(57)【要約】【課題】現像ローラとして用いた際に、酸化膜による、トナーとの摩擦を低下させて、ローラ本体の外周面に付着させたトナーを感光体に移動しやすくする機能は維持しながら、当該外周面に、厚みの均一な連続したトナー層を形成できるため、形成画像に濃度ムラを生じにくい半導電性ローラと、その製造方法とを提供する。【解決手段】半導電性ローラ１は、ゴムとしてエピクロルヒドリンゴム、ＢＲ、ＣＲ、およびＮＢＲの４種のみを含むゴム組成物の架橋物からなる筒状のローラ本体２と、その外周面５に形成された酸化膜６とを含み、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定によって求めた結果から算出される外周面の弾性率を６０ＭＰａ以下とした。製造方法は、ローラ本体の外周面に、酸化性雰囲気中で、積算光量５０ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲で紫外線を照射して酸化膜を形成する。【選択図】図１
2019183002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムとして、エピクロルヒドリンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、およびアクリロニトリルブタジエンゴムの４種のみを含むゴム組成物の架橋物からなる筒状のローラ本体、および前記ローラ本体の外周面に形成された酸化膜を含み、前記酸化膜が形成された前記外周面は、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定によって求めた結果から算出される弾性率が６０ＭＰａ以下である半導電性ローラ。
【請求項２】
電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像する現像ローラとして用いる請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載の半導電性ローラの製造方法であって、前記ゴム組成物を筒状に成形し、架橋させてローラ本体を形成する工程、および形成した前記ローラ本体の外周面に、酸化性雰囲気中で紫外線を照射することで、前記外周面を形成する前記ゴム組成物の架橋物を酸化させて、前記酸化膜を形成する工程を含み、前記酸化膜の形成工程では、前記外周面に照射する前記紫外線の積算光量を５０ｍＪ／ｃｍ２以下とする半導電性ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導電性ローラとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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などの、電子写真法を利用した画像形成装置においては、感光体の表面に形成される静電潜像をトナー像に現像するために、現像ローラが用いられる。
現像ローラとしては、たとえば、ゴム組成物を筒状に成形し、架橋させて形成されたローラ本体と、金属等からなり、ローラ本体の中心の通孔に挿通されて固定されたシャフトとを含み、ローラ抵抗値が調整された半導電性ローラが用いられる。
【０００３】
現像ローラを用いた現像では、画像形成装置の、トナーを収容した現像部内で、ローラ本体の外周面に量規制ブレード（帯電ブレード）の先端部を接触させた状態で、当該現像ローラを回転させる。
そうするとトナーが帯電されて、ローラ本体の外周面に付着されるとともに、その付着量が、ローラ本体の外周面と量規制ブレードの先端部とのニップ部を通過させる際に規制されることで、当該外周面にトナー層が形成される。
【０００４】
また、並行して感光体の表面には、一様に帯電させたのち露光することで、静電潜像が形成される。
次いで、この状態で現像ローラをさらに回転させて、トナー層を、感光体の表面近傍に搬送する。
そうすると、トナー層を形成するトナーが、感光体の表面に形成された静電潜像に応じて、選択的に感光体の表面に移動して、静電潜像がトナー像に現像される。
【０００５】
ローラ本体の外周面に酸化膜を形成すると、当該酸化膜を低摩擦層として機能させ、トナーとの摩擦を低下させて、当該外周面に付着されたトナーを、感光体に移動しやすくすることができる。
そして、形成画像の画像濃度が低下したり、かすれたりするのを抑制することができる。
【０００６】
酸化膜は、たとえば、ローラ本体の外周面に露出したゴム組成物の硬化物を、酸化性雰囲気中での紫外線照射等によって酸化させることで形成される（特許文献１〜４等参照）。
しかし、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成した従来の半導電性ローラでは、当該外周面に形成されるトナー層の厚みが不均一になったり、当該トナー層が不連続になったりする場合がある。
【０００７】
そして、トナー層の厚みが不均一になったり、トナー層が不連続になったりすると、形成画像に濃度ムラを生じやすいという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３４８２４５号公報
【特許文献２】特開２０１７−１１１１９４号公報
【特許文献３】特開２０１７−０７６００５号公報
【特許文献４】特開２０１７−１１００４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、たとえば、現像ローラとして用いた際に、酸化膜による、トナーとの摩擦を低下させて、ローラ本体の外周面に付着させたトナーを感光体に移動しやすくする機能は維持しながら、当該外周面に、厚みの均一な連続したトナー層を形成できるため、形成画像に濃度ムラを生じにくい半導電性ローラと、その製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ゴムとして、エピクロルヒドリンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、およびアクリロニトリルブタジエンゴムの４種のみを含むゴム組成物の架橋物からなる筒状のローラ本体、および前記ローラ本体の外周面に形成された酸化膜を含み、前記酸化膜が形成された前記外周面は、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定によって求めた結果から算出される弾性率が６０ＭＰａ以下である半導電性ローラである。
【００１１】
また、本発明は、かかる本発明の半導電性ローラの製造方法であって、前記ゴム組成物を筒状に成形し、架橋させてローラ本体を形成する工程、および形成した前記ローラ本体の外周面に、酸化性雰囲気中で紫外線を照射することで、前記外周面を形成する前記ゴム組成物の架橋物を酸化させて、前記酸化膜を形成する工程を含み、前記酸化膜の形成工程では、前記外周面に照射する前記紫外線の積算光量を５０ｍＪ／ｃｍ２以下とする半導電性ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、たとえば、現像ローラとして用いた際に、酸化膜による、トナーとの摩擦を低下させて、ローラ本体の外周面に付着させたトナーを感光体に移動しやすくする機能は維持しながら、当該外周面に、厚みの均一な連続したトナー層を形成できるため、形成画像に濃度ムラを生じにくい半導電性ローラと、その製造方法とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、上述したようにゴムとして、エピクロルヒドリンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、およびアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）の４種のみを含むゴム組成物の架橋物からなる筒状のローラ本体、および前記ローラ本体の外周面に形成された酸化膜を含み、前記酸化膜が形成された前記外周面は、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定によって求めた結果から算出される弾性率が６０ＭＰａ以下である半導電性ローラである。
【００１５】
ローラ本体の外周面に酸化膜を形成した半導電性ローラを、現像ローラとして用いた際に、その外周面に、厚みの均一な連続したトナー層を形成できないのは、酸化膜を形成することで、上記外周面の、ゴムとしての柔軟性が低下することが原因の一つである。
先に説明したように、現像工程では、ローラ本体の外周面に量規制ブレードの先端部を接触させた状態で現像ローラを回転させると、トナーが帯電されて、当該外周面に静電気的に付着される。
【００１６】
付着されたトナーは、現像ローラの回転に伴って、ローラ本体の外周面と、当該外周面に所定の圧接力で圧接された量規制ブレードの先端部とのニップ部を押し拡げながら通過する。
そして、その際に、量規制ブレードの先端部から上記圧接力を受けることで、ローラ本体の外周面にトナー層が形成される。
【００１７】
ローラ本体の外周面に付着したトナーは、より詳しくは、
・  量規制ブレードの先端部を、圧接方向とは反対方向へ押し戻すとともに、
・  ローラ本体の外周面を形成するゴムを圧縮変形させて、上記先端部との間に、トナー層の厚み分の薄い隙間を生じさせながら、
ニップ部を通過する。
【００１８】
ところが、酸化膜が形成されて、ローラ本体の外周面の柔軟性が低下した状態では、ニップ部において、外周面を形成するゴムが十分に圧縮変形されないため、量規制ブレードの先端部との間に、必要な隙間を形成できない場合がある。
そして、その結果として、ローラ本体の外周面に形成されるトナー層は、トナー量が不足して厚みが不均一になったり、不連続になったりして、形成画像に濃度ムラを生じる原因となる。
【００１９】
したがって、ローラ本体の外周面に、厚みの均一な連続したトナー層を形成するためには、当該外周面が、酸化膜を有しているにも拘らず、適度の柔軟性を維持していることが肝要である。
ローラ本体の外周面の柔軟性を把握するためには、当該外周面の弾性率を規定すればよい。
【００２０】
しかし従来の、古典力学的な弾性率の測定方法では、ゴム全体での弾性率を測定することしかできず、ローラ本体の外周面にごく薄い酸化膜を形成したことによる、当該外周面の、ミクロレベルでの弾性率の変化を捉えることは実質的に困難である。
そこで発明者は、表面状態の計測方法について種々検討した結果、前述したように、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定によって求めた結果から算出される、ローラ本体の外周面の、ミクロレベルでの弾性率の範囲を規定することを見出した。
【００２１】
すなわち、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定では、試料平面の変形量は大きくても５０μｍ程度であるため、ゴム全体ではなく、試料のごく表面の、ミクロな弾性率を測定することが可能である。
そして、上記測定によって求めた結果から算出される弾性率を、前述したように６０ＭＰａ以下の範囲とすれば、ローラ本体の外周面を、酸化膜を有しているにも拘らず、適度の柔軟性を維持した状態とすることができる。
【００２２】
そのため、ローラ本体の外周面にトナーを付着させた状態で、量規制ブレードの先端部との間を通過させてトナー層を形成する際に、当該外周面を形成するゴムを、トナーの通過によって良好に圧縮変形させることができる。
そして、ローラ本体の外周面に、厚みの均一な連続したトナー層を形成することができる。
【００２３】
したがって、酸化膜の、低摩擦層としての機能、つまりトナーとの摩擦を低下させて、ローラ本体の外周面に付着させたトナーを感光体に移動しやすくする機能は維持しながら、形成画像に濃度ムラを生じにくい半導電性ローラを提供することができる。
なお本発明では、ローラ本体の外周面の弾性率を、製造した半導電性ローラの複数箇所から切り出したサンプルについて、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定をした結果から算出される値の平均値でもって表すこととする。
【００２４】
《ゴム組成物》
ローラ本体のもとになるゴム組成物を構成するゴムとしては、前述したように、エピクロルヒドリンゴムと、ＢＲ、ＣＲ、およびＮＢＲの３種のジエン系ゴムの、計４種のゴムのみを用いる。
かかる４種のゴムを併用することで、後述する製造方法によってローラ本体の外周面に酸化膜を形成した際に、当該外周面の弾性率を６０ＭＰａ以下の範囲とすることができる。
【００２５】
〈エピクロルヒドリンゴム〉
エピクロルヒドリンゴムは、ゴム組成物にイオン導電性を付与して、半導電性ローラのローラ抵抗値を、たとえば、現像ローラとして適した範囲に調整するために機能する。
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が挙げられる。
【００２６】
中でも、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。
ＥＣＯ、ＧＥＣＯ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。
エチレンオキサイドは、半導電性ローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。
【００２７】
しかし、エチレンオキサイド含量が上記の範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、半導電性ローラのローラ抵抗値を十分に低下できない場合がある。
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、却って、半導電性ローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
【００２８】
また、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎて、たとえば、現像ローラ等としての使用に適した適度の柔軟性が得られなかったり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して、当該ゴム組成物の流動性や成形性が低下したりする場合もある。
またローラ本体の、酸化膜を形成した外周面の、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定によって求めた結果から算出される弾性率が前述した範囲を超えてしまって、形成画像に濃度ムラを生じる場合もある。
【００２９】
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。
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。
【００３０】
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、半導電性ローラのローラ抵抗値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上記の範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、半導電性ローラのローラ抵抗値を十分に低下できない場合がある。
【００３１】
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、半導電性ローラのローラ抵抗値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。
【００３２】
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。
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、狭義の共重合体だけでなく、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）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。
【００３３】
本発明では、このいずれのＧＥＣＯを用いることもできる。
エピクロルヒドリンゴムとしては、とくにＧＥＣＯが好ましい。
ＧＥＣＯは、アリルグリシジルエーテルに起因して、主鎖中に、架橋点として機能する二重結合を有するため、主鎖間での架橋によって、架橋後の圧縮永久ひずみを小さくすることができる。
【００３４】
そのため半導電性ローラのローラ本体を、圧縮永久ひずみが小さく、ヘタリを生じにくいものとすることができる。
これらエピクロルヒドリンゴムの１種または２種以上を用いることができる。
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３０質量部以上、とくに３５質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、とくに４５質量部以下であるのが好ましい。
【００３５】
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、半導電性ローラのローラ抵抗値を、たとえば、現像ローラとして適した範囲に調整できない場合がある。
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、ローラ本体にゴムとしての良好な特性を付与するために機能するジエン系ゴムが少なくなって、当該ローラ本体にゴムとしての良好な特性を付与できない場合がある。
【００３６】
すなわち、ローラ本体に、柔軟で画像耐久性に優れ、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できない場合がある。
またローラ本体の、酸化膜を形成した外周面の弾性率が前述した範囲を超えてしまって、形成画像に濃度ムラを生じる場合もある。
画像耐久性とは、同じトナーを繰り返し画像形成に用いた際に、当該トナーの劣化を抑制して、形成画像の画質をどれだけの間、良好に維持できるかを表す指標である。
【００３７】
すなわち、１回の画像形成には、画像形成装置の現像部に収容されたトナーのごく一部しか用いられず、残りの大部分のトナーは、現像部内を繰り返し循環する。
そのため、現像部内に設けられてトナーと繰り返し接触するローラ本体が、トナーにどれだけのダメージを与えるか、あるいは与えないかが、画像耐久性を向上する上での大きな鍵となる。
【００３８】
ローラ本体の柔軟性が低下して、画像耐久性が低下すると、形成画像の画質が低下する傾向がある。
そこで、現像ローラには、画像耐久性を向上したり、あるいは酸化膜を形成したローラ本体の外周面の弾性率を前述した範囲に維持したりするために、ローラ本体の柔軟性を向上することが求められる。
【００３９】
また、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、酸化膜のもとになるジエン系ゴムが少なくなって、ローラ本体の外周面に、低摩擦層等として十分に機能しうる酸化膜を形成できない場合もある。
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、半導電性ローラのローラ抵抗値を、現像ローラ等として適した範囲に維持しながら、ローラ本体に、ゴムとしての良好な特性を付与することができる。
【００４０】
また、ローラ本体の外周面に、低摩擦層として十分に機能しうる酸化膜を形成することもできる。
その上、上記酸化膜の、低摩擦層としての機能は維持しながら、形成画像に濃度ムラを生じにくくすることもできる。
〈ＢＲ〉
ＢＲは、とくにローラ本体に、上述したゴムとしての良好な特性を付与するために機能する。
【００４１】
またＢＲは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、架橋前のゴム組成物の流動性や成形性を高めたりするためにも機能する。
さらにＢＲは、酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
ＢＲとしては、分子中にポリブタジエン構造を備え、架橋性を有する種々のＢＲが、いずれも使用可能である。
【００４２】
とくに、高温から低温まで広い温度範囲でゴムとしての良好な特性を発現しうる、シス−１，４結合の含量が９５％以上である高シスＢＲが好ましい。
また、ＢＲ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ＢＲを用いるのが好ましい。
【００４３】
これらＢＲの１種または２種以上を用いることができる。
ＢＲの配合割合は、他のゴムの残量である。
すなわち、エピクロルヒドリンゴム、ＣＲ、およびＮＢＲの配合割合を所定の範囲に設定し、さらにＢＲを加えたゴムの総量が１００質量部となるように、当該ＢＲの配合割合を設定すればよい。
【００４４】
〈ＣＲ〉
ＣＲは、とくにローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めるために機能する。
また、酸化膜を形成した外周面の弾性率を前述した範囲に維持して、当該酸化膜の、低摩擦層としての機能は維持しながら、形成画像に濃度ムラを生じにくくするためにも機能する。
【００４５】
またＣＲは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、それ自体が極性ゴムであるため、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりするためにも機能する。
さらにＣＲは、やはり酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
ＣＲは、たとえば、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に分類される。
【００４６】
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。
一方、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、メルカプタン変性タイプのＣＲは、アルキルメルカプタン類を分子量調整剤として用い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。
【００４７】
アルキルメルカプタン類としては、たとえば、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１種または２種以上を用いることができる。
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用いること以外は、やはり硫黄変性タイプのＣＲと同様にして合成される。
【００４８】
さらにＣＲは、その結晶化速度に基づいて、当該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、とくに、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ゴムを用いてもよい。
【００４９】
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、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。
さらにＣＲ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ＣＲを用いるのが好ましい。
【００５０】
これらＣＲの１種または２種以上を用いることができる。
ＣＲの配合割合は、ゴムの総量１００質量部中の１質量部以上、とくに５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下、とくに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、当該ＣＲによる、ローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めたり、酸化膜を形成したローラ本体の外周面の弾性率を前述した範囲に維持したりする効果が十分に得られない場合がある。
【００５１】
また、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりする効果が十分に得られない場合もある。
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って、半導電性ローラのローラ抵抗値を、たとえば、現像ローラとして適した範囲に調整できない場合がある。
【００５２】
またＢＲ、ＮＢＲが少なくなって、ゴム組成物の流動性や成形性が低下したり、ローラ本体の柔軟性が却って低下したりする傾向がある。
これに対し、ＣＲの配合割合を上記の範囲とすることにより、他のゴムを併用することによる効果を維持しながら柔軟性を向上して、半導電性ローラを、たとえば、現像ローラとして使用した際のローラ本体の画像耐久性を、さらに向上することができる。
【００５３】
また、酸化膜を形成した外周面の弾性率を前述した範囲として、当該酸化膜の、低摩擦層としての機能は維持しながら、形成画像に濃度ムラを生じにくくすることもできる。
〈ＮＢＲ〉
ＮＢＲは、その溶解パラメータ（ＳＰ値）が、エピクロルヒドリンゴム、ＢＲ、およびＣＲのいずれとも近いため、これらゴムの、いわば相溶化剤として機能して、各ゴム間の微分散化を補助し、ゴム組成物の一体性を向上する。
【００５４】
そして、ゴム組成物の加熱時の流動性を高めて、軟化剤を含まない配合でも良好な成形性を確保するために機能する。
またＮＢＲは、成形後のローラ本体の柔軟性をさらに向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めたり、酸化膜を形成したローラ本体の外周面の弾性率を前述した範囲に維持したりするためにも機能する。
【００５５】
またＮＢＲは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、それ自体が極性ゴムであるため、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりするためにも機能する。
さらにＮＢＲは、やはり酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
ＮＢＲとしては、結合アクリロニトリル量が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のいずれを用いてもよい。
【００５６】
またＮＢＲとしては、ゴム組成物の加熱時の流動性を向上して、軟化剤を含まない配合でもさらに良好な成形性を得るべく、ムーニー粘度の小さいものを選択して用いるのが好ましい。
具体的には、ＮＢＲのムーニー粘度は３５ＭＬ（１＋４）１００℃以下であるのが好ましい。
【００５７】
ただし、ムーニー粘度の下限はとくに限定されず、入手可能な最小のムーニー粘度のＮＢＲまで、種々の固形のＮＢＲが、いずれも使用可能である。
あるいは、固形のＮＢＲに代えて、常温で液状を呈する液状ＮＢＲを用いることもできる。
さらに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。
【００５８】
これらＮＢＲの１種または２種以上を用いることができる。
ＮＢＲの配合割合は、ゴムの総量１００質量部中の１質量部以上、とくに５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下、とくに１５質量部以下であるのが好ましい。
ＮＢＲの配合割合がこの範囲未満では、当該ＮＢＲによる、ゴム組成物の一体性を向上して、当該ゴム組成物の流動性や成形性を高めたりする効果が十分に得られない場合がある。
【００５９】
また、ローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めたり、酸化膜を形成したローラ本体の外周面の弾性率を前述した範囲に維持したりする効果が十分に得られない場合もある。
また、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりする効果が十分に得られない場合もある。
【００６０】
一方、ＮＢＲ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って、半導電性ローラのローラ抵抗値を、現像ローラ等として適した範囲に調整できない場合がある。
またＢＲ、ＣＲが少なくなって、ゴム組成物の流動性や成形性が低下したり、ローラ本体の柔軟性が却って低下したりする傾向もある。
【００６１】
これに対し、ＮＢＲの配合割合を上記の範囲とすることにより、他のゴムを併用することによる効果を維持しながらゴム組成物の一体性を向上して、当該ゴム組成物の流動性や成形性を高めることができる。
また、ローラ本体の柔軟性を向上して、半導電性ローラを、たとえば、現像ローラ等として使用した際のローラ本体の画像耐久性を、さらに向上することもできる。
【００６２】
また、酸化膜を形成した外周面の弾性率を前述した範囲として、当該酸化膜の、低摩擦層としての機能は維持しながら、形成画像に濃度ムラを生じにくくすることもできる。
〈架橋成分〉
ゴム組成物には、従来同様に、ゴムを架橋させるための架橋成分を配合する。
架橋成分としては、４種のゴムを架橋させるために、チオウレア系架橋剤、硫黄系架橋剤、および両架橋剤用の架橋促進剤を併用するのが好ましい。
【００６３】
（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、主にエピクロルヒドリンゴムの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物を用いることができる。
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(1)：
（ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ      (1)
〔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、とくにエチレンチオウレアが好ましい。
【００６４】
チオウレア系架橋剤の配合割合は、ローラ本体に、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０．３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エピクロルヒドリンゴムの架橋反応を促進する機能を有する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
【００６５】
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、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０．３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。
【００６６】
（硫黄系架橋剤）
主にジエン系ゴムや、エピクロルヒドリンゴムのうちＧＥＣＯを架橋させるための硫黄系架橋剤としては、たとえば、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る。
とくに、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が好ましい。
【００６７】
硫黄の配合割合は、ローラ本体に、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。
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、上記の配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄分の割合とする。
【００６８】
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やＧＥＣＯの架橋反応を促進する機能を有する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
【００６９】
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、とくにジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。
【００７０】
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、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。
【００７１】
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０．３質量部以上、１質量部以下であるのが好ましい。
【００７２】
〈導電剤〉
ゴム組成物には、さらにイオン導電性の導電剤である、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、陽イオンとの塩（イオン塩）を配合してもよい。
イオン塩を配合することで、半導電性ローラのローラ抵抗値をさらに低下させることができる。
【００７３】
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。
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、上記陰イオンとともにイオン塩を構成する陽イオンとしては、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。
【００７６】
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、および陽イオンとして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、半導電性ローラのローラ抵抗値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〕、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〕が好ましい。
【００７７】
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。
イオン塩の配合割合がこの範囲未満では、当該イオン塩を配合することによる、半導電性ローラのローラ抵抗値を低下させる効果が十分に得られない場合がある。
一方、イオン塩の配合割合が上記の範囲を超えても、それ以上の効果が得られないだけでなく、過剰のイオン塩がローラ本体の外周面にブルームして、感光体を汚染したり、紫外線等の照射による酸化膜の形成を妨げたりする場合がある。
【００７８】
〈その他〉
ゴム組成物には、ローラ本体の画像耐久性、圧縮永久ひずみ等の特性や、半導電性ローラのローラ抵抗値等のバランスに注意しながら、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、架橋助剤、受酸剤、充填剤、可塑剤、加工助剤等が挙げられる。
【００７９】
このうち架橋助剤としては、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、従来公知の架橋助剤の１種または２種以上が挙げられる。
架橋助剤の配合割合は、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。
【００８０】
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、ローラ本体内への残留と、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。
【００８１】
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、感光体の汚染をさらに良好に防止できる。
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。
【００８２】
充填剤を配合することにより、半導電性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することもできる。
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１質量部以上であるのが好ましく、１２質量部以下であるのが好ましい。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
《半導電性ローラおよびその製造方法》
図１は、本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、上記各成分を含むゴム組成物によって、非多孔質でかつ単層構造の筒状に形成されたローラ本体２を備えるとともに、当該ローラ本体２の中心の通孔３に、シャフト４が挿通されて固定されたものである。
【００８５】
シャフト４は、良導電性の材料、たとえば、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属などによって一体に形成されている。
シャフト４は、たとえば、通孔３の内径よりも外径の大きいものを通孔３に圧入することで、ローラ本体２と電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
もしくは、シャフト４は、導電性を有する接着剤を介して、ローラ本体２と電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
【００８６】
あるいは、この両法を併用して、シャフト４をローラ本体２に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。
ローラ本体２の外周面５には、図中に拡大して示すように、酸化膜６が形成されている。
酸化膜６を形成することで、前述したように、当該酸化膜６を低摩擦層として機能させ、ローラ本体２の外周面５の凝着エネルギーを低くしてトナーとの摩擦を低下させて、当該外周面５に付着されたトナーを感光体に移動しやすくすることができる。
【００８７】
また、酸化膜６を誘電層として機能させて、半導電性ローラ１の誘電正接を低減することもできる。
しかも酸化膜６は、たとえば、酸化性雰囲気中で紫外線を照射等するだけで簡単に形成できるため、半導電性ローラ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できる。
【００８８】
なお、ローラ本体２の「単層構造」とは、ゴム等からなる層の数が単層であることを指し、紫外線の照射等によって形成される酸化膜６は、層数に含まないこととする。
本発明では、前述したように、酸化膜６を形成したローラ本体２の外周面５の弾性率が６０ＭＰａ以下である必要がある。
ローラ本体２の外周面５の弾性率がこの範囲を超える場合には、当該外周面５の、ゴムとしての柔軟性が低下する。
【００８９】
そして、前述したように、ローラ本体２の外周面５と量規制ブレードの先端部とのニップ部を通過させることで当該外周面５に形成されるトナー層の厚みが不均一になったり、トナー層が不連続になったりする結果、形成画像に濃度ムラを生じる。
これに対し、酸化膜６を形成した外周面５の弾性率を上記の範囲とすると、当該外周面５の柔軟性を向上することができる。
【００９０】
そして、ローラ本体２の外周面５と量規制ブレードの先端部とのニップ部を通過させることで、当該外周面５に、連続した、厚みがほぼ均一なトナー層を形成することができる。
そのため酸化膜６の、低摩擦層としての機能、つまりトナーとの摩擦を低下させて、外周面５に付着させたトナーを感光体に移動しやすくする機能は維持しながら、形成画像に濃度ムラを生じにくい半導電性ローラ１を構成することができる。
【００９１】
ただし、ローラ本体２の外周面５の弾性率は、当該外周面５に形成される酸化膜６の厚みや密度と比例関係にあり、弾性率が低すぎる場合には、外周面５に形成される酸化膜６の厚みや密度が不十分になる傾向がある。
そして、たとえ外周面５に酸化膜６を形成したとしても、当該酸化膜６を形成しない場合と同様に、トナーとの摩擦が増加しすぎて、外周面５に付着させたトナーを、感光体にスムースに移動できない場合を生じる。
【００９２】
酸化膜６を形成した外周面５に付着させたトナーを感光体にスムースに移動できるようにする効果を維持することを考慮すると、外周面５の弾性率は、前述した６０ＭＰａ以下の範囲でも３５ＭＰａ以上、とくに４１ＭＰａ以上とするのが好ましい。
半導電性ローラ１を製造するには、まず、前述した各成分を所定の割合で配合し、混練してゴム組成物を調製する。
【００９３】
次に、調製したゴム組成物を、押出機を用いて筒状に押出成形し、所定の長さにカットして、加硫缶内で加圧、加熱してゴムを架橋させる。
次いで、架橋させた筒状体を、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外周面５を研磨してローラ本体２を形成する。
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り、研磨工程の最後には鏡面研磨、あるいは湿式研磨をして仕上げてもよい。
【００９４】
研磨工程の最後に鏡面研磨や湿式研磨をして仕上げた場合には、外周面５の離型性を向上して、当該外周面５をより一層低摩擦化することができ、また感光体等の汚染を有効に防止することができる。
シャフト４は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で、通孔３に挿通して固定できるが、カット後、まず通孔３にシャフト４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。
【００９５】
これにより、二次架橋時の膨張収縮によるローラ本体２の反りや変形を抑制でき、またシャフト４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５のフレを抑制できる。
シャフト４は、先に説明したように、通孔３の内径よりも外径の大きいものを、通孔３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３に挿通すればよい。
【００９６】
前者の場合は、シャフト４の圧入と同時に、ローラ本体２との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４がローラ本体２に電気的に接合されるとともに、機械的に固定される。
【００９７】
また、前述したように、この両法を併用して、シャフト４をローラ本体２に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。
酸化膜６は、ローラ本体２の外周面５に、酸化性雰囲気中で紫外線を照射して、当該外周面５の近傍を構成するゴム組成物中のジエン系ゴムを酸化させることによって形成される。
【００９８】
そのため、酸化膜６の形成工程が簡単で効率的であって、半導電性ローラ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ができる。
しかも、紫外線の照射によって形成される酸化膜６は、たとえば、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２との密着性等にも優れている。
【００９９】
照射する紫外線の波長は、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６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。
酸化膜６を形成したローラ本体２の外周面５の弾性率を、前述したように６０ＭＰａ以下とするために、本発明の製造方法では、外周面５に照射する紫外線の積算光量を５０ｍＪ／ｃｍ２以下に設定する。
【０１００】
積算光量とは、ローラ本体２の外周面５に照射する紫外線の、単位面積当たりの照射強度（ｍＷ／ｃｍ２）と照射時間（秒）との積で求められる、外周面５に照射される紫外線の総光量である。
積算光量は、積算光量測定機を用いて測定することができる。
具体的には、たとえば、実際にローラ本体２の外周面５に紫外線を照射する装置（ＵＶ処理装置）の、ローラ本体２をセットする位置に、積算光量測定機をセットする。
【０１０１】
次いで、ＵＶ処理装置を、ローラ本体２の外周面５に紫外線を照射する際と同様に作動させて積算光量測定機の受光部に紫外線を照射して、当該積算光量測定機によって測定される積算光量が目的とする値に達するのに要したＵＶ処理装置の動作条件を求める。
動作条件としては、たとえば、照射する紫外線の波長、照射強度、照射時間の他、ローラ本体２を回転させながら外周面５に紫外線を照射するＵＶ処理装置の場合は、当該ローラ本体２の回転速度等が挙げられる。
【０１０２】
そして、同じＵＶ処理装置にローラ本体２をセットして、先の測定によって求めた動作条件で作動させると、セットしたローラ本体２の外周面５に、同じ積算光量で紫外線を照射することができる。
紫外線の積算光量を小さくするほど、ローラ本体２の外周面５に形成される酸化膜６の厚みや密度を小さくして、当該外周面５の弾性率の上昇を抑制することができる。
【０１０３】
そして、前述したように積算光量を５０ｍＪ／ｃｍ２以下に設定すると、酸化膜６を形成したローラ本体２の外周面５の弾性率を６０ＭＰａ以下とすることができる。
なお、外周面５の弾性率を、前述した４１ＭＰａ以上とするためには、紫外線の積算光量は、上記の範囲でも１０ｍＪ／ｃｍ２以上、とくに１２．５ｍＪ／ｃｍ２以上とするのが好ましい。
【０１０４】
酸化膜６は、他の方法で形成してもよい。
他の方法で酸化膜６を形成した外周面５の弾性率を前述した範囲に調整するには、それぞれの形成方法に固有の調整方法を実施すればよい。
図１の実施形態においては、ローラ本体２を、前述した各成分を含む特定のゴム組成物の架橋物からなる単層構造としていたが、当該ローラ本体２を、２層以上の積層構造としてもよい。
【０１０５】
その場合には、積層構造を構成する最外層を、前述した各成分を含む特定のゴム組成物の架橋物によって形成すればよい。
本発明の半導電性ローラ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画像形成装置において、現像ローラとして好適に用いることができる。
【０１０６】
また、たとえば、帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
【実施例】
【０１０７】
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、必ずしもこれらに限定されるものではない。
〈実施例１〉
（ゴム組成物）
ゴムとしては、ＧＥＣＯ〔(株)大阪ソーダ製のＥＰＩＯＮ（登録商標）−３０１（低粘度タイプ）〕４０質量部、ＢＲ〔宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１３０Ｂ〕４０質量部、ＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕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（中心値）：１８．０％、ムーニー粘度（中心値）：３２ＭＬ（１＋４）１００℃〕１０質量部を配合した。
【０１０８】
上記ゴムの合計１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、まず下記の各成分を配合して混練した。
【０１０９】
【表１】
2019183002.tif 000003
【０１１０】
表１中の各成分は下記の通り。また、表１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。
カリウム塩：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〕
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〕
架橋助剤：酸化亜鉛２種〔三井金属鉱業(株)製〕
カーボンブラック：アセチレンブラック〔デンカ(株)製のデンカブラック（登録商標）粒状〕
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たのち、さらに混練してゴム組成物を調製した。
【０１１１】
【表２】
2019183002.tif 000004
【０１１２】
表２中の各成分は下記の通り。また、表２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。
チオウレア系架橋剤：エチレンチオウレア〔２−メルカプトイミダゾリン、川口化学工業(株)製のアクセル（登録商標）２２−Ｓ〕
促進剤ＤＴ：１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン〔グアニジン系促進剤、三新化学工業(株)製のサンセラー（登録商標）ＤＴ〕
硫黄系架橋剤：分散性硫黄〔鶴見化学工業(株)製のＳＵＬＦＡＸ（登録商標）ＰＭＣ、硫黄分：９７．５％〕
促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔Ｓｈａｎｄｏｎｇ  Ｓｈａｎｘｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．  Ｌｔｄ．製の商品名ＳＵＮＳＩＮＥ  ＭＢＴＳ〕
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムモノスルフィド〔チウラム系促進剤、三新化学工業(株)製のサンセラーＴＳ〕
（半導電性ローラの作製）
調製したゴム組成物を押出成形機に供給して、外径φ２０ｍｍ、内径φ７ｍｍの筒状に押出成形した後、所定の長さにカットし、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。
【０１１３】
次に、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に装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱して二次架橋させるとともに熱硬化性接着剤を硬化させて、シャフトと電気的に接合し、機械的に固定した。
次いで、筒状体の両端を整形したのち、外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち、さらに＃２０００のフィルム（三共理化学(株)製）を用いて鏡面研磨して、外径φ２０．００ｍｍ（公差０．０５）に仕上げた。
【０１１４】
そして、研磨後の外周面をアルコール拭きしたのち、ＵＶ光源から外周面までの距離を５０ｍｍとしてＵＶ処理装置にセットし、３０ｒｐｍで回転させながら紫外線を照射することで、上記外周面に酸化膜を形成して、ローラ本体を形成し、半導電性ローラを製造した。
外周面に照射する紫外線の積算光量は、１２．５ｍＪ／ｃｍ２とした。
【０１１５】
〈実施例２、比較例１〜３〉
外周面に照射する紫外線の積算光量を、５０ｍＪ／ｃｍ２（実施例２）、１００ｍＪ／ｃｍ２（比較例１）、５００ｍＪ／ｃｍ２（比較例２）、１０００ｍＪ／ｃｍ２（比較例３）としたこと以外は実施例１と同様にして、半導電性ローラを製造した。
〈従来例１〉
外周面に紫外線を照射せず、したがって当該外周面に酸化膜を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、半導電性ローラを製造した。
【０１１６】
〈弾性率の測定〉
実施例、比較例、従来例で製造した半導電性ローラの複数箇所から表面層のサンプルを切り出し、原子間力顕微鏡を用いたフォースボリューム測定によって各サンプルの表面の弾性率を測定して、その平均値を、外周面の弾性率として求めた。
走査範囲は５μｍ角、測定点数は４０００点とした。
【０１１７】
測定は、原子間力顕微鏡のカンチレバーの先端が試料表面から２．５ｎＮの力を感知するまで押し込んで、この力と、押し込むまでの試料表面の変形量との傾きから１点ごとの弾性率の測定値を決定し、全ての測定値の平均値を求めた。
〈実機試験〉
実施例、比較例、従来例で製造した半導電性ローラを、市販のレーザープリンタ用の、新品のカートリッジ（トナーを収容したトナー容器、感光体、および感光体と接触させた現像ローラが一体になったもの）の、既設の現像ローラと交換した。
【０１１８】
該当するレーザープリンタは、正帯電の非磁性１成分トナーを使用する機種（トナー推奨印字枚数：約１２０００枚）である。
（画像評価）
上記カートリッジを、新品の状態で、初期状態のレーザープリンタに装着しての画像を形成し、形成した画像を観察して、形成画像に濃度低下やかすれが見られなかったものを良好（○）、濃度低下やかすれが見られたものを不良（×）と評価した。
【０１１９】
（トナー層の均一性評価）
上記画像形成後、次の画像形成が開始される直前の半導電性ローラをカートリッジから取り出して、外周面をレーザー顕微鏡で観察した。
そして、外周面に、厚みの均一な連続した理想的なトナー層が形成された状態を１００体積％とした、トナーの付着割合を求めて、下記の基準で、トナー層の均一性を評価した。
【０１２０】
○：付着割合は８０体積％以上であった。トナー層の均一性良好。
×：付着割合は８０体積％未満であった。トナー層の均一性不良。
以上の結果を、表３に示す。
【０１２１】
【表３】
2019183002.tif 000005
【０１２２】
表の実施例１、２、従来例１の結果より、ローラ本体の外周面に紫外線を照射して酸化膜を形成することで、形成画像に濃度低下やかすれの不良が発生するのを抑制できることが判った。
ただし、実施例１、２、比較例１〜３の結果より、酸化膜を形成した外周面は、トナー層の均一性を良好とするために、弾性率が６０ＭＰａ以下である必要があることが判った。
【０１２３】
また、形成画像に濃度低下やかすれの不良が発生するのを抑制することを考慮すると、酸化膜を形成した外周面の弾性率は、上記の範囲でも３５ＭＰａ以上、とくに４１ＭＰａ以上であるのが好ましいことが判った。
また、酸化膜を形成した外周面の弾性率を上記の範囲とするためには、照射する紫外線の積算光量を５０ｍＪ／ｍ２以下に設定する必要があること、中でも１０ｍＪ／ｃｍ２以上、とくに１２．５ｍＪ／ｃｍ２以上に設定するのが好ましいことが判った。
【符号の説明】
【０１２４】
１     半導電性ローラ
２     ローラ本体
３     通孔
４     シャフト
５     外周面
６     酸化膜
【図１】
2019183002.tif 000006