(57)【要約】【課題】種々の課題を有するイオン導電剤を配合することなしに、ローラ抵抗値が所定の範囲に調整された半導電性ローラを提供する。【解決手段】半導電性ローラ１は、イオン導電性ゴム、およびジエン系ゴムを含むゴム、ゴムを架橋させるための架橋成分、ならびに導電性ガラスビーズを含み、ゴムの総量１００質量部あたりの、導電性ガラスビーズの配合割合Ｇ（質量部）が、式(1)：【数１】2019197160.tif 000012〔式中、Ｄは導電性ガラスビーズの平均粒径ｄ１（μｍ）の、基準粒径ｄ０（＝１μｍ）に対する粒径比Ｄ＝ｄ１／ｄ０を示す。〕を満足するゴム組成物からなるローラ本体２を含む。【選択図】図１
2019197160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン導電性ゴム、およびジエン系ゴムを含むゴム、前記ゴムを架橋させるための架橋成分、ならびに導電性ガラスビーズを含み、前記ゴムの総量１００質量部あたりの、前記導電性ガラスビーズの配合割合Ｇ（質量部）が、式(1)：
【数１】
2019197160.tif 000011
〔式中、Ｄは導電性ガラスビーズの平均粒径ｄ１（μｍ）の、基準粒径ｄ０（＝１μｍ）に対する粒径比Ｄ＝ｄ１／ｄ０を示す。〕
を満足するゴム組成物からなるローラ本体を含む半導電性ローラ。
【請求項２】
前記導電性ガラスビーズは、非導電性で球状のガラスビーズの表面が銀コートされて、導電性が付与されている請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
前記ローラ本体の外周面に形成された酸化膜を含む請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
【請求項４】
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ないし３のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導電性ローラ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、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む半導電性ローラが用いられる。
【０００３】
半導電性ローラのローラ抵抗値Ｒは１０３Ω以上、１０８Ω以下、常用対数値ｌｏｇＲで表して３以上であるのが好ましく、８以下であるのが好ましい。
半導電性ローラのローラ抵抗値を上記の範囲に調整するため、ローラ本体のもとになるゴム組成物には、たとえば、ゴムとしてイオン導電性ゴムを配合したり、導電性カーボンブラックを配合したりするのが一般的である。
【０００４】
しかし、導電性カーボンブラックは複雑なストラクチャー構造を有し、比表面積が大きいためゴムに対する分散性が低く、凝集を生じやすい。
とくに、上述したローラ抵抗値を確保するのに必要な量を配合すると、その全量をゴム組成物中に均一に分散させることができず、凝集を生じて分散が不均一になって、ローラ本体のゴム硬さや、あるいは電気抵抗値がムラになりやすいという課題がある。
【０００５】
これに対し、たとえば、４級アンモニウム塩や、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、陽イオンとの塩等の、イオン導電性の導電剤（以下「イオン導電剤」と略記する場合がある。）は、分子レベルでゴム組成物中に均一に分散する。
そのため、導電性カーボンブラックに代えて、あるいは導電性カーボンブラックとともに、イオン導電剤を配合すると、ローラ本体のゴム硬さや電気抵抗値にムラが生じるのを抑制しながら、所定のローラ抵抗値を確保することができる（特許文献１、２等）。
【０００６】
しかし、イオン導電剤を含むローラ本体を備えた半導電性ローラは、空気中の水分や温度の影響を受けやすいという課題がある。
すなわち、半導電性ローラのローラ抵抗値は、低温低湿環境下では高くなり、高温高湿環境下では低くなる傾向があるが、イオン導電剤を含む半導電性ローラは、この傾向が顕著であり、環境変化によるローラ抵抗値の差が大きくなり過ぎやすい。
【０００７】
そして、半導電性ローラを現像ローラとして使用した際には、形成画像の濃度やコントラスト等が一定せずに、環境変化によって大きく変動する場合を生じる。
また、半導電性ローラを現像ローラとして組み込んだ画像形成装置の電源を切って、たとえば、３日間以上静置したのち再び電源を投入して画像形成を再開すると、再開直後の、とくに１枚目の形成画像の黒ベタ部の画像濃度が大きく低下する場合もある。
【０００８】
とくに半導電性ローラを、たとえば、画像形成の速度が２５枚／分以上といった中高速の画像形成装置（中高速機）に、現像ローラとして組み込んで使用した際に、上記の現象が顕著に現れる傾向がある。
この原因も、半導電性ローラのローラ抵抗値が、空気中の水分や温度の影響によって変化しやすいことにある。
【０００９】
すなわち、半導電性ローラが組み込まれた画像形成装置内の環境は常に一定ではなく、上述したように、しばらくの間、静置したのち電源を投入すると、静置されていた環境から装置のウォームアップを経て温度、湿度が徐々に上昇する。
そして、温度、湿度の上昇に伴って半導電性ローラのローラ抵抗値が徐々に低下する。
たとえば、画像形成の速度が２５枚／分未満程度の低速の画像形成装置（低速機）であれば、電源投入から装置のウォームアップを経て画像形成が再開されるまでに時間的な余裕があり、その間に装置内が通常運転時の温度、湿度まで十分に上昇する。
【００１０】
そのため、画像形成の再開時には、半導電性ローラのローラ抵抗値はほぼ通常運転時の値を示し、再開直後の、たとえば、１枚目の形成画像の黒ベタ部の画像濃度が大きく低下したりすることは殆どない。
しかし、中高速機では、起動時間の短縮等を目的として、電源投入から画像形成が再開可能な状態になるまでの時間が短く設定されているのが一般的である。
【００１１】
そのため、とくに冬場などの低温低湿環境で画像形成装置を静置後には、電源投入後、装置内の温度、湿度が十分に上昇する前の、半導電性ローラのローラ抵抗値が、通常運転時よりも高い値を示す状態で画像形成が再開されてしまい、先述したように、とくに１枚目の形成画像の黒ベタ部の画像濃度が大きく低下する場合がある。
またイオン導電剤は、経時変化によって、あるいは感光体等の他部材との圧接力によって、ローラ本体の外周面へ染み出す、いわゆるブリードを生じやすい。
【００１２】
そして、ブリードを生じると、半導電性ローラのローラ抵抗値が徐々に変化したり、ローラ本体の外径が不均一に変化したりする場合がある。
また、外周面にブリードしたイオン導電剤は、当該外周面に、トナーの微粉砕物や外添剤、あるいは紙粉などが汚れとして付着するのを助長し、画像形成を繰り返すうちに、これらの汚れがローラ本体の外周面に蓄積されて、画像不良の原因となることがある。
【００１３】
たとえば、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。
【００１４】
ところが、ローラ本体の外周面にイオン導電剤がブリードすると、当該外周面と、量規制ブレードとの間に、局所的に汚れが蓄積されやすくなる。
そしてローラ本体の外周面の、上記蓄積箇所に対応する位置に、ローラ本体の回転に伴って、縦スジ状にトナーが十分に付着されない領域を生じ、当該領域に対応して、形成画像に縦スジ状の画像不良を生じる場合がある。
【００１５】
さらに、ブリードしたイオン導電剤が、半導電性ローラと接触する部材に移行して、これらの部材を汚染する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１４−１３４７７９号公報
【特許文献２】特開２０１５−２３０３７０号公報
【特許文献３】特開２０１６−０６０８０２号公報
【特許文献４】特開２０１６−０２９１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、種々の課題を有するイオン導電剤を配合することなしに、ローラ抵抗値が所定の範囲に調整された半導電性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】
【００１８】
本発明は、イオン導電性ゴム、およびジエン系ゴムを含むゴム、前記ゴムを架橋させるための架橋成分、ならびに導電性ガラスビーズを含み、前記ゴムの総量１００質量部あたりの、前記導電性ガラスビーズの配合割合Ｇ（質量部）が、式(1)：
【００１９】
【数１】
2019197160.tif 000003
【００２０】
〔式中、Ｄは導電性ガラスビーズの平均粒径ｄ１（μｍ）の、基準粒径ｄ０（＝１μｍ）に対する粒径比Ｄ＝ｄ１／ｄ０を示す。〕
を満足するゴム組成物からなるローラ本体を含む半導電性ローラである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、種々の課題を有するイオン導電剤を配合することなしに、ローラ抵抗値が所定の範囲に調整された半導電性ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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。
【図２】半導電性ローラ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】
【００２３】
本発明は、イオン導電性ゴム、およびジエン系ゴムを含むゴム、前記ゴムを架橋させるための架橋成分、ならびに導電性ガラスビーズを含み、前記ゴムの総量１００質量部あたりの、前記導電性ガラスビーズの配合割合Ｇ（質量部）が、式(1)：
【００２４】
【数２】
2019197160.tif 000004
【００２５】
〔式中、Ｄは導電性ガラスビーズの平均粒径ｄ１（μｍ）の、基準粒径ｄ０（＝１μｍ）に対する粒径比Ｄ＝ｄ１／ｄ０を示す。〕
を満足するゴム組成物からなるローラ本体を含む半導電性ローラである。
本発明において用いている導電性ガラスビーズは、その名の通りビーズ状を呈し、導電性カーボンブラックに比べてゴムに対する分散性に優れているため、ゴム組成物中に、凝集を生じることなく、均一に分散させることができる。
【００２６】
そのため、イオン導電剤や導電性カーボンブラックに代えて、導電性ガラスビーズを単独で用いるか、あるいは少量の導電性カーボンブラックと併用することで、
・  ローラ本体のゴム硬さや電気抵抗値がムラになるのを抑制しながら、また
・  イオン導電剤を配合することによる前述した種々の課題を生じることなしに、
半導電性ローラのローラ抵抗値を、たとえば、現像ローラ等として適した所定の範囲に調整することができる。
【００２７】
導電性ガラスビーズの配合割合Ｇが、式(1)を満足する範囲に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち、導電性ガラスビーズの配合割合Ｇが式(1)の範囲未満、つまりゴムの総量１００質量部あたり５質量部未満では、たとえ導電性カーボンブラックを併用したとしても、とくに低温低湿環境下でのローラ抵抗値が高くなる傾向がある。
【００２８】
そのため、半導電性ローラを現像ローラとして組み込んだ画像形成装置の電源を切って、たとえば、３日間以上静置したのち再び電源を投入して画像形成を再開すると、再開直後の、とくに１枚目の形成画像の黒ベタ部の画像濃度が大きく低下する。
また、高温高湿環境下でのローラ抵抗値との差が大きくなって、形成画像の濃度やコントラスト等が一定せずに、環境変化によって大きく変動する。
【００２９】
これに対し、導電性ガラスビーズの配合割合Ｇを５質量部以上とすることにより、これらの問題が生じるのを抑制して、常に良好な画像を形成することが可能となる。
また、導電性ガラスビーズの配合割合Ｇが式(1)の範囲を超える場合には、ローラ本体が硬くなりすぎて、後述する実施例、比較例の結果からも明らかなように、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際に、画像耐久性が低下するという新たな課題を生じる。
【００３０】
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。
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現像ローラのローラ本体が、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。
【００３１】
ローラ本体の柔軟性が低下して現像ローラの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。
導電性ガラスビーズの配合割合Ｇの上限が、式(1)に示すように、当該導電性ガラスビーズの粒径比Ｄに応じて異なる値となるのは、平均粒径ｄ１が大きい導電性ガラスビーズほど、同量の配合でも、ローラ本体のゴム硬さを硬くする傾向があるためである。
【００３２】
つまり、同じゴム硬さのローラ本体を形成する場合、平均粒径ｄ１が小さい導電性ガラスビーズほど、配合割合を増加できるためである。
たとえば、後述する実施例、比較例の結果からも明らかなように、平均粒径ｄ１が７μｍである導電性ガラスビーズの配合割合Ｇは、式(1)から、５質量部以上、２０質量部以下に限定される。
【００３３】
また、平均粒径ｄ１が１３μｍである導電性ガラスビーズの配合割合Ｇは、５質量部質量部以上、１５質量部以下に限定される。
なお特許文献３には、ローラ本体を形成するゴム組成物に配合する電子導電性導電剤として、導電性カーボンブラックと並列的に、ガラスビーズの表面を金属でコートして導電化したものが記載されている。
【００３４】
このものは、本発明で言うところの導電性ガラスビーズに該当する。
しかし、特許文献３に記載の発明では、ゴムを、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）および／またはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）と、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）に限定しており、イオン導電性ゴムは排除している。
かかる構成では、半導電性ローラのローラ抵抗値を、たとえば、現像ローラ等として適した範囲に調整するために、導電性ガラスビーズを、上記の範囲を超えて、多量に配合しなければならない。
【００３５】
そのため、ローラ本体が硬くなりすぎて、画像耐久性が低下してしまう。
しかも特許文献３には、導電性カーボンブラックに代えて導電性ガラスビーズを使用して、これらの相違を実際に検証した実施例は含まれていない。
また特許文献４には、熱可塑性樹脂と導電性樹脂とからなる半導電性樹脂材料に、導電性ガラスを配合することが記載されている。
【００３６】
導電性ガラスとしては、通常のガラス粒子の表面をＩｎ２Ｏ３＋ＳｎＯ２、ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３等の透明導電膜でコートしたものや、全体を、ＡｇＩ−Ａｇ２Ｏ系等のイオン導電性ガラスやバナジン酸塩ガラスで形成したもの等が例示されている。
これらの導電性ガラスも、本発明で言うところの導電性ガラスビーズに該当する。
しかし、特許文献４では、導電性ガラスの形状を、ビーズ状ではなく、針状、短繊維状、短冊状、楕円体状、あるいは無定形状としている。
【００３７】
これは、特許文献４では、熱可塑性樹脂を海、導電性樹脂を島とする海島構造を構成し、導電性樹脂の島間を導電性ガラスで繋ぐという特殊な構造を想定しているためである。
しかし、上記形状の導電性ガラスは、ビーズ状のものよりも凝集性が高いため多量に配合することができず、そのため特許文献４では、配合割合を組成物の総量の５質量％以下に限定している。
しかも特許文献４には、上記形状のものに代えて導電性ガラスビーズを使用して、これらの相違を実際に検証した実施例は含まれていない。
【００３８】
《ゴム組成物》
〈導電性ガラスビーズ〉
導電性ガラスビーズとしては、導電性を有する種々のガラスビーズを用いることができる。
【００３９】
導電性ガラスビーズとしては、たとえば、非導電性でビーズ状のガラスビーズの表面が銀等の金属や透明導電膜等でコートされたものや、全体が特許文献４に記載されたイオン導電性ガラスやバナジン酸塩ガラス等でビーズ状に形成されたものなどが挙げられる。
とくに非導電性でビーズ状、中でも球状（真球状ないし略球状のものを含む。）のガラスビーズの表面が銀によってコートされた、銀コートタイプの導電性ガラスビーズが好ましい。
【００４０】
かかる銀コートタイプの導電性ガラスビーズはゴムに対する分散性や導電性に優れ、かつ感光体等を汚染する成分を含まない上、汎用性にも優れるため、半導電性ローラの製造コストを低減することもできる。
導電性ガラスビーズの平均粒径ｄ１は５μｍ以上であるのが好ましく、２０μｍ以下であるのが好ましい。
【００４１】
平均粒径ｄ１がこの範囲未満である導電性ガラスビーズは、たとえビーズ状であっても、比表面積が大きく凝集性が高いため、所定のローラ抵抗値を確保するのに必要な量を、ゴム組成物中に均一に分散できないことがある。
そして分散が不均一になって、ローラ本体のゴム硬さや、あるいは電気抵抗値にムラを生じる場合がある。
【００４２】
また、前述したように導電性ガラスビーズは、平均粒径ｄ１が大きいものほど、同量の配合でもローラ本体のゴム硬さが硬くなる傾向がある。
そして、平均粒径ｄ１が上記の範囲を超える導電性ガラスビーズは、少量の配合でもローラ本体が硬くなりすぎて、画像耐久性が低下することがあり、所定のローラ抵抗値を確保するのに必要な量をゴム組成物中に配合できない場合がある。
【００４３】
これに対し、平均粒径ｄ１が上記の範囲にある導電性ガラスビーズによれば、ローラ本体を硬くして画像耐久性を低下させることなしに、所定のローラ抵抗値を確保するのに必要な量を、ゴム組成物中に均一に分散させることができる。
上記平均粒径ｄ１の範囲を満足する、銀コートタイプの導電性ガラスビーズとしては、これに限定されないが、たとえば、(株)ユニオン製のユニビーズ（登録商標）シリーズのうち導電性ガラスビーズであるＵＢＳ−００１０ＬＡｇ〔真球状、平均粒径ｄ１：７μｍ、Ａｇ量：１２質量％、粉体電気抵抗：４ｍΩｃｍ〕、ＵＢＳ−００３０ＬＡｇ〔真球状、平均粒径ｄ１：１８μｍ、Ａｇ量：１２質量％、粉体電気抵抗：４ｍΩｃｍ〕や、フィラー用ユニビーズのうちＵＢ−０２Ｅ〔球状、平均粒径ｄ１：１３μｍ〕の表面が銀コートされて導電化された、ＵＢ−０２ＥＡｇなどが挙げられる。
【００４４】
これら導電性ガラスビーズの１種または２種以上を用いることができる。
なお導電性ガラスビーズの平均粒径ｄ１を、本発明では、コールターカウンター法によって測定した値でもって表すこととする。
導電性ガラスビーズの配合割合Ｇは、前述したように、式(1)を満足する範囲である必要がある。
【００４５】
この理由は、先に説明したとおりである。
なお、前述した効果をより一層向上することを考慮すると、導電性ガラスビーズの配合割合Ｇは、上記の範囲でも、ゴムの総量１００質量部あたり８質量部以上であるのが好ましい。
また、たとえば、平均粒径ｄ１が７μｍである導電性ガラスビーズの配合割合Ｇは、ゴムの総量１００質量部あたり２０質量部以下の範囲でも１７質量部以下であるのが好ましい。
さらに、平均粒径ｄ１が１３μｍである導電性ガラスビーズの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１５質量部以下の範囲でも１２質量部以下であるのが好ましい。
【００４６】
〈ゴム〉
ゴムとしては、前述したように、イオン導電性ゴムとジエン系ゴムとを少なくとも併用する。
【００４７】
（イオン導電性ゴム）
イオン導電性ゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリンゴム、ポリエーテルゴム等が挙げられる。
このうち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。
【００４８】
またポリエーテルゴムとしては、たとえば、エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、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三元共重合体等が挙げられる。
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。
【００４９】
ＥＣＯおよび／または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。
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、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。
【００５０】
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。
また、架橋後のローラ本体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、当該ゴム組成物の加工性が低下したりする場合もある。
【００５１】
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。
【００５２】
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この範囲未満では、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
これらイオン導電性ゴムの１種または２種以上を用いることができる。
【００５５】
（配合割合）
イオン導電性ゴムの配合割合は、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。
【００５６】
イオン導電性ゴムの配合割合がこの範囲未満では、たとえ前述した所定の割合で導電性ガラスビーズを配合したとしても、半導電性ローラに良好なイオン導電性を付与できない場合がある。
一方、イオン導電性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が少なくなって、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。
【００５７】
すなわち、ローラ本体に、柔軟で、たとえば、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際の画像耐久性に優れ、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ことがある。
また、後述するように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等して酸化膜を形成する場合には、その原料となるジエン系ゴムが相対的に少なくなるため、たとえば、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。
【００５８】
これに対し、イオン導電性ゴムの配合割合を上記の範囲とすることにより、半導電性ローラの良好なイオン導電性を維持しながら、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。
また、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することもできる。
【００５９】
〈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）、ＳＢＲ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ＮＢＲ等の１種または２種以上が挙げられる。
中でも、ＢＲ、ＣＲ、およびＮＢＲの３種を併用するのが好ましい。ただし、各ゴムは、それぞれ２種以上を併用してもよい。
【００６０】
（ＢＲ）
ＢＲは、とくにローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与するために機能する。
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。
【００６１】
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。
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％以上の高シス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。
これらＢＲの１種または２種以上を用いることができる。
【００６２】
（ＣＲ）
ＣＲは、とくにローラ本体の柔軟性を向上して、たとえば、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際の画像耐久性を高めるために機能する。
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。
【００６３】
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。
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。
【００６４】
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る。
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。
【００６５】
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。
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、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。
【００６６】
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。
かかる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。
【００６７】
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。
これらＣＲの１種または２種以上を用いることができる。
【００６８】
（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等のイオン導電性ゴム、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、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ために機能する。
【００６９】
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したり、成形後のローラ本体の柔軟性をさらに向上して、たとえば、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際の画像耐久性を高めたりするために機能する。
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
これらＮＢＲの１種または２種以上を用いることができる。
【００７３】
（配合割合）
ジエン系ゴムが、前述したようにＢＲ、ＣＲ、およびＮＢＲの３種であるとき、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。
【００７４】
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、たとえば、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際の画像耐久性を高める効果が十分に得られない場合がある。
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。
【００７５】
一方、ＣＲの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にイオン導電性ゴムが少なくなって、半導電性ローラに、良好なイオン導電性を付与できない場合がある。
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場合がある。
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３種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、たとえば、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際の画像耐久性をさらに向上することができる。
【００７６】
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る効果が十分に得られない場合がある。
また、ローラ本体の柔軟性を向上して、たとえば、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際の画像耐久性を高める効果が十分に得られない場合もある。
【００７７】
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、ＮＢＲの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にイオン導電性ゴムが少なくなって、半導電性ローラに、良好なイオン導電性を付与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場合もある。
【００７８】
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３種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、たとえば、半導電性ローラを現像ローラとして用いた際の画像耐久性をさらに向上することもできる。
【００７９】
ＢＲの配合割合は、上記各ゴムの残量である。
すなわち、イオン導電性ゴム、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。
【００８０】
〈架橋成分〉
ゴムのうちイオン導電性ゴムがエピクロルヒドリンゴムである場合、当該エピクロルヒドリンゴム、およびジエン系ゴムを架橋させるための架橋成分としては、チオウレア系架橋剤と過酸化物架橋剤を併用するのが好ましい。
【００８１】
（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(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。
【００８２】
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０．１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。
【００８３】
（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。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。
【００８４】
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。
【００８５】
（過酸化物架橋剤）
過酸化物架橋剤としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，４−ビス［（ｔｅｒｔ−ブチル）パーオキシイソプロピル］ベンゼン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキセンなどの１種または２種以上が挙げられ、とくにジクミルパーオキサイドが好ましい。
【００８６】
過酸化物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０．１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。
【００８７】
〈その他〉
ゴム組成物には、ローラ本体の柔軟性や圧縮永久ひずみ等の特性、あるいは半導電性ローラのローラ抵抗値、画像耐久性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。
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。
【００８８】
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。
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
充填剤としては、導電性カーボンブラックを用いるのが好ましい。
導電性カーボンブラックを用いると、充填剤としての機能に加えて、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するための、導電性ガラスビーズおよび導電性カーボンブラックの配合割合を、いずれも少なくすることができる。
【００９１】
そのため、導電性ガラスビーズおよび導電性カーボンブラックを、ともに凝集等を生じることなくゴム組成物中に均一に分散させて、ローラ本体のゴム硬さや電気抵抗値がムラになるのを、さらも良好に抑制することができる。
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、５質量部以下であるのが好ましい。
【００９２】
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などが挙げられ、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。
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。
【００９３】
《半導電性ローラ》
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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を形成してもよい。
酸化膜６を形成すると、当該酸化膜６が誘電層として機能して、半導電性ローラ１の誘電正接を低減できる。
【００９６】
また、酸化膜６が低摩擦層となることで、たとえば、現像ローラ等として使用した際に、トナーの付着を抑制できる。
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。
【００９７】
ただし、酸化膜６は形成しなくてもよい。
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。
半導電性ローラのローラ抵抗値Ｒ（Ω）は、当該半導電性ローラの用途に応じて、その用途に適した範囲に設定することができる。
【００９８】
たとえば、現像ローラの場合は、下記の測定方法によって測定したローラ抵抗値Ｒ（Ω）が、前述したように、常用対数値ｌｏｇＲで表して３以上であるのが好ましく、８以下であるのが好ましい。
測定条件は、温度２３℃、相対湿度５５％の常温常湿環境下、温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿環境下、および温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下である。
これらいずれの測定条件下で測定しても、ローラ抵抗値Ｒ（Ω）が上記の範囲にあれば、半導電性ローラは、空気中の水分や温度の影響を受けにくく、特性が安定しているといえる。
【００９９】
〈ローラ抵抗値の測定〉
図２は、半導電性ローラ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、この測定方法では、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７を用意し、用意したアルミニウムドラム７の外周面８に、上方から、ローラ抵抗値を測定する半導電性ローラ１の、ローラ本体２の外周面５を接触させる。
また、半導電性ローラ１のシャフト４とアルミニウムドラム７との間に直流電源９、および抵抗１０を直列に接続して計測回路１１を構成する。
【０１００】
直流電源９は、(−)側をシャフト４、（＋）側を抵抗１０と接続する。
抵抗１０の抵抗値ｒは１００Ωとする。
次いで、シャフト４の両端部にそれぞれ４．９Ｎ（≒５００ｇｆ）の荷重Ｆをかけてローラ本体２をアルミニウムドラム７に圧接させた状態で、アルミニウムドラム７を４０ｒｐｍで回転させる。
【０１０１】
そして、回転を続けながら、半導電性ローラ１とアルミニウムドラム７との間に、直流電源９から直流１０００Ｖの印加電圧Ｅを印加した際に、抵抗１０にかかる検出電圧Ｖを計測する。
計測した検出電圧Ｖと印加電圧Ｅ（＝１０００Ｖ）とから、半導電性ローラ１のローラ抵抗値Ｒは、基本的に式(i′)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ−ｒ      (ｉ′)
によって求められる。
【０１０２】
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、半導電性ローラ１のローラ抵抗値とすることとする。
また、現像ローラの場合、ローラ本体２のゴム硬さは、タイプＡデュロメータ硬さで表して４０°以上、とくに４３°以上であるのが好ましく、５５°以下、とくに５２°以下であるのが好ましい。
【０１０３】
タイプＡデュロメータ硬さがこの範囲未満では、ローラ本体２の強度が不足してヘタリ等を生じやすくなる場合がある。
一方、タイプＡデュロメータ硬さがこの範囲を超える場合には、ローラ本体２が硬くなりすぎて、画像耐久性が低下する場合がある。
ローラ本体２のタイプＡデュロメータ硬さは、温度２３±２℃、相対湿度５５±２％の常温常湿環境下、下記の測定方法に則って測定した値でもって表すこととする。
【０１０４】
〈タイプＡデュロメータ硬さ測定〉
ローラ本体２の両端から突出したシャフト４の両端部を支持台に固定した状態で、当該ローラ本体２の幅方向の中央部に、上方から日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ６２５３−３：２０１２の規定に準拠したタイプＡデュロメータの押し針を当てて、加圧面に加える質量：１ｋｇ、測定時間：３秒（加硫ゴムの標準測定時間）の条件で、タイプＡデュロメータ硬さを求めた。
【０１０５】
〈半導電性ローラの製造〉
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。
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。
【０１０６】
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。
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。
【０１０７】
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。
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る。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。
【０１０８】
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。
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。
【０１０９】
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。
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。
【０１１０】
酸化膜６は、先に説明したように、ローラ本体２の外周面５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２の外周面５に、酸化性雰囲気中で、所定波長の紫外線を所定時間照射して、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、酸化膜６を形成することができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
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。
【０１１３】
ただし、酸化膜６は他の方法で形成してもよいし、形成しなくてもよい。
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。
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。
【０１１４】
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。
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】
【０１１５】
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。
【０１１６】
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、まず下記の各成分を配合して混練した。
【０１１７】
【表１】
2019197160.tif 000005
【０１１８】
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。
導電性ガラスビーズ：銀コートタイプ〔真球状、平均粒径ｄ１：７μｍ、Ａｇ量：１２質量％、粉体電気抵抗：４ｍΩｃｍ、(株)ユニオン製のユニビーズＵＢＳ−００１０ＬＡｇ〕
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〕
導電性カーボンブラック：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。
【０１１９】
【表２】
2019197160.tif 000006
【０１２０】
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〕
過酸化物架橋剤：ジクミルパーオキサイド〔日油(株)製のパークミル（登録商標）Ｄ〕
（半導電性ローラの製造）
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。
【０１２１】
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、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
〈実施例２〜４、比較例１、２〉
導電性ガラスビーズの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり１．０質量部（比較例１）、１０.０質量部（実施例２）、１５．０質量部（実施例３）、２０．０質量部（実施例４）、３０．０質量部（比較例２）としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【０１２４】
〈比較例３〉
導電性ガラスビーズに代えて、イオン導電剤としての(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、三菱マテリアル電子化成(株)製のＥＦ−Ｎ１１２〕を、ゴムの総量１００質量部あたり１．０質量部配合したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【０１２５】
〈従来例１〉
導電性ガラスビーズを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
上記実施例、比較例、従来例で製造した半導電性ローラについて、下記の各試験を実施して、その特性を評価した。
【０１２６】
〈ローラ抵抗値評価〉
実施例、比較例、従来例で製造した半導電性ローラの、
・  低温低湿環境下（ＬＬ、温度１０℃、相対湿度２０％）、
・  常温常湿環境下（ＮＮ、温度２３℃、相対湿度５５％）、および
・  高温高湿環境下（ＨＨ、温度３０°、相対湿度８０％）
でのローラ抵抗値を、それぞれ先に説明した測定方法によって測定した。なお表３、表４では、各ローラ抵抗値をｌｏｇＲ値で示している。
【０１２７】
また測定結果から、低温低湿環境下で測定されるローラ抵抗値ＲＬＬのｌｏｇ  Ｒ値と、高温高湿環境下で測定されるローラ抵抗値ＲＨＨのｌｏｇ  Ｒ値との差（ＬＬ−ＨＨ）を求めて、下記の基準で、環境によるローラ抵抗値の変動の大小を評価した。
◎：ｌｏｇ  Ｒ値の差は１．２以下であった。きわめて良好。
○：ｌｏｇ  Ｒ値の差は１．２を超え、１．３以下であった。良好。
△：ｌｏｇ  Ｒ値の差は１．３を超え、１．４以下であった。実用レベル。
×：ｌｏｇ  Ｒ値は１．４を超えていた。不良。
【０１２８】
〈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て下記の試験を実施した。
なおレーザープリンタは、プラス帯電の非磁性１成分トナーを使用するもので、トナー推奨印字枚数は約２００００枚である。
【０１２９】
（定常状態での画像濃度評価）
上記新品のカートリッジを初期状態のレーザープリンタに装着し、温度２３℃、相対湿度５５％の常温常湿環境下、ウォーミングアップとして５％濃度の画像を５０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。
【０１３０】
形成した黒ベタ画像の画像濃度を、色彩計〔ビデオジェット・エックスライト(株)製のＸ−Ｒｉｔｅ  ９９０〕を用いて測定して、下記の基準で、定常状態での画像濃度を評価した。
○：画像濃度は１．３以上であった。良好。
△：画像濃度は１．２以上、１．３未満であった。実用レベル。
×：画像濃度は１．２未満であった。不良。
【０１３１】
（再開時の画像濃度評価）
上記画像濃度を測定後のレーザープリンタの電源を切って温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿環境下で３日間以上静置したのち再び電源を投入し、その直後に黒ベタ画像を１枚画像形成した。
【０１３２】
形成した黒ベタ画像の画像濃度を、上記と同じ色彩計を用いて測定して、下記の基準で、再開時の画像濃度を評価した。
○：画像濃度は１．３以上であった。良好。
△：画像濃度は１．２以上、１．３未満であった。実用レベル。
×：画像濃度は１．２未満であった。不良。
【０１３３】
（画像耐久性評価）
実施例、比較例、従来例で製造した半導電性ローラを、前述したのと同じ新品のカートリッジの、既設の現像ローラと交換して、初期状態のレーザープリンタに装着した。
そして温度３０±１℃、相対湿度８０±１％の高温高湿環境下、５％濃度の画像を、前述したレーザープリンタのトナー推奨印字枚数（２００００枚）まで連続的に画像形成した。
【０１３４】
そして、最終の形成画像の余白部分にカブリが発生したか否かを確認して、下記の基準で画像耐久性を評価した。
○：目視では観察できない程度の僅かなカブリしかないか、あるいはカブリは全くなかった。良好。
△：紙面端部に目視で観察できるごく僅かなカブリがあったものの、実用レベル。
×：紙面端部に明らかなカブリが見られた。不良。
【０１３５】
〈タイプＡデュロメータ硬さ測定〉
実施例、比較例、従来例で製造した半導電性ローラの、ローラ本体のタイプＡデュロメータ硬さを、温度２３±２℃、相対湿度５５±２％の常温常湿環境下、先に説明した測定方法によって測定した。
以上の結果を表３、表４に示す。
【０１３６】
【表３】
2019197160.tif 000007
【０１３７】
【表４】
2019197160.tif 000008
【０１３８】
表３、表４の実施例１〜４、従来例１、比較例３の結果より、ゴム組成物に、イオン導電剤に代えて導電性ガラスビーズを配合することで、環境によるローラ抵抗値の変動が小さい上、再開時の画像濃度の低下を生じにくい半導電性ローラを形成できることが判った。
ただし、実施例１〜４、比較例１、２の結果より、平均粒径ｄ１が７μｍである導電性ガラスビーズを用いた上記の系では、かかる効果を維持しながら、柔軟でトナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れた半導電性ローラを形成するために、導電性ガラスビーズの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、２０質量部以下とする必要があることが判った。
【０１３９】
さらに実施例１〜４の結果より、上記の系では、これらの効果をより一層向上することを考慮すると、導電性ガラスビーズの配合割合は、上記の範囲でも８質量部以上であるのが好ましく、１７質量部以下であるのが好ましいことが判った。
〈実施例５〉
導電性ガラスビーズとして、平均粒径ｄ１が１３μｍであるもの〔銀コートタイプ、球状、(株)ユニオン製のＵＢ−０２ＥＡｇ〕を、ゴムの総量１００質量部あたり５．０質量部配合したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【０１４０】
〈実施例６、７、比較例４〜６〉
導電性ガラスビーズの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり１．０質量部（比較例４）、１０.０質量部（実施例６）、１５．０質量部（実施例７）、２０．０質量部（比較例５）、３０．０質量部（比較例６）としたこと以外は実施例５と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【０１４１】
上記実施例、比較例で製造した半導電性ローラについて、前述した各試験を実施して、その特性を評価した。
結果を、比較例３、従来例１の結果と併せて、表５、表６に示す。
【０１４２】
【表５】
2019197160.tif 000009
【０１４３】
【表６】
2019197160.tif 000010
【０１４４】
表５、表６の実施例、比較例、従来例の結果より、平均粒径ｄ１が異なる導電性ガラスビーズを用いた系でも、同様の結果が得られることが判った。
すなわち実施例５〜７、従来例１、比較例３の結果よりゴム組成物に、イオン導電剤に代えて導電性ガラスビーズを配合することで、環境によるローラ抵抗値の変動が小さい上、再開時の画像濃度の低下を生じにくい半導電性ローラを形成できることが判った。
【０１４５】
ただし、実施例５〜７、比較例４〜６の結果より、平均粒径ｄ１が１３μｍである導電性ガラスビーズを用いた上記の系では、かかる効果を維持しながら、柔軟でトナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れた半導電性ローラを形成するために、導電性ガラスビーズの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上、１５質量部以下とする必要があることが判った。
【０１４６】
さらに、実施例５〜７の結果より、上記の系では、これらの効果をより一層向上することを考慮すると、導電性ガラスビーズの配合割合は、上記の範囲でも８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ことが判った。
【符号の説明】
【０１４７】
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
７     アルミニウムドラム
８     外周面
９     直流電源
１０   抵抗
１１   計測回路
Ｆ     荷重
Ｖ     検出電圧
【図１】
2019197160.tif 000013
【図２】
2019197160.tif 000014