電子写真機器用導電性ロール
【課題】低硬度かつ電気抵抗が均一で、優れた画像を得ることができる電子写真機器用導電性ロールの提供をその目的とする。
【解決手段】
軸体１の外周面にベース層２が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されてなり、上記表層２が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなる電子写真機器用導電性ロールである。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【解決手段】
軸体１の外周面にベース層２が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されてなり、上記表層２が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなる電子写真機器用導電性ロールである。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真機器用導電性ロールに関するものであり、詳しくは、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器の帯電ロールや現像ロール等として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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、接触帯電方式の電子写真複写機における画像形成は、次のようにして行われる。すなわち、まず、感光ドラムに帯電ロールを圧接して感光ドラム表面を一様に帯電させ、光学系を介して感光ドラム表面に原稿像を投射し、光が投射された部分の帯電を打ち消すことにより、静電潜像を形成する。つぎに、現像ロール表面に均一にトナーを担持させ、このトナーを上記静電潜像に付着させてトナー像を形成した後、このトナー像を複写紙に転写する。このようにして、複写画像を得ることができる。
【０００３】
上記帯電ロールや現像ロール等の電子写真機器用導電性ロールは、一般に、軸体となる芯金の外周にベース層（基層）が形成され、その外周面に表層が形成された２層構造、もしくはベース層（基層）の外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に表層が形成された３層構造のものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特許第３４４４３９１号公報
【特許文献２】特許第３３４６９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電子写真機器用導電性ロールは、均一なトナーの付着や帯電性の付与が要求されており、電気抵抗の均一性が要求される。しかしながら、従来の導電性ロールは、中間層や表層の組成が不均一であり、電気抵抗のばらつきが大きいという難点がある。
【０００５】
また、上記電子写真機器用導電性ロールは、感光ドラム等の各部材と圧接して使用される。これにより、トナーや各部材とのストレスが大きくなると、トナー融着が発生したり、感光ドラムとの均一な接触が得られず帯電が不均一になったりし、画像に不具合が生じる等のトラブルが発生しやすい。そのため、ロールの低硬度化が要求される。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低硬度かつ電気抵抗が均一で、優れた画像を得ることができる電子写真機器用導電性ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電子写真機器用導電性ロールは、軸体の外周面にベース層が形成され、その外周に、直接または他の層を介して表層が形成されてなる電子写真機器用導電性ロールであって、上記ベース層を除く少なくとも一層が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなるという構成をとる。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【０００８】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、電子写真機器用導電性ロールのベース層を除く少なくとも一層（例えば、中間層、表層）を、オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物を主成分とし、その硬化剤（熱硬化剤）および重合開始剤（熱によって酸を発生し、その酸がエポキシ化合物のグリシジル環を開環し、硬化触媒として作用するもの）の少なくとも一方を含有するエポキシ組成物の熱硬化体により構成すると、所期の目的が達成できること見いだし、本発明に到達した。すなわち、上記エポキシ組成物は、導電性を有するとともに、液状で比較的低粘度であり、例えば導電剤を添加した場合でも効率よく分散する。そのため、上記エポキシ組成物は、組成の均一化が容易であり、電気抵抗が均一となるとともに、低粘度であるため、加工性にも優れる。しかも、上記組成物中のエポキシ化合物が、柔軟なオキシアルキレン構造を分子中に有するため、導電性ロールが低硬度となる。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明の電子写真機器用導電性ロールは、ベース層を除く少なくとも一層（例えば、中間層、表層）が、オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物を主成分とし、その硬化剤および重合開始剤の少なくとも一方を含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなるものである。そのため、本発明の電子写真機器用導電性ロールは、低硬度かつ電気抵抗が均一で、優れた画像を得ることができ、耐久試験後においても優れた画像を得ることができる。また、上記エポキシ組成物の熱硬化体からなる層（例えば、中間層や表層）は、ゴム層を低硬度化する際に添加する可塑剤が不要であるため、可塑剤のブリードによる汚染も生じない。
【００１０】
そして、上記エポキシ組成物が、イオン導電剤を含有すると、電気抵抗の調整が良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１２】
本発明の電子写真機器用導電性ロール（以下、「導電性ロール」と略す）としては、例えば、図１に示すように、軸体１の外周面に沿ってベース層２が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されて構成された２層構造のものがあげられる。なお、本発明の導電性ロールは、２層構造のものに限定されず、ベース層１の外周面に、少なくとも一つの中間層を介して、表層３が形成された３層以上の多層構造であっても差し支えない。
【００１３】
本発明においては、上記ベース層２を除く少なくとも一層（例えば、表層３，中間層）が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなるのであって、これが本発明の最大の特徴である。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【００１４】
本発明の導電性ロールに用いる軸体１としては、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あげられる。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しても差し支えない。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。
【００１５】
つぎに、上記軸体１の外周面に形成されるベース層２の形成材料（ベース層用材料）としては、例えば、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、低硬度、低へたりの点で、シリコーンゴムが好ましい。
【００１６】
なお、上記ベース層用材料には、上記シリコーンゴム等に加えて、カーボンブラック等の導電剤等を必要に応じて分散しても差し支えない。
【００１７】
つぎに、上記ベース層２の外周面に形成される表層３の形成材料（表層用材料）について説明する。上記表層３が、先に述べた、エポキシ組成物の熱硬化体からなる場合は、上記表層用材料としては、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物が用いられる。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【００１８】
上記オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物（Ａ成分）としては、例えば、メタンジオールジグリシジルエーテル、１，２−エタンジオールジグリシジルエーテル、１，３−プロパンジオールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，５−ペンタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、１，７−ヘプタンジオールジグリシジルエーテル、１，８−オクタンジオールジグリシジルエーテル、１，９−ノナンジオールジグリシジルエーテル、１，１０−デカンジオールジグリシジルエーテル、１，１１−ウンデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１２−ドデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１３−トリデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１４−テトラデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１５−ペンタデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１６−ヘキサデカンジオールジグリシジルエーテル、ポリモノメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリペンタメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヘプタメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリオクタメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリノナメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリウンデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリドデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリトリデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリペンタデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヘプタデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、Ｃ12アルキルグリシジルエーテル、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２エチルヘキシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールグリシジルエーテル、エチレングリコール−エピクロルヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル、グリセリン−エピクロルヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、０℃〜１５０℃の範囲内で液状状態であるエポキシ化合物が、低粘度で加工性等に優れるため、好ましい。
【００１９】
また、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）は、数平均分子量（Ｍｎ）が１３０〜６０００の範囲が好ましく、特に好ましくは４００〜３０００の範囲である。すなわち、Ａ成分の数平均分子量（Ｍｎ）が小さすぎると、ロールの低硬度化が困難となる傾向がみられ、逆にＡ成分の数平均分子量（Ｍｎ）が大きすぎると、常温で高粘度もしくはワックス状態になるため、加工性が悪くなるおそれがあるからである。
【００２０】
つぎに、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）とともに用いられる硬化剤（Ｂ成分）としては、熱硬化剤が好ましく、例えば、アミン類、酸無水物類、多価フェノール類、イミダゾール類、ブレンステッド酸塩類、アミンのＢＦ3 錯体化合物、有機酸ヒドラジッド類、ジシアンジアミド類、ポリカルボン酸類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２１】
上記アミン類としては、例えば、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ｍ−キシリレンジアミン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラスピロ［５，５］ウンデカン等の脂肪族および脂環族アミン類、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン類、ベンジルジメチルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノ−ル、１，８−ジアザビシクロ−（５，４，０）−ウンデセン−７、１，５−アザビシクロ−（４，３，０）−ノネン−７等の第三級アミン類、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、メタキシレンジアミン、エチレンジアミンおよびその塩類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２２】
上記酸無水物類としては、例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等の芳香族酸無水物類、無水テトラヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリアルキルテトラヒドロフタル酸等の環状脂肪族酸無水物類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２３】
上記多価フェノ−ル類としては、例えば、カテコ−ル、レゾルシン、ハイドロキノン、ビスフェノ−ルＦ、ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノ−ルＳ、ビフェノ−ル、フェノ−ルノボラック類、クレゾ−ルノボラック類、ビスフェノ−ルＡ等の２価フェノ−ルのノボラック化物類、トリスヒドロキシフェニルメタン類、アラルキルポリフェノ−ル類、ジシクロペンタジエンポリフェノ−ル類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２４】
上記イミダゾール類としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等があげられる。また、上記ブレンステッド酸塩類としては、例えば、脂肪族スルホニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩等があげられる。上記有機酸ヒドラジッド類としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジッド、フタル酸ジヒドラジッド等があげられる。また、上記ポリカルボン酸類としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、トリメリット酸、カルボキシル基含有ポリエステル等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２５】
また、上記硬化剤（Ｂ成分）の配合量は、前記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）１００重量部（以下、「部」と略す）に対して１〜２００部の範囲が好ましく、特に好ましくは、２〜１５０部の範囲である。すなわち、Ｂ成分の配合量が少なすぎると、各層の熱硬化が充分になされないおそれがあり、逆にＢ成分の配合量が多すぎると、Ｂ成分の未反応分がブリードするおそれがあるからである。
【００２６】
つぎに、前記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）とともに用いられる重合開始剤（Ｃ成分）としては、熱によって酸を発生し、その酸が前記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）のグリシジル環を開環し、硬化触媒として作用するものが好ましく、例えば、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、カチオン重合開始剤等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２７】
上記カチオン重合開始剤としては、例えば、六フッ化リン化合物、六フッ化アンチモン化合物、三フッ化ホウ素エーテル錯化合物、三フッ化ホウ素のようなカチオン系またはプロトン酸触媒等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２８】
また、上記重合開始剤（Ｃ成分）の配合量は、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）１００部に対して０．０１〜２０部の範囲が好ましく、特に好ましくは０．１〜１０部の範囲である。すなわち、Ｃ成分の配合量が少なすぎると、各層の熱硬化が充分になされないおそれがあり、逆にＣ成分の配合量が多すぎると、Ｃ成分の未反応分がブリードするおそれがあるからである。
【００２９】
なお、上記エポキシ組成物には、前記Ａ〜Ｃ成分とともに、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、イオン導電剤（第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）等の導電剤を、必要に応じて適宜に添加しても差し支えない。これら導電剤のなかでも、電気抵抗の均一化の点で、イオン導電剤が好ましい。また、上記エポキシ組成物には、第三級アミン類（ベンジルジメチルアミン等）等の硬化促進剤、充填剤、着色剤等を、必要に応じて適宜に添加しても差し支えない。
【００３０】
上記イオン導電剤の配合量は、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）１００部に対して０．０１〜１０部の範囲が好ましく、特に好ましくは０．１〜５部の範囲である。
【００３１】
上記エポキシ組成物は、前記Ａ〜Ｃ成分とともに、イオン導電剤等を必要に応じて適宜に配合し、これら各成分を、攪拌羽根を有する攪拌機等により混合することにより調製することができる。
【００３２】
本発明の導電性ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。
【００３３】
すなわち、まず、前記シリコーンゴム等に加えて、カーボンブラック等の導電剤等を必要に応じて分散することにより、ベース層用材料を調製する。また、上記Ａ〜Ｃ成分とともに、イオン導電剤等を必要に応じて適宜に配合し、これら各成分を、攪拌羽根を有する攪拌機等により混合することにより、表層用材料（エポキシ組成物）を調製する。
【００３４】
つぎに、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体１をセットし、上記円筒状金型と軸体１との空隙部に、上記ベース層用材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱（５０〜１８０℃×１〜３００分）して、ベース層用材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体１の外周面にベース層２が形成されてなるベースロールを得る。なお、必要に応じて、ベース層２の外周面に、コロナ放電等による表面処理を施しても差し支えない。つぎに、上記ベース層２の外周面に、上記表層用材料（コーティング液）を塗工する。この塗工法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等があげられる。そして、上記塗工後、乾燥および加熱（１２０〜２００℃で２０〜９０分）を行う。これにより、軸体１の外周面に沿ってベース層２が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されてなる２層構造の導電性ロール（図１参照）を製造することができる。
【００３５】
なお、本発明の導電性ロールは、前記図１に示した２層構造のものに限定されるものでなく、例えば、ベース層２と表層３との間に、１層もしくは２層以上の中間層を介在させても差し支えない。ただし、本発明においては、ベース層２を除く少なくとも一層（例えば、表層３、中間層）が、前記Ａ成分と、Ｂ成分およびＣ成分の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなることが必要である。
【００３６】
つぎに、上記ベース層２と表層３との間に、中間層が形成されてなる３層構造であって、上記中間層のみが、前記エポキシ組成物の熱硬化体からなる、本発明の導電性ロールについて説明する。
【００３７】
上記ベース層用材料としては、前述と同様のものが用いられる。また、上記中間層を形成する中間層用材料としては、前記表層用材料と同様のエポキシ組成物を用いることができる。
【００３８】
上記表層用材料としては、例えば、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。また、導電性付与のため、必要により、カーボンブラック、金属酸化物、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩等の導電剤等を適宜に添加してもよい。また、上記表層用材料は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等の有機溶剤に溶解等させ、コーティング液として使用することが好ましい。
【００３９】
ここで、上記ベース層２と表層３との間に、中間層が形成されてなる３層構造であって、上記中間層のみが、前記エポキシ組成物の熱硬化体からなる、本発明の導電性ロールの製法について説明する。
【００４０】
すなわち、前述と同様にして、ベース層用材料を調製する。また、前記Ａ〜Ｃ成分等の各成分を、攪拌羽根を有する攪拌機等により混合することにより、中間層用材料（エポキシ組成物）を調製する。さらに、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド系樹脂と、導電剤とを、有機溶剤に溶解し、攪拌羽根を有する攪拌機によって攪拌することにより、表層用材料（コーティング液）を調製する。
【００４１】
つぎに、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体１をセットし、上記円筒状金型と軸体１との空隙部に、上記ベース層用材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱（５０〜１８０℃×１〜３００分）して、ベース層用材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体１の外周面にベース層２が形成されてなるベースロールを得る。なお、必要に応じて、ベース層２の外周面に、コロナ放電等による表面処理を施しても差し支えない。つぎに、上記ベース層２の表面に、上記中間層用材料（エポキシ組成物）をロールコート法等により塗工し、乾燥および加熱硬化（１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、中間層を形成する。つぎに、上記表層用材料（コーティング液）中に、上記ロールを浸漬して引き上げた後（ディッピング法）、オーブン加熱硬化を行うことにより、表層を形成する。このようにして、ベース層２の外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されてなる、３層構造の導電性ロールを作製することができる。
【００４２】
本発明の導電性ロールにおいて、上記ベース層２の厚みは、通常、０．５〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは１〜６ｍｍの範囲である。また、上記中間層の厚みは、１０〜１０００μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは２０〜８００μｍの範囲である。また、上記表層３の厚みは、３〜１００μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜５０μｍの範囲である。
【００４３】
本発明の導電性ロールの硬度（ＭＤ−１硬度）は、１５〜５５の範囲が好ましく、特に好ましくは１５〜５０の範囲である。なお、上記硬度（ＭＤ−１硬度）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準ずる硬度であり、例えば、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１型（高分子計器社製）を用いて測定することができる。
【００４４】
また、本発明の導電性ロールは、ロール抵抗が１０8 Ω・ｃｍ以下となるよう設定することが好ましい。上記ロール抵抗は、例えば、導電性ロールを金属ドラムに押し付け、その状態で、金属ドラムを回転させながら、電流を連続印加させて測定することができる。
【００４５】
本発明の導電性ロールは、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器の帯電ロールや現像ロール等として用いられる。
【実施例】
【００４６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４７】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。
【００４８】
〔エポキシ化合物Ａ（Ａ成分）〕
ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル（数平均分子量：９５０）（四日市合成社製、エポゴーセーＰＴ）
〔エポキシ化合物Ｂ（Ａ成分）〕
ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル（数平均分子量：７１８）（ナガセケムテックス社製、ＥＸ−９３１）
〔エポキシ化合物Ｃ（Ａ成分）〕
１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（数平均分子量：２３０）（ナガセケムテックス社製、デナコール−ＥＸ−２１２）
【００４９】
〔エポキシ化合物ａ〕
ビスフェノールＡ型エポキシ化合物（ＤＩＣ社製、エピクロン８４０）
〔エポキシ化合物ｂ〕
ポリブチレンジグリシジルエーテル（ダイセル化学工業社製、エポリードＰＢ３６００）
【００５０】
〔重合開始剤（Ｃ成分）〕
芳香族スルホニウム塩（三新化学社製、サンエイドＳＩ６０Ｌ）
【００５１】
〔硬化剤Ａ（アミン系硬化剤）（Ｂ成分）〕
エチレンジアミン〔和光純薬工業社製、エチレンジアミン（試薬）〕
〔硬化剤Ｂ（酸無水物）（Ｂ成分）〕
３or４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（日立化成工業社製、ＨＮ−５５００）
【００５２】
〔イオン導電剤（第四級アンモニウム塩）
テトラブチルアンモニウムクロライド（東京化成工業社製、テトラブチルアンモニウムクロリド）
【００５３】
つぎに、上記各材料を用いて、以下のようにしてエポキシ組成物を調製した。
【００５４】
〔エポキシ組成物Ａ〜Ｊ，ａ〜ｈの調製〕
下記の表１および表２に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらを攪拌羽根を有する攪拌機により混合して、エポキシ組成物を調製した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
つぎに、上記エポキシ組成物を用いて、導電性ロールを作製した。
【００５８】
〔実施例１〕
（ベース層用材料の調製）
シリコーンゴム（信越化学工業社製、Ｘ３４−２７０Ａ／Ｂ）１００部に、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デンカブラックＨＳ１００）１０部を分散させて、ベース層用材料を調製した。
【００５９】
（表層用材料の準備）
先に調製したエポキシ組成物Ａ（表１参照）を用いた。
【００６０】
（導電性ロールの作製）
軸体である芯金（直径６ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットしたロール成形用金型内に、上記ベース層用材料を注型し、１５０℃×４５分のオーブン加熱硬化を行い、ベース層を形成した。その後、ベースロールを脱型し、その表面上に、コロナ放電（０．３ｋＷ×２０秒間）による表面処理を施した。その後、この表面処理面上に、上記表層用材料をロールコート法により塗工し、これを１２０℃×６０分のオーブン加熱硬化を行い、表層を形成した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、２層構造の導電性ロールを作製した。
【００６１】
〔実施例２〜５、比較例１〜４〕
実施例１の表層用材料であるエポキシ組成物Ａに代えて、下記の表３に示す各エポキシ組成物を用いる以外は、実施例１と同様にして、導電性ロールを作製した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、２層構造の導電性ロールを得た。
【００６２】
【表３】
【００６３】
〔実施例６〕
（ベース層用材料の調製）
実施例１のベース層用材料と同様にして、ベース層用材料を調製した。
【００６４】
（中間層用材料の準備）
先に調製したエポキシ組成物Ｆ（表２参照）を用いた。
【００６５】
（表層用材料の調製）
Ｎ−メトキシメチル化ナイロン１００部と、導電性酸化スズ６０部と、クエン酸１部とを、メタノール／トルエン混合溶液〔メタノール：トルエン＝７：３（重量比）〕５００部に溶解し、攪拌羽根を有する攪拌機によって攪拌することにより、表層用材料（コーティング液）を調製した。
【００６６】
（導電性ロールの作製）
実施例１と同様にして、軸体の外周面にベース層が形成されてなるベースロールを得た。つぎに、その表面上に、コロナ放電（０．３ｋＷ×２０秒間）による表面処理を施した。その後、この表面処理面上に、上記中間層用材料をロールコート法により塗工し、これを１２０℃×６０分のオーブン加熱硬化を行い、電気抵抗調整層となる中間層を形成した。つぎに、上記表層用材料（コーティング液）中に、上記ロールを浸漬して引き上げた後（ディッピング法）、１８５℃×６０分のオーブン加熱硬化を行い、表層を形成した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に中間層（厚み０．５ｍｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、３層構造の導電性ロールを作製した。
【００６７】
〔実施例７〜１０、比較例５〜８〕
実施例６の中間層用材料であるエポキシ組成物Ｆに代えて、下記の表４に示す各エポキシ組成物を用いる以外は、実施例６と同様にして、導電性ロールを作製した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に中間層（厚み０．５ｍｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、３層構造の導電性ロールを得た。
【００６８】
【表４】
【００６９】
このようにして得られた実施例および比較例の導電性ロールについて、下記の基準に従って、各特性の評価を行った。これらの結果を、上記表３および表４に併せて示した。
【００７０】
〔硬度（ＭＤ−１硬度）〕
各導電性ロールのロール表面の硬度を測定した。硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準ずる硬度（ＭＤ−１硬度）を、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１型（高分子計器社製）を用いて測定した。
【００７１】
〔ロール抵抗〕
各導電性ロールを、金属ドラムに押し付け（ロールの片端に対し４．９Ｎの荷重となるよう、ロール両端に荷重をかけて押し付け）、その状態で、金属ドラムを３０ｒｐｍで回転させながら（導電性ロールは連れ回りする）、ＤＣ２００μＡの定電流を連続印加させたときのロール抵抗（Ω・ｃｍ）を測定した。なお、この値が１０8 Ω・ｃｍ未満であれば、導電性に優れていることを示す。
【００７２】
〔帯電ロールへたり評価〕
各導電性ロールを、片端５００ｇ加重にて、直径３０ｍｍの金属棒に押し付け、４０℃×９５％ＲＨ環境に１週間放置した。その後、この導電性ロールを、プリンター（リコー社製、ＣＸ３０００）に帯電ロールとして組み込み、画だしを行った。へたり評価は、圧接癖が画像に発生しないものを○、わずかに発生するものを△、はっきりと発生するものを×とした。
【００７３】
〔帯電ロール画像評価〕
各導電性ロールを、帯電ロールとしてプリンター（富士ゼロックス社製、DocuPrint C1616 ）にセットし、文字チャートの画出しを１万（１０Ｋ）枚行った。評価は、初期および耐久試験後（上記１万枚後）の画像を目視で確認し、画像にむらの無いものを○、むらがわずかに見られるものを△、むらが多いものを×とした。
【００７４】
〔現像ロール画像評価〕
各導電性ロールを、現像ロールとしてプリンター（キャノン社製、ＬＢＰ−２５１０）にセットし、３２．５℃×８０％の環境下、印字率５％で、文字チャートの画出しを１万（１０Ｋ）枚行った。評価は、耐久試験後（上記１万枚後）の画像にかぶりが見られないものを○、かぶりがわずかに見られるものを△、かぶりが顕著に見られるものを×とした。
【００７５】
上記表３および表４の結果より、実施例品は、低硬度、低抵抗で、帯電ロールへたり評価、帯電ロール画像評価、現像ロール画像評価がいずれも優れていた。なお、前記表１に示したエポキシ組成物Ｂ〜Ｅにおいて、硬化剤の配合量を１部および２００部に変更したエポキシ組成物を用いた場合においても、エポキシ組成物Ｂ〜Ｅを用いた実施品と同様の優れた効果が得られた。同様に、前記表１に示したエポキシ組成物Ａにおいて、重合開始剤の配合量を０．０１部および２０部に変更したエポキシ組成物を用いた場合においても、エポキシ組成物Ａを用いた実施品と同様の優れた効果が得られた。
【００７６】
これに対し、比較例品は、オキシアルキレン構造を有しないエポキシ化合物を主成分とするエポキシ組成物を用いているため、高硬度、高抵抗で、帯電ロールへたり評価、帯電ロール画像評価、現像ロール画像評価がいずれも劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の導電性ロールは、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器の帯電ロールや現像ロール等として用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の導電性ロールの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 軸体
２ ベース層
３ 表層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真機器用導電性ロールに関するものであり、詳しくは、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器の帯電ロールや現像ロール等として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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、接触帯電方式の電子写真複写機における画像形成は、次のようにして行われる。すなわち、まず、感光ドラムに帯電ロールを圧接して感光ドラム表面を一様に帯電させ、光学系を介して感光ドラム表面に原稿像を投射し、光が投射された部分の帯電を打ち消すことにより、静電潜像を形成する。つぎに、現像ロール表面に均一にトナーを担持させ、このトナーを上記静電潜像に付着させてトナー像を形成した後、このトナー像を複写紙に転写する。このようにして、複写画像を得ることができる。
【０００３】
上記帯電ロールや現像ロール等の電子写真機器用導電性ロールは、一般に、軸体となる芯金の外周にベース層（基層）が形成され、その外周面に表層が形成された２層構造、もしくはベース層（基層）の外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に表層が形成された３層構造のものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特許第３４４４３９１号公報
【特許文献２】特許第３３４６９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電子写真機器用導電性ロールは、均一なトナーの付着や帯電性の付与が要求されており、電気抵抗の均一性が要求される。しかしながら、従来の導電性ロールは、中間層や表層の組成が不均一であり、電気抵抗のばらつきが大きいという難点がある。
【０００５】
また、上記電子写真機器用導電性ロールは、感光ドラム等の各部材と圧接して使用される。これにより、トナーや各部材とのストレスが大きくなると、トナー融着が発生したり、感光ドラムとの均一な接触が得られず帯電が不均一になったりし、画像に不具合が生じる等のトラブルが発生しやすい。そのため、ロールの低硬度化が要求される。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低硬度かつ電気抵抗が均一で、優れた画像を得ることができる電子写真機器用導電性ロールの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電子写真機器用導電性ロールは、軸体の外周面にベース層が形成され、その外周に、直接または他の層を介して表層が形成されてなる電子写真機器用導電性ロールであって、上記ベース層を除く少なくとも一層が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなるという構成をとる。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【０００８】
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、電子写真機器用導電性ロールのベース層を除く少なくとも一層（例えば、中間層、表層）を、オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物を主成分とし、その硬化剤（熱硬化剤）および重合開始剤（熱によって酸を発生し、その酸がエポキシ化合物のグリシジル環を開環し、硬化触媒として作用するもの）の少なくとも一方を含有するエポキシ組成物の熱硬化体により構成すると、所期の目的が達成できること見いだし、本発明に到達した。すなわち、上記エポキシ組成物は、導電性を有するとともに、液状で比較的低粘度であり、例えば導電剤を添加した場合でも効率よく分散する。そのため、上記エポキシ組成物は、組成の均一化が容易であり、電気抵抗が均一となるとともに、低粘度であるため、加工性にも優れる。しかも、上記組成物中のエポキシ化合物が、柔軟なオキシアルキレン構造を分子中に有するため、導電性ロールが低硬度となる。
【発明の効果】
【０００９】
このように、本発明の電子写真機器用導電性ロールは、ベース層を除く少なくとも一層（例えば、中間層、表層）が、オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物を主成分とし、その硬化剤および重合開始剤の少なくとも一方を含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなるものである。そのため、本発明の電子写真機器用導電性ロールは、低硬度かつ電気抵抗が均一で、優れた画像を得ることができ、耐久試験後においても優れた画像を得ることができる。また、上記エポキシ組成物の熱硬化体からなる層（例えば、中間層や表層）は、ゴム層を低硬度化する際に添加する可塑剤が不要であるため、可塑剤のブリードによる汚染も生じない。
【００１０】
そして、上記エポキシ組成物が、イオン導電剤を含有すると、電気抵抗の調整が良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１２】
本発明の電子写真機器用導電性ロール（以下、「導電性ロール」と略す）としては、例えば、図１に示すように、軸体１の外周面に沿ってベース層２が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されて構成された２層構造のものがあげられる。なお、本発明の導電性ロールは、２層構造のものに限定されず、ベース層１の外周面に、少なくとも一つの中間層を介して、表層３が形成された３層以上の多層構造であっても差し支えない。
【００１３】
本発明においては、上記ベース層２を除く少なくとも一層（例えば、表層３，中間層）が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなるのであって、これが本発明の最大の特徴である。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【００１４】
本発明の導電性ロールに用いる軸体１としては、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あげられる。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しても差し支えない。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。
【００１５】
つぎに、上記軸体１の外周面に形成されるベース層２の形成材料（ベース層用材料）としては、例えば、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、低硬度、低へたりの点で、シリコーンゴムが好ましい。
【００１６】
なお、上記ベース層用材料には、上記シリコーンゴム等に加えて、カーボンブラック等の導電剤等を必要に応じて分散しても差し支えない。
【００１７】
つぎに、上記ベース層２の外周面に形成される表層３の形成材料（表層用材料）について説明する。上記表層３が、先に述べた、エポキシ組成物の熱硬化体からなる場合は、上記表層用材料としては、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物が用いられる。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【００１８】
上記オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物（Ａ成分）としては、例えば、メタンジオールジグリシジルエーテル、１，２−エタンジオールジグリシジルエーテル、１，３−プロパンジオールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，５−ペンタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、１，７−ヘプタンジオールジグリシジルエーテル、１，８−オクタンジオールジグリシジルエーテル、１，９−ノナンジオールジグリシジルエーテル、１，１０−デカンジオールジグリシジルエーテル、１，１１−ウンデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１２−ドデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１３−トリデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１４−テトラデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１５−ペンタデカンジオールジグリシジルエーテル、１，１６−ヘキサデカンジオールジグリシジルエーテル、ポリモノメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリペンタメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヘプタメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリオクタメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリノナメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリウンデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリドデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリトリデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリペンタデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヘプタデカメチレングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、Ｃ12アルキルグリシジルエーテル、４−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２エチルヘキシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールグリシジルエーテル、エチレングリコール−エピクロルヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル、グリセリン−エピクロルヒドリン付加物のポリグリシジルエーテル等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、０℃〜１５０℃の範囲内で液状状態であるエポキシ化合物が、低粘度で加工性等に優れるため、好ましい。
【００１９】
また、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）は、数平均分子量（Ｍｎ）が１３０〜６０００の範囲が好ましく、特に好ましくは４００〜３０００の範囲である。すなわち、Ａ成分の数平均分子量（Ｍｎ）が小さすぎると、ロールの低硬度化が困難となる傾向がみられ、逆にＡ成分の数平均分子量（Ｍｎ）が大きすぎると、常温で高粘度もしくはワックス状態になるため、加工性が悪くなるおそれがあるからである。
【００２０】
つぎに、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）とともに用いられる硬化剤（Ｂ成分）としては、熱硬化剤が好ましく、例えば、アミン類、酸無水物類、多価フェノール類、イミダゾール類、ブレンステッド酸塩類、アミンのＢＦ3 錯体化合物、有機酸ヒドラジッド類、ジシアンジアミド類、ポリカルボン酸類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２１】
上記アミン類としては、例えば、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ｍ−キシリレンジアミン、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラスピロ［５，５］ウンデカン等の脂肪族および脂環族アミン類、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン類、ベンジルジメチルアミン、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノ−ル、１，８−ジアザビシクロ−（５，４，０）−ウンデセン−７、１，５−アザビシクロ−（４，３，０）−ノネン−７等の第三級アミン類、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、メタキシレンジアミン、エチレンジアミンおよびその塩類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２２】
上記酸無水物類としては、例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等の芳香族酸無水物類、無水テトラヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリアルキルテトラヒドロフタル酸等の環状脂肪族酸無水物類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２３】
上記多価フェノ−ル類としては、例えば、カテコ−ル、レゾルシン、ハイドロキノン、ビスフェノ−ルＦ、ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノ−ルＳ、ビフェノ−ル、フェノ−ルノボラック類、クレゾ−ルノボラック類、ビスフェノ−ルＡ等の２価フェノ−ルのノボラック化物類、トリスヒドロキシフェニルメタン類、アラルキルポリフェノ−ル類、ジシクロペンタジエンポリフェノ−ル類等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２４】
上記イミダゾール類としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等があげられる。また、上記ブレンステッド酸塩類としては、例えば、脂肪族スルホニウム塩、芳香族スルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩等があげられる。上記有機酸ヒドラジッド類としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジッド、フタル酸ジヒドラジッド等があげられる。また、上記ポリカルボン酸類としては、例えば、アジピン酸、セバシン酸、テレフタル酸、トリメリット酸、カルボキシル基含有ポリエステル等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２５】
また、上記硬化剤（Ｂ成分）の配合量は、前記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）１００重量部（以下、「部」と略す）に対して１〜２００部の範囲が好ましく、特に好ましくは、２〜１５０部の範囲である。すなわち、Ｂ成分の配合量が少なすぎると、各層の熱硬化が充分になされないおそれがあり、逆にＢ成分の配合量が多すぎると、Ｂ成分の未反応分がブリードするおそれがあるからである。
【００２６】
つぎに、前記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）とともに用いられる重合開始剤（Ｃ成分）としては、熱によって酸を発生し、その酸が前記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）のグリシジル環を開環し、硬化触媒として作用するものが好ましく、例えば、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、カチオン重合開始剤等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２７】
上記カチオン重合開始剤としては、例えば、六フッ化リン化合物、六フッ化アンチモン化合物、三フッ化ホウ素エーテル錯化合物、三フッ化ホウ素のようなカチオン系またはプロトン酸触媒等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
【００２８】
また、上記重合開始剤（Ｃ成分）の配合量は、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）１００部に対して０．０１〜２０部の範囲が好ましく、特に好ましくは０．１〜１０部の範囲である。すなわち、Ｃ成分の配合量が少なすぎると、各層の熱硬化が充分になされないおそれがあり、逆にＣ成分の配合量が多すぎると、Ｃ成分の未反応分がブリードするおそれがあるからである。
【００２９】
なお、上記エポキシ組成物には、前記Ａ〜Ｃ成分とともに、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、イオン導電剤（第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等）等の導電剤を、必要に応じて適宜に添加しても差し支えない。これら導電剤のなかでも、電気抵抗の均一化の点で、イオン導電剤が好ましい。また、上記エポキシ組成物には、第三級アミン類（ベンジルジメチルアミン等）等の硬化促進剤、充填剤、着色剤等を、必要に応じて適宜に添加しても差し支えない。
【００３０】
上記イオン導電剤の配合量は、上記特定のエポキシ化合物（Ａ成分）１００部に対して０．０１〜１０部の範囲が好ましく、特に好ましくは０．１〜５部の範囲である。
【００３１】
上記エポキシ組成物は、前記Ａ〜Ｃ成分とともに、イオン導電剤等を必要に応じて適宜に配合し、これら各成分を、攪拌羽根を有する攪拌機等により混合することにより調製することができる。
【００３２】
本発明の導電性ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。
【００３３】
すなわち、まず、前記シリコーンゴム等に加えて、カーボンブラック等の導電剤等を必要に応じて分散することにより、ベース層用材料を調製する。また、上記Ａ〜Ｃ成分とともに、イオン導電剤等を必要に応じて適宜に配合し、これら各成分を、攪拌羽根を有する攪拌機等により混合することにより、表層用材料（エポキシ組成物）を調製する。
【００３４】
つぎに、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体１をセットし、上記円筒状金型と軸体１との空隙部に、上記ベース層用材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱（５０〜１８０℃×１〜３００分）して、ベース層用材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体１の外周面にベース層２が形成されてなるベースロールを得る。なお、必要に応じて、ベース層２の外周面に、コロナ放電等による表面処理を施しても差し支えない。つぎに、上記ベース層２の外周面に、上記表層用材料（コーティング液）を塗工する。この塗工法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等があげられる。そして、上記塗工後、乾燥および加熱（１２０〜２００℃で２０〜９０分）を行う。これにより、軸体１の外周面に沿ってベース層２が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されてなる２層構造の導電性ロール（図１参照）を製造することができる。
【００３５】
なお、本発明の導電性ロールは、前記図１に示した２層構造のものに限定されるものでなく、例えば、ベース層２と表層３との間に、１層もしくは２層以上の中間層を介在させても差し支えない。ただし、本発明においては、ベース層２を除く少なくとも一層（例えば、表層３、中間層）が、前記Ａ成分と、Ｂ成分およびＣ成分の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなることが必要である。
【００３６】
つぎに、上記ベース層２と表層３との間に、中間層が形成されてなる３層構造であって、上記中間層のみが、前記エポキシ組成物の熱硬化体からなる、本発明の導電性ロールについて説明する。
【００３７】
上記ベース層用材料としては、前述と同様のものが用いられる。また、上記中間層を形成する中間層用材料としては、前記表層用材料と同様のエポキシ組成物を用いることができる。
【００３８】
上記表層用材料としては、例えば、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。また、導電性付与のため、必要により、カーボンブラック、金属酸化物、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩等の導電剤等を適宜に添加してもよい。また、上記表層用材料は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等の有機溶剤に溶解等させ、コーティング液として使用することが好ましい。
【００３９】
ここで、上記ベース層２と表層３との間に、中間層が形成されてなる３層構造であって、上記中間層のみが、前記エポキシ組成物の熱硬化体からなる、本発明の導電性ロールの製法について説明する。
【００４０】
すなわち、前述と同様にして、ベース層用材料を調製する。また、前記Ａ〜Ｃ成分等の各成分を、攪拌羽根を有する攪拌機等により混合することにより、中間層用材料（エポキシ組成物）を調製する。さらに、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド系樹脂と、導電剤とを、有機溶剤に溶解し、攪拌羽根を有する攪拌機によって攪拌することにより、表層用材料（コーティング液）を調製する。
【００４１】
つぎに、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体１をセットし、上記円筒状金型と軸体１との空隙部に、上記ベース層用材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱（５０〜１８０℃×１〜３００分）して、ベース層用材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体１の外周面にベース層２が形成されてなるベースロールを得る。なお、必要に応じて、ベース層２の外周面に、コロナ放電等による表面処理を施しても差し支えない。つぎに、上記ベース層２の表面に、上記中間層用材料（エポキシ組成物）をロールコート法等により塗工し、乾燥および加熱硬化（１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、中間層を形成する。つぎに、上記表層用材料（コーティング液）中に、上記ロールを浸漬して引き上げた後（ディッピング法）、オーブン加熱硬化を行うことにより、表層を形成する。このようにして、ベース層２の外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に表層３が形成されてなる、３層構造の導電性ロールを作製することができる。
【００４２】
本発明の導電性ロールにおいて、上記ベース層２の厚みは、通常、０．５〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは１〜６ｍｍの範囲である。また、上記中間層の厚みは、１０〜１０００μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは２０〜８００μｍの範囲である。また、上記表層３の厚みは、３〜１００μｍの範囲が好ましく、特に好ましくは５〜５０μｍの範囲である。
【００４３】
本発明の導電性ロールの硬度（ＭＤ−１硬度）は、１５〜５５の範囲が好ましく、特に好ましくは１５〜５０の範囲である。なお、上記硬度（ＭＤ−１硬度）は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準ずる硬度であり、例えば、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１型（高分子計器社製）を用いて測定することができる。
【００４４】
また、本発明の導電性ロールは、ロール抵抗が１０8 Ω・ｃｍ以下となるよう設定することが好ましい。上記ロール抵抗は、例えば、導電性ロールを金属ドラムに押し付け、その状態で、金属ドラムを回転させながら、電流を連続印加させて測定することができる。
【００４５】
本発明の導電性ロールは、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器の帯電ロールや現像ロール等として用いられる。
【実施例】
【００４６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００４７】
まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す材料を準備した。
【００４８】
〔エポキシ化合物Ａ（Ａ成分）〕
ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル（数平均分子量：９５０）（四日市合成社製、エポゴーセーＰＴ）
〔エポキシ化合物Ｂ（Ａ成分）〕
ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル（数平均分子量：７１８）（ナガセケムテックス社製、ＥＸ−９３１）
〔エポキシ化合物Ｃ（Ａ成分）〕
１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（数平均分子量：２３０）（ナガセケムテックス社製、デナコール−ＥＸ−２１２）
【００４９】
〔エポキシ化合物ａ〕
ビスフェノールＡ型エポキシ化合物（ＤＩＣ社製、エピクロン８４０）
〔エポキシ化合物ｂ〕
ポリブチレンジグリシジルエーテル（ダイセル化学工業社製、エポリードＰＢ３６００）
【００５０】
〔重合開始剤（Ｃ成分）〕
芳香族スルホニウム塩（三新化学社製、サンエイドＳＩ６０Ｌ）
【００５１】
〔硬化剤Ａ（アミン系硬化剤）（Ｂ成分）〕
エチレンジアミン〔和光純薬工業社製、エチレンジアミン（試薬）〕
〔硬化剤Ｂ（酸無水物）（Ｂ成分）〕
３or４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（日立化成工業社製、ＨＮ−５５００）
【００５２】
〔イオン導電剤（第四級アンモニウム塩）
テトラブチルアンモニウムクロライド（東京化成工業社製、テトラブチルアンモニウムクロリド）
【００５３】
つぎに、上記各材料を用いて、以下のようにしてエポキシ組成物を調製した。
【００５４】
〔エポキシ組成物Ａ〜Ｊ，ａ〜ｈの調製〕
下記の表１および表２に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これらを攪拌羽根を有する攪拌機により混合して、エポキシ組成物を調製した。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
つぎに、上記エポキシ組成物を用いて、導電性ロールを作製した。
【００５８】
〔実施例１〕
（ベース層用材料の調製）
シリコーンゴム（信越化学工業社製、Ｘ３４−２７０Ａ／Ｂ）１００部に、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デンカブラックＨＳ１００）１０部を分散させて、ベース層用材料を調製した。
【００５９】
（表層用材料の準備）
先に調製したエポキシ組成物Ａ（表１参照）を用いた。
【００６０】
（導電性ロールの作製）
軸体である芯金（直径６ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットしたロール成形用金型内に、上記ベース層用材料を注型し、１５０℃×４５分のオーブン加熱硬化を行い、ベース層を形成した。その後、ベースロールを脱型し、その表面上に、コロナ放電（０．３ｋＷ×２０秒間）による表面処理を施した。その後、この表面処理面上に、上記表層用材料をロールコート法により塗工し、これを１２０℃×６０分のオーブン加熱硬化を行い、表層を形成した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、２層構造の導電性ロールを作製した。
【００６１】
〔実施例２〜５、比較例１〜４〕
実施例１の表層用材料であるエポキシ組成物Ａに代えて、下記の表３に示す各エポキシ組成物を用いる以外は、実施例１と同様にして、導電性ロールを作製した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、２層構造の導電性ロールを得た。
【００６２】
【表３】
【００６３】
〔実施例６〕
（ベース層用材料の調製）
実施例１のベース層用材料と同様にして、ベース層用材料を調製した。
【００６４】
（中間層用材料の準備）
先に調製したエポキシ組成物Ｆ（表２参照）を用いた。
【００６５】
（表層用材料の調製）
Ｎ−メトキシメチル化ナイロン１００部と、導電性酸化スズ６０部と、クエン酸１部とを、メタノール／トルエン混合溶液〔メタノール：トルエン＝７：３（重量比）〕５００部に溶解し、攪拌羽根を有する攪拌機によって攪拌することにより、表層用材料（コーティング液）を調製した。
【００６６】
（導電性ロールの作製）
実施例１と同様にして、軸体の外周面にベース層が形成されてなるベースロールを得た。つぎに、その表面上に、コロナ放電（０．３ｋＷ×２０秒間）による表面処理を施した。その後、この表面処理面上に、上記中間層用材料をロールコート法により塗工し、これを１２０℃×６０分のオーブン加熱硬化を行い、電気抵抗調整層となる中間層を形成した。つぎに、上記表層用材料（コーティング液）中に、上記ロールを浸漬して引き上げた後（ディッピング法）、１８５℃×６０分のオーブン加熱硬化を行い、表層を形成した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に中間層（厚み０．５ｍｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、３層構造の導電性ロールを作製した。
【００６７】
〔実施例７〜１０、比較例５〜８〕
実施例６の中間層用材料であるエポキシ組成物Ｆに代えて、下記の表４に示す各エポキシ組成物を用いる以外は、実施例６と同様にして、導電性ロールを作製した。このようにして、ベース層（厚み２ｍｍ）の外周面に中間層（厚み０．５ｍｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる、３層構造の導電性ロールを得た。
【００６８】
【表４】
【００６９】
このようにして得られた実施例および比較例の導電性ロールについて、下記の基準に従って、各特性の評価を行った。これらの結果を、上記表３および表４に併せて示した。
【００７０】
〔硬度（ＭＤ−１硬度）〕
各導電性ロールのロール表面の硬度を測定した。硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準ずる硬度（ＭＤ−１硬度）を、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１型（高分子計器社製）を用いて測定した。
【００７１】
〔ロール抵抗〕
各導電性ロールを、金属ドラムに押し付け（ロールの片端に対し４．９Ｎの荷重となるよう、ロール両端に荷重をかけて押し付け）、その状態で、金属ドラムを３０ｒｐｍで回転させながら（導電性ロールは連れ回りする）、ＤＣ２００μＡの定電流を連続印加させたときのロール抵抗（Ω・ｃｍ）を測定した。なお、この値が１０8 Ω・ｃｍ未満であれば、導電性に優れていることを示す。
【００７２】
〔帯電ロールへたり評価〕
各導電性ロールを、片端５００ｇ加重にて、直径３０ｍｍの金属棒に押し付け、４０℃×９５％ＲＨ環境に１週間放置した。その後、この導電性ロールを、プリンター（リコー社製、ＣＸ３０００）に帯電ロールとして組み込み、画だしを行った。へたり評価は、圧接癖が画像に発生しないものを○、わずかに発生するものを△、はっきりと発生するものを×とした。
【００７３】
〔帯電ロール画像評価〕
各導電性ロールを、帯電ロールとしてプリンター（富士ゼロックス社製、DocuPrint C1616 ）にセットし、文字チャートの画出しを１万（１０Ｋ）枚行った。評価は、初期および耐久試験後（上記１万枚後）の画像を目視で確認し、画像にむらの無いものを○、むらがわずかに見られるものを△、むらが多いものを×とした。
【００７４】
〔現像ロール画像評価〕
各導電性ロールを、現像ロールとしてプリンター（キャノン社製、ＬＢＰ−２５１０）にセットし、３２．５℃×８０％の環境下、印字率５％で、文字チャートの画出しを１万（１０Ｋ）枚行った。評価は、耐久試験後（上記１万枚後）の画像にかぶりが見られないものを○、かぶりがわずかに見られるものを△、かぶりが顕著に見られるものを×とした。
【００７５】
上記表３および表４の結果より、実施例品は、低硬度、低抵抗で、帯電ロールへたり評価、帯電ロール画像評価、現像ロール画像評価がいずれも優れていた。なお、前記表１に示したエポキシ組成物Ｂ〜Ｅにおいて、硬化剤の配合量を１部および２００部に変更したエポキシ組成物を用いた場合においても、エポキシ組成物Ｂ〜Ｅを用いた実施品と同様の優れた効果が得られた。同様に、前記表１に示したエポキシ組成物Ａにおいて、重合開始剤の配合量を０．０１部および２０部に変更したエポキシ組成物を用いた場合においても、エポキシ組成物Ａを用いた実施品と同様の優れた効果が得られた。
【００７６】
これに対し、比較例品は、オキシアルキレン構造を有しないエポキシ化合物を主成分とするエポキシ組成物を用いているため、高硬度、高抵抗で、帯電ロールへたり評価、帯電ロール画像評価、現像ロール画像評価がいずれも劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の導電性ロールは、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真機器の帯電ロールや現像ロール等として用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の導電性ロールの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 軸体
２ ベース層
３ 表層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周面にベース層が形成され、その外周に、直接または他の層を介して表層が形成されてなる電子写真機器用導電性ロールであって、上記ベース層を除く少なくとも一層が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなることを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【請求項２】
軸体の外周面にベース層が形成され、その外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に表層が形成され、上記中間層および表層の少なくとも一方が、上記エポキシ組成物の熱硬化体からなる請求項１記載の電子写真機器用導電性ロール。
【請求項３】
上記エポキシ組成物が、イオン導電剤を含有する請求項１または２記載の電子写真機器用導電性ロール。
【請求項１】
軸体の外周面にベース層が形成され、その外周に、直接または他の層を介して表層が形成されてなる電子写真機器用導電性ロールであって、上記ベース層を除く少なくとも一層が、下記の（Ａ）と、（Ｂ）および（Ｃ）の少なくとも一方とを含有するエポキシ組成物の熱硬化体からなることを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。
（Ａ）オキシアルキレン構造を有するエポキシ化合物。
（Ｂ）硬化剤。
（Ｃ）重合開始剤。
【請求項２】
軸体の外周面にベース層が形成され、その外周面に中間層が形成され、さらにその外周面に表層が形成され、上記中間層および表層の少なくとも一方が、上記エポキシ組成物の熱硬化体からなる請求項１記載の電子写真機器用導電性ロール。
【請求項３】
上記エポキシ組成物が、イオン導電剤を含有する請求項１または２記載の電子写真機器用導電性ロール。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−６６３０６（Ｐ２０１０−６６３０６Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２９９５３（Ｐ２００８−２２９９５３）
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月８日（２００８．９．８）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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