(57)【要約】【課題】本発明は、導電性軸体と導電性ゴム弾性層の間に十分な導電性、接着力及びバリヤ効果を有し、導電性ローラの抵抗ばらつきが小さく、かつ、長期保管後、導電性軸体からの導電性ゴム弾性層の剥離を抑制可能な導電性ローラを提供する。【解決手段】導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも１層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、前記導電性接着剤層が、カーボンナノチューブとバインダ用樹脂を含む導電性接着剤からなることを特徴とする導電性ローラにより、本発明の課題は解決される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、
前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも１層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、
前記導電性接着剤層が、カーボンナノチューブとバインダ用樹脂を含む導電性接着剤からなることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記導電性接着剤層に含有されるカーボンナノチューブの含有率が、１質量％以上、１５質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブが、気相合成法によって製造されたカーボンナノチューブであることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
前記導電性ゴム弾性層が、エピクロロヒドリン系ゴムを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
【請求項５】
前記バインダ用樹脂が、少なくともフェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の導電性ローラ。
【請求項６】
クロスヘッドダイを具備する押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体をクロスヘッドダイを通過させて、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体の外周上に前記未加硫ゴム組成物を被覆した後、加硫工程を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の導電性ローラの製造方法。
【請求項７】
電子写真感光体、帯電ローラ、現像手段及びクリーニング手段の一方又は両方の手段を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電ローラとして請求項１から５のいずれか１項に記載の導電性ローラを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項８】
電子写真感光体、帯電ローラ、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、
前記電子写真装置に用いられるプロセスカートリッジが請求項７に記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性ローラに関し、特には電子写真等の画像形成装置における帯電ローラなどの導電性ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、電子写真感光体の表面を均一に帯電させ、この電子写真感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成する。次いで、トナーの付着によるトナー像の形成（現像）、転写紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとられている。
【０００３】
前記電子写真感光体の表面を均一帯電するための手段としては、電圧を印加した帯電ローラを電子写真感光体に所定の押圧力で当接させて電子写真感光体を所定の電位に帯電させる接触帯電方式が知られている。帯電ローラを用いた接触帯電方式は、均一帯電に重要な電子写真感光体への一様な接触が電子写真感光体と同様の回転円筒体である帯電ローラによりなされるため、ブラシ帯電やブレード帯電などの他の接触帯電方式よりも実現容易である。
【０００４】
帯電ローラは電子写真感光体との接触帯電を行うものであるため、帯電ローラが電気的に不均一な場合、その電気的な不均一性を反映した帯電濃度ムラを生じる。従って、帯電ローラは所定の抵抗をもち、かつ電気的に均一であることが要求される。
【０００５】
そして、そのような帯電ローラとしては、例えば、導電体である所定の導電性軸体の外周面上に、低硬度の導電性ゴム弾性層が設けられる。更に必要に応じて、導電性ゴム弾性層の外周面上に塗工などにより抵抗調整層や保護層などの表面層が、順次積層された構造のものが採用されている。電子写真感光体等に対する均一な接触性を確保するために、帯電ローラは良好な表面平滑性や高い寸法精度が要求されている。
【０００６】
この低硬度の導電性ゴム弾性層を得るために、導電性ゴム弾性層のゴム組成物として、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のポリマーにカーボンブラック等の導電性充填剤を添加し、更に軟化剤を添加したものが知られている。更には、より電気的に均一な導電性ゴム弾性層を得るために、ゴム自体がある程度の低抵抗性をもつゴムを用いることができる。例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロロヒドリンゴム、エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルが共重合されている多元重合体等の極性ゴムを使用したゴム組成物を用いる。これにより、電気的均一性に優れた導電性ゴム弾性層が得られることが知られている。
【０００７】
帯電ローラとしては、導電性軸体と表面との間の望ましい抵抗値は１０9〜１０11Ωであり、導電性ゴム弾性層の体積固有抵抗は１０5〜１０7Ω・ｃｍである。
【０００８】
導電性ローラの製造方法としては、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、接着剤を塗布した導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆する。その後、加硫工程を経て、導電性ローラ形状を導電性ゴム弾性層の研削工程等により調整する製造方法が知られている。
【０００９】
ところで、これらの導電性ローラは、導電性軸体と導電性ゴム弾性層との間に導電性を有する接着剤（導電性接着剤）が用いられる。前記導電性接着剤としては、導電性を有するためにカーボンなどを添加した接着剤を用いる方法が知られている（例えば特許文献１）。しかしながら、導電性軸体と導電性ゴム弾性層との間に使用される導電性接着剤層の導電性が十分でないと、導電性ローラの抵抗値が大きくなる場合や、ばらつく場合がある。これを防ぐために、導電性接着剤に十分にカーボンなどの導電性成分を添加する方法が考えられる。しかしながら、導電性成分の添加量を増やすと導電性接着剤のバインダ用樹脂の含有量が減るため、十分な接着力や、湿度等に対するバリヤ効果が得られない。このため、長期保管後（特に高温高湿度）に接着力低下や、導電性軸体の腐食により導電性ゴム弾性層が導電性軸体から浮いたり、剥離する場合がある。
【００１０】
また十分な接着性を得るために、導電性接着剤を厚く塗布する方法が知られている（例えば特許文献２）。しかしながら、導電性接着剤を導電性軸体上へ厚く塗布する方法は複雑であり、接着不良や生産上の管理が困難になる。また、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、導電性接着剤を塗布した導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆する工程において、クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイドに導電性接着剤が付着し、導電性軸体がガイド内に詰まる場合がある。これを防ぐため、導電性軸体ガイドの内径を大きくする方法も考えられるが、導電性軸体ガイドの内径を大きくすると押出し後の導電性ローラの外径精度が低くなり、所定の形状を得るために大きい外径で押出しを行わなければならない。このため、その後の研磨工程でタクトが長くなり、また材料コストが上がる場合がある。
【００１１】
特許文献３には、十分な接着性、導電性を得るために、導電性粒子にカーボンナノチューブを用い、バインダ樹脂と混合して導電性接着剤を調製する方法が示されている。しかし、圧電振動子の接着等、狭い面積での接着に前記導電性接着剤を用いることを示しており、塗布後の導電性接着剤における導電性の均一性については言及していない。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−２９３４４０号公報
【特許文献２】特開平０６−２００９２１号公報
【特許文献３】特開２００４−２７１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも１層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、導電性軸体と導電性ゴム弾性層の間に十分な導電性、接着力、及びバリヤ効果を有し、導電性ローラの抵抗ばらつきが小さく均一な導電性を示し、かつ、長期保管後、導電性軸体からの導電性ゴム弾性層の剥離を抑制可能な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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成をとる。
【００１５】
（１）導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも１層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、前記導電性接着剤層が、カーボンナノチューブとバインダ用樹脂を含む導電性接着剤からなることを特徴とする導電性ローラである。
【００１６】
（２）前記導電性接着剤層に含有されるカーボンナノチューブの含有率が、１質量％以上、１５質量％以下であることを特徴とする（１）に記載の導電性ローラである。
【００１７】
（３）前記カーボンナノチューブが、気相合成法によって製造されたカーボンナノチューブであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の導電性ローラである。
【００１８】
（４）前記導電性ゴム弾性層がエピクロロヒドリン系ゴムを含むことを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の導電性ローラである。
【００１９】
（５）前記バインダ用樹脂が少なくともフェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物であることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の導電性ローラである。
【００２０】
（６）クロスヘッドダイを具備する押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体をクロスヘッドダイを通過させて、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体の外周上に前記未加硫ゴム組成物を被覆した後、加硫工程を行うことを特徴とする（１）から（５）のいずれかに記載の導電性ローラの製造方法である。
【００２１】
（７）電子写真感光体、帯電ローラ、現像手段及びクリーニング手段の一方又は両方の手段を一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電ローラとして、（１）から（５）のいずれかに記載の導電性ローラを用いることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２２】
（８）電子写真感光体、帯電ローラ、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、前記電子写真装置に用いられるプロセスカートリッジが（７）に記載のプロセスカートリッジであることを特徴とする電子写真装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の導電性ローラは、導電性軸体と導電性ゴム弾性層の間に十分な接着力、導電性、及びバリヤ効果を有し、導電性ローラの抵抗ばらつきが小さく均一な導電性を示す。かつ、長期保管後も導電性軸体から導電性ゴム弾性層が剥離しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の導電性ローラは、導電性軸体の外周上に導電性接着剤層を有し、前記導電性接着剤層の外周上に少なくとも１層以上のゴム組成物からなる導電性ゴム弾性層を有する導電性ローラにおいて、前記導電性接着剤層が、カーボンナノチューブとバインダ用樹脂を含む導電性接着剤からなることを特徴とする。
【００２５】
すなわち、導電性接着剤層の導電性成分にカーボンナノチューブを用いることで、通常の導電性カーボンよりも添加量が少ない場合でも十分な導電性を得ることができる。これはカーボンナノチューブが通常の導電性カーボンに比べ導電性に優れているためである。カーボンナノチューブを用いることにより、導電性成分の添加量を少なくすることが可能であり、導電性接着剤層中のバインダ用樹脂の含有率を高くすることが可能である。したがって、接着力を高めることができ、また湿度等に対するバリヤ効果も大きいため、長期保管後（特に高温高湿度）に接着力低下や、導電性軸体の腐食による導電性軸体からの導電性ゴム弾性層の剥離を防ぐことが可能である。
【００２６】
［カーボンナノチューブ］
前記導電性接着剤層に含有されるカーボンナノチューブの含有率は、１質量％以上、１５質量％以下であることが好ましい。
【００２７】
これは前記導電性接着剤層中のカーボンナノチューブの含有率が１質量％以上、１５質量％以下であれば、十分に導電性接着剤層の導電性を得ることができるためである。カーボンナノチューブの含有率が１質量％より小さいと、十分な導電性を得られず、作製した導電性ローラの抵抗がばらつく場合がある。またカーボンナノチューブの含有率が１５質量％より大きいと、導電性接着剤層中のバインダ用樹脂の含有率が低下するため、十分な接着力が得られない。このため、作製した導電性ローラを長期間保管した時に導電性ゴム弾性層と導電性軸体が剥がれ、ローラ形状が変形する場合がある。またカーボンナノチューブは導電性に優れているため、含有率を１５質量％より多くしても、それ以上電気抵抗を下げることは難しい。
【００２８】
前記カーボンナノチューブは、気相合成法によって製造されたカーボンナノチューブであることが好ましい。
【００２９】
カーボンナノチューブの製法としては、アーク放電、レーザーアブレーション法、気相合成法等が知られている。アーク放電及びレーザーアブレーション法で製造されたカーボンナノチューブは生成量が非常に少なく、高価格であるため好ましくない。一方、気相合成法で製造されたカーボンナノチューブは生産量が比較的多く、比較的安価であり、また安定して購入することができるため好ましい。
【００３０】
前記カーボンナノチューブとしては、単一の炭素層からなるシングルウォールナノチューブ（ＳＷＮＴ）、複数の炭素層からなるマルチウォールナノチューブ（ＭＷＮＴ）のいずれであってもよい。
【００３１】
前記カーボンナノチューブの形態としては、針状、コイル状、チューブ状、カップ状等いずれの形態を有するものであってもよい。具体的には、グラファイトウィスカー、フィラメンタスカーボン、グラファイトファイバー、極細炭素チューブ、カーボンチューブ、カーボンフィブリル、カーボンマイクロチューブ、カーボンナノファイバー等を挙げることができる。これらの形態のカーボンナノチューブは、１種又は２種以上を併用することができる。
【００３２】
［バインダ樹脂］
前記バインダ用樹脂としては、フェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂、ケトン・ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。これらは１種又は２種以上を併用してもよい。
【００３３】
この中でも、前記バインダ用樹脂が熱硬化性樹脂組成物であるとより効果的である。導電性ローラは、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆した後、加硫工程を経て製造することができる。このとき、押出し条件によってはクロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイドを通過するときに導電性軸体の温度が高温になる場合がある。バインダ用樹脂が熱可塑性樹脂組成物の場合、クロスヘッドダイ中で熱により導電性接着剤が溶け、導電性軸体ガイド内側に付着したり、導電性軸体から導電性接着剤が剥がれたりする場合がある。これに対し、バインダ用樹脂が熱硬化性樹脂組成物であれば、高温であっても溶けることなく導電性接着剤の強度も保たれたままなので、導電性軸体ガイド内側に導電性接着剤が付着したり、剥がれたりすることを抑えることが可能である。
【００３４】
前記熱硬化性樹脂組成物としては、硬化性、接着性の観点から少なくともフェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物であることが好ましい。
【００３５】
前記フェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物としては、特に限定されないが、フェノールとホルムアルデヒドを主成分としたアルコール溶液型、水溶液型、ノボラック型等のフェノール系樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物を用いることができる。また、市販の接着剤を用いることもできる。
【００３６】
［導電性接着剤］
前記導電性接着剤層を形成する導電性接着剤は、前記カーボンナノチューブを予め少なくとも一種の溶媒に分散し、そのカーボンナノチューブを分散した溶媒を、別途溶媒に溶解した前記バインダ用樹脂と混合して調製することが好ましい。
【００３７】
カーボンナノチューブはそのままバインダ用樹脂中に分散させることが難しいため、例えば酸化処理等の表面処理等を行い、溶媒との相溶性を向上させて溶媒中に分散する。その後、別途溶媒に溶解したバインダ用樹脂と混合することで、カーボンナノチューブの分散を均一にすることが可能である。
【００３８】
前記カーボンナノチューブの分散方法としては、回転羽根による通常の攪拌やマグネチックスターラーによる攪拌のような、回転方式の攪拌の他、超音波分散器を用いた攪拌等、様々な攪拌方法を用いることができる。中でも超音波分散器を用いた攪拌は、カーボンナノチューブを、凝集体を形成させることなく良好に攪拌させることができる点で好ましい。
【００３９】
前記カーボンナノチューブを分散する溶媒としては、特に制限されないが、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらは分離しない範囲で１種又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００４０】
前記バインダ用樹脂を溶解する溶媒としては、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらは分離しない範囲で１種又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００４１】
前記導電性軸体への導電性接着剤の塗布方法は、特に制限されるものではない。例えば、両端部をチャックした導電性軸体を円周方向に回転させ、導電性接着剤を含浸させたシリコーンゴムスポンジ、アクリルゴムスポンジ又はウレタンゴムスポンジ等を導電性軸体に押し当てながら行う方法が挙げられる。また、導電性軸体の両端部分にも塗布できるのであればロールコーター等の機器を用いてもよい。また、導電性接着剤の濃度についても製造工程上及び電子写真装置に使用される部材として要求される接着力を十分有していれば所定の濃度に希釈して塗布してもよい。
【００４２】
［導電性軸体］
前記導電性軸体としては、円柱状や円筒状の形態を有している、鉄、銅及びステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属或いは金属酸化物分散樹脂等の材料から製造されたものを使用することができる。また、これらの表面に防錆や耐傷性付与を目的として、ニッケルメッキ等のメッキ処理を施したものでもよい。
【００４３】
［導電性ゴム弾性層］
前記導電性ゴム弾性層を形成するゴム組成物は、公知のゴム組成物を用いることができるが、低硬度かつ低抵抗の導電性ゴム弾性層が得られることから、エピクロロヒドリン系ゴムを用いることが好ましい。
【００４４】
しかし、エピクロロヒドリン系ゴムのように塩素原子が含まれていると、高温多湿環境下で保管する場合、吸湿性が高くなるため導電性軸体部分にサビが発生してローラ形状が歪み、正常な画像が得られない場合がある。
【００４５】
そこで、導電性接着剤層が含有する導電性成分としてカーボンナノチューブを使用すれば、導電性成分の含有率が低くても十分な導電性を得ることができる。このため、導電性接着剤層中のバインダ用樹脂の割合を多くすることができ、接着効果を高めることが可能である。また、塩素から導電性軸体を保護する機能を持たせることができ、高温多湿のような環境下でも接着不良や導電性軸体の腐食の発生を防ぐことが可能である。
【００４６】
前記導電性ゴム弾性層を形成するゴム組成物には、その他、必要に応じて導電性充填剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、充填剤などを配合してもよい。必要に応じて配合する導電性充填剤としては、グラファイト、カーボンブラック、金属酸化物を挙げることができる。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、などが挙げられる。
【００４７】
前記導電性ゴム弾性層は１層に限らず、必要に応じて性能、厚さの異なる複数の導電性ゴム弾性層からなるものでもよい。
【００４８】
［導電性ローラの製造方法］
本発明における導電性ローラは、その製造方法は特に限定されないが、押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を押出すと同時に、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させる。その後、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体の外周上に未加硫ゴム組成物を被覆した後、加硫工程を経て製造するとより効果的である。
【００４９】
カーボンナノチューブを含有する導電性接着剤層は導電性に優れており、またバインダ用樹脂の割合も多いため接着性にも優れている。このため、導電性軸体に塗布する導電性接着剤層の厚みを薄くしても十分に導電性および接着力を得ることが可能である。導電性接着剤層の導電性成分に通常の導電性カーボンを用いた場合、十分な接着力を得るためには導電性軸体に塗布する導電性接着剤層をある程度厚くする必要がある。この場合、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、前記導電性接着剤層を有する導電性軸体の外周上に未加硫ゴム材料を被覆する工程において、クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイド内側に導電性接着剤が付着し、導電性軸体がガイド内に詰まる場合がある。
【００５０】
またこれを防ぐために導電性軸体ガイドの内径を大きくすると、押出し後の導電性ローラの外径精度が低くなり、所定の形状を得るために大きい外径で押出しを行わなければならない。この場合、その後の研磨工程でタクトが長くなり、また材料コストが上がることがある。
【００５１】
これに対して、カーボンナノチューブを含有する導電性接着剤層は導電性に優れており、またバインダ用樹脂の割合も高いため接着性にも優れている。このため、導電性軸体に塗布する導電性接着剤層の厚さを薄くしても十分に導電性及び接着力を得ることが可能であり、クロスヘッドダイ中の導電性軸体ガイド内径と導電性軸体外径を高精度にでき、押出し後の導電性ローラの外径も高精度にすることが可能である。
【００５２】
前記クロスヘッドダイを具備する押出し機は、特に限定されないが、一例として図１に示すクロスヘッドダイを具備する押出し機を用いることができる。
【００５３】
図１に示すクロスヘッドダイを具備する押出し機は、クロスヘッドダイ１０と押出し機２からなる。クロスヘッドダイ１０は外側ダイ１１と内側ダイ１２で構成される環状流路１３を備えている。
【００５４】
以下に、本発明の導電性ローラの製造方法の一例として、図１のクロスヘッドダイを具備する押出し機を用いた導電性ローラの製造方法について具体的に説明するが、本発明は特にこれに限定されるものではない。
【００５５】
図１において、押出し機２の投入口５に投入されたゴム組成物３は、シリンダ６内にてシリンダ６とスクリュー７によりせん断力を受けて、可塑化及び混練されつつ、排出口８へ搬送される。続いてブレーカプレート９を通過して、クロスヘッドダイ１０のゴム組成物導入口１４へ搬送される。ゴム組成物３は、内側ダイ１２に当たって二手に分かれ、内側ダイ１２を回り込んで内側ダイ１２の押出し機側と反対部分で再び合流する。続いてゴム組成物３は、環状流路１３を経由してダイリップ１５方向に流れる。導電性軸体１は、クロスヘッドダイ１０内の導電性軸体ガイド１６により所定の速度でダイリップ１５方向に押し出され、ゴム組成物３が導電性軸体１上に被覆され、導電性ローラ４となる。
【００５６】
その後、得られた導電性ローラを熱風炉などで加硫する加硫工程を経て所望の導電性ローラを得ることができる。
【００５７】
［表面層］
また、本発明の導電性ローラは、導電性ゴム弾性層の外周に、表面特性を付与するために表面層を有してもよい。表面層の材料としては、特に制限はないが、導電特性と耐摩耗性に有利なウレタン結合を含有する表層材料や、耐汚染性に有利なアクリル骨格を有する樹脂等が挙げられる。
【００５８】
本発明における表面層の形成方法としては特に制限はないが、導電性ゴム弾性層の上から、表面層を構成する樹脂組成物をスプレー塗布、ディップ塗布、ロールコート等の方法を用いて所定の厚みに塗布する。その後、所定の温度で乾燥、硬化させることにより、該導電性弾性層上に表面層を形成することができる。
【００５９】
また、前記導電性ローラの表面に凹凸を形成させてもよい。例えば、凹凸を形成させる方法として、樹脂粒子や炭素粒子、珪素酸粒子、金属酸化物粒子等を表面層に含有させる方法や、導電性ローラの表面を機械的研磨等によって処理する方法がある。また、表面層には、画像の向上のために各種粒子や粉体等を単独、又は２種以上併用してもよい。
【００６０】
［プロセスカートリッジ］
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体、帯電ローラ、現像手段及びクリーニング手段の一方又は両方の手段を一体に支持し、また、電子写真装置本体に着脱自在であり、本発明の導電性ローラを具備する。本発明の導電性ローラを帯電ローラとして具備するプロセスカートリッジの実施形態の一例を図２に示す。本発明のプロセスカートリッジは、前述したように、本発明の導電性ローラを具備することを特徴とするものであり、電子写真感光体、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段等は、特に限定されるものではない。
【００６１】
図２に示した実施形態のプロセスカートリッジにおいては、電子写真感光体１９は、矢印方向に所定の周速度で回転駆動する。電子写真感光体１９は回転過程において、一次帯電手段としての帯電ローラ１７により、その周面に正又は負の所定電位の均一帯電を受ける。次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの像露光手段（不図示）からの画像露光２０を受ける。こうして電子写真感光体１９の周面に静電潜像が順次形成される。
【００６２】
形成された静電潜像は次に現像手段２１によりトナー現像され、現像されたトナー像は電子写真感光体１９と転写手段２２との間に電子写真感光体１９の回転と同期取りされて、不図示の給紙部から給紙された転写材２３に、転写手段２２によって順次転写される。
【００６３】
像転写を受けた転写材２３は、電子写真感光体１９面から分離されて像定着手段２４へ導入されて像定着を受け、複写物（コピー）として装置外へ排出される。
【００６４】
像転写後の電子写真感光体１９の表面は、クリーニング手段２５によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、繰り返し像形成に使用される。
【００６５】
前記例示では、帯電ローラ１９として使用した例を示したが、本発明のローラは現像手段２１内に設けた現像ローラ、転写手段２２内に設けた転写ローラ、現像手段２１内に現像ローラに当接して設けられた現像剤規制ローラ等にも使用できる。
【００６６】
［電子写真装置］
本発明の電子写真装置は、本発明の導電性ローラを帯電ローラ、転写ローラ、又は現像ローラとして有するものであれば、特に制限されるものではなく、前記プロセスカートリッジを用いるものでもよい。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明について実施例及び比較例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００６８】
（実施例１）
カーボンナノチューブ（商品名：「ＣＮＦ−Ｔ」、（株）ジェムコ製）１０質量部をメチルイソブチルケトン９０質量部中に予備分散を行った分散液（Ａ）を調製した。前記分散液（Ａ）２質量部と、導電性粒子が添加されていないバインダ用樹脂としてフェノール系樹脂を含む加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部とを混合した。これにより、導電性接着剤塗布乾燥後のカーボンナノチューブが１質量％の導電性接着剤を作製した。
【００６９】
前記導電性接着剤を、予め８０℃に予熱した外径φ６ｍｍのＳＵＭ（硫黄複合快削鋼鋼材）材にＫＮメッキを施した導電性軸体にロールコーターを用い、膜厚が５〜１０μｍになるように塗布し、その後１８０℃で５分間の焼付けをおこなった。
【００７０】
次に、以下に示す化合物を混錬りし、未加硫ゴム組成物を作成した。
【００７１】
エピクロロヒドリンゴム（商品名：「エピオン３０１」、ダイソー（株）製）  １００質量部
酸化亜鉛（商品名：「亜鉛華２種」、ハクスイテック（株）製）  ５質量部
ステアリン酸（商品名：「ステアリン酸Ｓ」、花王（株）製）  １質量部
炭酸カルシウム（商品名：「シルバーＷ」、白石工業（株）製）  ９０質量部
ＦＥＦ級カーボンブラック（商品名：「旭＃６０」、旭カーボン（株）製）５質量部
イオン導電材（商品名：「ＬＶ−７０」、旭電化工業（株）製）  ２質量部
ポリエステル可塑剤（商品名：「ＰＮ−３５０」、アデカ・アーガス（株）製）  ５質量部
ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）（商品名：「ノクセラーＤＭ」、大内振興化学工業（株）製）  １質量部
テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）（商品名：「ノクセラーＴＳ」、大内振興化学工業（株）製）  １質量部
イオウ（商品名：「サルファックスＰＭＣ」、鶴見化学工業（株）製）  ０．８質量部。
【００７２】
次に未加硫ゴム組成物をφ７０ｍｍクロスヘッドダイ付き押出し機を用いてあらかじめ前記導電性接着剤を塗布した導電性軸体とともに外径が略φ１３ｍｍになるように押出し、導電性軸体外周上に未加硫ゴム組成物を被覆した。このときゴムの押出し速度はスクリュー回転数が１４ｒｐｍ、導電性軸体送り速度を２．５ｍ／分の一定速度で供給し続けた。またクロスヘッドダイ内の導電性軸体ガイドの内径はφ６．１ｍｍのものを使用した。この成形体を１７０℃で１時間、電気炉で加硫し、研磨砥石「ＧＣ８０」（商品名、ツガミ（株）製）を取り付けた研磨機にセットした。研削条件として回転速度２０００ｒｐｍ、送り速度０．３ｍ／分で外径がφ１２ｍｍになるように研削し、導電性ローラを作成した。
【００７３】
（実施例２）
前記分散液（Ａ）１０質量部と加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部とを混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のカーボンナノチューブの含有率が５質量％の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００７４】
（実施例３）
前記分散液（Ａ）３０質量部と加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部を混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のカーボンナノチューブの含有率が１５質量％の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００７５】
（実施例４）
前記分散液（Ａ）１．０質量部と加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部を混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のカーボンナノチューブの含有率が０．５質量％の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００７６】
（実施例５）
前記分散液（Ａ）４０質量部と加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部を混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のカーボンナノチューブの含有率が２０質量％の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００７７】
（比較例１）
アセチレンブラック（商品名：「デンカブラック」、電気化学工業（株）製）１０質量部をメチルイソブチルケトン９０質量部中に予備分散を行った分散液（Ｂ）を調製した。前記分散液（Ｂ）１０質量部と導電性粒子が添加されていない加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部を混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のアセチレンブラックの含有率が５質量％の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００７８】
（比較例２）
前記分散液（Ｂ）４０質量部と加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部を混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のアセチレンブラックの含有率が２０質量％の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００７９】
（比較例３）
前記分散液（Ｂ）６０質量部と加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部を混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のアセチレンブラックの含有率が３０質量％の導電性接着剤を使用した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００８０】
（比較例４）
前記分散液（Ｂ）６０質量部と加硫接着剤（商品名：「メタロックＮ−２３」、（株）東洋化学研究所製（不揮発分２０％））１００質量部を混合した、導電性接着剤塗布乾燥後のアセチレンブラックの含有率が３０質量％の導電性接着剤を調製した。この導電性接着剤を予め８０℃に予熱した外径φ６ｍｍのＳＵＭ（硫黄複合快削鋼鋼材）材にＫＮメッキを施した導電性軸体に、ロールコーターを用い、膜厚が２０〜２５μｍになるように導電性接着剤を塗布した。それ以外は実施例１と同様に成形を行い、導電性ローラを作成した。
【００８１】
［評価］
＜ローラ電流値の測定＞
実施例及び比較例で得られた各５０本の導電性ローラを、毎分３０回転でＳＵＳドラムと接触させながら印加電圧２００Ｖで導電性ローラの電流測定を行った。導電性ローラ周方向の最大電流値と最小電流値より、［電流値周ムラ］＝（最大電流値）／（最小電流値）を算出した。
【００８２】
また、測定を行った導電性ローラ５０本のうち、１本の平均電流値が最も大きい導電性ローラの平均電流値を電流値ｍａｘとし、平均電流値が最も小さい導電性ローラの平均電流値を電流値ｍｉｎとした。また導電性ローラ１本の平均電流値の、５０本の平均値を電流値ａｖｅとした。
【００８３】
＜長期保管剥がれ評価＞
導電性ローラ５０本を高温高湿度（４５℃、９０％）の環境で一週間放置し、その後導電性ローラの導電性ゴム弾性層を剥がし、接着度合いを確認した。導電性ゴム弾性層が容易に剥がれる導電性ローラの本数で長期保管後の剥がれ易さを評価した。
【００８４】
［画像評価］
実施例及び比較例で得られた導電性ローラに以下に示すような表層面を塗布した。
【００８５】
アクリルポリオール溶液（商品名：「ＰＬＡＣＣＥＬ  ＤＣ２０１６」、ダイセル化学社製、有効成分７０質量％、希釈溶剤としてキシレン３０質量％を含有）  １００質量部
イソシアネートＡ（ＩＰＤＩ）（商品名：「ＶＥＳＴＡＮＡＴ  Ｂ１３７０」、デグサ社製、有効成分６０質量％、希釈溶剤としてｎ−酢酸ブチルを１５質量％、キシレン２５質量％を含有）  ４０質量部
イソシアネートＢ（ＨＤＩ）（商品名：「ＤＵＲＡＮＡＴＥ  ＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ」、旭化成ケミカルズ社製、有効成分８０質量％、希釈剤として酢酸エチル２０質量％を含有）  ３０質量部
カーボンブラック（商品名：「ＣＳ−Ｂｋ１００Ｙ」、戸田工業社製）  ３０質量部
表面処理酸化チタン（商品名：「ＳＭＴ−１５０ＩＢ」、テイカ社製）  ２５質量部
ＰＭＭＡ樹脂粒子（商品名：「ＭＡＸ−１２」、積水化成品工業社製）  ５０質量部
変性ジメチルシリコーンオイル（商品名：「ＳＨ２８ＰＡ」、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）  ０．０８質量部
メチルイソブチルケトン  ４００質量部。
【００８６】
前記化合物を、ミキサーを用いて撹拌し、混合溶液を作成した。ついで、その混合溶液を循環式のビーズミル分散機を用いて分散処理（処理速度５００ｍｌ／ｍｉｎ）を行い、浸漬塗工用塗料を作成した。なお、この塗料の粘度は８．０ｍＰａ・ｓであった。その後、導電性ローラの芯金が前記塗工液の表面に対して垂直になるように保持して、導電性ローラの弾性層を塗工液中に浸漬した。このとき塗工液に浸漬される側の導電性ローラのステンレス製支持体末端部にポリアセタール製のマスキング用キャップを被せた。その後、バッチ式の熱風乾燥機にて１６０℃で１時間加熱硬化させて、被覆層を形成し帯電ローラを得た。
【００８７】
以上のようにして得られた表面層を被覆した導電性ローラを帯電ローラとして電子写真装置（商品名：「ＨＰ  Ｃｏｌｏｒ  ＬａｓｅｒＪｅｔ  ３０００」、ヒューレットパッカード社製）に装着した。温度２３℃、湿度５５％雰囲気下において、画像出しを行い、得られた画像を目視にて観察して評価を行った。
【００８８】
○：画像濃度ムラが確認されなかった
△：軽微な画像濃度ムラが確認された
×：画像濃度ムラが発生した。
【００８９】
【表１】
2009211003.tif 000002
【００９０】
実施例１から５より、本発明の導電性接着剤を使用することにより、導電性ローラの周方向の電流値のばらつき及び複数の導電性ローラ間の電流値のばらつきを抑えることが可能であり、良好な画像を再現よく得ることができる。また、長期保管による導電性ゴム弾性層と導電性軸体との剥離も抑制することができる。
【００９１】
但し、実施例４では塗布乾燥後の導電性接着剤に含まれるカーボンナノチューブの割合が少ないため、電流値周ムラが若干大きくなり、画像評価で軽微な画像濃度ムラが確認されたが、実際の使用上問題ない程度であった。
【００９２】
これに対して、アセチレンブラックを添加した導電性接着剤を使用した比較例１及び比較例２は、アセチレンブラックの添加量が少ないため十分な導電性が得られなかった。また、電流値ｍａｘ−ｍｉｎ及び電流値周ムラが実施例１から５と比較して大きく、画像評価で画像濃度ムラが発生した。
【００９３】
また、比較例３では電流値ｍａｘ−ｍｉｎ、電流値周ムラ及び画像評価で特に問題はみられなかったが、バインダ用樹脂の割合が小さいために十分な接着力が得られず、長期保管後では１８本の導電性ローラで導電性ゴム弾性層と導電性軸体との剥離が確認された。
【００９４】
また、比較例４は接着剤塗布の膜厚が厚いため、押出し機クロスヘッド中の導電性軸体ガイド内側に接着剤が付着し、導電性軸体が導電性軸体ガイド内に詰まったため、導電性ローラ成形を中止した。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】クロスヘッドダイを具備する押出し機の一例の断面模式図である。
【図２】本発明のプロセスカートリッジを装着した電子写真装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１        導電性軸体
２        押出し機
３        ゴム組成物
４        導電性ローラ
５        投入口
６        シリンダ
７        スクリュー
８        排出口
９        ブレーカプレート
１０      クロスヘッドダイ
１１      外側ダイ
１２      内側ダイ
１３      環状流路
１４      ゴム組成物導入口
１５      ダイリップ
１６      導電性軸体ガイド
１７      帯電ローラ
１８      電源
１９      電子写真感光体
２０      画像露光
２１      現像手段
２２      転写手段
２３      転写材
２４      像定着手段
２５      クリーニング手段
２６      レール
２７      プロセスカートリッジ
【図１】
2009211003.tif 000003
【図２】
2009211003.tif 000004