(57)【要約】  【課題】抵抗値の面内バラツキが小さく、電圧依存性が小さく、転写ロールとしての使用電圧域において環境依存性が小さく、材料のブリードアウトがなく、成形性およびリサイクル性に優れる半導電材料の提供。  【解決手段】分子構造中に親水性セグメントを有し、２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率が０．４０〜２．５質量％である熱可塑性ポリマーを含有する熱可塑性ポリマー組成物からなる連続相と、前記連続相中に分散した、導電性を有するゴム組成物からなる分散相とからなる熱可塑性半導電材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子構造中に親水性セグメントを有し、２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率が０．４０〜２．５質量％である熱可塑性ポリマーを含有する熱可塑性ポリマー組成物からなる連続相と、
前記連続相中に分散した、導電性を有するゴム組成物からなる分散相と
からなる熱可塑性半導電材料。
【請求項２】
前記親水性セグメントが、エーテル結合、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アミド結合、カルボニル基およびスルホ基からなる群から選ばれる少なくとも１種の構造を有する、請求項１に記載の熱可塑性半導電材料。
【請求項３】
前記熱可塑性ポリマーが、前記親水性セグメントからなるソフトセグメントと、ポリエステル、ウレタン構造およびポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１種からなるハードセグメントとを含有する熱可塑性エラストマーである、請求項１または２に記載の熱可塑性半導電材料。
【請求項４】
前記ゴム組成物が電子導電剤を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性半導電材料。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の熱可塑性半導電材料を用いた半導電ロール。
【請求項６】
請求項５に記載の半導電ロールを用いた画像形成装置。
【請求項７】
静電潜像を形成する像担持体の表面を帯電させる帯電ロールを有し、前記帯電ロールが請求項５に記載の半導電ロールにより構成されている、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体の表面に形成された静電潜像のトナー像を中間転写体の表面に転写する転写ロールを有し、前記転写ロールが請求項５に記載の半導電ロールにより構成されている、請求項６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する転写用ロールを有し、前記転写用ロールが請求項５に記載の半導電ロールにより構成されている、請求項６〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
静電潜像を形成する複数の像担持体の表面をそれぞれ帯電させる複数の帯電ロールを有し、前記複数の帯電ロールがそれぞれ請求項５に記載の半導電ロールにより構成されている、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記複数の像担持体の表面に形成された静電潜像のトナー像をそれぞれ記録媒体に転写させる複数の転写ロールを有し、前記複数の転写ロールがそれぞれ請求項５に記載の半導電ロールにより構成されている、請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置の半導電性部材に好適に用いられる半導電材料に関する。また、本発明は、前記半導電材料を用いた半導電ロールおよび画像形成装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
転写ロール等の半導電性部材に用いられる半導電材料は、主に二つの材料系に分類される。一つは、イオン導電剤を用いたイオン導電系材料であり、もう一つは、電子導電剤を用いた電子導電系材料である。これらはそれぞれ以下のような長所および短所を有する。
まず、イオン導電系材料の長所としては、抵抗値の面内バラツキが小さいこと、印加電圧の違いによる抵抗変化（電圧依存性）が小さいことが挙げられる。イオン導電系材料の短所としては、温度、湿度等の環境の変化による抵抗値の変動（環境依存性）が大きいこと、イオン導電剤のブリードアウトが生じることが挙げられる。
一方、電子導電系材料の長所としては、環境依存性が小さいこと、電子導電剤のブリードアウトがないことが挙げられる。電子導電系材料の短所としては、抵抗値の面内バラツキが大きいこと、電圧依存性が大きいことが挙げられる。
【０００３】
従来、上述した各材料の長所および短所を考慮して、種々の半導電材料が提案されている。
例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂をマトリックスとし少なくとも一部が導電性を有するとともに少なくとも一部が架橋されたゴム粒子をドメインとする熱可塑性エラストマー組成物で形成されてなる部分を有することを特徴とする半導電性部材が記載されている。
また、特許文献２には、イオン導電性ゴム材料からなるポリマー連続相と、電子導電性ゴム材料からなるポリマー粒子相とを含んでなる海島構造のゴム組成物が記載されている。
また、特許文献３には、熱可塑性樹脂と、ゴム状弾性体又はその組成物と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のカチオンとイオン解離可能なアニオンとによって構成される金属塩とを含む熱可塑性樹脂組成物が記載されている。
また、特許文献４には、軸体の外周面に少なくとも一つの層が形成された導電性ロールであって、上記導電性ロールの表層が、分子構造中にイオン性セグメントを有するウレタンプレポリマー、電解質およびアクリル系シリコーン変性ポリマーを含有する樹脂組成物を用いて形成されている導電性ロールが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５４０２２号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５１号公報
【特許文献３】特開２００３−２０４１１号公報
【特許文献４】特開２００１−７４０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１に記載されている半導電性部材は、抵抗値の面内バラツキに向上の余地があった。
また、特許文献２に記載されているゴム組成物は、成形性およびリサイクル性に問題があった。また、ゴム材料同士をブレンドするため、分散の固定化を行うためには連続相の架橋を行うことが必須であり、冷却固化により樹脂を連続相に用いる場合と比べて、固定化速度が遅く、ゴム粒子の凝集、合体等を引き起こしやすいという問題も有していた。更に、ゴム材料は、一般に、樹脂に比べて使用温度域における体積膨張率が大きいため、ゴム材料を連続相に使用すると、温度変化に伴い体積変化を起こし、分散したゴム粒子の粒子間距離が変化して、電気抵抗が不安定となるという問題も有していた。
また、特許文献３に記載されている熱可塑性樹脂組成物は、イオン導電剤を主な導電物質としているため、湿度、温度等の環境の変化に影響を受けやすいという問題を有していた。
【０００６】
また、特許文献４に記載されている導電性ロールは、イオン導電系材料であるが、樹脂中に直接電子導電剤を分散させると、導電性の付与が電子導電剤の分散した粒子の連結構造の形成によるため、連続構造の形成とともに急激な抵抗変化が起こるので、その制御が極めて困難であるという問題を有していた。また、分散粒子の連結構造を形成する前の安定領域（高抵抗領域）では、イオン導電剤が主な導電媒体となるため、湿度、温度等の環境の変化に影響を受けやすいという問題を有していた。更に、導電経路が完全に形成された安定領域（低抵抗領域）では、半導電ロール等に必要な抵抗域から外れてしまうという問題を有していた。
【０００７】
したがって、本発明は、抵抗値の面内バラツキが小さく、電圧依存性が小さく、転写ロールとしての使用電圧域において環境依存性が小さく、材料のブリードアウトがなく、成形性およびリサイクル性に優れる半導電材料、ならびに、それを用いた半導電ロールおよび画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、連続相に分子構造中に親水性セグメントを有し、平衡吸湿率が特定の範囲にある熱可塑性ポリマーを用い、前記連続相中に分散した分散相に導電性を有するゴムを用いることによって、抵抗値の面内バラツキが小さく、電圧依存性が小さく、転写ロールとしての使用電圧域において環境依存性が小さく、材料のブリードアウトがなく、成形性およびリサイクル性に優れる半導電材料が得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明は、以下の（１）〜（１１）を提供する。
【００１０】
（１）分子構造中に親水性セグメントを有し、２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率が０．４０〜２．５質量％である熱可塑性ポリマーを含有する熱可塑性ポリマー組成物からなる連続相と、
前記連続相中に分散した、導電性を有するゴム組成物からなる分散相と
からなる熱可塑性半導電材料。
【００１１】
（２）前記親水性セグメントが、エーテル結合、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アミド結合、カルボニル基およびスルホ基からなる群から選ばれる少なくとも１種の構造を有する、上記（１）に記載の熱可塑性半導電材料。
【００１２】
（３）前記熱可塑性ポリマーが、前記親水性セグメントからなるソフトセグメントと、ポリエステル、ウレタン構造およびポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１種からなるハードセグメントとを含有する熱可塑性エラストマーである、上記（１）または（２）に記載の熱可塑性半導電材料。
【００１３】
（４）前記ゴム組成物が電子導電剤を含有する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の熱可塑性半導電材料。
【００１４】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の熱可塑性半導電材料を用いた半導電ロール。
【００１５】
（６）上記（５）に記載の半導電ロールを用いた画像形成装置。
【００１６】
（７）静電潜像を形成する像担持体の表面を帯電させる帯電ロールを有し、前記帯電ロールが上記（５）に記載の半導電ロールにより構成されている、上記（６）に記載の画像形成装置。
【００１７】
（８）像担持体の表面に形成された静電潜像のトナー像を中間転写体の表面に転写する転写ロールを有し、前記転写ロールが上記（５）に記載の半導電ロールにより構成されている、上記（６）または（７）に記載の画像形成装置。
【００１８】
（９）中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する転写用ロールを有し、前記転写用ロールが上記（５）に記載の半導電ロールにより構成されている、上記（６）〜（８）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１９】
（１０）静電潜像を形成する複数の像担持体の表面をそれぞれ帯電させる複数の帯電ロールを有し、前記複数の帯電ロールがそれぞれ上記（５）に記載の半導電ロールにより構成されている、上記（６）に記載の画像形成装置。
【００２０】
（１１）前記複数の像担持体の表面に形成された静電潜像のトナー像をそれぞれ記録媒体に転写させる複数の転写ロールを有し、前記複数の転写ロールがそれぞれ上記（５）に記載の半導電ロールにより構成されている、上記（１０）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の熱可塑性半導電材料およびそれを用いた半導電ロールは、抵抗値の面内バラツキが小さく、電圧依存性が小さく、転写ロールとしての使用電圧域において環境依存性が小さく、材料のブリードアウトがなく、成形性およびリサイクル性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の熱可塑性半導電材料は、分子構造中に親水性セグメントを有し、２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率が０．４０〜２．５質量％である熱可塑性ポリマーを含有する熱可塑性ポリマー組成物からなる連続相と、前記連続相中に分散した、導電性を有するゴム組成物からなる分散相とからなる。
【００２３】
本発明の熱可塑性半導電材料は、このように連続相に用いられる熱可塑性ポリマーが、分子構造中に親水性セグメントを有し、かつ、特定の平衡吸湿率を有するため、使用時に空気中の水分を吸収して、導電性が高くなる。その結果、連続相と、導電性を有する分散相との導電性の差が小さくなり、均一で安定した抵抗特性が得られる。
また、本発明の熱可塑性半導電材料においては、分散相が主な導電経路となるため、環境依存性が小さい。特に、通常、転写ロールに用いられる５００〜１０００Ｖの電圧域において、環境依存性が小さい。
【００２４】
本発明の熱可塑性半導電材料の連続相に用いられる熱可塑性ポリマーは、分子構造中に親水性セグメントを有する。
親水性セグメントは、特に限定されず、例えば、エーテル結合、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、アミド結合、カルボニル基およびスルホ基からなる群から選ばれる少なくとも１種の構造を有するセグメントが挙げられる。
分子構造中に上述したような親水性セグメントを有する熱可塑性ポリマーとしては、例えば、親水性セグメントを有する熱可塑性エラストマー、親水性セグメントを有する熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２５】
親水性セグメントを有する熱可塑性エラストマーとしては、上記親水性セグメントからなるソフトセグメントと、ポリエステル、ウレタン構造およびポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１種からなるハードセグメントとを含有する熱可塑性エラストマーが挙げられる。
具体的には、例えば、ソフトセグメントが脂肪族ポリエーテルであり、ハードセグメントが芳香族ポリエステルである、ポリエステル系熱可塑性エラストマー；ソフトセグメントがポリエーテルポリオールであり、ハードセグメントがジイソシアネートである、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー；ソフトセグメントがポリエーテルであり、ハードセグメントがポリアミドである、ポリアミド系熱可塑性エラストマーが挙げられる。
中でも、ポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましい。ポリウレタン系熱可塑性エラストマーは、ウレタン結合の耐熱性が低く、動的加硫時に熱分解を起こしやすいため、分散不良を招くことがある。これにより、抵抗バラツキが悪化したり、外観不良が起こったりすることがある。また、ポリアミド系熱可塑性エラストマーは、クリープ特性に劣り、長期使用に対する形状変化が問題となることがある。これに対し、ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、耐熱性が高く、動的加硫に好適である。また、クリープ特性に優れ、長期使用に耐える形状保持能力を有する。
【００２６】
親水性セグメントを有する熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアミド系樹脂が挙げられる。
【００２７】
本発明の熱可塑性半導電材料の連続相に用いられる熱可塑性ポリマーは、２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率が０．４０〜２．５質量％、好ましくは０．４０〜０．８０質量％である。上記範囲であると、抵抗値の面内バラツキが小さくなり、かつ、環境依存性が小さくなる。
【００２８】
親水性セグメントを有する熱可塑性ポリマーは、１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２９】
本発明の熱可塑性半導電材料の連続相は、上述した熱可塑性ポリマーを含有する熱可塑性ポリマー組成物からなる。熱可塑性ポリマー組成物は、上述した熱可塑性ポリマー以外に、可塑剤、相溶化剤、加硫（架橋）促進剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤（例えば、顔料、染料）、加工助剤等の各種添加剤を含有することができる。
添加剤としては、従来、熱可塑性エラストマー組成物、熱可塑性樹脂組成物等に用いられている添加剤の１種以上を用いることができる。
【００３０】
熱可塑性ポリマー組成物は、イオン導電系材料や電子導電系材料を含有する必要はない。熱可塑性ポリマー組成物が含有する熱可塑性ポリマーが、親水性セグメントを有するため、使用時には空気中の水分により導電性が付与されるからである。
【００３１】
本発明の熱可塑性半導電材料の分散相に用いられるゴムは、特に限定されず、従来公知の各種ゴムを用いることができる。
例えば、ジエン系ゴムおよびその水素添加物（例えば、ＮＲ、ＩＲ、水素添加ＮＢＲ、水素添加ＳＢＲ）、オレフィン系ゴム（例えば、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、マレイン酸変性エチレン−プロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ＩＩＲ、イソブチレンと芳香族ビニルまたはジエン系モノマーとの共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）アイオノマー、含ハロゲンゴム（例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ、イソブチレン−パラメチルスチレン共重合体の臭素化物（ＢＩＭＳ）、ＣＲ、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ））、シリコーンゴム（例えば、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム）、含イオンゴム（例えば、ポリスフィドゴム）、フッ素ゴム（例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）、熱可塑性エラストマー（例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）が挙げられる。
ゴムは、１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
本発明の熱可塑性半導電材料の分散相に用いられるゴム組成物は、導電性を有する。導電性は、ゴム組成物が電子導電剤を含有することにより得られるのが好ましい。
【００３３】
電子導電剤は、特に限定されず、従来公知の電子導電剤を用いることができるが、金属系フィラー、カーボン系フィラーが好適に挙げられる。
金属系フィラーとしては、例えば、Ａｇ粉、Ｎｉ粉、Ｃｕ粉、ＡｇメッキＣｕ粉等の金属粉；黄銅繊維、Ａｌ繊維、Ｃｕ繊維、ステンレス繊維等の金属繊維；金属フレークが挙げられる。
カーボン系フィラーとしては、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック；黒鉛；カーボン繊維が挙げられる。中でも、カーボンブラックが好ましい。
【００３４】
カーボンブラックとしては、最も一般的な導電性カーボンブラックであるケッチェンブラックと、吸油量０．５ｍＬ／ｇ以上の高ストラクチャ−のカーボンブラックとを併用するのが好ましい。
ケッチェンブラックは、極めて嵩高いため、ゴム組成物中に多量に含ませることが困難である。そこで、ケッチェンブラック粒子間に、高ストラクチャ−のカーボンブラックで導電回路を作ることにより、比較的少量のカーボンブラックで、ゴム組成物が安定した導電性を示すようにすることができる。
この場合、ケッチェンブラックと吸油量０．５ｍＬ／ｇ以上のカーボンブラックとの割合は、体積比で、２０／８０〜９０／１０であるのが好ましい。
【００３５】
ケッチェンブラックとしては、市販品を用いることができる。例えば、ライオンアグゾ社のケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラックＥＣ−６００、ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤが好適に挙げられる。
吸油量０．５ｍＬ／ｇ以上のカーボンブラックとしては、一般的なＳＡＦ、ＨＡＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ等が挙げられる。
【００３６】
電子導電剤の含有量は、ゴム組成物全体に対して、５〜９０体積％であるのが好ましい。
【００３７】
ゴム組成物の構造としては、内側と外側の２層構造のゴム粒子において、外側における電子導電剤の量を内側より多くするのが好ましい。電子導電剤が、ゴム組成物と熱可塑性ポリマー組成物との界面または界面付近に存在する方が、導電性が高くなるからである。
そのような構造は、ゴム粒子の外側の極性を内側の極性よりも高くすることにより実現することができる。電子導電剤は、極性の低いゴムよりは極性の高いゴムに取り込まれやすいからである。具体的には、ＣＲ、ＮＢＲ、ヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム等の比較的極性の高いゴムをゴム粒子の外側に、ＩＩＲ、ＥＰＲ、シリコーンゴム、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＩＲ等の非極性のゴムをゴム粒子の内側に用いる方法が挙げられる。
【００３８】
極性の低いゴムが内側であり、極性の高いゴムが外側である構造のゴム粒子は、極性の低いゴム（１）と極性の高いゴム（２）の体積分率の比（φ1／φ2）と混練時の粘度の比（η2／η1）とが下記式を満たすようにすることにより、得ることができる。
【００３９】
（φ1／φ2）×（η2／η1）＜１
【００４０】
φ1：ゴム（１）の体積分率
φ2：ゴム（２）の体積分率
η1：ゴム（１）の混練時の粘度
η2：ゴム（２）の混練時の粘度
【００４１】
ゴム組成物の粒子径は、本発明の熱可塑性半導電材料の製造時において、熱可塑性ポリマーとゴムとの相溶性、混練温度、せん断速度等を選択することにより、制御することができる。
【００４２】
ゴム組成物は、少なくとも一部が架橋されている。架橋剤の種類、架橋温度、架橋時間等の動的な架橋条件等は、ゴム組成物の組成に応じて適宜決定すればよく、特に限定はない。
【００４３】
ゴム組成物は、上述したゴムおよび電子導電剤のほかに、加硫（架橋）剤、加硫（架橋）促進剤、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤（例えば、顔料、染料）等の各種添加剤を含有することができる。
添加剤としては、従来、ゴム組成物に用いられている添加剤の１種以上を用いることができる。
【００４４】
架橋剤としては、例えば、イオン系架橋剤、有機過酸化物系架橋剤、フェノール樹脂系架橋剤が挙げられる。
イオン系架橋剤としては、例えば、粉末イオウ、沈降製イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイドが挙げられる。イオン系架橋剤の含有量は、ゴム１００質量部に対して、０．５〜４質量部であるのが好ましい。
有機過酸化物系架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパ−オキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジ（パーオキシベンゾエート）が挙げられる。有機過酸化物系架橋剤の含有量は、ゴム１００質量部に対して、１〜１５質量部であるのが好ましい。
フェノール樹脂系架橋剤としては、例えば、アルキルフェノール樹脂の臭素化物、塩化スズ、クロロプレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂とを含有する混合架橋系が挙げられる。フェノール樹脂系架橋剤の含有量は、ゴム１００質量部に対して、１〜２０質量部であるのが好ましい。
【００４５】
その他の架橋剤としては、例えば、亜鉛華（ゴム１００質量部に対して（以下同じ。）、５質量部程度）、酸化マグネシウム（４質量部程度）、リサージ（１０〜２０質量部程度）、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ジベンゾイルキノンジオキシム、テトラクロロ−ｐ−ベンゾキノン、ポリ−ｐ−ジニトロソベンゼン（２〜１０質量部程度）、メチレンジアニリン（０．２〜１０質量部程度）が挙げられる。
【００４６】
本発明の熱可塑性半導電材料は、その製造方法を特に限定されないが、いわゆる動的架橋によるのが好ましい。動的架橋は以下のようにして行う。
まず、あらかじめ熱可塑性ポリマー組成物と未加硫のゴム組成物とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相（マトリックス相）を形成する熱可塑性ポリマー組成物中にゴム組成物を分散相（ドメイン）として分散させる。
つぎに、混練下で加硫剤を添加し、ゴム組成物を動的に加硫させる。また、熱可塑性ポリマー組成物中またはゴム組成物中の各種添加剤は、上記混練中に添加してもよいが、混練の前にあらかじめ混合しておくことが好ましい。この際、加硫剤もあらかじめゴム組成物中に混合しておき、熱可塑性ポリマー組成物とゴム組成物との混練中に、加硫を同時に行うこともできる。
特に、電子導電剤は、熱可塑性ポリマーとゴムの導電性（極性）の差に応じて、あらかじめゴム組成物に含有させておくか、混練中に添加するかを決定すればよい。即ち、熱可塑性ポリマーとゴムとの極性差が小さい場合には、あらかじめゴム組成物に含有させておくのが好ましい。また、熱可塑性ポリマーに比べてゴムの極性が大きい場合には、混練中に添加することにより、より効果的に電子導電剤をゴム組成物と熱可塑性ポリマー組成物との界面に存在させることができる。
【００４７】
熱可塑性ポリマー組成物とゴム組成物の混練に使用する混練機は、特に限定されず、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等を用いることができる。中でも、熱可塑性ポリマー組成物とゴム組成物の混練およびゴム組成物の動的加硫には、２軸混練押出機を使用するのが好ましい。また、２種以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。
溶融混練の条件として、温度は熱可塑性ポリマーが溶融する温度以上であればよい。また、混練時のせん断速度は５００〜７５００ｓｅｃ-1であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒〜１０分であるのが好ましく、また、添加後の加硫時間は１５秒〜５分であるのが好ましい。
ゴム組成物と熱可塑性ポリマー組成物の割合は、熱可塑性ポリマー組成物／ゴム組成物＝１０／９０〜９０／１０であるのが好ましく、３０／７０〜８０／２０であるのがより好ましい。上記範囲であると、後述する本発明の半導電ロールのロール全体の弾性率と抵抗値とのバランスに優れる。
混練時における熱可塑性樹脂とゴム成分の粘度比は、下記式を満たすのが好ましい。
【００４８】
０．５＜ηr／ηm＜１．５
【００４９】
ηr：ゴム組成物の混練温度における未加硫時または加硫中の粘度
ηm：熱可塑性ポリマー組成物の混練温度における粘度
【００５０】
上記式を満たすと、連続相を形成する熱可塑性ポリマー組成物中に、ゴム組成物が均質に分散し、得られる熱可塑性半導電材料の体積抵抗率のバラツキが小さくなる。
【００５１】
また、下記式を満たすのがより好ましい。
【００５２】
０．７＜ηr／ηm＜１．３
【００５３】
得られた熱可塑性半導電材料は、例えば、水冷して、樹脂用ペレタイザーでペレット化しておく。
【００５４】
このような製造方法を用いると、得られる本発明の熱可塑性半導電材料は、熱可塑性ポリマー組成物の連続相に、ゴム組成物の分散相（不連続相）が微細に分散した状態となる。
【００５５】
本発明の熱可塑性半導電材料の導電性は、ゴム粒子に含まれる電子導電剤の種類および量を変えることによって制御することができる。また、導電性を有するゴム組成物と導電性を有しないゴム組成物をあらかじめ用意しておき、両者の割合を変えて混合することによっても、制御することができる。
【００５６】
本発明の半導電ロールは、上述した本発明の熱可塑性半導電材料を用いた半導電ロールである。具体的には、例えば、芯材と、前記芯材を被覆する発泡層と、前記発泡層を被覆する本発明の熱可塑性半導電材料からなる弾性層とを具備する半導電ロール（第１の態様）、芯材と、前記芯材を被覆する本発明の熱可塑性半導電材料からなる弾性層とを具備する半導電ロール（第２の態様）が好適に挙げられる。
本発明の半導電ロールは、電子写真、複写機レーザープリンタ、ファクシミリなどに使用される帯電ロール、転写ロール等に好適に用いられる。中でも、転写ロールに好適に用いられる。
【００５７】
第１の態様においては、上記構成により、発泡層のセル（発泡部分）の影響による帯電ムラおよび転写ムラの発生を抑制することができる。
また、第２の態様においては、上記構成により、画像濃度の均一性に優れ、色ムラのない優れた画像が得られる。
【００５８】
芯材は、特に限定されないが、ステンレス（ＳＵＳ）、鉄、ニッケルめっきを施した鉄、アルミニウム等の金属芯材（芯金）が好適に例示される。
芯材の外径は、特に限定されないが、通常、３〜２０ｍｍとする。
【００５９】
弾性層の厚さは、第１の態様においては、１〜５ｍｍであるのが好ましい。上記範囲であると、帯電ムラおよび転写ムラが抑制され、かつ、ニップ圧を大きくする必要がない。また、第２の態様においては、２ｍｍ以上であるのが好ましい。
弾性層の硬度は、ＪＩＳ  Ａ硬度が２５〜７０であるのが好ましく、２５〜５０であるのがより好ましく、２５〜４０であるのが更に好ましい。上記範囲であると、得られる半導電ロールの弾性が適切な範囲となり、像担持体等の対向する部材との間で均一なニップ幅を得ることができる。また、転写ロールとして用いた場合、複写紙の反転運動に追従してトナー像を転写紙上に適切に転写することができる。
【００６０】
半導電ロールの外径は、特に限定されないが、通常、５〜５０ｍｍとする。
半導電ロールの表面粗さは、特に限定されないが、ロール軸方向において、１〜１０μｍであるのが好ましく、１〜５μｍであるのがより好ましい。
【００６１】
第１の態様の半導電ロールにおいて、発泡層は、絶縁性であってもよく、導電性または半導電性であってもよい。
絶縁層の発泡層を用いる場合には、電極ロールを帯電部（転写部）と対向する位置に配置して、導電の経路は、電気が弾性層をロール沿面で流れる構成となる。
また、導電性の発泡層を用いる場合には、発泡層の体積抵抗率を弾性層の体積抵抗率より低く設定するのが好ましい。弾性層の体積抵抗率を発泡層より高くすると、半導電ロールの抵抗値が弾性層に支配されるようになるので、弾性層に抵抗バラツキの少ない本発明の熱可塑性半導電材料を用いることで、半導電ロールの抵抗バラツキを抑制することができるようになる。
【００６２】
本発明の第１の態様の半導電ロールは、体積抵抗率が１０4〜１０12Ωｃｍであるのが好ましい。
特に、帯電ロールとして用いる場合には、１０4〜１０10Ωｃｍであるのがより好ましい。体積抵抗率が小さすぎると、像坦持体の上にピンホール等の欠陥が生じた場合に、そこに電流が集中して、像坦持体を破損させることがある。また、体積抵抗率が大きすぎると、像坦持体を帯電させるのに高電圧が必要となり、完全には帯電させることができなくなることがある。
また、転写ロールとして用いる場合には、１０6〜１０12Ωｃｍであるのがより好ましく、１０7〜１０11Ωｃｍであるのが更に好ましい。上記範囲であると、均一な帯電および転写が可能となる。
【００６３】
本発明の半導電ロールには、更に、フッ素樹脂等の低表面エネルギーの材料を用いた表面層を設けることができる。低表面エネルギ−の材料は、トナー離れに優れるために、帯電ロールでのトナー汚れ等の問題の発生がなくなり、その結果、帯電ムラの発生がなくなる。
【００６４】
また、本発明の半導電ロールには、更に、抵抗層を設けることもできる。抵抗層は感光体上にピンホール等の欠陥を生じた場合に、そこに電流が集中して、帯電部材や感光体が破損することを防止するために設けられる。具体的には、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等の高分子化合物を溶解させまた分散させた溶媒に、カーボンブラック、金属酸化物（例えば、酸化チタン、酸化スズ）等の導電性微粒子を分散させた塗液を用いて含浸させまたはコーティングし、加熱して乾燥させて、硬化させる。塗液には、有機溶媒を用いてもよく、比較的乾燥の遅い水系のエマルジョンを用いてもよい。
抵抗層は２層以上としてもよい。これにより、半導電ロールの表面に確実に導電性塗膜が付着し固定されて、表面にピンホール等のない抵抗層を形成することができる。その結果、電流の集中による帯電部材や感光体のピンホールリークを未然に防止することができる。その場合、各層の抵抗は同じであっても、異なっていてもよい。
２層以上の抵抗層を設ける場合は、加熱乾燥による硬化は、積層した塗膜を一度に硬化させてもよく、１層ごとに硬化させてもよい。
抵抗層の厚さは、３〜３０μｍであるのが好ましい。
【００６５】
本発明の半導電ロールの製造方法としては、例えば、連続した芯体または発泡層を被覆させた芯体の周りに、押出成形によって、一定の厚さの本発明の熱可塑性ポリマー組成物を被覆させ、その後、一定の長さに切断してロールとする方法、定尺の芯体または発泡層を被覆させた芯体を金型内にあらかじめインサートしておき、射出成形によって、その外側に一定の厚さの本発明の熱可塑性ポリマー組成物を被覆させる方法が挙げられる。
これらの方法を行った後、研磨等によって表面の凹凸を均一にすることもできる。
【００６６】
本発明の画像形成装置は、上述した本発明の半導電ロールを用いた画像形成装置である。
本発明の画像形成装置の具体例としては、例えば、静電潜像を形成する像担持体の表面を帯電させる帯電ロールを有し、前記帯電ロールが本発明の半導電ロールにより構成されている画像形成装置；像担持体の表面に形成された静電潜像のトナー像を中間転写体の表面に転写する転写ロールを有し、前記転写ロールが本発明の半導電ロールにより構成されている画像形成装置；中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する転写用ロールを有し、前記転写用ロールが本発明の半導電ロールにより構成されている画像形成装置；これらの２種以上に該当する画像形成装置が挙げられる。
また、静電潜像を形成する複数の像担持体の表面をそれぞれ帯電させる複数の帯電ロールを有し、前記複数の帯電ロールがそれぞれ本発明の半導電ロールにより構成されている画像形成装置も挙げられる。この場合、前記複数の像担持体の表面に形成された静電潜像のトナー像をそれぞれ記録媒体に転写させる複数の転写ロールを有し、前記複数の転写ロールがそれぞれ本発明の半導電ロールにより構成されているのが好ましい態様の一つである。
【００６７】
図５および図６に、本発明の画像形成装置の例をそれぞれ示す。図５に示される画像形成装置において、２１は画像情報に応じた静電潜像を形成するための感光体ドラム（像担持体）であり、この感光体ドラム２１の表面２１ａを帯電する帯電ロール２２が感光体ドラム２１の表面２１ａに接触して設けられている。感光体ドラム２１の表面近傍には、感光体ドラム２１の表面２１ａに形成された静電潜像をトナーによりトナー像Ｔとして可視化する現像手段２３が配設されている。
【００６８】
現像手段２３は、Ｂｋ（ブラック）トナーにより現像する第１現像部２３ａ、Ｙ（イエロー）トナーにより現像する第２現像部２３ｂ、Ｍ（マゼンタ）トナーにより現像する第３現像部２３ｃ、Ｃ（シアン）トナーにより現像する第４現像部２３ｄを備えている。
【００６９】
感光体ドラム２１上のトナー像Ｔを転写する無端状の中間転写ベルト（中間転写体）２４が、感光体ドラム２１の表面２１ａに接するようにして、複数の支持ロール２５に回転自在に支持されている。
【００７０】
中間転写ベルト２４の内側の感光体ドラム２１近傍には、感光体ドラム２１上のトナー像Ｔを中間転写ベルト２４の表面に転写するための転写ロール（一次転写手段）２６が配置されている。
【００７１】
中間転写ベルト２４の記録紙（記録媒体）２７を供給するトレー２８側に、中間転写ベルト２４上のトナー像を記録媒体２７に転写する二次転写手段２９が設けられている。二次転写手段２９は、中間転写ベルト２４を介して圧接したバイアスロール（転写用ロール）２９ａとバックアップロール（転写用ロール）２９ｂを具備し、バックアップロール２９ｂには回転する電極ロール２９ｃが当接している。バイアスロール２９ａにはポリウレタン等からなるクリーニングブレード２９ｄが常時当接し、バイアスロール２９ａに付着したトナー粒子、紙粉等の異物を掻き落として除去する。
【００７２】
トレー２８からピックアップロール３０により取り出された記録紙２７が、フィードロール３１によりバイアスロール２９ａとバックアップロール２９ｂとの間に所定のタイミングで給送されるようになっている。
【００７３】
二次転写手段２９よりベルト下流には、トナー像Ｔが転写された記録紙２７を中間転写ベルト２４からはく離するはく離爪３２、ついで中間転写ベルト２４をクリーニングするための中間転写体クリーナ３３が設けられている。中間転写体クリーナ３３は、中間転写ベルト２４から残留トナーを除去するブレード３３ｂと回収したトナーをかくはんするディスターバーブラシ３３ａを有している。
【００７４】
上述した画像形成装置は、感光体ドラム２１が矢印Ａの向きに回転し、帯電ロール２２により表面２１ａが一様に帯電される。帯電された感光体ドラム２１の表面２１ａに、図示しないレーザー書き込み装置等の画像書き込み手段により第１色（例えば、Ｂｋ）の静電潜像が形成される。この静電潜像は第１現像部２３ａによってトナー現像され、可視化されたトナー像Ｔが形成される。トナー像Ｔは、感光体ドラム２１の回転で転写ロール２６が配置された一次転写領域に到り、転写ロール２６からトナー像Ｔに逆極性の電界を作用させることにより静電的に中間転写ベルト２４に一次転写される。
【００７５】
以下、同様にして第２色のトナー像、第３色のトナー像および第４色のトナー像が順次形成され、中間転写ベルト２４において重ね合わされ、多重トナー像が形成される。中間転写ベルト２４に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト２４の矢印Ｂの向きの回転により二次転写手段２９が設置された二次転写領域に到る。二次転写領域では、バイアスロール２９ａとバックアップロール２９ｂに圧接した電極ロール２９ｃとに、トナー像の極性と同極性の出圧（転写電圧）を印加することで、トレー２８からピックアップロール３０およびフィードロール３１を介してバイアスロール２９ａとバックアップロール２９ｂとの間に所定のタイミングで給送された記録紙２７に、トナー像が中間転写ベルト２４から静電反発で転写される。
【００７６】
トナー像が転写された記録紙２７は、最終トナー像の一次転写終了まで退避位置にあるはく離爪３２を作動させることにより中間転写ベルト２４からはく離され、図示しない定着装置に搬送され、加圧および／または加熱処理でトナー像が固定されて永久画像とされる。
【００７７】
多重トナー像の記録紙２７への転写の終了した中間転写ベルト２４は、二次転写領域の下流に設けられた中間転写体クリーナ３３のブレード３３ｂにより残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。除去された回収トナーは、ディスターバーブラシ３３ａでかくはんされながら中間転写体クリーナ３３に保管される。
【００７８】
他方、バイアスロール２９ａにおいては、クリーニングブレード２９ｄにより付着したトナー粒子、紙粉等の異物が掻き落とされ除去される。
【００７９】
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色のトナー像が一次転写領域で正確に一致するように中間転写ベルト２４と感光体ドラム２１との回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。
【００８０】
図５に示される本発明の画像形成装置は、静電潜像を形成する感光体ドラム２１の表面２１ａを帯電させる帯電ロール２２、感光体ドラム２１の表面２１ａに形成された静電潜像のトナー像Ｔを中間転写ベルト２４の表面に転写する転写ロール２６、および、中間転写ベルト２４の表面に転写されたトナー像を記録紙２７に転写する転写用ロール（バイアスロール２９ａおよびバックアップロール２９ｂ）のいずれかが、上述した発明の半導電ロールである。
【００８１】
図６はタンデム方式の画像形成装置の例を示し、Ｂｋ、Ｙ、ＭおよびＣの各色のトナー像をそれぞれ形成する四つ（複数）の画像形成ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃおよび４０Ｄをこの順で並べて配置してある。各画像形成ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃおよび４０Ｄは、画像情報に応じた静電潜像を形成するための感光体ドラム（像担持体）４１を有し、この各感光体ドラム４１の表面４１ａを帯電する帯電ロール４２が感光体ドラム４１の表面４１ａに接触するようにしてそれぞれ設けられている。
【００８２】
各感光体ドラム４１の表面近傍には、感光体ドラム４１の表面４１ａに形成された静電潜像をトナーによりトナー像として可視化する現像手段４３がそれぞれ配設されている。図６の最も右側に配置した画像形成ユニット４０ＡにはＢｋトナーにより現像する第１現像手段４３Ａが、画像形成ユニット４０Ａの左隣に位置する画像形成ユニット４０ＢにはＹトナーにより現像する第２現像手段４３Ｂが、画像形成ユニット４０Ｂの左隣に位置する画像形成ユニット４０ＣにはＭトナーにより現像する第３現像手段４３Ｃが、画像形成ユニット４０Ｃの左隣に位置する画像形成ユニット４０ＤにはＣトナーにより現像する第４現像手段４３Ｄが、それぞれ設けられている。
【００８３】
図示しないトレーに収容された記録紙（記録媒体）４４を感光体ドラム４１に対して給送する無端状の搬送ベルト４５が各画像形成ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃおよび４０Ｄの感光体ドラム４１の下端表面に接するようにして、複数の支持ロール５１に回転自在に支持されている。
【００８４】
搬送ベルト４５の内側の各感光体ドラム４１近傍には、感光体ドラム４１上のトナー像を記録紙４４に転写するための転写ロール４６がそれぞれ配置されている。転写ロール４６は、搬送ベルト４５を介して感光体ドラム４１に対設され、この領域が転写部になっている。
【００８５】
各感光体ドラム４１の表面近傍には、更に感光体ドラム４１の表面４１ａをクリーニングするための像担持体クリーナ４７がそれぞれ設けられている。各像担持体クリーナ４７は、感光体ドラム４１の表面４１ａから残留トナーを除去するブレード４７ｂと回収したトナーをかくはんするディスターバーブラシ４７ａを有している。
【００８６】
４８は搬送ベルト４５に付着したトナー粒子、紙粉等の異物をクリーニングブレード４８ａにより書き落として除去するベルトクリーニング手段、４９は記録紙４４の吸着用ロール、５０は定着手段である。
【００８７】
図６の画像形成装置は、各感光体ドラム４１が矢印Ａの向きに回転し、帯電ロール４２により表面４１ａが一様に帯電される。図示しないレーザー書き込み装置等の画像書き込み手段により、画像形成ユニット４０Ａの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第１色（Ｂｋ）の静電潜像が、画像形成ユニット４０Ｂの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第２色（Ｙ）の静電潜像が、画像形成ユニット４０Ｃの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第３色（Ｍ）の静電潜像が、画像形成ユニット４０Ｄの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第４色（Ｃ）の静電潜像が、それぞれ形成される。これらの静電潜像は各現像手段４３によってトナー現像され、可視化されたトナー像が形成される。
【００８８】
図示しないトレーから吸着用ロール４９を介して搬送ベルト４５上に給送された記録紙４４が、搬送ベルト４５上に担持された状態で各画像形成ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃおよび４０Ｄの転写部を通過するように矢印Ｂの向きに搬送され、各画像形成ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃおよび４０Ｄの感光体ドラム４１上のトナー像が同じ記録紙４４に順次重ね合わせるようにして転写される。その後、記録紙４４が搬送ベルト４５からはく離されて定着手段５０に送られ、そこで記録紙４４上のトナー像を定着させてカラー画像を得る。
【００８９】
図６に示される本発明の画像形成装置は、画像形成ユニット４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃおよび４０Ｄの各感光体ドラム４１の表面４１ａを帯電させる帯電ロール４２、ならびに、各感光体ドラム４１の表面４１ａに形成した静電潜像のトナー像を記録紙４４に転写する転写ロール４６のいずれかが、上述した発明の半導電ロールである。
【００９０】
本発明の画像形成装置は、中間転写体方式の画像形成装置および／または転写搬送方式の画像形成装置であるのが好ましい。例えば、現像手段内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置等であってもよい。このような画像形成装置において、本発明の半導電ロールを使用することにより、高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【００９１】
トナー像を構成するトナーは、下記式で表される形状係数ＳＦ（ＭＬ2／Ａ）が１４０以下である球形トナーであるのが好ましい。
【００９２】
ＳＦ＝〔（トナー粒子の最大長）2／（トナー粒子の投影面積）〕×（π／４）×１００
【００９３】
形状係数が１４０以下であると、転写効率に優れ、プリントサンプルの画質に優れるため、プリントサンプルの画質の低下が目視では確認されない。
形状係数は、１３０以下であるのがより好ましく、１２０以下であるのが更に好ましい。
【００９４】
トナー粒子の最大長およびトナー粒子の投影面積の測定は、例えば、スライドガラス上に塗布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置（例えば、株式会社ニレコ製、ＦＴ）に取り込み、画像処理することにより実施することができる。
【実施例】
【００９５】
以下に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限られるものではない。
１．熱可塑性半導電材料の調製
（実施例１〜６ならびに比較例１および２）
まず、第１表に示される配合（質量比）のゴム組成物１〜４をバンバリミキサーに投入し、約３分間混練した後、１２０℃で放出した。放出したゴム組成物をゴムペレタイザーでペレット化し、第２表に示される質量比で熱可塑性ポリマーとドライブレンドし、前部１８０℃、後部２２０℃に設定した２軸混練機に投入し、せん断速度１０００ｓｅｃ-1で混練し、各熱可塑性半導電材料を得た。
【００９６】
【表１】
2006091619.tif 000002
【００９７】
第１表中のゴム組成物の原料を以下に示す。
・ＥＰＤＭ：三井ＥＰＴ４０２１、三井化学社製
・変性ＩＩＲ：Ｅｘｘｐｒｏ８９−１、エクソンモービル社製
・液状ゴム：ルーカントＨＣ１００、三井化学社製
・亜鉛華：酸化亜鉛３号、正同化学工業社製
・ステアリン酸：工業用ステアリン酸Ｎ、旭電化工業社製
・老化防止剤：イルガノックス１０１０、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製
・ケッチェンブラック：ケッチェンＥＣ、ライオンアクゾ社製
・ＧＰＦ：シーストＶ、東海カーボン社製、吸油量８７ｍＬ／１００ｇ
・臭素化フェノール樹脂：タッキロール２５０−１、田岡化学社製
【００９８】
【表２】
2006091619.tif 000003
【００９９】
第２表中の熱可塑性ポリマーを以下に示す。
・ＴＰＥＥ（ポリエステル系熱可塑性エラストマー）１：ペルプレンＰ４０Ｂ、東洋紡績社製；ハードセグメントが芳香族ポリエステル、ソフトセグメントが脂肪族ポリエーテル；２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率０．５６質量％
・ＴＰＥＥ２：ペルプレンＰ５５Ｂ、東洋紡績社製；ハードセグメントが芳香族ポリエステル、ソフトセグメントが脂肪族ポリエーテル；２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率０．４５質量％
・ＴＰＥＥ３：ペルプレンＰ９０Ｂ、東洋紡績社製；ハードセグメントが芳香族ポリエステル、ソフトセグメントが脂肪族ポリエーテル；２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率０．４０質量％
・ＴＰＥＥ４：ペルプレンＰ１５０Ｂ、東洋紡績社製；ハードセグメントが芳香族ポリエステル、ソフトセグメントが脂肪族ポリエーテル；２３℃、６５％ＲＨにおける平衡吸湿率０．３６質量％
・ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）：ジュラネックス６００ＦＰ、ポリプラスチックス社製
・ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）：東洋紡ウレタンＥ３０７０Ａ、東洋紡績社製
・ＰＡ１１（ポリアミド１１）：リルサン  ＢＥＳＮ  Ｐ２０ＴＬ、アトフィナ社製
・ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂）：エバールＦ１０１、クラレ社製
【０１００】
２．熱可塑性半導電材料の評価
上記で得られた各熱可塑性半導電材料について、以下のようにして評価を行った。
（１）ＪＩＳ  Ａ硬度
ＪＩＳ  Ｋ６２５３−１９９７の規定に準じて、ＪＩＳ  Ａ硬度を測定した。
【０１０１】
（２）体積抵抗率および抵抗値の面内バラツキ（抵抗バラツキ）
熱可塑性半導電材料を長さ５００ｍｍ、幅３５０ｍｍ、厚さ２ｍｍに成形したシートを、長さ方向に１０分割、幅方向に５分割し、シート面内５０点について以下のようにして体積抵抗率を測定した。
体積抵抗率は、図２に示される装置を用いて求めた。図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は平面図である。図２に示される装置は、内側電極３１１を有するリング電極３１０と、金属板３１４とを具備する。図２に示されるように、シート３１３をリング電極３１０と金属板３１４との間に配置し、内側電極３１１と金属板３１４との間に電圧１００Ｖを印加して３０秒後の電流値を測定し、得られた電流値からシート３１３の体積抵抗率を算出した。
なお、リング電極としては、ダイヤインスツルメント社製のハイレスターＩＰのＨＲプローブを用いた。
第２表中、５０点の体積抵抗率の常用対数の平均を「体積抵抗率」として示した。また、第２表中、５０点の体積抵抗率の常用対数の最大値と最小値の差を「抵抗バラツキ」として示した。
【０１０２】
（３）電圧依存性
電圧を１０Ｖから１０００Ｖまで変化させた以外は、上記（２）と同様の方法により、体積抵抗率を測定した。
第２表中、１００Ｖにおける体積抵抗率と１０００Ｖにおける体積抵抗率との差を「電圧依存性」として示した。
【０１０３】
（４）環境依存性
２８℃、８５％ＲＨの高温高湿環境（Ｈ／Ｈ環境）と、１０℃、１５％ＲＨの低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）とで、上記（２）と同様の方法により、体積抵抗率を測定した。
第２表中、Ｈ／Ｈ環境における体積抵抗率とＬ／Ｌ環境における体積抵抗率との差を「環境依存性」として示した。
【０１０４】
第２表から明らかなように、本発明の熱可塑性半導電材料（実施例１〜６）は、抵抗バラツキおよび電圧依存性が小さく、また、環境依存性も実用上問題がないレベルにある。
これに対して、熱可塑性ポリマーの平衡吸湿率が小さすぎる場合（比較例１および２）は、抵抗バラツキが大きい。
【０１０５】
３．半導電ロールの作製
外径６ｍｍ、長さ３３０ｍｍのニッケルメッキされた鉄製のシャフトを芯金とし、この芯金に発泡層材料を被覆させて発泡層を形成させ、外径１０ｍｍとした。ついで、発泡層の上に、上記で得られた熱可塑性半導電材料を押出成形により被覆させて弾性層を形成させ、その後、研磨して外径１４ｍｍとして、半導電ロールを得た。
発泡層材料としては、熱可塑性半導電材料（ロール１）または導電性ゴム（ロール２）を用いた。具体的には、熱可塑性半導電材料として実施例１で得られた熱可塑性半導電材料を用い、導電性ゴムとして上記第１表中のゴム組成物１を用いた。
【０１０６】
４．半導電ロールの評価
上記で得られた各半導電ロールについて、以下のようにして評価を行った。
（１）アスカーＣ硬度
（財）日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ）０１０１の規定に準じて、アスカーＣ硬度計を用い、１ｋｇｆ（９．８１Ｎ）の荷重で１０秒間加圧した後に、アスカーＣ硬度を測定した。
【０１０７】
（２）体積抵抗値
体積抵抗値は、図３に示される装置を用いて求めた。図３に示される装置は、電極と金属板３２１とを具備する。図３に示されるように、金属板３２１の上にロール３２２を置き、ロール３２２のシャフト３２２ａの両端にそれぞれ５００ｇｆ（４．９０Ｎ）の荷重をかけた状態で、金属板３２１とシャフト３２２ａとに電極をつないで、その間に５００Ｖの電圧を印加して１０秒後の電流値を測定し、得られた電流値からロール３２２の体積抵抗値を算出した。
体積抵抗値は、ロール３２２を９０°ずつ回転させて４回測定し、第３表中、４点の体積抵抗値の常用対数の平均を「体積抵抗値」として示した。
【０１０８】
（３）抵抗値の面内バラツキ（抵抗バラツキ）
抵抗値の面内バラツキ（抵抗バラツキ）は、図４に示される装置を用いて求めた。図４に示される装置は、図３に示される装置の金属板３２１をプラスチック板３３１の上に幅１０ｍｍの銅テープ３３２を２３ｍｍ間隔で１０本貼ったものに換えたものである。図４に示されるように、プラスチック板３３１の上にロール３２２を置き、ロール３２２のシャフト３２２ａの両端にそれぞれ５００ｇｆ（４．９０Ｎ）の荷重をかけた状態で、銅テープ３３２のうち１本とシャフト３２２ａとに電極をつないで、その間に５００Ｖの電圧を印加して１０秒後の電流値を測定し、得られた電流値からロール３２２の体積抵抗値を算出した。
体積抵抗値は、ロール３２２を９０°ずつ回転させて１本の銅テープ３３２につき４回測定し、電極をつなぎ換えて１０本の銅テープ３３２について測定した。即ち、合計４０点について測定した。
第３表中、４０点の体積抵抗値の常用対数の最大値と最小値の差を「抵抗バラツキ」として示した。
【０１０９】
（４）環境依存性
弾性層として実施例３で得られた熱可塑性半導電材料を用い、発泡層として上記第１表中のゴム組成物１を用いた半導電ロールについて、環境依存性を測定した。具体的には、電圧を１０Ｖから１０００Ｖまで変化させ、かつ、雰囲気を２８℃、８５％ＲＨ（高温高湿）および１０℃、１５％ＲＨ（低温低湿）の２条件とした以外は、上記と同様の方法により、体積抵抗値を測定した。
結果を図１に示す。
【０１１０】
【表３】
2006091619.tif 000004
【０１１１】
第３表から明らかなように、本発明の熱可塑性半導電材料（実施例１〜６）を用いた本発明の半導電ロールは、抵抗バラツキが小さい。
また、図１から明らかなように、本発明の熱可塑性半導電材料（実施例３）を用いた本発明の半導電ロールは、転写ロールに通常印加される５００〜１０００Ｖの電圧域において、高温高湿の場合と低温低湿の場合とで、体積抵抗値に大きな差がない。即ち、環境依存性が小さい。
これに対して、熱可塑性ポリマーの平衡吸湿率が小さすぎる場合（比較例１および２）を用いた半導電ロールは、抵抗バラツキが大きい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の半導電ロールの環境依存性を示すグラフである。
【図２】熱可塑性半導電材料の体積抵抗率を測定する装置の模式図である。
【図３】半導電ロールの体積抵抗値を測定する装置の模式図である。
【図４】半導電ロールの抵抗バラツキを測定する装置の模式図である。
【図５】本発明の半導電ロールを使用した画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図６】本発明の半導電ロールを使用した画像形成装置の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１３】
２１  感光体ドラム（像担持体）
２１ａ  感光体ドラムの表面
２２、４２  帯電ロール
２３、４３  現像手段
２３ａ  第１現像部
２３ｂ  第２現像部
２３ｃ  第３現像部
２３ｄ  第４現像部
２４  中間転写ベルト（中間転写体）
２５、５１  支持ロール
２６  転写ロール（一次転写手段）
２７、４４  記録紙（記録媒体）
２８  トレー
２９  二次転写手段
２９ａ  バイアスロール（転写用ロール）
２９ｂ  バックアップロール（転写用ロール）
２９ｃ  電極ロール
２９ｄ、４８ａ  クリーニングブレード
３０  ピックアップロール
３１  フィードロール
３２  はく離爪
３３  中間転写体クリーナ
３３ａ、４７ａ  ディスターバーブラシ
３３ｂ、４７ｂ  ブレード
【０１１４】
４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ  画像形成ユニット
４１  感光体ドラム（像担持体）
４１ａ  帯電ロールの表面
４３Ａ  第１現像手段
４３Ｂ  第２現像手段
４３Ｃ  第３現像手段
４３Ｄ  第４現像手段
４５  搬送ベルト
４６  転写ロール
４７  像担持体クリーナ
４８  ベルトクリーニング手段
４９  吸着用ロール
５０  定着手段
３１０  リング電極
３１１  内側電極
３１３  シート
３１４、３２１  金属板
３２２  ロール
３２２ａ  シャフト
３３１  プラスチック板
３３２  銅テープ
Ｔ  トナー像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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