(57)【要約】【課題】低抵抗、且つ抵抗値の環境依存性が小さい導電性ゴムローラを提供する。【解決手段】ゴム層を構成するゴム組成物に含まれるゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）と、エピクロルヒドリンゴム（Ｂ）と、下記（１）乃至（３）の条件を満たす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３元共重合体（Ｃ）とを、    ０．１≦Ａ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．９    ０．０１≦Ｃ／Ｂ≦２．０（ただし、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ成分（Ａ）、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）の質量部を表す）を満たすように含有する。（１）エチレンオキサイドの共重合比率：８０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％未満（２）プロピレンオキサイドの共重合比率：０ｍｏｌ％よりも多く１０ｍｏｌ％以下（３）アリルグリシジルエーテルの共重合比率：１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％未満【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材上にゴム層が設けられている導電性ゴムローラであって、該ゴム層を構成するゴム組成物に含まれるゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）と、エピクロルヒドリンゴム（Ｂ）と、下記（１）乃至（３）の条件を満たす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３元共重合体（Ｃ）とを、
０．１≦Ａ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．９
０．０１≦Ｃ／Ｂ≦２．０
（ただし、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ成分（Ａ）、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）の質量部を表す）
を満たすように含有することを特徴とする導電性ゴムローラ。
（１）エチレンオキサイドの共重合比率：８０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％未満
（２）プロピレンオキサイドの共重合比率：０ｍｏｌ％よりも多く１０ｍｏｌ％以下
（３）アリルグリシジルエーテルの共重合比率：１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％未満
【請求項２】
該アクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）は、アクリロニトリル単位の含有量が１５質量％以上２０質量％以下であり、質量平均分子量Ｍｗが１００００以上であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項３】
該ゴム層を構成するゴム組成物の体積固有抵抗値は、２３℃／５５ＲＨ％環境下で１０7.0Ω・ｃｍ以上１０8.5Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項４】
カラー用画像形成装置にて感光体と中間転写ベルトを介して相対に設置される一次転写ローラにおいて、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の導電性ゴムローラであることを特徴とする一次転写ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンター及び静電記録装置等の画像形成装置において使用される導電性ローラに関する。詳しくは、電子写真感光体等の像担持体に電子写真プロセスや静電記録プロセス等の作像手段で形成担持させたトナー像による可転写画像を紙等の記録媒体や転写材に転写させる転写装置の一次転写ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機や静電記録装置等の画像形成装置においては、電圧印加した導電性ゴムローラを感光体表面に押し当て、帯電する接触帯電方式が主流となっている。また、画像形成の中心である感光体ドラム廻りに帯電、転写などの各工程別に導電性ゴムローラが用いられている。
【０００３】
従来、電子写真方式の画像形成装置の多くは、有害とされているオゾンの発生が非常に少ない接触帯電方式を採用しており、中でも耐摩耗性や転写部での転写材搬送性に優れたローラ状の部材が主流となっている。ローラ状の部材は、弾性を有する材料が用いられ像担持体である中間転写ベルトに対して確実のニップの形成を可能としている。電気抵抗値と硬度を両立できる転写ローラとして、ＳＵＳ、Ｆｅ等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等によりその抵抗を１×１０6〜１×１０10［Ω］とした導電性弾性体層を形成した硬度２０〜４０度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）のローラが用いられている。
【０００４】
しかし、このようにして得られた導電性ゴム材料は電気抵抗が印加電圧の変化に影響を受けるため、ゴム材料中の導電性フィラーの分散状況によって抵抗値にばらつきを生じ、安定した抵抗のゴム材料を得るのは困難であった。その問題を解決する方法としてゴム主成分としてアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴムを用いることが知られている（特許文献１）。こうすることで、カーボンブラック等の導電性充填剤を添加しなくても抵抗値が１×１０6〜１×１０10［Ω］となる。そのため、導電性充填剤を添加する必要がなく、加工条件等による抵抗値のばらつきや印加電圧による抵抗値の変動が小さく、安定した抵抗値の導電性ゴムローラとして適していることが知られている。
【０００５】
また上記の導電性ゴムローラの弾性体層に求められる体積固有抵抗は２×１０9Ω・ｃｍ以下の場合が多い。それに対し、ゴム成分がアクリロニトリルブタジエンゴム単独の場合は、その加硫物の体積固有抵抗が２×１０9〜１×１０10Ω・ｃｍ程度であり、導電性が不十分となってしまう。またアクリロニトリルブタジエンゴムは耐オゾン性が劣る為、十分な通電耐久性が得られない。
【０００６】
そのため、加硫物の体積固有抵抗が１×１０7〜３×１０9Ω・ｃｍ程度であることが知られているエピクロルヒドリンゴムをアクリロニトリルブタジエンゴムにブレンドすることで所望の体積固有抵抗に調整する方法が一般的に用いられている（特許文献１）。
【０００７】
また近年ではカラー化、高画質化に対応するために、より低抵抗な導電性ゴムローラが求められている。例えば、エピクロルヒドリン系ゴムを単独で用いたり、過塩素酸イオンや塩化物イオンを含む第４級アンモニウム塩など各種イオン導電剤を添加する方法も用いられている（特許文献２）。しかしながら、一般的にこのようなゴム弾性体を用いた導電性ゴムローラの場合、温度や湿度の環境変動により抵抗値が変化するため、使用環境により画像品質が変化するといった問題点がある。特にエピクロルヒドリン系ゴムは湿度の影響を受けやすく、抵抗値の環境変動が大きいという問題を有している。
【０００８】
また、カラー用一次転写ローラの使用領域まで抵抗値を低下させる方法として第４級アンモニウム塩等の各種イオン導電剤を添加する方法もある。しかし、イオン導電剤を多量に添加すると溶剤を用いたイオン導電剤が通電により一次転写ローラ表面に染み出して蓄積する。それによって中間転写ベルトとの粘着力が生じ、駆動トルクが大きくなったり、正常な動作が出来なくなったり、粘着性によってローラ自体のゴムが剥がれて蓄積し異常画像が発生するという問題があるため好ましくない。
【０００９】
この問題に対して、導電性ゴムローラ表面に離型性の良い材料をコーティングすることや、溶剤を使用していない粉状の導電剤を使用することも考えられる。しかし、高離型性材料は一般的にコストが高く、また、粉状導電剤はローラの耐久性を低下させる知見もあり、解決策としては好ましくない。
【００１０】
そこで、上記のような問題を解決する方法として、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどの極性ゴムに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３元共重合体を所定量配合する方法が種々試されている。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３元共重合体は、エーテル酸素を含む為ポリマー中の金属陽イオンなどを安定化させ電気抵抗を低抵抗化させる働きがある。また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３元共重合体は極性が大きい為他の極性ゴムとの相溶性に優れる他、アリルグリシジルエーテルが不飽和結合を有する為他のゴムと架橋することが可能である。したがって、第４級アンモニウム塩などの導電剤と異なり、ブリードや感光体汚染を起こし難い。また、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３元共重合体はハロゲン元素を含まない。その為、エピクロルヒドリン系ゴムのように塩素が副反応を起こすなどの問題もなく、圧縮永久歪みの良好なゴム材料が得られることが報告されている（特許文献３）。
【００１１】
また、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３元共重合体を所定量配合することにより、従来の導電性ゴムローラよりも通電耐久性や環境依存性の良好な導電性ゴムローラが得られることが報告されている（特許文献４、５）。従来の導電性ゴムローラとしては、アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムをブレンドしたゴム組成物を用いた導電性ゴムローラやイオン導電剤を添加したゴム組成物を用いた導電性ゴムローラである。
【特許文献１】特開２００２−２８７４５６号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１１８号公報
【特許文献３】特開２００２−１０５３０５号公報
【特許文献４】特開２００２−２９６９３０号公報
【特許文献５】特開２００４−２６９６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の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３元共重合体を配合した導電性ゴムローラは優れた通電耐久性を有するものの、環境依存性に関しては更なる改良が求められていた。
【００１３】
本発明は前述の事情に鑑みなされたものであり、その目的はベルト貼りつきを悪化させることなく低抵抗化することができ、且つ耐久性が良好であり、環境変動を小さくする方法を提供することである。なお、対象とする導電性ゴムローラとしては、転写ローラや帯電ローラあるいは現像ローラ等、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリン系ゴム等の極性ゴムを用いた導電性ゴムローラである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は以下により、達成される。
【００１５】
導電性芯材上にゴム層が設けられている導電性ゴムローラであって、該ゴム層を構成するゴム組成物に含まれるゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）と、エピクロルヒドリンゴム（Ｂ）と、下記（１）乃至（３）の条件を満たす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３元共重合体（Ｃ）とを、
０．１≦Ａ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．９
０．０１≦Ｃ／Ｂ≦２．０
（ただし、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ成分（Ａ）、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）の質量部を表す）
を満たすように含有することを特徴とする導電性ゴムローラ。
（１）エチレンオキサイドの共重合比率：８０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％未満
（２）プロピレンオキサイドの共重合比率：０ｍｏｌ％よりも多く１０ｍｏｌ％以下
（３）アリルグリシジルエーテルの共重合比率：１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％未満
該アクリロニトリルブタジエンゴムは、アクリロニトリル単位の含有量が１５質量％以上２０質量％以下であり、質量平均分子量Ｍｗが１００００以上であることを特徴とすることが好ましい。
【００１６】
該ゴム層を構成するゴム組成物の体積固有抵抗値は、２３℃／５５ＲＨ％環境下で１０7.0Ω・ｃｍ以上１０8.5Ω・ｃｍ以下であることを特徴とすることが好ましい。
【００１７】
カラー用画像形成装置にて感光体と中間転写ベルトを介して相対に設置される一次転写ローラにおいて、前記の導電性ゴムローラであることを特徴とする一次転写ローラ。
【発明の効果】
【００１８】
上記発明により、染み出しの原因となるような物質を添加することなく低抵抗化でき、抵抗値の環境変動が小さい導電性ゴムローラを提供することが可能となる。
【００１９】
本発明の導電性ゴムローラは、転写ベルトへの貼り付きを悪化させることなく低抵抗化でき、耐久性が良好であり、且つローラの環境依存性が小さいという点において優れている。そのため、本発明の導電性ゴムローラは電子写真感光体等の像担持体に電子写真プロセスや静電記録プロセス等の作像手段で形成担持させたトナー像による可転写画像を紙等の記録媒体や転写材に転写させる転写装置の一次転写ローラに好適なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の導電性ゴムローラは、図１にその外観図を示すように、導電性芯材６１上にゴム層６２が設けられている構成を有している。この導電性ゴムローラは、電子写真プロセスを利用した画像形成装置に具備される、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ等として用いることができる。特に、カラー用画像形成装置にて感光体と中間転写ベルトを介して相対に設置される一次転写ローラとして好適である。
【００２１】
図２は電子写真プロセスを利用したフルカラー画像形成装置（複写機あるいはレーザービームプリンター）である。
【００２２】
第１の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下感光ドラムと記す）１は、矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００２３】
感光ドラム１は回転過程で、一次帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。３２は一次帯電器の電源であり、ここでは直流に交流を重畳して印加しているが、直流のみでもよい。次いで不図示の露光手段による露光光３を受けることにより目的のフルカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。露光手段としては、フルカラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等が使用される。
【００２４】
次いで、その静電潜像が第１の現像器（イエロー色現像器４１）により第１色であるイエロートナーＹにより現像される。この時、第２〜第４の現像器（マゼンタ色現像器４２、シアン色現像器４３、ブラック色現像器４４）の各現像器は、作動−オフになっていて感光ドラム１には作用せず、上記第１色のイエロートナー画像は上記第２〜第４の現像器による影響を受けない。
【００２５】
中間転写ベルト５は、駆動ローラ８とテンションローラ１２の２本のローラで張架され、矢印方向に感光ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動されている。
【００２６】
感光ドラム１上に形成担持された上記第１色のイエロートナー画像が、感光ドラム１と中間転写ベルト５とのニップ部を通過する。その過程で、一次転写ローラ６から中間転写ベルト５に印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト５の外周面に順次一次転写されていく。
【００２７】
中間転写ベルト５に対応する第一色のイエロートナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１３により清掃される。
【００２８】
以下、同様にして第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像及び第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト５上に重ね合わせて転写され、目的のフルカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００２９】
二次転写ローラ７は、二次転写対向ローラ８に対応し平行に軸受させて中間転写ベルト５の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【００３０】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源３０から印加される。その印加電圧は、例えば＋１００Ｖ〜２ｋＶの範囲である。
【００３１】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１〜第３色のトナー画像の一次転写工程において、二次転写ローラ７は中間転写ベルト５から離間させることも可能である。
【００３２】
中間転写ベルト５上に転写された合成カラートナー画像の転写材Ｐへの転写は、次のように行われる。まず、二次転写ローラ７が中間転写ベルト５に当接されると共に、給紙ローラ１１から転写材ガイド１０を通って、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７との当接ニップに所定のタイミングで転写材Ｐが給送される。また、二次転写バイアスがバイアス電源３１から二次転写ローラ７に印加される。この二次転写バイアスにより中間転写ベルト５から第２の画像担持体である転写材Ｐへ合成カラートナー画像が二次転写される。この際に中間転写ベルト５上の二次転写前のトナー画像の帯電を補助する装置は、本装置には付加されていない。トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、定着器１５へ導入され加熱定着される。
【００３３】
転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写ベルト５には離接自在に配置されたクリーニング用帯電部材９が当接される。そして、感光ドラム１とは逆極性のバイアスを印加することにより、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５上に残留している転写残トナーに一次転写時と逆極性の電荷が付与される。３３はバイアス電源である。ここでは、直流に交流を重畳して印加している。一次転写時と逆極性に帯電された前記転写残トナーは、感光ドラム１とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１に静電的に転写されることにより、中間転写体がクリーニングされる。この工程は、一次転写と同時に行うことができるためスループットの低下を生じない。
【００３４】
つづいて、中間転写ベルトと電子写真感光体が一体に支持されたプロセスカートリッジについて図３で説明する。本発明のカートリッジは、少なくとも中間転写ベルト５と電子写真感光体１及び一次転写手段６が一体に支持され装置本体から着脱自在に構成されていればよい。図３では更に中間転写ベルトクリーニング機構１３、電子写真感光体のクリーニング機構９も一体ユニットとして付属している。本発明の中間転写ベルトのクリーニングは、前述のように転写残トナーを一次転写と逆の極性に帯電させ、一次転写部で電子写真感光体に戻すために必要な機構であり、本図では中抵抗の弾性体からなるクリーニングローラ９を装備している。電子写真感光体のクリーニングは、ブレードクリーニングである。本カートリッジには廃トナー容器も一体となっており（不図示）、中間転写ベルト−電子写真感光体双方の転写残トナーもカートリッジ交換時に同時に廃棄されるため、メンテナンス性の向上に貢献している。
【００３５】
また、中間転写ベルトは、駆動ローラ８とテンションローラ１２の２本のローラで張架され部品点数の削減と小型化を図っている。ここで、駆動ローラ８は同時にクリーニングローラの対向ローラとなっている。中間転写ベルトに従動して回転するテンションローラ１２は、スライドする機構を有しており、圧縮ばねにより矢印の方向に圧接され、中間転写ベルトに張力を与えている。そのスライド幅は１〜５ｍｍ程度で、ばねの圧力合計は５〜１００Ｎ程度である。また、電子写真感光体１と駆動ローラ８は不図示のカップリングを有し、本体から回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００３６】
更に、別の画像形成装置の例を図４に示す。図４は電子写真感光体１を画像形成に必要な現像剤の数と同数具備したもので、フルカラープリントの印字スピードが飛躍的に向上する利点がある。
【００３７】
図４は中間転写ベルトを使用したもので、図２と同様に電子写真感光体１に形成された可視画像は中間転写ベルト５に順次転写され、重ね合わされた後、二次転写ローラ７でトナーと逆極性のバイアスを印加され、転写材Ｐの上に一括転写される。中間転写ベルト５に残留した現像剤は、クリーニング装置１８で除去される。
【００３８】
本発明は、導電性芯材上にゴム層が設けられている導電性ゴムローラである。そして、ゴム層を構成するゴム組成物に含まれるゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）と、エピクロルヒドリンゴム（Ｂ）と、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３元共重合体（Ｃ）とを含有する。ここで、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３元共重合体（Ｃ）は下記（１）乃至（３）の条件を満たすものを選択する。
（１）エチレンオキサイドの共重合比率：８０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％未満
（２）プロピレンオキサイドの共重合比率：０ｍｏｌ％よりも多く１０ｍｏｌ％以下
（３）アリルグリシジルエーテルの共重合比率：１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％未満
そして、各成分は以下の条件を満たすように含有する。
【００３９】
０．１≦Ａ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）≦０．９
０．０１≦Ｃ／Ｂ≦２．０
（ただし、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ成分（Ａ）、成分（Ｂ）及び成分（Ｃ）の質量部を表す）
以下、本発明の導電性ゴムローラについて詳述する。
【００４０】
本発明の導電性ゴムローラに使用する導電性芯材としては、導電性を有する芯材であれば特に制限はなく、例えば、金属製芯材を用いることができる。
【００４１】
導電性芯材の外周に形成されるゴム層は、ゴム成分及び必要に応じて用いられるその他の成分を含有するゴム組成物から構成される。ゴム層を構成するゴム組成物の体積固有抵抗値は、２３℃／５５ＲＨ％環境下で１０7.0Ω・ｃｍ以上１０8.5Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
ゴム組成物には、ゴム成分として、アクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）と、エピクロルヒドリンゴム（Ｂ）と、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３元共重合体（Ｃ）とを含有する。
【００４３】
成分（Ａ）としてのアクリロニトリルブタジエンゴムは特に限定されず、例えば市販のアクリロニトリルブタジエンゴムが使用可能である。好ましくは、アクリロニトリル単位の含有量が１５〜２０質量％と低ニトリルであり、さらに質量平均分子量Ｍｗが１００００以上のアクリロニトリルブタジエンゴムである。液状ＮＢＲのように低分子量成分の多いものは染み出しの原因となりやすく、転写ベルトの裏面に蓄積し画像不良の原因となる場合がある。また、アクリロニトリル単位の含有量が１５質量％未満では、所定の抵抗値を得ることが難しくなる傾向があり、アクリロニトリル単位の含有量が２０質量％を超えると抵抗の環境依存性が大きくなる傾向がある。なお、上記アクリロニトリルブタジエンゴムは単独あるいは２種以上のブレンドのいずれであってもよい。
【００４４】
成分（Ｂ）としてのエピクロルヒドリンゴムは特に限定されず、例えば市販のエピクロルヒドリンゴムが使用可能である。具体的には、エピクロルヒドリン単独重合体（ＥＣＨ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＨ−ＥＯ）、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体（ＥＣＨ−ＡＧＥ）及び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共重合体（ＥＣＨ−ＥＯ−ＡＧＥ）などが市販されている。中でも、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共重合体（ＥＣＨ−ＥＯ−ＡＧＥ）が好ましい。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共重合体は、エチレンオキサイドを含むため体積固有抵抗がより低くなり、また、アリルグリシジルエーテルを含むため硫黄加硫可能なことから感光体汚染も防止できる。
【００４５】
また、エピクロルヒドリンゴムがエチレンオキサイド単位を有している場合、その中のエチレンオキサイドの共重合比率が３８ｍｏｌ％以上であることがより好ましい。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３元共重合体は、エチレンオキサイドの共重合比率が多くなるに従い加硫ゴムの体積固有抵抗値が小さくなる傾向がある。このため、エチレンオキサイドの共重合比率が３８ｍｏｌ％よりも小さいと導電性ゴムローラのゴム層に必要な電気抵抗値が得にくく、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が多くなり、環境依存性を高くしてしまう場合がある。より好ましくは、エピクロルヒドリンゴム中のエチレンオキサイドの共重合比率が４０〜５８ｍｏｌ％である。なお、上記エピクロルヒドリンゴムは単独あるいは２種以上のブレンドのいずれであってもよい。
【００４６】
成分（Ｃ）としての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３元共重合体は、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％未満のものから選択する。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３元共重合体は、エーテル酸素を含む為ポリマー中の金属陽イオンなどを安定化させ電気抵抗を低抵抗化させる働きがある。そのため、本発明で使用する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３元共重合体はアリルグリシジルエーテルの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％未満であることが重要である。より好ましくは１０〜１５ｍｏｌ％である。またアリルグリシジルエーテルが不飽和結合を有する為他のゴムと架橋することも可能であり、アリルグリシジルエーテルの共重合比率により分子鎖のセグメント運動が左右される。従って、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が１０ｍｏｌ％未満では、通電耐久性に優れた導電性ゴムローラが得られるものの、架橋点が少ない為、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３元共重合体の自由度が大きすぎる。そのため、特に高温、高湿環境において環境依存性は十分でなく、使用環境により画像品質が変化するといった問題を生じる。また、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が適正でない場合、上記エーテル酸素による低抵抗化を阻害したり、分子運動が活発化される高温、高湿環境において著しい抵抗変化を生じ、抵抗値の環境変動が大きくなる。アリルグリシジルエーテルの共重合比率が２０ｍｏｌ％以上になると、逆に架橋点の数が多くなり過ぎて、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３元共重合体中のエーテル酸素の自由度が阻害され、低抵抗化が困難となる。さらに、引っ張り特性や疲労特性、耐屈曲性等が悪化してしまう。
【００４７】
本発明で使用する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３元共重合体中のエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドの共重合比率は相溶性、電気抵抗値等の観点から次のように選択する。エチレンオキサイドの共重合比率は８０ｍｏｌ％以上９０ｍｏｌ％未満、プロピレンオキサイドの共重合比率は０ｍｏｌ％よりも多く１０ｍｏｌ％以下のものを選択する。
【００４８】
本発明で使用するアクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）の配合量は、成分（Ａ）と成分（Ｂ）と成分（Ｃ）との合計１質量部に対して０．１〜０．９質量部とする。
【００４９】
本発明で使用する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３元共重合体（Ｃ）の配合質量は、エピクロルヒドリンゴム（Ｂ）の配合質量に対して０．０１〜２．０質量部である。この配合割合が０．０１質量部未満では、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３元共重合体（Ｃ）による低抵抗化、高耐久化の効果が十分に得難い。この配合割合が２．０質量部を超える場合は、抵抗の環境依存性が大きくなりやすい他、感光体を汚染する可能性もある。
【００５０】
本発明では、特定の共重合比率のアリルグリシジルエーテル単位を含有する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３元共重合体（Ｃ）とアクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｂ）とをブレンドする。このブレンドにより、主鎖構造内のエーテル酸素がイオンを安定化させる働きと分子鎖のセグメント運動の違いによる抵抗変化のバランスを計っている。そして、従来の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３元共重合体を含有する導電性ゴムローラが有する低抵抗化に加えて、環境変動（特にＮ／Ｎ−Ｈ／Ｈ環境間）における抵抗値の変化を小さくできる。
【００５１】
また、本発明の導電性ゴムローラに使用されるゴム組成物には、一般のゴムに使用されるその他の成分を必要に応じて含有させることが出来る。例えば、硫黄や有機含硫黄化合物等の加硫剤、各種加硫促進剤、各種滑剤やサブ等の加工助剤、各種老化防止剤、ｐ，ｐ’−オキシビススルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）やアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等の各種発泡剤、尿素等の各種発泡助剤、酸化亜鉛やステアリン酸等の加硫助剤、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレーなどの各種充填剤を必要に応じて配合可能である。また導電性調整のために各種イオン導電剤も必要に応じて配合可能である。ただし、ローラ表面への移行により感光体を汚染したり、中間転写ベルト裏面に蓄積して駆動に問題を及ぼす可能性がある為、ゴム成分１００質量部に対して１質量部未満とする方が好ましい。
【００５２】
また、本発明の導電性ゴムローラは、例えば、次のような製造方法で得られる。まず、未加硫のゴム組成物を押出し機によりチューブ状に押出し、加硫缶や連続加硫炉で加熱しゴム（弾性体）チューブを作製する。そして、その後に、このゴムチューブに接着剤を塗布した導電性芯材を挿入して、更に加熱することにより導電性芯材とゴムチューブを接着した後、所定の外径になるまで研磨することにより導電性ゴムローラが得られる。未加硫のゴム組成物と接着剤を塗布した導電性芯材との同時押出しや押出したゴム組成物を金型に装填して加硫する等の従来公知の各種製造方法が適用可能である。また、本発明の導電性ゴムローラには、必要に応じてゴム層の外周上に樹脂等の層を設けることも出来る。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例および比較例を用いて、本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００５４】
各実施例、比較例に用いたゴム組成物の配合割合及び試験結果は表１、表２の通りである。なお、配合量の単位は質量部である。本実施形態においては、カラー用画像形成装置の一次転写ローラとして求められるローラ抵抗値を基に、ゴム組成物の体積固有抵抗値が１０7.0〜１０8.5Ω・ｃｍとなるように配合を調整した。
【００５５】
なお、本実施形態においては、転写用ローラとして導電性ゴムローラを作製したが、該導電性ゴムローラは、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等として用いられることは言うまでもない。
【００５６】
はじめに、表１、表２に示す原材料をオープンロールで混練を行い、各実施例及び比較例の導電性ゴムローラのゴム層を形成するためのゴム組成物を作製した。
【００５７】
なお、各実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
・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３元共重合体
［エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合比率＝９０：６：４（モル比）、質量平均分子量（Ｍｗ）１００００以上；商品名  ゼオスパン８０３０；日本ゼオン（株）製］
［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共重合比率＝８７：１：１２（モル比）、質量平均分子量（Ｍｗ）１００００以上］
・アクリロニトリルブタジエンゴム
［アクリロニトリル単位の含有量１８質量％；商品名  Ｎｉｐｏｌ  ＤＮ４０１ＬＬ、日本ゼオン（株）製］
［アクリロニトリル単位の含有量３１．５質量％；商品名  Ｎｉｐｏｌ  ＤＮ２２３；日本ゼオン（株）製］
・エピクロルヒドリンゴム
［エチレンオキサイド含量：５６ｍｏｌ％；商品名  Ｈｙｄｒｉｎ  Ｔ３１０６；日本ゼオン（株）製］
・カーボンブラック
［ＦＴカーボン；商品名  旭＃１５；旭カーボン（株）製］
・充填剤
［炭酸カルシウム；商品名  スーパーＳＳ；丸尾カルシウム（株）製］
・加硫剤
［イオウ（Ｓ）；商品名  サルファックスＰＭＣ；鶴見化学工業（株）製］
・加硫促進剤
［メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）；商品名  ノクセラーＭ；大内新興化学工業（株）製］
［ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）；商品名  ノクセラーＤＭ；大内新興化学工業（株）製］
［テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴ）；商品名  ノクセラーＴＥＴ；大内新興化学工業（株）製］
・加硫促進助剤
［酸化亜鉛；商品名  亜鉛華２種；ハクスイテック（株）製］
［ステアリン酸；商品名  ルナックＳ；花王（株）製］
・発泡剤
［ｐ，ｐ’−オキシビススルホニルヒドラジド；商品名  ネオセルボン＃１０００Ｓ；永和化成（株）製］
・発泡助剤
［アゾジカルボンアミド；商品名  ビニホールＡＣ＃ＬＱ；永和化成（株）製］
［尿素；商品名  セルペーストＡ；永和化成（株）製］
・第４級アンモニウム塩
なお、実施例及び比較例の導電性ゴムローラは、次のように作製した。まず、押出し機を用いてチューブ状にゴム組成物を押出した後、加硫缶にて表１に記した加硫温度で３０分加硫を行いチューブ状のゴム加硫物を作製し、次いでφ６ｍｍの導電性軸体を前記チューブ状のゴム加硫物の内径部に挿入しローラ状の成形体を得た。この成形体を外径がφ１４ｍｍになるように研磨し導電性ゴムローラを得た。
【００５８】
＜体積固有抵抗値＞
表１、表２に記載の配合により（発泡剤および発泡助剤は除く）厚さ２ｍｍのシートを別途作製した。そのシートを、２３℃／５５％ＲＨ（Ｎ／Ｎ）環境下にて２４ｈ放置した後、同環境下にてハイレスタ（ダイアインスツルメンツ社製）で印加電圧５００Ｖとして、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に記載の方法で体積固有抵抗率を測定した。
【００５９】
＜ローラ抵抗測定（環境依存性）＞
作製した導電性ゴムローラの導電性芯材の両側に各５００ｇの荷重がかかるように、導電性ゴムローラを外径３０ｍｍのステンレススチール製ドラムに圧着し３０ｒｐｍで回転させた。この状態で、導電性芯材とステンレススチール製ドラムとの間に１０００Ｖの電圧を印加して１０℃／１５ＲＨ％（Ｌ／Ｌ）、２３℃／５５％ＲＨ（Ｎ／Ｎ）及び３２．５℃／９５％ＲＨ（Ｈ／Ｈ）の環境下で電流値を測定し、オームの法則により抵抗値を算出した。測定したＬ／Ｌの抵抗値をＨ／Ｈの抵抗値で除し、対数変換し変動桁とした。本実施例及び比較例においては、抵抗値の変動桁は以下の評価基準に基づき評価した。なお、表１、表２には、上記の変動桁（Ｌ／Ｌ−Ｈ／Ｈ）以外に、Ｌ／Ｌの抵抗値をＮ／Ｎの抵抗値で除し対数変換した変動桁（Ｌ／Ｌ−Ｎ／Ｎ）及びＮ／Ｎの抵抗値をＨ／Ｈの抵抗値で除し対数変換した変動桁（Ｎ／Ｎ−Ｈ／Ｈ）も併せて示した。
○：環境変動桁≦１．６（環境依存性小）
×：１．６＜環境変動桁（環境依存性大）
＜通電耐久試験＞
φ１４ｍｍ、長さ２３０ｍｍに成形、研磨した導電性ゴムローラを、カラーレーザープリンター（商品名  カラーレーザージェット  ３５００Ｎ；ＨＰ社製）のＩＴＢユニットに転写ローラとしてセットした。そして、Ｌ／Ｌ環境下で転写ローラに２．０ｋＶの電圧を印加しながら１４４ｈの本体連続通電空回転を行った。試験終了後、同環境にて２４ｈ放置した後、ローラ抵抗を測定し、試験前の抵抗値からの変動桁を算出した。
【００６０】
＜ベルト貼り付き性＞
φ１４ｍｍ、長さ２３０ｍｍに成形、研磨した導電性ゴムローラを、カラーレーザープリンター（商品名  カラーレーザージェット  ３５００Ｎ；ＨＰ社製）のＩＴＢユニットに転写ローラとしてセットした。そして、Ｊ／Ｊ環境下で転写ローラに３．５ｋＶの電圧を印加しながら７２ｈの本体連続通電空回転を行った。その後、２４ｈの間欠空回転（１ｈごとにＯＮ→ＯＦＦの繰り返し）を行った。終了後、２４ｈ放置した後にＩＴＢユニットを解体してベルトと転写ローラの貼り付きレベルを観察した。
【００６１】
貼り付きのレベルとしては、転写ベルトに全く貼り付かなかったものをＡＡ、軽微な粘着性があったものをＡ、貼り付いていたがローラの自重で転写ベルトから外れた物をＢ、強固の貼り付きを示した物をＣとした。製品への適用可能なレベルは、ＡＡ、Ａ、Ｂ、であり、Ｃのレベルは、不可である。
【００６２】
実施例１〜４は、本発明の条件を満たす導電性ゴムローラが、環境変動による抵抗値の変化を抑えたまま低抵抗化でき、且つ中間転写ベルトへの貼り付きも軽微であることを示す事例である（表１参照）。
【００６３】
【表１】
2007293207.tif 000002
比較例１はアクリロニトリルブタジエンゴム（Ａ）のみでゴム層を形成したとき、耐久性が悪くなってしまうことを示した事例である。
【００６４】
比較例２は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３元共重合体におけるアリルグリシジルエーテルの共重合比率が１０ｍｏｌ％より少ない場合、環境変動が大きくなってしまうことを示す事例である。
【００６５】
比較例３は、ゴム組成物のゴム成分においてエピクロルヒドリンゴム（Ｂ）と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３元共重合体（Ｃ）との比率（Ｃ／Ｂ）が２．０を超える場合、環境変動が大きくなることを示す事例である。
【００６６】
比較例４は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３元共重合体（Ｃ）を含有しないゴム成分を用いた場合、転写ベルトとの貼りつきレベルが悪いことを示す事例である。この貼りつきは、低分子量成分のローラ表面へのブリードによる。
【００６７】
比較例５は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３元共重合体（Ｃ）を含有させずに、ゴム組成物中に導電剤として第４級アンモニウム塩を添加した場合、転写ベルトとの貼りつきレベルが悪くなることを示す事例である。この貼りつきは、ローラへの通電により第４級アンモニウム塩がローラ表面へ移行することによる。
【００６８】
【表２】
2007293207.tif 000003
以上に示したように、本発明の条件を満たすことで、ベルト貼りつきを悪化させることなく低抵抗化することができ、且つ耐久性も良好で環境変動も小さい導電性ゴムローラが得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る導電性ゴムローラの外観図である。
【図２】本発明に係る導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図３】本発明に係る導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置用プロセスカートリッジの概略構成図である。
【図４】本発明に係る導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  感光ドラム
２  一次帯電器
３  露光光
５  中間転写ベルト
６  一次転写ローラ
７  二次転写ローラ
８  二次転写対向ローラ
９  クリーニング用帯電部材
１０  転写材ガイド
１１  給紙ローラ
１２  テンションローラ
１３  クリーニング装置
１５  定着器
１８  クリーニング装置
３０、３１、３３  バイアス電源
３２  一次帯電器電源
４１  イエロー色現像装置
４２  マゼンタ色現像装置
４３  シアン色現像装置
４４  ブラック色現像装置
６１  導電性芯材
６２  ゴム層
Ｐ  転写材
【図１】
2007293207.tif 000004
【図２】
2007293207.tif 000005
【図３】
2007293207.tif 000006
【図４】
2007293207.tif 000007