(57)【要約】【課題】紫外線照射によらずに外周面の少なくとも一部の摩擦係数μが低減された、現像ローラ等の半導電性ローラを提供する。【解決手段】架橋性のゴム分を含む導電性ゴム組成物の架橋物によって筒状に形成した半導電性ローラ１の外周面４を塩素化処理して塩素化膜５を形成した。【選択図】図１
2016061849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋性のゴム分を含む導電性ゴム組成物の架橋物によって筒状に形成され、外周面が塩素化処理された半導電性ローラ。
【請求項２】
前記外周面の摩擦係数μが０．１５以下とされた請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
前記ゴム分は、当該ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上、７０質量部以下の割合でエチレンプロピレンジエンゴムを含んでいる請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置において現像ローラ等として好適に使用される半導電性ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の電子写真法を利用した各種の画像形成装置においては、帯電させた感光体の表面を露光して当該表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像するために現像ローラが用いられる。
かかる現像ローラの外周面を低摩擦化してトナーの付着を抑制し、それによって形成画像の画像濃度の低下等を防止するためには、例えば特許文献１に記載のように上記外周面に紫外線を照射して酸化膜を形成するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６１６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし紫外線の照射に使用する紫外線ランプは高価である上、その寿命が短く頻繁に交換しなければならないため、上記酸化膜形成の工程に要するコストが高くついたり、交換に手間がかかって上記工程の作業効率が低下したりするといった問題がある。
また紫外線ランプは連続して使用し続けると徐々に劣化して、使用開始から時間が経過するほど紫外線の照射強度が低下する傾向がある。
【０００５】
そのため形成する酸化膜の特性や厚みを一定に維持するためには、例えば処理の工程を実施するたびごとにあらかじめ照射強度を測定し、その結果に基づいて照射時間や照射距離等を調整しなければならず条件設定に多大な時間と労力を要して上記工程の作業効率が低下するといった問題もある。
本発明の目的は、紫外線照射によらずに外周面の摩擦係数μが低減された、現像ローラ等の半導電性ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、架橋性のゴム分を含む導電性ゴム組成物の架橋物によって筒状に形成され、外周面が塩素化処理された半導電性ローラである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、現像ローラの外周面を塩素化処理して当該外周面に塩素化膜を形成することで、かかる外周面の摩擦係数μを低減できる。
したがって本発明によれば、紫外線照射によらずに上記外周面の摩擦係数μが低減された、現像ローラ等の半導電性ローラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】半導電性ローラの外周面の摩擦係数μを測定する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
《半導電性ローラ》
本発明は、架橋性のゴム分を含む導電性ゴム組成物の架橋物によって筒状に形成され、外周面が塩素化処理された半導電性ローラである。
本発明によれば、上記のように外周面を塩素化処理することによって摩擦係数μを大幅に低減できる。すなわち外周面を形成するゴム分が塩素化反応、具体的にはゴム分中の二重結合と塩素とが反応することで当該外周面の微小硬度が大幅に上昇して、未処理の柔らかい表面よりも摩擦係数μが低減される。
【００１０】
しかも塩素化処理は、例えば塩素水や塩素ガス等を外周面に接触させるだけでよい上、かかる塩素水や塩素ガスの濃度を処理の温度や時間等の条件とともに管理することにより、塩素化膜の特性や厚みを任意に調整することもできる。
そのため前述した種々の問題を有する紫外線の照射によらずに簡単かつ効率的よく低コストで外周面の摩擦係数μを低下させ、トナーの付着を抑制して画像濃度の低下等を抑制できる。また例えば外周面の、シール部材が摺接される両端部のみさらに塩素化処理をし、摩擦係数μをより一層低下させて当該両端部の摩耗とそれに伴うトナー漏れとを防止することもできる。
【００１１】
図１は、本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、架橋性のゴム分を含む導電性ゴム組成物の架橋物によって筒状に形成され、中心の通孔２にシャフト３が挿通されて固定されたものである。
シャフト３は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって形成されている。
【００１２】
上記シャフト３は、例えば導電性を有する接着剤を介して半導電性ローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、あるいは通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２に圧入することで、半導電性ローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されて一体に回転される。
〈塩素化処理〉
上記半導電性ローラ１の外周面４には、前述したように塩素水や塩素ガス等を接触させる塩素化処理をすることで塩素化膜５が形成されており、それによって当該外周面４の摩擦係数μが低下されている。
【００１３】
塩素水によって塩素化処理をする場合、使用する塩素水としては例えば水に塩素ガスを吹き込んで調製したものや水に塩酸（３５％濃度）と次亜塩素酸ナトリウムとを加えて調製したもの等を用いるのが好ましい。
後者の場合、式
ＮａＣｌＯ＋２ＨＣｌ→ＮａＣｌ＋Ｈ２↑＋Ｃｌ２
に基づいて塩素を生成させて塩素水を調製できる。
【００１４】
塩素水の液温が１０〜４０℃程度、接触時間が２〜２０分間程度である場合、上記両成分の水５００ｇあたりの添加量は塩酸が１ｇ以上、２０ｇ以下であるのが好ましく、次亜塩素酸ナトリウムは２ｇ以上、４０ｇ以下であるのが好ましい。また塩酸と次亜塩素酸ナトリウムの配合比率は（塩酸）：（次亜塩素酸ナトリウム）＝１：２前後であるのが好ましい。
【００１５】
塩酸および次亜塩素酸ナトリウムの配合割合が上記範囲未満では生成させる塩素の量が不足するため外周面４に十分な厚みを有する塩素化膜５を形成できず、当該外周面４の摩擦係数μを十分に低下できないおそれがある。
一方、塩酸および次亜塩素酸ナトリウムの配合割合が上記の範囲を超える場合には過剰な塩素化によって外周面４に亀裂等を生じるおそれがある。
【００１６】
これに対し、塩酸および次亜塩素酸ナトリウムの配合割合をそれぞれ前述した範囲内とすることで外周面４に亀裂等を生じさせることなしに塩素化膜５を形成して当該外周面４の摩擦係数μを十分に低下させることができる。
また塩素ガスによって塩素化処理をする場合には、例えば半導電性ローラ１をセットした密閉式のチャンバ内を真空引きし、必要に応じて不活性ガスなどをパージしたのち上記塩素ガス単体、あるいは塩素ガスと不活性ガスとの混合ガスなどを導入して一定時間に亘って接触させればよい。
【００１７】
あるいはまた、これらのガスや塩素化合物のガスなどを用いたプラズマ塩素化法によって塩素化処理をしてもよい。
〈摩擦係数μ〉
外周面４の摩擦係数μは塩素化処理前より低下していればよいが０．２０以下、特に０．１５以下であるのが好ましい。
【００１８】
摩擦係数μがこの範囲を超える場合には、組み合わせるトナーの種類等にもよるが、塩素化処理をすることによる低摩擦化の効果が不十分で、トナーの付着を抑制して画像濃度の低下等を抑制する効果が十分に得られないおそれがある。
なお摩擦係数μは上記範囲でも小さければ小さいほど好ましいものの、そのためには塩素化処理に長時間を要して半導電性ローラ１の生産性が低下したり、高濃度の塩素水等を使用する必要が生じて外周面４に亀裂等を生じたりするおそれがあるため、摩擦係数μは０．０５以上であるのが好ましい。
【００１９】
（摩擦係数μの測定）
本発明では、外周面４の摩擦係数μを温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
すなわち図１、図２を参照して、摩擦係数μを測定する半導電性ローラ１を、シャフト３の中心軸を水平に向けた状態で図２中に二点鎖線の矢印で示す方向に回転可能に保持する。また半導電性ローラ１の中心軸との距離を一定に維持した状態で荷重計６を設置する。
【００２０】
次にＯＨＰフィルム７を用意し、その一端に質量Ｗ（＝２０ｇ）の錘８を取り付けるとともに他端を上記荷重計６に接続した状態で、当該ＯＨＰフィルム７を半導電性ローラ１の外周面４に接触させる。
この際、半導電性ローラ１と荷重計６との間のＯＨＰフィルム７が水平となるようにする。また半導電性ローラ１から錘８までの間のＯＨＰフィルム７は鉛直方向に垂下させた状態とする。これによりＯＨＰフィルム７は、シャフト３の中心軸を中心とする接触角度θ（＝９０°）の範囲に亘って半導電性ローラ１の外周面４と接触した状態となる。
【００２１】
この状態で、半導電性ローラ１を二点鎖線の矢印で示す方向に一定の速度で回転させた際に生じる荷重Ｆ（ｇ）を荷重計６によって測定し、測定した荷重Ｆ（ｇ）と、錘８の質量Ｗ（ｇ）、および接触角度θ（°）とから式(i)：
μ＝（１／θ）ｌｎ（Ｆ／Ｗ） (i)
によって摩擦係数μを求めることができる。
【００２２】
〈導電性ゴム組成物〉
本発明の半導電性ローラ１のもとになる導電性ゴム組成物としては、少なくとも架橋性のゴム分を含み、かつ半導電性ローラに適度の導電性を付与するべく電子導電性もしくはイオン導電性が付与された種々の導電性ゴム組成物が使用可能である。
特に半導電性ローラ１のローラ抵抗値の環境依存性を小さくしたり、当該半導電性ローラ１をコスト安価に製造したりすることを考慮すると、上記架橋性のゴム分にカーボンブラックや黒鉛等の電子導電性導電剤を配合して電子導電性を付与した導電性ゴム組成物が好ましい。
【００２３】
（ゴム分）
導電性ゴム組成物のもとになるゴム分としては、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリルゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられる。
またこれらのゴム分に、さらにエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を配合してもよい。ＥＰＤＭを配合すると、塩素化処理の際に外周面４に亀裂等が生じるのを抑制できる。
【００２４】
（ＳＢＲ）
ＳＢＲとしては、スチレンと１，３−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のＳＢＲがいずれも使用可能である。
またＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲがいずれも使用可能である。
【００２５】
なおＳＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、特に半導電性ローラ１を現像ローラ等として使用する場合には、感光体の汚染を防止するために非油展タイプのＳＢＲを用いるのが好ましい。
これらＳＢＲの１種または２種以上を使用できる。
（ＮＢＲ）
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量によって分類される低ニトリルＮＢＲ、中ニトリルＮＢＲ、中高ニトリルＮＢＲ、高ニトリルＮＢＲ、および極高ニトリルＮＢＲがいずれも使用可能である。
【００２６】
またＮＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、やはり半導電性ローラ１を現像ローラ等として使用する場合には、感光体の汚染を防止するために非油展タイプのＮＢＲを用いるのが好ましい。
これらＮＢＲの１種または２種以上を使用できる。
（ＢＲ）
ＢＲとしては、架橋性を有する種々のＢＲがいずれも使用可能である。
【００２７】
特に低温特性に優れ、低温低湿環境下で低硬度で良好な柔軟性を発現しうる、シス−１，４結合の含量が９５％以上の高シスＢＲが好ましい。
またＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、やはり半導電性ローラ１を現像ローラ等として使用する場合には、感光体の汚染を防止するために非油展タイプのＢＲを用いるのが好ましい。
【００２８】
これらＢＲの１種または２種以上を使用できる。
（アクリルゴム）
アクリルゴムとしては、任意のアクリル酸アルキルエステルを主成分とし、硫黄架橋性を有しない種々のアクリルゴムが使用可能である。
かかるアクリルゴムとしては、例えばアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルエステルに、２−クロロエチルビニルエーテル等の含ハロゲン化合物、ブタジエン、アクリロニトリル、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、エチリデンノルボルネン等の少なくとも１種を共重合させてなり、硫黄架橋性を有しないアクリルゴムの１種または２種以上が挙げられる。
【００２９】
（ＥＰＤＭ）
ＥＰＤＭとしては、エチレンとプロピレンに少量の第３成分（ジエン分）を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のＥＰＤＭがいずれも使用可能である。ＥＰＤＭとしては、第３成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第３成分としては、例えばエチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４−ヘキサジエン（１，４−ＨＤ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）等が挙げられる。
【００３０】
またＥＰＤＭとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、やはり半導電性ローラ１を現像ローラ等として使用する場合には、感光体の汚染を防止するために非油展タイプのＥＰＤＭを用いるのが好ましい。
これらＥＰＤＭの１種または２種以上を使用できる。
【００３１】
（配合割合）
ゴム分のうちＥＰＤＭの配合割合は、当該ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上であるのが好ましく、７０質量部以下であるのが好ましい。
ＥＰＤＭの配合割合がこの範囲未満では、当該ＥＰＤＭを配合することによる、先述した塩素化処理の際に外周面４に亀裂等が生じるのを抑制する効果が十分に得られず、当該外周面４に亀裂等を生じるおそれがある。
【００３２】
一方、ＥＰＤＭの配合割合が上記の範囲を超える場合には、当該ＥＰＤＭが耐薬品性等に優れ塩素化されにくいため、上記塩素化処理によって外周面４の摩擦係数μを十分に低下できないおそれがある。
これに対しＥＰＤＭの配合割合を上記の範囲とすることにより、外周面４に亀裂等が生じるのを抑制しながら、当該外周面４の摩擦係数μを十分に低下させることができる。
【００３３】
他のゴム分の配合割合は任意に設定できる。
例えばゴム分がＥＰＤＭと他のゴム分の１種との併用系である場合、当該他のゴム分の配合割合はＥＰＤＭの残量、すなわちゴム分の総量１００質量部中の２０質量部以上、特に３０質量部以上であるのが好ましく、８０質量部以下、特に７０質量部以下であるのが好ましい。
【００３４】
また、例えば他のゴム分としてＳＢＲとＮＢＲの２種を併用する場合、ＳＢＲ＋ＮＢＲの合計の配合割合はやはりＥＰＤＭの残量、すなわちゴム分の総量１００質量部中の２０質量部以上、特に３０質量部以上であるのが好ましく、８０質量部以下、特に７０質量部以下であるのが好ましい。
またＳＢＲとＮＢＲの質量比ＳＢＲ／ＮＢＲは４０／６０〜６０／４０であるのが好ましい。
【００３５】
〈電子導電性導電剤〉
電子導電性導電剤としては、例えば導電性カーボンブラック、カーボン、炭素繊維、黒鉛等のカーボン系導電剤；銀、銅、ニッケル等の金属の微粉末；酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等の金属酸化物の微粉末；アルミニウム、ステンレス等の金属繊維やウィスカー；あるいはガラスビーズや合成繊維等の表面を金属でコートして導電化したもの等の１種または２種以上が挙げられる。
【００３６】
特に導電性カーボンブラックが好ましい。導電性カーボンブラックとしては、例えば電気化学工業(株)製のデンカブラック（登録商標）、ライオン(株)製のケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ３００Ｊ、カーボンブラックＨＡＦ、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ等の１種または２種以上が挙げられる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり４０質量部以上、特に４５質量部以上であるのが好ましく、５５質量部以下、特に５０質量部以下であるのが好ましい。
【００３７】
導電性カーボンブラックの配合割合がこの範囲未満では、半導電性ローラ１に良好な半導電性を付与できないおそれがある。
一方、導電性カーボンブラックの配合割合が上記の範囲を超える場合には半導電性ローラ１の柔軟性が低下し、硬くなって画像耐久性の低下等の問題を生じやすくなるおそれがある。また過剰の導電性カーボンブラックが導電性ゴム組成物中で凝集等を生じやすくなって半導電性ローラ１に均一な半導電性を付与できないおそれもある。
【００３８】
これに対し導電性カーボンブラックの配合割合を上記の範囲とすることで、半導電性ローラ１の良好な柔軟性を確保しながら、当該半導電性ローラ１に均一でかつ良好な半導電性を付与できる。
〈架橋成分〉
導電性ゴム組成物には、ゴム分を架橋させるための架橋成分を配合する。架橋成分としては架橋剤、促進剤、促進助剤等が挙げられる。
【００３９】
このうち架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等の１種または２種以上が挙げられる。
また硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄等の硫黄や有機含硫黄化合物等が挙げられる。また有機含硫黄化合物等としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等が挙げられる。
【００４０】
チオウレア系架橋剤としては、例えば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、(ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ)２Ｃ＝Ｓ〔式中、ｎは１〜１０の数を示す。〕で表されるチオウレア等の１種または２種以上が挙げられる。
さらに過酸化物架橋剤としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，４−ビス［（ｔｅｒｔ−ブチル）パーオキシイソプロピル］ベンゼン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキセン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４１】
ゴム分がＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＢＲ等である場合、架橋剤としては硫黄と過酸化物架橋剤を併用するのが好ましい。
硫黄の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。また過酸化物架橋剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上、特に１．５質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下、特に２．５質量部以下であるのが好ましい。
【００４２】
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や、下記の有機促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
また有機促進剤としては、例えば１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩等のグアニジン系促進剤；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤；Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系促進剤；チオウレア系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４３】
促進剤は種類によって機能が異なっているため、２種以上の促進剤を併用するのが好ましい。
個々の促進剤の配合割合は種類によって任意に設定できるが、通常は個別に、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．２質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
【００４４】
促進助剤としては、亜鉛華等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
促進助剤の配合割合は、個別にゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましく、７質量部以下、特に５質量部以下であるのが好ましい。
【００４５】
〈その他〉
導電性ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては例えば充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、顔料、難燃剤、気泡防止剤等が挙げられる。
上記各成分を含む導電性ゴム組成物は従来同様に調整できる。すなわちゴム分を素練りしながら架橋成分以外の添加剤を加えて混錬したのち、最後に架橋成分を加えて混錬することで導電性ゴム組成物が調製される。
【００４６】
混錬には例えばニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
かかる導電性ゴム組成物を用いて本発明の半導電性ローラを製造するには、まず導電性ゴム組成物を押出機を用いて筒状に押出成形し、次いで所定の長さにカットして加硫缶内で加圧、加熱してゴム分を架橋させる。
次いで架橋させた筒状体をオーブン等を用いて加熱して二次架橋させ、冷却したのち所定の外径となるように研磨する。
【００４７】
研磨方法としては、例えば乾式トラバース研削等の種々の研磨方法が採用可能であるが、研磨工程の最後に鏡面研磨をして仕上げると、当該外周面４の離型性を向上して、例えば現像ローラ等として使用した際にトナーの付着を抑制できる。また感光体の汚染を有効に防止できる。
また外周面４を上記のように鏡面研磨して仕上げた後にさらに塩素化膜５を形成すると、この両者の相乗効果によってトナーの付着をより一層良好に抑制できるとともに感光体の汚染をさらに良好に防止できる。
【００４８】
シャフト３は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で通孔２に挿通して固定できる。
ただしカット後、まず通孔２にシャフト３を挿通した状態で二次架橋、および研磨をするのが好ましい。これにより二次架橋時の膨張収縮による筒状体→半導電性ローラ１の反りや変形を防止できる。また、シャフト３を中心として回転させながら研磨することで当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面４のフレを抑制できる。
【００４９】
シャフト３は、先に説明したように導電性を有する熱硬化性接着剤を介して二次架橋前の筒状体の通孔２に挿通したのち二次架橋させるか、あるいは通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２に圧入すればよい。
前者の場合はオーブン中での加熱によって筒状体が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、当該シャフト３が筒状体→半導電性ローラ１に電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
【００５０】
また後者の場合は圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
このあと外周面４を先に説明した手順で塩素化処理して塩素化膜５を形成すると本発明の半導電性ローラ１が完成する。
上記塩素化膜５は、半導電性ローラ１の外周面４を構成する導電性ゴム組成物それ自体が塩素化処理されて形成されるため、従来の塗剤を塗布して形成される被覆層のような、例えば異物の混入や厚みのムラ等の問題を生じることがなく、厚みや表面形状等の均一性に優れている。
【００５１】
本発明の半導電性ローラ１は、例えば外周面４側の外層とシャフト３側の内層の２層構造に形成してもよい。また半導電性ローラ１は多孔質構造としてもよい。
ただし構造を簡略化してできるだけ生産性良く低コストで製造するとともにその耐久性や圧縮永久ひずみ特性等を向上することを考慮すると非多孔質でかつ単層構造に形成するのが好ましい。
【００５２】
なお、ここでいう単層構造とは導電性ゴム組成物からなる層の数が単層であることを指し、塩素化処理によって形成される塩素化膜５は層数に含まなこととする。
本発明の半導電性ローラ１は、例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の電子写真法を利用した画像形成装置において現像ローラとして好適に使用できるほか、例えば帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
【実施例】
【００５３】
〈実施例１〉
（導電性ゴム組成物の調製）
ゴム分としてはＥＰＤＭ〔エチレン含量：５０％、ジエン含量：９．５％、非油展、住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）５０５Ａ〕３０質量部、およびＳＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ１５０２、非油展、スチレン含量：２３．５％〕７０質量部を配合した。ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部であった。
【００５４】
次いでこのゴム分計１００質量部をバンバリミキサを用いて素練りしながら、まず導電性カーボンブラック〔東海カーボン(株)製のシースト３、ＨＡＦ〕４７．５質量部を配合して混練した。
次いで混錬を続けながら下記の架橋成分を配合してさらに混練して導電性ゴム組成物を調製した。
【００５５】
【表１】
2016061849.tif 000003
【００５６】
表中の各成分は下記のとおり。なお表中の質量部は、ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。
５％オイル入り硫黄：架橋剤〔鶴見化学工業(株)製〕
過酸化物架橋剤：ジクミルパーオキサイド〔日油(株)製のパークミル（登録商標）Ｄ〕
促進剤Ｍ：２−メルカプトベンゾチアゾール〔チアゾール系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）Ｍ−Ｐ〕
酸化亜鉛２種：促進助剤〔三井金属鉱業(株)製〕
（半導電性ローラの作製）
調製した導電性ゴム組成物を押出機に供給して外径φ２２ｍｍ、内径φ９〜９．５ｍｍの円筒状に押出成形した後、外径φ８ｍｍの架橋用シャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
【００５７】
次いで架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ１０ｍｍの金属製のシャフトに装着しなおしてオーブン中で１６０℃に加熱して当該シャフトに接着させたのち両端をカットし、円筒研磨機を用いて外周面をトラバース研磨したのち鏡面研磨した。
次いで研磨後の外周面４を水洗いしたのち塩素水と接触させて塩素化処理して、当該外周面４に塩素化膜５を形成して半導電性ローラ１を作製した。
【００５８】
塩素水としては、蒸留水５００ｇに塩酸（３５％濃度）２ｇおよび次亜塩素酸ナトリウム４ｇ加えて調製したものを用いた。処理の条件は塩素水の温度：２０℃、接触時間：５分間とした。
〈実施例２〉
ＳＢＲに代えて同量のＮＢＲ〔低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量：１９．５％、非油展、ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ（登録商標）Ｎ２５０ＳＬ〕を配合したこと以外は実施例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラ１を作製した。ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量中の３０質量部であった。
【００５９】
〈実施例３〉
ＳＢＲの配合割合を３５質量部とし、さらにＮＢＲ〔低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量：１９．５％、非油展、ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ（登録商標）Ｎ２５０ＳＬ〕３５質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラ１を作製した。ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量中の３０質量部であった。また質量比ＳＢＲ／ＮＢＲ＝５０/５０であった。
【００６０】
〈実施例４〉
ＥＰＤＭの配合割合を７０質量部、ＳＢＲの配合割合を３０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラ１を作製した。ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量中の７０質量部であった。
〈実施例５〉
ＥＰＤＭの配合割合を２０質量部、ＳＢＲの配合割合を８０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラ１を作製した。ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量中の２０質量部であった。
【００６１】
〈実施例６〉
ＥＰＤＭの配合割合を８０質量部、ＳＢＲの配合割合を２０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラ１を作製した。ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量中の８０質量部であった。
〈実施例７〉
塩素水として、蒸留水５００ｇに塩酸（３５％濃度）１ｇおよび次亜塩素酸ナトリウム２ｇ加えて調製したものを用いたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ローラ１を作製した。
【００６２】
〈実施例８〉
塩素水として、蒸留水５００ｇに塩酸（３５％濃度）２０ｇおよび次亜塩素酸ナトリウム４０ｇ加えて調製したものを用いたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ローラ１を作製した。
〈実施例９〉
塩素水として、蒸留水５００ｇに塩酸（３５％濃度）０．５ｇおよび次亜塩素酸ナトリウム１ｇ加えて調製したものを用いたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ローラ１を作製した。
【００６３】
〈実施例１０〉
塩素水として、蒸留水５００ｇに塩酸（３５％濃度）２１ｇおよび次亜塩素酸ナトリウム４２ｇ加えて調製したものを用いたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ローラ１を作製した。
〈比較例１〉
実施例１で作製し、外周面４を塩素化処理する前の半導電性ローラ１を比較例１とした。
【００６４】
〈摩擦係数μの測定〉
上記各実施例で作製した半導電性ローラ１の外周面４の摩擦係数μを、先に説明した方法によって測定した。
〈亀裂の有無〉
上記各実施例で作製した半導電性ローラ１の外周面４に亀裂が生じたか否かを目視によって判定した。
【００６５】
以上の結果を表２、表３に示す。
【００６６】
【表２】
2016061849.tif 000004
【００６７】
【表３】
2016061849.tif 000005
【００６８】
表２、表３の実施例１〜１０、比較例１の結果より、外周面４を塩素化処理して塩素化膜５を形成することにより、当該塩素化膜５を形成しない場合よりも摩擦係数μを低減できることが判った。
また実施例１、４〜６の結果より、ゴム分としてＥＰＤＭを含む系では当該ＥＰＤＭの配合割合を少なくするほど外周面４の摩擦係数μを小さくでき、特に摩擦係数μを０．１５以下とするためにはＥＰＤＭの配合割合を、ゴム分の総量１００質量部中の７０質量部以下とするのが好ましいことが判った。
【００６９】
また上記系においてＥＰＤＭの配合割合が少なすぎる場合には外周面４に亀裂を生じる場合があり、それを防止するためにはＥＰＤＭの配合割合を、ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上とするのが好ましいことが判った。
また実施例１、実施例７〜１０の結果より、塩酸と次亜塩素酸ナトリウムを加えて調製した塩素水を用いる場合、両成分の添加量を多くするほど外周面４の摩擦係数μを小さくでき、特に摩擦係数μを０．１５以下とするためには、水５００ｇあたりの添加量を塩酸は１ｇ以上、次亜塩素酸ナトリウムは２ｇ以上とするのが好ましいことが判った。
【００７０】
ただし両成分の添加量が多すぎる場合には外周面４に亀裂を生じる場合があり、それを防止するためには、水５００ｇあたりの添加量を塩酸は２０ｇ以下、次亜塩素酸ナトリウムは４０ｇ以下とするのが好ましいことが判った。
【符号の説明】
【００７１】
１     半導電性ローラ
２     通孔
３     シャフト
４     外周面
５     塩素化膜
６     荷重計
７     フィルム
８     錘
Ｆ     荷重
Ｗ     質量
θ     接触角度
【図１】
2016061849.tif 000006
【図２】
2016061849.tif 000007