(57)【要約】【課題】  ローラ周方向の抵抗のバラツキや経日変化が少なく、しかも環境変動に対しても安定であり、また、感光体等に対する汚染性がなく、耐オゾン性を改善できるだけでなく、抵抗調整が容易なため安定な導電性を付与することができる転写ローラを提供することである。【解決手段】  金属シャフトの外周に、少なくとも２層の発泡層からなる導電性発泡層を有し、該導電性発泡層の最も外側の層が電子導電剤を含む発泡層であり、前記導電性発泡層の最も内側の層がイオン導電剤を含む発泡層である転写ローラであって、前記最も外側の発泡層の体積抵抗率をρ１、前記最も内側の層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２L、２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２Hとしたとき、これらが式（１）の関係を満たすことを特徴とする転写ローラである。          ρ２H＜ρ１≦ρ２L    ・・・  式（１）【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シャフトの外周に、少なくとも２層の発泡層からなる導電性発泡層を有し、該導電性発泡層の最も外側の層が電子導電剤を含む発泡層であり、前記導電性発泡層の最も内側の層がイオン導電剤を含む発泡層である転写ローラであって、
前記最も外側の発泡層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ１、前記最も内側の発泡層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２L、２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２Hとしたとき、これらが式（１）の関係を満たすことを特徴とする転写ローラ。
ρ２H＜ρ１≦ρ２L    ・・・  式（１）
【請求項２】
前記最も外側の発泡層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１が１×１０5〜１×１０10Ωｃｍの範囲であり、該層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１Lの常用対数値と２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１Hの常用対数値との差（ｌｏｇρ１L−ｌｏｇρ１H）が、１以下であることを特徴とする請求項１に記載の転写ローラ。
【請求項３】
前記最も外側の発泡層の厚さｄ１と最も内側の発泡層の厚さｄ２との比（ｄ１／ｄ２）が、１／１０〜１０／１の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の転写ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は転写ローラ、詳しくは、潜像担持体表面に形成されたトナー画像を被転写体に電圧を印加することによって転写する転写ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置にあっては、画像情報に応じた静電潜像に基づき潜像担持体表面にトナー画像を形成し、該潜像担持体表面に形成されたトナー画像を記録材に転写、定着することによって画像が記録される。近年の電子写真方式の画像形成装置の多くは、有害とされているオゾンの発生が非常に少ない接触帯電および接触転写方式を採用しており、中でもこれらの方式に、耐摩耗性や転写部での記録材搬送性に優れたローラ状の部材を使用することが主流となっている。このローラ状の部材の多くは、弾性を有する材料が用いられ潜像担持体である感光体や中間転写体（被転写体）に対して確実にニップの形成を可能としている。
【０００３】
被転写体（１次転写のみの場合には、記録材が被転写体となる）にトナー画像を転写する転写ローラとしては、弾性層として導電性発泡層を有する導電性発泡ローラ等が使用されている。上記転写ローラは、感光体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写させる部材であり、体積固有抵抗率（以下、「体積抵抗率」という）が１０5〜１０10Ωｃｍの抵抗領域に抵抗調整された弾性材料により構成されるが、環境及び耐久変動や印加電圧変動に対して安定した転写性を維持できることが求められる。
【０００４】
上記導電性の付与は、静電気による転写ローラ表面へのトナーの付着防止の役割も果たしており、弾性材料の抵抗が前記領域の範囲外に設定されると、記録材のトナーによる裏汚れや画像部分以外での残像の発生、及び異常な放電現象による画質不良、転写時の用紙や感光体との剥離による端部履歴が発生してしまう。
【０００５】
前記転写ローラ部材の弾性層材料としては、例えばイオン性物質を含有したポリウレタン発泡ローラやニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）発泡ローラのほか、カーボンブラックなどの導電性粉末を分散させたエチレンプロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）発泡ローラなど使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ポリウレタンやＮＢＲは、体積抵抗率が１０10〜１０12Ωｃｍの範囲であるから、これを１０6〜１０8Ωｃｍの範囲に調節するには、これらにカーボンブラック等の電子導電剤やイオン導電剤、さらにはイオン性ポリマーのような導電性添加剤を混合する手段が用いられている。
【０００７】
しかし、例えば電子導電剤としてのカーボンブラックは、上記ゴムには非常に混りにくく、多量のカーボンブラックをゴムに均一に混合することは困難である。また、カーボンブラックのわずかな分散性の違いでローラのニップ量の変化に伴い抵抗が変化し、さらにオゾン劣化等によるゴム疲労に伴い抵抗が経時的に不安定化するなどの問題が生じる。
【０００８】
特にＥＰＤＭ等の無極性ゴムでは、１０6〜１０9Ωｃｍ付近の抵抗領域ではもっとも安定した分散性及び抵抗バラツキ調整が難しく、１桁以内の安定した抵抗保持と印加電圧に対する電流安定性が著しく変化しやすいだけでなく、転写ローラとしての電気特性上、用紙領域外での漏洩電流が大きくなり使用範囲をさらに狭くしている。
【０００９】
一方、イオン導電剤はゴムと均一に混合し易いが、吸湿性があり、多量に添加すると導電性が温度、湿度等の環境要因に影響され易くなる。更にイオン導電剤は均一に混合しても、その後転写による電圧印加により除々にマイグレーションし易いという問題点もある。
【００１０】
かかる転写ローラでは、上記抵抗調整での問題点のほかに、用紙の剥離時や転写時の放電現象に伴うオゾン発生、及びシステム内における帯電現象によるオゾン発生等により、ローラがオゾン雰囲気下にさらされやすく、これが分子鎖内に２重結合構造を有する前記弾性層材料において磨耗や劣化などの原因となり、ローラ寿命をより短くすることが懸念されている。
【００１１】
また、導電剤として前記イオン導電材を用いた場合には、イオン性物質の繰りかえし使用によるローラ端部への偏在により、抵抗値のサイクルアップ及びその環境変動の悪化を生じやすく、さらに放電生成物の蓄積により、ウレタン材料では加水分解、ＮＢＲでは低分子量化現象が発生し、感光体等とのニップ部での汚染やイオン成分の転移、トナー、紙粉及び異物の蓄積による抵抗上昇が起こりやすいという問題もある。
【００１２】
これに対して、最表層（最外層）を電子導電剤を含む電子導電層とした多層系発泡転写ローラが提案されているが（例えば、特許文献２参照）、この転写ローラにおいては、通常環境の範囲内で抵抗設定が行われており、環境や印加電圧変化による抵抗値が転写領域に必要な範囲外となった場合には、単層と同じように画像不良や電気的安定性の保持が難しいことが判明しており、所定範囲外では剥離放電やトナー汚れの発生してしまう。
【特許文献１】特開平０８−２６２８４２号公報
【特許文献２】特開２００３−２４１５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は、ローラ周方向の抵抗のバラツキや経日変化が少なく、しかも環境変動に対しても安定な転写ローラを提供することにある。また他の目的は、感光体等に対する汚染性がなく、耐オゾン性を改善できるだけでなく、抵抗調整が容易なため安定な導電性を付与することができる転写ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
＜１＞  金属シャフトの外周に、少なくとも２層の発泡層からなる導電性発泡層を有し、該導電性発泡層の最も外側の層が電子導電剤を含む発泡層であり、前記導電性発泡層の最も内側の層がイオン導電剤を含む発泡層である転写ローラであって、
前記最も外側の発泡層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ１、前記最も内側の層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２L、２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２Hとしたとき、これらが式（１）の関係を満たすことを特徴とする転写ローラである。
ρ２H＜ρ１≦ρ２L    ・・・  式（１）
【００１５】
＜２＞  前記最も外側の発泡層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１が１×１０5〜１×１０10Ωｃｍの範囲であり、該層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１Lの常用対数値と２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１Hの常用対数値との差（ｌｏｇρ１L−ｌｏｇρ１H）が、１以下であることを特徴とする＜１＞に記載の転写ローラである。
【００１６】
＜３＞  前記最も外側の発泡層の厚さｄ１と最も内側の発泡層の厚さｄ２との比（ｄ１／ｄ２）が、１／１０〜１０／１の範囲であることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の転写ローラである。
【００１７】
＜４＞  前記最も外側の発泡層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ１、前記最も内側の発泡層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２L、２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２Hとしたとき、これらが式（２）及び（３）の関係を満たすことを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の転写ローラである。
ｌｏｇ（ρ１−ρ２H）≧０．３  ・・・  式（２）
ｌｏｇ（ρ２L−ρ１）≧０．３  ・・・  式（３）
【００１８】
＜５＞  前記少なくとも２層の発泡層からなる導電性発泡層が、外層となる円筒状発泡層の内側に、外径を該円筒状発泡層の内径と同一とした内層となる発泡層を逐次圧入してなることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の転写ローラである。
【００１９】
＜６＞  画像情報に応じた静電潜像に基づき潜像担持体表面に形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写ローラであって、
前記トナー画像を形成する動作中に、常時潜像担持体に接していることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれか記載の転写ローラである。
【００２０】
＜７＞  １〜５０００Ｖの範囲の直流電圧印加に対するＶ−Ｉ特性が、変曲点を有する曲線であることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の転写ローラである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の転写ローラは、その用途に望ましい耐久性や電気的性質を有し、かつ湿度や温度等の環境変化や長期間使用時によってもその電気的性質が殆ど変化しない。また、本発明の発泡多層構成からなる転写ローラは、経時変化や電気的疲労が少ないため高寿命であり、高抵抗から低抵抗まで広い範囲で活用できる転写ローラとなり得る。さらに、電子導電性の層の抵抗制御と、イオン導電性の層の不安定な電気的性質とを逆にうまく生かすとことにより双方の長所を補い、かつ耐オゾン性の悪いゴム材料を用いた場合でもこれを表面部分から遠ざけ、かつ界面の疎水的なゴム材料を用いることにより遮蔽効果を得ることでブリード性や低分子成分の偏在を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の転写ローラは、金属シャフトの外周に、少なくとも２層の発泡層からなる導電性発泡層を有し、該導電性発泡層の最も外側の発泡層が電子導電剤を含む層であり、前記導電性発泡層の最も内側の発泡層がイオン導電剤を含む層であって、前記最も外側の発泡層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ１、前記最も内側の層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２L、２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率をρ２Hとしたとき、これらが式（１）の関係を満たすことを特徴とする。
ρ２H＜ρ１≦ρ２L    ・・・  式（１）
【００２３】
本発明では、最も内側の発泡層（以下、「最内層」という場合がある）としてイオン導電剤を含む層を設け、最も外側の発泡層（以下、「最外層」という場合がある）として、前記式（１）の関係、すなわち体積抵抗率が、前記最内層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率より大きく、２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率以下の値となるような最外層を形成することにより、最外層の抵抗の印加電圧依存性を最内層によって安定化することができる。
【００２４】
すなわち、イオン導電層を内層とし、これの最外層として電子導電性の層を形成することにより、高電圧印加時でも電流がローラの最外層を回りこむようにして流れるため（電流のレベリング現象）、電子導電層のみでローラを構成した場合に比べ電圧の増加に対する急激な電流の増加が抑えられる。
【００２５】
このため、上記ローラの抵抗値の環境変動も以下のように変化する。すなわち、高温高湿環境下（２８℃、８５％ＲＨ）での体積抵抗率は、最内層の体積抵抗率は低下するが最外層との体積抵抗率との差があまり大きくないため、両者の中間的な値となり抵抗の加法性が成り立つような関係となる。一方、低温低湿環境下（１０℃、１５％ＲＨ）での体積抵抗率は、最内層の体積抵抗率が大きく上昇するが前記電流のレベリング現象が起こるため見かけ上ローラ全体の体積抵抗率はイオン導電層のみでローラを形成した場合に比べ抵抗上昇が抑えられる。
【００２６】
したがって、転写ローラの導電層の構成を本発明のようにした場合には、イオン導電層のみでローラを構成した場合と同様に、抵抗の周方向のばらつきが小さいにもかかわらず、ローラ全体として体積抵抗率の環境変化に対する変動をイオン導電性ローラより少なくすることができ、従来にない環境変動を含めた抵抗安定性に優れた転写ローラを得ることができる。さらに、このローラにおいては抵抗値の制御を最外層の抵抗値により行うことできるため、転写ローラの抵抗調整も容易に行うことができる。
【００２７】
また、本発明の転写ローラにおいては、後述するように最外層が内層に比べ比較的親油性の材料により構成されるため、前記イオン導電において電圧印加により発生するマイグレーションが、最外層と内層との界面で蓄積され逆に回復することも見出された。この結果、本発明の転写ローラではローラ表面にイオン導電物質が滲出して感光体等を汚染することがないだけでなく、ローラ抵抗の使用状態における経日変化も押さえるも可能であることがわかった。
【００２８】
本発明における導電性発泡層を構成する各層の体積抵抗率は、以下のようにして測定することができる。まず、測定する層を導電性シャフトの周囲に、長さｌで一定層厚（約１〜５ｍｍ）となるように形成し、これをシャフトの両端荷重を各５００ｇとして金属板電極に押し付ける。そしてこれに電圧を１０００Ｖ印加することにより得られる電流値Ｉ（Ａ）から、下記式（４）により体積抵抗率ρ（Ωｃｍ）が求められる。
ρ＝（１０００×ｔ×ｌ）／（Ｉ×ｄ）  ・・・  式（４）
上記式において、ｔ（ｃｍ）は金属板とのニップ幅、ｄ（ｃｍ）は押し付けたときの層の実効厚さを各々表す。
【００２９】
上記のような測定方法により求められる最外層の体積抵抗率ρ１は、前記のように形成した層を２５℃、５５％ＲＨの環境（ＮＮ環境）に２４時間放置した後に測定して求められる。一方、最内層の体積抵抗率ρ２L、ρ２Hは、前記のように形成した層を１０℃、１５％ＲＨ（ＬＬ環境）及び２８℃、８５％ＲＨ（ＨＨ環境）に各々２４時間放置した後に測定して求められる。
【００３０】
本発明においては、前記の式（１）に示すように、最外層の体積抵抗率ρ１が最内層の各環境での体積抵抗率ρ２Lとρ２Hとの間となるようにローラが設計される。これにより前述のような転写ローラとしての優れた抵抗特性を得ることができる。転写ローラにおいては、最外層の抵抗が最内層の高温高湿時における抵抗以下となった場合には、用紙端部の裏面汚れや用紙範囲外での漏洩電流が大きくなるため転写不良が発生してしまう。一方、最外層の抵抗が最内層の低温低湿時の抵抗以上となった場合は、通常環境においても常時最外層の抵抗にならい印加電圧による電流変化が大きくなり所望の転写電流の供給が難しい。さらに、電子導電物質の分散ムラに基づく転写ムラが発生しやすく、特にハーフトーンにおける画像ムラが発生しやすい。
【００３１】
より具体的には、前記最外層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１、前記最内層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ２L、及び２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ２Hとの間に、下記式（２）及び（３）の関係が満たされることが好ましい。
ｌｏｇ（ρ１−ρ２H）≧０．３  ・・・  式（２）
ｌｏｇ（ρ２L−ρ１）≧０．３  ・・・  式（３）
【００３２】
ｌｏｇ（ρ１−ρ２H）が０．３未満では、最外層の体積抵抗率がＨＨ環境での最内層の体積抵抗率に近すぎ、漏洩電流が大きくなり転写不良が発生するなる場合がある。一方、ｌｏｇ（ρ２L−ρ１）が０．３未満では、最外層の体積抵抗率がＬＬ環境での最内層の体積抵抗率に近すぎ、印加電圧による電流変化が大きくなり所望の転写電流の供給が難しくなる場合がある。
前記ｌｏｇ（ρ１−ρ２H）及びｌｏｇ（ρ２L−ρ１）は０．４以上であることがより好ましい。
【００３３】
さらに、前記最外層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１が１×１０5〜１×１０10Ωｃｍの範囲であり、該層の１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１Lの常用対数値と２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率ρ１Hの常用対数値との差（ｌｏｇρ１L−ｌｏｇρ１H）が、１以下であることが好ましい。
【００３４】
ρ１が１×１０5Ωｃｍに満たないと、最外層の抵抗がほとんどの場合最内層の高温高湿時における抵抗以下となり、用紙端部の裏面汚れや用紙範囲外での漏洩電流が大きくなるため転写不良が発生してしまう場合がある。一方、ρ１が１×１０10Ωｃｍを超えると、最外層の抵抗がほとんど最内層の低温低湿時の抵抗以上となり、通常環境においても常時最外層の抵抗にならい印加電圧による電流変化が大きくなり所望の転写電流の供給が難しい場合がある。
以上より、ρ１は１×１０6〜１×１０9Ωｃｍの範囲であることがより好ましい。
【００３５】
また、前記ρ１Lの常用対数値と前記ρ１Hの常用対数値との差（ｌｏｇρ１L−ｌｏｇρ１H）が１を超えると、前述の最内層との積層による環境変動や印加電圧に対する抵抗の安定化の効果が得られなくなる場合がある。
（ｌｏｇρ１L−ｌｏｇρ１H）は０．５以下であることがより好ましい。
【００３６】
本発明においては、前記（１）〜（３）の関係、及び最外層の体積抵抗率範囲を満たすため、通常最内層のＮＮにおける体積抵抗率は１×１０5〜１×１０11Ωｃｍの範囲に調整されることが好ましく、より好ましくは１×１０6〜１×１０9Ωｃｍの範囲である。
なお、上記の条件に合うように各層の体積抵抗率を調整し、転写ローラを構成した場合には、結果的に最外層の体積抵抗率ρ１が最内層の２５℃、５５％ＲＨにおける体積抵抗率以下となることが、前記両層の抵抗の加法性の成立の点等から好ましい。
【００３７】
また、本発明における転写ローラが３層以上の構成からなる場合には、最外層と最内層との間の中間層としては、イオン導電性の層であっても電子導電性の層であってもよいが、前記中間層の体積抵抗率は少なくとも該中間層の下層の体積抵抗率の環境変動の間の値（１０℃、１５％ＲＨにおける体積抵抗率と、２８℃、８５％ＲＨにおける体積抵抗率との間の値）となるような関係で順次積層することが好ましい。
【００３８】
次に、本発明の転写ローラの各構成について説明する。
本発明の転写ローラの構成としては、例えば、体積抵抗率の常用対数値が７．５ｌｏｇΩｃｍ以上のゴムＡ（ＥＰＤＭ、ＣＲ、ＮＢＲ等にカーボンブラックを配合分散したもの）を、体積抵抗率の常用対数値が６．５ｌｏｇΩｃｍ以下のゴムＢ（エチレン−酢酸ビニル共重合体、エピクロロヒドリンゴム等にイオン導電剤を分散ブレンドしたもの）に積層した発泡多層ローラが挙げられる。
【００３９】
本発明では、電子導電性の層とイオン電導性の層との積層による導電性発泡層の体積抵抗率を１０6〜１０13Ωｃｍの範囲に制御し、かつイオン導電剤成分やイオン導電性ゴムＢの本来持っている温度や湿度の環境変動による電気抵抗の変化を低減し、電子導電剤を含むゴムＡ単層に比べその抵抗バラツキや再現性も向上させることができる。
上記優れた特性を有するローラを得るためには、最外層となるゴムＡにはカーボンブラックのような電子導電剤が含まれている必要があり、最内層となるゴムＢにはイオン導電剤が含まれている必要がある。以下、まず本発明の転写ローラ構成材料について説明する。
【００４０】
（転写ローラ構成材料）
−ゴム材料−
本発明の転写ローラに用いられるゴム材料としては、例えば、ウレタンゴム（体積抵抗率の常用対数値（以下同じ）：９〜１２ｌｏｇΩｃｍ）、ＮＢＲ（１１〜１２ｌｏｇΩｃｍ）の他、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ、１０〜１５ｌｏｇΩｃｍ）、クロロプレンゴム（ＣＲ、１０〜１２ｌｏｇΩｃｍ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ、１６〜１８ｌｏｇΩｃｍ）、アクリルゴム（ＡＲ、１１ｌｏｇΩｃｍ）、クロロスルホン化ポリエチレン（１４ｌｏｇΩｃｍ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ、１２〜１５ｌｏｇΩｃｍ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ、５．５〜７ｌｏｇΩｃｍ）、多硫化系合成ゴム（１５ｌｏｇΩｃｍ）、シリコーンゴム（１１ｌｏｇΩｃｍ）、フッ素ゴム（１５〜１８ｌｏｇΩｃｍ）等からなる発泡ゴム等を用いた２層構成のローラが例示される。
【００４１】
最外層を構成する材料としては、可撓性と電気特性とが良好であるエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などが好ましい。また、最内層を構成する材料としては、ＮＢＲのような共重合ゴムやエーテル系のヒドリンゴム、ウレタンゴムなどが耐オゾン性の面で望ましい。また、前記ＮＢＲとしては、高ニトリル・中高ニトリル・低ニトリル等が適宜選択される。アクリルニトリル量は１５〜５５％の範囲、好ましくは２５〜４５％の範囲程度であれば環境の変化によるうねりや硬度・剛性変化に対して追従可能な弾性材料を提供できる。また、ＮＢＲとエピクロロヒドリン（ＥＣＯ）とをブレンドして用いる場合、ＮＢＲとのブレンド比が９５／５〜５／９５の範囲内で劣化や抵抗値の安定な領域を制御が可能である。
【００４２】
前記ウレタンゴムとしては、ミラブルウレタンの他、液状スラブ発泡体においてはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、脂環式ポリオール、及びこれらのプレポリマータイプ等に、硬化剤としてＴＤＩ、ＭＤＩ等の芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネートの他、各種のブロックイソシアネート類を用いて反応させ、これに４級アンモニウム塩や末端に水酸基などを有する反応性アルキレンポリオール側鎖やベンジル基、長鎖アルキル基を有する置換４級アンモニウム塩などによりイオン導電性を付与することができる。
【００４３】
前記エピクロロヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アクリルグリシジルエーテル三元共重合体等が含まれ、その共重合比率や上記４級アンモニム塩を含有することにより所望の抵抗領域に調整する。
【００４４】
前記エチレン・プロピレンゴムとしては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレンターポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩素化ブチル等がある。ハロゲンフリー配合からＥＰＤＭやオレフィン類のほかエチレン−酢酸ビニル共重合体が選択され、これに電子導電性の導電材を添加することにより所望の抵抗領域に調整することができる。
【００４５】
−導電剤−
本発明における最外層には、導電剤として電子導電剤及び／またはイオン導電剤を使用する。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅合金などの金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリム、酸化錫−酸化インジウムまたは酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物などの１種または２種以上の微粉末が用いられる。中でも、電子導電剤としては、コストの点でカーボンブラックが好適である。
【００４６】
本発明に使用するカーボンブラックとしては、チャンネルブラック、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が挙げられ、粒径が６０μｍ以下でＤＢＰ吸油量が１８０ｍｌ／１００ｇ以下であるものが望ましい。
【００４７】
本発明においては、上記電子導電剤が少なくとも最外層の導電剤として用いられるが、最外層に用いられる添加量としては、ゴム材料１００重量部に対して、１〜８０重量部の範囲であることが好ましい。この場合、組成物の抵抗値調整は主として電子導電剤の添加量で行い、後述するイオン導電剤は微調整のために添加することが好ましい。
【００４８】
本発明において最内層に主に用いられるイオン導電剤としては、例えば含過塩素酸リチウムのエステル系可塑剤のような金属塩含有可塑剤、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシルアミンアセテート、イミダゾリン誘導体アセテート、ポリアルキレンポリアミン誘導体またはその塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルアミノエチルアルキルアミドハロゲニド、アルキルピリジニウム硫酸塩、アルキルトリメチルアンモニウムハロゲニド等のカチオン性界面活性剤等が使用される。
【００４９】
本発明において望ましいイオン導電剤は、前記例示したような第４級アンモニウム塩であり、更にトリエチルベンジルアンモニウムクロライド、トリメチルベンジルアンモニウムクロライドのような、１分子中に少なくとも１個のフェニル基を含んでいる第４級アンモニウム塩が望ましい。このような第４級アンモニウム塩は、フェニル基による立体障害のため、組成物中で前述のマイグレーションを起しにくい。
【００５０】
本発明においては、上記イオン導電剤が少なくとも最内層の導電剤として用いられるが、最内層に用いられる添加量としては、ゴム材料１００重量部に対して、０．１〜５重量部の範囲であることが好ましい。
【００５１】
−無機充填剤−
本発明にあっては、難燃性、耐熱性、機械的強度等を組成物（ゴム材料と導電剤の混合物）に付与するために、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛等の金属水酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、燐酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、ケイ藻土、ドロマイト、石膏、タルク、クレー、アスベスト、マイカ、ガラス繊維、カーボン繊維、ケイ酸カルシウム、ベンナイト、ホワイトカーボン、カーボンブラック、鉄粉、アルミニウム粉、石粉、高炉スラグ、フライアッシュ、セメント、ジルコニア粉等の無機充填剤を添加することが望ましい。また、上記無機充填剤の表面をシランカップリング剤で処理しておけば、無機充填剤はゴムとの親和性が向上し、均一に混合し易くなる。
【００５２】
−その他の成分−
上記成分に加えて、本発明にあっては、ＤＯＰ、ＤＢＰ、ＤＩＮＰ等のフタル酸系可塑剤；ＴＯＴＭ等のトリメリット酸系可塑剤；ＤＯＡ、ＤＩＮＡ等の二塩基酸系可塑剤；ＴＣＰ、ＴＰＰ等のリン酸系可塑剤；エポキシ系可塑剤；ポリエステル系可塑剤；等の可塑剤、柔軟剤、その他老化防止剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
さらに、本発明における組成物をローラに成形する場合には、加硫剤が添加される。加硫剤としては硫黄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイドなどが用いられ、必要によりそれらに加えてテトラメチルチウラムモノスルフィド、ジ−Ｏ−トリグアニジン、チオウレア等を加硫促進剤として併用する。
【００５３】
（転写ローラの作製）
本発明の転写ローラは、例えば所望の前記ゴム材料に導電剤及び必要な各種添加剤を配合し、ロール、ニーダー、バンバリー等により混合することにより、または液状ゴムの場合はモノマー類と混合攪拌・脱泡させることにより組成物とし、これを射出成形、鋳型成形、押し出し成形等によって円筒状チューブに成型し、これらを積層することにより作製される。
【００５４】
なおこの場合、１次加硫・発泡及び２次加硫工程を経て発泡と成形と同時に加硫が行われる。加硫の方法としては、缶加硫や型内プレス成形・注型成形により発泡層を異種ゴム材料で１層または２層以上設けてもよい。
【００５５】
本発明においては、少なくとも２層の発泡層からなる導電性発泡層が、外層となる円筒状発泡層の内側に、外径を該円筒状発泡層の内径と同一とした内層となる発泡層を逐次圧入して転写ローラを作製することが好ましい。このような製法を採ることにより、ローラ作製工程を少なくすることができコストを低減することができる。
【００５６】
本発明の転写ローラに関し、好ましい作製方法の一例を挙げれば、まず、ＳＵＳ等の金属シャフトに予めウレタン系導電性の接着剤を塗工しておき、これを最終外径の１／２程度に予め研磨してあるＮＢＲやウレタンゴムのイオン導電発泡層に挿入し、最内層を形成する。なお、この最内層は、例えばニップでの抵抗値が１０8Ωｃｍ付近となるように、イオン導電剤量や配合割合から抵抗を合わせてあり、またこの最内層のＬＬ、ＨＨ環境の抵抗特性も測定しておく。
【００５７】
次に、最外層のゴム材料としては耐オゾン性を高めるためＥＰＤＭやエチレン−酢酸ビニル共重合体を用い、これに電子導電剤を前記式（１）の関係を満たす量添加して混合し、これにアゾジカルボンアミド、４，４’−オキシベンゼンスルホニルヒドラジド等の発泡剤、さらに、例えば酸化亜鉛などの金属酸化物、ステアリン酸、オレイン酸、脂肪酸類などの加硫促進剤を添加し組成物とする。そしてこれをダミーシャフトなどの表面に押し出し成型して、硫黄や金属塩加硫またはパーオキサイドによる共加硫させ、最外層のチューブ（円筒状発泡層）を作製する。
【００５８】
次いで、前記最内層の外径を研磨などにより前記円筒状発泡層の内径と同一とし、これを該円筒状発泡層に圧入して２層の発泡層からなる導電性発泡層が形成された転写ローラが得られる。ローラが３層以上となる場合には、この円筒状発泡層の作製、圧入をさらに繰り返して転写ローラを作製する。
【００５９】
本発明の転写ローラにおける導電性発泡層は、好ましくは厚さが１〜５０ｍｍの範囲、幅（シャフト方向の長さ）が１００〜６００ｍｍの範囲で形成される。この場合、最内層のイオン導電性発泡層の厚みは０．５〜２０ｍｍの範囲であることが好ましい。厚みが０．５ｍｍ未満では、イオン導電層として抵抗変化に対する追従性とローラ抵抗に対する寄与が最外層に依存することとなってしまい、安定した電気特性の維持が困難になる。
【００６０】
上記の観点から、前記最外層の厚さｄ１と最内層の厚さｄ２との比（ｄ１／ｄ２）は、１／１０〜１０／１の範囲であることが好ましく、１／５〜５／１の範囲であることがより好ましい。
【００６１】
本発明の転写ローラの硬度は、アスカーＣ硬度で１０〜８０度の範囲が好ましく、２０〜７０度の範囲がより好ましい。
【００６２】
このようにして作製される本発明の転写ローラの体積抵抗率の常用対数値は、５００Ｖ〜１ｋＶ印加時で６〜１３ｌｏｇΩｃｍの範囲に調節されることが好ましく、６〜１０ｌｏｇΩｃｍの範囲がより好ましい。なお、この転写ローラの体積抵抗率も前記と同様の測定方法により求められる。
【００６３】
さらに、本発明の転写ローラでは、１〜５０００Ｖの範囲の直流電圧印加に対するＶ−Ｉ特性が、変曲点を有する曲線であることが好ましく、より具体的には、１〜１０００Ｖ印加時と１０００〜５０００Ｖ印加時とで電流変化が異なることが望ましい。
【００６４】
電子写真装置においては、用紙抵抗や転写媒体の抵抗値に応じた安定した転写電流と転写バイアスの変動に伴う転写ローラの抵抗変動とが安定していることが望ましい。特に高温高湿環境では転写バイアスが大きくかかり、用紙や感光体のプレニップやポストニップ部で剥離放電によるトナー汚れが発生しやすく、１ｋＶ以上の高印加電圧時のＶ−Ｉ特性の安定性が必要となっている。
【００６５】
これに対し、単層ローラでイオン導電性あるいは電子導電性の一方のみで制御した場合は、高温高湿時の抵抗低下による裏面・端部汚れの発生、低温低湿時の異常放電現象による転写ムラ、白色ゴマ塩状転写不良や、用紙の種類やサイズに応じた適切な転写電流の供給や感光体ニップ部での転写履歴の残存、高バイアス時の転写ムラの発生などが起こりやすく、さらに使用スピードによる影響でそのデイフェクト発生状態も変化し、これまではイオン導電性ローラと電子導電性ローラとを使いわけて使用するか、ハイブリッド状態での抵抗値の均衡をとる方法が採用されているが、これらの欠点を十分補うことは難しかった。
【００６６】
本発明の転写ローラは、低電圧印加時（１〜１０００Ｖ程度）と高電圧印加時（１０００〜５０００Ｖ程度）とでＶ−Ｉ特性が異なり、しかも高電圧印加時の電流は電子導電性単独の場合に比べ急激には上昇しないため、全体として低電圧領域と高電圧領域との間に変曲点が存在するようなＶ−Ｉ特性となっており、前記問題に対し単独のローラで対処できるものである。
【００６７】
本発明の転写ローラは、電子写真方式により記録材にトナー画像を形成する電子写真装置における転写ローラとして適用されるものである。具体的には、少なくとも、所定の手段により画像情報に応じて表面にトナー画像が形成される潜像担持体と、これに当接してニップ部を形成する転写部材とを備え、前記ニップ部に転写材が挿通されることで該転写材に前記潜像担持体表面のトナー画像を転写して画像を形成する構成を含む画像形成装置において、前記転写部材として本発明の転写ローラが使用される。
【００６８】
かかる態様によれば、転写部でのニップ均一性を確保しやすい。特に、転写材の種類（薄紙から厚紙）を問わず均一に転写ニップを確保できるので、極めて安定した転写工程を可能とすることができる。
【００６９】
また、本発明の転写ローラは、前記潜像担持体表面のトナー画像を中間転写体に転写する１次転写手段と、前記中間転写体表面のトナー像を転写材に転写する２次転写手段と、を備える画像形成装置において、前記１次転写手段及び／または２次転写手段としても使用可能であるが、前述のように、本発明の転写ローラは感光体（潜像担持体）への非汚染性等に優れるため、トナー画像を形成する動作中に常時感光体に接している態様で使用されることが好ましい。
【実施例】
【００７０】
以下、本発明により本発明をより具体的に説明する。
＜実施例１＞
（転写ローラの作製）
ＮＢＲ（日本ゼオン社製、Ｎ２５０Ｓ）１００重量部に対しイオン導電剤としてトリエチレンベンジル４級塩（和光純薬社製）１重量部を加え、これに下記発泡剤、加硫剤等を添加して、バンバリーミキサーで素練り・混練し押し出し成形することによって、混合組成物を厚さが５ｍｍ、内径が５ｍｍのチューブ状に成形した。次いで、得られた成形品を加硫缶に入れて１４０℃で２時間加硫し、さらに熱風オーブンに入れて２次加硫（１５０℃、４時間）して発泡チューブを得た。この発泡チューブを長さ２１６ｍｍにカットし、外径が８ｍｍφのＳＵＳ製の金属シャフトに挿入した後外径が１４ｍｍになるように仕上げ研磨して最内層を作製した。
【００７１】
一方、ＥＰＲ（三井石油化学社製、ＥＰＴ４０２）１００重量部に対し電子導電剤としてカーボンブラック（電気化学工業社製、デンカブラック（アセチレンブラック））３０重量部を加え、これに下記発泡剤、加硫剤等を添加して、前記と同様にバンバリーミキサーで素練り・混練し押し出し成形、加硫・発泡することによって、内径が１４ｍｍ、外径が１８．７ｍｍの発泡チューブ（最外層）を作製した。
【００７２】
−加硫剤、発泡剤、促進剤成分−
発泡剤：アゾジカルボンアミド                ７重量部
ベンゼンスルホニルヒドラジド        ３重量部
加硫剤：硫黄                                ２重量部
促進剤：テトラメチルチウラムスルフィド  １．５重量部
２−メルカプトベンゾチアゾール  １．０重量部
スルフェンアミド                ０．６重量部
【００７３】
前記最内層、最外層の各環境下での体積抵抗率、硬度を前述の方法により測定した。結果を表１に示す。
前記最外層としての発泡チューブに、前記最内層としての発泡チューブを圧入して２層構成（最内層３．０ｍｍ、最外層２．３５ｍｍ）の導電性発泡層を有する転写ローラ１を作製した。
【００７４】
【表１】
2006078775.tif 000002
【００７５】
（転写ローラの評価）
上記転写ローラ１について以下の評価を行った。
−印加電圧に対するローラ体積抵抗率特性−
２５℃、５５％ＲＨ（ＮＮ環境）において、前述の方法により印加電圧を５００〜３０００Ｖとしてローラの体積抵抗率（ｌｏｇΩｃｍ）を求めた。また、５００Ｖ印加時と５０００Ｖ印加時の体積抵抗率の差（ρ500V−ρ5000V）を電圧変動値とした。
【００７６】
−環境変動に対するローラ体積抵抗率特性−
１０℃、１５％ＲＨ（ＬＬ環境）及び２８℃、８５％ＲＨ（ＨＨ環境）に各々２４時間放置後の１ｋＶ印加時のローラ体積抵抗率ρL、ρHを求め、両者の差（ρL−ρH）を環境変動値とした。
【００７７】
−ローラ体積抵抗率の経時変化−
ＬＬ環境にて転写ローラ１を直径３０ｍｍの金属ロールに両端荷重を各々５００ｇで押し当て、３ｋＶの電圧を印加しながら９０ｒｐｍで１６８時間連続回転させた後の体積抵抗率ρE（１ｋＶ印加）を測定し、初期の体積抵抗率ρIとの差（ρE−ρI）を経時変化値とした。
【００７８】
−耐オゾン性−
転写ローラ１を金属板に一定荷重（両端８００ｇ）で押し当てた状態で、濃度５ｐｐｍのオゾン環境中に４０℃で１６８時間放置した後の、ローラの金属板とのニップ部の変形量（ｍｍ）を測定した。
【００７９】
−画像特性−
転写ローラ１を、モノクロ複写機Ａｂｌｅ３３５０（富士ゼロックス社製）に転写ローラとして装着し、ＨＨ環境下、ＬＬ環境下にて画像出しを行い、その画像について目視により以下の判断基準で評価を行った。
○：問題なし。
△：一部画質不良あり（用紙端部、裏面など）。
×：転写不良発生。
以上の結果を表２にまとめて示す。
【００８０】
＜実施例２＞
実施例１において、最内層の厚さを２．０ｍｍ、最外層の厚さを３．３５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして転写ローラ２を作製し、同様の評価を行った。
結果を表１、２にまとめて示す。
【００８１】
＜実施例３＞
実施例２において、最外層の電子導電剤の添加量を３５重量部とした以外は実施例２と同様にして転写ローラ７を作製し、同様の評価を行った。
結果を表１、２にまとめて示す。
【００８２】
＜比較例１＞
実施例１において、最内層にイオン導電剤を添加しなかった以外は実施例１と同様にして転写ローラ１１を作製し、同様の評価を行った。
結果を表１、２にまとめて示す。
【００８３】
【表２】
2006078775.tif 000003
【００８４】
表１、２に示すように、最外層であるＥＰＤＭ発泡層の抵抗が７．５〜８．０ｌｏｇΩｃｍの範囲で環境変動変化しても、最内層であるＮＢＲ発泡層のイオン導電性単独での環境変化には追従せず、かつ３ｋＶ印加での抵抗変化は５００ｖ〜１０００ｖ印加時の変化に比べ抑えられ、通常実機使用領域での１〜３ｋＶの範囲の印加では環境によらず安定した電流の供給が可能であった。
【００８５】
また、実施例１〜２の結果のように、上下層の肉厚を変えた場合の電気抵抗は上層（最外層）に影響され、下層（最内層）抵抗の界面でのレベリング性は大きくなっている。また、下層肉厚は増えても画質への影響は少なく、さらに実施例３のように、カーボンブラックのＥＰＤＭ中への配合量を振っても電圧依存性の大きな変化は少なく、一部問題とならない程度の転写ムラは発生するが大きな影響はないことがわかった。
【００８６】
一方、比較例１〜３においては、ＥＰＤＭ単独発泡層やＮＢＲ単独発泡層を使用した系では耐オゾン性は低下し、ＥＰＤＭ単独発泡系では電圧変動が大きく、成形バラツキや分散不良による転写ムラが発生するなど、安定した抵抗は得られなかった。また比較例３の下層がイオン導電剤を含まない配合の時は、表面ＥＰＤＭ層の抵抗レベリング性は十分に発揮できず、転写ラテチュード範囲外でゴマ塩状の転写ムラが発生した。