(57)【要約】【課題】高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する導電性ローラ、及び、この導電性ローラを利用して高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】軸体２と、前記軸体２の外周面に形成された弾性層３と、前記弾性層４の外周面に形成されたコート層４とを備え、前記コート層４は、繊維状炭素材料、及び、前記繊維状炭素材料に対する質量比が５〜２００の粉末状炭素材料を含有する導電性ローラ１、並びに、この導電性ローラ１を現像ローラ又は／及び帯電ローラとして備えた画像形成装置。【選択図】          図１
2008170878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、前記軸体の外周面に形成された弾性層と、前記弾性層の外周面に形成されたコート層とを備え、前記コート層は、繊維状炭素材料、及び、前記繊維状炭素材料に対する質量比が５〜２００の粉末状炭素材料を含有することを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記繊維状炭素材料は、その繊維径が５〜２００ｎｍであり、その繊維長さが１〜５００μｍである請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記粉末状炭素材料は、その粒子径が２０〜９０ｎｍである請求項１又は２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
前記繊維状炭素材料は、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー及び気相成長炭素繊維からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ローラを、現像ローラ又は／及び帯電ローラとして、備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ローラ及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する導電性ローラ及び高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置には、通常、軸体の外周面に形成された弾性層を備えた各種導電性ローラが装着されている。
【０００３】
具体的には、例えば、図４に示されるように、タンデム型カラー画像形成装置には、複数の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが配置されており、現像ユニットＢを例にして説明すると、像担持体１１Ｂを一様に帯電させる帯電手段１２Ｂの一例としての帯電ローラ、帯電した現像剤２２Ｂを均一に像担持体１１Ｂに供給する現像剤担持体２３Ｂの一例としての現像ローラ、記録体１６に転写された現像剤像を記録体１６に定着させる定着手段３０を構成する定着ローラ３１等が装着されている。これらの導電性ローラは、電気特性によって、現像剤２２Ｂを所望のように担持し、像担持体１１Ｂ等の被当接体を一様に帯電させ、現像剤２２Ｂを所望のように定着させ、又は、記録体１６等を所望のように搬送すること等によって、高品質の画像を形成することに貢献する。
【０００４】
したがって、高品質の画像を形成するには、導電性ローラは均一な電気特性を有している必要があり、従来の導電性ローラは、導電性材料を含有する組成物で形成された弾性層等を備えている。例えば、特許文献１には、「電子写真装置あるいは静電記録装置に用いられる導電性部材であって、カーボンナノチューブを配合したフォームラバーからなる弾性層を有することを特徴とする導電性部材」が記載され、また、特許文献２には、「負帯電性一成分系現像剤を担持して搬送するための円筒状横断面形状を有する現像剤担持体を備えた現像装置において、前記現像剤担持体の円筒状外周表面に、ポリアクリロニトリル系のカーボン繊維及びフェノール樹脂を含有する被膜を形成したことを特徴とする現像装置」が記載されている。さらに、特許文献３には、電子写真機器用部材に用いられる電子写真機器用導電性組成物の製法として、「下記の（Ａ）中で下記の（Ｂ）を予備分散した後、下記の（Ａ）と（Ｂ）とを混練する工程を備えることを特徴とする電子写真機器用導電性組成物の製法。（Ａ）液状ポリマー。（Ｂ）電子導電性繊維状充填剤」が記載されている。
【０００５】
しかし、一般に、導電性材料は、樹脂又はゴム等に分散しにくく、また、凝集しやすいから、導電性ローラの弾性層又は被膜等を、単に導電性材料を含有する組成物で形成しても、得られる弾性層又は被膜等の電気特性は弾性層又は被膜等の全体にわたって均一に調整することができず、この導電性ローラを画像形成装置に装着しても、所望のように高品質の画像を形成することができないことがある。また、近年の画像形成装置は画像の高精細化及び印刷速度の高速化が図られ、高品質の画像を形成するには、導電性ローラの電気特性は、従来に比してより一層高い均一性を有することが要求されている。
【０００６】
さらに、画像形成装置の長いライフサイクルを実現するため、画像形成装置を構成する各種部材に関する種々の検討がなされており、画像形成装置に装着される各種ローラも例外ではない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１０１９５８号公報
【特許文献２】特許第２９０９６８４号明細書
【特許文献３】特開２００５−６２４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、高品質の画像を長期間にわたって形成することに貢献する導電性ローラを提供すること、及び、この導電性ローラを利用して高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体と、前記軸体の外周面に形成された弾性層と、前記弾性層の外周面に形成されたコート層とを備え、前記コート層は、繊維状炭素材料、及び、前記繊維状炭素材料に対する質量比が５〜２００の粉末状炭素材料を含有することを特徴とする導電性ローラであり、
請求項２は、前記繊維状炭素材料は、その繊維径が５〜２００ｎｍであり、その繊維長さが１〜５００μｍである請求項１に記載の導電性ローラであり、
請求項３は、前記粉末状炭素材料は、その粒子径が２０〜９０ｎｍである請求項１又は２に記載の導電性ローラであり、
請求項４は、前記繊維状炭素材料は、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー及び気相成長炭素繊維からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性ローラであり、
請求項５は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ローラを、現像ローラ又は／及び帯電ローラとして、備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る導電性ローラのコート層は、繊維状炭素材料と粉末状炭素材料とを所定の質量比で含有しているから、繊維状炭素材料及び粉末状炭素材料がほとんど凝集することなく、分散している。その結果、この発明に係る導電性ローラは、その軸線方向及び円周方向にわたる均一な電気特性と高い耐久性とを発揮することができる。したがって、この発明によれば、高品質の画像を形成することに貢献する導電性ローラを提供することができる。
【００１１】
また、この発明に係る導電性ローラは軸線方向及び円周方向にわたる均一な電気特性と高い耐久性とを発揮することができるから、この導電性組ローラを、画像形成装置における現像ローラ及び帯電ローラの少なくとも一方、例えば、帯電ローラとして用いる場合には、像担持体を長期間にわたって所望のように一様に帯電させることができ、また、現像ローラとして用いる場合には、帯電した現像剤を長期間にわたって所望のように均一に像担持体に供給することができ、その結果、高品質の画像を長期間にわたって形成することに大きく貢献する。したがって、この発明によれば、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示されるように、この発明に係る一実施例である導電性ローラは、軸体２と、弾性層３と、コート層４とを備え、例えば、図４に示される画像形成装置等に配設される。
【００１３】
この導電性ローラ１は、その全体の電気抵抗率（以下、全体電気抵抗率と称することがある。）が１０２〜１０１０Ωであるのが好ましい。導電性ローラ１が前記範囲の全体電気抵抗率を有していると、帯電特性が優れ、例えば、画像形成装置の現像ローラとして導電性ローラ１を使用する場合には、現像剤を所望のように帯電させて担持することができるうえ、担持した現像剤を像担持体に所望のように供給することができ、一方、画像形成装置の帯電ローラとして導電性ローラ１を使用する場合には、像担持体を一様に帯電させることができるから、露光手段により静電潜像を所望のように形成することができる。帯電特性がより一層優れる点で、導電性ローラ１の全体電気抵抗率は、１０３〜１０９Ωであるのがより好ましく、１０４〜１０８Ωであるのが特に好ましい。導電性ローラ１の全体電気抵抗率は、後述するコート層４に含有される繊維状炭素材料若しくは粉末状炭素材料の含有量、及び／又は、弾性層３の体積抵抗率等を調整することによって、前記範囲内に調整することができる。
【００１４】
図２に示されるように、導電性ローラ１の全体電気抵抗率は、抵抗測定器１００、例えば、製品名「Ｒ８３４０Ａ」（アドバンテスト株式会社製）を用いて、導電性ローラ１を電極板１０１に載置し、軸体２の両端部近傍（端部からの距離が等しくなる位置）それぞれに５００ｇの分銅１０２を垂下状態に固定し、電極板１０１を抵抗測定器１００に接続すると共に抵抗測定器１００の電極を軸体２に接続して、電極板１０１と電極とに５００Ｖの電圧を１秒印加して、測定される。
【００１５】
また、導電性ローラ１は、その外周面における複数の部分電気抵抗率において、部分電気抵抗率の最小値に対する部分電気抵抗率の最大値の割合（以下、部分電気抵抗率の比と称することがある。）が１００以下であるのが好ましい。導電性ローラ１が前記部分電気抵抗率の比を有していると、導電性ローラ１、すなわち、その表面に位置するコート層４の軸線方向及び円周方向にわたって電気特性が均一になるから、導電性ローラ１によって、現像剤を所望のように担持し、被当接体を一様に帯電させ、現像剤を所望のように定着させ、また、記録体等を所望のように搬送等することができ、画像形成装置に配設されたときに高品質の画像を形成することができる。より一層高品質の画像を形成することができる点で、部分電気抵抗率の比は、８０以下であるのがより好ましく、７０以下であるのが特に好ましい。部分電気抵抗率の比の下限は１であるのがよいが、現実的には１０程度であってもよい。導電性ローラ１の部分電気抵抗率の比は、例えば、前記導電性ローラ１の全体電気抵抗率と同様にして、調整することができる。
【００１６】
図３に示されるように、導電性ローラ１の部分電気抵抗率は、抵抗測定器１００、例えば、製品名「Ｒ８３４０Ａ」（アドバンテスト株式会社製）を用いて、導電性ローラ１を、軸体２の軸線方向からローラ固定治具１０３で挟持して固定し、４ｍｍの軸線長さを有する円柱形状を成した第１の電極１０４（金属製）における側面を、コート層４に対して１０ｇ／ｃｍ２の加重で押圧すると共に、第２の電極１０５（金属製）を軸体２の外周面に接続して、第１の電極と第２の電極とに５００Ｖの電圧を１秒印加して、測定される。この際、前記コート層４の軸線方向における複数位置、例えば、６箇所を選択し、かつ、その各位置におけるコート層４の周方向における複数箇所、例えば、４箇所を選択して、合計２４箇所の電気抵抗率を測定するのがよい。そして、部分電気抵抗率の比は、このようにして測定された部分電気抵抗率のうち測定値の最大値を最小値で除して、算出することができる。
【００１７】
なお、導電性ローラ１における部分電気抵抗率の最大値及び最小値は、前記部分電気抵抗率の比を満足すればよいが、例えば、導電性ローラ１における部分電気抵抗率の最大値は、その値によっては、耐圧性能の向上を期待することができるものの、現像剤が帯電しすぎることによって画像品質が低下する場合がある点で、１×１０５〜１×１０８Ωであるのが好ましく、１×１０６〜５×１０７Ωであるのが特に好ましく、導電性ローラ１における部分電気抵抗率の最小値は、現像剤の帯電量が不足することによって画像濃度が低下する場合がある点で、１×１０３〜１×１０６Ωであるのが好ましく、１×１０４〜５×１０６Ωであるのが特に好ましい。
【００１８】
導電性ローラ１は、１〜１５μｍの表面粗さＲｚを有しているのが好ましい。導電性ローラ１が１〜１５μｍの表面粗さＲｚを有していると、例えば、導電性ローラ１を現像ローラとして使用する場合には、現像剤を所望のように担持して、像担持体に所望のように供給することができ、一方、導電性ローラ１を帯電ローラとして使用する場合には、像担持体を所望のように帯電させ、さらに現像剤及び／又は現像剤に添加される外添剤の付着量を低減させることができる。この効果がより優れる点で、表面粗さＲｚは、２〜１４μｍであるのがより好ましく、２〜１３μｍであるのが特に好ましい。導電性ローラ１の表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１―１９８４（十点平均粗さ）に準じ、先端半径２μｍの測定プローブを備えた表面粗さ計（商品名「５９０Ａ」、株式会社東京精密製）に、導電性ローラ１をセットし、測定長２．４ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、カットオフ種別ガウシアンにより、少なくとも３点における表面粗さ測定し、これらの平均値を表面粗さＲｚとする。
【００１９】
また、導電性ローラ１は、耐久試験後の表面粗さＲｚ’が、前記表面粗さＲｚの８５％以上であるのが好ましい。導電性ローラ１における耐久試験後の表面粗さＲｚ’が前記範囲にあると、導電性ローラ１の表面層、例えば、コート層４の摩耗耐久性が優れ、その結果、導電性ローラ１の耐久性にも優れ、長期間にわたって高品質の画像を形成することに十分に貢献することができる。より一層の長期間にわたって高品質の画像を形成することに十分に貢献することができる点で、導電性ローラ１における耐久試験後の表面粗さＲｚ’は、前記表面粗さＲｚの８８％以上であるのがより好ましく、前記表面粗さＲｚの９２〜９９％であるのが特に好ましい。
【００２０】
ここで、本願発明における耐久試験は、画像形成装置に導電性ローラ１を帯電ローラ又は現像ローラとして装着した状態で、例えば、温度２０±５℃、相対湿度５０±５％の環境下で、５％デューティー画像を５，０００枚印字する試験である。すなわち、耐久試験後の表面粗さＲｚ’は、印刷前の導電性ローラ１における表面粗さＲｚを前記測定方法に準拠して測定し、次いで、導電性ローラ１を帯電ローラ又は現像ローラとして画像形成装置に装着して特定の条件下で５％デューティー画像を５，０００枚印字した後、導電性ローラ１を画像形成装置から取り出して、アルコールを染み込ませたコットン等でコート層４の表面に付着した現像剤等を軽く拭き取り、前記測定方法に準拠して耐久試験後の導電性ローラ１における表面粗さＲｚ’を測定し、測定された表面粗さＲｚ’を前記表面粗さＲｚで除して、求めることができる。なお、５％デューティー画像は、Ａ４用紙に対して印字面積が５％となるようなベタ横帯パターンの画像である。
【００２１】
前記軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体とされる。また、軸体２は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体であってもよい。図４に示される画像形成装置等に配設された場合に、軸体２は、その一端を接地し、又は、バイアス電圧を印加することにより、例えば、像担持体の電圧、現像剤への電荷の注入、像担持体からの現像剤の搬送による潜像の現像等の機能を発揮する。
【００２２】
前記弾性層３は、前記軸体２の外周面に後述するゴム組成物を硬化して成る。この弾性層３は、２０〜７０のＪＩＳ  Ａ硬度を有しているのが好ましい。弾性層３が２０〜７０のＪＩＳ  Ａ硬度を有していると、導電性ローラ１と被当接体との接触面積を大きくすることができ、また、弾性層３の反発弾性及び圧縮永久ひずみが優れる。導電性ローラ１と被当接体との接触面積が向上し、弾性層３の反発弾性及び圧縮永久ひずみを所望のように向上させることができる点で、ＪＩＳ  Ａ硬度は、３０〜６０であるのがより好ましく、３５〜５０であるのが特に好ましい。ＪＩＳ  Ａ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６３０１に準拠して測定することができる。
【００２３】
この弾性層３は、１０１〜１０７Ω・ｃｍの体積抵抗率（温度２０℃、相対湿度５０％）を有しているのが好ましい。弾性層３が１０１〜１０７Ω・ｃｍの体積抵抗率を有していると、たとえ、弾性層３又はコート層４の外周面に非導電性の層が形成されたとしても、導電性ローラ１の帯電特性が優れ、例えば、導電性ローラ１を帯電ローラとして用いる場合には、像担持体を所望のように一様に帯電させることができ、また、現像ローラとして用いる場合には、現像剤を所望のように帯電させることができるから、現像剤を所望のように担持することができ、担持した現像剤を像担持体に所望のように供給することができる。導電性ローラ１の帯電特性がより一層優れる点で、弾性層３の体積抵抗率は、１０２〜１０６Ω・ｃｍであるのがより好ましく、１０３〜１０５Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。弾性層３の体積抵抗率は、弾性層３に含まれる導電性付与剤の含有量等を調整することによって、前記範囲内に調整することができる。弾性層３の体積抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に規定された方法に準じて、印加電圧を１００Ｖに設定して測定することができる。
【００２４】
弾性層３は、被当接体と均一な当接状態を確保することができ、又は、被当接体と弾性層３との均一な当接幅（ニップ幅とも称する。）を確保することができる点で、その厚さは、１ｍｍ以上であるのが好ましく、５ｍｍ以上であるのがより好ましい。一方、弾性層３の厚さの上限は、弾性層３の外径精度を損なわない限り特に制限されないが、一般に、弾性層３の厚さを厚くしすぎると、弾性層３の作製コストが上昇するから、実用的な作製コストを考慮すると、弾性層３の厚さは、３０ｍｍ以下であるのが好ましく、２０ｍｍ以下であるのがより好ましい。なお、弾性層３の厚さは、所望の当接状態又は所望のニップ幅を達成するために、弾性層３の硬度、例えば、ＪＩＳ  Ａ硬度等に応じて、適宜選択される。
【００２５】
弾性層３を形成するゴム組成物は、ゴムと、所望により導電性付与剤と、所望により各種添加剤とを含有する。以下、ゴム組成物について説明する。
【００２６】
前記ゴムは、特に限定されず、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴムが、耐熱性及び帯電特性等に優れる点で、好ましい。これらのゴムは、液状タイプであっても、ミラブルタイプであってもよく、弾性層３の成形方法、弾性層３に要求される特性等に応じて、適宜選択することができる。
【００２７】
所望によりゴム組成物に含有される前記導電性付与剤は、導電性を有していれば特に限定されず、例えば、導電性粉末、イオン導電性物質等が挙げられる。導電性粉末としては、より具体的には、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンの他に、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン類、また、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、さらには、金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられ、イオン導電性物質としては、より具体的には、例えば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質等が挙げられる。導電性付与剤は、所望により、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて、弾性層３としたときに所望の体積抵抗率となるように、適宜の含有量で添加される。ゴム組成物に導電性付与剤を含有させる場合には、例えば、ゴム組成物における導電性付与剤の含有量は、前記ゴム１００質量部に対して、２〜８０質量部とすることができる。
【００２８】
前記ゴム組成物は、前記ゴム、所望により含有される導電性付与剤に加えて、通常、各種組成物に含有される各種添加剤を含有してもよく、各種添加剤としては、例えば、鎖延長剤及び架橋剤等の助剤、触媒、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００２９】
ゴム組成物は、二本ローラ、三本ローラ、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、前記ゴム、所望により添加される導電性付与剤及び各種添加剤が均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分〜１時間、常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００３０】
ゴム組成物は、成形金型に容易にかつ均質に注入することができる点で、例えば、２５℃において、５〜５００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのがよく、５〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのが特によい。ゴム組成物の粘度は、通常、それらに含まれる各成分の種類及び／又は配合量によって、調整することができる。また、必要により、溶剤等により、粘度を調整することもできる。
【００３１】
好ましく使用されるゴム組成物として、例えば、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物及び付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。
【００３２】
前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物は、（Ａ）下記平均組成式（１）で示されるオルガノポリシロキサン、（Ｂ）充填材、及び、（Ｃ）上記（Ｂ）成分に属するもの以外の導電性材料を含有する。
【００３３】
ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２      （１）
ここで、Ｒは、同一又は異なっていてもよい、置換又は非置換の一価炭化水素基、好ましくは炭素原子数１〜１２、より好ましくは炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、ｎは１．９５〜２．０５の正数である。
【００３４】
前記Ｒは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基及びドデシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基及びヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基及びトリル基等のアリール基、β−フェニルプロピル基等のアラルキル基、並びに、これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子又はシアノ基等で置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基及びシアノエチル基等が挙げられる。
【００３５】
前記（Ａ）オルガノポリシロキサンは、分子鎖末端がトリメチルシリル基、ジメチルビニル基、ジメチルヒドロキシシリル基、トリビニルシリル基等で封鎖されていることが好ましい。このオルガノポリシロキサンは分子中に少なくとも２個の前記アルケニル基を有することが好ましく、具体的には、Ｒのうち０．００１〜５モル％、特に０．０１〜０．５モル％のアルケニル基を有することが好ましく、特にビニル基を有することが好ましい。特に、後述する硬化剤として白金系触媒とオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを組み合わせて使用する場合には、このようなアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンが通常使用される。
【００３６】
また、このオルガノポリシロキサンは、通常選択されたオルガノハロシランの１種若しくは２種以上を共加水分解縮合することによって、又は、シロキサンの３量体若しくは４量体等の環状ポリシロキサンをアルカリ性又は酸性の触媒を用いて開環重合することによって得ることができる。このオルガノポリシロキサンは基本的には直鎖状のジオルガノポリシロキサンであるが、一部分岐していてもよい。また、分子構造の異なる２種又はそれ以上の混合物であってもよい。このオルガノポリシロキサンは、通常、２５℃におけるその粘度が１００ｃＳｔ以上であり、好ましくは１００，０００〜１０，０００，０００ｃＳｔである。また、このオルガノポリシロキサンは、通常、その重合度は１００以上であり、好ましくは３，０００以上であり、その上限は、好ましくは１００，０００であり、さらに１０，０００が好ましい。
【００３７】
前記（Ｂ）充填材は、特に限定されないが、シリカ系充填材を用いることができる。シリカ系充填材としては、例えば、煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）３で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるＲ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。なお、シランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、市販品を用いてもよく、例えば、Ｊ．Ｍ．ＨＵＢＥＲ株式会社製の商品名「Ｚｅｏｔｈｉｘ  ９５」等が入手可能である。シリカ系充填材の配合量は、前記（Ａ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して、１１〜３９質量部であるのが好ましく、１５〜３５質量部であるのが特に好ましい。また、シリカ系充填材の平均粒子径としては、１〜８０μｍであるのが好ましく、２〜４０μｍであるのが特に好ましい。シリカ系充填材の平均粒子径は、例えば、レーザー光回折法等による粒度分布測定装置を用いて、重量平均値（又はメジアン径）等として測定することができる。
【００３８】
前記（Ｃ）導電性材料は、前記充填材（Ｂ）に属さない導電性材料であり、物理的化学的に同一材料からなるものであっても、充填材（Ｂ）として規定されシリカ系充填材と形態及び状態等が異なる導電性材料は、（Ｃ）導電性材料に属する。このような導電性材料は、導電性付与成分であり、例えば、前記導電性付与剤が挙げられ、これらの中でも、カーボンブラックが好ましい。導電性材料は単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【００３９】
付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲内で、また、必要に応じて種々の化合物を含有させることができる。例えば、種々の化合物又は添加剤として、硬化剤及びシリカ微粉末等が挙げられる。
【００４０】
前記硬化剤としては、公知の白金系触媒とオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを組み合わせた硬化剤、及び、有機過酸化物が挙げられる。前記白金系触媒としては、公知の触媒を使用することができ、具体的には、白金元素単体、白金化合物、白金複合体、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール化合物、アルデヒド化合物、エーテル化合物、各種オレフィン類とのコンプレックス等が挙げられる。白金系触媒の含有量は、有効量、いわゆる触媒量であればよく、例えば、（Ａ）オルガノポリシロキサンに対して、白金族金属換算で１〜２，０００ｐｐｍとするのが好ましい。
【００４１】
前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、その重合度は３００以下が好ましく、ジメチルハイドロジエンシリル基で末端が封鎖されたジオルガノポリシロキサン、末端がトリメチルシロキシ基でジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジエンシロキサン単位からなる共重合体、ジメチルハイドロジエンシロキサン単位（Ｈ（ＣＨ３）２ＳｉＯ１／２とＳｉＯ２単位とからなる低粘度流体、1,3,5,7−テトラハイドロジエン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリハイドロジエン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジハイドロジエン−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン等が例示される。オルガノハイドロジエンポリシロキサンの含有量は、（Ａ）オルガノポリシロキサンのアルケニル基に対して、ケイ素原子に直結した水素原子が５０〜５００モル％となる割合で用いられるのが好ましい。
【００４２】
前記有機過酸化物としては、例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等のアルキル過酸化物、ジクミルパーオキサイド等のアラルキル過酸化物等の有機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物の含有量は有効量であればよく、例えば、（Ａ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であるのが好ましい。
【００４３】
前記シリカ微粉末は、機械的強度の優れた弾性層３を得るために好適であり、この目的のためにはＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ以上、好ましくは５０〜４００ｍ２／ｇのシリカ微粉末を用いるのが好ましい。このようなシリカ微粉末としては、煙霧質シリカ（乾式シリカ）、沈降性シリカ（湿式シリカ）等が挙げられ、煙霧質シリカが好ましい。付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物にシリカ微粉末を添加する場合には、シリカ微粉末の含有量は、（Ａ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して、５〜１００質量部であるのが好ましく、５〜９０質量部であるのがより好ましく、１０〜５０質量部であるのが特に好ましい。含有量が５質量部未満では所望の補強効果が得られないことがあり、１００質量部を超えると加工性が悪くなることがある。また、シリカ微粉末の平均粒子径としては、１〜８０ｎｍであるのが好ましく、５〜５０ｎｍであるのが特に好ましい。シリカ微粉末の平均粒子径は、例えば、レーザー光回折法等による粒度分布測定装置を用いて、重量平均値（又はメジアン径）等として測定することができる。
【００４４】
付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物は、また、他の添加剤を含有してもよい。他の添加剤として、例えば、着色剤、オクチル酸鉄、酸化鉄、酸化セリウム等の耐熱向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、アルコキシシラン、重合度がオルガノポリシロキサン（Ａ）よりも低いジメチルシロキサンオイル、シラノール、例えば、ジフェニルシランジオール、α，ω−ジメチルシロキサンジオール等の両末端シラノール基封鎖低分子シロキサンやシラン等の分散剤、接着性や成形加工性を向上させるための各種カーボンファンクショナルシラン、架橋反応等を阻害しない硬化又は未硬化の各種オレフィン系エラストマー等が挙げられる。
【００４５】
前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、（Ｄ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｅ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｆ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３である無機質充填材と、（Ｇ）導電性付与剤と、（Ｈ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。
【００４６】
前記（Ｄ）オルガノポリシロキサンとしては、下記平均組成式（２）で示される化合物が好適である。
【００４７】
Ｒ１ａＳｉＯ（４−ａ）／２    （２）
ここで、前記平均組成式（２）におけるＲ１は互いに同一又は異種の炭素原子数１〜１０、好ましくは炭素原子数１〜８の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、ａは１．５〜２．８、好ましくは１．８〜２．５、より好ましくは１．９５〜２．０２の範囲の正数である。
【００４８】
前記Ｒ１は、前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物に含有されるオルガノポリシロキサン（Ａ）のＲで例示した、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基及びこれらの水素原子の一部又は全部をハロゲン原子又はシアノ基等で置換した炭化水素基等が挙げられる。Ｒ１の少なくとも２個はアルケニル基、特にビニル基であり、９０％以上がメチル基であるのが好ましい。具体的には、アルケニル基の含有量は、オルガノポリシロキサン中１．０×１０−６〜５．０×１０−３ｍｏｌ／ｇ、特に５．０×１０−６〜１．０×１０−３ｍｏｌ／ｇであることが好ましい。
【００４９】
オルガノポリシロキサンの重合度については、室温（２５℃）で液状（例えば、２５℃での粘度が１００〜１，０００，０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２００〜１００，０００ｍＰａ・ｓ程度）であればよく、平均重合度が１００〜８００であるのが好ましく、１５０〜６００であるのが特に好ましい。
【００５０】
前記（Ｅ）オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下記平均組成式（３）で示され、一分子中に少なくとも２個、好ましくは３個以上（通常、３〜２００個）、より好ましくは３〜１００個の、ケイ素原子に結合した水素原子を有するものが好適に用いられる。
【００５１】
Ｒ２ｂＨｃＳｉＯ（４−ｂ−ｃ）／２    （３）
ここで、前記平均組成式（３）におけるＲ２は互いに同一又は異種の炭素原子数１〜１０の置換又は非置換の一価炭化水素基である。また、ｂは０．７〜２．１、ｃは０．００１〜１．０で、かつｂ＋ｃは０．８〜３．０を満足する正数である。
【００５２】
前記ケイ素原子に結合した水素原子（Ｓｉ−Ｈ）の含有量は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン中０．００１〜０．０１７ｍｏｌ／ｇ、特に０．００２〜０．０１５ｍｏｌ／ｇとすることが好ましい。
【００５３】
このオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｅ）としては、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、（ＣＨ３）２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位とから成る共重合体、及び、（ＣＨ３）２ＨＳｉＯ１／２単位とＳｉＯ４／２単位と（Ｃ６Ｈ５）ＳｉＯ３／２単位とから成る共重合体等が挙げられる。
【００５４】
オルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｅ）の配合量は、（Ｄ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して０．１〜３０質量部であるのが好ましく、０．３〜２０質量部であるのが特に好ましい。また、（Ｄ）オルガノポリシロキサンのアルケニル基に対するケイ素原子に結合した水素原子のモル比は、０．３〜５．０であるのが好ましく、０．５〜２．５であるのが特に好ましい。
【００５５】
前記（Ｆ）無機質充填材は、低圧縮永久ひずみで体積抵抗率が経時で安定し、かつ十分なローラ耐久性を得るのに重要な成分である。無機質充填材は、平均粒径が１〜３０μｍ、好ましくは２〜２０μｍ、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．１５〜０．４５ｇ／ｃｍ３である。平均粒径が１μｍより小さいと経時で電気抵抗率が変化することがあり、３０μｍより大きいと弾性層３の耐久性が低下することがある。また、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ３より小さいと圧縮永久ひずみが悪化すると共に経時での電気抵抗率が変化することがあり、０．５μｍより大きいと弾性層３の強度が不十分で耐久性が低下することがある。なお、平均粒径は、例えば、レーザー光回折法等による粒度分布測定装置を用いて、重量平均値（又はメジアン径）等として求めることができ、嵩密度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２２３の見かけ比重の測定方法に基づいて求めることができる。
【００５６】
このような無機質充填材としては、珪藻土、パーライト、マイカ、炭酸カルシウム、ガラスフレーク、及び、中空フィラー等が挙げられるが、中でも珪藻土、パーライト及び発泡パーライトの粉砕物が好ましい。
【００５７】
無機質充填材の配合量は、（Ｄ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して５〜１００質量部であるのが好ましく、１０〜８０質量部であるのが特に好ましい。
【００５８】
前記（Ｇ）導電性付与剤は、前記導電性付与剤と同様であり、その配合量は、（Ｄ）オルガノポリシロキサン１００質量部に対して、２〜８０質量部とすることができる。
【００５９】
前記（Ｈ）付加反応触媒としては、白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等が挙げられる。なお、この付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができ、例えば、白金族金属量として、（Ｄ）オルガノポリシロキサン及び（Ｅ）オルガノハイドロジェンポリシロキサンの合計質量に対して、０．５〜１，０００ｐｐｍであるのが好ましく、１〜５００ｐｐｍ程度であるのが特に好ましい。
【００６０】
この付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、前記成分に加えて、低分子シロキサンエステル、シラノール、例えば、ジフェニルシランジオール等の分散剤、酸化鉄、酸化セリウム、オクチル酸鉄等の耐熱性向上剤、接着性や成形加工性を向上させる各種カーボンファンクショナルシラン、難燃性を付与させるハロゲン化合物等を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。
【００６１】
付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、２５℃において、５〜５００Ｐａ・ｓの粘度を有するのが好ましく、特に１０〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有するのが好ましい。
【００６２】
前記コート層４は、後述する組成物を用いて弾性層３の外周面に形成されて成り、繊維状炭素材料、及び、前記繊維状炭素材料に対する質量比が５〜２００の粉末状炭素材料を含有する。
【００６３】
前記繊維状炭素材料は、繊維状の炭素材料であればよく、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、気相成長炭素繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維等が挙げられる。
【００６４】
前記カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、炭素六員環網目のグラフェンシートが円筒状に丸まった炭素中空管であり、例えば、その直径が数ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。カーボンナノチューブは、前記グラフェンシート１枚が丸まってできた単層ナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）と、多数のグラフェンシートが同軸円筒（同心円）状に積み重なった多層ナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）との２種類があり、また、グラフェン構造に応じて、アームチェア型、ジグザグ型及びキラル型（らせん型）に分類することができるが、この発明においてはいずれも使用することができる。カーボンナノチューブは、通常、アーク放電法、レーザーアブレーション法、プラズマ合成法、炭化物分解法、炭化水素ガス触媒分解法等によって製造される。この発明において、カーボンナノチューブには、カーボンナノコイル及びカーボンナノホーンが含まれる。
【００６５】
カーボンナノチューブは適宜製造してもよく、また、市販品を使用してもよい。市販のカーボンナノチューブとしては、例えば、商品名「ＣａｒｂｏＬｅｘ  ＡＰ−ＧＲＡＤＥ」（直径２０ｎｍ、長さ３μｍ、カルボレックス社製）及び商品名「ＭＲＳＷ」（直径１．２ｎｍ、長さ１０μｍ、マテリアルズ  アンド  エレクトロケミカル  リサーチ  コーポレーション社製）の単層ナノチューブ、並びに、商品名「ＣＮＦ−Ｐ」（直径２０〜１００ｎｍ、長さ０．１〜１μｍ、株式会社ジェムコ製）、商品名「ＭＲＣＭＷ」（直径１０ｎｍ、長さ３０μｍ、マテリアルズ  アンド  エレクトロケミカル  リサーチ  コーポレーション社製）、商品名「ＭＲＤＷ」（直径３〜５ｎｍ、長さ５〜１５μｍ、マテリアルズ  アンド  エレクトロケミカル  リサーチ  コーポレーション社製）、商品名「ＭＲＣＭＦＩＬＭ」（直径１０ｎｍ、長さ３０μｍ、マテリアルズ  アンド  エレクトロケミカル  リサーチ  コーポレーション社製）及び商品名「Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｆｉｂｒｉｌｓ・Ｇｒａｄｅｓ  ＢＮ」（直径１０ｎｍ、長さ１〜１０μｍ、ハイピリオン・カタリシス・インターナショナル社製）等の多層ナノチューブ等が挙げられる。
【００６６】
前記カーボンナノファイバーは、特に制限なく使用することができる。カーボンナノファイバーは、例えば、溶融紡糸法、気相法等によって繊維状に製造される。カーボンナノファイバー適宜製造してもよく、また、市販品を使用してもよい。市販のカーボンナノファイバーとしては、例えば、商品名「カーボンナノファイバー」（直径２００〜５００ｎｍ、アスペクト比１０万以上、アモルファス状、群栄化学工業株式会社製）、及び、商品名「カルベール」（直径５０〜２００ｎｍ、長さ数〜１０μｍ、株式会社ＧＳIクレオス社製）等が挙げられる。
【００６７】
前記気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）は、炭素六員環網目のグラフェンシートが円筒状に丸まった炭素中空管であり、その直径が５μｍ程度以上である点で、前記カーボンナノチューブと形式的に区別されている。気相成長炭素繊維は、通常、炭化水素ガスを鉄等の金属微粒子を触媒として熱分解して製造される。気相成長炭素繊維としては、前記カーボンナノチューブと同様の構造を有するものの他に、例えば、カーボンマイクロコイル等が挙げられる。気相成長炭素繊維は、適宜製造してもよく、また、市販品を使用してもよい。市販の気相成長炭素繊維としては、例えば、商品名「ＶＧＣＦ」（繊維径１５０ｎｍ、繊維長８μｍ、昭和電工株式会社製）、商品名「ＶＧＣＦ−Ｈ」（繊維径１５０ｎｍ、繊維長６μｍ、昭和電工株式会社製）及び商品名「ＶＧＣＦ−Ｓ」（繊維径１００ｎｍ、繊維長１０μｍ、昭和電工株式会社製）等が挙げられる。
【００６８】
前記ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維は、直径５μｍ程度以上の炭素繊維であり、例えば、ポリアクリロニトリル及び等方性ピッチを原料として紡糸、不融化処理した後、炭素化して、製造される。ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維は、適宜製造してもよく、また、市販品を使用してもよい。市販のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維としては、例えば、商品名「クレカＭ-１０１Ｓ」（直径１４．５μｍ、長さ０．１３ｍｍ、呉羽化学株式会社製）、商品名「ダイアリードＫ２２３ＱＭ」（直径１１μｍ、５０μｍ、三菱化学株式会社製）、及び、商品名「ドナカーボＳ−２４１」（直径１３μｍ、長さ０．１３ｍｍ、株式会社ドナック社製）等が挙げられる。
【００６９】
前記繊維状炭素材料は、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、気相成長炭素繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維のうち１種単独で、又は、これらのうちの２種以上を任意に組み合わせて用いることができる。この発明においては、繊維状炭素材料は、前記カーボンナノチューブ、前記カーボンナノファイバー及び前記気相成長炭素繊維からなる群より選択される少なくとも１種であるのが、分散性が良好で、製造工程を簡略化することができる点で、好ましく、前記カーボンナノチューブ及び前記カーボンナノファイバーからなる群より選択される少なくとも１種であるのが特に好ましい。
【００７０】
前記繊維状炭素材料は、後述する粉末状炭素材料と共にコート層４により一層均一に分散することができる点で、その繊維径が５〜２００ｎｍであるのが好ましく、より一層均一に分散することに加えて、コート層４の膜強度、すなわち、耐久性が向上する点で、その繊維径が８〜１５０ｎｍであるのがより好ましく、１０〜１００ｎｍであるのが特に好ましい。なお、繊維状炭素材料の繊維径は、透過型電子顕微鏡によって複数の繊維状炭素材料を観察して測定された複数の繊維径の算術平均値とする。
【００７１】
また、繊維状炭素材料は、後述する粉末状炭素材料と共にコート層４により一層均一に分散することができる点で、その繊維長さが１〜５００μｍであるのが好ましく、より一層均一に分散することに加えて、コート層４の膜強度、すなわち、耐久性が向上する点で、２〜１５０μｍであるのがより好ましく、３〜１００μｍであるのが特に好ましい。すなわち、繊維長さが１μｍ未満であると、コート層４の膜強度が低下し、コート層４が摩耗又は損傷しやすく、耐久性に劣ることがあり、一方、繊維長さが５００μｍを超えると、コート層４の膜強度が強く、コート層４により現像剤が破壊されやすく、また、現像剤がコート層４に固着しやすくなることがある。なお、繊維状炭素材料の長さは、透過型電子顕微鏡によって複数の繊維状炭素材料を観察して測定された複数の長さの算術平均値とする。
【００７２】
前記粉末状炭素材料は、少なくとも９０％以上の無定形炭素質からなる微細粒子であればよく、例えば、カーボンブラック、グラファイト、及び、活性炭等が挙げられる。前記カーボンブラックとしては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック等が挙げられる。カーボンブラックは、例えば、コンタクト法、熱分解法（サーマル法）又は不完全燃焼法（ファーネス法）等によって製造される。カーボンブラックは、市販品を使用してもよく、例えば、商品名「トーカブラック  ♯４４００」（粒子径３８ｎｍ、東海カーボン株式会社製）、商品名「シーストＦＭ  ＦＥＦ−ＨＳ」（粒子径５０ｎｍ、東海カーボン株式会社製）、商品名「トーカブラック  ♯８３００Ｆ」（粒子径１６ｎｍ、東海カーボン株式会社製）、及び、商品名「シーストＳＰＳＲＦ−ＬＳ」（粒子径９５ｎｍ、東海カーボン株式会社製）等が挙げられる。前記グラファイト及び前記活性炭は、特に制限されずに使用されることができ、定法に従って、製造される。粉末状炭素材料は、一種単独で、又は、これらのうちの二種以上を任意に組み合わせて用いることができる。
【００７３】
粉末状炭素材料は、粉末状でも粒子状でもよいが、凝集しにくく、分散性により一層優れると共に、所望の導電性を確保することができる点で、その粒子径が２０〜９０ｎｍであるのが好ましく、２５〜８０ｎｍであるのがより好ましく、３０〜７０ｎｍであるのが特に好ましい。粉末状炭素材料の粒子径は、透過型電子顕微鏡によって複数の粉末状炭素材料を観察して測定された複数の粒子径の算術平均値とする。
【００７４】
コート層４における、繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との質量比は、繊維状炭素材料の質量に対する繊維状炭素材料の質量の比が５〜２００である。繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との質量比が前記範囲にある場合には、繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との相互作用等によって、軸線長さが長い繊維状炭素材料をコート層４に含有させても、繊維状炭素材料同士が互いに絡み合うこともなく、その形態を維持したまま、コート層４に存在し、その結果、コート層４における導電性の均一化と補強効果とを発揮させ、かつ、前記割合の粉末状炭素材料がコート層４に含有していると、繊維状炭素材料間に介在し、その結果、繊維状炭素材料同士の経時による絡み合いを防止すると共に、コート層４における補強効果を発揮させることができる。したがって、コート層４に共存する繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との質量比が前記範囲にある場合には、導電性ローラ１がその軸線方向及び円周方向にわたる均一な電気特性と高い耐久性とを発揮することができる。均一な電気特性と高い耐久性とをより効果的に発揮することができる点で、コート層４に共存する繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との質量比は、８〜１２０であるのがより好ましく、１０〜１００であるのが特に好ましい。
【００７５】
繊維状炭素材料は、繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との前記質量比を満足する割合でコート層４に含有されていればよいが、コート層４の樹脂及び／又はゴム１００質量部に対して０．０１〜１０質量部の割合で含有されているのが、粉末状炭素材料と共にコート層４により一層均一に分散することができる点で、好ましい。コート層４により一層均一に分散することができると共に、コート層４の耐久性にも優れる点で、繊維状炭素材料は、コート層４の樹脂及び／又はゴム１００質量部に対して、０．１〜８質量部の割合で含有されているのがより好ましく、０．３〜５質量部の割合で含有されているのが特に好ましい。
【００７６】
前記粉末状炭素材料は、繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との前記質量比を満足する割合でコート層４に含有されていればよいが、コート層４の樹脂及び／又はゴム１００質量部に対して１〜６０質量部の割合で含有されているのが、繊維状炭素材料と共にコート層４により一層均一に分散することができる点で、好ましい。コート層４により一層均一に分散することができると共に、コート層４の耐久性にも優れる点で、粉末状炭素材料は、コート層４の樹脂及び／又はゴム１００質量部に対して、１０〜４０質量部の割合で含有されているのがより好ましく、１５〜３５質量部の割合で含有されているのが特に好ましい。
【００７７】
前記コート層４は、５０〜６０のマイクロゴム硬度を有しているのが好ましい。コート層４が５０〜６０のマイクロゴム硬度を有していると、導電性ローラ１と被当接体との接触面積を大きくすることができ、また、コート層４の反発弾性及び圧縮永久ひずみが優れる。導電性ローラ１と被当接体との接触面積が向上し、コート層４の反発弾性及び圧縮永久ひずみを所望のように向上させることができる点で、マイクロゴム硬度は、５１〜５９であるのがより好ましく、５２〜５８であるのが特に好ましい。コート層４のマイクロゴム硬度は、コート層４を形成する材料と同一の材料を用いてコート層４と同様にして２ｍｍの厚さを有する板状試験片を作成し、マイクロゴム硬度測定器（商品名「ＭＤ−１」、高分子計器株式会社製）を使用して、押し針の負荷時間１秒の条件で、複数回測定された板状試験片の算術平均値とする。
【００７８】
前記コート層４は、１５〜３０Ｎ／ｍｍの引き裂き強度を有しているのが好ましい。コート層４が前記範囲の引き裂き強度を有していると、長期間にわたって使用する場合に、たとえ、導電性ローラ１の表面、すなわち、コート層４に微小な亀裂等が発生したとしても、微小な亀裂がそれ以上に大きくなることを防止することができると共に、さらに、現像剤を劣化させることのない程度の硬さ及び柔軟性を有し、その結果、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。この効果により一層優れる点で、コート層４の引き裂き強度は、１８〜２６Ｎ／ｍｍであるのがより好ましく、１９〜２４Ｎ／ｍｍであるのが特に好ましい。コート層４の引き裂き強度は、コート層４を形成する材料と同一の材料を用いてコート層４と同様にして所定の寸法を有する試験片を作製し、ＪＩＳＫ６２５２に記載の方法に準拠して、測定することができる。
【００７９】
コート層４は、通常、０．１〜５０μｍの層厚を有しているのが好ましく、１０〜２０μｍの層厚を有しているのがより好ましい。
【００８０】
コート層４を形成する組成物は、樹脂及び／又はゴムと、繊維状炭素材料と、粉末状炭素材料とを含有する組成物である。
【００８１】
前記組成物に含有される樹脂及び／又はゴムは、特に限定されず、例えば、シリコーン、シリコーン変性樹脂若しくはシリコーン変性ゴム、ポリウレタン、アクリル樹脂若しくはアクリルゴム、フッ素樹脂若しくはフッ素ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム等が挙げられる。これらの中でも、ポリウレタンであるのが、接着性、圧縮永久歪み及び環境安定性が良好である点で、好ましい。
【００８２】
前記ポリウレタンは、ポリオールとポリイソシアネートとを反応して得られるポリウレタンであってもよく、ポリウレタンを形成することができるポリウレタン調製成分であってもよい。ポリウレタン調製成分は、例えば、ポリオールとポリイソシアネートとの混合物、及び、ポリオールとポリイソシアネートとを反応して得られるプレポリマーからなる群より選択される少なくとも１種の成分が挙げられる。
【００８３】
ポリオールとポリイソシアネートとの混合物における前記ポリオールは、ポリウレタンの調製に通常使用される各種のポリオールであればよいが、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールから選択された少なくとも１種のポリオールであるのが、コート層４の耐摩耗性、電気安定性及び耐水性等に優れる点で、好ましい。前記ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール−エチレングリコール等のポリアルキレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、テトラヒドロフランとアルキレンオキサイドとの共重合ポリオール、及び、これらの各種変性体又はこれらの混合物等が挙げられる。前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、アジピン酸等のジカルボン酸とエチレングリコール等のポリオールとの縮合により得られる縮合系ポエステルポリオール、ラクトン系ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及び、これらの混合物等が挙げられる。前記ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールは、１種単独でも、２種以上を組み合わせて使用してもよく、また、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールとを組み合わせて使用してもよい。前記ポリオールは、熱的安定性に優れる点で、ポリエステルポリオールが好ましい。前記ポリオールは、後述するポリイソシアネート等との相溶性に優れる点で、１０００〜８０００の数平均分子量を有するのが好ましく、１０００〜５０００の数平均分子量を有するのがさらに好ましい。数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による標準ポリスチレンに換算したときの分子量である。
【００８４】
ポリオールとポリイソシアネートとの混合物における前記ポリイソシアネートは、ポリウレタンの調製に通常使用される各種のポリイソシアネートであればよく、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネートは、貯蔵安定性に優れ、反応速度を制御しやすい点で、芳香族ポリイソシアネートであるのが好ましい。芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、キシリレンジイシシアネート（ＸＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）等が挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ノルボルナンジイソシアネートメチル、トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、水添ＭＤＩ、等が挙げられる。
【００８５】
ポリイソシアネートとして、これらのポリイソシアネートの他に、ブロック剤でイソシアネート基がブロックされたブロックポリイソシアネートが好適に使用される。ブロックポリイソシアネートは、常温での安定性が高く、加熱によってブロック剤が遊離してイソシアネート基が再生するため、取り扱いが容易である等の利点を有する。特に、湿度の高い夏場でも安定して反応し、さらには、アミノ基等の反応性の高い活性基を有する試薬とも併用することができるという利点を有する。前記ブロック剤としては、例えば、ε−カプロラクタム類、メチルエチルケトオキシム類、３，５−ジメチルピラゾール類、アルコール類及びフェノール類等が挙げられる。また、ブロック剤として、イソシアネート類も挙げられ、この場合には、ブロックポリイソシアネートは、ポリイソシアネートダイマー（ポリウレトジオン）となる。ブロック剤は、前記のいずれをも用いることができるが、溶剤との相溶性に優れる点で、ε−カプロラクタム類及びメチルエチルケトオキシム類が好適である。
【００８６】
ポリイソシアネートは、５００〜２０００の分子量を有するのが好ましく、７００〜１５００の分子量を有するのがさらに好ましい。
【００８７】
ポリオールとポリイソシアネートとの混合物における混合割合は、特に限定されないが、通常、ポリオールに含まれる水酸基（ＯＨ）と、ポリイソシアネートに含まれるイソシアネート基（ＮＣＯ、ブッロクポリイソシアネートの場合は遊離し得るイソシアネート基）とのモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が０．７〜１．１５であるのが、得られるポリウレタンにおける所望の架橋度等を実現することができる点で、好ましい。このモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）は、ポリウレタンの加水分解を防止することができる点で、０．８５〜１．１０であるのがより好ましい。
【００８８】
ポリオールとポリイソシアネートとの混合物においては、前記組成物は、ポリオール及びポリイソシアネートに加えて、ポリオールとポリイソシアネートとの反応に通常使用される助剤、例えば、鎖延長剤、架橋剤等を含有してもよい。鎖延長剤、架橋剤としては、例えば、グリコール類、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン及びアミン類等が挙げられる。
【００８９】
前記プレポリマー及び前記ポリウレタンは、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを反応して得られるプレポリマー及びポリウレタンであればよく、それらの分子量等も特に限定されない。プレポリマー及びポリウレタンは、所望により前記助剤等の存在下、ワンショット法又はプレポリマー法等によって、ポリオールとポリイソシアネートとを反応して、得られる。
【００９０】
前記ポリウレタン調製成分は、ポリオールとポリイソシアネートとの混合物であるのが好ましく、特に、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールから選択された少なくとも１種のポリオールとポリイソシアネートとの混合物であるのが特に好ましい。すなわち、前記組成物は、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールから選択された少なくとも１種のポリオールと、ポリイソシアネートとの混合物を含有するのが特に好ましい。
【００９１】
前記組成物に含有される繊維状炭素材料は前記したコート層４における前記繊維状炭素材料と同様であり、また、前記組成物に含有される粉末状炭素材料は前記したコート層４における前記粉末状炭素材料と同様である。
【００９２】
前記組成物における、繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との質量比は、前記したコート層４における質量比と同様である。また、前記組成物における繊維状炭素材料の含有量は前記したコート層４における繊維状炭素材料の含有量と同様であり、さらに、前記組成物における粉末状炭素材料の含有量は前記したコート層４における粉末状炭素材料の含有量と同様である。
【００９３】
前記組成物は、樹脂及び／又はゴム、繊維状炭素材料並びに粉末状炭素材料に加えて、通常、組成物に含有される各種添加剤を含有してもよく、各種添加剤としては、例えば、前記鎖延長剤及び前記架橋剤等の助剤、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００９４】
前記組成物は、二本ローラ、三本ローラ、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、樹脂及び／又はゴム、繊維状炭素材料、粉末状炭素材料、並びに、所望により各種添加剤等を均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分〜１時間、常温又は加熱下で混練して、得られる。この組成物は、繊維状炭素材料及び粉末状炭素材料を含有しているから、各成分、特に繊維状炭素材料及び粉末状炭素材料を樹脂及び／又はゴムに容易に均一に混合させることができる。
【００９５】
前記組成物は、弾性層３の外周面に容易に形成することができる点で、例えば、２５℃において、５〜５００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのがよく、５〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのが特によい。組成物の粘度は、通常、それらに含まれる各成分の種類及び／又は配合量によって、調整することができる。また、必要により、溶剤等により、粘度を調整することもできる。
【００９６】
この発明に係る導電性ローラ１は、弾性層３とコート層４との間に、他の層を有してもよい。他の層としては、例えば、弾性層３とコート層４とを接着又は密着させるプライマー層等が挙げられる。プライマー層を形成する材料としては、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。また、これらの樹脂を硬化及び／又は架橋する架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が挙げられる。プライマー層は、例えば、０．１〜１０μｍの厚さに形成される。
【００９７】
この発明に係る導電性ローラ１は、前記軸体２の外周面に弾性層３を形成し、さらに、弾性層３の外周面にコート層４を形成して、製造される。
【００９８】
まず、軸体２が準備される。例えば、軸体２は公知の方法により所望の形状に調製される。この軸体２は、弾性層３が形成される前に、プライマーを塗布してもよい。軸体２に塗布されるプライマーとしては、特に制限はないが、前記弾性層３とコート層４とを接着又は密着させるプライマー層とを形成する材料と同様の樹脂及び架橋剤が挙げられる。プライマーは、所望により溶剤等に溶解され、定法、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、軸体の外周面に塗布される。
【００９９】
弾性層３は、前記ゴム組成物を、軸体２の外周面に加熱硬化して形成される。例えば、弾性層３は、公知の成形方法によって、加熱硬化と成形とを同時に又は連続して行い、軸体２の外周面に形成される。ゴム組成物の硬化方法はゴム組成物の硬化に必要な熱を加えられる方法であればよく、また弾性層３の成形方法も押出成形による連続加硫、プレス、インジェクションによる型成形等、特に制限されるものではない。例えば、ゴム組成物が付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物である場合には、例えば、押出成形等を選択することができ、ゴム組成物が付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物である場合には、例えば、金型を用いる成形法を選択することができる。ゴム組成物を硬化させる際の加熱温度は、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物の場合は、１００〜５００℃、特に１２０〜３００℃、時間は数秒以上１時間以下、特に１０秒以上〜３５分以下であるのが好ましく、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の場合は、１００〜３００℃、特に１１０〜２００℃、時間は３０分〜５時間、特に１〜３時間であるのが好ましい。また、必要に応じ、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物の場合は、１００〜２００℃で１〜２０時間程度の硬化条件で、また、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の場合は、１２０〜２５０℃で３０〜７０時間程度の硬化条件で、二次架橋してもよい。また、ゴム組成物は既知の方法で発泡硬化させることにより、気泡を有するスポンジ状弾性層を容易に形成することもできる。
【０１００】
このようにして形成された弾性層３は、所望により、その表面が研磨、研削されて、外径及び表面状態等が調整される。特に、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物によって弾性層３を形成した場合には、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物を加熱硬化した後に、その表面が研磨、研削されるのがよい。
【０１０１】
このようにして形成された弾性層３は、コート層４が形成される前に、前記プライマー層が形成されてもよい。プライマー層は、必要により前記材料を溶剤等に溶解し、定法、例えば、ディップ法、スプレー法等に従って、弾性層３の外周面に前記材料を塗布し、前記材料に応じた加熱条件によって、前記材料を加熱硬化させる。
【０１０２】
コート層４は、このようにして形成された弾性層３、又は所望により形成されたプライマー層の外周面に、繊維状炭素材料及び粉末状炭素材料を含有する前記組成物を塗工し、次いで、塗工された組成物を加熱硬化させて、形成される。組成物の塗工は、例えば、組成物の塗工液を塗工する塗布法、前記塗工液に弾性層３等を浸漬するディッピング法、前記塗工液を弾性層３等に吹き付けるスプレーコーティング法等の公知の塗工方法によって、行われる。組成物は、そのまま塗工してもよいし、組成物に、例えば、メタノール及びエタノール等のアルコール、キシレン及びトルエン等の芳香族系溶媒、酢酸エチル及び酢酸ブチル等のエステル系溶媒等の揮発性溶媒を加えた塗工液を塗工してもよい。この塗工液は、組成物を溶解又は懸濁させた塗工液であり、例えば、揮発性溶媒を８０質量％程度含有する。このようにして塗工された組成物を加熱硬化する方法は、組成物の硬化に必要な熱を加えられる方法であればよく、例えば、組成物が塗工された弾性層３等を加熱器で加熱する方法等が挙げられる。組成物を加熱硬化させる際の加熱温度は、例えば、１００〜２００℃、特に１３０〜１６０℃、加熱時間は１０〜１２０分間、特に３０〜６０分間であるのが好ましい。なお、前記塗工に代えて、前記組成物を弾性層３又はプライマー層の外周面に、押出成形、プレス成形、インジェクション成形等の公知の成形方法によって、積層すると共に、又は、積層した後に、積層された組成物を加熱する方法等が採用されることができる。
【０１０３】
導電性ローラ１は、弾性層３の外周面に形成されたコート層４が繊維状炭素材料と粉末状炭素材料とを特定の質量比で含有しているから、繊維状炭素材料と粉末状炭素材料との相互作用等によって、繊維状炭素材料同士が互いに絡み合うこともなく、その形態を維持したまま、コート層４に存在し、及び／又は、繊維状炭素材料間に介在して、長期間にわたって繊維状炭素材料及び粉末状炭素材料がほとんど凝集することなく、コート層４内に均一に分散している。その結果、導電性ローラ１は、軸線方向及び円周方向にわたる均一な電気特性と高い耐久性とを発揮することができる。したがって、導電性ローラ１は、画像形成装置に配設される各種ローラ、特に、現像ローラ、帯電ローラ等に好適に用いられる。
【０１０４】
次に、この発明に係る導電性ローラ１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図４を参照して、説明する。なお、図４に示される画像形成装置は、像担持体に現像された現像剤像を記録体に直接転写する直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置であり、導電性ローラ１は、現像剤担持体としての現像ローラ及び帯電手段としての帯電ローラとして装着されている。
【０１０５】
図４に示されるように、画像形成装置１０は、四種の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹに装備された像担持体１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙを転写搬送ベルト１上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置であり、したがって、現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが転写搬送ベルト１上に直列に配置されている。
【０１０６】
図４に示されるように、現像ユニットＢは、静電潜像が形成される回転可能な像担持体１１Ｂと、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂを帯電させる帯電手段１２Ｂと、像担持体１１Ｂの上方に設けられ、像担持体１１Ｂに静電潜像を形成する露光手段１３Ｂと、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂに一定の層厚で現像剤２２Ｂを供給し、静電潜像を現像する現像手段２０Ｂと、像担持体１１Ｂの下方に転写搬送ベルト１を介して当接又は圧接するように設けられ、現像された静電潜像を像担持体１１Ｂから転写搬送ベルト１で搬送される記録体１６上に転写する転写手段１４Ｂと、記録体１６に転写されず像担持体１１Ｂに残留した現像剤２２Ｂ等を除去するクリーニング手段１５Ｂとを備えている。図４に示されるように、現像ユニットＢにおける像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとは、二本の支持ローラ５に張架された転写搬送ベルト１を介して当接又は圧接している。そして、記録体１６は、転写搬送ベルト１により、像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとの当接部を通過するように、搬送される。この転写搬送ベルト１は記録体１６を搬送すると共に、転写手段１４Ｂと協働して像担持体１１Ｂに現像された静電潜像を転写する。像担持体１１Ｂ、帯電手段１２Ｂ、露光手段１３Ｂ、転写手段１４Ｂ及びクリーニング手段１５Ｂは、従来公知のものを適宜選択して使用することができる。
【０１０７】
図４に示されるように、前記現像手段２０Ｂは、像担持体１１Ｂに対向する位置に開口部を有し、現像剤２２Ｂを収納する筐体２１Ｂと、筐体２１Ｂの開口部に、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂに現像剤２２Ｂを一定の層厚で供給する回転可能な現像剤担持体２３Ｂと、現像剤担持体２３Ｂの上方に設けられ、現像剤担持体２３Ｂに当接又は圧接して現像剤２２Ｂの層厚を規制すると共に、摩擦帯電により現像剤２２Ｂを帯電させる現像剤規制部材２４Ｂとを備えている。現像剤担持体２３Ｂ及び現像剤規制部材２４Ｂは、従来公知のものを適宜選択して使用することができる。前記現像剤２２Ｂは、摩擦により帯電可能で、記録体１６に定着可能な現像剤であれば、乾式現像剤でも湿式現像剤でもよく、また、非磁性現像剤でも磁性現像剤でもよい。現像ユニットＢは、筐体２１Ｂ内に黒色現像剤を収納している。
【０１０８】
図４に示されるように、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹは、現像ユニットＢと同様に構成されている。現像ユニットＣ、Ｍ及びＹはそれぞれ、筐体２１Ｃ、２１Ｍ及び２１Ｙ内に、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙを収納している。
【０１０９】
図４に示されるように、画像形成装置１０の底部には、記録体１６として複数枚の記録体を積層収容するカセット４１が設置され、カセット４１内の記録体は給紙ローラ等によって１枚ずつ送り出されて、転写搬送ベルト１上に搬送される。
【０１１０】
図４に示されるように、画像形成装置１０における記録体１６の搬送方向下流には、記録体１６に転写された各種現像剤（静電潜像）を定着させる定着手段３０が配置されている。定着手段３０は、例えば、発熱可能な定着ローラを備えた熱ローラ定着装置、オーブン定着器等の加熱定着装置、加圧可能な定着ローラを備えた圧力定着装置等を用いることができる。図４に示されるように、画像形成装置１０は、無端ベルト６を備えた定着装置が定着手段３０として配置されている。この定着装置は、図４にその断面が示されるように、記録体１６を通過させる開口部３５を有する筐体３４内に、定着ローラ３１と、定着ローラ３１の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ３３と、定着ローラ３１及び無端ベルト支持ローラ３３に巻き掛けられた無端ベルト６と、定着ローラ３１に対して対向配置された加圧ローラ３２とを備え、無端ベルト６を介して定着ローラ３１と加圧ローラ３２とが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。無端ベルト支持ローラ３３は、画像形成装置に通常用いられるローラであればよく、例えば、弾性ローラ等が用いられる。定着ローラ３１、無端ベルト支持ローラ３３及び加圧ローラ３２はそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ３２はスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、無端ベルト６を介して定着ローラ３１に圧接している。無端ベルト６と加圧ローラ３２との圧接された間を記録体１６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体１６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。
【０１１１】
画像形成装置１０は、次にように作用する。まず、現像ユニットＢの像担持体１１Ｂが、帯電手段１２Ｂにより一様に帯電され、露光手段１３Ｂにより画像が露光されて、像担持体１１Ｂの表面に静電潜像が形成される。一方、現像手段２０Ｂにおいて、現像剤担持体２３Ｂ及び現像剤規制部材２４Ｂにより、黒色現像剤２２Ｂが所望の層厚に規制され、所望のように帯電される。そして、この黒色現像剤２２Ｂが現像剤担持体２３Ｂから像担持体１１Ｂに供給され、像担持体１１Ｂに形成された静電潜像が現像されて、現像剤像として可視化される。次いで、この現像剤像が、像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとの間に転写搬送ベルト１により搬送される記録体１６上に、転写される。このようにして、現像剤像が記録体１６上に黒像に顕像化される。
【０１１２】
次いで、現像ユニットＢと同様にして、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって、現像剤像が黒像に顕像化された記録体１６に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。
【０１１３】
次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は、搬送手段により定着手段３０に搬送され、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との無端ベルト６を介した当接部又は圧接部を通過するときに加熱及び／又は加圧されて、転写されたカラー像が永久画像として定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像を形成することができる。
【０１１４】
画像形成装置１０によれば、現像剤担持体２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｍ及び２３Ｙとしての現像ローラ及び帯電手段１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ及び１２Ｙとしての帯電ローラとして、この発明に係る導電性ローラ１が装着されているから、これらの現像ローラ及び帯電ローラはいずれも、軸線方向及び円周方向にわたって均一な電気特性と高い耐久性とを発揮する。その結果、像担持体１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙを長期間にわたって所望のように一様に帯電させることができ、また、帯電した現像剤２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ及び２２Ｙを長期間にわたって所望のように均一に像担持体１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙに供給することができる。したがって、画像形成装置１０によれば、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【０１１５】
画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１０は、各色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置とされているが、画像形成装置は、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置であっても、像担持体上に担持された現像剤像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す四サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。画像形成装置１０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。
【実施例】
【０１１６】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（ＳＵＭ２２製、直径１０ｍｍ、長さ２７５ｍｍ）をトルエンで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマー処理した軸体を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、軸体の表面にプライマー層を形成した。
【０１１７】
メチルビニルシリコーン生ゴム（商品名「ＫＥ−７８ＶＢＳ」、信越化学工業株式会社製）１００質量部と、ジメチルシリコーン生ゴム（商品名「ＫＥ−７６ＶＢＳ」、信越化学工業株式会社製）２０質量部と、カーボンブラック（商品名「アサヒサーマル」、旭カーボン株式会社製）１０質量部と、煙霧質シリカ系充填材（商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ  ＯＸ−５０」、平均一次粒径４０ｎｍ、嵩密度１．３ｇ／ｃｍ３、日本アエロジル株式会社製）１５質量部と、白金系触媒（商品名「Ｃ−１９Ａ」、信越化学工業株式会社製）０．５質量部と、オルガノハイドロジェンポリシロキサン（商品名「Ｃ−１９Ｂ」、信越化学工業株式会社製）２．０質量部とを混合し、加圧ニーダーで混練して、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物を調製した。
【０１１８】
次いで、プライマー層を形成した軸体と前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物とを、クロスヘッド型押出成形機にて一体分出し、ギヤオーブンを用いて、２５０℃、３０分間加熱した。その後、さらに、ギヤオーブンを用いて、２００℃で４時間にわたって、二次加熱し、常温にて２４時間放置した。次いで、円筒研削盤にて、形成した弾性層の直径が１８ｍｍとなるように、弾性層の表面を研磨した。
【０１１９】
このようにして形成した弾性層のＪＩＳ  Ａ硬度及び体積抵抗率（温度２０℃、相対湿度５０％）を前記方法により、測定したところ、ＪＩＳ  Ａ硬度は４０であり、体積抵抗率は２×１０４Ω・ｃｍであった。
【０１２０】
次いで、弾性層の表面に、シリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１９」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマーが塗布された弾性層の表面に、ウレタン系塗料（商品名「ニッポラン５１９６」、日本ポリウレタン株式会社製）１００質量部と、単層カーボンナノチューブ（商品名「ＣａｒｂｏＬｅｘ  ＡＰ−ＧＲＡＤＥ」、カルボレックス社製）０．１３質量部と、カーボンブラック（商品名「トーカブラック  ♯４４００」、東海カーボン株式会社製）２５質量部（単層カーボンナノチューブに対するカーボンブラックの質量比約１９２）と、イソシアネート系架橋剤１４質量部とを含有する組成物の塗布液を、スプレーコーティング法によって、一回塗布し、１５０℃で３０分間加熱し、プライマーとウレタン系塗料とを架橋及び／又は硬化させて、層厚１０μｍのコート層を形成した。このようにして、導電性ローラを作製した。
【０１２１】
（実施例２）
前記単層カーボンナノチューブの含有量を０．２５質量部（単層カーボンナノチューブに対するカーボンブラックの質量比１００）に変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例３）
前記単層カーボンナノチューブの含有量を０．５質量部（単層カーボンナノチューブに対するカーボンブラックの質量比５０）に変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例４）
前記単層カーボンナノチューブの含有量を４．５質量部（単層カーボンナノチューブに対するカーボンブラックの質量比約５．６）に変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
【０１２２】
（実施例５）
前記単層カーボンナノチューブを多層カーボンナノチューブ（商品名「ＭＲＣＭＷ」、マテリアルズ  アンド  エレクトロケミカル  リサーチ  コーポレーション社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例６）
前記単層カーボンナノチューブを多層カーボンナノチューブ（商品名「Ｇｒａｐｈｉｔｅ  Ｆｉｂｒｉｌｓ・Ｇｒａｄｅｓ  ＢＮ」、ハイピリオン・カタリシス・インターナショナル社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例７）
前記単層カーボンナノチューブをカーボンナノファイバー（商品名「カルベール」、株式会社ＧＳＩクレオス社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例８）
前記単層カーボンナノチューブ０．１３質量部を、前記単層カーボンナノチューブ０．２質量部と多層カーボンナノチューブ「ＭＲＣＭＷ」０．２質量部との混合物（単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブに対するカーボンブラックの質量比６２．５）に変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例９）
前記カーボンブラック２５質量部を、前記カーボンブラック１２．５質量部とカーボンブラック（商品名「シーストＦＭ  ＦＥＦ−ＨＳ」、東海カーボン株式会社製）１２．５質量部との混合物に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
【０１２３】
（実施例１０）
前記単層カーボンナノチューブを単層カーボンナノチューブ（「ＭＲＳＷ」、マテリアルズ  アンド  エレクトロケミカル  リサーチ  コーポレーション社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例１１）
前記単層カーボンナノチューブをカーボンナノファイバー（商品名「カーボンナノファイバー」、群栄化学工業株式会社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
【０１２４】
（実施例１２）
前記カーボンブラックをカーボンブラック（商品名「トーカブラック  ♯８３００Ｆ」、東海カーボン株式会社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
（実施例１３）
前記カーボンブラックをカーボンブラック（商品名「シーストＳＰＳＲＦ−ＬＳ」、東海カーボン株式会社製）に変更した以外は、実施例３と同様にして、導電性ローラを作製した。
【０１２５】
（比較例１）
前記単層カーボンナノチューブを含有させない以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
（比較例２）
前記カーボンブラックを含有させず、前記単層カーボンナノチューブの含有量を２５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
（比較例３）
前記単層カーボンナノチューブ０．１３質量部をカーボンナノファイバー（商品名「カルベール」、株式会社ＧＳIクレオス社製）２５質量部に変更し、かつ、前記カーボンブラックを使用しなかった以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
【０１２６】
（比較例４）
前記単層カーボンナノチューブの含有量を６質量部（単層カーボンナノチューブに対するカーボンブラックの質量比４．２）に変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
（比較例５）
前記単層カーボンナノチューブの含有量を０．１質量部（単層カーボンナノチューブに対するカーボンブラックの質量比２５０）に変更した以外は、実施例１と同様にして、導電性ローラを作製した。
【０１２７】
このようにして作製した実施例１〜１３及び比較例１〜５の導電性ローラにおいて、形成したコート層のマイクロゴム硬度を前記方法により測定した。また、これらの導電性ローラの全体電気抵抗率、部分電気抵抗率の最大値及び最小値、並びに、表面粗さＲｚ及び耐久試験後の表面粗さＲｚ’を前記方法により測定し、部分電気抵抗率の比等を算出した。その結果を表１に示す。なお、表面粗さＲｚ’における耐久試験は、電子写真式プリンター（商品名「Ｍｉｃｒｏｌｉｎｅ  ５４００」、株式会社沖データ製）に、実施例１〜１３及び比較例１〜５の導電性ローラを現像ローラとして装着して、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で行った。
【０１２８】
次いで、実施例１〜１３及び比較例１〜５の導電性ローラそれぞれを４本準備し、図４に示される電子写真式プリンター（商品名「Ｍｉｃｒｏｌｉｎｅ  ５４００」、株式会社沖データ製）において、現像ローラ２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｍ及び２４Ｙとして、配設した。なお、現像剤及び現像剤規制部材は、電子写真式プリンターに付属の現像剤及び現像剤規制部材を用いた。
【０１２９】
この電子写真式プリンターにおいて、印字濃度評価、画像むら評価及びかぶり評価を行った。
（印字濃度評価）
前記電子写真式プリンターを、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で、稼動させて、黒ベタ−網点−５％デューティー−白地印字を２回繰り返し行った。次いで、電子写真式プリンターを、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で稼動させて、５％デューティー画像を５，０００枚印字し、耐久試験を行った。この耐久試験後に、黒ベタ−網点−５％デューティー−白地印字を２回繰り返し行った。前記耐久試験の前後に印字した黒ベタ印字部のマクベス濃度をマクベス濃度計で測定し、測定されたマクベス濃度により、印字濃度を評価した。なお、前記耐久試験の前後において、黒ベタ印字部のマクベス濃度が１．３未満であると印字不良と判断することができる。その結果を表１及び表２に示す。
【０１３０】
（画像むら評価）
前記電子写真式プリンターを、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で、黒ベタ画像を２回繰り返し行った。印字した黒ベタ画像に縦スジ等のむらの発生状況を目視にて確認した。黒ベタ画像にむらが発生していなかった場合を「◎」、黒ベタ印字部にわずかにむらが確認できた場合を「○」、黒ベタ画像にむらがわずかに確認できたが実用上許容できる程度であった場合を「△」、黒ベタ画像にむらが多数発生していた場合を「×」とした。その結果を表１及び表２に示す。
【０１３１】
（かぶり評価）
前記電子写真式プリンターを、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で、稼動させて、黒ベタ−網点−５％デューティー−白地印字を２回繰り返し行った。次いで、電子写真式プリンターを、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下で稼動させて、５％デューティー画像を５，０００枚印字し、耐久試験を行った。この耐久試験後に、黒ベタ−網点−５％デューティー−白地印字を２回繰り返し行い、印字した５％デューティー画像における白地部を目視にて観察し、現像剤の付着の程度（かぶり）を確認した。白地部分に現像剤がまったく付着していなかった場合を「◎」、白地部分にごくわずかに現像剤が付着していたが、実用上問題ない程度であった場合を「○」、白地部分に実用上問題のある程度にまで現像剤が付着していた場合を「△」、白地部分に多量の現像剤が付着していた場合を「×」とした。
【０１３２】
【表１】
2008170878.tif 000003
【０１３３】
【表２】
2008170878.tif 000004
【０１３４】
なお、前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物に代えて、前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を用いた場合にも、同様の結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】図１は、導電性ローラの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、導電性弾性層の全体電気抵抗率を測定する方法を説明する説明図である。
【図３】図３は、導電性弾性層の部分電気抵抗率を測定する方法を説明する説明図である。
【図４】図４は、この発明の一実施例であるタンデム型カラー画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  導電性ローラ
２  軸体
３  弾性層
４  コート層
６  無端ベルト
１０  画像形成装置
１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ  像担持体
１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ  帯電手段
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ  露光手段
１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ  転写手段
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ  クリーニング手段
１６  記録体
２０  現像手段
２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、３４  筐体
２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ  現像剤
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ  現像剤担持体
２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ  現像剤規制部材
３０  定着手段
３１  定着ローラ
３２  加圧ローラ
３３  無端ベルト支持ローラ
３５  開口部
４１  カセット
４２  支持ローラ
１００  抵抗測定器
１０１  電極板
１０２  分銅
１０３  ローラ固定治具
１０４  第１の電極
１０５  第２の電極
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ  現像ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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