JPH11167273A

JPH11167273A - 低硬度導電性ロール

Info

Publication number: JPH11167273A
Application number: JP27605798A
Authority: JP
Inventors: Shoji Arimura; 昭二有村; Hitoshi Yoshikawa; 均吉川; Akihiko Kachi; 明彦加地; Kenichi Ookuwa; 憲一大鍬
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ロール回転トルクが小さく、スティックスリッ
プによるこすれ音が発生せず、細部画質が向上するとと
もに、耐久時のロール表面の傷の発生を抑えることがで
き、優れた耐トナーフィルミング性を備えた低硬度導電
性ロールを提供する。【解決手段】軸体１の外周面に最内層２、中間層３、最
外層４が順次形成された低硬度導電性ロールである。し
かも、上記最外層４が、下記の（Ａ）成分を含有すると
ともに、反応性シリコーンオイルと非反応性シリコーン
オイルの双方を含有する樹脂組成物によって形成されて
いる。（Ａ）下記の一般式（１）で表される繰り返し単位から
構成されたシリコーングラフトアクリルポリマー。【化１】

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低硬度導電性ロールに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の電子
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、ウレタン樹脂が用いられているが、最近の電子
写真装置は小型化等の要請から、低トルクモータが使用
されることが多く、上記ウレタン樹脂の硬度が高すぎる
と、スタート時にロールが円滑に回転しなかったり、ス
ティックスリップによるクリック音が発生する等の問題
が生じる。これらの問題を改良するため、本出願人は、
アクリルポリマーにシリコーン成分をグラフト化させた
シリコーングラフトアクリルポリマーと、熱可塑性ウレ
タン樹脂とを配合した樹脂組成物を用いて最外層を形成
した低硬度導電性ロールをすでに提案している（特願平
８−１２１６１４号）。しかし、上記特願平８−１２１
６１４号に記載の低硬度導電性ロールは、シリコーング
ラフトアクリルポリマーと熱可塑性ウレタン樹脂とが分
離したり、トナー帯電性およびトナー離型性が劣る等の
傾向がみられる。そこで、本出願人は、熱可塑性ウレタ
ン樹脂を含有せず、シリコーングラフトアクリルポリマ
ーを主成分とする樹脂組成物を用いて最外層を形成した
低硬度導電性ロールをさらに提案している（特願平９−
４３８９９号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
願平９−４３８９９号に記載の低硬度導電性ロールは、
ロールの摩擦係数が大きいため、長期複写によりロール
回転トルクが上昇して画質不具合や異音（こすれ音）が
発生したり、ジター（ロールがはねながら回転するこ
と）が起こる原因となる。また、印字した部分の線に途
切れやにじみ等が発生して細部画質が不充分となり、し
かもトナーフィルミングに対して余裕度が少なく耐トナ
ーフィルミング性に劣る等の傾向がみられる。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、ロール回転トルクが小さく、スティックスリッ
プによるこすれ音が発生せず、細部画質が向上するとと
もに、耐久時のロール表面の傷の発生を抑えることがで
きる優れた耐トナーフィルミング性を備えた低硬度導電
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、本発明の低硬度導電性ロールは、軸体の外周面に
少なくとも一つの層が形成された低硬度導電性ロールで
あって、上記層のなかの最外層が、下記の（Ａ）成分を
含有するとともに、反応性シリコーンオイルと非反応性
シリコーンオイルの双方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）下記の一般式（１）で表される繰り返し単位から
構成されたシリコーングラフトアクリルポリマー。

【化２】

【０００６】なお、本発明の低硬度導電性ロールにおい
て、「層のなかの最外層」とは、層が１層の場合はその
層をいい、層が２層以上の場合は文字通りその最外層を
いう。また、上記（Ａ）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、シロキサンから誘導される構造部分（シリコーン成
分）からなる側鎖が、アクリルポリマーからなる主鎖に
グラフト化しているものをいう。

【０００７】すなわち、本発明者らは、ロール回転トル
クが小さく、スティックスリップによるこすれ音が発生
せず、細部画質が向上するとともに、耐久時のロール表
面の傷の発生を抑えることができる優れた耐トナーフィ
ルミング性を備えた低硬度導電性ロールを探究すべく鋭
意研究を重ねた。そして、導電性ロールの最外層を形成
する樹脂組成物に着目し、上記シリコーングラフトアク
リルポリマー（Ａ成分）とともに反応性シリコーンオイ
ルを用いると、シリコーングラフトアクリルポリマー
（Ａ成分）間に反応性シリコーンオイルが導入されてゴ
ム弾性が生じ、最外層が柔軟になる。その結果、ロール
回転トルクが低減して細部画質が向上するとともに、優
れた耐トナーフィルミング性を備えるようになることを
突き止めた。そしてさらに研究を続けた結果、上記シリ
コーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）とともに、
反応性シリコーンオイルと非反応性シリコーンオイルの
双方を用いると、トナーフィルミング性を助長し、非反
応性シリコーンオイルがトナー粒子とともに削られるた
め、より優れた耐トナーフィルミング性を備えるように
なることを見出し本発明に到達した。

【０００８】そして、上記特殊なシリコーングラフトア
クリルポリマー（Ａ成分）、反応性シリコーンオイルお
よび非反応性シリコーンオイルに加えて、さらに微粒子
を含有してなる樹脂組成物を用いると、ロールの最外層
表面に微粒子の層が形成され、ロールの摩擦係数をより
低減できるとともに、最外層の表面粗さ（Ｒｚ）が適度
に形成され、より優れた耐トナーフィルミング性が得ら
れる。

【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】本発明の低硬度導電性ロールとしては、例
えば図１に示すように、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が形成された構造のものをあげ
ることができる。

【００１１】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、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。

【００１２】上記軸体１の外周面に形成される最内層２
の形成材料は特に制限するものではなく、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（ＳＢＲ）、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−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を表す
ものである。なかでも、低硬度でへたりが少ないという
点から、導電性シリコーンゴムが好ましい。

【００１３】上記最内層２の外周面に形成される中間層
３の形成材料としては、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（Ｃ
Ｒ）、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が好まし
い。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。

【００１４】上記中間層３の外周面に形成される最外層
４は、特殊な樹脂組成物によって形成されている。この
特殊な樹脂組成物は、特殊なシリコーングラフトアクリ
ルポリマー（Ａ成分）と、反応性シリコーンオイルと、
非反応性シリコーンオイルとを用いて得られる。

【００１５】上記特殊なシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ａ成分）は、下記の一般式（１）で表される構
造を備えたものである。

【００１６】

【化３】

【００１７】上記一般式（１）において、繰り返し数ｋ
は１〜３０００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１〜３０００の正数
であり、好ましくは１〜３００の正数である。

【００１８】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（ｎ
ＢＡ）、アクリル酸イソブチル（ｉＢＡ）、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（ＭＭＡ）、メタクリル
酸エチル（ＥＭＡ）、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（ｎＢＭ
Ａ）、メタクリル酸イソブチル（ｉＢＭＡ）、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（ＡＡ）、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。

【００１９】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（２）または一般式（３）で表されるもの
から誘導される。

【００２０】

【化４】

【００２１】

【化５】

【００２２】そして、上記一般式（２）または一般式
（３）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。

【００２３】

【化６】

【００２４】

【化７】

【００２５】

【化８】

【００２６】

【化９】

【００２７】上記一般式（１）で表される繰り返し単位
から構成されたシリコーングラフトアクリルポリマー
（Ａ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（Ａ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。なお、上記数平均
分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）法によるポリスチレン換算の数平均分子量を
示し、以下、本明細書において同様の意味で使用する。

【００２８】上記一般式（１）で表される繰り返し単位
から構成されたシリコーングラフトアクリルポリマー
（Ａ成分）における（Ｚ）_n部分の数平均分子量は２６
０〜４０，０００の範囲に設定することが好ましく、特
に好ましくは１，０００〜２５，０００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、４０，０００を超えると、べた
つきが生じるからである。

【００２９】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（Ａ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
効果が得にくくなり、６０重量％を超えるとシリコーン
のべたつきが生じるからである。

【００３０】上記特殊なシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ａ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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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（Ａ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
（４）で表される構造を備えたものであってもよい。

【００３４】

【化１０】

【００３５】上記一般式（４）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。

【００３６】上記特殊なシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ａ成分）とともに用いられる反応性シリコーン
オイルとは、硬化剤として使用するイソシアネートと熱
をかけることにより反応して共架橋する変性基を有する
シリコーンオイル（Ａ成分中に含まれるＯＨ基との共架
橋が可能なシリコーンオイル）をいう。すなわち、上記
シリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）ととも
に反応性シリコーンオイルを用いることにより、シリコ
ーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）間に反応性シ
リコーンオイルが導入されてゴム弾性が生じ、最外層が
柔軟になる。その結果、トナー帯電性が向上して細部画
質が向上するとともに、トナー離型性も向上して優れた
耐トナーフィルミング性が得られ、滑り性も向上するよ
うになる。また、スティックスリップによるこすれ音も
発生しなくなる。

【００３７】上記反応性シリコーンオイルとしては、特
に限定はなく、例えばカルビノール変性シリコーンオイ
ル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シ
リコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エ
ポキシ変性シリコーンオイル、メタクリロキシ変性シリ
コーンオイル、フェノール変性シリコーンオイルが好ま
しい。なかでも、上記シリコーングラフトアクリルポリ
マー（Ａ成分）との相溶性に優れ、また硬化剤として用
いられるイソシアネートとの相溶性にも優れ、イソシア
ネートと反応して共架橋となりブリードが生じない等の
点から、カルビノール変性シリコーンオイル、アミノ変
性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイ
ルが特に好ましい。また、上記反応性シリコーンオイル
の変性形態としては、側鎖型、両末端型、片末端型、側
鎖両末端型が好ましく、特に好ましくは両末端型であ
る。

【００３８】上記反応性シリコーンオイルは、数平均分
子量が１０００〜２００００の範囲に設定されたものが
好ましく、特に好ましくは１５００〜１００００の範囲
である。すなわち、上記反応性シリコーンオイルの数平
均分子量が１０００未満であると、シリコーングラフト
アクリルポリマー（Ａ成分）との共架橋がうまくでき
ず、オイルがブリードしてきて汚染してしまうからであ
り、２００００を超えると、シリコーングラフトアクリ
ルポリマー（Ａ成分）との相溶性が悪化してきて、オイ
ルの分離が生じてくるからである。

【００３９】上記反応性シリコーンオイルの配合割合
は、上記シリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成
分）１００重量部（以下「部」と略す）に対して４〜６
６．７部の範囲に設定することが好ましく、特に好まし
くは２０〜５０部の範囲である。すなわち、上記反応性
シリコーンオイルの配合割合が４部未満であると、シリ
コーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）との共架橋
により得られるゴム弾性が不充分で、柔軟性に欠け、帯
電性も劣る傾向がみられ、６６．７部を超えるとシリコ
ーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）との相溶性が
悪化してオイルが分離してくるからである。

【００４０】上記反応性シリコーンオイルの代表的な製
法としては、つぎの２つがあげられる。

【００４１】〔再平衡化反応〕例えば、アミノ変性シリ
コーンオイルやカルボキシ変性シリコーンオイルは、こ
れらの官能基（有機基）を含む環状または直鎖状のシロ
キサンオリゴマーと、ケイ素原子数が約３〜５のジメチ
ルサイクリックス（環状体）または直鎖状のジメチルシ
ロキサンオリゴマーを、酸またはアルカリ系触媒の存在
下、所定温度で所定時間保持して再平衡化反応を行うこ
とによって、ランダム共重合体を合成することができ
る。

【００４２】〔付加反応〕白金系等の触媒を用い、ポリ
メチル水素シロキサンにアルケニル基を有する有機化合
物を、所定温度で所定時間付加反応させた後、過剰の原
料、揮発成分、溶媒等を除去する方法。

【００４３】また、上記方法以外に、縮合重合（脱水、
脱アルコール、脱塩素等）反応等により合成することも
可能である。

【００４４】上記特殊なシリコーングラフトアクリルポ
リマー（Ａ成分）、反応性シリコーンオイルとともに用
いられる非反応性シリコーンオイルとは、硬化剤として
使用するイソシアネートと熱をかけても反応せず、Ａ成
分とも共架橋しない変性基を有するシリコーンオイルを
いう。すなわち、上記反応性シリコーンオイルとともに
非反応性シリコーンオイルを用いることにより、トナー
粒子とともに非反応性シリコーンオイルが削られるた
め、トナー離型性が向上して、さらに優れた耐トナーフ
ィルミング性を得ることができるようになる。

【００４５】上記非反応性シリコーンオイルとしては、
特に限定はなく、例えばポリエーテル変性シリコーンオ
イル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、メチ
ルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコ
ーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイルが好
ましい。なかでも、シリコーングラフトアクリルポリマ
ー（Ａ成分）との相溶性が良好であるという点から、ポ
リエーテル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル
変性シリコーンオイルが特に好ましい。また、上記非反
応性シリコーンオイルの変性形態としては、側鎖型、両
末端型が好ましく、特に好ましくは側鎖型である。

【００４６】上記非反応性シリコーンオイルの数平均分
子量は、上記反応性シリコーンオイルとの相溶性等の点
から、反応性シリコーンオイルの数平均分子量と同程度
のものが好ましい。具体的には、上記非反応性シリコー
ンオイルの数平均分子量は、１０００〜２００００の範
囲のものが好ましく、特に好ましくは１５００〜１００
００の範囲である。

【００４７】上記非反応性シリコーンオイルの配合割合
は、上記シリコーングラフトアクリルポリマー（Ａ成
分）１００部に対して０．０５〜１０部の範囲に設定す
ることが好ましく、特に好ましくは１〜７部の範囲であ
る。すなわち、上記非反応性シリコーンオイルの配合割
合が０．０５部未満であると、離型性助長に対して充分
な効果を発揮できず、１０部を超えるとシリコーングラ
フトアクリルポリマー（Ａ成分）との相溶性が悪化し
て、オイルの分離が生じてくるからである。

【００４８】上記非反応性シリコーンオイルは、例えば
つぎのようにして製造することができる。例えばポリエ
ーテル変性シリコーンオイルは、Ｓｉ−Ｈ基を有するシ
リコーンオイルと、炭素−炭素二重結合を末端に有する
ポリエーテルとの付加反応によって合成することができ
る。

【００４９】上記特殊な樹脂組成物には、シリコーング
ラフトアクリルポリマー（Ａ成分）、反応性シリコーン
オイルおよび非反応性シリコーンオイルに加えて、さら
に微粒子を含有させてもよい。上記微粒子としては、特
に限定はなく、例えばシリカ粒子、マイカ、クレー、炭
酸カルシウム、タルク、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マ
グネシウム等の金属酸化物、ポリアミド系樹脂粒子、ア
クリル系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、フェノール系
樹脂粒子、エポキシ系樹脂粒子、オレフィン系樹脂粒
子、ポリウレタン系樹脂粒子、エステル系樹脂粒子、フ
ッ素系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子等があげれられ
る。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられ
る。

【００５０】上記微粒子としては、粒径が０．０１〜４
０μｍの範囲のものが好ましく、特に好ましくは０．０
２〜３０μｍの範囲である。すなわち、上記微粒子の粒
径が０．０１μｍ未満であると、微粒子を入れて塗膜表
面を粗して離型性を上げるという目的に対して充分な効
果が得られず、４０μｍを超えると塗膜表面が荒れすぎ
てしまい、画質上にその粗さが転写されて、繊細な画質
が得られなくなるからである。

【００５１】上記微粒子の配合割合は、前記シリコーン
グラフトアクリルポリマー（Ａ成分）と反応性シリコー
ンオイルの合計量１００部に対して、５〜３０部の範囲
に設定することが好ましく、特に好ましくは１０〜２０
部の範囲である。すなわち、上記微粒子の配合割合が５
部未満であると、微粒子を入れて塗膜表面を粗して離型
性を上げるという目的に対して充分な効果が得られず、
３０部を超えると、塗膜表面が荒れすぎて、画質上にそ
の粗さが転写されて、繊細な画質が得られなくなるから
である。

【００５２】本発明の低硬度導電性ロールの最外層４を
形成する特殊な樹脂組成物には、前記特殊なシリコーン
グラフトアクリルポリマー（Ａ成分）、反応性シリコー
ンオイル、非反応性シリコーンオイル、微粒子に加え
て、さらに前述の導電剤を適宜に添加してもよく、また
帯電制御剤を適宜に添加することもできる。上記帯電制
御剤としては、従来から用いられている四級アンモニウ
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。
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、滑剤、離型剤、染料、顔料、
難燃剤等を必要に応じて適宜に添加することも可能であ
る。さらに、上記特殊な樹脂組成物は硬化剤で架橋する
こともできる。上記架橋剤としては、イソシアネート基
含有物や、アミノ基、エポキシ基、カルボキシル基、−
ＳＨ基等を含有する硬化剤があげられる。

【００５３】本発明の低硬度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（Ａ成
分）、反応性シリコーンオイルおよび非反応性シリコー
ンオイルをそれぞれ作製し、これらを有機溶剤に溶解す
る。ついで、必要により、微粒子、導電剤等を加えたも
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、上記シリコーングラ
フトアクリルポリマー（Ａ成分）、反応性シリコーンオ
イル、非反応性シリコーンオイル、微粒子、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。なお、上記有
機溶剤としては、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。

【００５４】そして、本発明の低硬度導電性ロールは、
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。

【００５５】つぎに、金属製の芯金を準備した後、必要
に応じて接着剤、プライマー等を塗布し、図２に示すよ
うに、上記金属製の軸体１をセットした下蓋５および円
筒型６内に、前記最内層２形成材料を注型し、上蓋７を
上記円筒型６に外嵌する。ついで、上記ロール型全体を
加熱して上記最内層２形成材料を加硫し（１５０〜２２
０℃×１時間）、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）。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、もしくは上記最内層２形成済みのロールを前記コ
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、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、もしくは上記中間層３形成済みのロールを前記コー
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、軸体１の外周面に沿って最内層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が形成された導電性ロールを作製することがで
きる。

【００５６】本発明の低硬度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の範囲である。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３〜１５μｍの範囲
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５〜５０μ
ｍの範囲である。

【００５７】本発明の低硬度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：Ｊ
ＩＳＡ）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。

【００５８】本発明の低硬度導電性ロールは、表面塗膜
の表面粗さ（Ｒｚ）が２０μｍ以下に設定されているこ
とが好ましく、特に好ましくは０．５〜１５μｍの範囲
である。すなわち、表面粗さ（Ｒｚ）が２０μｍを超え
ると、塗膜表面が荒れすぎてしまい、画質上にその粗さ
が転写されて、繊細な画質が得られなくなるからであ
る。なお、上記表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳＢ０６
０１に記載の十点平均粗さを示す。

【００５９】本発明の低硬度導電性ロールは、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、本発明の低硬度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。

【００６０】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００６１】まず、実施例および比較例に先立ち、軸体
となる芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）を準備す
るとともに、下記の表１に示す、最内層形成材料および
中間層形成材料を準備した。そして、前述の方法に準じ
て、軸体の外周面に最内層を形成した後、さらにその外
周面に中間層を形成してロール基体を作製した。また、
各層の硬度、電気抵抗および厚みを下記の表１に併せて
示した。なお、電気抵抗はＪＩＳＫ６３０１に準じ
て測定した。

【００６２】

【表１】

【００６３】一方、下記の一般式（４ａ）で表される繰
り返し単位から構成されたシリコーングラフトアクリル
ポリマーＡ，Ｂを作製した。

【００６４】

【化１１】

【００６５】

【実施例１〜１２、比較例１〜４】下記の表２〜表４に
示す各成分を同表に示す割合で配合し、樹脂組成物（コ
ーティング液）を作製した。この樹脂組成物（コーティ
ング液）を前記ロール基体の中間層の外周面にディッピ
ング法により塗布した後、乾燥（１８０℃×１時間）し
て、目的とする導電性ロールを作製した（図１参照）。
なお、最外層の電気抵抗および厚みを下記の表２〜表４
に併せて示した。

【００６６】

【表２】

【００６７】

【表３】

【００６８】

【表４】

【００６９】このようにして得られた実施例品および比
較例品の導電性ロールについて、下記の基準に従い、液
分離性、ロールの電気抵抗、摩擦係数、硬度、表面粗さ
（Ｒｚ）、トナー帯電性、ロール回転トルク、複写画質
および耐久複写画質について比較評価を行った。これら
の結果を、後記の表５〜表７に併せて示した。

【００７０】〔液分離性〕最外層形成材料である樹脂組
成物（コーティング液）を２４時間静置した後、液の分
離性を目視評価した。そして、液の分離が見られたもの
を×、液の分離が見られなかったものを○として表示し
た。

【００７１】〔ロールの電気抵抗〕導電性ロールの電気
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、１１
ｂ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。

【００７２】〔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、導電性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（１００
ｇ）を示す。

【００７３】〔硬度〕導電性ロールを用いてＪＩＳＡ
による硬度を測定した。

【００７４】〔表面粗さ（Ｒｚ）〕ＪＩＳＢ０６０
１に準拠して、表面塗膜の十点平均粗さを測定した。

【００７５】〔トナー帯電性〕トナー帯電性は、導電性
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、導電性ロール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
導電性ロールを押圧接触し、導電性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、上記導電性ロールを感光体に押圧接触させる際の圧
力は、導電性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３ｋ
ｇｆ−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〕導電性ロールを現像ロールと
して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、細線再現性
およびべた黒画像について、下記の基準で評価を行っ
た。

【００７８】（細線再現性）印字した部分の線に途切れ
やにじみ等が発生しなかったものを○、途切れやにじみ
が少しでも発生したものを×として表示した。

【００７９】（べた黒画像）べた黒画像において濃度が
充分で画像むらや白斑点ぬけの無かったものを○、べた
黒画像において濃度不充分、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。

【００８０】〔耐久複写画質〕導電性ロールを現像ロー
ルとして電子写真複写機に組み込み、２０℃×５０％Ｒ
Ｈの条件下において３千枚複写した後、画質およびロー
ル回転トルクについて、下記の基準で評価を行った。

【００８１】（画質）べた黒画像において濃度が充分で
画像むらや白斑点ぬけが無く、また印字した部分の線に
途切れやにじみ等が発生しなかったものを○、濃度不充
分、画像むら、白斑点、途切れ、にじみのいずれか一つ
でも発生したものを×として表示した。

【００８２】（ロール回転トルク）３千枚複写後のロー
ル回転トルクについて、前記ロール回転トルクの基準に
従って評価した。

【００８３】

【表５】

【００８４】

【表６】

【００８５】

【表７】

【００８６】上記表５〜表７の結果から、実施例品の導
電性ロールは、液分離性およびロールの電気抵抗に優
れ、低摩擦係数、低硬度で、適度な表面粗さを備え、ト
ナー帯電性に優れ、ロール回転トルクが低減し、複写画
質および耐久複写画質が良好であることがわかる。これ
に対して、比較例品の導電性ロールは、上記特性のうち
いずれかの特性が劣ることがわかる。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、本発明の低硬度導電性ロ
ールは、最外層を形成する樹脂組成物として、前記シリ
コーングラフトアクリルポリマー（Ａ成分）とともに、
反応性シリコーンオイルおよび非反応性シリコーンオイ
ルの双方を含有している。そのため、最外層が柔軟にな
り、ロール回転トルクが低減してスティックスリップに
よるこすれ音が発生せず、細部画質が向上するととも
に、耐久時のロール表面の傷の発生を抑えることがで
き、優れた耐トナーフィルミング性を備えるようにな
る。

【００８８】そして、上記特殊なシリコーングラフトア
クリルポリマー（Ａ成分）、反応性シリコーンオイルお
よび非反応性シリコーンオイルに加えて、さらに微粒子
を含有してなる樹脂組成物を用いるようにすると、ロー
ルの最外層表面に微粒子の層が形成され、ロールの摩擦
係数をより低減できるとともに、最外層の表面粗さ（Ｒ
ｚ）が適度に形成され、より優れた耐トナーフィルミン
グ性を得ることができる。また、本発明の低硬度導電性
ロールは、ロール回転時におけるスティックスリップに
よるこすれ音が複写耐久時においても発生しなくなる。
なお、非反応性シリコーンオイルが感光体側に移行して
感光体材料（ポリカーボネート等）を破損するおそれが
あるが、上記微粒子の層により非反応性シリコーンオイ
ルの感光体側への移行が防止されるため、上記感光体材
料（ポリカーボネート等）の破損のおそれがなくなると
いう効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低硬度導電性ロールの一例を示す断面
図である。

【図２】本発明の低硬度導電性ロールの製法の一例を示
す断面図である。

【図３】（Ａ）は導電性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であ
り、（Ｂ）はそれを用いての導電性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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 15/16 １０３Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３ (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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体の外周面に少なくとも一つの層が形
成された低硬度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）成分を含有するとともに、反応
性シリコーンオイルと非反応性シリコーンオイルの双方
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
徴とする低硬度導電性ロール。（Ａ）下記の一般式（１）で表される繰り返し単位から
構成されたシリコーングラフトアクリルポリマー。【化１】
【請求項２】上記最外層を形成する樹脂組成物が、上
記（Ａ）成分、反応性シリコーンオイルおよび非反応性
シリコーンオイルに加えて、さらに微粒子を含有するも
のである請求項１記載の低硬度導電性ロール。
【請求項３】上記反応性シリコーンオイルの数平均分
子量が１０００〜２００００の範囲に設定されている請
求項１または２記載の低硬度導電性ロール。
【請求項４】上記反応性シリコーンオイルの配合割合
が、上記（Ａ）成分であるシリコーングラフトアクリル
ポリマー１００重量部に対して４〜６６．７重量部の範
囲に設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載
の低硬度導電性ロール。
【請求項５】上記非反応性シリコーンオイルの数平均
分子量が１０００〜２００００の範囲に設定されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の低硬度導電性ロー
ル。
【請求項６】上記非反応性シリコーンオイルの配合割
合が、上記（Ａ）成分であるシリコーングラフトアクリ
ルポリマー１００重量部に対して０．０５〜１０重量部
の範囲に設定されている請求項１〜５のいずれか一項に
記載の低硬度導電性ロール。