(57)【要約】【課題】体積抵抗率のバラツキを低減することが可能な半導電性ロールとその製造方法及び半導電性ロールを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】発泡層１とその発泡層１上に配設した半導電性の無発泡層２の少なくとも２層からなる半導電性ロールＸであり、無発泡層２が熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した、ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にした熱可塑性エラストマー組成物から構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡層と該発泡層上に配設した半導電性の無発泡層の少なくとも２層からなる半導電性ロールにおいて、前記無発泡層を熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した熱可塑性エラストマー組成物から構成し、かつ前記ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にした半導電性ロール。
【請求項２】
発泡層と該発泡層上に配設した半導電性の無発泡層の少なくとも２層からなる半導電性ロールを製造する半導電性ロールの製造方法において、前記無発泡層を成形する際に、熱可塑性樹脂と導電性充填剤を含有するゴム成分とを剪断速度４００〜３０００／ｓで溶融混練して熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した熱可塑性エラストマー組成物に成形し、該熱可塑性エラストマー組成物を押出機のダイから円筒状に押出成形する際に該ダイ内の滞留時間を７分以下にして押し出し、前記ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にした無発泡層を成形する半導電性ロールの製造方法。
【請求項３】
前記発泡層が熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した熱可塑性エラストマー組成物である請求項２に記載の半導電性ロールの製造方法。
【請求項４】
前記発泡層と前記無発泡層とを同時に押出成形する請求項３に記載の半導電性ロールの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の半導電性ロールを用いた画像形成装置。
【請求項６】
静電潜像を形成する像担持体の表面を帯電させる帯電ロールを有し、該帯電ロールを前記半導電性ロールから構成した請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体の表面に形成した静電潜像のトナー像を中間転写体の表面に転写する転写ロールを有し、該転写ロールを前記半導電性ロールから構成した請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
中間転写体の表面に転写したトナー像を記録媒体に転写する転写用ロールを有し、該転写用ロールを前記半導電性ロールから構成した請求項５，６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
静電潜像を形成する複数の像担持体の表面をそれぞれ帯電させる帯電ロールを有し、該帯電ロールを前記半導電性ロールから構成した請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
各像担持体の表面に形成した静電潜像のトナー像をそれぞれ記録媒体に転写する転写ロールを有し、該転写ロールを前記半導電性ロールから構成した請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体の表面に形成した静電潜像のトナー像を構成するトナーが、下記式で表される形状係数ＳＦが１４０以下である球形トナーからなる請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
ＳＦ＝（トナー粒子の最大長）2 ／（トナー粒子の投影面積）×（π／４）×１００
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導電性ロール、該ロールの製造方法、及び該ロールを備えた画像形成装置に関し、更に詳しくは、体積抵抗率のバラツキを低く抑えるようにした半導電性ロールとその製造方法、及び半導電性ロールを使用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複写機やプリンタなどの電子写真方式を用いた画像形成装置に使用される転写ロールなどの半導電性ロールとして、例えば、発泡層の上に半導電性の無発泡層を設けた構成の転写ロールが提案され、転写ロールと中間転写体あるいは感光ドラムとの間の広いニップ幅を確保して転写効率の低下を防止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記のような半導電性ロールは、その性能が外側に配置される半導電性の無発泡層に大きく左右され、その体積抵抗率のバラツキが大きいと、特にカラー画像において、部分的な転写効率の違いによって、部分的な色抜けなどが発生し、均一な高画質を得ることができない。そのため、無発泡層には体積抵抗率のバラツキを極力小さくすることが求められている。
【０００４】
半導電性ロールの無発泡層に使用される体積抵抗率のバラツキの小さい材料として、本出願人は、熱可塑性樹脂中に少なくとも一部が架橋したゴム成分を分散した構造を有し、該ゴム成分中に導電性充填剤を含有させた半導電性の熱可塑性エラストマー組成物を提案している（特許文献２参照）。導電性を有するゴム成分を熱可塑性樹脂中に均一的に分散させることが容易であるため、体積抵抗率のバラツキを大きく改善することができる。
【０００５】
しかしながら、この体積抵抗率のバラツキは、小さければ小さい程、より均一な高画質を得ることに寄与するため、更なるバラツキの低減が常に求められている。
【特許文献１】特開平９−１７１３０９号公報
【特許文献２】特開２００１−２５４０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、体積抵抗率のバラツキを低減することが可能な半導電性ロールとその製造方法及び半導電性ロールを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の半導電性ロールは、発泡層と該発泡層上に配設した半導電性の無発泡層の少なくとも２層からなる半導電性ロールにおいて、前記無発泡層を熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した熱可塑性エラストマー組成物から構成し、かつ前記ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にしたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の半導電性ロールの製造方法は、発泡層と該発泡層上に配設した半導電性の無発泡層の少なくとも２層からなる半導電性ロールを製造する半導電性ロールの製造方法において、前記無発泡層を成形する際に、熱可塑性樹脂と導電性充填剤を含有するゴム成分とを剪断速度４００〜３０００／ｓで溶融混練して熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した熱可塑性エラストマー組成物に成形し、該熱可塑性エラストマー組成物を押出機のダイから円筒状に押出成形する際に該ダイ内の滞留時間を７分以下にして押し出し、前記ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にした無発泡層を成形することを特徴とする。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、上記半導電性ロールを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述した本発明によれば、熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した、ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にした熱可塑性エラストマー組成物から無発泡層を構成したので、ゴム成分のゴム粒子径を小さくして、剪断速度などの成形条件の影響を受けにくくし、熱可塑性樹脂中にゴム成分を均一的に分散させることが可能になり、その結果、半導電性ロールの体積抵抗率のバラツキを１．０乗以内と低く抑えることができる。そのため、画像形成装置において、高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【００１１】
また、抵抗の電圧依存性（５００／１０００ｖ）を１乗以内にすることができるので、半導電性ロールの寿命を長く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の半導電性ロール断面の一例を示し、この半導電性ロールＸは、円筒状の発泡層１とその発泡層１の外周側に配設した円筒状の半導電性の無発泡層２とを備え、発泡層１の内周側には金属製のシャフトなどの芯材３が嵌着されるようになっている。
【００１４】
発泡層１は、ロール全体の柔らかさ発現のために発泡体を使っており、導電性の発泡層であってもよく、半導電性の発泡層を用いてもよい。従来公知のものが使用でき、その材料は発泡ゴムであっても発泡樹脂であってもよい。発泡層１を半導電性の発泡層から構成する場合には、その体積抵抗率を無発泡層２より低く設定する。
【００１５】
無発泡層２は、熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した熱可塑性エラストマー組成物から構成され、そのゴム成分の架橋密度が１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上になっている。
【００１６】
熱可塑性樹脂、導電性充填剤、及びゴム成分としては、本出願人が提案する特開２００１−２５４０２２号公報に記載のものが好ましく使用でき、例えば、熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂などを挙げることができ、導電性充填剤としては、カーボンブラックなど、特にケツチエンブラックと吸油量０．５cc/g以上のカーボンブラックを有するもの、またゴム成分としては、ジエン系ゴム及びその水添物やオレフィン系ゴムなどを挙げることができる。
【００１７】
本発明の無発泡層２を構成する熱可塑性エラストマー組成物は、予めゴム成分と導電性充填剤を混練して作製したゴムペレットと、マトリクス用の熱可塑性樹脂ペレットとを２軸混練押出機等の押出機に投入して溶融混練する。マトリクス用の熱可塑性樹脂は、そのヤング率を、１０００ＭＰａ以上となるものを選択し、ドメイン用のゴムペレットの成形後の体積固有抵抗値を１０7 Ω・ｃｍ以下となるようにし、該ドメインのマトリクスに対する体積分率を３０／７０〜９０／１０となるように混練するのが好ましい。溶融混練の前、または途中で架橋剤を連続的に投入して、マトリクスとしての樹脂成分中にドメインとしてのゴム成分を分散させながら動的に架橋し、ゴム相を固定させる。この架橋の際にゴムの架橋密度は１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上になるように、十分に架橋することが重要である。
【００１８】
ゴムの架橋密度が１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ未満であると、次工程の押出成形の際、剪断速度によってゴム粒子の形状が長細くなり、その結果抵抗の安定性が損なわれる。１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上である事によって球状を保つ事ができ、抵抗が安定する。架橋密度の上限値としては１×１０-2ｍｏｌ／ｍｌ未満にするのがよい。１×１０-2ｍｏｌ／ｍｌ以上だと製品が脆くなるので好ましくない。
【００１９】
架橋密度のコントロールは、加硫剤の種類、量、混練機の温度に影響されるが、２００℃〜２５０℃の温度で迅速に架橋を進ませることが肝要である。得られた熱可塑性エラストマー組成物は水冷して、樹脂用ペレタイザーでペレット化する。
【００２０】
その後、無発泡層２は、以下のように成形することができる。先ず、上記の熱可塑性エラストマー組成物を図２に示すスクリュー式混練押出機１１にホッパー１２から供給する。押出機１１は、剪断変形を加えながら溶融混練する混練ゾーン１３を有しており、この混練ゾーン１３では、混練物が通過する間隙ｂが０．１mm程度に制限され、この間隙ｂを通過する際に剪断を受けながら溶融混練される。
【００２１】
上記ペレットは、スクリュー１４により混練ゾーン１３に送られ、そこで剪断速度４００〜３０００／ｓの範囲で溶融混練される。剪断速度が４００／ｓより低いと、ゴム成分の１部が凝集した状態になり、抵抗バラツキが大きくなってしまう。また、３０００／ｓより高いと、剪断発熱のため、劣化が生じることがあり、ロールの耐久性に問題が生じてしまう。
【００２２】
なお、剪断速度（／ｓ）は、下記式により求めるものである。
剪断速度（／ｓ）＝（π×Ｄ×Ｎ）／（６０×Ｃ）
但し、πは円周率、Ｄは混練ゾーン１３におけるスクリュー１４の直径、Ｎはスクリュー１４の回転速度（ｒｐｍ）、６０は定数、Ｃはシリンダとスクリュー１４の間隙ｂ（ｍｍ）である。
【００２３】
次いで、熱可塑性エラストマー組成物は、ダイ１５から円筒状に押出成形される。その際に、ダイ１５内の滞留時間は７分以下である。ダイ１５内では攪拌がないため、その滞留時間が７分を超えると、押出機内で均一に分散させた架橋ゴムの２次凝集が生じるため、体積抵抗率のバラツキを助長することになる。滞留時間の下限値としては１分以上にするのがよい。１分未満だと周方向での温度むらが生じて、押し出し物が均一な厚みとならないので好ましくない。
【００２４】
ダイ１５から連続的に押し出された円筒体を冷却した後順次切断し、ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にした無発泡層２を得る。
【００２５】
他方、発泡層１は、従来公知の方法で成形される。例えば、発泡層材料を金型内に射出して加熱成形してもよく、また押出成形により円筒状に成形した後、加硫缶内で加熱発泡させて成形するようにしてもよい。
【００２６】
上記半導電性ロールＸは、上記のようにして得られた発泡層１と無発泡層２とは、芯材３に発泡層１を装着し、その外側に無発泡層２を取り付けることで得ることができる。
【００２７】
上述した本発明によれば、無発泡層２を熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した熱可塑性エラストマー組成物から構成し、かつそのゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にしたので、剪断速度などの成形条件の影響を受け難くして熱可塑性樹脂中に均一的に分散させることが可能になり、それにより半導電性ロールＸの体積抵抗率のバラツキを１．０乗以内にすることが可能になり、従って、体積抵抗率のバラツキを低く抑えることができる。
【００２８】
また、上記方法によって作られる無発泡層２はゴム成分が均一に分散しているため、抵抗の電圧依存性も１乗以内にすることができ、半導電性ロールＸの長寿命化も可能になる。
【００２９】
本発明において、上記発泡層１は、発泡剤を配合した熱可塑性樹脂中に導電性充填剤を含有するゴム成分を分散した発泡性の熱可塑性エラストマー組成物から構成しても良い。
【００３０】
このように発泡層１を熱可塑性エラストマー組成物で構成した場合には、上記無発泡層２と発泡層１を共押出により同時に押出成形することが可能になり、それにより工程数を低減してコストダウンを図ることができる。
【００３１】
特開２００１−２５４０２２号公報に記載されるように、半導電性ロールＸのアスカＣ硬度としては２５〜７０°、その体積抵抗率としては１０4 〜１０12Ωcm、無発泡層２の厚さとしては０．０５〜３mm、その硬度としてはＪＩＳＡ硬度２５〜９０°にするのがよい。また、ここに記載されない他の条件も特開２００１−２５４０２２号公報に記載されたものを好ましく用いることができる。
【００３２】
半導電性ロールＸは、上記実施形態では、発泡層１と無発泡層２の２層からなる例を示したが、少なくとも上述した２層を有する半導電性ロールであればよい。
【００３３】
図３，４に、本発明の半導電性ロールを用いた画像形成装置の一例をそれぞれ示す。図３に示す画像形成装置において、２１は画像情報に応じた静電潜像を形成するための感光体ドラム（像担持体）であり、この感光体ドラム２１の表面２１ａを帯電する帯電ロール２２が感光体ドラム２１の表面２１ａに接触して設けられている。感光体ドラム２１の表面近傍には、感光体ドラム２１の表面２１ａに形成された静電潜像をトナーによりトナー像Ｔとして可視化する現像手段２３が配設されている。
【００３４】
現像手段２３は、Ｂｋ（ブラック）トナーにより現像する第１現像部２３ａ、Ｙ（イエロー）トナーにより現像する第２現像部２３ｂ、Ｍ（マゼンタ）トナーにより現像する第３現像部２３ｃ、Ｃ（シアン）トナーにより現像する第４現像部２３ｄを備えている。
【００３５】
感光体ドラム２１上のトナー像Ｔを転写する無端状の中間転写ベルト（中間転写体）２４が、感光体ドラム２１の表面２１ａに接するようにして、複数の支持ロール２５に回転自在に支持されている。
【００３６】
中間転写ベルト２４内側の感光体ドラム２１近傍には、感光体ドラム２１上のトナー像Ｔを中間転写ベルト２４の表面に転写するための転写ロール（一次転写手段）２６が配置されている。
【００３７】
記録紙（記録媒体）２７を供給するトレー２８側に、中間転写ベルト２４上のトナー像を記録媒体２７に転写する二次転写手段２９が設けられている。二次転写手段２９は、中間転写ベルト２４を介して圧接したバイアスロール（転写用ロール）２９ａとバックアップロール（転写用ロール）２９ｂを具備し、バックアップロール２９ｂには回転する電極ロール２９ｃが当接している。バイアスロール２９ａにはポリウレタン等からなるクリーニングブレード２９ｄが常時当接し、バイアスロール２９ａに付着したトナー粒子や紙粉などの異物を書き落として除去する。
【００３８】
トレー２８からピックアップロール３０により取り出された記録紙２７が、フィードロール３１によりバイアスロール２９ａとバックアップロール２９ｂとの間に所定のタイミングで給送されるようになっている。
【００３９】
二次転写手段２９よりベルト下流には、トナー像Ｔが転写された記録紙２７を中間転写ベルト２４から剥離する剥離爪３２、次いで中間転写ベルト２４をクリーニングするための中間転写体クリーナ３３が設けられている。中間転写体クリーナ３３は、中間転写ベルト２４から残留トナーを除去するブレード３３ｂと回収したトナーを攪拌するデイスターバーブラシ３３ａを有している。
【００４０】
上述した画像形成装置は、感光体ドラム２１が矢印Ａ方向に回転し、帯電ロール２２により表面２１ａが一様に帯電される。帯電された感光体ドラム２１の表面２１ａに、不図示のレーザー書込み装置等の画像書き込み手段により第一色（例えば、Ｂｋ）の静電潜像が形成される。この静電潜像は第１現像部２３ａによってトナー現像され、可視化されたトナー像Ｔが形成される。トナー像Ｔは、感光体ドラム１の回転で転写ロール２６が配置された一次転写領域に到り、転写ロール２６からトナー像Ｔに逆極性の電界を作用させることにより静電的に中間転写ベルト２４に一次転写される。
【００４１】
以下、同様にして第２色のトナー像、第３色のトナー像、第４色のトナー像が順次形成され、中間転写ベルト２４において重ね合わされ、多重トナー像が形成される。中間転写ベルト２４に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト２４の回転で二次転写手段２９が設置された二次転写領域に到る。二次転写領域では、バイアスロール２９ａとバックアップロール２９ｂに圧接した電極ロール２９ｃに、トナー像の極性と同極性の出圧（転写電圧）を印加することで、トレー２８からピックアップロール３０、フィードロール３１を介してバイアスロール２９ａとバックアップロール２９ｂとの間に所定のタイミングで給送された記録紙２７に、トナー像が中間転写ベルト２４から静電反発で転写される。
【００４２】
トナー像が転写された記録紙２７は、最終トナー像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪３２を作動させることにより中間転写ベルト２４から剥離され、図示しない定着装置に搬送され、加圧／加熱処理でトナー像を固定して永久画像とする。
【００４３】
多重トナー像の記録紙２７への転写の終了した中間転写ベルト２４は、二次転写領域の下流に設けた中間転写体クリーナ３３のブレード３３ｂにより残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。除去された回収トナーは、デイスターバーブラシ３３ａで攪拌されながら中間転写体クリーナ３３に保管される。
【００４４】
他方、バイアスロール２９ａは、クリーニングブレード２９ｄにより付着したトナー粒子や紙粉などの異物が書き落とされ除去される。
【００４５】
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色のトナー像が一次転写領域で正確に一致するように中間転写ベルト２４と感光体ドラム２１との回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。
【００４６】
上記画像形成装置において、本発明の半導電性ロールＸは、静電潜像を形成する感光体ドラム２１の表面２１ａを帯電させる帯電ロール２２、感光体ドラム２１の表面２１ａに形成した静電潜像のトナー像Ｔを中間転写ベルト２４の表面に転写する転写ロール２６、更に中間転写ベルト２４の表面に転写したトナー像を記録紙２７に転写する転写用ロールとして使用されるバイアスロール２９ａとバックアップロール２９ｂに好ましく使用することができる。
【００４７】
図４はタンデム方式の画像形成装置の例を示し、Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色のトナー像をそれぞれ形成する４つ（複数）の画像形成ユニット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄをこの順で並べて配置してある。各画像形成ユニット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄは、画像情報に応じた静電潜像を形成するための感光体ドラム（像担持体）４１を有し、この感光体ドラム４１の表面４１ａを帯電する帯電ロール４２が感光体ドラム４１の表面４１ａに接触するようにして設けられている。
【００４８】
感光体ドラム４１の表面近傍には、感光体ドラム４１の表面４１ａに形成された静電潜像をトナーによりトナー像として可視化する現像手段４３が配設されている。図４の最も右側に配置した画像形成ユニット４０ＡにはＢｋトナーにより現像する第１現像手段４３Ａ、画像形成ユニット４０Ａの左隣に位置する画像形成ユニット４０ＢにはＹトナーにより現像する第２現像手段４３Ｂ、画像形成ユニット４０Ｂの左隣に位置する画像形成ユニット４０ＣにはＭトナーにより現像する第３現像手段４３Ｃ、画像形成ユニット４０Ｃの左隣に位置する画像形成ユニット４０ＤにはＣトナーにより現像する第４現像手段４３Ｄが設けられている。
【００４９】
不図示のトレーに収容された記録紙（記録媒体）４４を感光体ドラム４１に対して給送する無端状の搬送ベルト４５が各画像形成ユニット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの感光体ドラム４１の下端表面に接するようにして、複数の支持ロール５１に回転自在に支持されている。
【００５０】
搬送ベルト４５内側の各感光体ドラム４１近傍には、感光体ドラム４１上のトナー像を記録紙４４に転写するための転写ロール４６が配置されている。転写ロール４６は、搬送ベルト４５を介して感光体ドラム４１に対設され、この領域が転写部になっている。
【００５１】
各感光体ドラム４１の表面近傍には、更に感光体ドラム４１の表面４１ａをクリーニングするための像担持体クリーナ４７が設けられている。像担持体クリーナ４７は、感光体ドラム４１の表面４１ａから残留トナーを除去するブレード４７ｂと回収したトナーを攪拌するデイスターバーブラシ４７ａを有している。
【００５２】
４８は搬送ベルト４５に付着したトナー粒子や紙粉などの異物をクリーニングブレード４８ａにより書き落として除去するベルトクリーニング手段、４９は記録紙４４の吸着用ロール、５０は定着手段である。
【００５３】
図４の画像形成装置は、各感光体ドラム４１が矢印Ａ方向に回転し、帯電ロール４２により表面４１ａが一様に帯電される。不図示のレーザー書込み装置等の画像書き込み手段により、画像形成ユニット４０Ａの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第一色（Ｂｋ）の静電潜像が、画像形成ユニット４０Ｂの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第二色（Ｙ）の静電潜像が、画像形成ユニット４０Ｃの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第三色（Ｍ）の静電潜像が、画像形成ユニット４０Ｄの帯電した感光体ドラム４１の表面４１ａに第四色（Ｃ）の静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各現像手段４３によってトナー現像され、可視化されたトナー像が形成される。
【００５４】
不図示のトレーから吸着用ロール４９を介して搬送ベルト４５上に給送された記録紙４４が、搬送ベルト４５上に担持された状態で各画像形成ユニット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの転写部を通過するように矢印Ｂ方向に搬送され、各画像形成ユニット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの感光体ドラム４１上のトナー像が同じ記録紙４４に順次重ね合わせるようにして転写される。しかる後、記録紙４４が搬送ベルト４５から剥離されて定着手段５０に送られ、そこで記録紙４４上のトナー像を定着させてカラー画像を得る。
【００５５】
このような画像形成装置において、本発明の半導電性ロールＸは、画像形成ユニット４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄの各感光体ドラム４１の表面４１ａを帯電させる帯電ロール４２、及び各感光体ドラム４１の表面４１ａに形成した静電潜像のトナー像を記録紙４４に転写する転写ロール４６に好ましく使用することができる。
【００５６】
本発明の半導電性ロールＸが使用可能な画像形成装置は、中間転写体方式の画像形成装置及び／又は転写搬送方式の画像形成装置であれば、特に限定されるものではない。例えば、現像手段内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置などであってもよい。このような画像形成装置において、本発明の半導電性ロールＸを使用することにより、高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【００５７】
トナー像を構成するトナーとしては、好ましくは、下記式で表される形状係数ＳＦ（ＭＬ２／Ａ）が１００以上１４０以下である球形トナーを用いるのがよい。
【００５８】
ＳＦ＝（トナー粒子の最大長）2 ／（トナー粒子の投影面積）×（π／４）×１００
形状係数が１４０を超えると、転写効率が低下してしまい、プリントサンプルの画質の低下がして、プリントサンプルの画質の低下が目視で確認できてしまうので好ましくはない。望ましくは、球形トナーの形状係数を１００〜１３０、更に望ましくは、１００〜１２０にするのがよい。
【００５９】
なお、トナー粒子の最大長、及びトナー粒子の投影面積の測定は、ルーゼックス画像解析装置（株式会社ニレコ製、ＦＴ）を用いてスライドガラス上に塗布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、画像処理することにより実施する。
【実施例１】
【００６０】
熱可塑性エラストマー組成物の調製
下記表１に示す配合で、以下のようにして各種の組成物を製造した。
【００６１】
先ず、下記表１に示されるゴム成分と加硫系を密閉式バンバリーミキサーにて初期温度４０℃で３分間混合し、ゴム成分を調製し、ロールでシート化した後、ゴム用ペレタイザーにてペレット化した。
【００６２】
次いで、下記表１に示す配合で、ゴムペレットと樹脂ペレットとを、２軸混練押出機に投入して溶融混練することで、マトリクスとしての樹脂成分中に、ドメインとして分散するゴム成分を動的に架橋させて、半導電性ベルト用熱可塑性エラストマー組成物を作製した。混練条件は、混練温度２００〜２８０℃、混練時間約３分間、剪断速度約１０００秒-1で実施した。得られた組成物は、水冷して樹脂用ペレタイザーでペレット化した。
【００６３】
架橋密度の測定
先ず、上記方法で作製した熱可塑エラストマー組成物をトリフルオロ酢酸にて熱可塑性樹脂部分のみ溶解する。これを濾紙にて濾過し、残渣のみを取出す。これが架橋ゴムである。
【００６４】
その後、この残渣を十分に乾燥した後、＃４００メッシュのステンレス網で作ったカゴ中に入れ、重量、体積を測定する、更に、トルエンに１昼夜浸漬し、再度、重量、体積を測定して架橋ゴムの膨潤度を計算する。膨潤度の値から下記数式にて架橋密度を算出した。
【００６５】
【数１】
2004301319.tif 000003
ここで、Ｖ  ：トルエンの分子量（＝１０５．５５ｍｌ／ｍｏｌ）
ｖ2 ：ゴム体積分率
ｘ  ：ゴムと溶媒の相互パラメーター
（日本ゴム協会、ゴム工業便覧p1356 参照）
【００６６】
無発泡層の成形
得られた熱可塑性エラストマー組成物はスクリュー径５０ｍｍの単軸押出機からダイを通して、外径２８ｍｍ、厚さ0. 1ｍｍのチューブ状に成形し、その後３５０ｍｍ長さに切断して無発泡層とした。
【００６７】
ダイは滞留時間を調整するために、３０ｍｍ（ダイ１）と８０ｍｍ（ダイ２）の２セット用意した。
【００６８】
押出条件（剪断速度、ダイ滞留時間）は表２に示す通りであり、また押出機及びダイの設定温度は２００℃〜２２０℃とした。
【００６９】
ロールの作製
上記方法で作製した無発泡層チューブを、架橋ＥＰＤＭ発泡層（体積抵抗：１０7 Ω・ｃｍ、アスカーＣ硬度：２０、外径：２７ｍｍ、内径：１３．８ｍｍ）の上に押入し、その後、発泡層中心部へ外径１４ｍｍのニッケルメッキ芯体を押入して半導電性ロールとした。
【００７０】
その後ロールは以下の試験に供した。
１．体積抵抗率及びバラツキ
芯体にＤＣ５００Ｖを印可し、ロール上の任意の１０ヶ所の体積抵抗値を測定し、その対数をとって平均値を出した。また、最大と最小のものの差をバラツキとした。
２．抵抗の電圧依存性：上記１０点の５００Ｖと１０００Ｖの体積抵抗の対数値の差を示した。
３．外観：無発泡層２を成形したときの表面外観を目視で観察した。
○：異常なし      ×：異常あり      △：ほぼ異常なし
【００７１】
【表１】
2004301319.tif 000004
【００７２】
【表２】
2004301319.tif 000005
【００７３】
（実施例１，２、比較例１）
表２から、ゴム成分の架橋密度を１×１０-5ｍｏｌ／ｍｌ以上にした本発明ロールは、体積抵抗率のバラツキを低く抑えることができるのがわかる。
（実施例３，４，５，６）
成形時の剪断速度を変えた実験では、実施例２のように、剪断速度が小さくなると、抵抗バラツキが大きくなり、実施例６のように大きくなると劣化が起こり外観に粒や荒れが発生してくる事がわかる。従って、好ましくは剪断速度を４００〜３０００／ｓにするのがよいことがわかる。
（実施例７）
実施例１と同様の条件で、ダイ形状のみ変えて、ダイ内の滞留時間を長くすると、抵抗バラツキが大きくなり、電圧依存性も大きくなることがわかる。従って、ダイ滞留時間を７分以内にするのがよいことがわかる。
【００７４】
発泡層用の材料として、表３に示す熱可塑性エラストマーを前述の方法によって作製した。
【００７５】
【表３】
2004301319.tif 000006
【００７６】
次にロールの作製は、発泡層と無発泡層を共押出しすることによって行なった。発泡層の材料は表４に示すように熱可塑性エラストマー組成物と発泡剤をドライブレンドしたものを使った。また、無発泡層は実施例１の材料を使用した。
【００７７】
【表４】
2004301319.tif 000007
【００７８】
押出しはクロスヘッドのダイを用い、発泡層の上に無発泡層が押出されていく構造とした。発泡層用に用いた押出機は、スクリュー径６４ｍｍで、温度は１６０℃に設定した。押出された２層品の中心に芯材を挿入し、前述同様にロール特性を測定した。結果を表５に示す。
【００７９】
【表５】
2004301319.tif 000008
【００８０】
このように、発泡層にも熱可塑性エラストマー組成物を使用することにより、ロール作製の工程が極めて簡便化され、コスト面からメリットが大きい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の半導電性ロールの一例を示す正面図である。
【図２】本発明の半導電性ロールの製造方法を説明するための装置の概略図である。
【図３】本発明の半導電性ロールを使用した画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の半導電性ロールを使用した画像形成装置の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  発泡層                            ２  無発泡層
３  芯材                              １１  スクリュー式混練押出機
１３  混練ゾーン                      １４  スクリュー
１５  ダイ                            ２１  感光体ドラム（像担持体）
２１ａ  表面                          ２２  帯電ロール
２４  中間転写ベルト（中間転写体）    ２６  転写ロール
２７  記録紙（記録媒体）              ２９ａ  バイアスロール（転写用ロール）
２９ｂ  バックアップロール（転写用ロール）
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ  画像形成ユニット
４１  感光体ドラム（像担持体）        ４１ａ  表面
４２  帯電ロール                      ４４  記録紙（記録媒体）
４６  転写ロール                      Ｔ  トナー像
Ｘ  半導電性ロール
【図１】
2004301319.tif 000009
【図２】
2004301319.tif 000010
【図３】
2004301319.tif 000011
【図４】
2004301319.tif 000012