JP2000137369A

JP2000137369A - 帯電ロール

Info

Publication number: JP2000137369A
Application number: JP10310146A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Okuda; 博文奥田; Yuichiro Maruyama; 雄一郎丸山; Hiroyasu Kato; 宏康加藤; Hiroki Sugiura; 博樹杉浦
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-16
Also published as: EP0997789A3; DE69907364D1; DE69907364T2; EP0997789A2; US6454688B1; US20020086781A1; EP0997789B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ロール表面へのトナーや外添剤の付着、堆積
を防止して、それによる電気抵抗値の部分的な変動、ひ
いては画質劣化の問題の解消を図り、また電気抵抗の制
御性に優れ、且つ電気抵抗の均一性やロール表面の平滑
性が向上された帯電ロールの提供。【解決手段】感光体ドラムに接して回転する帯電ロー
ルにおいて、その最外層となる保護層１８を、導電剤と
してカーボンブラック表面にポリマーがグラフトされて
なるグラフトカーボンを含有せしめた樹脂組成物を用い
て、形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、電子写真方式の複写機やプリン
タにおいて用いられる帯電ロールに関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、電子写真方式の複写機やプリン
タにおいて、帯電ロールは、静電潜像の形成される感光
体ドラムに対する帯電方式の一つであるロール帯電方式
において用いられており、感光体ドラムの表面に、電圧
印加した帯電ロールを押し当てて、接触せしめつつ、そ
れら感光体ドラムと帯電ロールとが相互に回転するよう
にすることによって、感光体ドラム表面を帯電せしめる
ものである。そして、かかる帯電ロールは、感光体ドラ
ムに接して回転するものであるところから、低硬度乃至
は柔軟性と共に、その帯電のために、適度な導電性を有
していることが要求されているのである。

【０００３】一方、近年では、かかる複写機やプリンタ
において、低速・低寿命から高速・高寿命化、更には高
画質化や省エネルギー化の要求が高まり、例えば省エネ
ルギー化においては、低消費電力とするために、低温定
着方式が採用され、そのために、トナーの融点の低下が
図られている。また、高画質化においては、トナーの粒
径を小さくすることが行なわれている。

【０００４】しかしながら、そのような高画質化や省エ
ネルギー化を図るためのトナーの融点低下や粒径の微細
化の対策は、装置の中で必然的に熱を持つようになる、
前述した如き帯電ロールに対して、トナーの付着が惹起
され易い状況となっているのであり、そして、そのよう
な帯電ロールにトナーが付着し、固着したりすると、そ
れによる画質劣化が問題となってくるのである。即ち、
装置への通紙枚数の増大、換言すれば感光体ドラムにお
ける静電潜像の現像回数の増大に伴って、トナーの付着
による帯電ロール全体としての抵抗が上昇するようにな
るのであり、またトナーの不均一付着による部分的な抵
抗変化が惹起されるようになり、そして、それらに起因
して、画質の劣化が生じるようになるのである。

【０００５】また、近年における複写機やプリンタのカ
ラー化においては、目的とする色相を実現すべく、非磁
性一成分方式のトナーの使用が主流となってきている
が、そのようなトナーには、マグネタイトやフェライト
等の黒色系の磁性成分が含有せしめられていないため
に、トナー自身が帯電し易くなっているところから、そ
の帯電量をコントロールするために、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ
₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の微細な外添剤が多量に添加されてい
るのである。

【０００６】ところで、帯電ロールの表層には、一般に
１０⁷〜１０¹⁵Ω・ｃｍ程度の体積抵抗率が要求されて
おり、そのため、かかる表層（最外層）構成材料中への
カーボンブラックの添加にて所望の電気抵抗値の実現が
図られてきており、また、そのような狭い電気抵抗領域
に制御すべく、電気抵抗に対する添加量の感度が低い導
電剤を用い、それを多量に添加して、制御する対策も講
じられているのであるが、そのようにカーボンブラック
を添加したり、低感度の導電剤を多量に添加したりする
と、カーボンブラック自体の二次粒子径が大きく、また
ロール表面に露出する導電剤が多くなるために、ロール
表面が活性となることに加えて、ロール表面の荒れ（凹
凸）が顕著となるのであり、そしてそれによって、その
ような露出した導電剤粒子の活性な表面やロール表面の
凹部にトナーが付着、堆積したり、トナー中に配合され
ている外添剤が付着して、ロール表面に堆積し、前記し
たロール表面における部分的な電気抵抗値の変化が惹起
され、ロール全域での均一な電気抵抗の実現が困難とな
って、画質の劣化が生じる等の問題を内在するものであ
った。

【０００７】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景として為されたものであって、その解決課題とすると
ころは、帯電ロールにおいて、ロール表面へのトナーや
外添剤の付着、堆積を防止して、それによる電気抵抗値
の部分的な変動、ひいては画質劣化の問題の解消を図る
ことにあり、また、他の課題とするところは、電気抵抗
の制御性に優れ、且つ電気抵抗の均一性やロール表面の
平滑性が向上された帯電ロールを提供することにある。

【０００８】

【解決手段】そして、本発明は、かかる技術的課題を解
決するために、感光体ドラムに接して回転する帯電ロー
ルにおいて、その最外層を、導電剤としてカーボンブラ
ック表面にポリマーがグラフトされてなるグラフトカー
ボンを含有せしめた樹脂組成物を用いて、形成したこと
を特徴とする帯電ロールを、その要旨とするものであ
る。

【０００９】すなわち、かくの如き本発明に従う帯電ロ
ールにあっては、その最外層を与える樹脂組成物を構成
する一つの成分である導電剤として、従来の如きカーボ
ンブラックそのものを用いるものではなく、その表面に
所定のポリマーをグラフトせしめてなるグラフトカーボ
ンを用いているところから、そのようなカーボンブラッ
クの表面がグラフトポリマーにて被覆され、また、その
表面の活性点がポリマーのグラフト化によってブロック
されるようになり、それによって、カーボンブラック自
体の分散性が改善されて、凝集し難くなるために、電気
抵抗の均一性や最外層表面、即ちロール表面の平滑性が
効果的に向上せしめられ得ることとなるのであり、加え
て、導電剤としても、表面がグラフトポリマーで覆われ
ているために、電気抵抗の制御性に優れたものとなるの
であり、更にそのような導電剤がロール表面に現出して
も、トナーとの間に化学的な結合が生じることもないと
ころから、ロール表面の離型性、換言すればトナーの脱
離性が向上して、ロール表面におけるトナーや外添剤の
付着、堆積が効果的に抑制乃至は阻止され得ることとな
るのである。

【００１０】なお、かかる本発明に従う帯電ロールの好
ましい態様の一つによれば、前記グラフトカーボンにお
けるグラフトされたポリマーとカーボンブラックとの割
合は、重量比にて０．２〜１．０の範囲内とされ、これ
によって、そのようなグラフトカーボンを導電剤として
用いることによる効果が最大限に発揮されることとな
る。

【００１１】また、本発明の好ましい態様の他の一つに
よれば、前記グラフトカーボンは、最外層を与える樹脂
組成物中に５〜５０重量％の割合で配合せしめられ、か
かる最外層の導電性を高めて、目的とする電気抵抗性が
有利に付与せしめられるのである。

【００１２】さらに、本発明に従う帯電ロールにあって
は、有利には、最外層の外表面にて与えられるロール表
面が、３μｍ以下の表面粗さ（Ｒｚ）の、平滑な表面と
されており、これによって、トナーや外添剤の付着、堆
積が効果的に抑制乃至は阻止され得るようになってい
る。

【００１３】そして、かくの如き本発明に従う帯電ロー
ルの望ましい態様によれば、その最外層は、１０⁷〜１
０¹⁵Ω・ｃｍの体積抵抗率を有しているように構成さ
れ、これによって、帯電ロールとして効果的に機能せし
められるようにされる。

【００１４】特に、本発明にあっては、有利には、帯電
ロールの最外層を与える樹脂組成物は、樹脂成分（ベー
ス樹脂）として、少なくともフッ素変性アクリレート系
樹脂を含んでいることが望ましく、また、そのようなフ
ッ素変性アクリレート系樹脂と共に、フッ素化オレフィ
ン系樹脂及び／又は非（フッ素変性）アクリレート系樹
脂を少なくとも含んでいることが望ましく、これによっ
て、本発明の効果、中でもロール表面の離型性、換言す
ればトナーや外添剤の付着、堆積の抑制乃至は防止効果
を、より一層高めることが出来るのである。

【００１５】また、かかる本発明に従う帯電ロールの好
ましい態様の一つによれば、軸体の外周面上に導電性の
弾性体乃至は発泡体からなる柔軟性基層が設けられ、且
つ該柔軟性基層の外周面上に抵抗調整層が設けられてな
ると共に、更に該抵抗調整層の外周面上に、最外層とし
ての保護層が設けられてなるロール構造が採用され、ま
た別の望ましい態様によれば、そのようなロール構造に
おいて、前記導電性の柔軟性基層と前記抵抗調整層との
間に、所定の軟化剤移行防止層が設けられて、かかる導
電性の柔軟性基層からのオイル等のブリードが抑制乃至
は阻止されるようになっている。

【００１６】

【発明の実施の形態】ところで、本発明に係る帯電ロー
ルの代表的なロール構造の異なる例が、図１及び図２
に、それぞれ、示されている。それらの図において、１
０は、金属製の導電性軸体（芯金）であり、該軸体１０
の外周面上に、導電性の弾性体乃至は発泡体からなる柔
軟性基層１２、軟化剤移行防止層１４、及び抵抗調整層
１６が、所定厚さで順次積層形成されており、更に、該
抵抗調整層１６の外周面上には、最外層としての保護層
１８が所定厚さで積層形成されて、構成されている。そ
して、ここでは、図１における柔軟性基層１２が導電性
弾性体にて構成されており、また図２における柔軟性基
層１２が導電性発泡体にて構成されているのである。

【００１７】より具体的には、そのような柔軟性基層１
２は、公知の導電性弾性体材料若しくは導電性発泡体材
料を用いて形成されており、以て帯電ロールに本質的に
要求される、例えば硬度が３０°（Ｈｓ：ＪＩＳ−Ａ）
程度にまで低く調整された低硬度乃至は柔軟性を実現し
ている。なお、そのような導電性弾性体を与える弾性体
材料としては、通常、従来から公知のＥＰＤＭ、ＳＢ
Ｒ、ＮＲ、ポリノルボルネンゴム等のゴム材料が用いら
れる。また、導電性発泡体を与える発泡体材料として
は、ヘタリ等を防止して、帯電ロールに求められる特性
を満たすものであれば、その材質は特に限定されず、ゴ
ム発泡体や樹脂発泡体を与える公知の各種発泡材料の何
れもが用いられ得、例えばエピクロルヒドリンゴム、Ｎ
ＢＲ、ウレタンゴム、水素添加ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の材
料が用いられ、そしてそれらが、アゾジカルボンアミ
ド、４，４−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジ
ド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ＮａＨＣＯ
₃ 等の公知の発泡剤を用いて、発泡せしめられる。そし
て、そのような弾性体材料若しくは発泡体材料に、カー
ボンブラック、金属粉、第４級アンモニウム塩等の導電
剤が配合されて、所定の体積抵抗率のものに調整され、
また弾性体材料を用いる場合には、特に、プロセスオイ
ルや液状ポリマー等の軟化剤が多量に配合されて、低硬
度乃至は柔軟性が付与されることとなる。

【００１８】なお、かかる柔軟性基層１２が、導電性弾
性体材料にて構成される場合にあっては、その体積抵抗
率は、一般に１０¹ 〜１０⁴ Ω・ｃｍ程度とされ、その
厚みとしては１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜４ｍｍ程度
とされる。また、導電性発泡体にて柔軟性基層１２を構
成した場合にあっては、その体積抵抗率は、１０³ 〜１
０⁶ Ω・ｃｍ程度とされ、そして、その厚みは２〜１０
ｍｍ程度、好適には３〜６ｍｍ程度とされることとな
る。

【００１９】また、図１に示される如く、柔軟性基層１
２の上に形成される軟化剤移行防止層１４は、従来と同
様な材料を用いて形成され、例えばＮ−メトキシメチル
化ナイロン等のナイロン系の材料に、カーボンブラック
や金属粉等の導電剤が配合されて、その体積抵抗率が１
０¹ 〜１０⁵ Ω・ｃｍ、望ましくは１０³ Ω・ｃｍ程度
に調整された材料にて形成されることとなる。なお、そ
のような軟化剤移行防止層１４の厚さは、通常、３〜２
０μｍ程度とされ、好適には４〜１０μｍ程度とされる
こととなる。

【００２０】さらに、抵抗調整層１６にあっても、それ
は、従来から用いられている材料にて形成されるもので
ある。例えば、ＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム、アク
リルゴム等に、第４級アンモニウム塩等の導電剤や帯電
防止剤等が配合されて、体積抵抗率が１０⁸ 〜１０¹¹Ω
・ｃｍ程度（柔軟性基層１２が導電性弾性体にて構成さ
れる場合）、又は１０⁵ 〜１０⁹ Ω・ｃｍ程度（柔軟性
基層１２が導電性発泡体にて構成される場合）に調整さ
れた材料にて、５０〜３００μｍ程度の厚さにおいて形
成されることとなる。そして、このような抵抗調整層１
６にて、帯電ロールの電気抵抗を制御して、耐電圧性
（耐リーク性）を高めることが出来るのである。

【００２１】ところで、図１や図２に示される帯電ロー
ルにあっては、そのロールの最外層として、保護層１８
が、所定厚さにおいて設けられているのであるが、本発
明にあっては、そのような保護層１８を、導電剤として
カーボンブラック表面にポリマーがグラフトされてなる
グラフトカーボンを含有せしめた樹脂組成物を用いて、
形成したところに、大きな特徴があり、そのような特定
の導電剤を配合した樹脂組成物の使用によって、電気抵
抗の制御性を高め、また電気抵抗の均一性やロール表面
の平滑性を向上せしめて、トナーや外添剤の付着、堆積
による画質劣化の問題を、効果的に解消せしめ得たので
ある。

【００２２】このように、本発明に従って、保護層１８
を与える樹脂組成物中に、添加、含有せしめられるグラ
フトカーボンは、カーボンブラック表面に存在するカル
ボキシル基やヒドロキシル基等の官能基に対して、それ
と反応する反応性基を有するポリマーが付加、結合（グ
ラフト）されてなる構造の、公知のものであって、例え
ば特開平９−５９３３１号公報や特開平９−２７２７０
６号公報等に詳細に明らかにされており、それら公知の
各種のものが適宜に選択、使用されることとなる。

【００２３】具体的には、そのようなグラフトカーボン
を与える原料たるカーボンブラックとしては、表面にカ
ルボキシル基やヒドロキシル基等の官能基を有するもの
であれば、特に限定されることなく、何れの種類のもの
をも使用可能であるが、ポリマーとの反応効率等を考慮
すると、ｐＨが５以下のカーボンブラックを用いること
が望ましい。この用いられるカーボンブラックのｐＨが
５を越えるようになると、カーボンブラック表面に、目
的とするポリマーがグラフトされ難くなるのであり、そ
のために分散性が改良されず、凝集粒子が残り、荒れた
保護層１８が形成されるようになると共に、電気抵抗の
制御性も低く、制御が困難となる問題を生じ易くなるか
らである。

【００２４】また、かかるカーボンブラックの表面に付
加（グラフト）されるポリマーとしては、カーボンブラ
ック表面の官能基に対して反応性を有し、それと結合し
得る反応性基を有するものであれば、何れのポリマーも
使用可能であり、例えばポリシロキサン系、ポリアクリ
ル系、ポリメタクリル系、スチレン−アクリル系、ポリ
ウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリア
ミド系、ポリイミド系等の各種のポリマーから適宜に選
択されて、カーボンブラック表面にグラフトせしめられ
るのである。なお、そのようなカーボンブラック表面に
おけるグラフトされたポリマーは、そのようなポリマー
を与えるモノマーをカーボンブラック表面の官能基に付
加、結合せしめ、そこを起点にして、重合させることに
よっても形成することが出来、本発明においては、その
ようなモノマーの重合によって形成されるグラフトカー
ボンも同様に用いられ得るものである。

【００２５】そして、そのようなカーボンブラック表面
に所定のポリマーがグラフトされてなるグラフトカーボ
ンにおいて、かかるポリマーのグラフト割合は、目的と
する作用・効果が得られるように適宜に決定されること
となるが、本発明の目的を有利に達成する上において、
そのグラフトされたポリマーとカーボンブラックとの割
合は、有利には、重量比にて０．２〜１．０の範囲内と
される。けだし、ロール表面のトナー等の離型性（脱離
性）及びカーボンブラックの分散性の改善は、グラフト
ポリマーが活性なカーボンブラック表面を覆うことで実
現されることとなるのであるが、そのような効果が有利
に発現されるグラフトポリマー／カーボンブラックの比
の下限が０．２となるのであり、また、かかるグラフト
ポリマー量を多くしていくと、そのグラフトポリマーの
特性の影響が保護層１８に出現し、変形を受けたとき
に、保護層（膜）１８の割れ等の不具合を発生させるよ
うになるところから、かかるグラフトポリマー／カーボ
ンブラックの割合の上限としては１．０程度に止めるこ
とが望ましいのである。

【００２６】なお、かくの如き所定のポリマーがカーボ
ンブラック表面にグラフトされてなるグラフトカーボン
の製造には、前記した公報に記載の如き公知の手法が、
適宜に採用される。即ち、一般に、そのようなグラフト
化反応は、グラフトポリマーの種類により適宜に選択さ
れた分散媒体（溶剤）中において実施され、具体的に
は、分散媒体として、水；メチルアルコール、エチルア
ルコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケ
トン等のケトン類；酢酸メチル、酢酸エチル等のエステ
ル類；セロソルブ類等が、反応装置の種類等に応じて、
適宜の使用量において用いられることとなる。

【００２７】また、かかるグラフト化反応は、カーボン
ブラックとグラフトポリマーと分散媒体（溶剤）とを所
定の反応装置に仕込み、加熱下において分散、混合せし
めることにより、行なわれることとなるが、その際の反
応装置としては、例えば二本ロール、三本ロール、ニー
ダー等の混練機、或いはボールミル、ビーズミル等の分
散機等が用いられ、そして、それらに加熱装置を付け
て、温度制御可能な装置として使用されることとなるの
である。なお、このような反応装置を用いたグラフト化
反応において、反応温度としては、一般に５０〜２００
℃程度、好ましくは７０〜１５０℃が採用され、また処
理（反応）時間としては、一般に１〜１０時間程度、好
ましくは１〜５時間が採用されることとなる。

【００２８】そして、このようにして得られたグラフト
カーボンにあっては、カーボンブラックの表面が所定の
ポリマーにて覆われているために、カーボンブラック表
面の官能基も露出することがなく、それ故に極性が無く
なり、以て分散性が向上され得て、凝集した大きな粒子
として、保護層１８を与える樹脂組成物に配合せしめら
れることがないのである。

【００２９】また、かくの如き構成のグラフトカーボン
は、導電剤として、図１や図２に示される帯電ロールの
最外層（保護層１８）を与える樹脂組成物中に添加、含
有せしめられることとなるのであるが、その添加割合と
しては、一般に、樹脂組成物中において５〜５０重量％
の割合となるようにされる。けだし、かかる樹脂組成物
中の導電剤の含有量が少な過ぎると、狙いとする電気抵
抗が出ないという問題があり、また多過ぎると、電気抵
抗が下がり過ぎて狙い領域を外れる、或いは最外層の膜
強度が低下し、割れが発生する、若しくは表面が荒れる
という問題があるからである。そして、このようなグラ
フトカーボンを含有せしめた樹脂組成物を用いて、かか
る最外層（保護層１８）は、その体積抵抗率が１０⁷〜
１０¹⁵Ω・ｃｍとなるように調整され、以てロールの帯
電特性等を充分に発揮せしめ得るようになっているので
ある。

【００３０】ところで、上記のような最外層（保護層１
８）を与える樹脂組成物は、前述の如き導電剤としての
グラフトカーボンと共に、樹脂成分（ベース樹脂）とし
て、従来から公知の樹脂を用いて、それらを均一に配合
せしめることにより、調製されるものであるが、特に、
本発明においては、そのような樹脂成分（ベース樹脂）
として、少なくともフッ素変性アクリレート系樹脂が用
いられ、それによって、本発明の目的が更に一層良好に
達成される。なお、ここで用いられるフッ素変性アクリ
レート樹脂は、特開平７−２２８８２０号公報にも明ら
かにされている如く、ポリマ側鎖として、炭素数が１〜
２０のパーフルオロアルキル基若しくは部分フッ素化ア
ルキル基等のフッ素化有機基を、適当な有機連結基を介
して若しくは介することなく、導入することによって、
フッ素変性されたアクリレート系樹脂、換言すればアク
リル系樹脂であって、例えばアクリル酸若しくはメタク
リル酸の、パーフルオロアルキルエステル又は部分フッ
素化アルキルエステル或いはそのようなフッ素化アルキ
ル基を有機連結基で連結せしめた構造のエステル等から
なるフッ素化（メタ）アクリレートと、それ以外の（メ
タ）アクリレート、換言すればフッ素変性されていない
（メタ）アクリレートとを重合させて得られる重合体で
あり、そのような重合体には、また、必要に応じて、ポ
リシロキサン基含有（メタ）アクリレートの少量が共重
合せしめられることとなる。この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
クリレート系樹脂の防汚性を更に高めることが可能であ
る。

【００３１】また、本発明にあっては、上記のフッ素変
性アクリレート系樹脂に対して、必要に応じて他の樹脂
を組み合わせることが出来、特に、フッ素化オレフィン
系樹脂と非（フッ素変性）アクリレート系樹脂のうちの
少なくとも何れか一つが、上記のフッ素変性アクリレー
ト系樹脂と組み合わされ、その２成分樹脂組成物若しく
は３成分樹脂組成物をベース樹脂として用いて、保護層
１８を形成することが、好適に採用されることとなる。
けだし、フッ素化オレフィン系樹脂と組み合わせること
により、保護層１８の表面にトナーが付着しても、その
除去が容易に為され得る特性が付与され、また非（フッ
素変性）アクリレート系樹脂との組合せによって、保護
層１８の抵抗調整層１６に対する密着性が効果的に高め
られ得ることとなるからであり、更に、それら二つの樹
脂成分を同時にフッ素変性アクリレート系樹脂に組み合
わせれば、それぞれの成分に基づく機能を併せて発揮せ
しめることが出来、保護層１８に、より有効な特性を付
与せしめることが出来るのである。

【００３２】そして、このフッ素変性アクリレート系樹
脂に組み合わされるフッ素化オレフィン系樹脂は、フッ
素化オレフィンモノマ、例えば、テトラフルオロエチレ
ン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、フ
ッ化ビニルエーテル等を重合若しくは共重合して得られ
るものであるが、特に、ここでは、ポリフッ化ビニリデ
ン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合
体、フッ化ビニリデン−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、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、フッ化ビニリ
デン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等が、好適に
用いられ得ることとなる。

【００３３】また、フッ素変性アクリレート系樹脂に組
み合わされる他の成分たる非（フッ素変性）アクリレー
ト系樹脂は、フッ素変性されていないアクリレートを重
合して得られるものであって、通常、アクリル系樹脂と
称されるものである。具体的には、アクリル酸若しくは
メタクリル酸のメチル、エチル、ブチル、オクチル、ド
デシル等のアルキルエステル類；ヒドロキシエチル、ヒ
ドロキシブチル等のヒドロキシアルキルエステル類；グ
リシジルエステル等の、通常のアクリレート系モノマの
単独又は共重合体であり、好ましくはメチルメタクリレ
ートの単独若しくはそれを主成分とする共重合体が、有
利に用いられることとなる。

【００３４】なお、このようにフッ素変性アクリレート
系樹脂に対して、フッ素化オレフィン系樹脂又は非（フ
ッ素変性）アクリレート系樹脂を組み合わせる場合にあ
っては、フッ素化オレフィン系樹脂は、５〜９５重量
％、好ましくは２０〜５０重量％程度の含有割合となる
ように組み合わされ、また非（フッ素変性）アクリレー
ト系樹脂は、３０〜９５重量％程度、好ましくは３５〜
６５重量％程度の含有割合において組み合わされること
となる。更に、それら二つの樹脂成分が、共に、フッ素
変性アクリレート系樹脂に組み合わされる場合にあって
は、フッ素変性アクリレート系樹脂：０．５〜１５重量
％、フッ素化オレフィン系樹脂：１５〜８５重量％、非
（フッ素変性）アクリレート系樹脂：１０〜７５重量％
の割合において、それら三成分が組み合わされることと
なる（但し、それら三成分の合計は、１００重量％とな
る）。

【００３５】また、かかるフッ素変性アクリレート系樹
脂等をベース樹脂として用いて形成される保護層１８の
厚さとしては、その用途に応じて適宜に決定されること
となるが、一般に１〜５０μｍ、好ましくは３〜１０μ
ｍ程度の厚さにおいて形成されることとなる。

【００３６】ところで、それら図１や図２に示される帯
電ロールを作製するに際しては、上述した各形成材料を
用いて、先ず、金型成形等の公知の成形手法によって、
軸体１０の外周面上に導電性弾性体若しくは導電性発泡
体にて構成される柔軟性基層１２を形成し、その後、該
柔軟性基層１２の外周面上に、ディッピング等の公知の
コーティング手法により、軟化剤移行防止層１４、抵抗
調整層１６、更には保護層１８を、それぞれ、所定厚さ
において順次積層形成するのであり、これによって、目
的とする帯電ロールが得られるのである。

【００３７】そして、このような構成を有する帯電ロー
ルにあっては、軸体１０上に、柔軟性基層１２、軟化剤
移行防止層１４、抵抗調整層１６、保護層１８が順次設
けられた構成により、該柔軟性基層１２にて低硬度乃至
は柔軟性と良好な導電性とが付与されることとなり、ま
た、軟化剤移行防止層１４にて、柔軟性基層１２からの
オイル等の軟化剤のブリード現象が、より効果的に防止
されることとなるのであり、更には抵抗調整層１６に
て、優れた耐電圧性（耐リーク性）を備えたものとなっ
ているのである。

【００３８】しかも、保護層１８が、導電剤としてグラ
フトカーボンを用い、カーボンブラック表面がグラフト
ポリマーで覆われてなる構造とされることによって、そ
の分散性が改善された状態において樹脂組成物中に配合
されてなるものであるところから、かかる樹脂組成物に
て形成される保護層１８の電気抵抗の均一性と共に、そ
の表面の平滑性が効果的に向上せしめられ得て、有利に
は、ロール表面の表面粗さ（Ｒｚ）が、３μｍ以下、更
には２μｍ以下となる、平滑性が実現されるものである
ところから、そのようなロールに対するトナーや外添剤
の付着、堆積が効果的に抑制乃至は阻止され、また、そ
れによってロール表面の電気抵抗が部分的に変動するよ
うになる問題も、有利に解消され得るのであり、以てロ
ール表面の電気抵抗の均一化を有利に達成し得るのであ
る。また、そのようなグラフトポリマーにて、カーボン
ブラック表面を被覆してなるグラフトカーボンにあって
は、カーボンブラック表面の官能基がグラフトカーボン
表面に現出することがないところから、その極性が現れ
ることがなく、それ故に保護層１８の電気抵抗の制御性
に優れることは勿論、そのような極性に基づいて、トナ
ーや外添剤が付着、堆積して、画像に悪影響をもたらす
問題も効果的に解消され得るのである。

【００３９】

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。

【００４０】先ず、下記表１に示される各種のカーボン
ブラック（ＣＢ）を用いて、その表面に、スチレン−ア
クリル系ポリマーを、下記表１に示されるグラフト化率
にてグラフトせしめて、各種のグラフトカーボン（グラ
フトＣＢ）を調製した。即ち、下記表２に示される割合
において、所定のカーボンブラックに対して、グラフト
ポリマー種として、スチレン−アクリル系ポリマーを配
合せしめ、分散媒体としてメチルイソブチルケトンの７
００重量部を用い、処理装置としてのビーズミル内にお
いて均一に分散、混合せしめつつ、１１０℃の温度で３
時間処理することにより、グラフト化反応を進行せしめ
た。

【００４１】なお、下記表１に示されるグラフト前のカ
ーボンブラック（ＣＢ）の特性のうち、粒子径は電子顕
微鏡による算術平均径を示すものであり、またＤＢＰ吸
油量は、アブソープトメーターを使用し、カーボンブラ
ックにＤＢＰ（ジブチルフタレート）を添加したときの
最大トルクの７０％から求めた、１００ｇ当たりのＤＢ
Ｐ吸油量（ＪＩＳ−Ｋ−６２２１−Ａ法）であり、更に
ｐＨ値は、カーボンブラックと蒸留水の混合液をガラス
電極メーターで測定した値（ＪＩＳ−Ｋ−６２２１）を
示している。また、グラフト化率は、グラフトポリマー
とカーボンブラック（ＣＢ）との重量比、換言すればグ
ラフトされたポリマーの重量とグラフト化前のカーボン
ブラックの重量との比を示している。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】次いで、かくして得られた各種の導電剤を
用いて、図１に示されるロール構成の帯電ロールを得る
べく、下記の配合に従って、導電性弾性体からなる柔軟
性基層（１２）形成材料、軟化剤移行防止層（１４）形
成材料、抵抗調整層（１６）形成材料を、それぞれ、調
製した。また、軟化剤移行防止層形成材料、抵抗調整層
形成材料については、メチルエチルケトンに溶解して、
それぞれ、所定粘度のコーティング液とした。

【００４５】柔軟性基層（１２）形成材料の配合組成ポリノルボルネンゴム１００（重量部）酸化亜鉛５ステアリン酸１ケッチェンブラックＥＣ７０ナフテン系オイル４００加硫促進剤（ＴＴ）１加硫促進剤（ＴＢＴ）１加硫促進剤（Ｍ）１加硫促進剤（ＴＬ）０．５硫黄１

【００４６】軟化剤移行防止層（１４）形成材料の配合組成Ｎ−メトキシメチル化ナイロン７０（重量部）トリメチロールメトキシメラミン３０ケッチェンブラックＥＣ１５

【００４７】抵抗調整層（１６）形成材料の配合組成エピクロルヒドリンゴム１００（重量部）加工助剤１クレー４０鉛丹５加硫促進剤２２１．５第４級アンモニウム塩０．１

【００４８】そして、上記の各形成材料を用いて、先
ず、金型成形により、ＳＵＭ２２材質の丸棒の表面に５
μｍの厚さの無電解ニッケルメッキを施してなる軸体
（直径：８ｍｍ）の外周面上に、体積抵抗値が１×１０
³Ω・ｃｍ、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が２０°の低硬度の柔
軟性基層１２を、従来と同様にして、３ｍｍの厚さで加
硫成形した後、通常のディッピング手法により、体積抵
抗値が１×１０³Ω・ｃｍの軟化剤移行防止層１４を形
成し、更に、厚さが１８０μｍ、体積抵抗値が１×１０
⁷Ω・ｃｍの抵抗調整層１６を、通常のディッピング手
法により形成し、そして１６０℃×４５分の加硫を行な
うことにより、目的とするロール前駆体を得た。

【００４９】さらに、このようにして得られたロール前
駆体に対して、その最外層となる保護層１８を形成すべ
く、前記表１に示される各種の導電剤種を、下記の表
３、４に示される割合において、樹脂混合物に配合せし
め、メチルエチルケトンに溶解・分散せしめて、保護層
（１８）形成用の各種コーティング液を調製した。な
お、かかる樹脂組成物を構成するベース樹脂としては、
フッ素変性アクリレート系樹脂（アクリル酸の部分フッ
素化アルキルエステルとメチルメタクリレートとを主成
分とする共重合体）の１０重量％と、フッ素化オレフィ
ン系樹脂（フッ化ビニリデン−４フッ化エチレン共重合
体）の４０重量％と、非（フッ素変性）アクリレート系
樹脂（ポリメチルメタクリレート）の５０重量％とから
なる混合物を用いた。

【００５０】そして、このようにして得られた各々のコ
ーティング液を用いて、前記ロール前駆体の外周面上
に、換言すれば抵抗調整層１６の外表面上に、それぞ
れ、下記の表３、表４に示される如き厚さの保護層１８
を形成し、目的とする帯電ロールを得た。

【００５１】かくして得られた各帯電ロールについて、
その特性評価を、以下の如くして行なった。先ず、保護
層１８の体積抵抗率は、それぞれの保護層形成材料にて
試料を別途に作製し、その試料について、１００Ｖ印加
時の体積抵抗率として求め、また保護膜の割れの有無に
ついては、マシンセット時にロールに加わる変形を与え
た後、保護層１８表面の割れの有無を、目視にて確認す
ることにより、行ない、更にロール表面粗さ（Ｒｚ）に
ついては、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に準拠して行なった。

【００５２】また、トナー付着性については、各帯電ロ
ールを、市販のレーザービーム・プリンタ〔レーザージ
ェット４０００：ヒューレット・パッカード社製〕に取
り付け、２３℃×５３％ＲＨの環境下で、所定の画像
を、それぞれ、１０００枚、連続的にプリントアウトし
た後、各帯電ロール上に付着しているトナーをテープ
（３Ｍ社製、スコッチ・メンディングテープ）にて除去
し、そして、そのテープに転写された付着トナーの濃度
を、Ｘ−ＲＩＴＥ社製の反射濃度計を用いて、測定し
た。なお、この反射濃度計を用いた測定においては、そ
の測定の数値が大なる程、トナー付着濃度が高いことを
示している。

【００５３】さらに、外添剤付着性については、トナー
中に添加されている外添剤がロールに付着してくると、
黒色ロールが白い粉にまぶされたようになってくるとこ
ろから、その程度をロール外観で判定し、外添剤付着性
の評価を行ない、○：黒色外観のまま若しくはうっすら
と白粉が乗っている箇所が部分的にあるもの、△：ロー
ル全面にうっすらと白粉が乗った状態のもの、×：ロー
ル全面に白粉が乗り、灰色を越え、白く見えるもの、と
して評価した。加えて、耐久画像特性については、前述
の如く、市販のレーザービームプリンタに適用した場合
における、１５℃×１０％ＲＨ環境下での５０００枚プ
リントアウト（通紙）後のハーフトーン画質特性につい
て調べ、その画質が良好なものを○、若干乱れが生じた
ものを△、乱れが大きく、実用に供し難いものを×とし
て、評価した。

【００５４】そして、それら結果得られた、下記表３、
表４に併せて示した。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】かかる表３及び表４の結果より明らかなよ
うに、本発明に従う帯電ロール、特にロールＮo.１〜６
のものにあっては、その保護層１８の割れもなく、トナ
ーや外添剤の付着量が少なく、それ故に耐久画像特性に
おいても著しく優れていることが認められるのである。
これに対して、従来の如く、カーボンブラックそのもの
や導電性酸化チタンを導電剤として用いた場合にあって
は、ロールＮo.１０及び１１として示される如く、表面
粗さ（Ｒｚ）が大きく、そのためトナーや外添剤の付着
が著しく、耐久画像特性においても全く実用に供し得な
いものとなっていることが認められる。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に従う帯電ロールにあっては、その感光体ドラムに接
する最外層が、導電剤として、カーボンブラック表面に
所定のポリマーがグラフトされてなるグラフトカーボン
を含有せしめた樹脂組成物を用いて、形成されていると
ころから、かかる導電剤としてのグラフトカーボンの分
散性の改善にて、かかる最外層自身の電気抵抗の均一性
が向上すると共に、ロール表面の平滑性が効果的に高め
られ得て、トナーや外添剤の付着、堆積が有利に抑制乃
至は防止されることとなるのであり、また、カーボンブ
ラック表面がグラフトポリマーにて覆われていることに
よって、電気抵抗の制御性にも優れたものとなることに
加えて、カーボンブラック表面の極性が解消されること
によっても、トナーや外添剤の付着の防止が図られ得
て、それらトナーや外添剤の堆積に基づくところの画像
劣化の問題が効果的に解消され得るのであって、そこ
に、本発明の大きな技術的意義が存するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う帯電ロールの一例を示す横断面説
明図である。

【図２】本発明に従う帯電ロールの異なる例を示す横断
面説明図である。

【符号の説明】

１０軸体１２柔軟性基層１４軟化剤移行防止層１６抵抗調整層１８保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤宏康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 (72)発明者杉浦博樹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Ｆターム(参考） 2H003 AA12 CC05 2H032 BA02 2H077 EA14 3J103 AA02 AA15 AA23 FA07 FA20 FA30 GA02 GA52 GA57 GA58 HA03 HA41 HA42 HA43 HA52

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体ドラムに接して回転する帯電ロー
ルにおいて、その最外層を、導電剤としてカーボンブラ
ック表面にポリマーがグラフトされてなるグラフトカー
ボンを含有せしめた樹脂組成物を用いて、形成したこと
を特徴とする帯電ロール。
【請求項２】前記グラフトカーボンにおけるグラフト
されたポリマーとカーボンブラックとの割合が、重量比
にて０．２〜１．０である請求項１記載の帯電ロール。
【請求項３】前記グラフトカーボンが、前記樹脂組成
物中に５〜５０重量％の割合で配合せしめられている請
求項１または請求項２記載の帯電ロール。
【請求項４】前記最外層の外表面にて与えられるロー
ル表面の表面粗さ：Ｒｚが、３μｍ以下である請求項１
乃至請求項３の何れかに記載の帯電ロール。
【請求項５】前記最外層が、１０⁷〜１０¹⁵Ω・ｃｍ
の体積抵抗率を有している請求項１乃至請求項４の何れ
かに記載の帯電ロール。
【請求項６】前記樹脂組成物が、樹脂成分として、少
なくともフッ素変性アクリレート系樹脂を含んでいる請
求項１乃至請求項５の何れかに記載の帯電ロール。
【請求項７】前記樹脂組成物が、樹脂成分として、フ
ッ素変性アクリレート系樹脂と、フッ素化オレフィン系
樹脂及び／又は非（フッ素変性）アクリレート系樹脂と
を少なくとも含んでいる請求項１乃至請求項６の何れか
に記載の帯電ロール。
【請求項８】前記帯電ロールが、軸体の外周面上に導
電性の弾性体乃至は発泡体からなる柔軟性基層が設けら
れ、且つ該柔軟性基層の外周面上に抵抗調整層が設けら
れてなると共に、更に該抵抗調整層の外周面上に、前記
最外層としての保護層が設けられてなるロール構造を有
していることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れ
かに記載の帯電ロール。
【請求項９】前記柔軟性基層と前記抵抗調整層との間
に、軟化剤移行防止層が設けられている請求項８記載の
帯電ロール。