(57)【要約】【課題】特にプラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際にトナーに対して高いトナー帯電量を付与できるとともに、鏡像力によるトナー保持性にも優れた現像ローラとして機能しうる半導電性ローラを提供する。【解決手段】半導電性ローラ１を、ブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムの２種のみをゴム分として含む架橋物によって形成した。ブタジエンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の２０質量部以上、９０質量部以下とするのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムの２種のみをゴム分として含むゴム組成物の架橋物からなる半導電性ローラ。
【請求項２】
前記ブタジエンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の２０質量部以上、９０質量部以下である請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
非多孔質の単層構造を有する請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
【請求項４】
外周面に酸化膜を備えている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
【請求項５】
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プラス帯電型の非磁性１成分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４のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
【請求項６】
前記トナーをプレスするとともにその表面電位を所定値に調整したトナータブレットを、前記ゴム組成物の架橋物からなる試験片に接触圧１０Ｎで３０秒間接触させたのち剥離した際の、前記試験片からトナータブレットへの電荷移動量が０ｎＣとなる前記トナータブレットの表面電位を平衡電位とする電荷授受試験によって求められる前記平衡電位が０．３ｋＶ以上である請求項５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、特に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半導電性ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例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の電子写真法を利用した各種の画像形成装置においては、帯電させた感光体の表面を露光して当該表面に形成される静電潜像をトナーによってトナー像に現像するために、現像ローラが用いられる。
現像ローラに課される様々な要求に対応するために、その構成や特性等を種々の観点から規定することが検討されている。
【０００３】
例えば特許文献１では、画像形成を安定して行うべく、ゴム基材に導電性付与剤を配合してなる導電性弾性層の表層部にイソシアネート化合物を含む表面処理液を含浸させて所定の表面処理層を形成することで、現像ローラの、インピーダンスＺ（Ω）と位相差（θ）から算出される抵抗成分Ｚｒ（Ω）と容量性リアクタンス成分Ｚｃ（Ω）との関係を示すコールコールプロット（複素インピーダンスプロット）で描かれる曲線が略単一の円弧状となる、つまり単ピークを示すように調整することが検討されている。
【０００４】
かかる現像ローラにおいて、導電性弾性層と表面処理層とは同じ電気特性を有し、電気的に単層として機能する。
また特許文献２では、Ａ型硬さ（ＪＩＳ  Ｋ６３０１）が４０°以下でかつ抵抗値が１０１０Ω・ｃｍ以下の耐油性ゴムからなる弾性体層の外周面に、ポリウレタン樹脂を主成分とする抵抗値１０１０Ω・ｃｍ以下の導電層を形成して現像ローラを構成することが検討されている。
【０００５】
かかる構成によれば、弾性体層と導電層との間での電荷のやり取りは速くなると推測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３３３０８号公報
【特許文献２】特開平１−２５２９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非磁性１成分トナーを用いた現像方式では、トナーが現像ローラの回転に伴って運ばれて規制部材との間を通過する瞬間に帯電レベルが所定の値まで立ち上がり、しかも帯電したトナーが鏡像力によって確実に現像ローラの外周面に保持される必要がある。そのため現像ローラには、トナーに対して高い帯電量（トナー帯電量）を付与できることと、鏡像力による良好なトナー保持性を有していることとが求められる。
【０００８】
しかし発明者の検討によると、特許文献１に記載の現像ローラは、特にプラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせて使用した際に、上記の要求に十分に対応できないことが判った。
また特許文献２に記載の現像ローラは、導電層の方が弾性体層よりも抵抗値が小さいためトナーの帯電レベルおよび鏡像力によるトナーの保持性がともに低下してしまい、やはり上記の要求に十分に対応できないことが判った。
【０００９】
本発明の目的は、特にプラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際にトナーに対して高いトナー帯電量を付与できるとともに、鏡像力によるトナー保持性にも優れた現像ローラとして機能しうる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】
【００１０】
本発明はブタジエンゴム（ＢＲ）、およびエピクロルヒドリンゴムの２種のみをゴム分として含むゴム組成物の架橋物からなる半導電性ローラである。
【発明の効果】
【００１１】
発明者の検討によると、半導電性ローラをプラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際にトナーに対して高いトナー帯電量を付与できるとともに、鏡像力によるトナー保持性にも優れた現像ローラとして機能させるためには、後述する電荷授受試験によって求められる平衡電位ができるだけ高い半導電性ローラを形成するのが有効である。
ＢＲは、導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴムとの２種の併用系において前記平衡電位を向上する機能に優れている。
【００１２】
そのため本発明によればＢＲ、およびエピクロルヒドリンゴムの２種のみをゴム分として含むゴム組成物の架橋物によって形成することで、特に現像ローラとして、プラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際にトナーに対して高いトナー帯電量を付与できるとともに、鏡像力によるトナー保持性にも優れた現像ローラとして機能しうる半導電性ローラを提供することが可能となる。
【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ＢＲ、およびエピクロルヒドリンゴムの２種のみをゴム分として含むゴム組成物の架橋物からなる半導電性ローラである。
本発明によれば、先に説明したように導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴムとの２種の併用系において平衡電位を向上するために機能するＢＲを、ゴム分として当該エピクロルヒドリンゴムのみと併用することにより、特に現像ローラとして、プラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際にトナーに対して高いトナー帯電量を付与できるとともに、鏡像力によるトナー保持性にも優れた現像ローラとして機能しうる半導電性ローラを提供できる。
【００１５】
本発明の半導電性ローラは、詳細には上記２種のゴム分に当該ゴム分を架橋させるための架橋成分等を配合してゴム組成物を調製し、当該ゴム組成物を筒状に成形したのち架橋させて製造するのが好ましい。またできるだけ生産性良く低コストで製造するとともにその耐久性や圧縮永久ひずみ等を向上するために、上記本発明の半導電性ローラは、非多孔質でかつ単層構造に形成するのが好ましい。
【００１６】
なお、ここでいう単層構造とは、ゴム組成物からなる層の数が単層であることを指し、後述する酸化膜は層数に含まないこととする。
〈ゴム分〉
ゴム分としては、上記のようにＢＲ、およびエピクロルヒドリンゴムの２種のみを併用する。ただしＢＲ、およびエピクロルヒドリンゴムはそれぞれ別個に２種以上を併用してもよい。
【００１７】
（ＢＲ）
ＢＲとしては、ポリブタジエン構造を備え架橋性を有する種々の重合体がいずれも使用可能である。特に柔軟でありながら圧縮永久ひずみの小さい架橋物を形成できる、シス−１，４結合の割合が９０質量％以上の高シスＢＲが好ましい。
ＢＲの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の２０質量部以上であるのが好ましく、９０質量部以下であるのが好ましい。
【００１８】
ＢＲの配合割合がこの範囲未満では、当該ＢＲをエピクロルヒドリンゴムと併用することによる、平衡電位を向上して、プラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際にトナーに対して高いトナー帯電量を付与するとともに鏡像力によるトナー保持性を向上する効果が不十分になり、トナー帯電量が低くなって形成画像にカブリを生じたりするおそれがある。
【００１９】
またＢＲ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の量が少なくなって半導電性ローラのローラ抵抗値が上昇するため、プラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際に、形成画像の黒ベタ部の濃度が不十分になるおそれがある。
（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、例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。
【００２０】
エピクロルヒドリンゴムとしては、これらの中でもエチレンオキサイドを含む共重合体、特にＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。
かかる両共重合体においてエチレンオキサイド含量はいずれも３０モル％以上、特に６０モル％以上であるのが好ましく、９５モル％以下、特に８０モル％以下であるのが好ましい。
【００２１】
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当該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、逆に半導電性ローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
【００２２】
またゴム分その他を混錬して半導電性ローラのもとになるゴム組成物を調製したり、調製した架橋前のゴム組成物を筒状に成形したりするべく加熱溶融させる際の粘度が上昇して、これらの作業の作業性が低下するおそれもある。さらに架橋後の半導電性ローラの硬度が上昇するおそれもある。
ＥＣＯにおいて、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５モル％以上、特に２０モル％以上であるのが好ましく、７０モル％以下、特に４０モル％以下であるのが好ましい。
【００２３】
またＧＥＣＯにおいて、アリルグリシジルエーテル含量は０．５モル％以上、特に２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、特に６モル％以下であるのが好ましい。
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先の範囲未満ではかかる働きが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おそれがある。
【００２４】
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、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。また半導電性ローラの引張強度や疲労特性、耐屈曲性等が低下するおそれもある。
【００２５】
ＧＥＣＯにおいて、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。中でもエピクロルヒドリン含量は４．５モル％以上、特に１５モル％以上であるのが好ましく、６５モル％以下、特に４０モル％以下であるのが好ましい。
ＧＥＣＯとしては、上で説明した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ほかに、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おり、本発明ではかかる変性物もＧＥＣＯとして使用可能である。
【００２６】
エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、先に説明したＢＲの配合割合の残量である。
〈架橋成分〉
上記２種のゴム分を架橋させるための架橋成分としては架橋剤、促進剤等が挙げられる。
このうち架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、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、各種モノマー等の１種または２種以上が挙げられる。中でも硫黄系架橋剤が好ましい。
【００２７】
また硫黄系架橋剤としては粉末硫黄や有機含硫黄化合物等が挙げられる。このうち有機含硫黄化合物等としては、例えば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が挙げられる。特に粉末硫黄等の硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に３質量部以下であるのが好ましい。
【００２８】
配合割合がこの範囲未満では、ゴム組成物の全体での架橋速度が遅くなり、架橋に要する時間が長くなって半導電性ローラの生産性が低下するおそれがある。また範囲を超える場合には、架橋後の半導電性ローラの圧縮永久ひずみが大きくなったり、過剰の硫黄が半導電性ローラの外周面にブルームしたりするおそれがある。
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や、あるいは有機促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
【００２９】
また有機促進剤としては、例えば１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩等のグアニジン系促進剤；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系促進剤；Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤；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、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系促進剤；エチレンチオウレア、テトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア等のチオウレア系促進剤などの１種または２種以上が挙げられる。
【００３０】
促進剤としては、これら種々の促進剤の中から、組み合わせる架橋剤の種類に応じて最適な促進剤の１種または２種以上を選択して使用すればよい。特に促進剤は種類によって架橋促進のメカニズムが異なるため、２種以上を併用するのが好ましい。併用する個々の促進剤の配合割合は任意に設定できるが、ゴム分の総量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。
【００３１】
架橋成分としては、さらに促進助剤を配合してもよい。
促進助剤としては、例えば亜鉛華（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、その他従来公知の促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
促進助剤の配合割合は、ゴム分の種類および組み合わせや、架橋剤、促進剤の種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
【００３２】
〈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、例えば受酸剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤、充填剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等が挙げられる。
このうち受酸剤は、ゴム分の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が半導電性ローラ内に残留したり、それによって架橋阻害や感光体の汚染等を生じたりするのを防止するために機能する。
【００３３】
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、特にハイドロタルサイト類が好ましい。
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。
【００３４】
受酸剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に３質量部以下であるのが好ましい。
配合割合がこの範囲未満では、受酸剤を配合することによる効果が十分に得られないおそれがある。また範囲を超える場合には、架橋後の半導電性ローラの硬さが上昇するおそれがある。
【００３５】
可塑剤としては、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、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ステアリン酸等の脂肪酸などが挙げられる。
可塑剤および／または加工助剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以下であるのが好ましい。例えば画像形成装置への装着時や運転時に感光体の汚染を生じたりするのを防止するためである。かかる目的に鑑みると、可塑剤のうち極性ワックスを使用するのが特に好ましい。
【００３６】
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は、半導電性ローラのローラ抵抗値の環境依存性を低減するとともに、連続通電時のローラ抵抗値の上昇を抑制する働きをする。酸化防止剤としては、例えばジエチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラック（登録商標）ＮＥＣ−Ｐ〕、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラックＮＢＣ〕等が挙げられる。
【００３７】
充填剤としては、例えば酸化亜鉛、シリカ、カーボン、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。
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。
充填剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり２質量部以上であるのが好ましく、２５質量部以下、特に２０質量部以下であるのが好ましい。
【００３８】
また充填剤として導電性カーボンブラック配合して、半導電性ローラ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ＨＡＦが好ましい。ＨＡＦはゴム組成物中に均一に分散できるため、半導電性ローラにできるだけ均一な電子導電性を付与できる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
【００３９】
スコーチ防止剤としては、例えばＮ−シクロへキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、Ｎ−ニトロソジフエニルアミン、２，４−ジフエニル−４−メチル−１−ペンテン等の１種または２種以上が挙げられる。特にＮ−シクロへキシルチオフタルイミドが好ましい。
スコーチ防止剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に１質量部以下であるのが好ましい。
【００４０】
共架橋剤とは、それ自体が架橋するとともにゴム分とも架橋反応して全体を高分子化する働きを有する成分を指す。
共架橋剤としては、例えばメタクリル酸エステルや、あるいはメタクリル酸またはアクリル酸の金属塩等に代表されるエチレン性不飽和単量体、１，２−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマ類、あるいはジオキシム等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４１】
このうちエチレン性不飽和単量体としては、例えば
(a)  アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸類、
(b)  マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸類、
(c)  (a)(b)の不飽和カルボン酸類のエステルまたは無水物、
(d)  (a)〜(c)の金属塩、
(e)  １，３−ブタジエン、イソプレン、２−クロル−１，３−ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン、
(f)  スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、
(g)  トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ビニルピリジンなどの、複素環を有するビニル化合物、
(h)  その他、（メタ）アクリロニトリルもしくはα−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、アクロレイン、ホルミルステロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン
等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４２】
また(c)の不飽和カルボン酸類のエステルとしては、モノカルボン酸類のエステルが好ましい。
モノカルボン酸類のエステルとしては、例えば
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｉ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｎ−へキシル（メタ）アクリレート、シクロへキシル（メタ）アクリレート、２−エチルへキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ｉ−ノニル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどの、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル；
アミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ブチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの、（メタ）アクリル酸のアミノアルキルエステル；
べンジル（メタ）アクリレート、ベンゾイル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレートなどの、芳香族環を有する（メタ）アクリレート；
グリシジル（メタ）アクリレート、メタグリシジル（メタ）アクリレート、エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレートなどの、エポキシ基を有する（メタ）アクリレート；
Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、γ−（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、テトラハイドロフルフリルメタクリレートなどの、各種官能基を有する（メタ）アクリレート；
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレートなどの多官能（メタ）アクリレート；
等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４３】
以上で説明した各成分を含むゴム組成物は従来同様に調製できる。まずゴム分を所定の割合で配合して素練りし、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ゴム組成物が得られる。混練には、例えばニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
《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。
【００４４】
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、上記ゴム組成物の架橋物によって非多孔質でかつ単層構造の筒状に形成されるとともに、中心の通孔２にシャフト３が挿通されて固定されたものである。
シャフト３は、例えばアルミニウム、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。
【００４５】
シャフト３は、例えば導電性を有する接着剤を介して半導電性ローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、あるいは通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２に圧入することで、半導電性ローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されて一体に回転される。
半導電性ローラ１の外周面４には、図中に拡大して示すように酸化膜５を設けてもよい。
【００４６】
酸化膜５を形成すると、当該酸化膜５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。また現像ローラとして使用した場合は酸化膜５が低摩擦層となることでトナーの付着を抑制できる。
しかも酸化膜５は、例えば酸化性雰囲気中で紫外線の照射等を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極力抑制することもできる。ただし酸化膜５は形成しなくてもよい。
【００４７】
半導電性ローラ１を製造するには、まず先に調製したゴム組成物を、押出成形機を用いて筒状に押出成形し、次いで所定の長さにカットして加硫缶内で加圧、加熱して架橋させる。
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研磨する。
【００４８】
シャフト３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２に挿通して固定できる。
ただしカット後、まず通孔２にシャフト３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筒状体→半導電性ローラ１の反りや変形を防止できる。また、シャフト３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４のフレを抑制できる。
【００４９】
シャフト３は、先に説明したように通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２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２に挿通すればよい。
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３が筒状体→半導電性ローラ１に電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
【００５０】
また前者の場合は、圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
酸化膜５は、先に説明したように半導電性ローラ１の外周面４に紫外線を照射して形成するのが、簡単で効率よく形成できるため好ましい。すなわち半導電性ローラ１の外周面４を構成するゴム組成物それ自体を、所定波長の紫外線を所定時間照射して酸化させることで酸化膜５が形成される。
【００５１】
しかも酸化膜５は、上記のように半導電性ローラ１の外周面４を構成するゴム組成物それ自体が紫外線の照射によって酸化されて形成されるため、従来の塗剤を塗布して形成される被覆層のような問題を生じることがなく、厚みや表面形状等の均一性に優れている。
照射する紫外線の波長は、ゴム組成物を効率よく酸化させて、先に説明した機能に優れた酸化膜５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、特に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、特に１分間以上であるのが好ましく、３０分間以下、特に１５分間以下であるのが好ましい。
【００５２】
ただし酸化膜５は他の方法で形成してもよいし、場合によっては省略してもよい。
〈平衡電位〉
上記半導電性ローラ１は、下記の電荷授受試験によって求められる平衡電位が０．３ｋＶ以上であるのが好ましい。
平衡電位がこの範囲未満では、現像ローラとしてプラス帯電型の非磁性１成分トナーと組み合わせた際にトナーに対して高いトナー帯電量を付与するとともに鏡像力によるトナー保持性を向上する効果が不十分になり、トナー帯電量が低くなって形成画像にカブリを生じたりするおそれがある。
【００５３】
なお上記の効果をさらに向上して、できるだけカブリ等のない画質の良好な画像を形成することを考慮すると、平衡電位は上記の範囲でも１．０ｋＶ以上、特に１．５ｋＶ以上であるのが好ましい。
なお平衡電位は、上記の範囲でも４．０ｋＶ以下、特に３．５ｋＶ以下であるのが好ましい。
【００５４】
平衡電位を調整するには、先に説明したようにゴム分の総量１００質量部中のＢＲの配合割合を変更すればよい。また紫外線の照射によって半導電性ローラ１の外周面４に酸化膜５を形成する場合は、紫外線の照射時間を調整することでも平衡電位を調整できる。
〈電荷授受試験〉
（トナータブレットの作製）
半導電性ローラ１と組み合わせて使用する、プラス帯電型の非磁性１成分トナー０．７５ｇを秤量し、２０ｍｍφの金型に仕込んで４０ｋＮで２分間プレスして厚み２ｍｍのトナータブレットを作製する。
【００５５】
（試験片の作製）
半導電性ローラ１のもとになるゴム組成物を混錬し、シート状に成形して半導電性ローラ１の製造時と同条件で架橋させて縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み２ｍｍのスラブシートを形成し、１０ｍｍφに打ち抜いて試験片を作製する。
なお半導電性ローラ１の外周面４に酸化膜５が形成される場合は、試験片の表面にも同様の方法で酸化膜を形成する。
【００５６】
例えば半導電性ローラ１の酸化膜５を先に説明したように紫外線の照射によって形成する場合は、ＵＶランプから試験片の表面までの距離が酸化膜５の形成時と同じになるように設定して紫外線照射装機〔セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００〕にセットし、酸化膜５の形成時と同じ波長の紫外線を照射することで試験片の表面に酸化膜を形成する。
（電荷授受試験）
表面電位計〔トレック・ジャパン(株)製の高速表面電位計ＭＯＤＥＬ  ３７０〕を用いて測定される、表面から２．５ｍｍ上の電位（表面電位）が所定値に調整されたトナータブレットを、試験片とともに住友ゴム工業(株)製の電荷授受試験装置にセットする。トナータブレットの表面電位を所定値に調整するには、当該トナータブレットにナイロンフィルムを接触させる等すればよい。
【００５７】
次いで電荷授受試験装置を作動させてトナータブレットを試験片に接触圧１０Ｎで３０秒間接触させたのち剥離した際の、試験片からトナータブレットへの電荷移動量（ｎＣ）をファラデーケージ〔(株)エーディーシー製のＴＲ８０３１〕を用いて測定し、デジタルエレクトロンメータ〔(株)エーディーシー製の８２５２〕を用いて読み取る。
この操作を、表面電位を違えたトナータブレットについて繰り返し実施して、電荷移動量が０ｎＣとなるトナータブレットの表面電位を平衡電位とする。
【００５８】
なお、本来なら試験片とトナータブレットの表面電位差を平衡電位として求める必要があるが、ゴム組成物からなる試験片は半導電性で静電気を保持しないため上記の試験では試験片の表面電位はゼロとみなすことができ、簡便にトナータブレットの表面電位でもって試験片との表面電位差、すなわち平衡電位とすることができる。
〈その他〉
本発明の半導電性ローラ１は、例えばレーザープリンタ等の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、特にプラス帯電型の非磁性１成分トナーによってトナー像に現像するための現像ローラとして好適に使用できる。
【００５９】
半導電性ローラ１の厚みは、例えば現像ローラとして使用する場合、その小型化、軽量化を図りながら適度なニップ幅を確保するために、０．５ｍｍ以上、中でも１ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上であるのが好ましく、１０ｍｍ以下、中でも７ｍｍ以下、特に５ｍｍ以下であるのが好ましい。
本発明の半導電性ローラは、上記現像ローラ等として、例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の、電子写真法を利用した画像形成装置組み込んで好適に使用できる他、当該画像形成装置において帯電ローラ、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】
【００６０】
〈実施例１〉
（ゴム組成物の調製）
ゴム分としてＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ  ＢＲ０１、シス−１，４結合含量：９５質量％、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）：４５〕８０質量部、およびＧＥＣＯ〔ダイソー(株)製のエピオン（登録商標）−３０１、ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝７３／２３／４（モル比）〕２０質量部を配合した。
【００６１】
上記ゴム分の合計１００質量部をバンバリミキサを用いて素練りしながら、下記表１に示す各成分のうち架橋成分以外を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えてさらに混練してゴム組成物を調製した。
【００６２】
【表１】
2015152823.tif 000003
【００６３】
表１中の各成分は下記のとおり。
硫黄系架橋剤：５％オイル入り硫黄〔鶴見化学工業(株)製〕
チウラム系促進剤：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〕
チアゾール系促進剤：ジ−２−ベンゾチアジルジスルフィド〔Ｓｈａｎｄｏｎｇ  Ｓｈａｎｘｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．  Ｌｔｄ．製の商品名ＳＵＮＳＩＮＥ  ＭＢＴＳ〕
チオウレア系促進剤：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〕
グアニジン系促進剤：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〕
促進助剤：酸化亜鉛２種〔三井金属鉱業(株)製〕
充填剤Ｉ：カーボンブラックＦＴ〔旭カーボン(株)製の旭＃１５〕
充填剤II：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）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〕
表中の質量部は、ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。
【００６４】
（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φ７．０ｍｍの筒状に押出成形した後、この筒状体を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のシャフトに装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱してシャフトに接着したのち両端をカットし、外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち仕上げとして鏡面研磨をして外径φ１６．００ｍｍ（公差０．０５）になるように仕上げて、シャフトと一体化された半導電性ローラを形成した。
【００６５】
次いで研磨後の半導電性ローラの外周面を水洗いしたのち、ＵＶランプから前記外周面までの距離が５ｃｍになるように設定して紫外線照射装機〔セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００〕にセットし、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５分間ずつ照射することで外周面に酸化膜を形成して半導電性ローラを完成した。
【００６６】
〈実施例２〉
ＢＲの配合量を７０質量部、ＧＥＣＯの配合量を３０質量部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。
〈実施例３〉
ＢＲの配合量を５０質量部、ＧＥＣＯの配合量を５０質量部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。
【００６７】
〈実施例４〉
ＢＲの配合量を３０質量部、ＧＥＣＯの配合量を７０質量部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。
〈比較例１〉
ＢＲに代えて、同量のアクリロニトリルブタジエンゴム〔低ニトリルＮＢＲ、ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ  Ｎ２５０ＳＬ、結合アクリロニトリル量：２０％、ムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）：４３〕を配合したこと以外は実施例２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。
【００６８】
〈電荷授受試験〉
（試験片の作製）
上記実施例、比較例で使用したのと同じゴム組成物を用いて、先に説明した手順で試験片を作製した。
なお架橋の条件は１６０℃×６０分間とした。また酸化膜形成の条件はＵＶランプから試験片の表面までの距離を５ｃｍ、照射する紫外線の波長を１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍ、照射時間を４８秒間とした。
【００６９】
（トナータブレットの作製）
印字速度が毎分２６枚（２６ｐｐｍ）、５％濃度の画像を連続的に形成可能な設定枚数（プリンタライフ）が２６００枚〔Ａ４サイズ、日本工業規格ＪＩＳ  Ｘ６９３２：２００８公表値〕である市販のレーザープリンタ用の、プラス帯電型の非磁性１成分トナーを用いて、先に説明した手順でトナータブレットを作製した。
【００７０】
（電荷授受試験）
上記試験片とトナータブレットを用いて、先に説明した手順で電荷授受試験を実施して平衡電位を求めた。また下記の基準で、トナーに対する半導電性ローラのトナー帯電量を評価した。
○：平衡電位は１．０ｋＶ以上。トナー帯電量良好。
【００７１】
△：平衡電位は０．３ｋＶ以上、１．０ｋＶ未満。トナー帯電量通常レベル。
×：平衡電位は０．３ｋＶ未満。トナー帯電量不良。
以上の結果を表２に示す。
【００７２】
【表２】
2015152823.tif 000004
【００７３】
表２の実施例１〜４、比較例１の結果より、ゴム分としてＢＲとエピクロルヒドリンゴムの２種のみを併用することで平衡電位を高めて、トナー帯電量の高い半導電性ローラを形成できることが判った。
また実施例１〜４の結果より、上記の効果をさらに向上するためには、ＢＲの配合割合を、ゴム分の総量１００質量部中の２０質量部以上、９０質量部以下に設定するのが好ましいことが判った。
【符号の説明】
【００７４】
１     半導電性ローラ
２     通孔
３     シャフト
４     外周面
５     酸化膜
【図１】
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