(57)【要約】  【課題】  圧縮永久歪み等の物性を悪化することなく、かつ、ローラ等の導電性部材としての硬度も適切なものとしつ、電気抵抗のばらつきを抑えながら、従来にない低抵抗値を実現する。  【解決手段】  イオン導電性エラストマー成分を含むと共に、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を添加し、印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率を１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]以下、ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久歪みの大きさを３０％以下、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータで測定した硬度を７５度以下とする。また、該組成物と他のエラストマーをブレンドすることにより、実用性能を具備すると共に、１０の８．５乗[Ω・ｃｍ]以下の体積抵抗率が得られる。  【選択図】  図１
2004176056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン導電性エラストマー成分を含むと共に、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩が添加され、  
印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率が１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]以下、
ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久歪みの大きさが３０％以下、
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータで測定した硬度が７５度以下であることを特徴とする導電性エラストマー組成物。
【請求項２】
イオン導電性エラストマー成分と該エラストマー成分と異なるエラストマー成分を含む２以上のエラストマーをブレンドすると共に、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩が添加され、
印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率が１０の８．５乗[Ω・ｃｍ]以下、
ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久歪みの大きさが３０％以下であることを特徴とする導電性エラストマー組成物。
【請求項３】
ＪＩＳ  Ｋ６２５８に準拠して４０±１℃、２２±０．２５時間で蒸留水に浸漬した時の体積変化率が５０％未満である請求項１または請求項２に記載の導電性エラストマー組成物。
【請求項４】
上記イオン導電性エラストマー成分として、エピハロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテルの共重合比率が４５〜１０モル％／５５〜８０モル％／０〜１０モル％であるエピハロヒドリンゴムを含むと共に、
上記イオン導電性エラストマー成分を含む全ポリマー成分１００重量部に対して、上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を０．０１重量部以上２０重量部以下の割合で含む、加硫ゴム組成物である請求項１乃至請求項３に記載のいずれか１項に記載の導電性エラストマー組成物。
【請求項５】
上記共重合成分のエピハロヒドリンがエピクロルヒドリンである請求項４に記載の導電性エラストマー組成物。
【請求項６】
上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩として、ビスフルオロアルキルスルホニルイミドの塩、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メタンの塩、あるいはフルオロアルキルスルホン酸の塩からなる群から選ばれる少なくとも一種のイオン塩を含んでいる請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の導電性エラストマー組成物。
【請求項７】
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を単独、あるいは上記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にクロロプレンゴムを混合して用い、
硫黄及びチオウレア類を併用して架橋される、或いは硫黄及びトリアジン誘導体を併用して架橋される請求項５または請求項６に記載の導電性エラストマー組成物。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の導電性エラストマー組成物を用いて形成されてなる導電性部材。
【請求項９】
導電性ローラあるいは導電性ベルトからなる請求項８に記載の導電性部材。
【請求項１０】
表面粗さＲｚが１μｍ以上８μｍ以下であり、表面の摩擦係数が０．１〜１．５である請求項９に記載の導電性部材。
【請求項１１】
表層が酸化膜とされている請求項８乃至請求項１０に記載の導電性部材。
【請求項１２】
上記表層の酸化膜が紫外線照射あるいは／およびオゾン照射により形成されてなる請求項１１に記載の導電性部材。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれか１項に記載の導電性部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性エラストマー組成物、該組成物を用い形成された導電性ローラ、導電性ベルトからなる導電性部材、および該導電性部材を備えた画像形成装置に関する。
詳しくは、コピ−機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ等の導電性ローラ、転写ベルト等の導電性ベルトに有効に用いられるものであり、特に、イオン導電性としているにもかかわらず、従来に比べて非常に低い電気抵抗値を有するものである。
【０００２】
コピ−機（複写機）、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、転写ベルト等においては、適度の安定した電気抵抗値を持たせる必要がある。従来、この種の導電性ローラや導電性ベルトに導電性を付与する方法として、ポリマー中に金属酸化物の粉末やカーボンブラック等の導電性充填剤を配合した電子導電性エラストマー組成物を用いる方法と、ウレタンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ)、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性エラストマー組成物を用いる方法とがある。
【０００３】
上記導電性充填剤を配合した電子導電性エラストマー組成物を用いた場合、特に要求される半導電の領域では、添加量のわずかな変化により電気抵抗値が急激に変化するため、その制御が非常に困難になる。また、エラストマー組成物中では、導電性充填剤が均一に分散し難いことから、ローラの周方向や長手方向、ベルトの面内で電気抵抗値がばらつきを持つという問題もある。さらには、得られる導電性ローラや導電性ベルトの電気抵抗値は印加電圧に依存し、一定の抵抗値を示さず、特に、カーボンブラックを用いた場合に顕著となる。
【０００４】
以上の観点から、デジタル化、カラー化等、高画質化の技術のめざましい最近に複写機やプリンター等おいては、電子導電性エラストマー組成物でなく、イオン導電性エラストマー組成物の方が特に好んで用いられる傾向にある。
【０００５】
しかし、イオン導電性エラストマーのみでは、電気抵抗値を下げることが一般に困難であるため、イオン導電性の添加剤等を配合することが提案されている。例えば、ウレタンやＮＢＲは単独では、電気抵抗値が高すぎるため、各種金属イオン塩や第四級アンモニウム塩などを添加しており、その他、種々の提案がなされている。
【０００６】
例えば、特開２００１−２１４０５０号及び特開２００１−２１７００９号には、エチレンオキサイドの重合比率が８５％以上の共重合体にリチウムイミド塩等のリチウムイオン系の塩を添加した導電性高分子組成物からなる架橋高分子固体電解質壁体が開示されている。
【０００７】
また、特開２００２−２２６７１４号には、各種エラストマーに特定の化合物を媒体として金属塩類を特定量含有させた高制電性ゴム組成物が開示されている。
【０００８】
しかしながら、特開２００１−２１４０５０号及び特開２００１−２１７００９号に開示の導電性高分子組成物は、電池の壁体に用いるものであり、エチレンオキサイドの重合比率が８５％以上と高いため、耐水性が悪く、電池の様な密閉系でしか使用できず、導電性ローラや導電性ベルト等、常温常湿の開放系にて使用される製品には使用することができないという問題がある。また、エチレンオキサイドの重合比率が高すぎるため、硬度の上昇、あるいは圧縮永久ひずみの悪化が起こり、一般製品用途あるいは導電性ローラや導電性ベルトの様な用途では実用性に乏しいと考えられる。
【０００９】
また、上記特開２００２−２２６７１４号に開示された高制電性ゴム組成物では、特定の低分子量化合物を媒体として用いているため、汎用ゴム製品に用いる限りは問題はないものの、特に、複写機、プリンター等の導電性ローラや導電性ベルト等の高性能を要求される製品に適用するには、圧縮永久ひずみ、感光体汚染性、原料コスト等の面で未だ改良の余地がある。
【００１０】
その他、各種金属イオン塩や第四級アンモニウム塩などの添加物は、物質によっては圧縮永久ひずみを大きく悪化させたり感光体を汚染したりする恐れがあるとともに、充分に抵抗値を下げることができない場合もある。また、ウレタンやＮＢＲ等は、もともと電気抵抗値の値が高いため、本発明に記載するような低い体積抵抗率（体積固有抵抗値）は実現しにくく、さらなる低抵抗化が望まれている複写機やプリンター等の導電性部材としては実用に適さない場合が多い。
【００１１】
また、ウレタン等よりも電気抵抗が低いイオン導電性エラストマー組成物に、各種金属イオン塩や第四級アンモニウム塩等のイオン導電性添加剤を適用する方法も考えられるが、この方法でも必ずしも十分に低い抵抗値が得られるとは限らない。添加剤の量や種類によっては圧縮永久歪み等の物性が悪化する場合もある上、感光体を汚染してしまうことが多い。また、塩の種類や配合量によっては、連続通電時の電気抵抗の上昇が大きくなり、実用に耐えない場合もある。
【００１２】
上記の他に、各種プリンター用導電部材は、実機に装着されて使用する場合、十分な耐摩耗性や強度などの機械特性が要求されたり、電子写真方式により形成するに際して、トナーや感光体を帯電させるために部材表面が適切な帯電性を有する必要があるなど、実用上、抵抗値以外に様々な特性を具備しなければならない。この場合、単一のイオン導電性エラストマーで形成するのでは対応しにくいため、使用用途によって要求される性能を補填するために、各種のエラストマーをブレンドして前記の各特性を最適化する必要がある。  しかしながら、従来の技術により得られたイオン導電性エラストマーに、上記要求特性を付与するためのエラストマーをブレンドして使用する場合、各部材の電気抵抗値が高くなってしまう問題があった。そのため、所定の抵抗値を満たす範囲内でしか、かかるエラストマーをブレンドできず、結果としてこのブレンド物を使用する場合、強度不足や耐摩耗性の不良等が生じてしまっていた。
特に、現像ロールや帯電ロールは、静電気力で画像が形成されるプリンターにおいて、画像形成の中核である部品であることから、トナーや感光体といった被帯電部材を十分に帯電させる必要がある。併せてマシンの設計上極めて低い電気抵抗値が求められるため、前記と同様、かかるエラストマーを十分な量ブレンドすることができず、現像ロールや帯電ロール表面の帯電性を適切に調整できなかった。結果として、被帯電部材であるトナーや感光体を十分に帯電させることができず、適切な画像が得られないという問題があった。特に、これらの傾向は長期使用における画像劣化が早期に生じてしまう等の問題として顕著に現れる。
【特許文献１】特開２００１−２１４０５０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１７００９号公報
【特許文献３】特開２００２−２２６７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、電気抵抗のばらつきを抑えながら、従来にない低抵抗値を実現でき、しかも、圧縮永久歪み等の物性を悪化することなく、適切な硬度となる導電性エラストマー組成物を提供することを第１の課題としている。
また、上記導電性エラストマー組成物を用いて形成され、カラー複写機またはカラープリンター用の転写ローラ、帯電ローラ、転写ベルト、クリーニングブレード等として好適な導電性ローラ、導電性ベルト、導電ブレードからなる導電性部材を提供することを第２の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明は、第一に、イオン導電性エラストマー成分に、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を添加し、
印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率が１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]以下、
ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久歪みの大きさが３０％以下、
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータで測定した硬度が７５度以下であることを特徴とする導電性エラストマー組成物を提供している。
【００１５】
本発明者は、数多くのイオン導電性添加剤を作製し、種々の配合について鋭意研究し実験を積み重ねた。その結果、イオン導電性エラストマー成分に対して、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を添加すると、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩が非常に高い解離度を有し、イオン導電性エラストマー成分への大きな溶解度を示すことから、非常に大きな導電度を得られるので体積抵抗率を低くすることが可能となると共に、圧縮永久歪みや硬度等の物性を悪化させないことを見出した。
【００１６】
従って、従来のイオン導電性エラストマー組成物では実現できなかった非常に低い抵抗値で、圧縮永久ひずみが小さく、かつ、ローラあるいはベルトとした時に硬度が適切であるものを得ることができる。よって、体積抵抗率が非常に低い導電性ローラ及び導電性ベルトを良好な物性（低い圧縮永久ひずみ、低硬度）で供給することができ、実用に適したものとすることができる。これによって、消費電力を低減しながらも、ばらつきの少ない良好な画像を得ることが可能となる。
【００１７】
上記印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率を１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]以下としているのは、これより大きいと、該導電性エラストマー組成物を用いて複写機やプリンターの現像ローラや帯電ローラ等とした場合、トナーや感光体への帯電の効率が低下し実用に適さなくなるためである。例えば、現像ローラとして使用する場合、現像ローラにより帯電させたトナーが、現像ローラから感光体に搬送される時に、現像ローラの抵抗値が大きいと電圧降下が大きくなるため、現像ローラと感光体間の電位差である電界が小さくなり、画像形成が設計通りに行えなくなる。また、帯電ローラとして使用する場合、抵抗率が上記より大きいと極めて大きな電圧をかける必要ができ、実用にそぐわなくなる。
体積抵抗率はできるだけ小さい方が良いが、下限値は１０の５．０乗[Ω・ｃｍ]程度、好ましくは１０の６．０乗[Ω・ｃｍ]以上である。なお、体積抵抗率の測定条件は、２３℃相対湿度５５％の恒温恒湿条件下、印加電圧１００Ｖのもとであり、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率としている。
【００１８】
本発明は、第二に、イオン導電性エラストマー成分と該エラストマー成分と異なるエラストマー成分を含む２以上のエラストマーをブレンドすると共に、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩が添加され、
印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率が１０の８．５乗[Ω・ｃｍ]以下、
ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久歪みの大きさが３０％以下であることを特徴とする導電性エラストマー組成物を提供している。
【００１９】
イオン導電性エラストマーに、イオン導電性の小さいエラストマーなどの導電部材としての実用性を確保するためにブレンドする他のエラストマーを配合してエラストマー組成物とし、やや高抵抗化した場合には、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を添加して、導電性エラストマー組成物の体積抵抗率を１０の８．５乗[Ω・ｃｍ]以下としている。
このようにして形成された導電性エラストマー組成物は、上記の様に必要な各種のエラストマーをブレンドしても１０の８．５乗[Ω・ｃｍ]以下という低い体積抵抗率が得られる。したがって、課題として上述したように、例えば、現像ロールや帯電ロールとして使用する場合に、ロール表面に適切な帯電性を付与するためにイオン導電性エラストマーに各種エラストマーをブレンドする場合においても極めて有用であるが、従来技術で得られるイオン導電性エラストマーに同様のエラストマーをブレンドしても高抵抗化してしまうために実用が不可能であったが、本発明によれば、これが可能となり、極めて帯電特性に優れた各種導電ロールを提供することができる。
【００２０】
なお、本発明では、低分子量（一般に分子量が数百から数千まで）のポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール、ポリエーテルポリオール等のポリエーテル化合物や、同じく低分子量のポリエステルポリオール、アジピン酸エステル、フタル酸エステル等の極性化合物からなる媒体を介さずに、上記した塩を配合するため、ブリードや移行汚染、コピー機、プリンター用途では感光体汚染を起こさない導電性エラストマー組成物、導電性ローラ、導電性ベルト等を得ることができる。
【００２１】
低分子量（分子量１万以下）のポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールに上記したような塩を溶解分散させた上で、イソシアネート化合物と反応させ、低電気抵抗値のポリウレタンとすることも考えられるが、全ての低分子量ポリオールが反応することはできないため、感光体汚染等の面で不安が残る。よって、本発明は、このような汚染の原因となる低分子量化合物を用いることなく、上記の塩を分散でき、体積抵抗率が１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]以下という従来にはない低い電気抵抗値を得られる点で非常に優れている。  また、２以上のエラストマーをブレンドした際にも、汚染の原因となる低分子量化合物を用いることなく、体積抵抗率を１０の８．５乗[Ω・ｃｍ]以下とすることができる。
【００２２】
本発明の導電性エラストマー組成物の圧縮永久ひずみは、上記したように、ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の加硫ゴムの永久ひずみ試験法にて、測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久ひずみの値を３０％以下、より好ましくは２５％以下、さらに好ましくは２０％以下としている。また、一部の現像ロールや帯電ロール等のように感光体と常時接触して使用されたり接触したまま輸送される場合は、１０％以下が特に好ましい。
これは、上記圧縮永久ひずみの値が３０％より大きいと、ローラやベルトになった時の寸法変化が大きくなりすぎて実用に適さない、また画像形成プロセス系の耐久性や精度維持に問題が生じるためである。
なお、下限については、加硫条件の最適化や安定した量産性の面で１％以上が好ましい。
【００２３】
さらに、上記第１の本発明の導電性エラストマー組成物の硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータで測定した硬度を７５度以下としている。これは、軟らかいほど、ニップが大きくなり、転写、帯電、現像等の効率が大きくなる、又は感光体等の他の部材への機械的ダメージを小さくできるという利点があるという理由による。なお、柔らかいほど好ましいがソリッドの場合、４０度以上７０度以下がより好ましく、５０度以上７０度以下がさらに好ましい。
一方、上記第２の本発明の導電性エラストマー組成物については、２以上のエラストマーをブレンドして、１０の８．５乗［Ω．ｃｍ］という比較的低い体積抵抗率を得ると共に高い帯電特性などを有していることから、実用上、硬度に関しては前記の範囲に制限されない。なお、好ましくは、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータで測定した硬度が４０度以上８８度以下が好ましい。
これは、ニップの安定性や、より高い帯電性を得るには４５度以上８８度未満、さらには、５０度以上８０度未満が好ましい。最も最適な範囲は５０度以上７０度未満である。このような好ましい硬度を得る観点からも、第１の本発明で用いるエラストマーを使用することが極めて有効である。
【００２４】
さらに、本発明の導電性エラストマー組成物は、ＪＩＳ  Ｋ６２５８に準拠して４０±１℃、２２±０．２５時間で蒸留水に浸漬した時の体積変化率を５０％未満としている。
これにより、充分な耐水性を確保できるので、常温常湿下でも、高性能を維持することができる。
【００２５】
上記イオン導電性エラストマー成分は、全エラストマー組成物１００重量％に対して５重量％以上１００重量％以下含んでいるのが好ましい。上記範囲とすることにより、体積抵抗率を低くすることが可能となるからである。低抵抗を得るためには約１００重量％が最も好ましく、製造の安定性のため他のポリマーを添加する場合は９０重量％以上９５重量％以下が好適である。一方、帯電性等の実用特性をコントロールする場合は、５重量％以上８０重量％以下、より好ましくは１０重量％以上５０重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以上３０重量％以下である。
【００２６】
上記イオン導電性エラストマー成分として、エピハロヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体、又はエピハロヒドリン−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を用いることが好ましい。
即ち、エピハロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテルの共重合比率が４５〜１０モル％／５５〜８０モル％／０〜１０モル％であるエピハロヒドリンゴムを用いることが好ましい。
上記共重合比率は、下記の理由に基づいて設定し、導電性エラストマー組成物の物性（圧縮永久ひずみ、硬度）を維持しながら、かつ上記体積抵抗率となるようにしている。
【００２７】
即ち、エピハロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテルの三元共重合体中、イオン導電性が発揮されるのは、ポリマー中のオキソニウムイオンや金属陽イオン等（例えば、添加した塩中のリチウムイオン等の陽イオン、ポリマー老化防止剤中に含まれるニッケルイオン等）が、エチレンオキサイドユニットで安定化され、その部分の分子鎖のセグメント運動により運搬されることによる。よって、エチレンオキサイドユニットの比率が高い方が多くのイオンを安定化でき、より低抵抗化を実現できると考えられる。
しかし、エチレンオキサイドの比率を上げすぎると、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、逆に体積抵抗率が上昇する。また、このような結晶化により、硬度の上昇や圧縮永久ひずみの悪化も招いてしまう。このエチレンオキサイドによる結晶化を抑制するために、エチレンオキサイドは８０モル％以下としている。一方、エチレンオキサイドが５５モル％未満であると、イオンの安定化が不十分となり、体積抵抗率を低減させる効果が小さくなる。
さらには、エチレンオキサイド比率が８０モル％を越えると、水との親和性が高すぎて吸湿により形状が変化したり、耐水性が悪化しやすく、常温常湿の環境下で使用が難しくなり、本発明の用途には適さなくなる。また、タックが出てローラやベルトに用いた場合、感光体を汚染したりする。なお、エチレンオキサイド比率は６５モル％以上７５モル％以下であるとより好ましい。
【００２８】
上記エピハロヒドリンが４５モル％を越えると、エチレンオキサイドの量を５５モル％以上にできなくなり上述したようなエチレンオキサイドの効果が得にくくなる。一方、エピハロヒドリンが１０モル％未満であるとエチレンオキサイド量を８０モル％以下にしにくくなり、上述したような問題が生じやすくなる。なお、エピハロヒドリンは１５モル％以上３５モル％以下であると、より好ましい。
上記エピハロヒドリンをエピクロルヒドリンとした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であることが好ましい。これはエピクロルヒドリンが生産しやすいことから容易に得ることができ、かつ、上記共重合比率とすることで、低電気抵抗等を実現することができる。
【００２９】
上記アリルグリシジルエーテルを共重合することによって架橋を可能とし、これによってブリードや感光体汚染を起こしにくくすると共に、ゴム弾性を持たせて物性を向上させることができる。また、このアリルグリシジルエーテルユニット自体が側鎖として自由体積を得ることから、さらに上記結晶化を抑制することができ、よって従来にない低抵抗化が実現できる。
アリルグリシジルエーテルの共重合比率が１０モル％を越えると、加硫後の架橋点の数が多くなり、却って低抵抗化を実現しにくく、また、引っ張り強さや疲労特性、耐屈曲性等が悪化しやすい。また、アリルグリシジルエーテルは２モル％以上とすることが好ましい。これは２モル％未満ではブリードや感光体汚染の発生が起こり易くなったり結晶化が起こりやすく効果的に抵抗値を下げることが難しくなったりするためである。また、加硫速度を速くすることが難しくなり、生産性に関してやや問題となる場合もある。
このように、アリルグリシジルエーテルを共重合することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑えて体積固有抵抗を下げる一方で、アリルグリシジルエーテルの共重合により炭素−炭素間の二重結合を導入して、他のゴムとの架橋を可能としている。他のゴムと共架橋することにより、ブリードや感光体汚染を防止することができる。また、さらには他のゴムとの共架橋により、分子量も大きくすることができるため、ブリードや感光体汚染が、より起こりにくくなる。
【００３０】
上記イオン導電性エラストマー成分を含む全ポリマー成分１００重量部に対して、上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を０．０１重量部以上２０重量部以下の割合で含んでいることが好ましい。
上記範囲としているのは、０．０１重量部より小さいと導電性向上の効果がほとんど見られないためであり、２０重量部より大きいと得られる導電性向上の効果に比べてコストが増加するデメリットの方が大きくなるためである。
なお、より好ましくは０．２重量部以上１０重量部以下、さらに好ましくは０．４重量部以上６重量部以下である。
【００３１】
上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩として、ビスフルオロアルキルスルホニルイミドの塩、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メタンの塩、あるいは、フルオロアルキルスルホン酸の塩からなる群から選ばれる少なくとも一種の塩を含んでいることが好ましい。
上記した塩は、強い電子吸引効果によって電荷が非局在化するため、陰イオンが安定なためポリエチレンオキサイド中で高い解離度を示し、特に高いイオン導電性を実現することができる。このように、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を配合することで、効率良く低電気抵抗を実現することが可能になるため、ポリマー成分の配合を適宜調整することで、低電気抵抗を維持しながら、感光体汚染の問題も抑制することができる。
【００３２】
また、上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩としては、リチウム塩が好ましいが、アルカリ金属、２Ａ族、或はその他の金属等の塩でも良く、下記の化学式（化１、化２）で示されるような陽イオンを備えた塩とすることもできる。式中Ｒ1〜Ｒ6は、各々炭素数１〜２０のアルキル基またはその誘導体であり、Ｒ1〜Ｒ4、および、Ｒ5とＲ6は同じものでも別々のものでも良い。これらの中でも、Ｒ1〜Ｒ4の内の３つがメチル基、その他の１つが炭素数４〜２０、好ましくは６〜２０のアルキル基またはその誘導体からなる、トリメチルタイプの第４級アンモニウム陽イオンからなる塩は電子供与性の強い３つのメチル基により窒素原子上の正電荷を安定化でき、他のアルキル基またはその誘導体によりポリマーとの相容性を向上できることから特に好ましい。また、化２の形式の陽イオンにおいては、Ｒ5あるいはＲ6は電子供与性を有する方が同じく窒素原子上の正電荷を安定しやすいことからメチル基あるいはエチル基であることが望ましい。このように、窒素原子上の正電荷を安定化させることにより、陽イオンとしての安定度を高め、より解離度が高く、よって導電性付与性能に優れた塩にすることができる。
【００３３】
【化１】
2004176056.tif 000003
【００３４】
【化２】
2004176056.tif 000004
【００３５】
具体的には、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩としては、例えば、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＣＨ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＳＦ5ＣＦ2ＳＯ3等が挙げられる。
【００３６】
なお、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩は、導電性エラストマー組成物中に均一に分散していることが好ましい。また、上記塩のうち、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2等ビスフルオロアルキルスルホニルイミドの塩では、ポリエチレンオキサイド鎖等への溶解性が極めて良好であり、さらにはポリエチレンオキサイド鎖等を可塑化できるため添加することにより硬度を下げたり、体積固有抵抗値の環境依存性を低減することができ、非常に好ましい。特に、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2）は、エピハロヒドリンゴムをはじめとするイオン導電性のゴムに直接添加することにより、容易に均一に分散でき、圧縮永久ひずみ特性を改善することができ、かつ、硬度にほとんど影響を与えないので、非常に好ましい。
【００３７】
上記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を単独、あるいは上記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とクロロプレンゴムとを混合して用いることができる。クロロプレンゴムと併用することにより、さらに容易に抵抗値や加硫速度をコントロールすることができる上に、クロロプレンゴムが汎用ゴムであり、より安価であることからコンパウンドコストを低減することができる。特に低い体積抵抗率を得る場合には、（上記三元共重合体：クロロプレンゴム）＝（５０：５０）〜（１００：０）の重量比が好ましい。
その他、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム等からなる１種以上のゴムを必要に応じてブレンドすることもできる。
【００３８】
加硫ゴム組成物とされ、硫黄及びチオウレア類を併用して架橋される、或いは硫黄及びトリアジン誘導体を併用して架橋されることが好ましい。これにより各々の架橋系の長所を生かし、硫黄及びチオウレア類または硫黄及びトリアジン誘導体の両者の割合を適切に選択することにより、架橋速度、圧縮永久ひずみ、電気抵抗値等を必要とされるレベルに調整することが可能である。さらには、発泡体ローラの作製においては、発泡剤による加硫速度の低下や架橋密度の減少を劇的に抑制でき、高強度で非常に良好な発泡形状を示すローラを得ることができる。
【００３９】
上記チオウレア類として、テトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア、及び（ＣnＨ2n+1ＮＨ）2Ｃ＝Ｓ  （ｎ＝１〜１０の整数）で示されるチオウレアよりなる群から選択される１種又は複数種のチオウレアを用いることできる。
【００４０】
上記トリアジン誘導体として、２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン、あるいは、２−ジアルキルアミノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジンよりなる群から選択される１種又は複数種の化合物を用いることができる。加硫速度の点からは、２−ジアルキルアミノ−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジンが好ましい。
【００４１】
上記硫黄及びチオウレア類または硫黄及びトリアジン誘導体の各配合量は、用いる促進剤の種類により適量を選択できる。
具体的には、全ポリマー成分１００重量部に対して、硫黄を０．１重量部以上５．０重量部以下、好ましくは０．２重量部以上２重量部以下の割合で配合しているのが良い。
上記範囲としているのは、０．１重量部より小さいと組成物全体の加硫速度が遅くなり生産性が悪くなりやすいためである。一方、５．０重量部より大きいと圧縮永久ひずみが大きくなったり、硫黄や促進剤がブルームしたりする可能性があるためである。
【００４２】
全ポリマー成分１００ｇに対してチオウレア類を合計０．０００９ｍｏｌ以上０．０８００ｍｏｌ以下、好ましくは０．００１５ｍｏｌ以上０．０４００ｍｏｌ以下の割合で配合しているのが良い。
全ポリマー成分１００ｇに対して、トリアジン誘導体を０．０００４ｍｏｌ以上０．０５００ｍｏｌ以下、好ましくは０．００１０ｍｏｌ以上０．０３００ｍｏｌ以下の割合で配合しているのが良い。
上記範囲で配合することにより、加硫をタイトにして、ブルームや感光体汚染を起こりにくくすることができると共に、ポリマーの分子運動をあまり妨げないため、低い電気抵抗を実現すると共に、圧縮永久ひずみ等の力学的物性も向上することができる。
また、後述する図６に示す発泡体２、発泡体３、発泡体６から、発泡体あるいは発泡ローラとした場合に発泡剤による架橋阻害を低減することができ、さらには、実用するに充分速い加硫速度とすることができる。
（硫黄：チオウレア類）＝（５：１）〜（１：８）の重量比で配合することが好ましい。
（硫黄：トリアジン誘導体）＝（３：１）〜（１：２）の重量比で配合することが好ましい。
【００４３】
なお、本発明の導電性エラストマー組成物には、電気抵抗値の環境依存性を改善する等の目的で、カーボンブラックや導電性亜鉛等の電子導電性導電剤を、イオン導電性を完全に損なわない範囲で配合してもよい。
【００４４】
連続加硫する場合には、チオウレア系や、硫黄及びチオウレア類の併用、または硫黄及びトリアジン誘導体の併用が、適当に短いスコーチタイムを有するので、適している。
【００４５】
本発明の導電性エラストマー組成物は、加硫ゴムとして用いる以外にも、動的架橋等により熱可塑性エラストマー組成物とすることもできる。この場合、マトリックス樹脂としては、ポリアミド系熱可塑性エラストマー或いは熱可塑性ポリウレタン等が好適に用いられる。
【００４６】
上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩から生じる陽イオンの一部をシングルイオン化し、導電性の安定や、少量添加時の導電性向上を図ることができる。０．５％以上がシングルイオン化されていると、より好ましい。これにより、さらに安定した導電化、及び、より少量の金属塩の添加でより低い電気抵抗値を得ることが出来るさらに好ましくは、１％以上２０％以下シングルイオン化されているのが良い。
なお、シングルイオン化とは、イオン吸着剤により、上記塩が解離して生じる陽イオンまたは陰イオンのうちの一方を吸着して、他方のイオンが単独で系中を比較的自由に動けるようにすることを指す。
【００４７】
加硫速度を速くするためには、硫黄加硫系、あるいは、硫黄及びチオウレア類を併用した加硫系、あるいは硫黄及びトリアジン誘導体を併用した加硫系が好ましい。また、さらにハイドロタルサイトを用いると低汚染性の点からより好ましい。加硫も通常の方法によって行うことができ、たとえば水蒸気加圧下の加硫缶中で加硫しても良く、必要に応じて二次加硫を行っても良い。また、可能な配合については、連続加硫による方法を行っても良い。
【００４８】
また、ハロゲンを含むポリマー１００重量部に対して、ハイドロタルサイトを１重量部以上１５重量部以下、より好ましくは２重量部以上１０重量部以下の割合で配合しているのが良い。このように、受酸剤としてハイドロタルサイトを配合すると、エピハロヒドリンゴム等のハロゲンを含むポリマーの加硫時に発生するハロゲンに起因するイオンが、ハイドロタルサイトによって捕捉されるため加硫阻害や感光体汚染を防止することができる。また分散性にも優れるので、混練状態や加工等による物性への影響が少ないため好ましい。
【００４９】
本発明は、上記導電性エラストマー組成物を用いてなる導電性ローラおよび導電性ベルトからなる導電部材を提供している。
本発明の導電性エラストマー組成物は低い体積抵抗率を有し、かつ圧縮永久ひずみが小さく、低硬度である点で優れているので、これを用いた導電性ローラにおいては、電気抵抗値が低いため、カラー用の転写ローラや帯電ローラ、トナー供給ローラや現像ローラ、転写ベルト等、低い電気抵抗値が要求される場合に、好適に用いられる。
また、本発明の導電性エラストマー組成物は、帯電性を付与するエラストマーを含んだ２種以上のエラストマー成分を用いて形成することもできるので、感光体を帯電させる帯電ローラやトナーを帯電させ感光体の潜像にトナーを搬送する現像ローラ等に特に好適に用いられる。
よって、所望の性能をもつ導電性ローラおよび導電性ベルトを極めて高い自由度で設計できる。
【００５０】
上記導電性ローラは、常法により作製でき、例えば、上記導電性エラストマー組成物（混練物）を単軸押出機でチューブ状に予備成形し、この予備成形品を１６０℃、１５〜７０分加硫したのち、芯金を挿入・接着し表面を研磨した後、所要寸法にカットしてローラとする等の従来公知の種々の方法を用いることができる。加硫時間は、加硫試験用レオメータ（例：キュラストメータ）により最適加硫時間を求めて決めるとよい。また、加硫温度は必要に応じて上記温度に上下して定めてもよい。なお、感光体汚染と圧縮永久ひずみを低減させるため、なるべく十分な加硫量を得られる様に条件を設定することが好ましい。
なお、本発明における低い電気抵抗値を得ることを目的とした導電性エラストマーを用いる場合、印加電圧１００Ｖにおけるローラ抵抗値が１０3.5［Ω］以上１０5.5［Ω］以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０4.0［Ω］以上１０5.0［Ω］以下である。  また、発泡剤等を配合して、導電性発泡ロールを形成してもよいし、表層にコーティング剤をコーティングしたり、チューブをチュービングして使用してもよい。
【００５１】
また、上記導電性ベルトは、上記導電性エラストマー組成物（混練物）を、押出成形機によりベルト状に押し出して成形した後、１６０℃、１５〜７０分加硫を行って、ベルト本体を作製する等の従来公知の種々の方法を用いることができる。加硫温度は必要に応じて上記温度に上下して定めてもよい。
【００５２】
また、本発明の帯電性等を考慮した現像ローラや帯電ローラなどの導電性ローラは、印加電圧１００Ｖにおけるローラ抵抗値が１０5.0Ω以上１０7.0Ω以下であることが好ましく、さらに１０5.0Ω以上１０6.5Ω以下であることがより好ましい。上記範囲としているのは、１０5.0Ωより小さいと、電流が流れすぎ、画像不良が発生しやすいためであり、また、感光体への放電の可能性が生じるからである。一方、１０7.0Ωより大きいと、トナー供給等の効率が低下し実用に適しにくいからである。かつ、トナーが感光体に移行する際に、現像ローラの電圧降下が起こり、以後、現像ローラから感光体へ確実にトナーを搬送できなくなって、画像不良が生じることによる。
【００５３】
上記のように、本発明の導電性ローラは、１００Ｈｚの電圧印加時の誘電正接を約０．１〜１．５とするのが好ましい。導電性ローラの電気特性において誘電正接とは、電流の流し易さ（導電率）とコンデンサー成分（静電容量）の影響度を示す指標であり、交流電流を印加した際の位相遅れを示すパラメータでもあり、電圧をかけた時のコンデンサー成分割合の大きさを示している。即ち、誘電正接は導電性ローラの場合、トナーが量規制ブレードにより高圧で現像ローラに接触した際に生成される帯電量と、感光体へ搬送されるまでにローラ上に逃げる帯電量との関係に影響を及ぼし、感光体接触直前のトナーの帯電量を示す指標となる。誘電正接が大きいと電気（電荷）を通しやすく分極は進みにくいが、逆に誘電正接が小さいと電気（電荷）を通しにくく分極が進むことになる。
よって、導電性ローラの場合、誘電正接が小さい方がローラのコンデンサー的特性が高く、摩擦帯電で生じたトナーの帯電をローラから逃すことなく維持できる。すなわち、トナーに帯電性を付加でき、付加した帯電性を維持することができる。かかる効果を得るためには誘電正接は１．５以下としている。より好ましくは、０．１以上１．０以下である。
また、充填剤の量が多くなり硬くなるのを避けるため、または過度な酸化膜の形成により表面が劣化するのを避けるために、誘電正接は約０．１以上としている。
【００５４】
上記導電性エラストマー組成物を用いて形成されてなる導電性ローラ、導電性ベルトからなる導電性部材は、その表面粗さＲｚを１μｍ以上８μｍ以下、表面の摩擦係数を０．１〜１．５とするのが好ましい。
【００５５】
表面粗さＲｚを１μｍ以上８μｍ以下としているのは、８μｍ以下と小さくすると、導電性ローラおよび導電性ベルトの表面にはトナーの粒径より小さな凹凸が存在するにすぎず、均一なトナーの搬送ができるだけでなくトナーの流動性がよくなり、結果としてトナーに帯電性を与える効率がきわめて高くなるからである。また、表面粗さＲｚが８μｍを超えると粒径が約１０μｍのトナーがトナー離れしにくく耐久使用するとトナーが付着する場合があるからである。一方、１μｍよりも小さいと十分にトナーを搬送する力がなく印刷ドットが安定しないからである。好ましくは、２μｍ以上５μｍ以下である。
なお、表面粗さＲｚはＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して測定している。
【００５６】
また、表面の摩擦係数については０．１〜１．５が好ましい。１．５を超えるとトナーが受けるトナー供給ローラや量規制ブレードと現像ローラとの間でせん断力などのストレスを軽減することができなくなるからである。また、トナー離れが悪く、耐久使用時にトナーの劣化を引き起こすからである。一方、０．１より小さいとトナーが滑り十分なトナーを搬送することができなくなるからである。また、トナーの搬送量が不十分なため印刷濃度が低くなるからである。
【００５７】
上記導電部材の表層は酸化膜とするのが好ましい。該酸化膜はＣ＝Ｏ基またはＣ−Ｏ基等を有する酸化膜が好ましい。該酸化膜を有することにより、トナーを十分に帯電させると共に酸化膜が誘電層となりトナーの電荷の逃げを防止でき、摩擦係数の低減および誘電正接の調整に有効となる。
【００５８】
上記酸化膜は、紫外線照射あるいは／およびオゾン照射により形成されてなることが好ましい。中でも紫外線照射により酸化膜を形成することが処理時間も早く、コストが低いことから好ましい。上記酸化膜を形成するための処理は公知の方法に従って行うことができる。例えば、紫外線照射を行う場合には表層と紫外線ランプとの距離やゴムの種類等により異なるが、波長が約１００ｎｍ〜４００ｎｍ、より好ましくは約１００ｎｍ〜２００ｎｍの紫外線を３０秒〜３０分、好ましくは１分〜１０分程度照射するのがよい。なお、紫外線の強度や照射条件（時間、槽内温度、距離）は本発明における誘電正接、摩擦係数とする範囲内で選定することが好ましい。
【００５９】
さらに、本発明は、本発明の導電性エラストマー組成物を用いて形成された導電性ローラ、導電性ベルト等の導電性部材を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供している。
【００６０】
導電性ローラとしては、具体的には、感光ドラムを一様に帯電させるための帯電ローラ、トナーを帯電させ感光体に搬送させるための現像ローラ、トナー像を感光体から用紙または中間転写ベルト等に転写するための転写ローラ、トナーを搬送させるためのトナー供給ローラ等が挙げられ、導電性ベルトとしては、転写ベルト、中間転写ベルト、定着ベルト等が挙げられる。このような導電性部材の表面を被帯電体と接触させることにより、帯電又は放電が行われており、該導電性部材を備えたプリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置は、電気特性が良好であるため、消費電力が小さく、良好で均質な画像を長期に渡って得ることができる。
【発明の効果】
【００６１】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、電気抵抗のばらつきが少なく安定した電気抵抗が得られるイオン導電性エラストマー成分に対して、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を配合しているため、圧縮永久歪みや硬度等の物性を確保したまま、非常に大きな導電度を得ることができる。よって、イオン導電性であるにもかかわらず、体積固有抵抗値が非常に低く、また圧縮永久ひずみが小さい上に、ローラやベルトとしての硬度も適切な導電性エラストマー組成物を得ることができる。
【００６２】
また、イオン導電性エラストマーとして、 所要の共重合比率のエピハロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテルのみを用いた場合、 および、エピハロヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテルからなる導電性エラストマーとクロロプレン等の上記導電性エラストマーよりも導電率の低い導電性エラストマーあるいは／および非導電性エラストマーをブレンドしたイオン導電性エラストマーを用いたいずれの場合も、フルオロ基、 スルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を所要割合で配合しているため、所要の低い体積抵抗値となる導電性エラストマー組成物を得ることができる。
【００６３】
このように、本発明の導電性エラストマー組成物は、従来の導電性エラストマー組成物では実現できなかった実用性のある低抵抗の組成物となるため、 種々の用途に用いることができる。具体的には、帯電、現像、トナー供給等のローラやベルトにおいて、消費電力を低減しながらも、ばらつきの少ない良好な画像を得ることができ、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ベルトや転写ローラでもカラー複写機またはカラープリンター用等、比較的低抵抗を要求されるようなプロセスでも、導電性ローラ及び導電性ベルトとして好適に使用することができる。さらには、導電性ローラあるいは／及び導電性ベルトを用いることにより、消費電力が小さく、しかも良好で均質な画像が長期に渡って安定して得られる複写機、プリンター、ファクシミリ等の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】
【００６４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
本発明の導電性エラストマー組成物は、イオン導電性エラストマー成分としてエピハロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの共重合比率が４５〜１０モル％／５５〜８０モル％／０〜１０モル％であるエピハロヒドリンゴムとして、エピクロルヒドリン（以下ＥＰと称す）／エチレンオキサイド（以下ＥＯと称す）／アリルグリシジルエーテル（以下ＡＧＥと称す）の共重合比率が２３モル％／７３モル％／４モル％であるエピクロルヒドリンゴムを用いている。
該エピクロルヒドリンゴム１００重量部に、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩としてリチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを２重量部配合している。
【００６５】
上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩は、基材となるエラストマー成分を上記エピクロルヒドリンゴムとしているため、特開２００２−２２６７１４号に記載されている分子量が１万以下の低分子量ポリエーテル化合物や低分子量極性化合物からなる媒体を用いずに、基材中に均一に分散させている。
【００６６】
また、加硫剤、加硫促進剤、その他必要に応じて各種配合剤（無機充填剤、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、ステアリン酸）を配合した後、オープンロール、密閉式混練機等の公知のゴム混練装置を用いて溶融混練し、加硫して導電性エラストマー組成物を設けている。
【００６７】
上記フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩は、各種配合剤やエラストマー成分が混練により全て均一に混ざった段階で、添加して混練し均一分散させても良い。あるいはエピクロルヒドリンゴム等のポリマー成分に予め練りこんだマスターバッチを作製し、それを用いて目的とする配合ゴムを得ても良い。
特に、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩の添加量が１重量部未満と少ない場合、この塩が１重量％以上４０重量％以下含有させたマスターバッチを用いると目的濃度からのずれを妨げることができるため好ましい。
【００６８】
作成された導電性エラストマー組成物は、印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率が１０の６．６乗[Ω・ｃｍ]、ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久歪みの大きさが２９％、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータで測定した硬度が７０度である。
これにより、体積固有抵抗値を低く維持しながら、圧縮永久ひずみの低減を図り、ローラやベルト等としての硬度も適切なものとすることができる。
【００６９】
上記導電性エラストマー組成物から図１に示す導電性ローラからなる導電性ローラ１を形成している。該導電性ローラ１は、略円筒形状で、その内周に軸芯（芯金）２が挿入されている。
上記導電性ローラ１は、溶融混練した混練物を混練機からリボン取りしたエラストマー組成物を押出機に投入し、中空チューブ状に押し出し、このチューブを適切な長さにカットしている。カットされたチューブを所要温度で所要時間加硫することにより加硫ゴムチューブを得ている。このゴムチューブに芯金を挿入し表面を研磨して導電性ローラ１としている。
【００７０】
なお、本実施形態では、導電性ローラを帯電ローラとしているが、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等とすることもできる。また、種々の発泡剤を配合して発泡ローラ等としてもよい。
【００７１】
また、図２に示すように、導電性エラストマー組成物より転写ベルト等の導電性ベルト３を作製している。導電性ベルト３は、２個以上のプーリー４によって張架状態とされ、回転移動する導電性ベルト３の上側の直線状部分５に紙等のシート材６やトナー像を担持して搬送するものであり、また場合によってはトナー等を感光体から紙へ転写したりするものである。
【００７２】
本発明の導電性ローラや導電性ベルト等の導電性部材が用いられる画像形成装置として、転写ローラ、帯電ローラ、感光体、中間転写ベルト、定着ローラ、トナー、鏡、クリーニングブレード等を備えた構造を有するカラー用プリンター、転写ローラ、現像ローラを用いたモノクロ（白黒）プリンター等が挙げられる。その他、複写機、プリンター、ファクシミリ等の各種画像形成装置として用いることができる。
【００７３】
以下、本発明の実施例、比較例について詳述する。
実施例１〜１１および比較例１〜６について、下記の表１及び表２に記載の配合からなる材料（配合薬品）を混練りし、本実施例及び比較例の導電性エラストマー組成物からソリッドの導電性ローラを作製した。
また、表１及び表２に記載の配合からなる材料（配合薬品）を混練した混練機からリボン取りしたエラストマー組成物をローラヘッド押し出し機により押し出して、シート状に成形し、それを金型に仕込んで、１６０℃で最適時間プレス加硫して、各実施例及び各比較例の物性評価用のスラブシート、圧縮永久ひずみ測定や硬度測定に用いる試験片を作製した。
【００７４】
【表１】
2004176056.tif 000005
【００７５】
【表２】
2004176056.tif 000006
【００７６】
各表中の上段（加硫促進剤まで）の数値は重量部である。また、略語ＥＰはエピクロルヒドリン、ＥＯはエチレンオキサイド、ＡＧＥはアリルグリシジルエーテル、ＰＯはプロピレンオキサイドを表す。Ｍｎは数平均分子量、Ｍｗは重量平均分子量を示す。また、各表中、加硫促進剤１はジベンゾチアジルジスルフィド、加硫促進剤２はテトラメチルチウラムモノスルフィド、加硫促進剤３はジ−オルト−トリルグアニジン、加硫剤２はエチレンチオウレア、加硫剤３は２−ジ−ｎ−ブチルアミノ−４、６−ジメルカプト−ｓ−トリアジンとした。
上記エピクロルヒドリンゴム１は特開２０００−６３６５６号に記載の方法により重合して得られた試作品を用いた。
【００７７】
また、表２中、非塩素系アンモニウム塩は図３に記載する構造のグルコン酸の第４級アンモニウム塩、過塩素酸第４級アンモニウム塩は図４に記載の第４級アンモニウム塩である。高性能イオン導電性添加剤は、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドをアジピン酸ジブトキシエトキシエチルに２０重量％溶解したものとした。なお、表中のリチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）は、特開２００１−２８８１９３号等に記載の従来公知の方法により合成されたものを用いた。
【００７８】
詳細には、表１及び表２に記載の配合からなる材料（配合薬品）を混練した混練機からリボン取りしたエラストマー組成物をφ６０ｍｍの押出機に投入し、中空チューブ状に押し出した。この生ゴムチューブを適切な長さにカットした後、１６０℃、１５〜７０分加硫することにより加硫ゴムチューブを得た。
リコー製複写機ＩＭＡＧＩＯ  ＭＦ２７３０に搭載されている帯電ローラのシャフトと同一形状である円筒形状のシャフトを用意し、これにホットメルト接着剤を塗布した後、先に得られた加硫ゴムチューブに挿入し、加熱し、接着した後、表面を研磨して目標寸法に仕上げ、実施例及び比較例の導電性ゴムローラを作製した。これらローラの寸法は、外径１４ｍｍφ、内径（シャフト径）８ｍｍφ、軸方向のゴム長さ３１７ｍｍとし、上記リコー製複写機ＩＭＡＧＩＯ  ＭＦ２７３０に搭載されている帯電ローラと同一寸法とした。
【００７９】
（実施例１〜実施例１１）
表１に示すように、実施例１〜１０は、共重合比率が本発明の範囲内の比率であるＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体（ＥＰ：ＥＯ：ＡＧＥ＝２３：７３：４）を用い、実施例１１はＥＰ−ＥＯ二元共重合体（ＥＰ：ＥＯ＝３９：６１）を用いた。
実施例１〜４、９〜１１はフルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩として、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを用いた。実施例５〜７はトリフルオロメタンスルホン酸リチウムを用いた。実施例８はリチウム−トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メタン）を用いた。
配合比は表１に示す通りとし、導電性エラストマー組成物を得た。
【００８０】
（比較例１〜比較例６）
表２に示すように、比較例１、３、４、５は実施例１と同じ共重合比率のＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体を用いた。比較例２はＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体（ＥＰ：ＥＯ：ＡＧＥ＝６３：３４．５：２．５）を用い、比較例６はＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体（ＥＯ：ＰＯ：ＡＧＥ＝９０：４：６）を用いた。
比較例２、６はフルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩であるリチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを配合した。
比較例３は非塩素系第４級アンモニウム塩、比較例４は過塩素酸第４級アンモニウム塩、比較例５は高性能イオン導電性添加剤を配合した。
比較例１はイオン導電性添加剤を配合しなかった。  
配合比は表２に示す通りとし、導電性エラストマー組成物を得た。
【００８１】
上記実施例及び比較例の導電性エラストマー組成物について、下記の特性測定を行った。その結果を表１及び表２の下段に示す。
【００８２】
（硬度の測定）
上記圧縮永久歪み測定用試験片について、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に記載のタイプＥデュロメータを用いて、１０００ｇの荷重をかけたもとでの硬度を測定した（デュロメータＥ硬度）。
【００８３】
（体積抵抗率の測定）
上記１３０×１３０×２ｍｍのスラブシートに対して、アドバンテストコーポレーション社製の超高抵抗微小電流計Ｒ−８３４０Ａを用いて、２３℃相対湿度５５％の恒温恒湿条件下で測定した。測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率（体積固有抵抗）の測定方法に従い、また測定時の印加電圧は１００Ｖとした。
表１、２中にその常用対数値ｌｏｇ10Ｒ［Ω・ｃｍ］を表示する。
【００８４】
（圧縮永久ひずみの測定）
上記の様に作製した圧縮永久歪み測定用試験片について、ＪＩＳＫ６２６２に記載の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの永久ひずみ試験方法」の規定に従い、測定温度７０℃、測定時間２４時間で測定した。圧縮率は２５％とした。
発泡体にする場合は発泡倍率や発泡形態によって幾分の差は生じるが、このソリッド試験片の圧縮永久歪みで３０％以上の場合は、ローラになったときの寸法変化が大きくなりすぎて実用に適さなくなる可能性が高い。
【００８５】
（感光体汚染試験）
ヒューレットパッカード社製のＬａｓｅｒ  Ｊｅｔ４０５０型レーザービームプリンターのカートリッジ（カートリッジタイプＣ４１２７Ｘ）にセットされている感光体に、実施例、比較例の各スラブシートを押し付けた状態で、３２．５℃、相対湿度９０％の条件下で２週間保管する。その後、感光体からスラブシートを除去し、当該感光体を用いて、上記プリンターにてハーフトーンの印刷を行い、印刷物を肉眼で観察して、印刷物の汚れの有無を以下の基準で判断した。
○：印刷物を目で見る限り、汚染なし
△：軽度の汚染（５枚の刷り込みにより、目で見て判らない程度にまでとれる使用上問題ない汚染）
×：重度の汚染（５枚以上刷り込んでも、印刷物を目で見て以上が判る汚染）
【００８６】
（耐水性調査）
実施例、比較例の１３０ｍｍ×１３０ｍｍ×２ｍｍのスラブシートに対してＪＩＳ  Ｋ６２５８に従い４０±１℃、２２±０．２５時間で蒸留水に浸漬した時の体積変化率を測定し、その値をもとに、下記の基準で耐水性を判定した。
体積変化率が５０％未満を「○」（耐水性に問題なし）、５０％以上を「×」（耐水性に問題あり）とした。
【００８７】
上記実施例および比較例のローラについて、ローラ抵抗値を測定した。
（ローラ抵抗値の測定）
ローラ抵抗値Ｒは、図５に示す様に、芯金１２を通した導電性ローラ１１をφ３０ｍｍのアルミドラム１３上に当接搭載し、電源１４の＋側に接続した内部抵抗ｒ（１００Ω）の導線の先端をアルミドラム１３の一端面に接続すると共に電源１４の−側に接続した導線の先端を導電性ローラ１１の他端面に接続して測定した。この装置において、印加電圧をＥとすると、ローラ抵抗Ｒは、Ｒ＝ｒ×Ｅ／（Ｖ−ｒ）となるが、今回−ｒの項は微小とみなし、Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖとした。芯金２の両端に５００ｇづつの荷重Ｆをかけ、３０ｒｐｍで回転させた状態で、印加電圧Ｅを１００Ｖとしたときの検出電圧Ｖを４秒間で１００個測定し、上式よりＲを算出した。算出した１００個のＲ値の平均値をローラ抵抗とした。表１及び表２中にその常用対数値ｌｏｇ10Ｒ［Ω］を表示する。
【００８８】
（コスト）
実施例、比較例の単位体積当たりの原材料コストを算出し、実施例４の価格を△（可）とし、この実施例４の価格よりも１割以上高いものを×（不適）、１割以上安いものを○（良)として表１及び表２中に示した。また実施例４の価格に近いもの、すなわち実施例４の価格の上下１割以内の価格は△（可）としている。
【００８９】
表１から分かるように、実施例１の導電性エラストマー組成物は、共重合比率が本発明の範囲であるＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体１００重量部に対して、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを２重量部配合し、加硫系として硫黄及びチアゾール系の促進剤とチウラム系の促進剤を用いているため、体積固有抵抗値が１０の６．６乗［Ω・ｃｍ］と低い上に、圧縮永久ひずみ、硬度も実用上適正な値であった。また、感光体汚染もなくコストの結果も○であり、ゴムローラとして優れた特性を有していることが確認できた。さらに、ＪＩＳ  Ｋ６２５８に従い４０℃±１℃、２２±０．２５時間で蒸留水に浸漬した時の体積変化率が３０％のため耐水性に関しても問題ないレベル（○）であった。
【００９０】
実施例２は、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを１１重量部配合している点のみが実施例１と異なる。体積固有抵抗値は１０の６．３乗［Ω・ｃｍ］と低く、圧縮永久ひずみ及び硬度も実用上適正な値であった。感光体汚染もなく、コスト評価は△であるものの、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。また、実施例１同様、耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９１】
実施例３は、加硫剤の加硫促進剤として、チオウレア類及びグアニジン系促進剤を用いている点のみが実施例１と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．４乗［Ω・ｃｍ］と低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であった。感光体汚染もなくコストの結果も○であり、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９２】
実施例４は、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを１１重量部配合している点のみが実施例３と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．２乗［Ω・ｃｍ］と非常に低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であり、感光体汚染もなく、コスト評価は△であるものの、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９３】
実施例５は、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドに代えて、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを１１重量部配合している点のみが実施例２と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．７乗［Ω・ｃｍ］と低く、圧縮永久ひずみ及び硬度も実用上適正な値であり、さらには感光体汚染もなくコストの結果も○であり、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９４】
実施例６は、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドに代えて、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを１１重量部配合している点のみが実施例４と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．５乗［Ω・ｃｍ］と低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であり、さらには感光体汚染もなくコストの結果も○であり、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９５】
実施例７は、陰イオン吸着剤を配合している点のみが実施例６と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．２乗［Ω・ｃｍ］と非常に低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であり、感光体汚染もなく、コストの結果も○であり、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９６】
実施例８は、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドに代えて、リチウム−トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メタンを２重量部配合している点のみが実施例１と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．２乗［Ω・ｃｍ］と非常に低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であり、さらには感光体汚染もなくコストは△であるものの、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９７】
実施例９は、加硫剤として硫黄とチオウレア類を併用し、加硫促進剤もチアゾール系及びチウラム系のものとグアニジン系のものを併用している点のみが実施例１、実施例３と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．７乗［Ω・ｃｍ］と低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であり、さらには感光体汚染もなくコスト評価も○であり、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９８】
実施例１０は、加硫剤として硫黄とトリアジン誘導体を併用し、それに応じてチアゾール系とチウラム系の加硫促進剤の配合比率を変えている点のみが実施例１と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．６乗［Ω・ｃｍ］と低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であり、さらには感光体汚染もなくコスト評価も○であり、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【００９９】
実施例１１は、実施例１〜１０で用いているＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体の代わりに、共重合比が上記好ましい範囲内であるＥＰ−ＥＯ二元共重合体（ＥＰ：ＥＯ＝３９：６１）１００重量部を用いている点のみが実施例３と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．７乗［Ω・ｃｍ］と低く、圧縮永久ひずみが小さくて非常に優れている上に硬度も実用上適正な値であり、さらには感光体汚染もなくコスト評価も○であり、導電性ローラとして優れた特性を有していることが確認できた。耐水性に関しても問題のないレベルであった。
【０１００】
以上の様に、実施例１〜１１は全て、印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率が１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]以下であり、また、ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久歪みの大きさが３０％以下であり、デュロメータＥ硬度が７５度以下で、さらには感光体汚染も全くなく、コストも○又は△であり、非常に優れていた。
【０１０１】
また、実施例７に示される様に、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムに陰イオン吸着剤を配合することにより、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム単独の場合よりもさらに体積抵抗率を下げることができ、高価なリチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを多く用いる場合と、同様の体積抵抗率減少効果が得られるので、コスト的により有利であった。
【０１０２】
一方、表２に示すように、比較例１はフルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を配合していない点のみが実施例１、２、５、８と異なる配合であるが、体積固有抵抗値が１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]よりも大きく、また圧縮永久ひずみも３０％より大きく、不適であり、実用に適さなかった。
【０１０３】
比較例２は、ＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体の共重合比率が本発明の範囲外である点のみが実施例２と異なる。リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを１１重量部配合しても、体積固有抵抗値が１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]よりも大きく、コストの評価も△であった。また圧縮永久ひずみも非常に大きかった。
【０１０４】
比較例３は、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩に代えて、非塩素系アンモニウム塩を配合した点のみが実施例１、２、５、８と異なり、体積固有抵抗値が１０の６．９乗[Ω・ｃｍ]よりも大きく、また圧縮永久ひずみもかなり大きかった。
【０１０５】
比較例４は、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩に代えて、過塩素酸アンモニウム塩を配合した点のみが実施例１、２、５、８と異なり、圧縮永久ひずみが非常に大きく、実用に適さなかった。
【０１０６】
比較例５は、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を直接添加ではなく低分子量化合物の媒体に分散させた高性能イオン導電性添加剤の形で配合した点で実施例１、２、５、８と異なる。圧縮永久ひずみが大きく、不適であった。また、感光体汚染も×であり、導電性ローラや導電性ベルトとしては実用に適さなかった。
【０１０７】
比較例６は、ＥＯ―ＰＯ―ＡＧＥ三元共重合体の比率がＥＯ：ＰＯ：ＡＧＥ＝９０：４：６である点のみが実施例１と異なる。体積固有抵抗値が１０の６．７乗[Ω・ｃｍ]と適正な値であったが、硬度が高すぎる上に、感光体汚染を起こして不適であった。また、耐水性にも問題があった。
【０１０８】
また、上記実施例に発泡剤を配合して、下記の表３に示す導電性エラストマー組成物からなる発泡体１〜６を作成した。
発泡体１〜６は基材として前記実施例１と同じＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体を用い、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩（リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）を２重量部、発泡剤を７．５重量部、その他の表３に記載の配合剤を混合し、実施例１と同様に混練して導電性発泡体用エラストマー組成物を得た。  発泡剤として４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）を用いた。
【０１０９】
【表３】
2004176056.tif 000007
【０１１０】
発泡体１は実施例１の配合成分に化学発泡剤を加え、加硫剤として硫黄（加硫剤１）を用いた。
発泡体２は実施例９の配合成分に化学発泡剤を加え、加硫剤として硫黄（加硫剤１）とチオウレア類（加硫剤２）を用いた。
発泡体３は発泡体２と同様で、実施例１３より硫黄およチオウレア類を減少した。
発泡体４は実施例３の配合成分に化学発泡剤を加え、加硫剤としてチオウレア類のみを用いた。
発泡体５は実施例１０の配合成分に化学発泡剤を加え、加硫剤としてトリアジン誘導体（加硫剤３）のみを用いた。
発泡体６は実施例１０の配合成分に化学発泡剤を加え、加硫剤として硫黄とトリアジン誘導体を用いた。
【０１１１】
発泡体１〜６について、未加硫の状態で最適量サンプリングした後、日合商事株式会社製キュラストメータＶ型ＶＤＲでＪＩＳ規格の「振動式加硫試験機による加硫試験」の「ダイ加硫試験Ａ法」に従い、ゴム試験片に破壊しない程度の低振幅（本発明では１°）の正弦波振動を与え、試験片から上ダイスに伝わるトルクを測定し、図６に示す加硫曲線を得た。なお、温度は１６０℃とした。
【０１１２】
上記図６より、加硫剤として、発泡体２、３の硫黄とチオウレア類を用いた場合、発泡体６の硫黄とトリアジン誘導体を用いた場合は、発泡体１の硫黄のみ、発泡体４のチオウレア類のみを用いた場合、発泡体５のトリアジン誘導体のみを用いた場合と比較して、架橋密度が著しく上昇すると共に、加硫速度が大きく改善されることが確認できた。
【０１１３】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、電気抵抗のばらつきが少なく安定した電気抵抗が得られるイオン導電性エラストマー成分に対して、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を配合しているため、圧縮永久歪みや硬度等の物性を確保したまま、非常に大きな導電度を得ることができる。よって、イオン導電性であるにもかかわらず、体積抵抗率が非常に低く、また圧縮永久歪みが小さい上に、ローラやベルトとしての硬度も適切な導電性エラストマー組成物を得ることができる。
【０１１４】
また、エピハロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの共重合比率と共に、フルオロ基（Ｆ−）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩の配合割合を規定しているため、より低い電気抵抗値を適切なコストで実現できると共に、常温常湿下での使用にも好適なものとすることができる。
【０１１５】
従って、従来の導電性エラストマー組成物では実現できなかった実用性のある低抵抗の組成物として種々の用途に用いることができる。具体的には、帯電、現像、トナー供給等のローラやベルトにおいて、消費電力を低減しながらも、ばらつきの少ない良好な画像を得ることができ、カラー複写機用またはカラープリンター用等の帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ベルト、転写ローラのような比較的低抵抗を要求されるプロセスでも、導電性ローラ及び導電性ベルトとして好適に使用することができる。さらには、上記導電性ローラあるいは／及び導電性ベルトを用いることにより、消費電力が小さく、しかも良好で均質な画像が長期に渡って安定して得られる複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置を提供することができる。
【０１１６】
次に、実施例１２、１３および比較例７、８について詳述する。
実施例１２、１３および比較例７、８は、下記の表４に記載の配合からなる材料（配合薬品）を混練りし、本実施例および比較例の導電性エラストマー組成物からなるソリッドの導電性ローラを作製した。
【０１１７】
【表４】
2004176056.tif 000008
【０１１８】
表４中の数値、略語等については上述の表１〜表３と同様である。実施例１２、１３および比較例７、８の導電性ゴムローラ、物性評価用のスラブシート、および試験片の作製についても上述した実施例１〜１１、比較例１〜６と同様である。
【０１１９】
（実施例１２、１３）
共重合比率が本発明の範囲内であるＥＰ−ＥＯ二元共重合体（ＥＰ：ＥＯ＝３９：６１）と、実施例１２ではＮＢＲ実施例１２、実施例１３ではＣＲの極性ゴムとをブレンドしてなるブレンドゴム１００重量部に対して、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩（リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）を１重量部配合し、その他の表４に記載の配合剤を、表４に示す各配合比にて混合し、導電性エラストマー組成物を得た。
【０１２０】
（比較例７、８）
比較例７は、共重合比率が本発明の範囲外の比率であるＥＰ−ＥＯ二元共重合体（ＥＰ：ＥＯ＝３９：６１）と、極性ゴムであるＮＢＲとをブレンドしてなるブレンドゴム１００重量部に対して、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を配合せず、その他の表４に記載の配合剤を、表４に示す各配合比にて混合し、導電性エラストマー組成物を得た。
比較例８は、共重合比率が本発明の範囲外の比率であるＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体（ＥＰ：ＥＯ：ＡＧＥ＝６３：３４．５：２．５）１００重量部に対して、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を配合せず、その他の表４に記載の配合剤を、表４に示す各配合比にて混合し、導電性エラストマー組成物を得た。
【０１２１】
上記のように作製した実施例１２、１３および比較例７、８の導電性エラストマー組成物について、上述した方法で特性測定を行った。その結果を上記表４の下段に示す。
【０１２２】
表４から分かるように、実施例１２は、共重合比率が本発明の範囲内の比率であるＥＰ−ＥＯ二元共重合体（ＥＰ：ＥＯ＝３９：６１）４０重量部と、極性ゴムであるＮＢＲ６０重量部とをブレンドしてなるブレンドゴム１００重量部に対して、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩（リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）を１重量部配合し、加硫系として硫黄及びチアゾール系の促進剤とチウラム系の促進剤を用いているため、体積固有抵抗値が１０の８．０乗［Ω・ｃｍ］と低い上に、圧縮永久ひずみ、硬度も実用上適正な値であり、さらに感光体汚染もなく、ゴムローラとして優れた特性を有していることが確認できた。さらには、耐水性に関しても問題のないレベル（○）であった。
【０１２３】
実施例１３は、共重合比率が本発明の範囲内の比率であるＥＰ−ＥＯ二元共重合体（ＥＰ：ＥＯ＝３９：６１）５０重量部と、極性ゴムであるＣＲ５０重量部とをブレンドしてなるブレンドゴム１００重量部に対してフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩（リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）を１重量部配合し、体積固有抵抗値が１０の６．９乗［Ω・ｃｍ］と低い上に、圧縮永久ひずみ、硬度も実用上適正な値であり、さらに感光体汚染もなく、ゴムローラとして優れた特性を有していることが確認できた。さらには、耐水性に関しても問題のないレベル（○）であった。
【０１２４】
以上の様に、実施例１２、１３は、印加電圧１００Ｖのもとで測定したＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の体積抵抗率が１０の８．９乗［Ω・ｃｍ］以下であり、また、ＪＩＳ  Ｋ６２６２に記載の「加硫ゴムの永久ひずみ試験方法」で測定温度７０℃測定時間２４時間、圧縮率２５％で測定した圧縮永久ひずみの大きさが３０％以下であり、デュロメータＥ硬度が７５度以下で、さらには感光体汚染もなく、非常に優れていた。
【０１２５】
一方、表４に示すように、比較例７は、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を配合していない点のみが実施例１２と異なる配合であるが、体積固有抵抗値が１０の８．５乗［Ω・ｃｍ］よりも大きく、不適であり、実用に適さなかった。
比較例８は、共重合比率が本発明の範囲外の比率であるＥＰ−ＥＯ−ＡＧＥ三元共重合体（ＥＰ：ＥＯ：ＡＧＥ＝６３：３４．５：２．５）をエラストマー成分とし、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を配合していない点が実施例１２と異なる配合であるが、体積固有抵抗値が１０の８．５乗［Ω・ｃｍ］よりも大きく、不適であり、実用に適さなかった。
【０１２６】
さらに、実施例１４〜１６および比較例９〜１１について詳述する。
実施例１４〜１６および比較例９〜１１は、表５に記載の上述した実施例１２、１３、比較例７、３の表２、４に記載の配合材料にて上述した方法でローラを作製し、ローラの寸法は、後述のプリンターに装着できるように、外径２０ｍｍφ、内径（シャフト径）１０ｍｍφのものと、外径１６ｍｍφ、内径（シャフト径）１０ｍｍφの２形状に設定した。ただし、実施例１４、１５、比較例９、１０は、誘電正接を低減させる目的で無機充填１の軽質炭酸カルシウムから脂肪酸処理のハクエンカＣＣ（白石カルシウム（株）社製）に変更し、４０重量部配合した。実施例１６、比較例１１は、無機充填１の軽質炭酸カルシウムから弱電性カーボンブラック（旭カーボン（株）製「旭＃１５」）に変更してを５０重量部配合した。
【０１２７】
実施例１４〜１６および比較例９〜１１について、上記の様にローラとした後、１０ｍｍφのシャフトに装着して１６０℃のオーブン内で接着し、その後、端部を成形し、表５に記載の仕上げ研磨を施し、２０ｍｍφ（公差０．０５）で各々所定の表面粗さに仕上げて、現像ローラを製造した。各実施例および比較例のローラの表面粗さＲｚは表５に示す。なお、誘電正接は、実施例１４、１５、比較例９、１０は約１．５に、実施例１６、比較例１１は約１．１に調整した。ここでの誘電正接は１００Ｈｚでの測定結果である。
【０１２８】
【表５】
2004176056.tif 000009
【０１２９】
ローラ表面を水洗いした後、さらに実施例１４〜１６および比較例９〜１１について紫外線照射を行い表層に酸化層を形成した。これは紫外線照射機（セン特殊光源（株）製「ＰＬ２１−２００」）を用い、ローラと紫外線ランプ間の距離を１０ｃｍとして周方向９０度毎に紫外線（波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍ）を所定の時間（５分間）、照射することによって行い、ローラを４回回転させてローラ全周（３６０度）に酸化膜を形成させた。なお、紫外線照射した実施例１４、１５、比較例９、１０は誘電正接が約１．１に、実施例１６、比較例１１は約０．５となった。ここでの誘電正接は１００Ｈｚでの測定結果である。
【０１３０】
上記のように作製した実施例１４〜１６および比較例９〜１１の現像ローラについて下記の特性測定を行った。その結果を上記表５の下段に示す。なお、ローラ抵抗値は上述した方法と同様にして測定した。
【０１３１】
（誘電正接の測定）
図７に示すようにゴムローラ２１を載置している金属板２３とシャフト２２とを電極とし、ゴムローラ２１に１００Ｈｚ〜１００ｋＨｚの交流電圧を印加し、ＬＣＲメータ（安藤電気製「ＡＧ−４３１１Ｂ」）にてＲ（抵抗）成分とＣ（コンデンサー）成分を分離して測定した。このＲとＣの値から以下の式により誘電正接やインピーダンス、位相角度等を求めた。測定温度は２３℃〜２４℃（室温）で行った。
誘電正接（ｔａｎδ）＝Ｇ／（ωＣ）
Ｇ＝１／Ｒ
このように、誘電正接は１本のローラの電気特性をローラの抵抗成分とコンデンサー成分の２種の並列等価回路としてモデル化した際に、Ｇ／（ωＣ）として求まる値である。
【０１３２】
（表面粗さＲｚの測定）
表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（１９９４）にしたがって測定した。
【０１３３】
（摩擦係数の測定）
図８に示すように、デジタルフォースゲージ（（株）イマダ製「Ｍｏｄｅｌ  ＰＰＸ−２Ｔ」）３１と、摩擦片（市販のＯＨＰフィルム）３２と、２０ｇの重り３４と、導電性ゴムローラ３３とからなる図９に示す装置においてデジタルフォースゲージ３１で測定された数値をオイラーの式に代入し、摩擦係数を算出した。
【０１３４】
（印刷試験）
トナー離れ、トナー帯電の均一性、経時安定性（耐久性）を調査するため、市販のプリンターである非接触方式でマイナス帯電のトナーを用いているエプソン（株）製「ＬＰ２０００Ｃ」に実施例１４、１５および比較例９、１０の各ゴムローラを、接触方式であるプラス帯電トナーを用いているブラザー工業（株）製「ＨＬ１４４０」に実施例１６、比較例１１の各ゴムローラを装着して画像を確認することで性能評価を行った。
画像評価（初期画像）は、１００枚の２５％印字後のハーフトーン画像を印刷した際の濃淡ムラとした。また、印刷後に、感光体に直前部分のトナーを帯電量測定機（トレック社製Ｑ／ｍ  ｍｅｔｅｒ２（ＯＨＳ．２Ａ）によりトナーを吸引し、帯電量を測定すると共に、トナーの吸引重量を重量計で測定した。重量当たりの静電気量を帯電量（μＣ／ｇ）として算出した。なお、重量は０．１ｍｇの単位まで記録している。
耐久評価（３０００枚印刷）は、トナーボックスが空にならないように表示の半数である３０００枚印刷により、シール部の摩耗、および初期画像との差を比較してハーフトーンの安定性として評価した。
【０１３５】
実施例１４〜１６は、紫外線照射を行い表層に酸化層を形成し、表面粗さＲｚおよび摩擦係数を本発明の範囲内としたので、ローラ抵抗値および印刷試験においても良好であった。また、非接触方式のプリンターを用いた場合、ローラ抵抗値が１０の５乗を下回ると放電の可能性があるが、実施例１４、１５は適切なローラ抵抗値を有していたため、放電も生じなかった。
なお、本発明の導電性ローラを用いることにより、非接触式あるいは接触式を問わずどの種のプリンターについても適用できることがわかった。
【０１３６】
一方、比較例９は、ローラ抵抗値が高く、印刷試験においても良好でなかったため、総合評価が良くなかった。
比較例１０、１１は、表層に酸化層を形成して現像ローラとしては本発明の製造方法としたが、本発明の範囲内の配合でなかったため、印刷試験においてやや良好でなかったため、総合評価がやや劣った。
トナーの帯電量を向上できるクロロプレンゴム（ＣＲ）やアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のゴムがブレンドできなかったり、十分に電気抵抗値を下げることができないためである。
【０１３７】
上記結果から、イオン導電性エラストマーであるＥＰ―ＥＯ二元共重合体（ＥＰ：ＥＯ＝３９：６１）と、ＮＢＲ、ＣＲ等の極性ゴムとをブレンドしてなるブレンドゴムに対して、フルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩（リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）を配合してなる導電性エラストマー組成物を用いて形成された導電性ゴムローラは、現像ローラとして用いた場合にもゴムの体積抵抗率を１０の８．５乗［Ω・ｃｍ］以下まで低くできると共に、圧縮永久ひずみ、硬度、感光体汚染、印刷試験等において良好な特性をもつことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の導電性ローラの概略図である。
【図２】本発明の導電性ベルトの概略図である。
【図３】比較例で用いた非塩素酸第４級アンモニウム塩の構造を示す図である。
【図４】比較例で用いた過塩素酸第４級アンモニウム塩の構造を示す図である。
【図５】導電性ローラの電気抵抗値の測定装置を示す概略図である。
【図６】発泡体１〜６のキュラストメータによる加硫曲線を示す図である。
【図７】導電性ローラの誘電正接の測定方法を示す概略図である。
【図８】導電性ローラの摩擦係数の測定方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１  導電性ローラ
２  軸芯
３  導電性ベルト
４  プーリー
５  直線状部分
６  シート材
【図１】
2004176056.tif 000010
【図２】
2004176056.tif 000011
【図３】
2004176056.tif 000012
【図４】
2004176056.tif 000013
【図５】
2004176056.tif 000014
【図６】
2004176056.tif 000015
【図７】
2004176056.tif 000016
【図８】
2004176056.tif 000017