(57)【要約】      （修正有）【課題】軸方向中央部より軸方向端部の電気抵抗率が低い導電性ゴムローラを安価に製造する方法を提供する。【解決手段】軸芯体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法であって、軸芯体上に導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物からなる未加硫導電性ゴム層を形成する工程、及び該未加硫ゴムローラ２６の外周面を押圧部材５１による加圧下に回転して加熱を行う押圧回転加熱工程を有し、該押圧回転加熱工程は下記（１）から（３）の少なくとも１つの工程を含むことを特徴とする。  （１）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧荷重を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より小さくする工程。  （２）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧回転加熱時間を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より短くする工程。  （３）前記未加硫導電性ゴム層に対する加熱温度を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より低くする工程。【選択図】図５
2009126131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法であって、
軸芯体上に導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物からなる未加硫導電性ゴム層が形成されてなる未加硫ゴムローラを製造する工程、及び
該未加硫ゴムローラの外周面を、押圧部材による加圧下に回転して加熱を行う押圧回転加熱工程、を有し、
該押圧回転加熱工程は、下記（１）から（３）の少なくとも１つの工程を含むことを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
（１）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧荷重を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より小さくする工程。
（２）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧回転加熱時間を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より短くする工程。
（３）前記未加硫導電性ゴム層に対する加熱温度を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より低くする工程。
【請求項２】
前記未加硫ゴムローラの製造工程は、該未加硫ゴムローラの外周面長が端部より中央部で長くなるクラウン形状となるように、該軸芯体の周面に該未加硫導電性ゴム層を形成する工程を含む請求項１に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機、印刷機、レーザビームプリンター、写真現像機などに用いられる導電性ゴムローラの製造方法と製造装置、及び当該製造方法及び製造装置によって得られる導電性ゴムローラに関するものである。特に電子写真プロセスを用いた画像形成装置に用いる導電性ゴムローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式のプリンター、複写機及び静電記録装置等の画像形成は、帯電、露光、現像、転写、定着プロセスから成り立っている。ここで図１に模式図を示す画像形成装置において、感光ドラム９１表面を帯電させる帯電ローラ９２、感光ドラム表面の静電潜像をトナー像に現像する現像ローラ９３、感光ドラム表面上のトナー像を転写する転写ローラ９４として導電性ローラが使用されている。
【０００３】
感光ドラムの帯電ローラに用いる導電性ゴムローラには適切な電気抵抗率が求められている。しかしながら、導電性体ゴム層が導電性粒子を含む場合には、以下に示すように導電性ゴムローラ軸方向の電気抵抗率が不均一となり、感光ドラムを適切に帯電することが出来ない場合がある。
【０００４】
すなわち、導電性ゴムローラのローラ軸両端部にバネなどにより適当な力を負荷して当該導電性ゴムローラを帯電ローラとして感光ドラムに押圧させた時に、当該導電性ゴムローラ軸方向における感光ドラムとの接触荷重分布は、当該ローラ軸方向で不均一となる。この結果、感光ドラムとの当接時における導電性ゴムローラの軸方向両端部の抵抗率が中央部に比べて高くなる。すると、感光ドラムを均一に帯電することが出来なくなり、黒スジと呼ばれる帯電ローラが高抵抗な電気抵抗率を有することに起因する画像不良が画像端に発生する場合がある。
【０００５】
このように、導電性ゴムローラ軸方向の電気抵抗率が不均一となる問題を解消する方法が特許文献１に開示されている。
【０００６】
特許文献１では、導電性ゴムローラ軸方向中央部に基準値より電気抵抗率が高いゴムチューブを設置し、導電性ゴムローラ軸方向端部に基準値より電気抵抗率が低いゴムチューブを設置する方法が開示されている。さらに、まず軸方向の導電性が均一な下地ローラを作成する。その後、該下地ローラ表面を層厚方向の導電性を制御すべく導電性制御材を含有する表面コート材で被覆し、該表面コート材の導電性を前記下地ローラの軸方向左右両端部で高くして製造する方法が開示されている。これにより、軸方向の左右両端縁からのそれぞれの距離が全長の４分の１までの左右両端部の導電性を、中央部の導電性の約２倍となるように製造することができる。その結果、導電性ゴムローラの感光ドラム当接時における導電性ゴムローラ軸方向の電気抵抗率が均一となるというものである。
【特許文献１】特開平７−１９９６８９号公報
【特許文献２】特開２００５−９９７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、電気抵抗率の異なる複数のゴムチューブを必要とするため、単一の電気抵抗率を有するゴムチューブを軸に挿入して導電性ゴムローラを得る製法に比較して、製造工数や材料費の面で改善の余地がある。また、相隣するゴムチューブ間のつぎめに隙間が生じないように厳密に製造することが望まれる。さらに、軸方向の左右両端部を被覆する方法を含めて、電気抵抗率が階段状に変化しているため、感光ドラム当接時における導電性ゴムローラ軸方向の電気抵抗率が、特に抵抗率変化領域近傍で均一とはならない場合があり、画像の点で改善の余地がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、先述の課題に鑑み、所望の外径精度、外観を得つつ、感光ドラム当接時における軸方向の電気抵抗率の均一性を高めた導電性ゴムローラを提供することにある。特に当該導電性ゴムローラを安価に製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願出願人は、先に、安価に、外径、外観精度を所望の形状に制御することのできる導電性弾性ローラの製造方法として以下の方法を開示した（特許文献２）。
【００１０】
即ち、クロスヘッド被覆ダイによる被覆押出成形法を用いて軸芯体上に未加硫導電性ゴム層を形成する。その後に、当該未加硫導電性ゴム層外周面を押圧部材によって圧力をかけた状態で、回転させながら加熱を行う。次いで、当該未加硫導電性ゴム層を加硫して導電性ゴムローラを得る方法である。
【００１１】
本発明者らは上記の方法において、未加硫導電性ゴム層の外周面を、押圧部材を用いて加硫を行う過程で、加圧力、加熱温度、及び加圧時間から選ばれる少なくとも１つを軸方向で変化させることで、導電性ゴムローラの抵抗値を変化させられるとの知見を得た。
【００１２】
本願発明は、このような新たな知見に基づくものである。
【００１３】
即ち、本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法は、
軸芯体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法であって、軸芯体上に導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物からなる未加硫導電性ゴム層が形成されてなる未加硫ゴムローラを製造する工程、及び該未加硫導電性ゴム層の外周面を、押圧部材による加圧下に回転して加熱を行う押圧回転加熱工程、を有し、
該押圧回転加熱工程は、下記（１）から（３）の少なくとも１つの工程を含むことを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
【００１４】
（１）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧荷重を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より小さくする工程。
【００１５】
（２）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧回転加熱時間を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より短くする工程。
【００１６】
（３）前記未加硫導電性ゴム層に対する加熱温度を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より低くする工程。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、安価に導電性ゴムローラ軸方向中央部より当該ローラ軸方向端部の電気抵抗率が漸次小さくなる導電性ゴムローラが提供される。これにより、感光ドラム当接時における軸方向の電気抵抗率の均一性がさらに高まり、これを帯電ローラとして用いることで、画像不良を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１９】
本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法は、軸芯体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法であって、軸芯体上に導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物からなる未加硫導電性ゴム層を形成する工程と、該未加硫導電性ゴム層の外周面を、押圧部材による加圧下に回転して加熱を行う押圧回転加熱工程とを少なくとも有している。
【００２０】
そして、当該押圧回転加熱工程を、下記（１）から（３）の少なくとも１つの方法で実施する。
【００２１】
（１）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧荷重を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より小さくする。
【００２２】
（２）前記未加硫導電性ゴム層に対する押圧回転加熱時間を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より短くする。
【００２３】
（３）前記未加硫導電性ゴム層に対する加熱温度を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より低くする。
【００２４】
押圧回転加熱工程における押圧荷重、押圧回転加熱時間（以下、施工時間という）、加熱温度の違いによって導電性ゴムローラの電気抵抗率が変化する機構は以下のように考えられる。
【００２５】
はじめに、押圧荷重が導電性ゴムローラの電気抵抗率に与える影響について説明する。
【００２６】
軸芯体上に導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物からなる未加硫導電性ゴム層を形成すると、導電性粒子は未加硫導電性ゴム層中にてアグロメレートと呼ばれる凝集塊の状態で存在する。しかし、押圧回転加熱により、未加硫導電性ゴム層はせん断力をうけて当該凝集塊が崩壊する。当該凝集塊が崩壊することにより、導電性粒子間の相互距離が大きくなり、当該未加硫導電性ゴム層の電気抵抗率が高くなる。このとき、押圧回転の押圧荷重の増加に伴って当該未加硫導電性ゴム層が受けるせん断力が増加して、崩壊する当該凝集塊の数が増加する。その後、加硫することで、当該凝集塊が固定されるため、押圧荷重の高い部分で導電性ゴムローラの電気抵抗率が高くなると考えられる。したがって、未加硫導電性ゴム層に対する押圧荷重を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より漸次小さくすることで、前記中央部より前記端部の電気抵抗率が漸次小さくなる導電性ゴムローラを製造できる。
【００２７】
押圧回転加熱工程の施工時間が導電性ゴムローラの電気抵抗率に与える影響については、押圧荷重の場合と同様に、押圧回転加熱工程で受けるせん断力による導電性粒子の凝集塊の崩壊により電気抵抗率が高くなることに起因する。これは、当該施工時間の増加に伴って崩壊する当該凝集塊の数が増えるためであると考えられる。したがって、未加硫導電性ゴム層に対する押圧回転加熱時間を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より漸次短くすることで、前記中央部より前記端部の電気抵抗率が漸次小さくなる導電性ゴムローラを製造できる。
【００２８】
続いて押圧回転加熱工程の加熱温度が導電性ゴムローラの電気抵抗率に与える影響について説明する。未加硫導電性ゴム層が押圧部材によりせん断力を受けた時に、当該層内の導電性粒子の凝集塊はせん断力によっては崩壊せずに当該未加硫導電性ゴム層中を移動する場合がある。しかし、押圧回転加熱工程時の加熱温度が高くなるに従って、導電性粒子入り未加硫導電性ゴムの加硫が促進されるため、当該未加硫導電性ゴム層内における導電性粒子の凝集塊の移動が制限される。したがって、押圧回転部材によるせん断力を受けやすくなり、導電性粒子の凝集塊の崩壊が起こりやすくなる。この結果、凝集塊の分布に差違が生じ、上記と同様に導電性ゴムローラの電気抵抗率に差違が生じると考えられる。したがって、未加硫導電性ゴム層に対する加熱温度を、軸芯体方向端部で軸芯体方向中央部より漸次低くすることで、前記中央部より前記端部の電気抵抗率が漸次小さくなる導電性ゴムローラを製造できる。
【００２９】
上述の機構で、導電性ゴムローラの電気抵抗率は変化すると考えられる。未加硫導電性ゴム層の軸方向における押圧荷重、施工時間、加熱温度のいずれか１つを変化させることにより、導電性ゴムローラの電気抵抗率を当該ローラ中央部から当該ローラ軸方向端部に向けて順次低くできる。さらに、当該導電性ゴムローラについて所望の外径、外観精度を得ることができる。
【００３０】
［製造方法］
まず、ポリマー原料と導電性粒子、添加剤を混練して導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物を得る。続いて、当該未加硫ゴム組成物をクロスヘッドを具備する押出成形装置にて軸芯体上に被覆して、未加硫導電性ゴム層を有するローラ（以下、未加硫ゴムローラという）を得る。得られた未加硫ゴムローラの外周面に対して押圧部材によって圧力をかけた状態で回転させながら加熱を行う押圧回転加熱工程を施す。係る後に未加硫ゴムローラを加硫して、導電性ゴムローラを得る。
【００３１】
［ポリマー原料］
ポリマー原料の例は、以下のものを含む。天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、塩素ゴム等。
【００３２】
前記ポリマー原料中に分散させる導電性粒子の例は、以下のものを含む。特殊導電性カーボンブラック（例えば「ケッチェンブラックＥＣ」（商品名、ライオン（株）製）等）、アセチレンブラック、ゴム用カーボン、酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、及び、熱分解カーボンなどの導電性カーボンを用いることができる。
【００３３】
ゴム用カーボンとして、具体的には、Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｒａｓｉｏｎ  Ｆｕｒｎａｃｅ（ＳＡＦ：超耐摩耗性）、Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｒａｓｉｏｎ  Ｆｕｒｎａｃｅ（ＩＳＡＦ：準超耐摩耗性）、Ｈｉｇｈ  Ａｂｒａｓｉｏｎ  Ｆｕｒｎａｃｅ（ＨＡＦ：高耐摩耗性）、Ｆａｓｔ  Ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ  Ｆｕｒｎａｃｅ（ＦＥＦ：良押し出し性）、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐｕｒｐｏｓｅ  Ｆｕｒｎａｃｅ（ＧＰＦ：汎用性）、Ｓｅｍｉ  Ｒｅｉｎ  Ｆｏｒｃｉｎｇ  Ｆｕｒｎａｃｅ（ＳＲＦ：中補強性）、Ｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍａｌ（ＦＴ：微粒熱分解）及びＭｅｄｉｕｍ  Ｔｈｅｒｍａｌ（ＭＴ：中粒熱分解）。
【００３４】
また、天然グラファイト及び人造グラファイトなどのグラファイトを用いることもできる。また、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯなどの金属酸化物、ＳｎＯ2とＳｂ2Ｏ3の固溶体、ＺｎＯとＡｌ2Ｏ3の固溶体などの複合酸化物、Ｃｕ、Ａｇなどの金属粉等を始めとして、各種公知のものが使用できる。これらはそれらを単体若しくは複数種をブレンドして使用してもよい。中でも、凝集塊の形成しやすい各種導電性カーボンを用いることが好ましい。
【００３５】
また公知の導電性ポリマー、イオン導電剤などを、本発明の作用効果を損なわない範囲で前記導電性粒子と併用して導電性を付与しても良い。
【００３６】
導電性粒子の含有量は、所望の電気抵抗率が得られるように適宜設定されるが、通常、ポリマー原料１００質量部に対し、１〜１００質量部、好ましくは、３〜６０質量部であることが望ましい。
【００３７】
また上記ポリマーに、加硫剤、加硫促進剤、帯電制御剤、可塑剤、老化防止剤等を本発明の作用効果を損なわない範囲で適宜に添加することもできる。さらに、帯電防止剤、紫外線吸収剤、補強剤、充填剤、滑剤、離型剤、顔料、染料、難燃剤等を必要に応じて適宜に添加することもできる。
【００３８】
［未加硫ゴムローラの製造方法］
図３にクロスヘッド被覆押出成形装置の模式図を示す。当該成形装置は押出機３１とクロスヘッド３３を備える。クロスヘッド３３は軸送りロール３２により送られた軸芯体２２を後ろから挿入でき、クロスヘッド３３で円筒状に形成された導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物を軸芯体２２上に被覆し、形成された未加硫ゴム層の端部を切断して、未加硫ゴムローラ２６を得る。
【００３９】
［未加硫ゴムローラ形状］
未加硫ゴムローラの形状は、任意の外周面形状の未加硫ゴムローラとすることができる。具体的な形状は、以下のものが挙げられる。
【００４０】
当該未加硫ゴムローラ外周面長が当該ローラの軸方向に渡って一定であるストレート形状。
【００４１】
当該外周面長がローラ軸方向中央部からローラ軸方向両端部に向けて漸次減少していくクラウン形状。
【００４２】
当該外周面長がローラ軸方向中央部からローラ軸方向端部に向けて漸次増加していく逆クラウン形状。
【００４３】
当該外周面長がローラ軸方向端部からもう一方の端部に向けて漸次大きくなるテーパ形状。
【００４４】
（押圧回転加熱工程）
次に、具体的な押圧部材による未加硫ゴムローラの押圧回転加熱工程について説明する。本発明では、押圧回転加熱工程における押圧荷重、施行時間、加熱温度のいずれか１つをローラ軸方向の中央部から両端部に向かって漸次変化させる。
【００４５】
押圧回転加熱工程では、得られた未加硫ゴムローラを回転させながら、加圧下、加熱状態で押圧部材により未加硫ゴムローラ外周面を圧接する。ここで、押圧部材の押圧面形状は直線状でも曲線状でも良く、押圧時に未加硫ゴムローラ外周面と隙間を生じにくい形状が好ましい。押圧部材の押圧面とローラ外周面において隙間が生じると当該隙間部分は押圧されないため、当該隙間部分以外の領域と電気抵抗率が異なることがあり、画像不良を生じる場合があるからである。
【００４６】
また、押圧面長さは任意に設定できるが、押圧面形状が直線状で押圧荷重、押圧加熱時間を変化させる場合、少なくとも、押圧部材とローラの当接面長さが、ローラの軸方向における未加硫導電性ゴム層の長さよりも短くなるように工夫する必要がある。例えば、押圧面長さがローラの軸方向における未加硫導電性ゴム層の長さよりも短いものを使用したり、押圧部材の軸方向を未加硫ゴムローラの軸方向と異ならしめることで、当接面長さを短くすることができる。
【００４７】
押圧部材の材質は所望の押圧荷重、加熱温度に耐えうる強度を有している材質を用いることができるが、熱伝導性の良さと強度の観点から、金属類が好ましい。また、押圧面にはクロムメッキや窒化処理、テフロン（登録商標）によるコーティングなどの表面処理を施しても良い。
【００４８】
［押圧方法］
押圧面長さがローラ軸方向の未加硫導電性ゴム層の長さよりも短い場合は、ローラ外周面上の任意の位置に任意の回数に分けて押圧回転加熱を施すことができる。
【００４９】
例えば、ローラ軸方向に押圧面を移動させながら押圧回転加熱を施す方法やローラ外周面上の同じ位置に複数回に分けて押圧回転加熱を施す方法などが許容される。
【００５０】
図４に押圧面長さがローラ軸方向の未加硫導電性ゴム層の長さよりも短い場合の押圧回転加熱装置の模式図を示す。当該装置によれば、未加硫ゴムローラ２６がローラ支持部４３により回転自在に保持されており、回転可能な押圧面（押圧ローラ）４２を有する押圧部材４１が所定の押圧荷重（Ｗ）にて、未加硫ゴムローラ２６の未加硫導電性ゴム層に押圧する。また、押圧部材４１は、未加硫ゴムローラ２６の軸方向に所定の移動速度（ｖ）にて移動可能である。このように、ローラ中央部とローラ両端部間の押圧荷重、施工時間、加熱温度を自在に変更することが可能である。
【００５１】
なお、この例では、１つの押圧部材４１を用いているが、押圧部材は複数用いても良い。例えば、押圧部材を未加硫ゴムローラの周囲に各々接触しないように軸方向に複数固定配置し、それぞれの押圧荷重、施行時間、或いは加熱温度を変えることで、押圧回転加熱工程を実施しても良い。
【００５２】
一方、図５のように押圧部材５１の押圧面長さが未加硫ゴムローラ２６における未加硫導電性ゴム層に軸方向長さよりも長い場合は、押圧部材５１の押圧面が未加硫ゴムローラ２６中央部に最初に接触するように押圧させると良い。最初に未加硫ゴムローラ２６の中央部と接触することにより、押圧荷重分布がローラ中央部で最大となり、ローラ端部へ向けて自然に減少するからである。より好ましくは、図示するように押圧面が押圧方向を軸として左右対称な凹型曲面形状を具備し、また、未加硫ゴムローラとしてクラウン形状のものを用いるのが良い。押圧部材の押圧面の曲率より、クラウン形状の未加硫ゴムローラとの曲率が大きい場合、未加硫ゴムローラの中央部が最初に接触するため、施行時間にも若干の差違が生じる。また、押圧部材内部にヒータを設置する場合、複数のヒータを設置する、押圧面に熱伝導率の異なる部材を配するなどして、押圧面の加熱温度が未加硫ゴムローラの軸方向に異なるようにしても良い。
【００５３】
［加熱方法］
加熱は電気炉内など所望の雰囲気中で行う他に、前述のように押圧面内部にヒータなどを設置したり、ローラ外周面の一部に温風を吹き付けるなどの方法を用いることができる。
【００５４】
［導電性ゴムローラの電気抵抗率］
導電性ゴムローラの電気抵抗率としては、特に制限はなく所望の特性に応じて適宜設定されるが、例えば帯電ローラとして使用するには感光ドラム当接時における軸方向の電気抵抗率が１×１０3Ω・ｃｍから１×１０10Ω・ｃｍ程度とするのが望ましい。また、導電性ゴムローラの両端部の電気抵抗率と中央部の電気抵抗率とは、感光ドラム当接時に均一となるように当接圧等を考慮して適宜設定すればよいが、通常、中央部が両端部の１．１倍から２．５倍となるように設定することが好ましい。より好ましくは１．５倍から２．０倍程度である。
【００５５】
［押圧荷重］
押圧荷重は、未加硫導電性ゴム層に用いるポリマー材料、導電性粒子の種類や量に応じて導電性粒子の凝集塊の崩壊を促すに十分なせん断力が付与されるように適宜設定される。例えば、未加硫ゴム組成物の組成を下記のようにした場合を例に説明する。
【００５６】
未加硫ゴムにＮＢＲを用い、導電性粒子に導電性カーボンブラック（商品名：「旭ＨＳ−５００」；旭カーボン社製、商品名「ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ」；ライオン社製）等）を用い、更にＮＢＲに対してカーボンブラックを２０質量部添加した組成。
【００５７】
この場合、押圧時間、加熱温度が一定の条件の下では、押圧荷重を軸方向に、１．９６Ｎ（２００ｇｆ）から３．９２Ｎ（４００ｇｆ）に変化させる。これによって、電気抵抗率の比を１．７倍程度にまで変化させることが可能である。
【００５８】
また、押圧荷重を軸方向に、２．０Ｎから３．５Ｎにまで変化させることで、電気抵抗率の比を１．６４倍程度変化させられる。
【００５９】
［施行時間］
施行時間は、設定した押圧荷重及び加熱温度の条件下に導電性粒子の凝集塊の崩壊を促すに十分なせん断力が付与されるように適宜設定される。例えば、未加硫ゴム組成物が上記の組成を有する場合、押圧荷重及び加熱温度が一定条件の下、押圧部材の軸方向への移動速度を０．４ｍｍ／秒から０．８ｍｍ／秒に変化させる。これにより、電気抵抗率の比を１．５４倍程度に変化させられる。
【００６０】
［加熱温度］
押圧加熱時の加熱温度としては、その後に加熱による加硫を行う場合は、当該加硫温度よりも低い温度で実施することが好ましい。具体的には、ポリマー材料のガラス転移点温度以上であって、加硫温度より２０℃以上低い温度で行うことが望ましい。
【００６１】
例えば、未加硫ゴム組成物が上記の組成を有する場合、押圧荷重及び加熱温度が一定条件の下、押圧面の軸方向の温度を１００℃から１５０℃に変化させることにより、電気抵抗率の比を１．１２倍程度にまで変化させることができる。
【００６２】
このように、押圧回転加熱工程を経た未加硫ゴムローラに対して、加硫のための加熱を行い、目的の導電性ゴムローラを得る。加硫の為の加熱としては、従来公知の方法で行えばよく、例えば、熱風炉、熱盤、遠・近赤外線による加熱、誘導加熱等いずれでも良い。また、材料によっては、活性エネルギー線を照射することにより加硫することもでき、この場合は、短時間での加硫が可能となる。また、加硫加熱後に活性エネルギー線を照射して、加硫密度を高めるようにしても良い。
【００６３】
さらに、導電性ゴムローラの最表面には、表面特性を改良するための表面層を設けても良い。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例を参照して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではなく、本明細書に記載の範囲において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００６５】
［実施例１］
（導電性粒子を含む未加硫ゴム組成物の調製）
・ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）（商品名「Ｎｉｐｏｌ  ＤＮ２１９」：日本ゼオン（株）製）  １００質量部
・カーボンブラック１（導電性粒子）（商品名「旭ＨＳ−５００」：旭カーボン製）  １４質量部、
・カーボンブラック２（導電性粒子）（商品名「ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ」：ライオン製）  ６質量部、
・ステアリン酸亜鉛  １質量部、
・酸化亜鉛  ５質量部
・液状エポキシ化ポリブタジエン（商品名「アデカザイザーＢＦ−１０００」：（株）ＡＤＥＫＡ製）  １０質量部
・炭酸カルシウム（商品名「ナノックス＃３０」：丸尾カルシウム（株）製）  ３０質量部
・炭酸カルシウムを５質量％含む架橋ＮＢＲ粒子（商品名「Ｂａｙｍｏｄ  Ｎ  ＰＶ  ＫＡ  ８６４１」：バイエル（株）製）  ５０質量部
・ジベンゾチアゾリルジスルフィド（商品名「ノクセラーＤＭ−Ｐ」：大内新興化学（株）製）  １質量部
・テトラベンジルチウラムジスルフィド（商品名「パーカシットＴＢｚＴＤ」：フレキシス（株）製）  ３質量部
・硫黄（加硫剤）  １．２質量部
をオープンロールで混錬し、未加硫ゴム組成物を調製した。
【００６６】
（未加硫ゴムローラの作製）
図３に示すクロスヘッド押出成形装置を用いて、芯金送りロール３２の芯金送り速度を調整して、ローラ中央部がローラ端部より外径差で０．１ｍｍ大きいローラ外周面を有するクラウン形状の未加硫ゴムローラを得た。
【００６７】
得られた未加硫ゴムローラの未加硫導電性ゴム層の長さが２２０ｍｍになるように未加硫導電性ゴム層の両端を切断した。次に、当該未加硫ゴムローラに、図４に模式図を示す押圧回転装置を用いて押圧回転加熱を施した。
【００６８】
図４に示す押圧回転加熱装置は、押圧面長さが４５ｍｍで円筒状の押圧部材４１とローラ支持部４３から構成されている。押圧部材４１は図示しないバネとレールに連結されており、押圧荷重とローラ軸方向への移動が自在である。さらに、押圧面４２の内部にはヒータが設置され、押圧面４２の表面温度を変更することができる。
【００６９】
本装置を用いて、図７に示したように押圧荷重を変化させながら押圧部材を押圧回転させながらローラ軸方向に移動して、押圧回転加熱を施した。押圧荷重はローラ端部で１．９６Ｎ（２００ｇｆ）とし、その後ローラ中央部で３．４３Ｎ（３５０ｇｆ）となるように一様増加させ、さらにローラ中央部からもう一方の端部で１．９６Ｎ（２００ｇｆ）となるように一様減少させた。押圧部材移動速度及び押圧面温度は、それぞれ０．４ｍｍ／秒及び１２０℃に固定して実施した。未加硫ゴムローラの回転速度は、９０ｒｐｍとした。
【００７０】
押圧回転加熱を施した未加硫ゴムローラを１６０℃、１時間、熱風炉で加硫して、導電性ゴムローラを得た。
【００７１】
さらに、得られた導電性ゴムローラの外周面に対して、紫外線を照射してローラ表面の加硫をさらに促進させて高抵抗層を設けて帯電ローラとした。なお、紫外線照射にはハリソン東芝ライティング（株）製の低圧水銀ランプを用いた。
【００７２】
得られた帯電ローラのローラ軸方向の電気抵抗を図６に示す装置を用いて、以下の方法で測定した。帯電ローラとの当接面長を長手方向に８分割に等分したφ２４のアルミシリンダ７１を用意した。このアルミシリンダ７１に帯電ローラ７２の両端に４．９Ｎ（５００ｇｆ）の荷重をかけつつ当接させて、アルミシリンダ７１の回転速度を３０ｒｐｍにして、帯電ローラ７２を従動させた。同図において、７３は固定抵抗器、７４はレコーダー、７５はバイアス印加電源である。当該装置により、１〜８チャンネル（１ｃｈ〜８ｃｈ）の長手方向に分割した抵抗を測定することが可能である。
【００７３】
測定は、帯電ローラ７２に２００Ｖの電圧を印加し、試験環境として温度２３℃湿度５０％ＲＨで行った。この状態で２秒間通電し、１ｃｈ及び８ｃｈの平均電気抵抗率を端部電気抵抗率、４ｃｈ及び５ｃｈの平均電気抵抗率を中央部電気抵抗率とした。この時の端部と中央部の電気抵抗率比、（中央部電気抵抗率／端部電気抵抗率）の値は１．７であった。以降、特に記載がない場合は、すべてこの方法で帯電ローラの軸方向の電気抵抗比率の評価を行った。結果を表１に示す。
【００７４】
また、得られた帯電ローラを用いて、以下に示す出力画像評価を行った。
【００７５】
作製した帯電ローラと電子写真感光体とを、これらを一体に支持するプロセスカートリッジに組み込み、このプロセスカートリッジをＡ４紙縦出力用のレーザービームプリンターに装着した。このレーザービームプリンターの現像方式は反転現像方式であり、転写材の出力スピードは４７ｍｍ／ｓであり、画像解像度は６００ｄｐｉである。
【００７６】
なお、帯電ローラとともにプロセスカートリッジに組み込んだ電子写真感光体は、上記と同様のものである。
【００７７】
また、上記レーザービームプリンターに使用したトナーは、いわゆる重合トナーであって、そのガラス転移温度は６３℃、体積平均粒子径は６μｍである。具体的には、ワックス、荷電制御剤、色素、スチレン、ブチルアクリレート及びエステルモノマーを含む重合性単量体系を水系媒体中で懸濁重合して得られた粒子にシリカ微粒子及び酸化チタン微粒子を外添してなるトナー粒子を含む。
【００７８】
画像出力は、３０℃／８０％ＲＨ環境下で行い、Ａ４紙にハーフトーン画像（電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅１ドット、間隔２ドットの横線を描く画像）を形成し、これを４７ｍｍ／ｓのプロセススピードで２００００枚出力した。
【００７９】
画像評価基準は、以下の４段階とした。
【００８０】
◎：初期及び２００００枚印刷後も帯電ローラの電気抵抗率の高抵抗化に起因する黒スジ画像不良も全く無く良好な画像が得られた
○：初期及び１００００枚印刷後では問題なく、２００００枚印刷後に帯電ローラの電気抵抗率の高抵抗化に起因する黒スジ画像不良がわずかにある画像が得られた
△：初期では問題なく、１００００枚印刷後及び２００００枚印刷後に帯電ローラの電気抵抗率の高抵抗化に起因する黒スジ画像不良がわずかにある画像が得られた
×：初期及び２００００枚印刷後も帯電ローラの電気抵抗率の高抵抗化に起因する黒スジ画像不良があきらかにある画像が得られた。
【００８１】
以上の評価結果を表１に示す。
【００８２】
［実施例２］
実施例１において、押圧荷重を３．４３Ｎ（３５０ｇｆ）で一定とし、押圧部材移動速度を図８に示したように調整した。即ち、ローラ端部で０．８ｍｍ／秒とし、その後ローラ中央部で０．４ｍｍ／秒となるように一様減少させた。さらにローラ中央部からもう一方の端部へ向かう際の押圧部材移動速度をローラ端部で０．８ｍｍ／秒となるように一様増加させた。押圧面温度は実施例１と同様に１２０℃で一定とした。
【００８３】
その他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを得た。評価結果を表１に示す。
【００８４】
［実施例３］
実施例１において、押圧荷重を３．４３Ｎ（３５０ｇｆ）、押出部材移動速度を０．４ｍｍ／秒、押圧部材の温度を図９に示したように調整した。即ち、ローラ端部で１００℃とし、その後ローラ中央部で１５０℃となるように一様増加させた。さらにもう一方の端部での押圧面温度が１００℃となるように一様減少させた。
【００８５】
その他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを得た。評価結果を表１に示す。
【００８６】
［実施例４］
実施例１と同様の方法で得られた未加硫ゴムローラに対して、図５に示すように押圧面中央部が押圧面端部より０．０８ｍｍ凹み、かつローラ外周面長より長い押圧面を有する押圧部材を用いて押圧回転加熱を施した。押圧荷重は１．９６Ｎ（２００ｇｆ）、加熱温度は１２０℃とした。
評価結果を表１に示す。
【００８７】
［比較例１］
本比較例では、押圧荷重を図１０に示した様に調整した。即ち、押圧荷重を、ローラ端部で３．４３Ｎ（４００ｇｆ）とし、その後ローラ中央部で１．９６Ｎ（２００ｇｆ）となるように一様減少させた。さらにローラ中央部からもう一方の端部で３．４３Ｎ（４００ｇｆ）となるように一様増加させた。他は、実施例１と同様にして導電性ローラを調製した。評価結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
2009126131.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図２】導電性ローラ又は未加硫導電性ローラの一例を示す斜視図である。
【図３】押出成形装置の模式図である。
【図４】移動式押圧部材を有する押圧回転加熱装置の一例を示す斜視図である。
【図５】未加硫ゴムローラ外周面より長い圧接部材を有する押圧回転加熱装置の模式図である。
【図６】ローラ分割抵抗測定器の概略を示す構成図である。
【図７】ローラ軸方向位置に対する押圧荷重の変化を示す図である。
【図８】ローラ軸方向位置に対する押圧部材移動速度の変化を示す図である。
【図９】ローラ軸方向位置に対する押圧面温度の変化を示す図である。
【図１０】ローラ軸方向位置に対する押圧荷重の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
２１      導電性ゴムローラ
２２      軸芯体
２３      導電性層
２６      未加硫ゴムローラ
３１      押出機
３２      芯金送りロール
３３      クロスヘッド
４１      押圧部材
４２      押圧面
４３      ローラ支持部
５１      押圧部材
７１      アルミシリンダ
７２      帯電ローラ
７３      固定抵抗器
７４      レコーダー
７５      バイアス印加電源
９１      感光ドラム
９２      帯電ローラ
９３      現像ローラ
９４      転写ローラ
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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