(57)【要約】【課題】黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストおよび細線の再現性の両方に優れた、良好な画像を形成できる現像ローラを提供する。【解決手段】現像ローラ１は、弾性材料からなる筒状の内層２、および弾性材料からなる外層４を含むローラ本体５を備え、内層２のみの状態でのローラ抵抗値Ｒ１（Ω、４００Ｖ印加時）は、式(１)：  ６．５≦ｌｏｇＲ１≦９．５      (１)を満足し、かつ外層４のみの状態での体積抵抗率Ｒ２（Ω・ｃｍ、４００Ｖ印加時）は、式(２)：  ｌｏｇＲ２≦９．０      (２)を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ本体を含み、前記ローラ本体は、弾性材料からなる筒状の内層、および前記内層の外周面に積層された、弾性材料からなる外層を含み、前記内層のみの状態でのローラ抵抗値Ｒ１（Ω、４００Ｖ印加時）は、式(１)：
６．５≦ｌｏｇＲ１≦９．５      (１)
を満足し、かつ前記外層のみの状態での体積抵抗率Ｒ２（Ω・ｃｍ、４００Ｖ印加時）は、式(２)：
ｌｏｇＲ２≦９．０      (２)
を満足する現像ローラ。
【請求項２】
前記内層は、ジエン系ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、およびカーボンブラックを含むゴム組成物の架橋物からなる請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記外層は、エピクロルヒドリンゴム、およびジエン系ゴムを含むゴム組成物の架橋物からなる請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記ローラ本体は、前記外層の外周面に設けられた酸化膜をさらに含んでいる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで使用される現像ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現像ローラとしては、たとえば、ジエン系ゴムとイオン導電性ゴムとを含むゴム組成物を筒状に成形したのち、架橋させた単層のローラ本体を備えるものが知られている。また、単層のローラ本体の外周面に紫外線を照射する等して、酸化膜を形成する場合もある（特許文献１等参照）。
現像ローラを組み込む画像形成装置としては、たとえば、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等が挙げられる。
【０００３】
レーザープリンタ等の画像形成装置の画像評価基準の一つとして、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度が知られている。
黒ベタ濃度とは、紙面の全面が黒である、いわゆる黒ベタの画像の濃度である。黒ベタ濃度が高いほど、コントラストの高い画像を形成することができる。
また、２ｄｏｔ濃度とは、孤立２ｄｏｔと呼ばれる、格子長約８０μｍの正方格子上に円が並んだ画像の濃度である。２ｄｏｔ濃度が高いほど、形成画像中の細線の再現性を向上して、かすれ等のない画像を形成することができる。
【０００４】
ところが、この２つの画像濃度は相反関係にあり、両立が困難である。すなわち、黒ベタ濃度は、現像ローラのローラ抵抗値を低くするほど高くなるが、２ｄｏｔ濃度は、現像ローラのローラ抵抗値が高いほど高くなる傾向がある。
従来の現像ローラでは、この２つの相反する特性を両立することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８０４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストおよび細線の再現性の両方に優れた、良好な画像を形成できる現像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】
【０００７】
本発明は、ローラ本体を含み、前記ローラ本体は、弾性材料からなる筒状の内層、および前記内層の外周面に積層された、弾性材料からなる外層を含み、前記内層のみの状態でのローラ抵抗値Ｒ１（Ω、４００Ｖ印加時）は、式(１)：
６．５≦ｌｏｇＲ１≦９．５      (１)
を満足し、かつ前記外層のみの状態での体積抵抗率Ｒ２（Ω・ｃｍ、４００Ｖ印加時）は、式(２)：
ｌｏｇＲ２≦９．０      (２)
を満足する現像ローラである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストおよび細線の再現性の両方に優れた、良好な画像を形成できる現像ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図(ａ)は、本発明の現像ローラの一例の、全体の外観を示す斜視図、図(ｂ)は、上記例の現像ローラの端面図である。
【図２】内層や現像ローラの全体のローラ抵抗値を測定する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
発明者の検討によると、黒ベタ濃度は、ローラ本体の表面付近の抵抗値と関係しており、表面付近の抵抗値を低くすれば、黒ベタ濃度を向上することができる。一方、２ｄｏｔ濃度には、ローラ本体の全体のローラ抵抗値が関わっており、全体のローラ抵抗値を高くするほど、２ｄｏｔ濃度を高くすることができる。
そこで、この知見に基づいて、発明者はさらに検討した結果、上述したように、
・  ローラ本体を、いずれも弾性材料からなる、内層と、当該内層の外周面に積層された外層の２層を含む構造とし、
・  このうち外層は、ローラ本体の表面付近の抵抗値を、黒ベタ濃度を向上しうる範囲に調整するために、単体での体積抵抗率Ｒ２が、常用対数値ｌｏｇＲ２で表して９．０以下の範囲を満足する低抵抗の状態とし、なおかつ
・  その下の内層は、外層と合わせたローラ本体の全体でのローラ抵抗値を、２ｄｏｔ濃度を向上しうる範囲に調整するために、単体でのローラ抵抗値Ｒ１が、常用対数値ｌｏｇＲ１で表して６．５以上、９．５以下の範囲を満足する高抵抗の状態
とすることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明は、前述したように、弾性材料からなる筒状の内層、および内層の外周面に積層された、弾性材料からなる外層を含み、内層のみの状態でのローラ抵抗値Ｒ１（Ω、４００Ｖ印加時）は、式(１)：
６．５≦ｌｏｇＲ１≦９．５      (１)
を満足し、かつ外層のみの状態での体積抵抗率Ｒ２（Ω・ｃｍ、４００Ｖ印加時）は、式(２)：
ｌｏｇＲ２≦９．０      (２)
を満足するローラ本体を備えた現像ローラである。
【００１２】
したがって本発明によれば、ローラ本体を上記の２層構造とすることにより、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストおよび細線の再現性の両方に優れた、良好な画像を形成できる現像ローラを提供することができる。
図１(ａ)は、本発明の現像ローラの一例の、全体の外観を示す斜視図、図１(b)は、上記例の現像ローラの端面図である。
【００１３】
図１(ａ)(ｂ)を参照して、この例の現像ローラ１は、弾性材料からなる筒状の内層２の外周面３に、直接に、弾性材料からなる外層４が積層された、２層構造のローラ本体５を備えている。
内層２の中心の通孔６には、シャフト７が挿通されて固定されている。
シャフト７は、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成されている。
【００１４】
シャフト７は、たとえば、導電性を有する接着剤を介して、ローラ本体５と電気的に接合され、かつ機械的に固定されるか、または、通孔６の内径より外径の大きいものを通孔６に圧入することで、ローラ本体５と電気的に接合され、かつ機械的に固定される。
また、外層４の表面、すなわちローラ本体５の外周面８には、両図中に拡大して示すように、酸化膜９が形成されている。
【００１５】
酸化膜９を形成することにより、当該酸化膜９が誘電層として機能して、現像ローラ１の誘電正接を低減することができる。また、酸化膜９が低摩擦層として機能して、トナーの付着を良好に抑制することもできる。
しかも、酸化膜９は、たとえば、酸化性雰囲気中で外周面８に紫外線を照射する等して、外周面８の近傍のゴムを酸化させるだけで簡単に形成できるため、現像ローラ１の生産性が低下したり、製造コストが高くついたりするのを抑制することもできる。
【００１６】
ただし、酸化膜９は省略してもよい。
内層２、外層４は、それぞれの構造を簡略化し、かつ耐久性等を向上するため、いずれも非多孔質の単層に形成するのが好ましい。
なお、外層４の「単層」とは、弾性材料からなる層の数が単層であることを指す。また、ローラ本体５の「２層」も、内層２と外層４の、ともに弾性材料からなる層の数が２層であることを指し、いずれの場合も、紫外線の照射等によって形成される酸化膜９は層数に含まないこととする。
【００１７】
本発明において、内層２のみの状態でのローラ抵抗値Ｒ１（Ω、４００Ｖ印加時）、および外層４のみの状態での体積抵抗率Ｒ２（Ω・ｃｍ、４００Ｖ印加時）が、それぞれ前述した範囲に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち、体積抵抗率Ｒ２が、常用対数値ｌｏｇＲ２で表して９．０を超える場合には、ローラ本体５の表面付近の抵抗値を、黒ベタ濃度を向上できる範囲まで十分に低下させることができない。そのため、黒ベタ濃度が不足して、形成画像のコントラストが低下する。
【００１８】
また、ローラ抵抗値Ｒ１が、常用対数値ｌｏｇＲ１で表して６．５未満では、上記体積抵抗率Ｒ２を有する外層４と合わせたローラ本体５の全体でのローラ抵抗値を、２ｄｏｔ濃度を向上できる範囲まで十分に高めることができない。そのため、２ｄｏｔ濃度が不足し、形成画像中の細線の再現性が低下して形成画像にかすれ等を生じやすくなる。
一方、ローラ抵抗値Ｒ１が、常用対数値ｌｏｇＲ１で表して９．５を超える場合には、上記外層４と合わせたローラ本体５の全体でのローラ抵抗値が高くなりすぎるため、黒ベタ濃度が不足して、形成画像のコントラストが低下する。
【００１９】
これに対し、ローラ抵抗値Ｒ１と体積抵抗率Ｒ２を、それぞれ上記の範囲に設定することにより、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストおよび細線の再現性の両方に優れた、良好な画像を形成することができる。
なお、内層２と外層４を合わせたローラ本体５の全体でのローラ抵抗値Ｒ３（Ω、４００Ｖ印加時）は、式(３)：
５．０≦ｌｏｇＲ３≦８．７      (３)
を満足するのが好ましい。
【００２０】
ローラ抵抗値Ｒ３を上記の範囲とすることにより、前述した、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストおよび細線の再現性の両方に優れた、良好な画像を形成する効果をさらに向上することができる。
〈ローラ抵抗値測定〉
内層２のローラ抵抗値Ｒ１や、ローラ本体５の全体でのローラ抵抗値Ｒ３を、本発明では、それぞれ温度２３℃、相対湿度５５％の常温常湿環境下、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
【００２１】
図２は、内層２またはローラ本体５のローラ抵抗値を測定する方法を説明する図である。
図１、図２を参照して、まず一定の回転速度で回転させることができるアルミニウムドラム１０を用意し、用意したアルミニウムドラム１０の外周面１１に、上方から、外層４を形成する前の内層２の外周面３、またはローラ本体５の外周面８を接触させる。
【００２２】
また、シャフト７とアルミニウムドラム１０との間に直流電源１２、および抵抗１３を直列に接続して計測回路１４を構成する。直流電源１２は、(−)側をシャフト７、（＋）側を抵抗１３と接続する。抵抗１３の抵抗値ｒは１００Ωとする。
次いで、シャフト７の両端部にそれぞれ４５０ｇの荷重Ｆをかけて、内層２またはローラ本体５をアルミニウムドラム１０に圧接させた状態で、アルミニウムドラム１０を４０ｒｐｍで回転させる。そして、回転を続けながら、内層２またはローラ本体５と、アルミニウムドラム１０との間に、直流電源１２から直流４００Ｖの印加電圧Ｅを印加した際に、抵抗１３にかかる検出電圧Ｖを計測する。
【００２３】
検出電圧Ｖと印加電圧Ｅ（＝４００Ｖ）とから、内層２またはローラ本体５のローラ抵抗値Ｒ１またはＲ３（下記式では「Ｒ」とする）は、基本的に式(ｉ′)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ−ｒ      (ｉ′)
によって求められる。ただし式(ｉ′)中の−ｒの項は微小とみなすことができるため、本発明では式(ｉ)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ      (ｉ)
によって求めた値でもって、内層２のローラ抵抗値Ｒ１、またはローラ本体５のローラ抵抗値Ｒ３とする。
【００２４】
〈体積抵抗率測定〉
外層４の体積抵抗率Ｒ２は、温度２３℃、相対湿度５５％の常温常湿環境下、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
すなわち、外層４のもとになるゴム組成物をプレス成形して、１３ｃｍ角で厚み２ｍｍのシートを作製し、このシートを試験片として用いて、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ６２７１−１：２０１５「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−電気抵抗率の求め方−第１部：二重リング電極法」所載の測定方法に則って、外層４の体積抵抗率Ｒ２を求めた。
【００２５】
《内層２用のゴム組成物》
内層２は、前述したローラ抵抗値Ｒ１を満足する種々の弾性材料によって形成することができる。とくに、内層２は、ジエン系ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、およびカーボンブラックを含むゴム組成物の架橋物によって形成するのが好ましい。
〈ジエン系ゴム〉
ジエン系ゴムとしては、たとえば、天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の１種または２種以上が挙げられる。
【００２６】
とくに、ＩＲが好ましい。
（ＩＲ）
ＩＲとしては、天然ゴムの構造を人工的に再現した種々のＩＲがいずれも使用可能である。
またＩＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＩＲを用いるのが好ましい。
【００２７】
これらＩＲの１種または２種以上を使用できる。
〈ＥＰＤＭ〉
ＥＰＤＭとしては、エチレン、プロピレン、およびジエンを共重合させた種々の共重合体がいずれも使用可能である。ジエンとしては、エチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）等が挙げられる。
【００２８】
またＥＰＤＭとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、やはり本発明では、感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＥＰＤＭを用いるのが好ましい。
これらＥＰＤＭの１種または２種以上が挙げられる。
【００２９】
（ゴムの配合割合）
ジエン系ゴムおよびＥＰＤＭの配合割合は、内層２に求められる各種の特性、とくにローラ抵抗値Ｒ１や内層２の柔軟性等に応じて任意に設定できる。
〈カーボンブラック〉
カーボンブラックは、内層２に電子導電性を付与して、内層２のローラ抵抗値Ｒ１を前述した範囲に調整するために機能する。
【００３０】
カーボンブラックとしては、たとえば、電気化学工業(株)製のデンカブラック（登録商標）、ライオン(株)製のケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ３００Ｊ、ライオナイト（登録商標）ＣＢ等の１種または２種以上が挙げられる。
カーボンブラックの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり６質量部以上であるのが好ましく、１０質量部以下であるのが好ましい。
【００３１】
〈架橋成分〉
架橋成分としては、ゴムを架橋させるための架橋剤と、当該架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤とを併用するのが好ましい。
このうち架橋剤としては、たとえば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等が挙げられる。とくに硫黄系架橋剤が好ましい。
【００３２】
（硫黄系架橋剤）
硫黄系架橋剤としては、たとえば、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいはテトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等の有機含硫黄化合物などが挙げられ、とくに硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
【００３３】
硫黄は、ゴムを良好に架橋させて、内層２にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性等を付与するためのものであるが、硫黄の配合割合がこの範囲未満では、上記の効果が十分に得られないおそれがある。
一方、硫黄の配合割合が上記の範囲を超える場合には、過剰の硫黄が内層２と外層４の界面である内層２の外周面３にブルームして、外層４の密着を妨げるおそれがある。
【００３４】
なお、たとえば硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ゴムの総量１００質量部あたりの割合が上記の範囲となるように調整するのが好ましい。
【００３５】
（架橋促進剤）
硫黄系架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤としては、たとえば、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。このうち、チウラム系促進剤とチアゾール系促進剤とを併用するのが好ましい。
【００３６】
チウラム系促進剤としては、たとえば、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等の１種または２種以上が挙げられる。
またチアゾール系促進剤としては、たとえば、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、２−（４′−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３７】
上記２種の架橋促進剤の併用系において、硫黄系架橋剤によるゴムの架橋を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、チウラム系促進剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上、２質量部以下であるのが好ましい。また、チアゾール系促進剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上、２質量部以下であるのが好ましい。
【００３８】
〈その他〉
内層２用のゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、たとえば、架橋促進助剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤等が挙げられる。
このうち架橋促進助剤としては、たとえば、亜鉛華（酸化亜鉛）等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の架橋促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
【００３９】
架橋促進助剤の配合割合は、個別に、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上、とくに０．５質量部以上であるのが好ましく、７質量部以下、とくに５質量部以下であるのが好ましい。
可塑剤としては、たとえば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。また加工助剤としては、たとえば、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩などが挙げられる。
【００４０】
可塑剤および／または加工助剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以下であるのが好ましい。
劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。
このうち酸化防止剤としては、たとえば、４，４′−ジクミルジフェニルアミン等が挙げられる。
【００４１】
酸化防止剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
また、添加剤としては、さらに充填剤、スコーチ防止剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等を、任意の割合で配合してもよい。
〈ゴム組成物の調製〉
以上で説明した各成分を含む内層２用のゴム組成物は、従来同様に調製できる。まず、ゴムを素練りし、次いで、架橋成分以外の各種添加剤を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えて混練することで、内層２用のゴム組成物が得られる。混練には、たとえば、ニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
【００４２】
《外層４用のゴム組成物》
外層４は、前述した体積抵抗率Ｒ２を満足する種々の弾性材料によって形成することができる。とくに、外層４は、エピクロルヒドリンゴム、およびジエン系ゴムを含むゴム組成物の架橋物によって形成するのが好ましい。
〈エピクロルヒドリンゴム〉
エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含み、イオン導電性を有する種々の重合体が使用可能である。
【００４３】
エピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、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（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４４】
中でも、ジエン系ゴムと併用した際に、外層４の体積抵抗率Ｒ２を好適な範囲まで低下させる効果の点で、エチレンオキサイドを含む共重合体、とくにＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。
上記両共重合体におけるエチレンオキサイド含量は、いずれも３０モル％以上、とくに５０モル％以上であるのが好ましく、８０モル％以下であるのが好ましい。
【００４５】
エチレンオキサイドは、外層４の体積抵抗率Ｒ２を下げる働きをする。しかし、エチレンオキサイド含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、外層４の体積抵抗率Ｒ２を十分に低下できないおそれがある。
一方、エチレンオキサイド含量が上記の範囲を超える場合には、エチレンオキサイドの結晶化が起こり、分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆に外層４の体積抵抗率Ｒ２が上昇する傾向がある。また架橋後の外層４が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して加工性が低下したりするおそれもある。
【００４６】
ＥＣＯにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。すなわち、エピクロルヒドリン含量は２０モル％以上であるのが好ましく、７０モル％以下、とくに５０モル％以下であるのが好ましい。
またＧＥＣＯにおけるアリルグリシジルエーテル含量は０．５モル％以上、とくに２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、とくに５モル％以下であるのが好ましい。
【００４７】
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、外層４の体積抵抗率Ｒ２を低下させる働きをする。しかし、アリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、外層４の体積抵抗率Ｒ２を十分に低下できないおそれがある。
【００４８】
一方、アリルグリシジルエーテルはＧＥＣＯの架橋時に架橋点として機能する。そのため、アリルグリシジルエーテル含量が上記の範囲を超える場合には、ＧＥＣＯの架橋密度が高くなりすぎることによって分子鎖のセグメント運動が妨げられて、却って外層４の体積抵抗率Ｒ２が上昇する傾向がある。
ＧＥＣＯにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は１０モル％以上、とくに１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、とくに６０モル％以下であるのが好ましい。
【００４９】
なおＧＥＣＯとしては、先に説明した３種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体の他に、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＯ）をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られている。本発明では、このいずれのＧＥＣＯも使用可能である。
これらエピクロルヒドリンゴムの１種または２種以上を使用できる。
【００５０】
〈ジエン系ゴム〉
ジエン系ゴムは、ゴム組成物に良好な加工性を付与したり、外層４の機械的強度や耐久性等を向上したり、あるいは外層４にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性を付与したりするために機能する。
またジエン系ゴムは、紫外線照射によって酸化されて、外層４の表面、すなわちローラ本体５の外周面８に酸化膜９を形成する材料ともなる。
【００５１】
ジエン系ゴムとしては、たとえば、天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の１種または２種以上が挙げられる。
中でも、ＣＲとＮＢＲを併用するのが好ましい。
すなわちゴムとしては、エピクロルヒドリンゴム、ＣＲおよびＮＢＲの３種を併用するのが好ましい。なお３種のゴムとしては、それぞれグレードの異なるものなどを２種以上併用してもよい。
【００５２】
（ＣＲ）
上記の併用系において、ＣＲは極性ゴムであるため、外層４の体積抵抗率Ｒ２を微調整するために機能する。
ＣＲは、クロロプレンを乳化重合させて合成されるもので、その際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプとに分類される。
【００５３】
このうち硫黄変性タイプのＣＲは、クロロプレンと、分子量調整剤としての硫黄とを共重合させたポリマを、チウラムジスルフィド等で可塑化して所定の粘度に調整することで合成される。
また非硫黄変性タイプのＣＲは、たとえば、メルカプタン変性タイプ、キサントゲン変性タイプ等に分類される。
【００５４】
このうち、メルカプタン変性タイプのＣＲは、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調整剤として使用すること以外は、硫黄変性タイプのＣＲと同様にして合成される。
また、キサントゲン変性タイプのＣＲは、アルキルキサントゲン化合物を分子量調整剤として使用すること以外は、やはり硫黄変性タイプのＣＲと同様にして合成される。
【００５５】
またＣＲは、その結晶化速度に基づいて、結晶化速度が遅いタイプ、中庸であるタイプ、および速いタイプに分類される。
本発明においては、いずれのタイプのＣＲを用いてもよいが、中でも非硫黄変性タイプで、かつ結晶化速度が遅いタイプのＣＲが好ましい。
また、ＣＲとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合体を用いてもよい。他の共重合成分としては、たとえば、２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、およびメタクリル酸エステル等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５６】
さらに、ＣＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＣＲを用いるのが好ましい。
これらＣＲの１種または２種以上を使用できる。
（ＮＢＲ）
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下である低ニトリルＮＢＲ、２５〜３０％である中ニトリルＮＢＲ、３１〜３５％である中高ニトリルＮＢＲ、３６〜４２％である高ニトリルＮＢＲ、４３％以上である極高ニトリルＮＢＲが、いずれも使用可能である。
【００５７】
また、ＮＢＲとしては、やはり伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＮＢＲを用いるのが好ましい。
これらＮＢＲの１種または２種以上を使用できる。
（ゴムの配合割合）
ゴムの配合割合は、外層４に求められる各種の特性、とくに体積抵抗率Ｒ２や外層４の柔軟性等に応じて任意に設定できる。
【００５８】
ただし、エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部中の１０質量部以上、とくに１５質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、とくに４０質量部以下であるのが好ましい。
エピクロルヒドリンゴムの配合割合がこの範囲未満では、外層４の体積抵抗率Ｒ２を好適な範囲まで十分に低下できないおそれがある。
【００５９】
一方、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にジエン系ゴムの割合が少なくなる。そのため、ゴム組成物に良好な加工性を付与したり、外層４にゴムとしての良好な特性を付与したり、ローラ本体５の外周面８に、前述した機能を有する連続した酸化膜９を形成したりできないおそれがある。
これに対し、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を上記の範囲とすることにより、ジエン系ゴムを併用することによる上記の効果を維持しながら、外層４の体積抵抗率Ｒ２を好適な範囲まで十分に低下できる。
【００６０】
ＣＲの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、１５質量部以下であるのが好ましい。
ＣＲの配合割合がこの範囲未満では、ＣＲを配合することによる前述した効果、すなわち、外層４の体積抵抗率Ｒ２を微調整する効果が十分に得られないおそれがある。
一方、ＣＲの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムが少なくなるため、外層４の体積抵抗率Ｒ２を好適な範囲まで十分に低下できないおそれがある。
【００６１】
ＮＢＲの配合割合は、エピクロルヒドリンゴムおよびＣＲの残量とする。すなわちエピクロルヒドリンゴムおよびＣＲの配合割合をそれぞれ所定値に設定した際にゴムの総量が１００質量部となるように、ＮＢＲの配合割合を設定すればよい。
〈架橋成分〉
架橋成分としては、チオウレア系架橋剤、ならびに硫黄系架橋剤を併用するのが好ましい。
【００６２】
（チオウレア系架橋剤）
チオウレア系架橋剤としては、分子中にチオウレア構造を有し、主にＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物が使用可能である。
チオウレア系架橋剤としては、たとえば、エチレンチオウレア、Ｎ,Ｎ′−ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、式(ａ)：
（Ｃｎ２ｎ＋１ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ      (ａ)
〔式中、ｎは１〜１２の整数を示す。〕で表されるチオウレア、テトラメチルチオウレア等の１種または２種以上が挙げられる。とくに、エチレンチオウレアが好ましい。
【００６３】
チオウレア系架橋剤の配合割合は、外層４に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、１質量部以下であるのが好ましい。
（架橋促進剤）
チオウレア系架橋剤には、当該チオウレア系架橋剤によるＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯの架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
【００６４】
架橋促進剤としては、たとえば、１,３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１-ｏ-トリルビグアニド等のグアニジン系促進剤などの１種または２種以上が挙げられる。とくに１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジンが好ましい。
架橋促進剤の配合割合は、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、１質量部以下であるのが好ましい。
【００６５】
（硫黄系架橋剤）
主にジエン系ゴムやＧＥＣＯを架橋させるための硫黄系架橋剤としては、たとえば、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいはテトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等の有機含硫黄化合物などが挙げられ、とくに硫黄が好ましい。
【００６６】
硫黄の配合割合は、外層４に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
なお、たとえば、硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記配合割合は、やはり、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
【００６７】
また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ゴムの総量１００質量部あたりの割合が上記の範囲となるように調整するのが好ましい。
（架橋促進剤）
硫黄系架橋剤には、当該硫黄系架橋剤によるジエン系ゴム等の架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
【００６８】
架橋促進剤としては、たとえば、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。中でも、チアゾール系促進剤とチウラム系促進剤を併用するのが好ましい。
チアゾール系促進剤としては、たとえば、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２-メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、２−（Ｎ,Ｎ−ジエチルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール、２−（４′−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等の１種または２種以上が挙げられる。とくに、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。
【００６９】
また、チウラム系促進剤としては、たとえば、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２-エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等の１種または２種以上が挙げられる。とくに、テトラメチルチウラムモノスルフィドが好ましい。
【００７０】
上記２種の架橋促進剤の併用系において、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、チアゾール系促進剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、２質量部以下であるのが好ましい。また、チウラム系促進剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上、１質量部以下であるのが好ましい。
〈導電剤〉
外層４用のゴム組成物には、さらに導電剤としての、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンと、陽イオンとの塩（イオン塩）を配合してもよい。
【００７１】
導電剤としてイオン塩を配合することにより、ゴム組成物のイオン導電性をさらに向上して、外層４の体積抵抗率Ｒ２をより一層低下できる。
イオン塩を構成する、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンとしては、たとえば、フルオロアルキルスルホン酸イオン、ビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドイオン、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メチドイオン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００７２】
このうちフルオロアルキルスルホン酸イオンとしては、たとえば、ＣＦ３ＳＯ３−、Ｃ４Ｆ９ＳＯ３−等の１種または２種以上が挙げられる。
またビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドイオンとしては、たとえば、(ＣＦ３ＳＯ２)２Ｎ−、(Ｃ２Ｆ５ＳＯ２)２Ｎ−、(Ｃ４Ｆ９ＳＯ２)(ＣＦ３ＳＯ２)Ｎ−、(ＦＳＯ２Ｃ６Ｆ４)(ＣＦ３ＳＯ２)Ｎ−、(Ｃ８Ｆ１７ＳＯ２)(ＣＦ３ＳＯ２)Ｎ−、(ＣＦ３ＣＨ２ＯＳＯ２)２Ｎ−、(ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＳＯ２)２Ｎ−、(ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＳＯ２)２Ｎ−、[(ＣＦ３)２ＣＨＯＳＯ２]２Ｎ−等の１種または２種以上が挙げられる。
【００７３】
さらにトリス（フルオロアルキルスルホニル）メチドイオンとしては、たとえば、(ＣＦ３ＳＯ２)３Ｃ−、(ＣＦ３ＣＨ２ＯＳＯ２)３Ｃ−等の１種または２種以上が挙げられる。
また陽イオンとしては、たとえば、ナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属のイオン、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の第２族元素のイオン、遷移元素のイオン、両性元素の陽イオン、第４級アンモニウムイオン、イミダゾリウム陽イオン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００７４】
イオン塩としては、とくに陽イオンとしてリチウムイオンを用いたリチウム塩、またはカリウムイオンを用いたカリウム塩が好ましい。
中でも、ゴム組成物のイオン導電性を向上して外層４の体積抵抗率Ｒ２を低下させる効果の点で、(ＣＦ３ＳＯ２)２ＮＬｉ〔リチウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドＬｉ−ＴＦＳＩ〕、および／または(ＣＦ３ＳＯ２)２ＮＫ〔カリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｋ−ＴＦＳＩ〕が好ましい。
【００７５】
イオン塩の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
〈その他〉
ゴム組成物には、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、たとえば、架橋促進助剤、受酸剤、充填剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤等が挙げられる。
【００７６】
このうち架橋促進助剤としては、たとえば、酸化亜鉛（亜鉛華）等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸その他、従来公知の架橋促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
架橋促進助剤の配合割合は、個別に、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、７質量部以下であるのが好ましい。
【００７７】
受酸剤は、架橋時にエピクロルヒドリンゴムやＣＲから発生する塩素系ガスの、外層４内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等を防止するために機能する。
受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、とくにハイドロタルサイト類が好ましい。
【００７８】
また、ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用すると、より高い受酸効果を得ることができ、感光体の汚染をより一層確実に防止できる。
受酸剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、７質量部以下であるのが好ましい。
充填剤としては、たとえば、酸化亜鉛、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム等の１種または２種以上が挙げられる。
【００７９】
充填剤を配合することにより、現像ローラの機械的強度等を向上できる。
また、充填剤として導電性カーボンブラックを用いると、ローラ本体に電子導電性を付与できる。
導電性カーボンブラックとしては、たとえば、アセチレンブラック等が挙げられる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり６質量部以上であるのが好ましく、９質量部以下であるのが好ましい。
【００８０】
可塑剤としては、たとえば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。また加工助剤としては、たとえば、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩などが挙げられる。
可塑剤および／または加工助剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以下であるのが好ましい。
【００８１】
また添加剤としては、さらに劣化防止剤、スコーチ防止剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等の各種添加剤を、任意の割合で配合してもよい。
〈ゴム組成物の調製〉
以上で説明した各成分を含む外層４用のゴム組成物は、従来同様に調製できる。まず、ゴムを素練りし、次いで、架橋成分以外の各種添加剤を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えて混練することで、外層４用のゴム組成物が得られる。混練には、たとえば、ニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
【００８２】
《現像ローラ１の製造》
上記内層２用、および外層４用のゴム組成物を用いて、図１(a)(b)の例の現像ローラ１を製造するには、たとえば、両ゴム組成物を２層押出機に供給して、積層された２層構造の筒状に共押出成形したのち、全体を架橋させて内層２と外層４を形成する。
あるいは、内層２用のゴム組成物を筒状に押出成形し、架橋させて内層２を形成し、次いでその外周面３に、外層４用のゴム組成物のシートを巻き付けて、プレス成形等によって筒状に成形し、架橋させるとともに、内層２と一体化させて外層４を形成する。
【００８３】
次いで、形成した内層２と外層４の積層体を、オーブン等を用いて加熱して二次架橋させ、冷却したのち所定の外径となるように研磨すると、上記積層体からなるローラ本体５が形成される。
内層２の厚みは、組み込む画像形成装置の構造や寸法等に応じて任意に設定できる。
また、外層４の厚みも任意に設定できるものの、０．１ｍｍ以上であるのが好ましく、２ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００８４】
所定の体積抵抗率Ｒ２を有する外層４の厚みをこの範囲とすることで、所定のローラ抵抗値Ｒ１を有する内層２と組み合わせた際に、ローラ本体５の全体のローラ抵抗値Ｒ３を、前述した範囲に調整することができる。そのため、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストおよび細線の再現性の両方に優れた、良好な画像を形成する効果をさらに向上することができる。
【００８５】
研磨方法としては、たとえば、乾式トラバース研磨等の種々の研磨方法が採用可能である。
また、研磨工程の最後に鏡面研磨をして仕上げてもよい。その場合は、外周面８の離型性を向上して、酸化膜９を形成せずに、あるいは酸化膜９を形成することとの相乗効果によって、トナーの付着をより一層良好に抑制することができる。また、感光体等の汚染を有効に防止することもできる。
【００８６】
シャフト７は、ローラ本体５のもとになる筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で、通孔６に挿通して固定できる。
ただしカット後、まず通孔６にシャフト７を挿通した状態で二次架橋、および研磨をするのが好ましい。これにより、二次架橋時の膨張収縮によるローラ本体５の反りや変形を抑制できる。また、シャフト７を中心として回転させながら研磨することで当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面８のフレを抑制できる。
【００８７】
シャフト７は、先に説明したように、通孔６の内径よりも外径の大きいものを通孔６に圧入するか、あるいは導電性を有する熱硬化性接着剤を介して、二次架橋前の筒状体の通孔６に挿通すればよい。
前者の場合は、シャフト７の圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
また後者の場合は、オーブン中での加熱によって筒状体が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、当該シャフト７がローラ本体５に電気的に接合されるとともに、機械的に固定される。
【００８８】
酸化膜９は、先に説明したように、外層４の表面であるローラ本体５の外周面８に紫外線を照射して形成するのが好ましい。すなわち、ローラ本体５の外周面８に所定波長の紫外線を所定時間照射して、当該外周面８の近傍を構成するゴムを酸化させるだけで酸化膜９を形成できるため、簡単で効率的である。
しかも、紫外線の照射によって形成される酸化膜９は、たとえば、従来の、塗剤を塗布して形成されるコーティング膜のような問題を生じることがない上、厚みの均一性やローラ本体５との密着性等にも優れている。
【００８９】
照射する紫外線の波長は、外層４用のゴム組成物中のジエン系ゴムを効率よく酸化させて、前述した機能に優れた酸化膜９を形成することを考慮すると、１００ｎｍ以上であるのが好ましく、４００ｎｍ以下、とくに３００ｎｍ以下であるのが好ましい。また照射の時間は３０秒間以上、とくに１分間以上であるのが好ましく、３０分間以下、とくに２０分間以下であるのが好ましい。
【００９０】
ただし酸化膜９は、他の方法で形成してもよいし、場合によっては形成しなくてもよい。
内層２と外層４の間には、任意の中間層を１層または２層以上介在させてもよい。ただしローラ本体５の構造を簡略化することを考慮すると、当該ローラ本体５は、図１(a)(b)の例のように、内層２と外層４を直接に積層した２層構造とするのが好ましい。
【００９１】
本発明の現像ローラ１は、たとえば、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の、電子写真法を利用した各種の画像形成装置に組み込んで用いることができる。
【実施例】
【００９２】
以下に、本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、必ずしもこれらの実施例、比較例に限定されるものではない。
〈内層２用のゴム組成物(Ａ)〉
ゴムとしては、ＩＲ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＩＲ２２００、非油展〕７８質量部、およびＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）５０５Ａ、非油展〕２２質量部を用いた。
【００９３】
上記ゴムの総量１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、下記の各成分を配合して混練した。
【００９４】
【表１】
2019128416.tif 000003
【００９５】
表１中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
カーボンブラック：前出のライオン(株)製のライオナイトＣＢ
架橋促進助剤：酸化亜鉛２種、堺化学工業(株)製
加工助剤：ステアリン酸亜鉛、堺化学工業(株)製のＳＺ−２０００
酸化防止剤：４，４′−ジクミルジフェニルアミン、精工化学(株)製のノンフレックス（登録商標）ＤＣＤ
次いで、混練を続けながら、下記の架橋成分を配合してさらに混練して、内層２用のゴム組成物(Ａ)を調製した。
【００９６】
【表２】
2019128416.tif 000004
【００９７】
表２中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＭ、チアゾール系促進剤
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムモノスルフィド、三新化学工業(株)製のサンセラー（登録商標）ＴＳ、チウラム系促進剤
硫黄：架橋剤、鶴見化学工業(株)製の金華印５％油入微粉硫黄
〈内層２用のゴム組成物(Ｂ)〉
カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり６．３質量部としたこと以外はゴム組成物(Ａ)と同様にして、内層２用のゴム組成物(Ｂ)を調製した。
【００９８】
〈内層２用のゴム組成物(Ｃ)〉
カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり６．６６質量部としたこと以外はゴム組成物(Ａ)と同様にして、内層２用のゴム組成物(Ｃ)を調製した。
〈内層２用のゴム組成物(Ｄ)〉
カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり７．１６質量部としたこと以外はゴム組成物(Ａ)と同様にして、内層２用のゴム組成物(Ｃ)を調製した。
【００９９】
〈内層２のローラ抵抗値Ｒ１の測定〉
内層２用のゴム組成物(Ａ)〜(Ｄ)を、外径φ１６ｍｍ、内径φ６ｍｍの筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
次いで、架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した、実際に現像ローラ１の製造に使用するのと同じ外径φ７．５ｍｍの金属製のシャフト７に装着しなおして、オーブン中で１６０℃に加熱してシャフト７に接着させた。
【０１００】
次いで、筒状体の両端を整形するとともに、外周面３を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち仕上げとして鏡面研磨して外径φ１６ｍｍになるように仕上げ、さらに水洗いして、シャフト７と一体化された内層２を形成した。
そして、形成した内層２のみの状態でのローラ抵抗値Ｒ１（Ω、４００Ｖ印加時）を、前述した測定方法によって測定した。
【０１０１】
〈外層４用のゴム組成物(Ｉ)〉
ゴムとしては、ＧＥＣＯ〔(株)大阪ソーダ製のエピオン（登録商標）３０１Ｌ、ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝７３／２３／４（モル比）〕３０質量部、ＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ、非油展〕１０質量部、およびＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ４０１ＬＬ、低ニトリルＮＢＲ、結合アクリロニトリル量：１８．０％（中心値）、非油展〕を用いた。
【０１０２】
上記ゴムの総量１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、下記の各成分を配合して混練した。
【０１０３】
【表３】
2019128416.tif 000005
【０１０４】
表３中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
イオン塩：カリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、三菱マテリアル電子化成(株)製のＥＦ−Ｎ１１２、Ｋ−ＴＦＳＩ
架橋促進助剤：酸化亜鉛２種、堺化学工業(株)製
充填剤：導電性カーボンブラック、電気化学工業(株)製のデンカブラック（登録商標）、アセチレンブラック、粒状
受酸剤：ハイドロタルサイト類、協和化学工業(株)製のＤＨＴ−４Ａ（登録商標）−２
加工助剤：ステアリン酸亜鉛、堺化学工業(株)製のＳＺ−２０００
次いで、混練を続けながら、下記の架橋成分を配合してさらに混練して、外層４用のゴム組成物(Ｉ)を調製した。
【０１０５】
【表４】
2019128416.tif 000006
【０１０６】
表４中の各成分は下記のとおり。また表中の質量部は、ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、前出の大内新興化学工業(株)製のノクセラーＤＭ、チアゾール系促進剤
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムモノスルフィド、前出の三新化学工業(株)製のサンセラーＴＳ、チウラム系促進剤
硫黄：架橋剤、前出の鶴見化学工業(株)製の金華印５％油入微粉硫黄
チオウレア系架橋剤：エチレンチオウレア、川口化学工業(株)製のアクセル（登録商標）２２−Ｓ、２−メルカプトイミダゾリン
促進剤ＤＴ：１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、三新化学工業(株)製のサンセラーＤＴ、グアニジン系促進剤
〈外層４用のゴム組成物(II)〉
ＧＥＣＯの配合割合を２０質量部、ＮＢＲの配合割合を７０質量部としたこと以外はゴム組成物(Ｉ)と同様にして、外層４用のゴム組成物(II)を調製した。
【０１０７】
〈外層４用のゴム組成物(III)〉
ＧＥＣＯの配合割合を１５質量部、ＮＢＲの配合割合を７５質量部としたこと以外はゴム組成物(Ｉ)と同様にして、外層４用のゴム組成物(III)を調製した。
〈外層４用のゴム組成物(IV)〉
ＧＥＣＯの配合割合を４０質量部、ＮＢＲの配合割合を５０質量部とするとともに、導電性カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり１５質量部としたこと以外はゴム組成物(Ｉ)と同様にして、外層４用のゴム組成物(IV)を調製した。
【０１０８】
〈外層４用のゴム組成物(Ｖ)〉
ＧＥＣＯの配合割合を１５質量部、ＮＢＲの配合割合を７５質量部とするとともに、イオン塩を配合しなかったこと以外はゴム組成物(Ｉ)と同様にして、外層４用のゴム組成物(Ｖ)を調製した。
〈外層４の体積抵抗率Ｒ２の測定〉
外層４用のゴム組成物(Ｉ)〜(Ｖ)を、１６０℃×１時間の条件でシート状にプレス成形した。そして、成形したシートの体積抵抗率を、前述した測定方法によって測定して、外層４のみの状態での体積抵抗率Ｒ２（Ω・ｃｍ、４００Ｖ印加時）とした。
【０１０９】
〈実施例１〜８、比較例１〜３〉
内層２用のゴム組成物(Ａ)〜(Ｄ)、および外層４用の組成物(Ｉ)〜(Ｖ)を、表５〜７に示す組み合わせで２層押出機に供給して、外径φ１６ｍｍ、内径φ６ｍｍ、内層２のもとになる筒状体の厚み３．５ｍｍの、２層構造の筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
【０１１０】
次いで、架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ７．５ｍｍの金属製のシャフト７に装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱してシャフト７に接着させた。
次いで、筒状体の両端を整形するとともに、外周面８を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち仕上げとして鏡面研磨して外径φ１６ｍｍになるように仕上げて、内層２と外層４の２層構造を有し、シャフト７と一体化されたローラ本体５を形成した。外層４の厚みは約０．５ｍｍであった。
【０１１１】
次いで、形成したローラ本体５の外周面８をアルコール拭きしたのち、当該外周面８からＵＶランプまでの距離が５０ｍｍになるように設定して紫外線照射装置〔セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００〕にセットした。そして、シャフトを中心として９０°ずつ回転させながら、波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍの紫外線を１５分間ずつ照射することで上記外周面８に酸化膜９を形成して、現像ローラ１を製造した。
【０１１２】
〈比較例４〜７〉
外層４用の組成物(Ｉ)〜(Ｖ)を単独で用いて、外径φ１６ｍｍ、内径φ６ｍｍの筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
次いで、架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ７．５ｍｍの金属製のシャフト７に装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱してシャフト７に接着させた。
【０１１３】
次いで、筒状体の両端を整形するとともに、外周面８を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち仕上げとして鏡面研磨して外径φ１６ｍｍになるように仕上げて、外層４用の組成物からなる単層構造を有し、シャフト７と一体化されたローラ本体を形成した。
次いで、形成したローラ本体の外周面をアルコール拭きしたのち、当該外周面からＵＶランプまでの距離が５０ｍｍになるように設定して紫外線照射装置〔セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００〕にセットした。そして、シャフトを中心として９０°ずつ回転させながら、波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍの紫外線を１５分間ずつ照射することで上記外周面に酸化膜を形成して現像ローラを製造した。
【０１１４】
〈ローラ本体５の全体でのローラ抵抗値Ｒ３の測定〉
製造した現像ローラ１の、ローラ本体５の全体でのローラ抵抗値Ｒ３（Ω、４００Ｖ印加時）を、前述した測定方法によって測定した。
〈黒ベタ濃度の測定〉
製造した現像ローラを、正帯電性の非磁性１成分トナーを使用し、印刷可能枚数が約４０００枚（Ａ４サイズ、日本工業規格ＪＩＳ  Ｘ６９３２：２００８公表値）程度であるレーザープリンタに組み込んで温度２３．５℃、相対湿度５５％の環境下、普通紙に１％濃度の画像を連続的に３０枚連続して画像形成した直後に、黒ベタ画像を１枚画像形成した。
【０１１５】
形成した黒ベタ画像上の任意の５点で、反射濃度計〔ＴＥＣＨＫＯＮ社製のテシコンＲＴ１２０とライトテーブルＬＰ２０の組み合わせ〕を用いて画像濃度を測定し、その平均値を求めて黒ベタ濃度とした。黒ベタ濃度は１．３０以上を合格とした。
〈２ｄｏｔ濃度の測定〉
黒ベタ濃度と同様に、普通紙に１％濃度の画像を連続的に４０００枚連続して画像形成した直後に、格子長約８０μｍの正方格子上に円が並んだ孤立２ｄｏｔ画像を１枚画像形成した。
【０１１６】
形成した孤立２ｄｏｔ画像上の任意の５点で、同じ反射濃度計を用いて画像濃度を測定し、その平均値を求めて２ｄｏｔ濃度とした。２ｄｏｔ濃度は０．０２５以上を合格とした。
以上の結果を表５〜表７に示す。
【０１１７】
【表５】
2019128416.tif 000007
【０１１８】
【表６】
2019128416.tif 000008
【０１１９】
【表７】
2019128416.tif 000009
【０１２０】
各表の実施例１〜８、比較例１〜７の結果より、ローラ抵抗値Ｒ１が前述した式(１)を満足する内層２と、体積抵抗率Ｒ２が式(２)を満足する外層４とを組み合わせることにより、黒ベタ濃度と２ｄｏｔ濃度の両方を同時に向上して、コントラストと細線の再現性の両方に優れた画像を形成できる現像ローラを提供できることが判った。
また、実施例１〜８の結果より、上記の効果をさらに向上することを考慮すると、内層２と外層４を組み合わせたローラ本体５の全体のローラ抵抗値Ｒ３は前述した式(３)を満足しているのが好ましいこともわかった。
【符号の説明】
【０１２１】
Ｆ     荷重
Ｖ     検出電圧
１     現像ローラ
２     内層
３     外周面
４     外層
５     ローラ本体
６     通孔
７     シャフト
８     外周面
９     酸化膜
１０   アルミニウムドラム
１１   外周面
１２   直流電源
１３   抵抗
１４   計測回路
【図１】
2019128416.tif 000010
【図２】
2019128416.tif 000011