層成分が表層の表面までブリードし、導電性ロールに接する感光体等を汚染することがある。また、表層のバインダー樹脂としてフッ素樹脂を用いると、カーボンブラックのような導電剤との相性が悪く、分散性が悪化し、均一な抵抗が得られにくい。特許文献２に記載の技術は、ポリウレタン樹脂を表層のバインダー樹脂としたものであり、ポリウレタン樹脂との関係においてカーボンブラック等の導電性粒子の分散を制御する技術である。フッ素樹脂を表層のバインダー樹脂としたときには、フタロシアニン化合物およびアクリル系高分子分散剤を用いても、カーボンブラック等の導電性粒子の分散性は不十分であり、均一な抵抗が得られにくい。

本発明が解決しようとする課題は、基層成分のブリードを抑えるとともに導電剤の分散性を向上させて均一な抵抗が得られる表層を備えた電子写真機器用導電性ロールを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用導電性ロールは、軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、前記表層が、下記の（Ａ）〜（Ｄ）を含有することを要旨とするものである。
（Ａ）フッ素樹脂およびフッ素変性アクリル樹脂から選択される１種以上の樹脂
（Ｂ）カーボンブラック
（Ｃ）エステル系高分子分散剤
（Ｄ）スルホン酸系分散剤

前記（Ｄ）は、スルホン酸基を有するフタロシアニン化合物であることが好ましい。前記（Ｃ）は、カルボン酸基またはアミド基を有することが好ましい。前記表層のバインダー樹脂全体に対し、前記（Ａ）が５０質量％以上であることが好ましい。前記（Ｂ）の粒子径は０．０１〜５μｍの範囲内であることが好ましい。前記表層は、前記（Ａ）に加えて、さらにアクリル樹脂を含有してもよい。前記（Ｃ）と前記（Ｄ）の質量割合は、（Ｃ）：（Ｄ）＝１：１〜４：１の範囲内であることが好ましい。前記（Ａ）は、溶媒に可溶性を有することが好ましい。

本発明に係る電子写真機器用導電性ロールによれば、表層のバインダー樹脂としてフッ素樹脂およびフッ素変性アクリル樹脂から選択される１種以上の樹脂を用いたことから、バリア性が高く、基層成分のブリードを抑えることができる。そして、カーボンブラックに対し高分子分散剤を用いているので、その立体障害によりカーボンブラックの凝集を抑えることができる。さらに、マイナス電位になりやすいフッ素樹脂やフッ素変性アクリル樹脂と同電位となるスルホン酸系分散剤を用いるとともに上記高分子分散剤としてエステル系高分子分散剤を用いたことで、エステル系高分子分散剤とフッ素樹脂、フッ素変性アクリル樹脂とが相溶化することができ、その結果、フッ素樹脂やフッ素変性アクリル樹脂中にカーボンブラックを高分散させることができる。これにより、均一な抵抗が得られる。

本発明の第一実施形態に係る電子写真機器用導電性ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。

本発明に係る電子写真機器用導電性ロール（以下、単に導電性ロールということがある。）について詳細に説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る電子写真機器用導電性ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。

導電性ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成された弾性体層１４と、弾性体層１４の外周に形成された表層１６と、を備える。弾性体層１４は、導電性ロール１０のベースとなる層（基層）である。表層１６は、導電性ロール１０の表面に現れる層（最外層）となっている。

表層１６は、下記の（Ａ）〜（Ｄ）を含有する。
（Ａ）フッ素樹脂およびフッ素変性アクリル樹脂から選択される１種以上の樹脂
（Ｂ）カーボンブラック
（Ｃ）エステル系高分子分散剤
（Ｄ）スルホン酸系分散剤

上記（Ａ）は、表層１６におけるバインダー樹脂である。フッ素樹脂およびフッ素変性アクリル樹脂は、フッ素基を含む樹脂である。これらは、バリア性が高く、基層成分のブリードを抑えることができる。また、防汚性に優れ、表層１６に対し、トナーやトナー外添剤などの付着を抑えることができる。

フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体（ＴＨＶ）、テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体などが挙げられる。

フッ素変性アクリル樹脂は、アクリレート樹脂のポリマー側鎖にフッ素化有機基を有する樹脂である。フッ素化有機基としては、パーフルオロアルキル基、部分フッ素化アルキル基などが挙げられる。フッ素化有機基の炭素数は特に限定されるものではないが、１〜２０の炭素数のものが好適である。フッ素変性アクリル樹脂は、例えば、パーフルオロアルキル（メタ）アクリレート、部分フッ素化アルキル（メタ）アクリレートなどのアクリルエステルからなるフッ素化（メタ）アクリレートの１種または２種以上の重合体、またはフッ素化（メタ）アクリレートの１種または２種以上とフッ素変性されていない（メタ）アクリレートの１種または２種以上との重合体が挙げられる。フッ素変性されていない（メタ）アクリレートには、必要に応じて、ポリシロキサン基含有（メタ）アクリレートが含まれていてもよい。ポリシロキサン基含有（メタ）アクリレートの共重合によって、フッ素変性アクリル樹脂の防汚性をさらに高めることができる。なお、フッ素変性アクリル樹脂は、特開平７−２２８８２０号公報に示されている。

上記（Ａ）は、表層１６を塗工により均一な層として形成することができるなどの観点から、溶媒に可溶性を有することが好ましい。溶媒としては、水、有機溶媒のいずれでもよい。有機溶媒としては、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、ヘキサン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ＴＨＦ、ＤＭＦ、ＮＭＰなどが挙げられる。塗料の固形分濃度は、例えば３〜５０質量％の範囲に調整すればよい。溶媒に可溶性を有する観点から、上記（Ａ）の樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン・四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン・フッ化ビニリデン共重合体（ＴＨＶ）などのフッ素樹脂や、フッ素変性アクリル樹脂が好ましい。

上記（Ｂ）は、導電剤（電子導電剤）として配合されるものである。表層１６の体積抵抗率を所望の範囲とするべく配合される。表層１６の体積抵抗率は、用途などに応じて１０^５〜１０^１１Ω・ｃｍ、１０^８〜１０^１０Ω・ｃｍの範囲などに適宜設定すればよい。表層１６の体積抵抗率を好適範囲に設定するなどの観点から、上記（Ｂ）の配合量は、バインダー樹脂１００質量部に対し、３．０〜８０質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは７〜７０質量部の範囲内である。

上記（Ｂ）は、分散性の向上の観点から、その粒子径（分散径）が０．０１〜５．０μｍの範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．１〜１μｍの範囲内である。上記（Ｃ）を用いることで、上記（Ｂ）の粒子径を上記範囲内にすることができる。上記（Ｂ）の粒子径は、マイクロトラック社製ＵＰＡにより測定することができる。分散径は、溶媒を含む調製液中の上記（Ｂ）の粒子径や、表層中の上記（Ｂ）の粒子径である。分散剤で覆われている状態にあり、調製液中の分散径と表層中の分散径に変化はない。使用するカーボンブラックの１次粒子径は、５〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。より好ましくは１０〜５０ｎｍの範囲内である。

上記（Ｃ）エステル系高分子分散剤は、高級脂肪酸エステルからなる分散剤やポリエステルからなる分散剤などが挙げられる。上記（Ｂ）カーボンブラックの表面に付着して物理的な立体障害によって上記（Ｂ）カーボンブラックの凝集を抑えやすいなどの観点から、高級脂肪酸エステルの分子量は、１０００〜１５万が好ましい。より好ましくは５０００〜１０万である。ポリエステルの分子量（重量平均分子量）は、特に限定されるものではないが、上記（Ｂ）カーボンブラックの表面に付着して物理的な立体障害によって上記（Ｂ）カーボンブラックの凝集を抑えやすいなどの観点から１０００〜１５万が好ましい。より好ましくは５０００〜１０万である。上記（Ｃ）エステル系高分子分散剤は、カルボン酸基またはアミド基を有するものであってもよい。これにより、上記（Ｄ）スルホン酸系分散剤との相溶性がより向上するという利点がある。

上記（Ｃ）エステル系高分子分散剤としては、具体的には、例えばビックケミー社の「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１３０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６１」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６２」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１６３」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１７０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１７１」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１７４」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８２」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８３」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８４」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８５」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０００」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２００１」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０２０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０５０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０７０」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２０９６」、「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−２１５０」、チバスペシャルティーケミカルズ社の「ＥＦＫＡ１５０３」、「ＥＦＫＡ４０１０」、「ＥＦＫＡ４０２０」、「ＥＦＫＡ４３００」、「ＥＦＫＡ４３３０」、「ＥＦＫＡ４３４０」、「ＥＦＫＡ４５２０」、「ＥＦＫＡ４５３０」、「ＥＦＫＡ５０５４」、「ＥＦＫＡ７４１１」、「ＥＦＫＡ７４２２」、「ＥＦＫＡ７４３１」、「ＥＦＫＡ７４４１」、「ＥＦＫＡ７４６１」、「ＥＦＫＡ７４９６」、「ＥＦＫＡ７４９７」、ルーブリゾール社の「ソルスパース３０００」、「ソルスパース９０００」、「ソルスパース１３２４０」、「ソルスパース１３６５０」、「ソルスパース１３９４０」、「ソルスパース１７０００」、「ソルスパース１８０００」、「ソルスパース２００００」、「ソルスパース２１０００」、「ソルスパース２００００」、「ソルスパース２４０００」、「ソルスパース２６０００」、「ソルスパース２７０００」、「ソルスパース２８０００」、「ソルスパース３２０００」、「ソルスパース３６０００」、「ソルスパース３７０００」、「ソルスパース３８０００」、「ソルスパース４１０００」、「ソルスパース４２０００」、「ソルスパース４３０００」、「ソルスパース４６０００」、「ソルスパース５４０００」、「ソルスパース７１０００」、味の素ファインテクノ社のアジスパー「ＰＢ−７１１」、「アジスパーＰＢ−８２１」、「アジスパーＰＢ−８２２」、「アジスパーＰＢ−８１４」、「アジスパーＰＢ−８２４」などを用いることが可能である。

上記（Ｃ）エステル系高分子分散剤の配合量は、特に限定されるものではないが、上記（Ｂ）カーボンブラックの凝集を抑える効果に優れるなどの観点から、上記（Ｂ）カーボンブラック１００質量部に対し、１〜１００質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは５〜４０質量部の範囲内である。

上記（Ｄ）スルホン酸系分散剤は、スルホン酸基を有する分散剤である。スルホン酸基は、スルホン酸（−ＳＯ_３Ｈ）およびスルホン酸塩（−ＳＯ_３Ｍ）の両方を含む。Ｍは、１価以上の金属もしくはアミンを表す。上記（Ｄ）スルホン酸系分散剤は、スルホン酸基を有することで、マイナス電位になりやすいフッ素樹脂やフッ素変性アクリル樹脂と同電位となるため、上記（Ａ）のフッ素樹脂、フッ素変性アクリル樹脂と上記（Ｃ）のエステル系高分子分散剤とを相溶化させる効果があり、その結果、フッ素樹脂やフッ素変性アクリル樹脂中にカーボンブラックを高分散させることができる。これにより、均一な抵抗が得られる。

上記（Ｄ）スルホン酸系分散剤としては、ＣＢと高分子分散剤、フッ素との相溶性の観点から、スルホン酸基を有するフタロシアニン化合物が好ましい。スルホン酸基を有するフタロシアニン化合物としては、スルホン酸基を有する銅フタロシアニンなどのスルホン酸基を有する金属フタロシアニンなどが挙げられる。

上記（Ｄ）スルホン酸系分散剤の配合量は、特に限定されるものではないが、前記（Ｃ）と前記（Ｄ）の質量割合は、（Ｃ）：（Ｄ）＝１：１〜４：１の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、（Ｃ）：（Ｄ）＝１．５：１〜３：１の範囲内である。

表層１６におけるバインダー樹脂は、上記（Ａ）のみで構成されていてもよいし、上記（Ａ）に加え、表層のバインダー樹脂として用いられる他の樹脂を少なくとも上記バリア性が確保される範囲で用いてもよい。このためには、バインダー樹脂全体に対し、上記（Ａ）は５０質量％以上であることが好ましい。より好ましくは６０質量％以上である。他の樹脂としては、アクリル樹脂、エステル樹脂、カーボネート樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂などが好適なものとして挙げられる。上記（Ａ）に加えて用いられるアクリル樹脂は、変性アクリル樹脂、非変性アクリル樹脂のいずれであってもよいが、少なくともフッ素変性されていないアクリル樹脂である。このようなアクリル樹脂としては、具体的には、アクリル酸若しくはメタクリル酸のアルキルエステル、ヒドロキシアルキルエステル、グリシジルエステルなどが挙げられる。アルキルエステルのアルキルとしては、メチル、エチル、ブチル、オクチル、ドデシルなどが挙げられる。ヒドロキシアルキルエステルのヒドロキシアルキルとしては、ヒドロキシエチル、ヒドロキシブチルなどが挙げられる。

表層１６は、上記（Ａ）〜（Ｄ）に加えて、添加剤を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。添加剤としては、レベリング剤、カップリング剤、導電剤、安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤などが挙げられる。導電剤としては、イオン導電剤（４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤など）や電子導電剤（グラファイト、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は、導電性を意味する。）など）が挙げられる。

表層１６の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて１０〜３０μｍの範囲内などで適宜設定すればよい。

表層１６は、上記（Ａ）〜（Ｄ）を含む表層形成用組成物を用い、これを弾性体層１４の外周面に塗工し、乾燥処理を適宜行うことにより形成することができる。表層形成用組成物は、上記（Ａ）〜（Ｄ）を溶解あるいは分散させる溶媒を用いて調製することができる。溶媒としては、水、有機溶媒のいずれでもよい。有機溶媒としては、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ、ヘキサン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、ＴＨＦ、ＤＭＦ、ＮＭＰなどが挙げられる。塗料の固形分濃度は、例えば３〜５０質量％の範囲に調整すればよい。

弾性体層１４は、架橋ゴムを含有する。弾性体層１４は、未架橋ゴムを含有する導電性ゴム組成物により形成される。架橋ゴムは、未架橋ゴムを架橋することにより得られる。未架橋ゴムは、極性ゴムであってもよいし、非極性ゴムであってもよい。導電性に優れるなどの観点から、未架橋ゴムは極性ゴムがより好ましい。

極性ゴムは、極性基を有するゴムであり、極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などを挙げることができる。極性ゴムとしては、具体的には、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、アクリルゴム（アクリル酸エステルと２−クロロエチルビニルエーテルとの共重合体、ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などを挙げることができる。極性ゴムのうちでは、体積抵抗率が特に低くなりやすいなどの観点から、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。

ヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体（ＧＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）などを挙げることができる。

ウレタンゴムとしては、分子内にエーテル結合を有するポリエーテル型のウレタンゴムを挙げることができる。ポリエーテル型のウレタンゴムは、両末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルとジイソシアネートとの反応により製造できる。ポリエーテルとしては、特に限定されるものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。ジイソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどを挙げることができる。

非極性ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などが挙げられる。

架橋剤としては、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤、脱塩素架橋剤を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で用いても良いし、２種以上組み合わせて用いても良い。

硫黄架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、塩化硫黄、チウラム系加硫促進剤、高分子多硫化物などの従来より公知の硫黄架橋剤を挙げることができる。

過酸化物架橋剤としては、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジアシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどの従来より公知の過酸化物架橋剤を挙げることができる。

脱塩素架橋剤としては、ジチオカーボネート化合物を挙げることができる。より具体的には、キノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−メチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−イソプロピルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、５，８−ジメチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネートなどを挙げることができる。

架橋剤の配合量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部の範囲内、より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

架橋剤として脱塩素架橋剤を用いる場合には、脱塩素架橋促進剤を併用しても良い。脱塩素架橋促進剤としては、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵと略称する。）もしくはその弱酸塩を挙げることができる。脱塩素架橋促進剤は、ＤＢＵの形態として用いても良いが、その取り扱い面から、その弱酸塩の形態として用いることが好ましい。ＤＢＵの弱酸塩としては、炭酸塩、ステアリン酸塩、２−エチルヘキシル酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸塩、フェノール樹脂塩、２−メルカプトベンゾチアゾール塩、２−メルカプトベンズイミダゾール塩などを挙げることができる。

脱塩素架橋促進剤の含有量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、０．１〜２質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

弾性体層１４には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は、導電性を意味する。）、イオン導電剤（４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤など）などの従来より公知の導電剤を適宜添加することができる。また、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

弾性体層１４は、架橋ゴムの種類、イオン導電剤の配合量、電子導電剤の配合などにより、所定の体積抵抗率に調整することができる。弾性体層１４の体積抵抗率は、用途などに応じて１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍ、１０^３〜１０^９Ω・ｃｍ、１０^４〜１０^８Ω・ｃｍの範囲などに適宜設定すればよい。

弾性体層１４の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて０．１〜１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。

弾性体層１４は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、軸体１２をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋の導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化（架橋）させた後、脱型するか、あるいは、軸体１２の表面に未架橋の導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体１２の外周に弾性体層１４を形成する。

軸体１２は、導電性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。軸体１２の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。つまり、弾性体層１４は、接着剤層（プライマー層）を介して軸体１２に接着されていてもよい。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行なっても良い。

以上の構成の導電性ロール１０によれば、表層１６のバインダー樹脂としてフッ素樹脂およびフッ素変性アクリル樹脂から選択される１種以上の樹脂を用いたことから、バリア性が高く、基層である弾性体層１４の成分のブリードを抑えることができる。そして、カーボンブラックに対し高分子分散剤を用いているので、その立体障害によりカーボンブラックの凝集を抑えることができる。さらに、マイナス電位になりやすいフッ素樹脂やフッ素変性アクリル樹脂と同電位となるスルホン酸系分散剤を用いるとともに上記高分子分散剤としてエステル系高分子分散剤を用いたことで、エステル系高分子分散剤とフッ素樹脂、フッ素変性アクリル樹脂とが相溶化することができ、その結果、フッ素樹脂やフッ素変性アクリル樹脂中にカーボンブラックを高分散させることができる。これにより、均一な抵抗が得られる。

本発明に係る導電性ロールの構成としては、図１に示す構成に限定されるものではない。例えば、図１に示す導電性ロール１０において、軸体１２と弾性体層１４との間に他の弾性体層を備えた構成であってもよい。この場合、他の弾性体層は、導電性ロールのベースとなる層であり、弾性体層１４が導電性ロールの抵抗調整を行う抵抗調整層などとして機能する。他の弾性体層は、例えば、弾性体層１４を構成する材料として挙げられた材料のいずれかにより構成することができる。また、例えば、図１に示す導電性ロール１０において、弾性体層１４と表層１６との間に他の弾性体層を備えた構成であってもよい。この場合、弾性体層１４が導電性ロールのベースとなる層であり、他の弾性体層は、導電性ロールの抵抗調整を行う抵抗調整層などとして機能する。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。

（実施例１〜６、比較例１〜８）
＜導電性ゴム組成物の調製＞
ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ダイソー製「エピクロマーＣＧ１０２」）１００質量部に対し、加硫助剤（酸化亜鉛、三井金属製「酸化亜鉛２種」）を５質量部、カーボン（ケッチェンブラックインターナショナル製「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」）を１０質量部、加硫促進剤（２−メルカプトベンゾチアゾール、大内新興化学工業社製「ノクセラーＭ−Ｐ」）を０．５質量部、硫黄（鶴見化学工業社製、「サルファックスＰＴＣ」）を２質量部、充填剤（炭酸カルシウム、白石工業製「白艶華ＣＣ」）を５０質量部添加し、これらを攪拌機により撹拌、混合して導電性ゴム組成物を調製した。

＜弾性体層の作製＞
成形金型に芯金（軸体、直径６ｍｍ）をセットし、上記の導電性ゴム組成物を注入し、１７０℃で３０分加熱した後、冷却、脱型して、芯金の外周に厚み１．５ｍｍの弾性体層を形成した。

＜表層の作製＞
固形分濃度が１５質量％となるように表１に記載の配合組成にてバインダー樹脂、カーボンブラック、分散剤１，２、溶媒（ＭＥＫ）を混合し、表層形成用組成物を調製した。次いで、調製した表層形成用組成物を弾性体層の表面にロールコートし、１００℃で３０分加熱して溶媒を除去することにより、弾性体層の外周に厚み２．５μｍの表層を形成した。これにより、導電性ロールを作製した。なお、用いた材料は以下の通りである。

（バインダー樹脂）
・フッ素樹脂：テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体（ＴＨＶ）、３Ｍ製「ダイニオンＴＨＶ２２１ＡＺ」
・フッ素変性アクリル樹脂：東亜合成製「ＧＦ１５０」
・アクリル樹脂：根上工業製「ハイパールＭ４５０１」（非フッ素変性）
・ウレタン樹脂：東ソー製「ミラクトランＥ３８０ＰＮＡＴ」
（カーボンブラック）
・ケッチェンブラックインターナショナル製「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」
（分散剤１）
・高級脂肪酸エステル（エステル系高分子分散剤）：味の素ファインテクノ製「アジスパーＰＮ４１１」
・櫛形高分子エステル（エステル系高分子分散剤）：日本ルーブリゾール製「ソルスパースＳ３２０００」、多価カルボン酸部分アミド含有
・櫛形高分子エーテル（エーテル系高分子分散剤）：ビックケミージャパン製「ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８２」
・アクリル系高分子分散剤：ＢＡＳＦジャパン製「ＥＦＫＡ−４４０６」
（分散剤２）
・スルホン酸基含有銅フタロシアニン（スルホン酸系分散剤）：日本ルーブリゾール製「ソルスパースＳ１２０００」
・ポリスチレンスルホン酸Ｎａ（スルホン酸系分散剤）：東ソー製「ポリナス」
・ポリエーテルリン酸エステル：楠本化成製「ディスパロンＤＡ３７５」

作製した各導電性ロールについて、画像評価（濃淡ムラ）、抵抗評価（抵抗ムラ）、ブリード評価を行った。評価結果および表層形成用組成物の配合組成を以下の表に示す。

（画像評価）
作製した導電性ロールを実機（ＨＰ製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」）のカートリッジに取り付け、１５℃×１０％ＲＨ環境下にて画出しを行った。ロールピッチの濃淡ムラが発生した場合を不良「×」とし、濃淡ムラが発生しなかった場合を良好「○」とし、濃淡ムラが無く、画像のガサつきもない物を最良好「◎」とした。

（抵抗評価）
ＮＮ環境下（２３℃５０％ＲＨ）において、金属棒上（φ３０ｍｍ）に導電性ロールを線接触させ、軸体の両端に各々３００ｇの荷重をかけた状態で金属棒を回転駆動し、３０ｒｐｍで導電性ロールをつれ回り回転させ、軸体の端部より２００Ｖの直流電圧を印加した場合の電流値を測定した。この際、電流値の最大値と最小値の比（最大／最小）を算出し、その比が２．０を超える場合を抵抗ムラが大きい「×」とし、その比が２．０以下の場合を抵抗ムラが小さい「○」とし、その比が１．３以下の場合を抵抗ムラが極小の「◎」とした。

（ブリード評価）
作製した導電性ロールを実機（ＨＰ製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」）のカートリッジに取り付け、４０℃×９５％ＲＨ環境下にて３０日放置した後、ロール表面を顕微鏡で観察した。ロール表面にブリード物が発生していることが確認された場合を「×」、確認されなかった場合を「○」とした。

比較例１は、バインダー樹脂がウレタン樹脂であるため、ブリードの発生が抑えられていない。比較例２〜４は、バインダー樹脂がフッ素樹脂であり、分散剤を用いていないか、分散剤がエステル系高分子分散剤およびスルホン酸系分散剤のいずれか一方のみであり、カーボンブラックの分散が悪く、濃淡ムラ、抵抗ムラが抑えられていない。比較例５は、エステル系高分子分散剤とともに用いている分散剤がポリエーテルリン酸エステルでありスルホン酸系分散剤ではないため、カーボンブラックの分散が悪く、濃淡ムラ、抵抗ムラが抑えられていない。比較例６は、スルホン酸系分散剤とともに用いている分散剤がエステル系高分子分散剤ではなくエーテル系高分子分散剤であるため、カーボンブラックの分散が悪く、濃淡ムラ、抵抗ムラが抑えられていない。比較例７は、分散剤がエーテル系高分子分散剤とポリエーテルリン酸エステルの組み合わせであるため、カーボンブラックの分散が悪く、濃淡ムラ、抵抗ムラが抑えられていない。比較例８は、分散剤がアクリル系高分子分散剤とフタロシアニン化合物（スルホン酸基含有）の組み合わせであるが、バインダー樹脂がフッ素樹脂であるため、カーボンブラックの分散が悪く、濃淡ムラ、抵抗ムラが抑えられていない。

比較例に対し、実施例は、バインダー樹脂としてフッ素樹脂またはフッ素変性アクリル樹脂を含み、このようなバインダー樹脂とカーボンブラックに対し分散剤としてエステル系高分子分散剤とスルホン酸系分散剤を組み合わせて用いているため、ブリードの発生が抑えられているとともに、カーボンブラックの分散良好で、濃淡ムラ、抵抗ムラが抑えられている。

以上、本発明の実施形態・実施例について説明したが、本発明は上記実施形態・実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

１０導電性ロール
１２軸体
１４弾性体層
１６表層

Claims

軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、
前記表層が、下記の（Ａ）〜（Ｄ）を含有することを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。
（Ａ）フッ素樹脂およびフッ素変性アクリル樹脂から選択される１種以上の樹脂
（Ｂ）カーボンブラック
（Ｃ）エステル系高分子分散剤
（Ｄ）スルホン酸系分散剤
前記（Ｄ）が、スルホン酸基を有するフタロシアニン化合物であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用導電性ロール。
前記（Ｃ）が、カルボン酸基またはアミド基を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真機器用導電性ロール。
前記表層のバインダー樹脂全体に対し、前記（Ａ）が５０質量％以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
前記（Ｂ）の粒子径が０．０１〜５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
前記表層が、前記（Ａ）に加えて、さらにアクリル樹脂を含有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
前記（Ｃ）と前記（Ｄ）の質量割合が、（Ｃ）：（Ｄ）＝１：１〜４：１の範囲内であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
前記（Ａ）が、溶媒に可溶性を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性ロール。