JPH11338245A

JPH11338245A - 現像ロ―ル

Info

Publication number: JPH11338245A
Application number: JP8244999A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ookuwa; 憲一大鍬; Akihiko Kachi; 明彦加地; Hitoshi Yoshikawa; 均吉川; Shoji Arimura; 昭二有村
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 1999-12-10
Anticipated expiration: 2019-03-25
Also published as: JP3997644B2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた耐圧性能を備え、かつ、複写画像に濃度
むらが発生しない現像ロールを提供する。【解決手段】軸体１の外周面にベースゴム層２が形成さ
れ、上記ベースゴム層２の外周に中間層３が形成され、
上記中間層３の外周に表層４が形成された現像ロールで
ある。そして、上記ベースゴム層２の体積電気抵抗が１
×１０³〜１×１０⁷Ω・ｃｍの範囲に設定され、上記
中間層３の表面電気抵抗が１×１０⁴〜１×１０⁶Ωの
範囲に設定され、かつ、上記表層４の体積電気抵抗が１
×１０⁵〜１×１０⁹Ω・ｃｍの範囲に設定されてい
る。

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、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
ールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機やプリンター等の電子写
真装置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、感光ドラム上に静電潜像を現像し、可視像を形
成する現像方法としては、使用する現像剤の種類に応じ
て従来より各種の方法が提案されている。その一例とし
て、トナーのみを現像剤として用いる一成分現像方式が
知られている。

【０００３】上記一成分現像方式における現像装置とし
ては、例えば図９に示すような現像装置が用いられてい
る。この現像装置は、一成分現像剤（トナー）７１を担
持する現像ロール７２が、感光ドラム７３と圧接され、
かつ感光ドラム７３側に開口したトナーボックス７４の
内部に収容されている。さらに、上記現像ロール７２に
は、ポリウレタンフォーム、スポンジ等からなる発泡体
を用いた弾性ロール７５が当接され、この弾性ロール７
５によりトナー７１が供給されるようになっている。一
方、上記トナーボックス７４の開口縁部上端に、層形成
ブレード７６が接着されている支持ホルダー７７の一端
（層形成ブレード７６の接着部と反対側）が固定され、
かつ他端側の層形成ブレード７６は、その先端部（支持
ホルダー７７との接着部から延びた先の部分）が現像ロ
ール７２の外周面に圧接された構成となっている。

【０００４】このような構成の現像装置においては、つ
ぎのようにして感光ドラム７３の外周面にトナー像が形
成される。すなわち、まず現像ロール７２と感光ドラム
７３とが図示のとおり回転するとともに、上記層形成ブ
レード７６と現像ロール７２の外周面の摩擦によりトナ
ー７１が摩擦帯電し、かつ上記現像ロール７２の外周面
に均一なトナー層が形成される。そして、上記トナー層
のトナー７１により、感光ドラム７３の外周面に形成さ
れた静電潜像がトナー像として顕在化する。このように
して、感光ドラム７３の外周面にトナー像が形成され
る。このため、上記層形成ブレード７６には、トナー７
１を摩擦帯電させるとともに、現像ロール７２の外周面
に均一なトナー層を形成させる機能が要求される。そこ
で、このような要求を満足するものとして、従来から、
ステンレス等の金属製材料が用いられている。

【０００５】一方、上記現像ロール７２の形成材料とし
ては、従来よりウレタン樹脂が用いられている。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。そのため、低硬度のウレタン樹脂を用いた
現像ロールが提案されている（特開平５−３２３７７７
号公報、特開平３−１８７７３２号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の現像装置に
おいては、現像ロール７２、感光ドラム７３、弾性ロー
ル７５および層形成ブレード７６の各構成部材にバイア
スがかかり、各構成部材間にバイアス差が生じている。
そのため、感光ドラム７３や層形成ブレード７６を現像
ロール７２に圧接して使用する場合は、優れた耐電圧
（以下「耐圧」と略す）性能を備えた現像ロール７２を
用いる必要がある。しかしながら、上記従来の現像ロー
ル７２は、一般に、ウレタンベースゴム層の表面にウレ
タン樹脂からなる表層が形成された２層構造であるため
耐圧性能が劣り、耐圧性能を上げるために各層の抵抗を
上げると抵抗むらが発生しやすく、複写画像に濃度むら
が発生するという問題がある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、優れた耐圧性能を備え、かつ、複写画像に濃度
むらが発生しない現像ロールの提供をその目的とする。

【０００８】

【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、軸体の外周面にベースゴ
ム層が形成され、上記ベースゴム層の外周に中間層が形
成され、上記中間層の外周に表層が形成された現像ロー
ルであって、上記ベースゴム層の体積電気抵抗が１×１
０³〜１×１０⁷Ω・ｃｍの範囲に設定され、上記中間
層の表面電気抵抗が１×１０⁴〜１×１０⁶Ωの範囲に
設定され、かつ、上記表層の体積電気抵抗が１×１０⁵
〜１×１０⁹Ω・ｃｍの範囲に設定されているという構
成をとる。

【０００９】一般に、現像ロールを構成する各層の電気
抵抗を高くすると耐圧性能が向上するが、逆に残留電荷
が高くなり、ばらつきも大きくなるため、濃度の階調性
が出にくくなったり、ベースゴム層の抵抗むらによって
濃度むらが発生する等の問題が生じる。そこで、本発明
者らは、濃度の階調性に影響を与えず、濃度むらが発生
せず、しかも優れた耐圧性能を備えた現像ロールを得る
べく、現像ロールの電気特性を中心に研究を重ねた。そ
の結果、現像ロールをベースゴム層、中間層および表層
の３層構造とするとともに、現像ロール全体の電気抵抗
を中抵抗領域（１×１０⁵〜１×１０⁸Ω）に設定する
ことが望ましいことを突き止めた。そして、各層の電気
抵抗について鋭意研究を重ねた結果、ベースゴム層の体
積電気抵抗を１×１０³〜１×１０⁷Ω・ｃｍの範囲、
中間層の表面電気抵抗を１×１０ ⁴〜１×１０⁶Ωの範
囲に、表層の体積電気抵抗を１×１０⁵〜１×１０⁹Ω
・ｃｍの範囲にそれぞれ設定すると、現像ロール全体の
電気抵抗が中抵抗（１×１０⁵〜１×１０⁸Ω）に設定
され、所期の目的が達成できることを見出し本発明に到
達した。

【００１０】

【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。

【００１１】本発明の現像ロールの一例を図１に示す。
この現像ロールは、軸体１の外周面に沿ってベースゴム
層２が形成され、その外周面に中間層３が形成され、さ
らにその外周面に表層４が形成されて構成されている。

【００１２】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。

【００１３】上記軸体１の外周面に形成されるベースゴ
ム層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（ＥＰ
ＤＭ）、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、ベースゴム層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。

【００１４】上記ベースゴム層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。

【００１５】上記ベースゴム層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−ＮＢ
Ｒ」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（Ｂ
Ｒ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ヒドリンゴム、ナイロン
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。

【００１６】上記Ｈ−ＮＢＲは、アクリロニトリル量が
４０〜５０％の範囲に設定され、かつ、ヨウ素価が１８
〜５６ｍｇ／１００ｍｇの範囲に設定されたものが好ま
しく、特に好ましくはアクリロニトリル量が４５〜５０
％の範囲で、かつ、ヨウ素価が１８〜４５ｍｇ／１００
ｍｇの範囲である。そして、このようなＨ−ＮＢＲ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、まずアクリロニトリルとブタジエンの乳化重合を行
い、原料となるＮＢＲを製造する。ついで、原料ＮＢＲ
をアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、シクロヘキサノン等の溶剤に溶解し、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｐｔ等の貴金属触媒の存在下において水素付加反応
を行い（ＮＢＲに水素添加処理を施し）脱溶剤化するこ
とにより、目的とするＨ−ＮＢＲを製造することができ
る。なお、アクリロニトリル量は原料となるＮＢＲによ
って上記範囲に設定でき、ヨウ素価（水素添加量）は反
応させる水素濃度等によって上記範囲に設定することが
できる。

【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表層４と
しては特に限定はなく、例えばシリコーングラフトアク
リルポリマー、アクリルグラフトシリコーンポリマー、
アクリルゴム、ウレタン等があげられる。これらは単独
でもしくは２種以上併せて用いられる。

【００１９】上記シリコーングラフトアクリルポリマー
としては、アクリル系単量体から誘導される直鎖状の構
造部分からなる主鎖に、シロキサンから誘導される構造
部分からなる側鎖がグラフト化したものが好ましい。具
体的には、下記の一般式（１）で表されるものが特に好
ましい。

【００２０】

【化１】

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】

【化２】

【００２５】

【化３】

【００２６】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。

【００２７】

【化４】

【００２８】

【化５】

【００２９】

【化６】

【００３０】

【化７】

【００３１】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
範囲にあることが好ましく、特に好ましくは−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。

【００３２】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。

【００３３】

【数１】１／Ｔｇ＝（Ｗ₁／Ｔｇ₁）＋（Ｗ₂／Ｔ
ｇ₂）＋…＋（Ｗ_m／Ｔｇ_m）Ｗ₁＋Ｗ₂＋…＋Ｗ_m＝１〔式中、Ｔｇはアクリルポリマー部分のガラス転移温度
を示し、Ｔｇ₁，Ｔｇ₂，…，Ｔｇ_mは各アクリル系単
量体のガラス転移温度を示す。また、Ｗ₁，Ｗ₂，…，
Ｗ_mは各アクリル系単量体の重量比率を示す。〕

【００３４】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。

【００３５】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の数平均分子量が１０，０００を下
回ると表層の強度が劣る傾向が見られ、３００，０００
を超えると表層の形成が困難になるからである。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】上記特定のシリコーングラフトアクリルポ
リマーは、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。

【００３９】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。また、上記ラ
ジカル共重合の際の重合温度は５０〜１５０℃の範囲に
設定することが好ましく、特に好ましくは６０〜１００
℃である。また、重合時間は３〜１００時間の範囲が好
ましく、特に好ましくは５〜１０時間である。

【００４０】なお、上記シリコーングラフトアクリルポ
リマーとしては、前記一般式（１）で表される構造を備
えたものが好ましいが、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
を備えたものを使用することもできる。

【００４１】

【化８】

【００４２】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。

【００４３】上記表層４の形成材料であるアクリルグラ
フトシリコーンポリマーとしては、特に限定はないが、
シロキサンから誘導される直鎖状の構造部分からなる主
鎖に、アクリル系単量体から誘導される構造部分からな
る側鎖がグラフト化したものが好ましい。具体的には、
下記の一般式（５）〜（７）で表されるものが特に好ま
しい。

【００４４】

【化９】

【００４５】上記一般式（５）で表される構造部分の好
ましい具体例としては、下記の構造式に示すものがあげ
られる。

【００４６】

【化１０】

【００４７】前記一般式（６）および一般式（７）にお
けるＸは、水素またはハロゲン化炭化水素基、シアン化
炭化水素基等の炭素官能性基を示す。上記ハロゲン化炭
化水素基としては、例えばハロゲン化アルキル基、ハロ
ゲン化アリール基、ハロゲン化アラルキル基、ハロゲン
化アルケニル基等があげられ、上記シアン化炭化水素基
としては、例えばシアノ基、シアン化アラルキル基、シ
アン化アリール基、シアン化アラルキル基、シアン化ア
ルケニル基等があげられる。

【００４８】上記アクリルグラフトシリコーンポリマー
は、アクリル系単量体から誘導される構造部分〔側鎖〕
のガラス転移温度（Ｔｇ）が、３０〜１５０℃の範囲に
設定されていることが好ましく、特に好ましくは６０〜
１２０℃の範囲である。すなわち、上記ガラス転移温度
（Ｔｇ）が３０℃未満であると、低摩擦係数化、離型
性、べたつき防止効果が減少する傾向がみられ、１５０
℃を超えると、溶剤への溶解性が低下し、トナー離型性
に劣る傾向がみられるからである。なお、上記アクリル
系単量体から誘導される構造部分〔側鎖〕のガラス転移
温度（Ｔｇ）の測定は、前述したＦｏｘ式に準じて行う
ことができる。

【００４９】上記アクリルグラフトシリコーンポリマー
において、シロキサンから誘導される直鎖状の構造部分
からなる主鎖の分子量は、１，５００〜２０，０００の
範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは３，０
００〜１０，０００の範囲である。すなわち、上記分子
量が１，５００未満であると、適度な帯電性、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、２
０，０００を超えると、相溶性が低下し、効果が減少し
たり、シリコーンのべたつきが生じる傾向がみられるか
らである。

【００５０】上記アクリルグラフトシリコーンポリマー
における、アクリル系単量体から誘導される構造部分
は、特に限定はなく、例えば下記の一般式（８）で表さ
れるものがあげられる。上記アクリル系単量体として
は、前述と同様のものがあげられ、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、アクリル系単量体から誘導される構造部分が構成さ
れる。

【００５１】

【化１１】

【００５２】上記一般式（８）で表される構造部分の好
ましい具体例としては、下記の構造式に示すものがあげ
られる。

【００５３】

【化１２】

【００５４】上記アクリルグラフトシリコーンポリマー
において、アクリル系単量体から誘導される構造部分か
らなる側鎖の分子量は、２００〜２０，０００の範囲に
設定することが好ましく、特に好ましくは１，０００〜
１０，０００の範囲である。すなわち、上記分子量が２
００未満であると、適度な帯電性が得られにくいため前
述の効果が得にくくなり、２０，０００を超えると前述
の効果が得にくくなるからである。

【００５５】上記アクリルグラフトシリコーンポリマー
は、例えば前記シロキサンから誘導される構造部分と、
アクリル系単量体から誘導される構造部分とを、前述の
アゾ系重合開始剤の存在下に前述の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。また、上記アクリ
ルグラフトシリコーンポリマーは、例えば上記シロキサ
ンから誘導される構造部分と、アクリル系単量体から誘
導される構造部分とを、アニオン重合触媒の存在下にア
ニオン重合反応させることにより製造することもでき
る。上記アニオン重合触媒としては、リチウム、ナトリ
ウム等のアルカリ金属、メチル、エチル、プロピル、ブ
チル等の脂肪族炭化水素、ナフタリン、アントラセン、
フェナントレン、トリフェニレン、ナフタセン、アセナ
フチレン、トランススチルベン、ビフェニル、スチレ
ン、メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ベンゾニトリ
ル、ジフェニルエチレン、ジフェニルブタジエン等の芳
香族炭化水素等があげられる。これらは単独でもしくは
２種以上併せて用いられる。

【００５６】このようにして得られるアクリルグラフト
シリコーンポリマーは、分子量が３，０００〜３００，
０００の範囲に設定することが好ましく、特に好ましく
は１０，０００〜１００，０００の範囲である。すなわ
ち、上記分子量が３，０００未満であると前述の効果が
得にくくなり、ブリードして感光体を汚染する傾向がみ
られ、３００，０００を超えると、他の材料との相溶性
が低下し、分離して低摩擦等の効果が得にくくなるから
である。

【００５７】上記アクリルグラフトシリコーンポリマー
において、前記シロキサンから誘導される直鎖状の構造
部分からなる主鎖と、アクリル系単量体から誘導される
構造部分からなる側鎖との比率は、重量比で、主鎖／側
鎖＝５／９５〜６０／４０の範囲に設定することが好ま
しく、特に好ましくは主鎖／側鎖＝１０／９０〜４０／
６０の範囲である。すなわち、主鎖の比率が６０を超え
る（側鎖の比率が４０を下回る）と、シリコーン成分が
増えすぎ、他の材料との相溶性が悪くなる傾向がみら
れ、主鎖の比率が５を下回る（側鎖の比率が９５を超え
る）と、シリコーン成分が減少するため適度な帯電性、
離型性が得にくく、強度への効果が減少する傾向がみら
れるからである。

【００５８】上記表層４形成材料には、導電剤、帯電制
御剤、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、オイル、架橋剤等を
適宜に添加することもできる。上記導電剤としては前述
と同様のものがあげられ、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、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。

【００５９】上記表層４形成材料は、例えばつぎのよう
にして作製することができる。すなわち、まず先に述べ
た方法に従いシリコーングラフトアクリルポリマー、ア
クリルグラフトシリコーンポリマー等を作製し、これら
を有機溶剤に溶解する。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。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。

【００６０】あるいは、上記シリコーングラフトアクリ
ルポリマー、アクリルグラフトシリコーンポリマー、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。

【００６１】そして、本発明の現像ロールは、例えばつ
ぎのようにして作製することができる。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
等の混練機を用いて混練し、ベースゴム層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、先に述べ
た方法に従い、前記表層４形成材料（コーティング液）
を作製する。

【００６２】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、前記ベースゴム層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。続いて、このベースゴム層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、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
周に表層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の外周に表層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
表層４が形成された３層構造の現像ロールを作製するこ
とができる。

【００６３】本発明の現像ロールは、各層の電気抵抗が
下記の範囲になるように製造する必要がある。上記ベー
スゴム層２の体積電気抵抗は１×１０³〜１×１０⁷Ω
・ｃｍの範囲に設定する必要があり、好ましくは１×１
０⁴〜１×１０⁶Ω・ｃｍの範囲である。すなわち、上
記ベースゴム層２の体積電気抵抗が１×１０³Ω・ｃｍ
未満であると耐圧性能に劣り、１×１０⁷Ω・ｃｍを超
えると、濃度むらが生じ、濃度の階調性に再現性がなく
なるからである。また、上記中間層３の表面電気抵抗は
１×１０⁴〜１×１０⁶Ωの範囲に設定する必要があ
り、好ましくは５×１０⁴〜２×１０⁵Ωの範囲であ
る。すなわち、上記中間層３の表面電気抵抗が１×１０
⁴Ω未満であると耐圧性能に劣り、１×１０⁶Ωを超え
ると濃度むらが生じるからである。そして、上記表層４
の体積電気抵抗は１×１０⁵〜１×１０⁹Ω・ｃｍの範
囲に設定する必要があり、好ましくは１×１０⁶〜１×
１０⁸Ω・ｃｍの範囲である。すなわち、上記表層４の
体積電気抵抗が１×１０⁵Ω・ｃｍ未満であると耐圧性
能に劣り、１×１０⁹Ω・ｃｍを超えると、電荷がたま
りやすく残像が出たり、ベースゴム層の抵抗むらをひろ
いやすく濃度むらが発生するからである。

【００６４】なお、各層の電気抵抗は、つぎのようにし
て測定する。

【００６５】〔ベースゴム層の体積電気抵抗〕図３に示
すように、ステンレス板３１上に、上記ベースゴム層形
成材料からなるシート３２（厚み２ｍｍ）を載置した
後、上記ステンレス板３１に１０Ｖの電圧を印加し、上
記シート３２の体積電気抵抗を測定する。

【００６６】〔中間層の表面電気抵抗〕図４に示すよう
に、ポリエチレンテレフタレートフィルム４１上に、上
記中間層形成材料を塗布して塗膜４２（厚み５０〜６０
μｍ）を形成する。一方、長方形状の筐体４３を準備
し、筐体４３の下面に２本の銅テープ４４（１０×５０
ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で貼りつける。そして、上記銅テ
ープ４４の１本に１０００Ｖの電圧を印加したものを上
記塗膜４２上に荷重３０００ｇで押圧し、塗膜４２の表
面電気抵抗を測定する。

【００６７】〔表層の体積電気抵抗〕図５に示すよう
に、導電性ポリエチレンテレフタレートフィルム（マイ
ラーシート）２１上に、上記表層形成材料を塗布して塗
膜２２（厚み５０〜６０μｍ）を形成する。そして、こ
れをＳＭＥ−８３１１電極２３（東亜電波社製）で挟
み、１Ｖの電圧を印加した時の電流を電流計２４（ＫＥ
ＩＴＨＬＥＹ−６５１７、ケスレー社製）を用いて測定
し、これを体積電気抵抗に換算する。なお、図におい
て、２５はアルミ箔であり、上記導電性ポリエチレンテ
レフタレートフィルム（マイラーシート）２１とクリッ
プ（図示せず）で固定されている。

【００６８】本発明の現像ロールにおいて、ベースゴム
層２の厚みは、通常１〜１５ｍｍの範囲に設定すること
が好ましく、特に好ましくは１〜５ｍｍの範囲である。
また、中間層３の厚みは、通常５〜４０μｍの範囲に設
定することが好ましく、特に好ましくは１０〜２０μｍ
の範囲である。そして、表層４の厚みは通常５〜３０μ
ｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５
〜２０μｍの範囲である。

【００６９】本発明の現像ロールにおける硬度は、ＪＩ
ＳＡ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：ＪＩＳＡ）以下の範囲である。

【００７０】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００７１】まず、実施例および比較例に先立ち、下記
の繰り返し単位から構成されたシリコーングラフトアク
リルポリマーを前述の方法に準じて作製した。

【００７２】

【化１３】

【００７３】

【実施例１〜５、比較例１〜６】まず、下記の表１〜表
３に示す各成分を同表に示す割合で配合し、前記方法に
従い各層の形成材料を調整した。そして、軸体となる芯
金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）を準備し、前記方
法に従い、上記芯金上にベースゴム層を形成した。つい
で、上記ベースゴム層の表面にコロナ放電処理を行った
後、さらにカップリング剤の塗布を行った。そして、上
記ベースゴム層の外周に中間層および表層を順次形成し
て３層構造の現像ロールを得た。

【００７４】

【表１】

【００７５】

【表２】

【００７６】

【表３】

【００７７】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について、下記の基準に従い、残留
電荷、残留電荷むら、ロールの電気抵抗、耐圧、画出時
濃度むら、および画出時濃度階調性について比較評価を
行った。これらの結果を、後記の表４〜表６に併せて示
した。

【００７８】〔残留電荷〕図６に示すように、現像ロー
ル５１を回転数６０ｒｐｍで矢印方向に回転させなが
ら、コロナ放電線（コロトロン）５２を用いて１００μ
Ａのコロナ電流を印加し現像ロール５１の表面を帯電し
た。そして、表面電位計５３により上記現像ロール５１
表面の残留電荷を測定した。なお、各層の残留電荷も上
記と同様にして測定した。

【００７９】〔残留電荷むら〕現像ロールの残留電荷の
最大値と平均値の差を残留電荷むらとして表示した。

【００８０】〔ロールの電気抵抗〕図７に示すような装
置を用いて金属ロール法により測定した。すなわち、ス
テンレス製の金属ロール６１上に現像ロール６２を接触
させ、現像ロールの両端を荷重７００ｇで押圧した。つ
いで、上記現像ロール６２の一端に１００Ｖの電圧を印
加しロールの電気抵抗を測定した。

【００８１】〔耐圧〕図８（Ａ），（Ｂ）に示した装置
を用いて測定した。すなわち、接触していない２本のス
テンレス製の金属ロール６１，６１上に現像ロール６２
を載置し、現像ロール６２の両端を荷重５００ｇで押圧
した。ついで、一方の金属ロール６１に３００Ｖの電圧
を印加した時の電流値を測定した。そして、電流値が１
０μＡ未満の場合を○、電流値が１０μＡ以上の場合を
×として表示した。

【００８２】〔画出時濃度むら〕現像ロールを電子写真
複写機に組み込みハーフトーンの画像出しを行った。そ
して、マクベス濃度計で濃度を測定し、最大値と最小値
の差が０．０５以内の場合を○、０．０５〜０．１０の
場合を△、０．１以上の場合を×として表示した。

【００８３】〔画出時濃度階調性〕現像ロールを電子写
真複写機に組み込みグレースケールの画像出しを行っ
た。そして、色階調が１０以上のものを○、７〜９のも
のを△、６以下のものを×として表示した。

【００８４】

【表４】

【００８５】

【表５】

【００８６】

【表６】

【００８７】上記表４〜表６の結果から、実施例品の現
像ロールは、優れた耐圧性能を備え、しかも濃度むらが
発生せず、濃度階調性にも優れ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、耐圧、画出時濃
度むら、画出時濃度階調性の少なくとも１つの特性に劣
ることがわかる。

【００８８】

【発明の効果】以上のように、本発明の現像ロールは、
ベースゴム層と中間層と表層の３層構造からなり、しか
も上記ベースゴム層の体積電気抵抗が１×１０³〜１×
１０⁷Ω・ｃｍの範囲に設定され、上記中間層の表面電
気抵抗が１×１０⁴〜１×１０ ⁶Ωの範囲に設定され、
かつ、上記表層の体積電気抵抗が１×１０⁶〜１×１０
⁹Ω・ｃｍの範囲に設定されている。その結果、現像ロ
ール全体の電気抵抗が中抵抗（１×１０⁵〜１×１０⁸
Ω）となり、優れた耐圧性能を備えるようになるととも
に、濃度むらも発生しなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像ロールの一例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の現像ロールの製法の一例を示す断面図
である。

【図３】ベースゴム層の体積電気抵抗の測定方法を示す
説明図である。

【図４】中間層の表面電気抵抗の測定方法を示す説明図
である。

【図５】表層の体積電気抵抗の測定方法を示す説明図で
ある。

【図６】残留電荷の測定方法を示す説明図である。

【図７】ロールの電気抵抗の測定方法を示す説明図であ
る。

【図８】（Ａ）は耐圧の測定方法を示す説明図、（Ｂ）
は耐圧の測定方法を示す断面図である。

【図９】従来の現像装置の構成を示す模式図である。

【符号の説明】

１軸体２ベースゴム層３中間層４表層

フロントページの続き (72)発明者有村昭二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】軸体の外周面にベースゴム層が形成さ
れ、上記ベースゴム層の外周に中間層が形成され、上記
中間層の外周に表層が形成された現像ロールであって、
上記ベースゴム層の体積電気抵抗が１×１０³〜１×１
０⁷Ω・ｃｍの範囲に設定され、上記中間層の表面電気
抵抗が１×１０⁴〜１×１０⁶Ωの範囲に設定され、か
つ、上記表層の体積電気抵抗が１×１０⁵〜１×１０⁹
Ω・ｃｍの範囲に設定されていることを特徴とする現像
ロール。
【請求項２】上記表層が金属製層形成ブレードと接触
しており、かつ、表層と金属製層形成ブレードの間に電
位差が生じている請求項１記載の現像ロール。