ゴム部材および該ゴム部材からなる現像ローラ
【課題】低硬度でかつ、耐摩耗性を有するゴム部材及び該ゴム部材からなる現像ローラを提供し、耐久性を低下させることなく、低温低湿条件下での印刷濃度の低下を抑える。
【解決手段】少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成されるゴム部材からなる現像ローラで、前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高く、基層の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で６０度以下であると共に、該基層と前記表層を含む全層を積層した積層体の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で７０度以下であり、かつ、前記積層体の温度１０℃、相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下としている。
【解決手段】少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成されるゴム部材からなる現像ローラで、前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高く、基層の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で６０度以下であると共に、該基層と前記表層を含む全層を積層した積層体の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で７０度以下であり、かつ、前記積層体の温度１０℃、相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に装着される現像ローラ、クリーニングローラ、クリーニングブレード、帯電ローラ等として用いられるゴム部材に関し、特に、非磁性１成分トナーを用いる電子写真装置の画像形成機構においてトナーに高い帯電性を付与して感光体に搬送する現像ローラに好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による印刷技術においては、高速化、高画質化、カラー化、小型化といった改良が進み、広く世の中に普及してきた。これら改良において鍵となるのがトナーであり、前記あらゆる要求を満たすために必要となるのが、トナーの微細化と、トナー粒径の均一化、トナーの球形化である。トナーの微細化については、トナー粒径が１０μｍ以下、さらには５μｍ以下のものも出てきている。トナーの球形化については、真球度が９９％を上回るものまで出てきている。
さらに、高画質化を求めて、従来の粉砕トナーに代わり重合トナーが主流となりつつある。かかる重合トナーは、デジタル情報を印刷物にする際にドットの再現性が非常によく高品質な印刷物が得られる。加えて、重合トナーは粉砕トナーに比べ、トナーの帯電性の調整が容易であり、かつ、カートリッジに充填されるトナーの粒径および帯電性のばらつきを抑えることも可能となった。
【０００３】
近年、プリンターに代表される画像形成装置はパーソナルユースの広がり、オフィスの省スペース化の要求などにより、より小型で、軽く、低コストな製品が求められるようになった。このような背景で、高画質を実現できるが小型化および軽量化の妨げになる磁性粉を用いた２成分系トナーに代わり、磁性粉を用いない１成分系トナーが急速に広がりつつある。
磁性粉を用いた２成分系トナーを用いる場合には電気的および磁気的な作用により感光体上へのトナーの搬送は比較的容易であるが、非磁性１成分系トナーを用いる場合には磁気的な作用をトナーの搬送に利用することができない。そのため、電極端面となる現像ローラ表面が均一に形成されている必要がある。さらに、粒径がミクロンオーダーの細かいトナーをむらなく均一に付着させるためには、現像ローラに対しバイアス電位をかけた場合に極めて均一な電位分布となるよう、抵抗値に代表される電気的な特性がローラ内で極めて均一であることが要求される。
【０００４】
また、１成分系のトナーは磁性粉を含まないために、現像ローラにはトナーの帯電性をコントロールする機能が求められている。すなわち、現像ローラにおいてはトナーに帯電性を付与するとともに付与した帯電性を維持することが同時に求められる。トナーの帯電量が不十分であると、静電気力が不足してトナーが感光体の潜像に忠実に搬送されない。そのため、例えば、現像ローラの周回による濃度変化や現像ゴースト、かぶり等の様々な画像不良が生じうる。
【０００５】
上記した要求に応じるものとして、基材としてシリコンゴムを用い、その表層にウレタンコーティングを施した現像ローラが普及している。しかし、当該現像ローラは基材として用いられているシリコンゴムが高価であるとともに、ウレタンコーティングの工程の歩度まりが悪いという問題があった。そのため、安価に製造でき、電気抵抗値を容易にコントロールできるイオン導電性を有する加硫ゴムを用いた現像ローラの開発が進んでいる。
【０００６】
例えば、特開２００４−１７０８４５号公報（特許文献１）では、最外層にイオン導電性ゴムを用い、特定の誘電正接調整用充填剤を配合して誘電正接を０．１〜１．５としていることを特徴とする導電性ゴムローラが提供されている。
前記導電性ゴムローラを用いれば、さまざまな環境条件下で極めて高画質な画像が得られる。また、耐久使用を行っても、トナー帯電量の低下によるかぶりの発生が極力抑えられるとともに、シール部分を中心としたローラの摩耗によるトナー漏れを防ぐことができ、極めて良好な現像ローラと言える。
しかし、トナーを適度に使用し、トナーが帯電しやすくなるトナーカートリッジ寿命の極前半において低温低湿条件下で使用すると、イオン導電性の特徴が災いしてローラの電気抵抗値が上昇し、それがトナーの帯電上昇を助長し、その結果、印刷濃度が低下する傾向にあり、この点を改善する余地がある。
【０００７】
また、特開２００５−２２５９６９号公報（特許文献２）には、イオン導電性のゴム成分にワックスが配合されているゴム部材が開示され、実施例において当該ゴム部材を現像ローラとして用いた場合に良好な初期画像が形成されることが示されている。これはワックスの添加により表面自由エネルギーが低減し、トナー離れがよくなった結果、印刷濃度が上昇したためである。
しかしながら、低温低湿条件下での印刷濃度の向上については、改善の余地がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１７０８４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２２５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、低硬度で、かつ、耐摩耗性、耐久性を有し、特に、現像ローラとした場合において、低温低湿条件下での印刷濃度の低下を抑えることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために、少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成され、
前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高く、該基層の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で６０度以下であると共に、前記基層と前記表層を含む全層を積層した積層体の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で７０度以下であり、かつ、前記積層体の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下であることを特徴とするゴム部材を提供している。
【００１１】
前記構成とすれば、積層体全体、即ち、該ゴム部材としては低硬度でかつ、耐摩耗性を有するため、耐久性を低下させることなく、温度１０℃相対湿度２０％等の低温低湿条件下で生じるイオン導電ゴムの電気抵抗値の上昇による印刷濃度の低下を抑えることができる。また、該ゴム部材は低硬度であるため、感光体等の他の部材への機械的ダメージを小さくすることができる。
【００１２】
本発明のゴム部材は、少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成される。
前記表層と基層の間には中間層が１または２以上存在していてもよい。中間層の組成および構造は本発明の目的に反しない限り特に限定されない。
しかし、構造が簡単で製造しやすいことから、表層と基層の２層からなるゴム部材とするのが工業的生産の見地からは好ましい。
【００１３】
前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高いとしている。このような構成とすることで、表層の耐摩耗性を低下させることなく、積層体全体としては低硬度、即ち、柔かくすることできる。このため、従来の半導電性ローラに比べ、ニップを大きくすることができる。
ニップ自体が大きくなり、転写、帯電、現像等の効率が良くなる結果として、例えば、現像ローラとして使用した場合、低温低湿条件下においてイオン導電ゴムの影響により電気抵抗値が多少上昇しても、感光体との接触時間が長くなるなどして印刷濃度の低下の問題が起こりにくくなる。
【００１４】
前記基層の硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に記載のデュロメーター硬さ試験タイプＡに準拠して測定した硬度（以下、「硬度」という）を６０度以下としている。
これは、基層の硬度を６０度以下と低くすることにより、積層体全体の硬度を低くすることができるからである。前記基層の硬度は５５度以下、特に５０度以下であることがより好ましい。前記硬度の下限は特に限定されないが、非発泡体である場合には、３０度以上であることが好ましい。
【００１５】
前記積層体の硬度は７０度以下であるとしている。これは、該積層体が低硬度であることによりニップが大きくなり、転写、帯電、現像等の効率が良くなるため、好ましいからである。また、感光体等の他の部材への機械的ダメージを小さくすることができる。なお、硬度は低い方が好ましいが、耐摩耗性の観点から３０度以上が好ましい。
【００１６】
本発明のゴム部材の前記基層、前記表層および前記積層体の硬度は、ロール状として実施例に記載の方法で測定している。
【００１７】
低温低湿条件下での印刷濃度の低下を防ぐという目的のために、本発明のゴム部材は、温度１０℃、相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下としている。前記電気抵抗値は１０7Ω以下であることが好ましく、１０6.5Ω以下であることがより好ましい。前記電気抵抗値の下限値は特に限定されないが、放電の可能性を排除するためには１０4Ω以上であることが好ましい。
本発明のゴム部材の前記電気抵抗値は、本発明のゴム部材がロール状として、実施例に記載の方法で測定している。
【００１８】
さらに、前記表層が、イオン導電性のゴム組成物で形成され、あるいは／および温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０15Ω・ｃｍであり、
前記基層と前記表層を含む積層体の１００Ｖ印加時の電気抵抗値が、温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下、温度２３℃相対湿度５５％の条件下および温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下のいずれにおいても１０7Ω以下とされていることが好ましい。
【００１９】
本発明のゴム部材において、表層は、基層が電気導電性を示すことにより発生する抵抗のばらつきを抑制するという役割を担うため、前記表層を構成するゴム組成物としては、イオン導電性ゴム組成物または実質的に絶縁性のゴム組成物のいずれかを用いることが好ましい。
前記「実質的に絶縁性のゴム組成物」とは、該ゴム組成物で構成される表層の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０1５Ω・ｃｍ以上となる組成物をいう。
表層の前記体積抵抗率は、前記ゴム部材の表層部分のみを削り出して、表層のみの状態にしたのち、測定している。
前記実質的に絶縁性のゴム組成物としては、前記条件を満たせば公知のゴム組成物を用いてよいが、具体的には例えばＥＰＤＭ、ＢＲ等の非極性ゴムのほか、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴムが挙げられる。なかでも、ＥＰＤＭまたはクロロプレンゴムを用いることが好ましい。
【００２０】
ＥＰＤＭには、ゴム成分のみからなる非油展タイプのものとゴム成分とともに伸展油を含む油展タイプのものとが存在する。本発明においてはいずれのタイプのものも用いられうるが、非油展タイプのものが好ましい。また、ＥＰＤＭゴムにおけるジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエンまたはシクロオクタジエンなどが挙げられる。本発明ではいずれのタイプのものも使用可能であるが、ジエンモノマーとしてエチリデンノルボルネンを含むＥＰＤＭが好ましい。
【００２１】
クロロプレンゴムとしては非イオウ変性タイプが好ましい。
クロロプレンゴムを配合する場合、その配合量は耐オゾン性の観点からは全ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上、さらにゴムの均一性の観点からは１０質量部以上含有するのが好ましい。また、他のゴムとブレンドする場合は９０質量部以下とするのが好ましい。
クロロプレンゴムは、塩素元素を多く含有し、プラス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特にプラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いると優れた帯電特性を発揮する。具体的には、プラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、クロロプレンゴムは全ゴム成分１００質量部に対し２０質量部以上含有することにより、優れたプラス帯電付与性能が得られる。さらに、３０質量部以上含有することが好ましい。
さらに、クロロプレンゴムを用いる場合、これに極性ゴム、特にＮＢＲをブレンドしても良い。極性ゴム、特にＮＢＲをブレンドすることにより、硬度上昇を抑制でき、温度依存性も低減できるという利点がある。
ゴム成分としてクロロプレンゴムにＮＢＲをブレンドする場合、ＮＢＲの含有量は全ゴム成分１００質量部中に、５〜９５質量部としている。さらに、低硬度化の観点からは、全ゴム成分１００質量部中に、１０重量部以上配合することが好ましく、耐オゾン性の観点からは９０重量部以下とするのが好ましい。また、トナーの極性により異なるが、例えば、プラス帯電性トナーを用いる画像形成装置に現像ローラとして使用する場合はトナーの帯電量が低減するのでＮＢＲの含有量は５０質量部以下とし、好ましくは２０質量部以下とする。硬度上昇の抑制や温度依存性の低減効果を実質的に得るためにはＮＢＲの含有量は５質量部以上とする。上述した帯電性の観点より、クロロプレンゴムがＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されていることが好ましい。
【００２２】
また、前記本発明の半導電性ゴム部材をマイナス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置に使用される現像ローラに用いる場合には、前記表層のゴム成分は、全ゴム成分１００質量部に対しＮＢＲゴムを少なくとも２０質量部以上含有させたゴム成分を用いることが好ましい。
ＮＢＲゴムは、極性基であるシアノ基を有し、クロロプレンゴムとは逆にマイナス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特に、マイナス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いた帯電特性を発揮する。具体的には、マイナス帯電性トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、ＮＢＲゴムを全ゴム成分１００質量部中に、２０質量部以上配合することにより、マイナス帯電付与性能が得られる。３０質量部以上配合するのがさらに好ましい。
【００２３】
ゴム組成物には補強剤としてカーボンブラックを配合することが多いが、カーボンブラックの配合量が多いと組成物の電気抵抗値が低くなり電子導電性を示すこととなって前記条件を満たさなくなるのでカーボンブラックの配合量には留意する必要がある。
具体的には、導電性カーボンブラックの配合量をゴム成分１００質量部に対し１０質量部以下とすることが好ましい。ただし、カーボンブラックとして導電性カーボンブラックではなく、下記に詳述する弱導電性カーボンブラックを用いる場合は、その配合量が電気抵抗値に影響しないためゴム成分１００質量部に対して５質量部以上７０質量部以下と配合量の制限は広くなる。
【００２４】
前記表層を構成するイオン導電性ゴム組成物としては、ゴム成分としてイオン導電性ゴムを含む組成物またはゴム成分にイオン導電剤を配合した組成物などイオン導電性を示す組成物であれば公知の組成物を用いることができる。
【００２５】
前記イオン導電性ゴムとしては組成物中に極性基を持つゴム材料が挙げられ、具体的にはエピクロルヒドリン系共重合体またはポリエーテル系共重合体が挙げられる。
エピクロルヒドリン系共重合体としては、例えばエピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド共重合体、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、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、エピクロルヒドリン−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体、エピクロルヒドリン−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体等が挙げられる。
ポリエーテル系共重合体としては、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、プロピレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体等が挙げられる。
【００２６】
これらは単体で用いてもよいし２種以上をブレンドして用いてもよい。
エピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とを併用する場合は、ゴム成分１００質量部中のエピクロルヒドリン系共重合体の配合量が２０質量部以上９０質量部以下であり、ポリエーテル系共重合体の配合量が５質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、さらにクロロプレンゴムも含むことができる。
【００２７】
なかでも、エチレンオキサイドを含有する共重合体がより好ましい。エチレンオキサイドが多くのイオンを安定化することにより低抵抗化が実現できるからである。一方で、エチレンオキサイドの比率を上げすぎるとエチレンオキサイドの結晶化が起こり分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆に体積固有抵抗が上昇する傾向があると共に、加硫ゴムの硬度上昇や加硫前のゴムの粘度上昇と言った問題が生じやすい。
ゆえに、エピクロルヒドリン系共重合体としては、エチレンオキサイド含量が３０ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下、好ましくは５５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは６０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下である共重合体がより好ましい。ポリエーテル系共重合体としては、エチレンオキサイド含量が５０〜９５ｍｏｌ％である共重合体がより好ましい。
【００２８】
さらに、ポリエーテル系共重合体はエチレンオキサイドに加えてアリルグリシジルエーテルを含むことが好ましい。アリルグリシジルエーテルを共重合することにより、このアリルグリシジルエーテルユニット自体が側鎖として自由体積を得ることから、前記エチレンオキサイドの結晶化を抑制することができ、その結果として従来にない低抵抗化が実現できる。さらにアリルグリシジルエーテルの共重合により炭素−炭素間の二重結合を導入して他のゴムとの架橋を可能にでき、他のゴムと共架橋することによりブリードや感光体汚染を防止することができる。
ポリエーテル系共重合体中のアリルグリシジルエーテル含量としては１〜１０ｍｏｌ％が好ましい。１ｍｏｌ％未満ではブリードや感光体汚染の発生が起こり易くなる一方、１０ｍｏｌ％を越えると、それ以上の結晶化の抑制効果は得られず、加硫後の架橋点の数が多くなり、却って低抵抗化が実現できず、また、引張強度や疲労特性、耐屈曲性等が悪化することとなる。
【００２９】
エピクロルヒドリン系共重合体としては、なかでもエピクロルヒドリン（ＥＰ）−エチレンオキサイド（ＥＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）共重合体を用いることが特に好ましい。前記共重合体中のＥＯ：ＥＰ：ＡＧＥの好ましい含有比率はＥＯ：ＥＰ：ＡＧＥ＝３０〜９５ｍｏｌ％：４．５〜６５ｍｏｌ％：０．５〜１０ｍｏｌ％であり、さらに好ましい比率はＥＯ：ＥＰ：ＡＧＥ＝４０〜８０ｍｏｌ％：１５〜６０ｍｏｌ％：２〜６ｍｏｌ％である。また、エピクロルヒドリン系共重合体としては、エピクロルヒドリン（ＥＰ）−エチレンオキサイド（ＥＯ）共重合体を用いることも好適である。前記共重合体中のＥＯ：ＥＰの好ましい含有比率はＥＯ：ＥＰ＝３０〜８０ｍｏｌ％：２０〜７０ｍｏｌ％であり、さらに好ましい比率はＥＯ：ＥＰ＝５０〜８０ｍｏｌ％：２０〜５０ｍｏｌ％である。
【００３０】
ポリエーテル系共重合体としては、なかでもエチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体を用いることが好ましい。プロピレンオキサイドを共重合させることにより、エチレンオキサイドによる結晶化をさらに抑制することができる。前記ポリエーテル系共重合体中のＥＯ：ＰＯ：ＡＧＥの好ましい含有比率はＥＯ：ＰＯ：ＡＧＥ＝５０〜９５ｍｏｌ％：１〜４９ｍｏｌ％：１〜１０ｍｏｌ％である。さらに、ブリードや感光体汚染をより有効に防止するため、前記ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体の数平均分子量Ｍｎは１０，０００以上であることが好ましい。
【００３１】
前記イオン導電性ゴムは、イオン導電性を示さない他のゴム成分と組み合わせても良い。その場合全ゴム成分１００質量部中に、イオン導電性ゴムが２０質量部以上１００質量部未満の割合を占めていることが好ましい。
前記他のゴム成分としては前述した公知のエラストマーを用いることができるが、なかでもクロロプレンゴムまたはＮＢＲが好適な例として挙げられる。これらは単体で用いてもよいし２種以上を組み合わせて用いてもよい。
クロロプレンゴムとしては、上述した種々のタイプを用いることができるが、非イオウ変性タイプが好ましい。
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下である低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が２５〜３０％である中ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が３１〜３５％である中高ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が３６〜４２％である高ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が４３％以上である極高ニトリルＮＢＲのいずれを用いてもよい。なかでも、ゴム組成物のゴム比重を低減するためには、比重の小さい低ニトリルＮＢＲを用いることが好ましい。
【００３２】
クロロプレンゴムを配合する場合、その配合量は全ゴム成分１００質量部中に、５〜９０質量部であることが好ましい。帯電性付与の効果を鑑みれば、クロロプレンゴムが５質量部以上含まれていることが好ましく、さらにゴムの均一性の観点から１０質量部以上含まれていることがより好ましい。配合量の上限値は８０質量部以下であることがより好ましい。
ＮＢＲを配合する場合、その含有量は全ゴム成分１００質量部中に、５〜６５質量部であることが好ましく、１０〜６５質量部であることがより好ましく、２０〜５０質量部であることがより好ましい。トナーの帯電量が低減するのでＮＢＲの含有量は６５質量部以下であることが好ましく、硬度上昇の抑制や温度依存性の低減効果を実質的に得るためにはＮＢＲの含有量は５質量部以上であることが好ましい。
【００３３】
イオン導電性ゴムにイオン導電性を示さない他のゴム成分を組み合わせる場合のより好ましい態様としては、
（１）エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体と、クロロプレンゴムとの組み合わせ
（２）エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体と、ＮＢＲの組み合わせ
（３）エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体と、ＮＢＲと、クロロプレンゴムとの組み合わせ
が挙げられる。
なかでも、エピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とクロロプレンゴムとの組み合わせ、またはエピクロルヒドリン系共重合体とクロロプレンゴムの組み合わせ、エピクロルヒドリン系共重合体とＮＢＲとの組み合わせが特に好ましい。
【００３４】
前記態様（１）においては、クロロプレンゴムの含有量は全ゴム成分１００質量部中に、好ましくは９０質量部以下、より好ましくは８０質量部以下、さらに好ましくは７０質量部以下である。また、帯電性付与効果の観点から、クロロプレンゴムの含有量は全ゴム成分１００質量部中に、５質量部以上、好ましくは１０質量部以上で、トナーの帯電能力が小さい場合、２０質量部以上が好ましい。
さらに、クロロプレンゴムを構成するクロロプレンモノマーのｍｏｌ％がエピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体に含まれているエチレンオキサイドのｍｏｌ％より大であることが好ましい。
クロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体とを組み合わせる場合、前記クロロプレンゴムを構成するクロロプレンモノマーとエピクロルヒドリンの合計ｍｏｌ％が、エチレンオキサイドのｍｏｌ％よりも大とすることが好ましい。
クロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とを組み合わせる場合、ゴム成分の総質量を１００質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が５〜９０質量部、好ましくは１０〜７０質量部、ポリエーテル系共重合体の含有量が５〜４０質量部、好ましくは５〜２０質量部、クロロプレンゴムの含有量が５〜９０質量部、好ましくは１０〜８０質量部とすることが好適である。このような配合比にすることにより、３成分をうまく分散させることができ、強度をはじめとする物性を向上させることができる。より好ましくは、質量比でエピクロルヒドリン系共重合体：クロロプレンゴム：ポリエーテル系共重合体＝２〜５：４〜７：１である。
【００３５】
前記態様（３）のゴム組成物においては、ＮＢＲとクロロプレンゴムを混合し、クロロプレンゴムが微分散した状態でエピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体に混ぜると、ＮＢＲとクロロプレンゴムとは官能基が異なるにも拘わらず極めて細かく分散する。このように３者または４者が微分散することによる効果として、圧縮永久歪みの低減、低硬度化および伸び率の向上が図れ、比重低減との相乗効果で耐摩耗性が飛躍的に向上するという利点がある。
【００３６】
エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体は少なくともゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含まれていることが好ましい。クロロプレンゴムおよびＮＢＲを分散させるためである。さらに、イオン導電性を実現するためには１５質量部以上であることがより好ましい。
ＮＢＲはクロロプレンゴムとの分散性の観点から少なくとも全ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含まれていることが好ましい。さらに、ゴム組成物の伸び率を向上させるためには、ＮＢＲの配合量が全ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上であることがより好ましい。ＮＢＲの配合量の上限値としては、劣化防止の観点から全ゴム成分１００質量部に対して９５質量部以下であることが好ましく、８０質量部以下であることがより好ましく、６５質量部以下であることが特に好ましい。
クロロプレンゴムはＮＢＲとの分散性の観点から少なくとも全ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含まれていることが好ましい。さらに、各種物性のバランスを保つため、クロロプレンゴムの配合量は全ゴム成分１００質量部に対して５〜９０質量部であることが好ましく、１０〜８０質量部であることがより好ましく、さらに２０〜７０質量部であることが特に好ましい。
より好ましくは、質量比でエピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体：クロロプレンゴム：ＮＢＲゴム＝２〜５：４〜７：１である。
【００３７】
イオン導電性ゴム組成物としては、前述したイオン導電性ゴムを含む組成物以外にもゴム成分にイオン導電剤を配合した組成物も挙げられる。
前記ゴム成分としては、公知のエラストマーを用いることができるが、ＮＢＲ、クロロプレンゴムまたはウレタンゴム等の極性ゴムが好ましい。また、イオン導電性ゴムにイオン導電剤を併用しても構わない。
イオン導電剤の配合量は、その種類によって適宜選択することができるが、例えばゴム成分１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましい。
【００３８】
イオン導電剤は種々選択できるが、例えば、フルオロ基（−Ｆ）およびスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩などが挙げられる。より具体的には、ビスフルオロアルキルスルホニルイミドの塩、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メタンの塩またはフルオロアルキルスルホン酸の塩などが挙げられる。前記塩において陰イオンと対になる陽イオンとしては、アルカリ金属、２Ａ族またはその他の金属イオンが好ましく、なかでもリチウムイオンがより好ましい。前記イオン導電剤として具体的には、例えばＬｉＣＦ9ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）、ＬｉＣＨ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＳＦ6ＣＦ2ＳＯ3等が挙げられる。
上記した塩は、強い電子吸引効果によって電荷が非局在化し、陰イオンが安定なため高い解離度を示し、特に高いイオン導電性を実現することができる。このように、フルオロ基（−Ｆ）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を配合することで、効率良く低電気抵抗を実現することが可能になるため、ポリマー成分の配合を適宜調整することで、低電気抵抗を維持しながら、感光体汚染の問題も抑制することができる。
【００３９】
上記の他、ホウ酸塩、リチウム塩、アンモニウム塩等も添加できる。特にクロロプレンを用いる場合、塩素系、ハロゲン系の塩との相溶性が良く、例えば過塩素酸アンモニウム塩、ホウ素系塩、イミドリチウム塩と極めて安定化するため、連続使用時にしみ出し等が抑制でき、感光体汚染等が防げる。
【００４０】
前記基層は電子導電性あるいはイオン導電性のゴム組成物で形成されていればよく、電子導電性とする場合は、通常、ゴム成分に電子導電剤を配合させたゴム組成物を用いている。
前記ゴム成分は特に限定されず、硬度が６０度以下であれば、公知のエラストマーを用いればよい。もちろん、イオン導電性を示すエラストマーを用いてもよい。例えばエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、「ＥＰＤＭ」という）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（以下、「ＮＢＲ」という）、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレン、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエーテル系共重合体、エピクロルヒドリン系共重合体等が挙げられる。これらは単体で用いてもよいし２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００４１】
なかでも、基層を構成するゴム組成物のゴム成分としては、ＥＰＤＭ、ＢＲ等の非極性ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴム、エピクロルヒドリン系共重合体等のポリエーテル結合を有するイオン導電性ゴムが好ましい。これらは単体で用いてもよいし２種以上をブレンドして用いてもよい。なかでもクロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴムを含んでいることが特に好ましい。
【００４２】
クロロプレンゴムはクロロプレンの重合体で乳化重合により製造されるが、分子量調節剤の種類によりイオウ変性タイプ、非イオウ変性タイプに分類される。
イオウ変性タイプは、イオウとクロロプレンを共重合したポリマーをチウラムジスルフィド等で可塑化し、所定のムーニー粘度に調整するものである。非イオウ変性タイプとしては、メルカプタン変性タイプまたはキサントゲン変性タイプ等が挙げられる。メルカプタン変性タイプは、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンまたはオクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調節剤として使用するものである。また、キサントゲン変性タイプはアルキルキサントゲン化合物を分子量調節剤として使用するものである。
また、クロロプレンゴムは生成クロロプレンゴムの結晶加速度により、結晶化速度が中庸のタイプ、結晶化速度が遅いタイプおよび結晶化速度が早いタイプに分けられる。
本発明においてはいずれのタイプを用いてもよいが、非イオウ変性で結晶化速度が遅いタイプが好ましい。
また、本発明において、クロロプレンゴムとしてクロロプレンゴムに類似の構造を有するゴムまたはエラストマーを用いることもできる。例えば、クロロプレンと他の共重合可能な単量体１種以上との混合物を重合させて得られた共重合体を用いてもよい。クロロプレンと共重合可能な単量体としては、例えば２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、硫黄、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン並びにアクリル酸、メタクリル酸およびこれらのエステル類などが挙げられる。
【００４３】
基層を電子導電性のゴム組成物で構成する場合、配合されている電子導電剤としては、ケッチェンブラック、ファーネスブラックもしくはアセチレンブラック等の導電性カーボンブラック；酸化亜鉛、チタン酸カリウム、アンチモンドープ酸化チタン、酸化スズ等の導電性金属酸化物；グラファイト、カーボン繊維等が挙げられる。中でも導電性カーボンブラックを用いることが好ましい。
電子導電剤の配合量は電子導電剤の種類により異なるので一概には言えず、電気抵抗値やローラ硬度などの物性を見ながら適宜選択すればよいが、ゴム成分１００質量部に対して５〜４０質量部であることが好ましく、１０〜３０質量部であることがより好ましく、１２〜２５質量部であることが特に好ましい。
【００４４】
以上述べてきた表層を構成するゴム組成物および基層を構成するゴム組成物は、通常前記ゴム成分を加硫させるための加硫剤を含む。
前記加硫剤としては硫黄系、チオウレア系、トリアジン誘導体系、過酸化物、各種モノマー等が使用できる。これらは単独で使用しても２種以上を組み合わせて使用してもよい。硫黄系加硫剤としては粉末硫黄、またはテトラメチルチウラムジスルフィドもしくはＮ，Ｎ−ジチオビスモルホリンなどの有機含硫黄化合物等が挙げられる。
チオウレア系加硫剤としては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および（ＣnＨ2n+1ＮＨ）2Ｃ＝Ｓ（式中、ｎは１〜１０の整数を表す。）で示されるチオウレア等が挙げられる。
過酸化物としてはベンゾイルペルオキシドなどが挙げられる。
加硫剤の配合量は各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．２質量部以上５質量部以下であることが好ましく、１質量部以上３質量部以下であることがより好ましい。
【００４５】
本発明においては、前記加硫剤として硫黄およびチオウレア類を併用することが好ましい。
硫黄は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下、好ましくは０．２質量部以上２質量部以下の割合で含まれているのが良い。上記範囲としているのは、０．１質量部より小さいと組成物全体の加硫速度が遅くなり生産性が悪くなりやすいためである。一方、５．０質量部より大きいと圧縮永久ひずみが大きくなったり、硫黄や促進剤がブルームしたりする可能性があるためである。
また、チオウレア類は各層を構成するゴム成分１００ｇに対して合計０．０００９ｍｏｌ以上０．０８００ｍｏｌ以下、好ましくは０．００１５ｍｏｌ以上０．０４００ｍｏｌ以下の割合で配合しているのが良い。前記チオウレア類を前記範囲で配合することにより、ブルームや感光体汚染を起こりにくくすることができると共に、ゴムの分子運動をあまり妨げないため、より低い電気抵抗を実現すると共に、圧縮永久ひずみ等の力学的物性にも優れた非常に高性能なゴム組成物とすることができる。また、チオウレア類の添加量を増やし架橋密度を上げるほど電気抵抗値を下げることができる。前記範囲としているのは、０．０００９ｍｏｌより少ないと圧縮永久ひずみを改善しにくい、あるいは電気抵抗値を下げにくいためである。一方、０．０８００ｍｏｌより多いとゴム組成物表面からチオウレア類がブルームし感光体を汚染したり、破断伸び等の機械的物性が極度に悪化しやすいためである。
【００４６】
加硫剤の種類に応じて加硫促進剤や加硫促進助剤をさらに配合してもよい。
加硫促進剤としては、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）もしくはリサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や以下に記す有機促進剤を用いることができる。有機促進剤としては、ジ−オルト−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−オルト−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−オルト−トリルグアニジン塩等のグアニジン系；２−メルカプト・ベンゾチアゾールもしくはジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系；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もしくは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；チオウレア系等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜組み合わせて用いることができる。
加硫促進剤の配合量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、０．２質量部以上８質量部以下がより好ましい。
【００４７】
加硫促進助剤としては、亜鉛華等の金属酸化物；ステアリン酸、オレイン酸もしくは綿実脂肪酸等の脂肪酸；その他従来公知の加硫促進助剤が挙げられる。
加硫促進助剤の添加量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、０．２質量部以上８質量部以下がより好ましい。
【００４８】
基層を構成するゴム組成物および表層を構成するゴム組成物には、本発明の目的に反しない限り、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤、充填剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、気泡防止剤または架橋剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
【００４９】
前記可塑剤としてはジブチルフタレート（ＤＢＰ）やジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤やワックスが挙げられ、加工助剤としてステアリン酸等の脂肪酸等が挙げられる。これら可塑成分は、ゴム成分１００質量部に対して５質量部以下の割合で配合されていることが好ましい。酸化膜を形成する際にブリードが生じたり、プリンター装着時や運転時に感光体を汚染したりするのを防ぐためである。この目的を鑑みれば極性ワックスの使用が最も好ましい。
【００５０】
前記劣化防止剤としては各種老化防止剤や酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤を用いる場合には、所望により施される表面における酸化膜の形成が効率よく進むよう、その配合量を適宜選択することが好ましい。
【００５１】
前記充填剤としては、酸化亜鉛、シリカ、カーボン、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ等の粉体を挙げることができる。充填剤を配合することにより機械的強度等を向上させることができる。特に、アルミナや酸化チタンを配合すると、熱伝導率が高いのでシール部で発生した熱を効果的に放出でき、耐摩耗性を向上できる。
充填剤の添加量は各層を構成するゴム成分１００質量部に対し８０質量部以下とすることが好ましく、６０質量部以下とすることがより好ましい。
【００５２】
前記スコーチ防止剤としては、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。
スコーチ防止剤の添加量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上５質量部以下が好ましく、０．１質量部以上１質量部以下がより好ましい。
【００５３】
表層を構成するゴム組成物および基層を構成するゴム組成物がエピクロルヒドリン系共重合体に代表されるハロゲン系ゴムを含む場合には受酸剤を配合することが好ましい。受酸剤を配合することにより、ゴム加硫時に発生する塩素系ガスの残留および感光体汚染を防止することができる。
受酸剤としては酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、分散性に優れていることからハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイトがより好ましい。さらに、酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用することにより高い受酸効果が得られ、感光体汚染をより確実に防止することができる。
受酸剤の配合量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対し１質量部以上１０質量部以下、好ましくは１質量部以上５質量部以下としている。加硫阻害および感光体汚染を防止する効果を有効に発揮させるため受酸剤の配合量は１質量部以上であることが好ましく、硬度の上昇を防ぐため受酸剤の配合量は１０質量部以下であることが好ましい。
【００５４】
本発明のゴム部材の誘電正接を低減するために、誘電正接調整剤を配合してもよい。特に表層を構成するゴム組成物には誘電正接調整剤を配合することが好ましい。
前記誘電正接調整剤としては、弱導電性カーボンブラック、脂肪酸処理された炭酸カルシウム等が挙げられる。なかでも、弱導電性カーボンブラックを用いる方が好ましい。
【００５５】
弱導電性カーボンブラックとは粒径が大きくストラクチャーの発達が小さく導電性への寄与が小さいカーボンブラックであり、これを配合することにより導電性を高めることなく分極作用によるコンデンサー的な働きを得ることができ、電気抵抗の均一化を損なうことなく帯電性のコントロールを実現できる。
前記弱導電性カーボンブラックとして、一次粒径が８０ｎｍ以上、好ましくは１００ｎｍ以上のものを用いれば、より有効に前記効果が得られる。また、一次粒径が５００ｎｍ以下、好ましくは２５０ｎｍ以下であると表面粗さを極めて小さくできる。前記弱導電性カーボンブラックの形状は表面積が小さいことから球形状または球形に近い形状が好ましい。
弱導電性カーボンブラックとしては種々の選択が可能であるが、中でも大粒径を得やすいファーネス法またはサーマル法により製造されたカーボンブラックが好ましく、ファーネスカーボンブラックがより好ましい。カーボンの分類で言うとＳＲＦやＦＴ、ＭＴが好ましい。また顔料で用いられるカーボンブラックを用いても良い。
【００５６】
弱導電性カーボンブラックの配合量は、誘電正接の低減効果を実質的に発揮するために各層を構成するゴム成分１００質量部に対して５質量部以上であることが好ましく、硬度が上昇し接触する他の部材を損傷させるおそれを避け、かつ耐摩耗性の低下を回避するために、７０質量部以下であることが好ましい。
弱導電性カーボンブラックの配合量は、他の成分との混合性の観点から５〜６０質量部であることがより好ましく、１０〜５０質量部であることが特に好ましい。
【００５７】
脂肪酸処理された炭酸カルシウムは、脂肪酸が炭酸カルシウムの界面に存在することにより通常の炭酸カルシウムに比べ活性が高く、また易滑性であることから高分散化が容易かつ安定して実現できる。脂肪酸処理により分極作用が促されると、前記２つの作用の働きでゴム内のコンデンサー的な働きが強まるため誘電正接を効率良く低減することができる。脂肪酸処理された炭酸カルシウムとしては、炭酸カルシウムの粒子表面に全面にわたってステアリン酸等の脂肪酸がコーティングされているものが好ましい。
脂肪酸処理された炭酸カルシウムの配合量は各層を構成するゴム成分１００質量部に対して３０〜８０質量部、好ましくは４０〜７０質量部である。誘電正接を低減する効果を実質的に発揮するためには３０質量部以上であることが好ましく、硬度の上昇および抵抗の変動を避けるためには８０質量部以下であることが好ましい。
【００５８】
前記基層と前記表層を含む積層体の１００Ｖ印加時の電気抵抗値が、温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下、温度２３℃相対湿度５５％の条件下、および温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下のいずれにおいても１０7Ω以下とされていることが好ましい。また、いずれの条件下においても、前記電気抵抗値の下限値は特に限定されないが、１０３Ω以上であることが好ましい。
【００５９】
また、前記基層の電気抵抗値は１０6Ω以下であることがより好ましい。
基層の前記電気抵抗値の下限値は、本発明のゴム部材の抵抗を中抵抗にするために１０2Ω以上であることが好ましく、１０3Ω以上であることがより好ましい。
基層の前記電気抵抗値は、表層および中間層を取り除いて基層のみの状態にしたのち、本発明のゴム部材の電気抵抗値の測定方法と全く同じ方法で測定している。
【００６０】
本発明のゴム部材においては、隣接する２つのゴム層が接着剤（プライマー）等を用いず一体化し、隣接する２つのゴム層の間に接着剤層が存在しないことが好ましい。接着剤を用いると、ゴム部材全体の電気特性が大幅に変わるからである。
さらに、隣接する２つのゴム層の密着性をより向上させるために、隣接する２つのゴム層が少なくとも同一のゴム成分を含んでいることが好ましい。
【００６１】
本発明のゴム部材においては、基層が最も厚みを有することが好ましい。基層を厚くすることにより、低温低湿条件下における電気抵抗値の上昇をより有効に抑制することができる。具体的には、基層の厚みは本発明のゴム部材全体の厚みに対して５割以上であることが好ましく、７割以上がより好ましく、９割以上が更に好ましい。基層の厚みは厚いほどよく上限値は限定されないが、それに伴って表層の厚みは１０μｍ程度までは薄くすることができるが薄くなるため加工が難しくなる。加工性を加味すると、基層の厚みは本発明のゴム部材全体の厚みに対して６．５割以上９．５割以下であることが好ましく、７割以上９割以下であることが特に好ましい。
【００６２】
以上述べてきた少なくとも基層と表層の２層を有する本発明のゴム部材は、その形状または用途に応じて公知の方法により製造することができるが、例えば下記のような方法で製造することができる。
まず、基層を構成する各成分をよく混練してゴム組成物を作製する。一方で、表層を構成する各成分をよく混練してゴム組成物を作製する。
得られたゴム組成物を用いて、基層および表層、所望により中間層が形成されるように成形する。成形方法としては公知の成形方法を用いてよいが、例えば生ゴムをプレスにより成形してもよいし、複層状にゴムを押し出し、加硫缶で加硫するか、連続加硫により加硫するか、またはプレスにより加圧加硫すればよい。なかでも、複層状にゴムを押し出し、加硫缶で加硫するか、連続加硫により加硫することが、ゴム厚みの調整およびコストの観点から特に好ましい。
ついで、本発明のゴム部材がローラ状の場合は、中心に芯金（シャフト）を挿入する。なお、加硫する前に芯金の挿入を行ってもよい。芯金はゴムロールに圧入することで固定してもよいし、導電性接着剤でゴムロールに接合してもよい。芯金は、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳもしくは鉄等の金属製、またはセラミックス製等とすることができる。
さらに、所望により表面を研磨する。研磨の方法は特に限定されず、例えば本発明のゴム部材がローラ状の場合は、円筒研磨機でトラバース研磨を施し、ついで仕上げ研磨として鏡面研磨を施す。
【００６３】
本発明のゴム部材においては、表層の表面に酸化膜が形成されていることが好ましい。酸化膜が誘電層となりゴム部材の誘電正接を低減できる。さらに、酸化膜が低摩擦層となることでトナー離れがよくなり、画像形成が容易に行われ、その結果より良好な画像が得られる。
酸化膜としては多数のＣ＝Ｏ基またはＣ−Ｏ基等を有する酸化膜が好ましい。酸化膜は表層の表面に紫外線照射あるいは／およびオゾン照射等の処理を施し、表層の表層部分を酸化することで形成されている。なかでも紫外線照射により酸化膜を形成することが、処理時間が早く、コストも低いことから好ましい。
【００６４】
前記酸化膜を形成するための処理は公知の方法に従って行うことができる。例えば紫外線照射を行う場合には表層の表面と紫外線ランプとの距離やゴムの種類等により異なるが、波長が１００〜４００ｎｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの紫外線を３０秒〜３０分、好ましくは１分〜１０分程度照射することが好ましい。エネルギーとしては５００〜４０００ｍＪ／ｃｍ２を付加することが好適である。
また、紫外線照射を施す場合、表層を構成するゴム組成物においては、ＮＢＲなど紫外線で劣化しやすいゴムは全ゴム成分中１００質量部中に９０質量部以下の配合が好ましく、より好ましくは８０質量部以下である。一方で、特にクロロプレンおよびクロロプレン系ゴムの添加は極めて有効である。
【００６５】
酸化膜形成前のゴム部材に電圧５０Ｖを印加した時の電気抵抗値をＲ５０とし、酸化膜形成後の印加電圧５０Ｖにおける電気抵抗値をＲ５０ａとしたとき、ｌｏｇ（Ｒ５０ａ）−ｌｏｇ（Ｒ５０）＝０．２〜１．５程度とすることが好ましい。当該範囲とすることは、耐久性の向上、ゴム部材使用時の抵抗変化の低減、トナーへのストレスの低減や感光体崩れ対策の観点から好ましい。このように安定して電圧を負荷することができる５０Ｖという低電圧時の電気抵抗値を指標値としているため、酸化被膜形成による微小な抵抗上昇を精度良く捉えることができる。なお、より好ましい範囲は下限は０．３、特に０．５が好ましく、上限は１．２、特に１．０が好ましい。
【００６６】
以上のようにして製造される本発明のゴム部材は、下記のような物性を示すことが好ましい。
本発明のゴム部材においては、トナーに高い帯電性を付与し、かつその帯電性の持続性を向上させるために、電圧５Ｖ、周波数１００Ｈｚで交流電圧を印加した際の誘電正接を０．１〜１．５とすることが好ましい。
誘電正接とは、電気の流し易さ（導電率）とコンデンサー成分（静電容量）の影響度を示す指標であり、交流電流を印加した際の位相遅れを示すパラメーターでもあり、電圧をかけた時のコンデンサー成分割合の大きさを示している。例えば、誘電正接はトナーが量規制ブレードにより高圧で現像ローラに接触した際に生成される帯電量と感光体へ搬送されるまでにローラ上に逃げる帯電量とにより表され、感光体接触直前の帯電量を示す指標となる。
誘電正接が大きいと電気（電荷）を通しやすく分極は進みにくい。逆に誘電正接が小さいと電気（電荷）を通しにくく分極が進むことになる。よって、誘電正接が小さい方がゴム部材のコンデンサー的特性が高く、摩擦帯電で生じたトナー上の電荷をゴム部材から逃すことなく維持できる。すなわち、トナーに帯電性を付加でき、付加した帯電性を維持することができる。かかる効果を得るために誘電正接を１．５以下としている。また、帯電量が上がりすぎて印刷濃度が低下しすぎるのを防ぐため、さらには誘電正接を調整するための添加物の量が多くなり硬くなるを避けるため、誘電正接は０．１以上としている。
誘電正接の下限は０．２以上がより好ましく、また、上限は１．０以下がより好ましい。
【００６７】
誘電正接の測定条件として、前記のように、５Ｖの微小電圧を印加しているのは本発明のゴム部材を現像ローラとして用いた場合、現像ローラがトナーを保持した際、また、トナーを感光体に搬送した際には極めて微小な電圧変動を生じるためである。
また、周波数を１００Ｈｚとしているのは、現像ローラの回転数、現像ローラが接触または近接する感光体やブレード、トナー供給ローラとのニップを考慮すると１００Ｈｚ程度の低周波数が極めて事象に適合するためである。
【００６８】
本発明のゴム部材においては摩擦係数を０．１〜１．５とすることが好ましい。トナーはトナー供給ローラや量規制ブレードと現像ローラとの間でせん断力などのストレスを受ける。かかるストレスを軽減するために摩擦係数は１．５以下であることが好ましい。また、トナーが滑らず十分な量のトナーを搬送するために摩擦係数は０．１以上であることが好ましい。
摩擦係数の下限は０．２５以上がより好ましく、また上限は０．８以下がより好ましい。摩擦係数を調整するための添加物の量が多くなり加工しにくくなるため摩擦係数は０．２５以上であることがより好ましく、初期のトナー帯電量を向上できるうえに耐久期間後期にトナーの帯電量が低減するのを抑制できることから摩擦係数は０．８以下であることがより好ましい。
【００６９】
本発明のゴム部材においては、表面粗さＲｚが１０μｍ以下であることが好ましく、８μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。このように導電性ゴムローラの表面粗さＲｚを小さくすることにより、導電性ゴムローラの表面にはトナーの粒径より小さな凹凸が存在するにすぎなくなるため、均一なトナーの搬送ができるだけでなくトナーの流動性がよくなり、結果としてトナーに帯電性を与える効率がきわめて高くなる。表面粗さＲｚは小さい方が好ましいが、通常は１μｍ以上である。表面粗さＲｚが１μｍ未満になるとトナーを搬送しにくくなる。
なお表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）にしたがって測定する。
【００７０】
本発明のゴム部材においては、ＪＩＳ Ｋ ６２６２に規定されている圧縮永久歪みが１０％以下であることが好ましく、９．５％以下であることがより好ましい。圧縮永久歪みが１０％以下であると、ローラやベルトになった時の寸法変化が小さく、また耐久性が向上し、画像形成装置の精度をより長期に渡り維持することができるようになる。下限については加硫条件の最適化や安定した量産性の面で１％以上が好ましい。なお、圧縮永久歪みの測定条件は、測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％とする。
【００７１】
第２の発明として、前記本発明のゴム部材からなる画像形成装置用の現像ローラを提供している。該現像ローラは、レーザービームプリンター、インクジェットプリンター、複写機、ファクシミリまたはＡＴＭなどのＯＡ機器における電子写真装置の画像形成機構に用いられる。
電子写真装置の画像形成機構における現像方式としては感光体と現像ローラの関係で分類すると接触式または非接触式に大別されるが、本発明のゴム部材はいずれの方式にも利用できる。なかでも本発明のゴム部材を現像ローラとして用いる場合は感光体に概接触していることが好ましい。
【００７２】
前記現像ローラは非磁性１成分トナーを感光体に搬送するための現像ローラとして好適に用いられる。なかでも、プラス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置に使用される現像ローラであり、前記現像ローラの表層は、全ゴム成分１００質量部に対しクロロプレンゴムを少なくとも２０質量部以上含有し、かつ、前記クロロプレンゴムはＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されていることが好ましい。
【００７３】
クロロプレンゴムは、塩素元素を多く含有し、ＮＢＲゴムとは逆にプラス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特にプラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いると優れた帯電特性を発揮する。
プラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、クロロプレンゴムを全ゴム成分１００質量部中に２０質量部以上配合することにより、プラス帯電付与性能が得られる。クロロプレンゴムを全ゴム成分１００質量部中に３０質量部以上配合することが好ましいが、５０質量部以上含有させていれば、ゴム全体の半分以上配合することでこの効果がより大きく発揮でき、さらに好ましい。
【００７４】
一方、前記非磁性１成分トナーはマイナス帯電性としてもよい。
ＮＢＲゴムは、極性基であるシアノ基を有し、マイナス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特に、マイナス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いると優れた帯電特性を発揮する。
マイナス帯電性トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、前記表層にＮＢＲゴムを全ゴム成分１００質量部中に２０質量部以上配合することにより、マイナス帯電付与性能が得られる。ＮＢＲゴムを全ゴム成分１００質量部中に３０質量部以上配合するのがさらに好ましいが、５０質量部以上含有させていれば、ゴム全体の半分以上配合することでこの効果がより大きく発揮でき、さらに好ましい。
【００７５】
なお、本発明のゴム部材は、現像ローラの他、残留しているトナーを除去するためのクリーニングローラやクリーニングブレード、クリーニング機能を有する帯電ローラ、感光ドラムを一様に帯電させるための帯電ローラ、トナー像を感光体から転写ベルトや用紙に転写するための転写ローラ、トナーを搬送させるためのトナー供給ローラ等として用いることもできる。
【発明の効果】
【００７６】
本発明のゴム部材は、積層体全体、即ち、該ゴム部材としては低硬度でかつ、耐摩耗性を有する。そのため、該ゴム部材を現像ローラとして用いた場合、耐久性を低下させることなく、低温低湿条件下で生じるイオン導電ゴムの電気抵抗値の上昇による印刷濃度の低下を抑えることができる。
【００７７】
また、基層を電子導電性とする場合に発生する抵抗のばらつきを、表層が抑制してくれるため、電気的特性の均一化を図ることができる。よって、前記ゴム部材からなる現像ローラでは、トナーの帯電性をコントロールして、トナーに帯電性を付与するとともに付与した帯電性を維持することができる。その結果、高画質な画像を長期間にわたって得ることができる。
【００７８】
さらに、本発明のゴム部材は、層構成または各層の組成を変更することにより、プラス／マイナス帯電性のコントロールが広い範囲で可能となる。その結果、該ゴム部材からなる画像形成装置用の現像ローラは、プラス帯電性のトナーおよびマイナス帯電性のトナーのいずれに対しても適切な帯電量を負荷できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
以下に、本発明のゴム部材の一実施形態の半導電性ゴムローラ１０について説明する。
半導電性ゴムローラ１０は図１に示すように、円筒形状の肉厚０．５〜２０ｍｍ、好ましくは１〜１５ｍｍ、より好ましくは５〜１５ｍｍのトナー搬送部１と、その中空部に圧入された円柱形状の芯金（シャフト）２と、トナー４が漏れるのを防止するシール部３を備えている。前記トナー搬送部１と芯金２とは導電性接着剤で接合されている。トナー搬送部１の肉厚を０．５〜２０ｍｍとしているのは、前記範囲より小さいと適当なニップを得にくく、前記範囲より大きいと部材が大きすぎて小型軽量化を図りにくいからである。
芯金２は、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳもしくは鉄等の金属製、またはセラミック製等とすることができる。
シール部３はテフロン（登録商標）などの不織布やシートから構成されている。
【００８０】
トナー搬送部１は、図２に示した断面図から明らかなように、芯金２側に基層１ａが存在し、そのうえに表層１ｂが積層されているという２層構造を有する。基層１ａを構成するゴム組成物と表層１ｂを構成するゴム組成物には同一のゴム成分が含まれていることが好ましい。
そして、トナー搬送部１の表面には酸化膜１ｃが形成されている。
基層１ａと表層１ｂの厚みの比は５〜９．５：５〜０．５であることが好ましく、７〜９：３〜１であることがより好ましい。
【００８１】
半導電性ゴムローラ１０は基層１ａの硬度がＪＩＳ Ａ硬度で５０〜６０度、表層１ｂの硬度がＪＩＳ Ａ硬度で６５〜７５度、ゴムローラ全体の硬度がＪＩＳ Ａ硬度で５２〜７０度であり、表層１ｂの硬度は基層の硬度よりも高くしている。ゴムローラ全体の温度２３℃相対湿度５５％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は１０5〜１０7Ωを示す。
前記基層、前記表層および前記半導電性ゴムローラ１０（積層体）の硬度は、実施例に記載の方法で測定している。
【００８２】
また、基層１ａの温度２３℃、相対湿度５５％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は１０３〜１０６Ωであり、好ましくは１０４〜１０５．５Ωである。さらに、前記電気抵抗値の抵抗振れは２０未満である。
半導電性ゴムローラ１０は温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下は１０5〜１０７Ω、温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は１０3〜１０6.８Ωであり、共に１０7Ω以下である。
そして、半導電性ゴムローラ１０の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は、基層１ａの同条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値よりも高い。
【００８３】
基層１ａを構成するゴム組成物としては、ゴム成分に電子導電剤を配合させたゴム組成物を用いている。
前記ゴム成分としては、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴムのほか、エピクロルヒドリン系共重合体等のポリエーテル結合を有するイオン導電ゴムを用いることが好ましく、なかでもクロロプレンゴムまたは／およびエピクロルヒドリン系共重合体等のポリエーテル結合を有するイオン導電ゴムを用いることがより好ましい。クロロプレンゴムとしては非イオウ変性で結晶化速度が遅いタイプが好ましい。
前記電子導電剤としては、導電性カーボンブラックを用いることが好ましい。電子導電剤の配合量はゴム成分１００質量部に対して１２〜２５質量部であることが好ましい。
また、２５枚／分程度の出力速度のプリンターであれば、イオン導電性のゴム組成物としても十分に使用することができるため、基層をイオン導電性のゴム組成物とすることも好ましい。
前記イオン導電性のゴム組成物とする場合、前記イオン導電ゴム１００質量部に、弱導電性カーボンブラック１０〜２５質量部配合した組成物とするのが好ましい。
【００８４】
表層１ｂを構成するゴム組成物としては、実質的に絶縁性のゴム組成物またはイオン導電性ゴム組成物のいずれかを用いている。
前記「実質的に絶縁性のゴム組成物」は温度１０℃、相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０15Ω・ｃｍでほぼ絶縁性であるものを示し、ＥＰＤＭ、ＢＲ等の非極性ゴムのほか、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴムを用いることが好ましく、なかでもＥＰＤＭまたはクロロプレンゴムを用いることがより好ましい。
ＥＰＤＭとしては、非油展タイプのものが好ましい。また、ジエンモノマーとしてエチリデンノルボルネンを有するＥＰＤＭが好ましく、さらにエチレン含有量が５０〜７０質量％であるＥＰＤＭが特に好ましい。
【００８５】
前記「イオン導電性ゴム組成物」としては、ゴム成分としてエピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とクロロプレンゴムとを含むゴム組成物が特に好ましい。前記３者の配合比は、ゴム成分の総質量を１００質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が１０〜４０質量部、ポリエーテル系共重合体の含有量が５〜２０質量部、クロロプレンゴムの含有量が４０〜８５質量部としている。
【００８６】
また、前記「イオン導電性ゴム組成物」としては、ゴム成分としてエピクロルヒドリン系共重合体と、クロロプレンゴムあるいは／及びＮＢＲを含むゴム組成物も特に好ましい。前記３者の配合比は、ゴム成分の総質量を１００質量部とすると、エピクロルヒドリンゴムの含有量が１０〜５０質量部、好ましくは１０〜４０質量部、クロロプレンゴムの含有量が５〜８５質量部、好ましくは４０〜８５質量部、ＮＢＲの含有量が５〜６５質量部、好ましくは５〜２０質量部としている。
【００８７】
前記エピクロルヒドリン系共重合体としては、エチレンオキサイド：エピクロルヒドリン：アリルグリシジルエーテルの含有比率が４０〜７０ｍｏｌ％：２０〜６０ｍｏｌ％：２〜６ｍｏｌ％であるエチレンオキサイド−エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル三元共重合体を用いている。
前記クロロプレンゴムとしては、非硫黄系クロロプレンゴムを用いている。
前記ポリエーテル系共重合体としては、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の含有比率が８０〜９５ｍｏｌ％：１〜１０ｍｏｌ％：１〜１０ｍｏｌ％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三元共重合体を用いる。当該共重合体の数平均分子量Ｍｎは１万以上であることが好ましく、３万以上であることがより好ましく、５万以上であることがさらに好ましい。
前記ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下の低ニトリルＮＢＲを用いている。
【００８８】
基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物は、ゴム成分を加硫させるための加硫剤を含む。
加硫剤としては、硫黄とエチレンチオウレアを併用する。加硫剤の配合量はゴム成分１００質量部に対して１質量部以上３質量部以下としている。硫黄とエチレンチオウレアは、（硫黄：エチレンチオウレア）＝１：０．２〜８の質量比で配合することが好ましく、（硫黄：エチレンチオウレア）＝１：１．５〜４の質量比で配合することがより好ましい。
【００８９】
基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物は、前記ゴム成分および加硫剤以外の他の成分を含んでいてもよい。
前記他の成分としては、充填剤が挙げられる。充填剤としては酸化亜鉛を用いている。また、電子導電剤である導電性カーボンブラックや下記する弱電性カーボンブラックも充填剤としての役割を果たす。充填剤の添加量はゴム成分１００質量部に対し１０〜７０質量部とし、１０〜５０質量部とすることがより好ましい。
【００９０】
ゴム組成物がエピクロルヒドリン系共重合体に代表されるハロゲン系ゴムを含む場合には受酸剤を配合する。受酸剤としてはハイドロタルサイトを用いる。受酸剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対し１質量部以上５質量部以下としている。
【００９１】
表層を構成するゴム組成物には、誘電正接調整剤として弱導電性カーボンブラックを配合する。
弱導電性カーボンブラックとしては、平均一次粒径が１００〜２５０ｎｍで、球形状または球形に近い形状のものを用いる。弱導電性カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５〜７０質量部であることが好ましく、５〜５０質量部であることがより好ましい。さらに好ましくは、１０〜４５質量部である。弱導電性カーボンブラックを前記量配合することにより、本発明の半導電性ゴムローラの誘電正接を低減することができる。また、ローラ表面のタック感を減少させ、トナー離れを向上させることができる。
【００９２】
なお、より低硬度なゴムローラを作製する場合には、前記基層には弱導電性カーボンブラックを微量配合したイオン導電性ゴムを用い、前記表層には弱導電性カーボンブラックを配合したイオン導電性ゴムまたは絶縁ゴムを用いるのが好ましい。
電気抵抗値の変動を抑えたゴムローラとしたい場合には、前記基層には導電性カーボン導電性を配合した電子導電性ゴムを用い、前記表層には弱導電性カーボンブラックを配合したイオン導電ゴムまたは絶縁ゴムを用いるのが好ましい。
また、基層にオイルを配合する場合には、前記基層にオイル、可塑剤、ワックス等を配合し、前記表層には弱導電性カーボンブラックを配合したイオン導電ゴムまたは絶縁ゴムを用い、必要に応じて、基層と表層の間にはオイル遮断層を設けるのが好ましい。
【００９３】
半導電性ゴムローラ１０は以下の手順で製造している。
まず、基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物それぞれを作製する。
例えば、構成成分をバンバリーミキサー、ニーダー、オープンロールなど公知の方法で混ぜ合わせればよく、後に成形しやすいようにペレット状、シート状およびリボン状にしておいてもよい。混練時の温度および混練時間は適宜選択すればよい。また、混合順序も特に問わず、全ての成分を一度に混ぜ合わせても良いし、一部を予め混ぜ合わせ、得られた混練物に他の成分を混合しても良い。
より具体的には、ニーダーにゴム成分、導電性カーボンブラックまたは弱導電性カーボンブラック、酸化亜鉛をこの順序で投入し、排出温度８０〜１５０℃にて混練する。得られた混練物に加硫剤、所望により受酸剤等の他の添加剤を添加して、ロールにて１〜３０分間、好ましくは１〜１５分間練り、得られた混練物をリボン状のコンパウンドとする。
【００９４】
得られた基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物を用いて、口金温度４０〜８０℃にて２層状にゴムを押し出し、基層１ａと表層１ｂの２層からなるチューブ状の積層ロールを得る。このように隣接する２層は接着剤を介さずに一体化されていることが好ましい。２層それぞれの厚みは、最終製品の設計や研磨しろ、加硫によるゴムの体積変化等を考慮して、口金の形状や押出時の口金温度等を変更することにより任意に設定できる。
【００９５】
この予備成形品を１６０℃で１５〜１２０分間加硫する。
加硫時間は、加硫試験用レオメータ（例えばキュラストメータ）により最適加硫時間を求めて決めている。加硫温度は必要に応じて前記温度に上下して定めてよい。なお、他の部材への汚染と圧縮永久ひずみを低減させるため、なるべく十分な加硫量を得られる様に条件を設定することが好ましい。また、発泡剤等を配合して発泡ロールを形成してもよい。ついで、芯金２を挿入・接着し表面を研磨した後、所要寸法にカットする。なお、芯金２を挿入するのは加硫を行う前でもよい。
【００９６】
ついで、前記ローラ表面に紫外線照射を行い、表面に酸化膜１ｃを形成する。具体的には、ローラを水洗いしたあと、紫外線照射機を用い、ローラと紫外線ランプ間の距離を１０ｃｍとして周方向９０度毎に紫外線（波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍ）を３〜８分間照射し、ローラを４回回転させることで、ローラ全周（３６０度）に酸化膜を形成している。
【００９７】
半導電性ゴムローラ１０は、電圧５Ｖ、周波数１００Ｈｚで交流電圧を印加した際の誘電正接が０．１〜１．５、好ましくは０．２〜１．０であり、トナーに高い帯電性を付与することができ、かつその帯電性を持続させることができる。
誘電正接は以下のようにして測定する。
図５に示すようにトナー搬送部１を載置している金属板５３と芯金２とを電極とし、トナー搬送部１に周波数１００Ｈｚから１００ｋＨｚの交流電圧を印加し、ＬＣＲメータ（安藤電気（株）製「ＡＧ−４３１１Ｂ」）にてＲ（抵抗）成分とＣ（コンデンサー）成分を分離して測定する。このＲとＣの値から以下の式により誘電正接を求める。なお、前記測定は温度２３℃、相対湿度５５％の恒温恒湿条件下で行う。
誘電正接（ｔａｎδ）＝Ｇ／（ωＣ），Ｇ＝１／Ｒ
このように誘電正接は１本のローラの電気特性をローラの抵抗成分とコンデンサー成分の２種の並列等価回路としてモデル化した際にＧ／ωＣとして求まる値である。
【００９８】
半導電性ゴムローラ１０は、摩擦係数を０．１〜１．５、好ましくは０．２５〜０．８としている。
摩擦係数は、図６に示すように、デジタルフォースゲージ（（株）イマダ製「Ｍｏｄｅｌ ＰＰＸ−２Ｔ」）４１と、摩擦片（市販のポリエステル製のＯＨＰフィルム、ローラ長手方向との接触幅；５０ｍｍ）４２と、２０ｇの重り４４と、半導電性ゴムローラ１０とからなる装置においてデジタルフォースゲージ４１で測定された数値をオイラーの式に代入し、算出する。
【００９９】
半導電性ゴムローラ１０は、画像形成装置において０．０１〜１．０ｍｇ／ｃｍ2程度のトナー量を搬送できる設定としている。
該半導電性ゴムローラ１０は、表層１ｂが全ゴム成分１００質量部に対しクロロプレンゴムを少なくとも２０質量部以上含有し、かつ、前記クロロプレンゴムはＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されることにより、プラス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置用現像ローラとして適する。
【０１００】
半導電性ゴムローラ１０は、実施例に記載の印刷試験において、初期の黒ベタ画像の印刷濃度および２，０００枚印刷後の黒ベタ画像の印刷濃度ともに１．６以上で、より好ましくは１．８以上としている。また、初期の印刷濃度および２，０００枚印刷後の印刷濃度がともに２．２未満であることが好ましいとしている。これは、２．２以上であると濃すぎてトナー消費量が多くなり、画像不良が起こる可能性があるためである。
さらに、初期と２，０００枚印刷後の黒ベタの印刷濃度の差が、０．２以下、好ましくは０．１以下としている。
また、ローラの磨耗が少ないためトナー漏れが発生せず、耐久性にも優れている。
【０１０１】
以下に実施例、比較例を示して本発明を説明するが、本発明が当該実施例に限定されないことは言うまでもない。
（１）基層を構成するゴム組成物の作製
表１、表２に示した配合に従い、１０Ｌニーダーに、ゴム成分、カーボンブラック（導電性または弱導電性）をこの順序で投入し、ついで亜鉛華（三井金属鉱業（株）製「酸化亜鉛２種」）をゴム成分１００質量部に対し５質量部投入し、排出温度１１０℃にて混練りした。得られた混練物に加硫剤を添加して、ロールにて５分間練り、リボン状のコンパウンドを得た。
ここで、加硫剤としては、粉末硫黄をゴム成分１００質量部に対し０．５質量部およびエチレンチオウレア（川口化学工業（株）製「アクセル２２−Ｓ」）をゴム成分１００質量部に対し１．４質量部用いた。
【０１０２】
（２）表層を構成するゴム組成物の作製
表１、表２に示した配合に従い、１０Ｌニーダーに、ゴム成分、弱導電性カーボンブラック、酸化亜鉛をこの順序で投入した。得られた混練物に加硫剤およびゴム成分としてエピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴムを用いる場合は受酸剤を添加して、ロールにて５分間練り、リボン状のコンパウンドを得た。
なお、受酸剤としてはハイドロタルサイト（協和化学工業（株）製「ＤＨＴ−４Ａ−２」）を、エピクロルヒドリンゴムを用いる場合はエピクロルヒドリンゴム１００質量部に対し３質量部用い、クロロプレンゴムを用いる場合はクロロプレンゴム１００質量部に対し５質量部用いた。酸化亜鉛および加硫剤の種類および配合量は、基層を構成するゴム組成物と同一である。
【０１０３】
（３）積層ロールの作製
φ６０のバキューム式ゴム押出機を２台並列に配置して、それぞれに基層を構成するゴム組成物および表層を構成するゴム組成物を投入した。特殊な積層部を設け、基層と表層の２層が積層できるよう工夫した口金を経由して、口金温度６０℃にて２種のゴム組成物を積層させて連続的に押し出すことにより、内径φ８．５ｍｍ、外径φ２０．５ｍｍのチューブ状の積層ロールを得た。
２層それぞれの厚みは、最終製品の設計や研磨しろ、加硫によるゴムの体積変化等を考慮して、口金の形状や押出時の口金温度等を変更することにより任意に設定できる。また、この工程で気泡やゴム分子に吸着された水分以上の水分は取り除くことができる。
得られた積層ロールを常圧下でφ８ｍｍの金属製シャフトに挿入し、１６０℃で６０分間加熱し、加硫させた。
【０１０４】
（４）表面酸化層の形成
ローラ表面を水洗いした後、紫外線照射を行い表層に酸化層を形成した。これは紫外線照射機（セン特殊光源（株）製「ＰＬ２１−２００」）を用い、ローラと紫外線ランプ間の距離を１０ｃｍとして周方向９０度毎に紫外線（波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍ）を５分間照射することによって行い、ローラを４回回転させてローラ全周（３６０度）に酸化膜を形成させた。表１、表２中の照射時間は一面当たり（９０度範囲）の照射時間を指す。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
各実施例および比較例の半導電性ゴムローラにおける構成成分としては以下のものを用いた。
・エピクロルヒドリンゴム１（ＧＥＣＯ）；ダイソー（株）製「エピオンＯＮ３０１」
（エチレンオキサイド（ＥＯ）／エピクロルヒドリン（ＥＰ）／アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）＝７３ｍｏｌ％／２３ｍｏｌ％／４ｍｏｌ％）
・クロロプレンゴム；昭和電工（株）製「ショープレンＷＲＴ」
・エピクロルヒドリンゴム２（ＧＥＣＯ）；ダイソー（株）製「エピクロマーＣＧ１０２」（エチレンオキサイド（ＥＯ）／エピクロルヒドリン（ＥＰ）／アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）＝５６ｍｏｌ％／４０ｍｏｌ％／４ｍｏｌ％
・ポリエーテル系共重合体；日本ゼオン（株）製「ゼオスパンＺＳＮ８０３０」
（エチレンオキサイド（ＥＯ）／プロピレンオキサイド（ＰＯ）／アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）＝９０ｍｏｌ％：４ｍｏｌ％：６ｍｏｌ％）
・ＮＢＲゴム；日本ゼオン（株）製「ニッポール４０１ＬＬ」（アクリロニトリル含量１８％の低ニトリルＮＢＲ）
・ＥＰＤＭゴム；住友化学（株）製「エスプレン５０５Ａ」(非油展タイプ)
・導電性カーボンブラック；電気化学工業（株）製「デンカブラック」
・弱導電性カーボンブラック；旭カーボン(株)製「旭＃１５（平均１次粒径１２２ｎｍ）」
・炭酸カルシウム；白石カルシウム（株）製「軽質炭酸カルシウム」（表面処理なし）
【０１０８】
上記各実施例および比較例の半導電性ゴムローラについて下記の特性測定を行った。
なお、摩擦係数については、実施形態に記載の方法で測定した。
（積層体、基層及び表層の硬度）
図３に示すように、半導電性ゴムローラ１０両端の芯金２の部分を支持台１１に固定して、該ゴムローラ１０の中央部に硬度計１２の押針１２ａを当て、硬度計１２に矢印の方向に１ｋｇの荷重を与えて、積層体（ローラ）の硬度を測定した。その後、ローラ径１７ｍｍに研磨して表層を除き基層のみの１層構造にして、同様の方法で基層の硬度を測定した。なお、本測定法により得られた硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３記載のタイプＡデュロメータでの硬度に相当する。表１に記載の硬度は同ロットのサンプル５本の平均値で示した。
表層の硬度は、ロールを作製する際に、表層のゴム組成物を取り置き、別途表層のゴム組成物のみでローラ径φ２０ｍｍのロールを作製し、前記積層体と同様の方法で硬度を測定した。
【０１０９】
（半導電性ゴムローラの電気抵抗値の測定）
図４に示すように、芯金２を通したトナー搬送部１をアルミドラム１３上に当接搭載し、電源１４の＋側に接続した内部抵抗ｒ（１００Ω）の導線の先端をアルミドラム１３の一端面に接続すると共に電源１４の−側に接続した導線の先端をトナー搬送部１の他端面に接続して測定した。
前記電線の内部抵抗ｒにかかる電圧を検出し、検出電圧Ｖとした。この装置において印加電圧をＥとすると、ローラ電気抵抗値ＲはＲ＝ｒ×Ｅ／（Ｖ−ｒ）となるが、今回−ｒの項は微小とみなし、Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖとした。芯金２の両端に５００ｇずつの荷重Ｆをかけ３０ｒｐｍで回転させた状態で、印加電圧Ｅを１００Ｖとした時の検出電圧Ｖを４秒間で１００個測定し、上式によりＲを算出した。得られた値の平均値をローラ抵抗値として表中にｌｏｇ値で示した。なお、前記測定は温度２３℃、相対湿度５５％の恒温恒湿条件下で行った。
【０１１０】
（基層の電気抵抗値の測定）
表層を研磨し基層のみの１層構造にして、上記と同一の方法でローラ抵抗Ｒを測定した。得られた値の平均値を基層の電気抵抗値として表中に示した。また、電気抵抗値の最大値と最小値から（電気抵抗値の最大値／最小値）を算出し、抵抗振れとして表中に示した。
【０１１１】
（表層の体積抵抗率及び電気抵抗値の測定）
ローラの表層部分のみを削り出して、表層のみの１層の状態にしたのち、（株）ダイアインスツルメンツ社製ハイレスタ ＵＲ−ＳＳプローブ（ＭＣＰ−ＨＴＰ１５）を用いて、１００Ｖ印加時の体積抵抗率を測定した。該プローブのスポット径はφ３ｍｍであるため、削りだした表層部分のような小さなサンプルの測定も行なうことができる。
電気抵抗値は、硬度の測定に用いた表層のゴム組成物のみからなるローラを用い、基層及び積層体と同様の方法で測定した。
【０１１２】
（印刷試験）
市販のレーザープリンター（非磁性１成分トナーを使用した市販のプリンター）に実施例及び比較例の各半導電性ゴムローラを現像ローラとして装着し、画像として出力したトナー量の変化、すなわち印刷物上のトナー積層量の変化を指標として性能評価を行った。
実施例１〜４、６および比較例１〜６ではプラス帯電性の非磁性１成分トナーを使用したプリンターを用い、実施例５および比較例７はマイナス帯電性の非磁性１成分トナーを使用したプリンターを用いて印刷試験を行なった。
なお、印刷物上のトナー積層量の測定は以下に示すような透過濃度の測定により代用できる。
具体的には、黒ベタ画像を温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿条件下で印刷し、得られた印刷物上の任意の５点において反射透過濃度計（ＴＥＣＨＫＯＮ社製「テシコン濃度計ＲＴ１２０／ライトテーブルＬＰ２０」）にて透過濃度を測定し、その平均値を初期印刷濃度（表中では「Ｃ０」と表す。）とした。
さらに、温度１０℃、相対湿度２０％の条件下で５％印字画像を１，９９９枚印刷し、１２時間放置した後２，０００枚目に黒ベタ画像を印刷し、当該２，０００枚目の印刷物について前記と同様に透過濃度を測定し、その平均値を２，０００枚印刷後の印刷濃度（表中では「Ｃ2000」と表す。）とした。２，０００枚印刷後の透過濃度を測定したのは、通常慣らし運転が終了するのが２，０００枚程度だからである。
得られた値から、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差＝Ｃ０−Ｃ2000も表中に示した。
【０１１３】
前記印刷試験において、初期の印刷濃度および２，０００枚印刷後の印刷濃度がともに１．６以上であることが好ましく、１．８以上であることがより好ましく、２．２未満であることが好ましい。
さらに、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。
【０１１４】
（シール部のトナー漏れ）
印刷を重ねていくと、トナーは劣化して帯電しにくくなる。トナーは帯電しにくくなると現像ローラに保持されにくくなり、シール部への流入が始まる。その結果、流入したトナーが現像ローラとシール部の間に挟まり、現像ローラおよびシール部を磨耗させる。この磨耗が進んでいくと、磨耗部を起点にトナー漏れが発生する。このため、シール部からのトナー漏れは、トナーの劣化および現像ローラの耐磨耗性を含めた、現像ローラの総合的な耐久性を調べる指標になる。
具体的には、前記印刷試験終了後、印刷試験と同条件下でそのまま５，０００枚目まで印刷を進めて、シール部からのトナー漏れの発生の程度を観察した。なお、本試験に用いた市販のレーザープリンターは、５％印刷時において６，５００枚の耐用印刷枚数を保障するものである。
【０１１５】
前記トナー漏れ及び印刷濃度の結果から次のように総合評価を行なった。
「◎」：トナー漏れがなく、初期の印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度が１．８以上２．２未満であり、かつ初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．１以下である。
「○」：トナー漏れがなく、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度が１．８以上２．２未満であり、かつ初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．１以上０．２以下である。
「△」：トナー漏れが僅かでも発生するか、あるいは、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度のいずれかが１．８未満、あるいは２．２以上である。または、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．２を超える。
「×」：トナー漏れが発生する。
【０１１６】
比較例１，４，７の半導電性ゴムローラは、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が小さく、印刷濃度の低下は起こらなかったが、初期印刷濃度が２．２０以上と大きく、印刷濃度が濃すぎた。さらにローラ磨耗によるシール部のトナー漏れが発生することに加え、非画線部へのトナーのかぶりも発生したため、耐久性にも問題があった。比較例１、７において初期印刷濃度よりも２，０００枚印刷後の印刷濃度の方が大きくなったのは、２，０００枚印刷後において、トナーの劣化が激しく進んだためにトナーの帯電量が大幅に上昇して、印刷濃度が上昇したためである。
また、比較例２，３，５，６の半導電性ゴムローラは、２，０００枚印刷後の印刷濃度が１．７５以下であり、十分な印刷濃度が得られなかった。さらに比較例３，５，６では、初期印刷濃度と２，０００枚印刷の印刷濃度後の差が０．２を超えており、印刷濃度も低下した。比較例２，６ではトナー漏れも発生し、耐久性にも問題があった。
【０１１７】
一方、実施例１〜６の半導電性ゴムローラは初期印刷濃度、２，０００枚印刷後の印刷濃度が共に１．８５以上２．２０未満であり、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．１５以下である。加えて、シール部の磨耗もなくトナー漏れも全く発生していない。
このことから、本発明のゴム部材は低温低湿条件下においても十分な印刷濃度が得られ、印刷濃度の低下もほとんどないかあっても僅かであり、かつ、シール部磨耗によるトナー漏れの発生もなく耐久性に優れていることがわかった。この結果、本発明のゴム部材からなる現像ローラは低温低湿条件下においても長期に渡り高画質を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明のゴム部材の一実施形態である現像ローラの概略図である。
【図２】半導電性ゴムローラのトナー搬送部の断面図である。
【図３】半導電性ゴムローラの硬度の測定方法を示す図である。
【図４】半導電性ゴムローラの電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【図５】半導電性ゴムローラの誘電正接の測定方法を示す図である。
【図６】半導電性ゴムローラの摩擦係数の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１ トナー搬送部
１ａ 基層
１ｂ 表層
１ｃ 酸化膜
２ 芯金
３ シール部
４ トナー
１０ 現像ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に装着される現像ローラ、クリーニングローラ、クリーニングブレード、帯電ローラ等として用いられるゴム部材に関し、特に、非磁性１成分トナーを用いる電子写真装置の画像形成機構においてトナーに高い帯電性を付与して感光体に搬送する現像ローラに好適に用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による印刷技術においては、高速化、高画質化、カラー化、小型化といった改良が進み、広く世の中に普及してきた。これら改良において鍵となるのがトナーであり、前記あらゆる要求を満たすために必要となるのが、トナーの微細化と、トナー粒径の均一化、トナーの球形化である。トナーの微細化については、トナー粒径が１０μｍ以下、さらには５μｍ以下のものも出てきている。トナーの球形化については、真球度が９９％を上回るものまで出てきている。
さらに、高画質化を求めて、従来の粉砕トナーに代わり重合トナーが主流となりつつある。かかる重合トナーは、デジタル情報を印刷物にする際にドットの再現性が非常によく高品質な印刷物が得られる。加えて、重合トナーは粉砕トナーに比べ、トナーの帯電性の調整が容易であり、かつ、カートリッジに充填されるトナーの粒径および帯電性のばらつきを抑えることも可能となった。
【０００３】
近年、プリンターに代表される画像形成装置はパーソナルユースの広がり、オフィスの省スペース化の要求などにより、より小型で、軽く、低コストな製品が求められるようになった。このような背景で、高画質を実現できるが小型化および軽量化の妨げになる磁性粉を用いた２成分系トナーに代わり、磁性粉を用いない１成分系トナーが急速に広がりつつある。
磁性粉を用いた２成分系トナーを用いる場合には電気的および磁気的な作用により感光体上へのトナーの搬送は比較的容易であるが、非磁性１成分系トナーを用いる場合には磁気的な作用をトナーの搬送に利用することができない。そのため、電極端面となる現像ローラ表面が均一に形成されている必要がある。さらに、粒径がミクロンオーダーの細かいトナーをむらなく均一に付着させるためには、現像ローラに対しバイアス電位をかけた場合に極めて均一な電位分布となるよう、抵抗値に代表される電気的な特性がローラ内で極めて均一であることが要求される。
【０００４】
また、１成分系のトナーは磁性粉を含まないために、現像ローラにはトナーの帯電性をコントロールする機能が求められている。すなわち、現像ローラにおいてはトナーに帯電性を付与するとともに付与した帯電性を維持することが同時に求められる。トナーの帯電量が不十分であると、静電気力が不足してトナーが感光体の潜像に忠実に搬送されない。そのため、例えば、現像ローラの周回による濃度変化や現像ゴースト、かぶり等の様々な画像不良が生じうる。
【０００５】
上記した要求に応じるものとして、基材としてシリコンゴムを用い、その表層にウレタンコーティングを施した現像ローラが普及している。しかし、当該現像ローラは基材として用いられているシリコンゴムが高価であるとともに、ウレタンコーティングの工程の歩度まりが悪いという問題があった。そのため、安価に製造でき、電気抵抗値を容易にコントロールできるイオン導電性を有する加硫ゴムを用いた現像ローラの開発が進んでいる。
【０００６】
例えば、特開２００４−１７０８４５号公報（特許文献１）では、最外層にイオン導電性ゴムを用い、特定の誘電正接調整用充填剤を配合して誘電正接を０．１〜１．５としていることを特徴とする導電性ゴムローラが提供されている。
前記導電性ゴムローラを用いれば、さまざまな環境条件下で極めて高画質な画像が得られる。また、耐久使用を行っても、トナー帯電量の低下によるかぶりの発生が極力抑えられるとともに、シール部分を中心としたローラの摩耗によるトナー漏れを防ぐことができ、極めて良好な現像ローラと言える。
しかし、トナーを適度に使用し、トナーが帯電しやすくなるトナーカートリッジ寿命の極前半において低温低湿条件下で使用すると、イオン導電性の特徴が災いしてローラの電気抵抗値が上昇し、それがトナーの帯電上昇を助長し、その結果、印刷濃度が低下する傾向にあり、この点を改善する余地がある。
【０００７】
また、特開２００５−２２５９６９号公報（特許文献２）には、イオン導電性のゴム成分にワックスが配合されているゴム部材が開示され、実施例において当該ゴム部材を現像ローラとして用いた場合に良好な初期画像が形成されることが示されている。これはワックスの添加により表面自由エネルギーが低減し、トナー離れがよくなった結果、印刷濃度が上昇したためである。
しかしながら、低温低湿条件下での印刷濃度の向上については、改善の余地がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１７０８４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２２５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、低硬度で、かつ、耐摩耗性、耐久性を有し、特に、現像ローラとした場合において、低温低湿条件下での印刷濃度の低下を抑えることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために、少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成され、
前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高く、該基層の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で６０度以下であると共に、前記基層と前記表層を含む全層を積層した積層体の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で７０度以下であり、かつ、前記積層体の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下であることを特徴とするゴム部材を提供している。
【００１１】
前記構成とすれば、積層体全体、即ち、該ゴム部材としては低硬度でかつ、耐摩耗性を有するため、耐久性を低下させることなく、温度１０℃相対湿度２０％等の低温低湿条件下で生じるイオン導電ゴムの電気抵抗値の上昇による印刷濃度の低下を抑えることができる。また、該ゴム部材は低硬度であるため、感光体等の他の部材への機械的ダメージを小さくすることができる。
【００１２】
本発明のゴム部材は、少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成される。
前記表層と基層の間には中間層が１または２以上存在していてもよい。中間層の組成および構造は本発明の目的に反しない限り特に限定されない。
しかし、構造が簡単で製造しやすいことから、表層と基層の２層からなるゴム部材とするのが工業的生産の見地からは好ましい。
【００１３】
前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高いとしている。このような構成とすることで、表層の耐摩耗性を低下させることなく、積層体全体としては低硬度、即ち、柔かくすることできる。このため、従来の半導電性ローラに比べ、ニップを大きくすることができる。
ニップ自体が大きくなり、転写、帯電、現像等の効率が良くなる結果として、例えば、現像ローラとして使用した場合、低温低湿条件下においてイオン導電ゴムの影響により電気抵抗値が多少上昇しても、感光体との接触時間が長くなるなどして印刷濃度の低下の問題が起こりにくくなる。
【００１４】
前記基層の硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に記載のデュロメーター硬さ試験タイプＡに準拠して測定した硬度（以下、「硬度」という）を６０度以下としている。
これは、基層の硬度を６０度以下と低くすることにより、積層体全体の硬度を低くすることができるからである。前記基層の硬度は５５度以下、特に５０度以下であることがより好ましい。前記硬度の下限は特に限定されないが、非発泡体である場合には、３０度以上であることが好ましい。
【００１５】
前記積層体の硬度は７０度以下であるとしている。これは、該積層体が低硬度であることによりニップが大きくなり、転写、帯電、現像等の効率が良くなるため、好ましいからである。また、感光体等の他の部材への機械的ダメージを小さくすることができる。なお、硬度は低い方が好ましいが、耐摩耗性の観点から３０度以上が好ましい。
【００１６】
本発明のゴム部材の前記基層、前記表層および前記積層体の硬度は、ロール状として実施例に記載の方法で測定している。
【００１７】
低温低湿条件下での印刷濃度の低下を防ぐという目的のために、本発明のゴム部材は、温度１０℃、相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下としている。前記電気抵抗値は１０7Ω以下であることが好ましく、１０6.5Ω以下であることがより好ましい。前記電気抵抗値の下限値は特に限定されないが、放電の可能性を排除するためには１０4Ω以上であることが好ましい。
本発明のゴム部材の前記電気抵抗値は、本発明のゴム部材がロール状として、実施例に記載の方法で測定している。
【００１８】
さらに、前記表層が、イオン導電性のゴム組成物で形成され、あるいは／および温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０15Ω・ｃｍであり、
前記基層と前記表層を含む積層体の１００Ｖ印加時の電気抵抗値が、温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下、温度２３℃相対湿度５５％の条件下および温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下のいずれにおいても１０7Ω以下とされていることが好ましい。
【００１９】
本発明のゴム部材において、表層は、基層が電気導電性を示すことにより発生する抵抗のばらつきを抑制するという役割を担うため、前記表層を構成するゴム組成物としては、イオン導電性ゴム組成物または実質的に絶縁性のゴム組成物のいずれかを用いることが好ましい。
前記「実質的に絶縁性のゴム組成物」とは、該ゴム組成物で構成される表層の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０1５Ω・ｃｍ以上となる組成物をいう。
表層の前記体積抵抗率は、前記ゴム部材の表層部分のみを削り出して、表層のみの状態にしたのち、測定している。
前記実質的に絶縁性のゴム組成物としては、前記条件を満たせば公知のゴム組成物を用いてよいが、具体的には例えばＥＰＤＭ、ＢＲ等の非極性ゴムのほか、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴムが挙げられる。なかでも、ＥＰＤＭまたはクロロプレンゴムを用いることが好ましい。
【００２０】
ＥＰＤＭには、ゴム成分のみからなる非油展タイプのものとゴム成分とともに伸展油を含む油展タイプのものとが存在する。本発明においてはいずれのタイプのものも用いられうるが、非油展タイプのものが好ましい。また、ＥＰＤＭゴムにおけるジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエンまたはシクロオクタジエンなどが挙げられる。本発明ではいずれのタイプのものも使用可能であるが、ジエンモノマーとしてエチリデンノルボルネンを含むＥＰＤＭが好ましい。
【００２１】
クロロプレンゴムとしては非イオウ変性タイプが好ましい。
クロロプレンゴムを配合する場合、その配合量は耐オゾン性の観点からは全ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上、さらにゴムの均一性の観点からは１０質量部以上含有するのが好ましい。また、他のゴムとブレンドする場合は９０質量部以下とするのが好ましい。
クロロプレンゴムは、塩素元素を多く含有し、プラス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特にプラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いると優れた帯電特性を発揮する。具体的には、プラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、クロロプレンゴムは全ゴム成分１００質量部に対し２０質量部以上含有することにより、優れたプラス帯電付与性能が得られる。さらに、３０質量部以上含有することが好ましい。
さらに、クロロプレンゴムを用いる場合、これに極性ゴム、特にＮＢＲをブレンドしても良い。極性ゴム、特にＮＢＲをブレンドすることにより、硬度上昇を抑制でき、温度依存性も低減できるという利点がある。
ゴム成分としてクロロプレンゴムにＮＢＲをブレンドする場合、ＮＢＲの含有量は全ゴム成分１００質量部中に、５〜９５質量部としている。さらに、低硬度化の観点からは、全ゴム成分１００質量部中に、１０重量部以上配合することが好ましく、耐オゾン性の観点からは９０重量部以下とするのが好ましい。また、トナーの極性により異なるが、例えば、プラス帯電性トナーを用いる画像形成装置に現像ローラとして使用する場合はトナーの帯電量が低減するのでＮＢＲの含有量は５０質量部以下とし、好ましくは２０質量部以下とする。硬度上昇の抑制や温度依存性の低減効果を実質的に得るためにはＮＢＲの含有量は５質量部以上とする。上述した帯電性の観点より、クロロプレンゴムがＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されていることが好ましい。
【００２２】
また、前記本発明の半導電性ゴム部材をマイナス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置に使用される現像ローラに用いる場合には、前記表層のゴム成分は、全ゴム成分１００質量部に対しＮＢＲゴムを少なくとも２０質量部以上含有させたゴム成分を用いることが好ましい。
ＮＢＲゴムは、極性基であるシアノ基を有し、クロロプレンゴムとは逆にマイナス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特に、マイナス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いた帯電特性を発揮する。具体的には、マイナス帯電性トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、ＮＢＲゴムを全ゴム成分１００質量部中に、２０質量部以上配合することにより、マイナス帯電付与性能が得られる。３０質量部以上配合するのがさらに好ましい。
【００２３】
ゴム組成物には補強剤としてカーボンブラックを配合することが多いが、カーボンブラックの配合量が多いと組成物の電気抵抗値が低くなり電子導電性を示すこととなって前記条件を満たさなくなるのでカーボンブラックの配合量には留意する必要がある。
具体的には、導電性カーボンブラックの配合量をゴム成分１００質量部に対し１０質量部以下とすることが好ましい。ただし、カーボンブラックとして導電性カーボンブラックではなく、下記に詳述する弱導電性カーボンブラックを用いる場合は、その配合量が電気抵抗値に影響しないためゴム成分１００質量部に対して５質量部以上７０質量部以下と配合量の制限は広くなる。
【００２４】
前記表層を構成するイオン導電性ゴム組成物としては、ゴム成分としてイオン導電性ゴムを含む組成物またはゴム成分にイオン導電剤を配合した組成物などイオン導電性を示す組成物であれば公知の組成物を用いることができる。
【００２５】
前記イオン導電性ゴムとしては組成物中に極性基を持つゴム材料が挙げられ、具体的にはエピクロルヒドリン系共重合体またはポリエーテル系共重合体が挙げられる。
エピクロルヒドリン系共重合体としては、例えばエピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド共重合体、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、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、エピクロルヒドリン−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体、エピクロルヒドリン−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体等が挙げられる。
ポリエーテル系共重合体としては、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、プロピレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体等が挙げられる。
【００２６】
これらは単体で用いてもよいし２種以上をブレンドして用いてもよい。
エピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とを併用する場合は、ゴム成分１００質量部中のエピクロルヒドリン系共重合体の配合量が２０質量部以上９０質量部以下であり、ポリエーテル系共重合体の配合量が５質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、さらにクロロプレンゴムも含むことができる。
【００２７】
なかでも、エチレンオキサイドを含有する共重合体がより好ましい。エチレンオキサイドが多くのイオンを安定化することにより低抵抗化が実現できるからである。一方で、エチレンオキサイドの比率を上げすぎるとエチレンオキサイドの結晶化が起こり分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆に体積固有抵抗が上昇する傾向があると共に、加硫ゴムの硬度上昇や加硫前のゴムの粘度上昇と言った問題が生じやすい。
ゆえに、エピクロルヒドリン系共重合体としては、エチレンオキサイド含量が３０ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下、好ましくは５５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下、さらに好ましくは６０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下である共重合体がより好ましい。ポリエーテル系共重合体としては、エチレンオキサイド含量が５０〜９５ｍｏｌ％である共重合体がより好ましい。
【００２８】
さらに、ポリエーテル系共重合体はエチレンオキサイドに加えてアリルグリシジルエーテルを含むことが好ましい。アリルグリシジルエーテルを共重合することにより、このアリルグリシジルエーテルユニット自体が側鎖として自由体積を得ることから、前記エチレンオキサイドの結晶化を抑制することができ、その結果として従来にない低抵抗化が実現できる。さらにアリルグリシジルエーテルの共重合により炭素−炭素間の二重結合を導入して他のゴムとの架橋を可能にでき、他のゴムと共架橋することによりブリードや感光体汚染を防止することができる。
ポリエーテル系共重合体中のアリルグリシジルエーテル含量としては１〜１０ｍｏｌ％が好ましい。１ｍｏｌ％未満ではブリードや感光体汚染の発生が起こり易くなる一方、１０ｍｏｌ％を越えると、それ以上の結晶化の抑制効果は得られず、加硫後の架橋点の数が多くなり、却って低抵抗化が実現できず、また、引張強度や疲労特性、耐屈曲性等が悪化することとなる。
【００２９】
エピクロルヒドリン系共重合体としては、なかでもエピクロルヒドリン（ＥＰ）−エチレンオキサイド（ＥＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）共重合体を用いることが特に好ましい。前記共重合体中のＥＯ：ＥＰ：ＡＧＥの好ましい含有比率はＥＯ：ＥＰ：ＡＧＥ＝３０〜９５ｍｏｌ％：４．５〜６５ｍｏｌ％：０．５〜１０ｍｏｌ％であり、さらに好ましい比率はＥＯ：ＥＰ：ＡＧＥ＝４０〜８０ｍｏｌ％：１５〜６０ｍｏｌ％：２〜６ｍｏｌ％である。また、エピクロルヒドリン系共重合体としては、エピクロルヒドリン（ＥＰ）−エチレンオキサイド（ＥＯ）共重合体を用いることも好適である。前記共重合体中のＥＯ：ＥＰの好ましい含有比率はＥＯ：ＥＰ＝３０〜８０ｍｏｌ％：２０〜７０ｍｏｌ％であり、さらに好ましい比率はＥＯ：ＥＰ＝５０〜８０ｍｏｌ％：２０〜５０ｍｏｌ％である。
【００３０】
ポリエーテル系共重合体としては、なかでもエチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体を用いることが好ましい。プロピレンオキサイドを共重合させることにより、エチレンオキサイドによる結晶化をさらに抑制することができる。前記ポリエーテル系共重合体中のＥＯ：ＰＯ：ＡＧＥの好ましい含有比率はＥＯ：ＰＯ：ＡＧＥ＝５０〜９５ｍｏｌ％：１〜４９ｍｏｌ％：１〜１０ｍｏｌ％である。さらに、ブリードや感光体汚染をより有効に防止するため、前記ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体の数平均分子量Ｍｎは１０，０００以上であることが好ましい。
【００３１】
前記イオン導電性ゴムは、イオン導電性を示さない他のゴム成分と組み合わせても良い。その場合全ゴム成分１００質量部中に、イオン導電性ゴムが２０質量部以上１００質量部未満の割合を占めていることが好ましい。
前記他のゴム成分としては前述した公知のエラストマーを用いることができるが、なかでもクロロプレンゴムまたはＮＢＲが好適な例として挙げられる。これらは単体で用いてもよいし２種以上を組み合わせて用いてもよい。
クロロプレンゴムとしては、上述した種々のタイプを用いることができるが、非イオウ変性タイプが好ましい。
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下である低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が２５〜３０％である中ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が３１〜３５％である中高ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が３６〜４２％である高ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が４３％以上である極高ニトリルＮＢＲのいずれを用いてもよい。なかでも、ゴム組成物のゴム比重を低減するためには、比重の小さい低ニトリルＮＢＲを用いることが好ましい。
【００３２】
クロロプレンゴムを配合する場合、その配合量は全ゴム成分１００質量部中に、５〜９０質量部であることが好ましい。帯電性付与の効果を鑑みれば、クロロプレンゴムが５質量部以上含まれていることが好ましく、さらにゴムの均一性の観点から１０質量部以上含まれていることがより好ましい。配合量の上限値は８０質量部以下であることがより好ましい。
ＮＢＲを配合する場合、その含有量は全ゴム成分１００質量部中に、５〜６５質量部であることが好ましく、１０〜６５質量部であることがより好ましく、２０〜５０質量部であることがより好ましい。トナーの帯電量が低減するのでＮＢＲの含有量は６５質量部以下であることが好ましく、硬度上昇の抑制や温度依存性の低減効果を実質的に得るためにはＮＢＲの含有量は５質量部以上であることが好ましい。
【００３３】
イオン導電性ゴムにイオン導電性を示さない他のゴム成分を組み合わせる場合のより好ましい態様としては、
（１）エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体と、クロロプレンゴムとの組み合わせ
（２）エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体と、ＮＢＲの組み合わせ
（３）エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体と、ＮＢＲと、クロロプレンゴムとの組み合わせ
が挙げられる。
なかでも、エピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とクロロプレンゴムとの組み合わせ、またはエピクロルヒドリン系共重合体とクロロプレンゴムの組み合わせ、エピクロルヒドリン系共重合体とＮＢＲとの組み合わせが特に好ましい。
【００３４】
前記態様（１）においては、クロロプレンゴムの含有量は全ゴム成分１００質量部中に、好ましくは９０質量部以下、より好ましくは８０質量部以下、さらに好ましくは７０質量部以下である。また、帯電性付与効果の観点から、クロロプレンゴムの含有量は全ゴム成分１００質量部中に、５質量部以上、好ましくは１０質量部以上で、トナーの帯電能力が小さい場合、２０質量部以上が好ましい。
さらに、クロロプレンゴムを構成するクロロプレンモノマーのｍｏｌ％がエピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体に含まれているエチレンオキサイドのｍｏｌ％より大であることが好ましい。
クロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体とを組み合わせる場合、前記クロロプレンゴムを構成するクロロプレンモノマーとエピクロルヒドリンの合計ｍｏｌ％が、エチレンオキサイドのｍｏｌ％よりも大とすることが好ましい。
クロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とを組み合わせる場合、ゴム成分の総質量を１００質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が５〜９０質量部、好ましくは１０〜７０質量部、ポリエーテル系共重合体の含有量が５〜４０質量部、好ましくは５〜２０質量部、クロロプレンゴムの含有量が５〜９０質量部、好ましくは１０〜８０質量部とすることが好適である。このような配合比にすることにより、３成分をうまく分散させることができ、強度をはじめとする物性を向上させることができる。より好ましくは、質量比でエピクロルヒドリン系共重合体：クロロプレンゴム：ポリエーテル系共重合体＝２〜５：４〜７：１である。
【００３５】
前記態様（３）のゴム組成物においては、ＮＢＲとクロロプレンゴムを混合し、クロロプレンゴムが微分散した状態でエピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体に混ぜると、ＮＢＲとクロロプレンゴムとは官能基が異なるにも拘わらず極めて細かく分散する。このように３者または４者が微分散することによる効果として、圧縮永久歪みの低減、低硬度化および伸び率の向上が図れ、比重低減との相乗効果で耐摩耗性が飛躍的に向上するという利点がある。
【００３６】
エピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体は少なくともゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含まれていることが好ましい。クロロプレンゴムおよびＮＢＲを分散させるためである。さらに、イオン導電性を実現するためには１５質量部以上であることがより好ましい。
ＮＢＲはクロロプレンゴムとの分散性の観点から少なくとも全ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含まれていることが好ましい。さらに、ゴム組成物の伸び率を向上させるためには、ＮＢＲの配合量が全ゴム成分１００質量部に対して１０質量部以上であることがより好ましい。ＮＢＲの配合量の上限値としては、劣化防止の観点から全ゴム成分１００質量部に対して９５質量部以下であることが好ましく、８０質量部以下であることがより好ましく、６５質量部以下であることが特に好ましい。
クロロプレンゴムはＮＢＲとの分散性の観点から少なくとも全ゴム成分１００質量部に対して５質量部以上含まれていることが好ましい。さらに、各種物性のバランスを保つため、クロロプレンゴムの配合量は全ゴム成分１００質量部に対して５〜９０質量部であることが好ましく、１０〜８０質量部であることがより好ましく、さらに２０〜７０質量部であることが特に好ましい。
より好ましくは、質量比でエピクロルヒドリン系共重合体または／およびポリエーテル系共重合体：クロロプレンゴム：ＮＢＲゴム＝２〜５：４〜７：１である。
【００３７】
イオン導電性ゴム組成物としては、前述したイオン導電性ゴムを含む組成物以外にもゴム成分にイオン導電剤を配合した組成物も挙げられる。
前記ゴム成分としては、公知のエラストマーを用いることができるが、ＮＢＲ、クロロプレンゴムまたはウレタンゴム等の極性ゴムが好ましい。また、イオン導電性ゴムにイオン導電剤を併用しても構わない。
イオン導電剤の配合量は、その種類によって適宜選択することができるが、例えばゴム成分１００質量部に対して０．１〜５質量部であることが好ましい。
【００３８】
イオン導電剤は種々選択できるが、例えば、フルオロ基（−Ｆ）およびスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩などが挙げられる。より具体的には、ビスフルオロアルキルスルホニルイミドの塩、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メタンの塩またはフルオロアルキルスルホン酸の塩などが挙げられる。前記塩において陰イオンと対になる陽イオンとしては、アルカリ金属、２Ａ族またはその他の金属イオンが好ましく、なかでもリチウムイオンがより好ましい。前記イオン導電剤として具体的には、例えばＬｉＣＦ9ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）、ＬｉＣＨ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＳＦ6ＣＦ2ＳＯ3等が挙げられる。
上記した塩は、強い電子吸引効果によって電荷が非局在化し、陰イオンが安定なため高い解離度を示し、特に高いイオン導電性を実現することができる。このように、フルオロ基（−Ｆ）及びスルホニル基（−ＳＯ2−）を有する陰イオンを備えた塩を配合することで、効率良く低電気抵抗を実現することが可能になるため、ポリマー成分の配合を適宜調整することで、低電気抵抗を維持しながら、感光体汚染の問題も抑制することができる。
【００３９】
上記の他、ホウ酸塩、リチウム塩、アンモニウム塩等も添加できる。特にクロロプレンを用いる場合、塩素系、ハロゲン系の塩との相溶性が良く、例えば過塩素酸アンモニウム塩、ホウ素系塩、イミドリチウム塩と極めて安定化するため、連続使用時にしみ出し等が抑制でき、感光体汚染等が防げる。
【００４０】
前記基層は電子導電性あるいはイオン導電性のゴム組成物で形成されていればよく、電子導電性とする場合は、通常、ゴム成分に電子導電剤を配合させたゴム組成物を用いている。
前記ゴム成分は特に限定されず、硬度が６０度以下であれば、公知のエラストマーを用いればよい。もちろん、イオン導電性を示すエラストマーを用いてもよい。例えばエチレン−プロピレン−ジエンゴム（以下、「ＥＰＤＭ」という）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム（以下、「ＮＢＲ」という）、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリイソブチレン、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエーテル系共重合体、エピクロルヒドリン系共重合体等が挙げられる。これらは単体で用いてもよいし２種以上をブレンドして用いてもよい。
【００４１】
なかでも、基層を構成するゴム組成物のゴム成分としては、ＥＰＤＭ、ＢＲ等の非極性ゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴム、エピクロルヒドリン系共重合体等のポリエーテル結合を有するイオン導電性ゴムが好ましい。これらは単体で用いてもよいし２種以上をブレンドして用いてもよい。なかでもクロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴムを含んでいることが特に好ましい。
【００４２】
クロロプレンゴムはクロロプレンの重合体で乳化重合により製造されるが、分子量調節剤の種類によりイオウ変性タイプ、非イオウ変性タイプに分類される。
イオウ変性タイプは、イオウとクロロプレンを共重合したポリマーをチウラムジスルフィド等で可塑化し、所定のムーニー粘度に調整するものである。非イオウ変性タイプとしては、メルカプタン変性タイプまたはキサントゲン変性タイプ等が挙げられる。メルカプタン変性タイプは、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタンまたはオクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調節剤として使用するものである。また、キサントゲン変性タイプはアルキルキサントゲン化合物を分子量調節剤として使用するものである。
また、クロロプレンゴムは生成クロロプレンゴムの結晶加速度により、結晶化速度が中庸のタイプ、結晶化速度が遅いタイプおよび結晶化速度が早いタイプに分けられる。
本発明においてはいずれのタイプを用いてもよいが、非イオウ変性で結晶化速度が遅いタイプが好ましい。
また、本発明において、クロロプレンゴムとしてクロロプレンゴムに類似の構造を有するゴムまたはエラストマーを用いることもできる。例えば、クロロプレンと他の共重合可能な単量体１種以上との混合物を重合させて得られた共重合体を用いてもよい。クロロプレンと共重合可能な単量体としては、例えば２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、硫黄、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン並びにアクリル酸、メタクリル酸およびこれらのエステル類などが挙げられる。
【００４３】
基層を電子導電性のゴム組成物で構成する場合、配合されている電子導電剤としては、ケッチェンブラック、ファーネスブラックもしくはアセチレンブラック等の導電性カーボンブラック；酸化亜鉛、チタン酸カリウム、アンチモンドープ酸化チタン、酸化スズ等の導電性金属酸化物；グラファイト、カーボン繊維等が挙げられる。中でも導電性カーボンブラックを用いることが好ましい。
電子導電剤の配合量は電子導電剤の種類により異なるので一概には言えず、電気抵抗値やローラ硬度などの物性を見ながら適宜選択すればよいが、ゴム成分１００質量部に対して５〜４０質量部であることが好ましく、１０〜３０質量部であることがより好ましく、１２〜２５質量部であることが特に好ましい。
【００４４】
以上述べてきた表層を構成するゴム組成物および基層を構成するゴム組成物は、通常前記ゴム成分を加硫させるための加硫剤を含む。
前記加硫剤としては硫黄系、チオウレア系、トリアジン誘導体系、過酸化物、各種モノマー等が使用できる。これらは単独で使用しても２種以上を組み合わせて使用してもよい。硫黄系加硫剤としては粉末硫黄、またはテトラメチルチウラムジスルフィドもしくはＮ，Ｎ−ジチオビスモルホリンなどの有機含硫黄化合物等が挙げられる。
チオウレア系加硫剤としては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および（ＣnＨ2n+1ＮＨ）2Ｃ＝Ｓ（式中、ｎは１〜１０の整数を表す。）で示されるチオウレア等が挙げられる。
過酸化物としてはベンゾイルペルオキシドなどが挙げられる。
加硫剤の配合量は各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．２質量部以上５質量部以下であることが好ましく、１質量部以上３質量部以下であることがより好ましい。
【００４５】
本発明においては、前記加硫剤として硫黄およびチオウレア類を併用することが好ましい。
硫黄は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下、好ましくは０．２質量部以上２質量部以下の割合で含まれているのが良い。上記範囲としているのは、０．１質量部より小さいと組成物全体の加硫速度が遅くなり生産性が悪くなりやすいためである。一方、５．０質量部より大きいと圧縮永久ひずみが大きくなったり、硫黄や促進剤がブルームしたりする可能性があるためである。
また、チオウレア類は各層を構成するゴム成分１００ｇに対して合計０．０００９ｍｏｌ以上０．０８００ｍｏｌ以下、好ましくは０．００１５ｍｏｌ以上０．０４００ｍｏｌ以下の割合で配合しているのが良い。前記チオウレア類を前記範囲で配合することにより、ブルームや感光体汚染を起こりにくくすることができると共に、ゴムの分子運動をあまり妨げないため、より低い電気抵抗を実現すると共に、圧縮永久ひずみ等の力学的物性にも優れた非常に高性能なゴム組成物とすることができる。また、チオウレア類の添加量を増やし架橋密度を上げるほど電気抵抗値を下げることができる。前記範囲としているのは、０．０００９ｍｏｌより少ないと圧縮永久ひずみを改善しにくい、あるいは電気抵抗値を下げにくいためである。一方、０．０８００ｍｏｌより多いとゴム組成物表面からチオウレア類がブルームし感光体を汚染したり、破断伸び等の機械的物性が極度に悪化しやすいためである。
【００４６】
加硫剤の種類に応じて加硫促進剤や加硫促進助剤をさらに配合してもよい。
加硫促進剤としては、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）もしくはリサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や以下に記す有機促進剤を用いることができる。有機促進剤としては、ジ−オルト−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−オルト−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−オルト−トリルグアニジン塩等のグアニジン系；２−メルカプト・ベンゾチアゾールもしくはジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系；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もしくは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；チオウレア系等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜組み合わせて用いることができる。
加硫促進剤の配合量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、０．２質量部以上８質量部以下がより好ましい。
【００４７】
加硫促進助剤としては、亜鉛華等の金属酸化物；ステアリン酸、オレイン酸もしくは綿実脂肪酸等の脂肪酸；その他従来公知の加硫促進助剤が挙げられる。
加硫促進助剤の添加量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下が好ましく、０．２質量部以上８質量部以下がより好ましい。
【００４８】
基層を構成するゴム組成物および表層を構成するゴム組成物には、本発明の目的に反しない限り、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤、充填剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、気泡防止剤または架橋剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
【００４９】
前記可塑剤としてはジブチルフタレート（ＤＢＰ）やジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤やワックスが挙げられ、加工助剤としてステアリン酸等の脂肪酸等が挙げられる。これら可塑成分は、ゴム成分１００質量部に対して５質量部以下の割合で配合されていることが好ましい。酸化膜を形成する際にブリードが生じたり、プリンター装着時や運転時に感光体を汚染したりするのを防ぐためである。この目的を鑑みれば極性ワックスの使用が最も好ましい。
【００５０】
前記劣化防止剤としては各種老化防止剤や酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤を用いる場合には、所望により施される表面における酸化膜の形成が効率よく進むよう、その配合量を適宜選択することが好ましい。
【００５１】
前記充填剤としては、酸化亜鉛、シリカ、カーボン、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ等の粉体を挙げることができる。充填剤を配合することにより機械的強度等を向上させることができる。特に、アルミナや酸化チタンを配合すると、熱伝導率が高いのでシール部で発生した熱を効果的に放出でき、耐摩耗性を向上できる。
充填剤の添加量は各層を構成するゴム成分１００質量部に対し８０質量部以下とすることが好ましく、６０質量部以下とすることがより好ましい。
【００５２】
前記スコーチ防止剤としては、Ｎ−シクロヘキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数を組み合わせて用いてもよい。
スコーチ防止剤の添加量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対して０．１質量部以上５質量部以下が好ましく、０．１質量部以上１質量部以下がより好ましい。
【００５３】
表層を構成するゴム組成物および基層を構成するゴム組成物がエピクロルヒドリン系共重合体に代表されるハロゲン系ゴムを含む場合には受酸剤を配合することが好ましい。受酸剤を配合することにより、ゴム加硫時に発生する塩素系ガスの残留および感光体汚染を防止することができる。
受酸剤としては酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、分散性に優れていることからハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイトがより好ましい。さらに、酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用することにより高い受酸効果が得られ、感光体汚染をより確実に防止することができる。
受酸剤の配合量は、各層を構成するゴム成分１００質量部に対し１質量部以上１０質量部以下、好ましくは１質量部以上５質量部以下としている。加硫阻害および感光体汚染を防止する効果を有効に発揮させるため受酸剤の配合量は１質量部以上であることが好ましく、硬度の上昇を防ぐため受酸剤の配合量は１０質量部以下であることが好ましい。
【００５４】
本発明のゴム部材の誘電正接を低減するために、誘電正接調整剤を配合してもよい。特に表層を構成するゴム組成物には誘電正接調整剤を配合することが好ましい。
前記誘電正接調整剤としては、弱導電性カーボンブラック、脂肪酸処理された炭酸カルシウム等が挙げられる。なかでも、弱導電性カーボンブラックを用いる方が好ましい。
【００５５】
弱導電性カーボンブラックとは粒径が大きくストラクチャーの発達が小さく導電性への寄与が小さいカーボンブラックであり、これを配合することにより導電性を高めることなく分極作用によるコンデンサー的な働きを得ることができ、電気抵抗の均一化を損なうことなく帯電性のコントロールを実現できる。
前記弱導電性カーボンブラックとして、一次粒径が８０ｎｍ以上、好ましくは１００ｎｍ以上のものを用いれば、より有効に前記効果が得られる。また、一次粒径が５００ｎｍ以下、好ましくは２５０ｎｍ以下であると表面粗さを極めて小さくできる。前記弱導電性カーボンブラックの形状は表面積が小さいことから球形状または球形に近い形状が好ましい。
弱導電性カーボンブラックとしては種々の選択が可能であるが、中でも大粒径を得やすいファーネス法またはサーマル法により製造されたカーボンブラックが好ましく、ファーネスカーボンブラックがより好ましい。カーボンの分類で言うとＳＲＦやＦＴ、ＭＴが好ましい。また顔料で用いられるカーボンブラックを用いても良い。
【００５６】
弱導電性カーボンブラックの配合量は、誘電正接の低減効果を実質的に発揮するために各層を構成するゴム成分１００質量部に対して５質量部以上であることが好ましく、硬度が上昇し接触する他の部材を損傷させるおそれを避け、かつ耐摩耗性の低下を回避するために、７０質量部以下であることが好ましい。
弱導電性カーボンブラックの配合量は、他の成分との混合性の観点から５〜６０質量部であることがより好ましく、１０〜５０質量部であることが特に好ましい。
【００５７】
脂肪酸処理された炭酸カルシウムは、脂肪酸が炭酸カルシウムの界面に存在することにより通常の炭酸カルシウムに比べ活性が高く、また易滑性であることから高分散化が容易かつ安定して実現できる。脂肪酸処理により分極作用が促されると、前記２つの作用の働きでゴム内のコンデンサー的な働きが強まるため誘電正接を効率良く低減することができる。脂肪酸処理された炭酸カルシウムとしては、炭酸カルシウムの粒子表面に全面にわたってステアリン酸等の脂肪酸がコーティングされているものが好ましい。
脂肪酸処理された炭酸カルシウムの配合量は各層を構成するゴム成分１００質量部に対して３０〜８０質量部、好ましくは４０〜７０質量部である。誘電正接を低減する効果を実質的に発揮するためには３０質量部以上であることが好ましく、硬度の上昇および抵抗の変動を避けるためには８０質量部以下であることが好ましい。
【００５８】
前記基層と前記表層を含む積層体の１００Ｖ印加時の電気抵抗値が、温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下、温度２３℃相対湿度５５％の条件下、および温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下のいずれにおいても１０7Ω以下とされていることが好ましい。また、いずれの条件下においても、前記電気抵抗値の下限値は特に限定されないが、１０３Ω以上であることが好ましい。
【００５９】
また、前記基層の電気抵抗値は１０6Ω以下であることがより好ましい。
基層の前記電気抵抗値の下限値は、本発明のゴム部材の抵抗を中抵抗にするために１０2Ω以上であることが好ましく、１０3Ω以上であることがより好ましい。
基層の前記電気抵抗値は、表層および中間層を取り除いて基層のみの状態にしたのち、本発明のゴム部材の電気抵抗値の測定方法と全く同じ方法で測定している。
【００６０】
本発明のゴム部材においては、隣接する２つのゴム層が接着剤（プライマー）等を用いず一体化し、隣接する２つのゴム層の間に接着剤層が存在しないことが好ましい。接着剤を用いると、ゴム部材全体の電気特性が大幅に変わるからである。
さらに、隣接する２つのゴム層の密着性をより向上させるために、隣接する２つのゴム層が少なくとも同一のゴム成分を含んでいることが好ましい。
【００６１】
本発明のゴム部材においては、基層が最も厚みを有することが好ましい。基層を厚くすることにより、低温低湿条件下における電気抵抗値の上昇をより有効に抑制することができる。具体的には、基層の厚みは本発明のゴム部材全体の厚みに対して５割以上であることが好ましく、７割以上がより好ましく、９割以上が更に好ましい。基層の厚みは厚いほどよく上限値は限定されないが、それに伴って表層の厚みは１０μｍ程度までは薄くすることができるが薄くなるため加工が難しくなる。加工性を加味すると、基層の厚みは本発明のゴム部材全体の厚みに対して６．５割以上９．５割以下であることが好ましく、７割以上９割以下であることが特に好ましい。
【００６２】
以上述べてきた少なくとも基層と表層の２層を有する本発明のゴム部材は、その形状または用途に応じて公知の方法により製造することができるが、例えば下記のような方法で製造することができる。
まず、基層を構成する各成分をよく混練してゴム組成物を作製する。一方で、表層を構成する各成分をよく混練してゴム組成物を作製する。
得られたゴム組成物を用いて、基層および表層、所望により中間層が形成されるように成形する。成形方法としては公知の成形方法を用いてよいが、例えば生ゴムをプレスにより成形してもよいし、複層状にゴムを押し出し、加硫缶で加硫するか、連続加硫により加硫するか、またはプレスにより加圧加硫すればよい。なかでも、複層状にゴムを押し出し、加硫缶で加硫するか、連続加硫により加硫することが、ゴム厚みの調整およびコストの観点から特に好ましい。
ついで、本発明のゴム部材がローラ状の場合は、中心に芯金（シャフト）を挿入する。なお、加硫する前に芯金の挿入を行ってもよい。芯金はゴムロールに圧入することで固定してもよいし、導電性接着剤でゴムロールに接合してもよい。芯金は、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳもしくは鉄等の金属製、またはセラミックス製等とすることができる。
さらに、所望により表面を研磨する。研磨の方法は特に限定されず、例えば本発明のゴム部材がローラ状の場合は、円筒研磨機でトラバース研磨を施し、ついで仕上げ研磨として鏡面研磨を施す。
【００６３】
本発明のゴム部材においては、表層の表面に酸化膜が形成されていることが好ましい。酸化膜が誘電層となりゴム部材の誘電正接を低減できる。さらに、酸化膜が低摩擦層となることでトナー離れがよくなり、画像形成が容易に行われ、その結果より良好な画像が得られる。
酸化膜としては多数のＣ＝Ｏ基またはＣ−Ｏ基等を有する酸化膜が好ましい。酸化膜は表層の表面に紫外線照射あるいは／およびオゾン照射等の処理を施し、表層の表層部分を酸化することで形成されている。なかでも紫外線照射により酸化膜を形成することが、処理時間が早く、コストも低いことから好ましい。
【００６４】
前記酸化膜を形成するための処理は公知の方法に従って行うことができる。例えば紫外線照射を行う場合には表層の表面と紫外線ランプとの距離やゴムの種類等により異なるが、波長が１００〜４００ｎｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの紫外線を３０秒〜３０分、好ましくは１分〜１０分程度照射することが好ましい。エネルギーとしては５００〜４０００ｍＪ／ｃｍ２を付加することが好適である。
また、紫外線照射を施す場合、表層を構成するゴム組成物においては、ＮＢＲなど紫外線で劣化しやすいゴムは全ゴム成分中１００質量部中に９０質量部以下の配合が好ましく、より好ましくは８０質量部以下である。一方で、特にクロロプレンおよびクロロプレン系ゴムの添加は極めて有効である。
【００６５】
酸化膜形成前のゴム部材に電圧５０Ｖを印加した時の電気抵抗値をＲ５０とし、酸化膜形成後の印加電圧５０Ｖにおける電気抵抗値をＲ５０ａとしたとき、ｌｏｇ（Ｒ５０ａ）−ｌｏｇ（Ｒ５０）＝０．２〜１．５程度とすることが好ましい。当該範囲とすることは、耐久性の向上、ゴム部材使用時の抵抗変化の低減、トナーへのストレスの低減や感光体崩れ対策の観点から好ましい。このように安定して電圧を負荷することができる５０Ｖという低電圧時の電気抵抗値を指標値としているため、酸化被膜形成による微小な抵抗上昇を精度良く捉えることができる。なお、より好ましい範囲は下限は０．３、特に０．５が好ましく、上限は１．２、特に１．０が好ましい。
【００６６】
以上のようにして製造される本発明のゴム部材は、下記のような物性を示すことが好ましい。
本発明のゴム部材においては、トナーに高い帯電性を付与し、かつその帯電性の持続性を向上させるために、電圧５Ｖ、周波数１００Ｈｚで交流電圧を印加した際の誘電正接を０．１〜１．５とすることが好ましい。
誘電正接とは、電気の流し易さ（導電率）とコンデンサー成分（静電容量）の影響度を示す指標であり、交流電流を印加した際の位相遅れを示すパラメーターでもあり、電圧をかけた時のコンデンサー成分割合の大きさを示している。例えば、誘電正接はトナーが量規制ブレードにより高圧で現像ローラに接触した際に生成される帯電量と感光体へ搬送されるまでにローラ上に逃げる帯電量とにより表され、感光体接触直前の帯電量を示す指標となる。
誘電正接が大きいと電気（電荷）を通しやすく分極は進みにくい。逆に誘電正接が小さいと電気（電荷）を通しにくく分極が進むことになる。よって、誘電正接が小さい方がゴム部材のコンデンサー的特性が高く、摩擦帯電で生じたトナー上の電荷をゴム部材から逃すことなく維持できる。すなわち、トナーに帯電性を付加でき、付加した帯電性を維持することができる。かかる効果を得るために誘電正接を１．５以下としている。また、帯電量が上がりすぎて印刷濃度が低下しすぎるのを防ぐため、さらには誘電正接を調整するための添加物の量が多くなり硬くなるを避けるため、誘電正接は０．１以上としている。
誘電正接の下限は０．２以上がより好ましく、また、上限は１．０以下がより好ましい。
【００６７】
誘電正接の測定条件として、前記のように、５Ｖの微小電圧を印加しているのは本発明のゴム部材を現像ローラとして用いた場合、現像ローラがトナーを保持した際、また、トナーを感光体に搬送した際には極めて微小な電圧変動を生じるためである。
また、周波数を１００Ｈｚとしているのは、現像ローラの回転数、現像ローラが接触または近接する感光体やブレード、トナー供給ローラとのニップを考慮すると１００Ｈｚ程度の低周波数が極めて事象に適合するためである。
【００６８】
本発明のゴム部材においては摩擦係数を０．１〜１．５とすることが好ましい。トナーはトナー供給ローラや量規制ブレードと現像ローラとの間でせん断力などのストレスを受ける。かかるストレスを軽減するために摩擦係数は１．５以下であることが好ましい。また、トナーが滑らず十分な量のトナーを搬送するために摩擦係数は０．１以上であることが好ましい。
摩擦係数の下限は０．２５以上がより好ましく、また上限は０．８以下がより好ましい。摩擦係数を調整するための添加物の量が多くなり加工しにくくなるため摩擦係数は０．２５以上であることがより好ましく、初期のトナー帯電量を向上できるうえに耐久期間後期にトナーの帯電量が低減するのを抑制できることから摩擦係数は０．８以下であることがより好ましい。
【００６９】
本発明のゴム部材においては、表面粗さＲｚが１０μｍ以下であることが好ましく、８μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることが特に好ましい。このように導電性ゴムローラの表面粗さＲｚを小さくすることにより、導電性ゴムローラの表面にはトナーの粒径より小さな凹凸が存在するにすぎなくなるため、均一なトナーの搬送ができるだけでなくトナーの流動性がよくなり、結果としてトナーに帯電性を与える効率がきわめて高くなる。表面粗さＲｚは小さい方が好ましいが、通常は１μｍ以上である。表面粗さＲｚが１μｍ未満になるとトナーを搬送しにくくなる。
なお表面粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）にしたがって測定する。
【００７０】
本発明のゴム部材においては、ＪＩＳ Ｋ ６２６２に規定されている圧縮永久歪みが１０％以下であることが好ましく、９．５％以下であることがより好ましい。圧縮永久歪みが１０％以下であると、ローラやベルトになった時の寸法変化が小さく、また耐久性が向上し、画像形成装置の精度をより長期に渡り維持することができるようになる。下限については加硫条件の最適化や安定した量産性の面で１％以上が好ましい。なお、圧縮永久歪みの測定条件は、測定温度７０℃、測定時間２４時間、圧縮率２５％とする。
【００７１】
第２の発明として、前記本発明のゴム部材からなる画像形成装置用の現像ローラを提供している。該現像ローラは、レーザービームプリンター、インクジェットプリンター、複写機、ファクシミリまたはＡＴＭなどのＯＡ機器における電子写真装置の画像形成機構に用いられる。
電子写真装置の画像形成機構における現像方式としては感光体と現像ローラの関係で分類すると接触式または非接触式に大別されるが、本発明のゴム部材はいずれの方式にも利用できる。なかでも本発明のゴム部材を現像ローラとして用いる場合は感光体に概接触していることが好ましい。
【００７２】
前記現像ローラは非磁性１成分トナーを感光体に搬送するための現像ローラとして好適に用いられる。なかでも、プラス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置に使用される現像ローラであり、前記現像ローラの表層は、全ゴム成分１００質量部に対しクロロプレンゴムを少なくとも２０質量部以上含有し、かつ、前記クロロプレンゴムはＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されていることが好ましい。
【００７３】
クロロプレンゴムは、塩素元素を多く含有し、ＮＢＲゴムとは逆にプラス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特にプラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いると優れた帯電特性を発揮する。
プラス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、クロロプレンゴムを全ゴム成分１００質量部中に２０質量部以上配合することにより、プラス帯電付与性能が得られる。クロロプレンゴムを全ゴム成分１００質量部中に３０質量部以上配合することが好ましいが、５０質量部以上含有させていれば、ゴム全体の半分以上配合することでこの効果がより大きく発揮でき、さらに好ましい。
【００７４】
一方、前記非磁性１成分トナーはマイナス帯電性としてもよい。
ＮＢＲゴムは、極性基であるシアノ基を有し、マイナス帯電のトナーを容易に帯電させることができる。そのため、特に、マイナス帯電トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いると優れた帯電特性を発揮する。
マイナス帯電性トナーを利用したプリンターに使用する現像ローラに用いる場合、前記表層にＮＢＲゴムを全ゴム成分１００質量部中に２０質量部以上配合することにより、マイナス帯電付与性能が得られる。ＮＢＲゴムを全ゴム成分１００質量部中に３０質量部以上配合するのがさらに好ましいが、５０質量部以上含有させていれば、ゴム全体の半分以上配合することでこの効果がより大きく発揮でき、さらに好ましい。
【００７５】
なお、本発明のゴム部材は、現像ローラの他、残留しているトナーを除去するためのクリーニングローラやクリーニングブレード、クリーニング機能を有する帯電ローラ、感光ドラムを一様に帯電させるための帯電ローラ、トナー像を感光体から転写ベルトや用紙に転写するための転写ローラ、トナーを搬送させるためのトナー供給ローラ等として用いることもできる。
【発明の効果】
【００７６】
本発明のゴム部材は、積層体全体、即ち、該ゴム部材としては低硬度でかつ、耐摩耗性を有する。そのため、該ゴム部材を現像ローラとして用いた場合、耐久性を低下させることなく、低温低湿条件下で生じるイオン導電ゴムの電気抵抗値の上昇による印刷濃度の低下を抑えることができる。
【００７７】
また、基層を電子導電性とする場合に発生する抵抗のばらつきを、表層が抑制してくれるため、電気的特性の均一化を図ることができる。よって、前記ゴム部材からなる現像ローラでは、トナーの帯電性をコントロールして、トナーに帯電性を付与するとともに付与した帯電性を維持することができる。その結果、高画質な画像を長期間にわたって得ることができる。
【００７８】
さらに、本発明のゴム部材は、層構成または各層の組成を変更することにより、プラス／マイナス帯電性のコントロールが広い範囲で可能となる。その結果、該ゴム部材からなる画像形成装置用の現像ローラは、プラス帯電性のトナーおよびマイナス帯電性のトナーのいずれに対しても適切な帯電量を負荷できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
以下に、本発明のゴム部材の一実施形態の半導電性ゴムローラ１０について説明する。
半導電性ゴムローラ１０は図１に示すように、円筒形状の肉厚０．５〜２０ｍｍ、好ましくは１〜１５ｍｍ、より好ましくは５〜１５ｍｍのトナー搬送部１と、その中空部に圧入された円柱形状の芯金（シャフト）２と、トナー４が漏れるのを防止するシール部３を備えている。前記トナー搬送部１と芯金２とは導電性接着剤で接合されている。トナー搬送部１の肉厚を０．５〜２０ｍｍとしているのは、前記範囲より小さいと適当なニップを得にくく、前記範囲より大きいと部材が大きすぎて小型軽量化を図りにくいからである。
芯金２は、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳもしくは鉄等の金属製、またはセラミック製等とすることができる。
シール部３はテフロン（登録商標）などの不織布やシートから構成されている。
【００８０】
トナー搬送部１は、図２に示した断面図から明らかなように、芯金２側に基層１ａが存在し、そのうえに表層１ｂが積層されているという２層構造を有する。基層１ａを構成するゴム組成物と表層１ｂを構成するゴム組成物には同一のゴム成分が含まれていることが好ましい。
そして、トナー搬送部１の表面には酸化膜１ｃが形成されている。
基層１ａと表層１ｂの厚みの比は５〜９．５：５〜０．５であることが好ましく、７〜９：３〜１であることがより好ましい。
【００８１】
半導電性ゴムローラ１０は基層１ａの硬度がＪＩＳ Ａ硬度で５０〜６０度、表層１ｂの硬度がＪＩＳ Ａ硬度で６５〜７５度、ゴムローラ全体の硬度がＪＩＳ Ａ硬度で５２〜７０度であり、表層１ｂの硬度は基層の硬度よりも高くしている。ゴムローラ全体の温度２３℃相対湿度５５％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は１０5〜１０7Ωを示す。
前記基層、前記表層および前記半導電性ゴムローラ１０（積層体）の硬度は、実施例に記載の方法で測定している。
【００８２】
また、基層１ａの温度２３℃、相対湿度５５％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は１０３〜１０６Ωであり、好ましくは１０４〜１０５．５Ωである。さらに、前記電気抵抗値の抵抗振れは２０未満である。
半導電性ゴムローラ１０は温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下は１０5〜１０７Ω、温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は１０3〜１０6.８Ωであり、共に１０7Ω以下である。
そして、半導電性ゴムローラ１０の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値は、基層１ａの同条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値よりも高い。
【００８３】
基層１ａを構成するゴム組成物としては、ゴム成分に電子導電剤を配合させたゴム組成物を用いている。
前記ゴム成分としては、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴムのほか、エピクロルヒドリン系共重合体等のポリエーテル結合を有するイオン導電ゴムを用いることが好ましく、なかでもクロロプレンゴムまたは／およびエピクロルヒドリン系共重合体等のポリエーテル結合を有するイオン導電ゴムを用いることがより好ましい。クロロプレンゴムとしては非イオウ変性で結晶化速度が遅いタイプが好ましい。
前記電子導電剤としては、導電性カーボンブラックを用いることが好ましい。電子導電剤の配合量はゴム成分１００質量部に対して１２〜２５質量部であることが好ましい。
また、２５枚／分程度の出力速度のプリンターであれば、イオン導電性のゴム組成物としても十分に使用することができるため、基層をイオン導電性のゴム組成物とすることも好ましい。
前記イオン導電性のゴム組成物とする場合、前記イオン導電ゴム１００質量部に、弱導電性カーボンブラック１０〜２５質量部配合した組成物とするのが好ましい。
【００８４】
表層１ｂを構成するゴム組成物としては、実質的に絶縁性のゴム組成物またはイオン導電性ゴム組成物のいずれかを用いている。
前記「実質的に絶縁性のゴム組成物」は温度１０℃、相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０15Ω・ｃｍでほぼ絶縁性であるものを示し、ＥＰＤＭ、ＢＲ等の非極性ゴムのほか、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロプレンゴムもしくはウレタンゴム等の溶解パラメーター（ＳＰ値）が高い極性ゴムを用いることが好ましく、なかでもＥＰＤＭまたはクロロプレンゴムを用いることがより好ましい。
ＥＰＤＭとしては、非油展タイプのものが好ましい。また、ジエンモノマーとしてエチリデンノルボルネンを有するＥＰＤＭが好ましく、さらにエチレン含有量が５０〜７０質量％であるＥＰＤＭが特に好ましい。
【００８５】
前記「イオン導電性ゴム組成物」としては、ゴム成分としてエピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とクロロプレンゴムとを含むゴム組成物が特に好ましい。前記３者の配合比は、ゴム成分の総質量を１００質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が１０〜４０質量部、ポリエーテル系共重合体の含有量が５〜２０質量部、クロロプレンゴムの含有量が４０〜８５質量部としている。
【００８６】
また、前記「イオン導電性ゴム組成物」としては、ゴム成分としてエピクロルヒドリン系共重合体と、クロロプレンゴムあるいは／及びＮＢＲを含むゴム組成物も特に好ましい。前記３者の配合比は、ゴム成分の総質量を１００質量部とすると、エピクロルヒドリンゴムの含有量が１０〜５０質量部、好ましくは１０〜４０質量部、クロロプレンゴムの含有量が５〜８５質量部、好ましくは４０〜８５質量部、ＮＢＲの含有量が５〜６５質量部、好ましくは５〜２０質量部としている。
【００８７】
前記エピクロルヒドリン系共重合体としては、エチレンオキサイド：エピクロルヒドリン：アリルグリシジルエーテルの含有比率が４０〜７０ｍｏｌ％：２０〜６０ｍｏｌ％：２〜６ｍｏｌ％であるエチレンオキサイド−エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル三元共重合体を用いている。
前記クロロプレンゴムとしては、非硫黄系クロロプレンゴムを用いている。
前記ポリエーテル系共重合体としては、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の含有比率が８０〜９５ｍｏｌ％：１〜１０ｍｏｌ％：１〜１０ｍｏｌ％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三元共重合体を用いる。当該共重合体の数平均分子量Ｍｎは１万以上であることが好ましく、３万以上であることがより好ましく、５万以上であることがさらに好ましい。
前記ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下の低ニトリルＮＢＲを用いている。
【００８８】
基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物は、ゴム成分を加硫させるための加硫剤を含む。
加硫剤としては、硫黄とエチレンチオウレアを併用する。加硫剤の配合量はゴム成分１００質量部に対して１質量部以上３質量部以下としている。硫黄とエチレンチオウレアは、（硫黄：エチレンチオウレア）＝１：０．２〜８の質量比で配合することが好ましく、（硫黄：エチレンチオウレア）＝１：１．５〜４の質量比で配合することがより好ましい。
【００８９】
基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物は、前記ゴム成分および加硫剤以外の他の成分を含んでいてもよい。
前記他の成分としては、充填剤が挙げられる。充填剤としては酸化亜鉛を用いている。また、電子導電剤である導電性カーボンブラックや下記する弱電性カーボンブラックも充填剤としての役割を果たす。充填剤の添加量はゴム成分１００質量部に対し１０〜７０質量部とし、１０〜５０質量部とすることがより好ましい。
【００９０】
ゴム組成物がエピクロルヒドリン系共重合体に代表されるハロゲン系ゴムを含む場合には受酸剤を配合する。受酸剤としてはハイドロタルサイトを用いる。受酸剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対し１質量部以上５質量部以下としている。
【００９１】
表層を構成するゴム組成物には、誘電正接調整剤として弱導電性カーボンブラックを配合する。
弱導電性カーボンブラックとしては、平均一次粒径が１００〜２５０ｎｍで、球形状または球形に近い形状のものを用いる。弱導電性カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して５〜７０質量部であることが好ましく、５〜５０質量部であることがより好ましい。さらに好ましくは、１０〜４５質量部である。弱導電性カーボンブラックを前記量配合することにより、本発明の半導電性ゴムローラの誘電正接を低減することができる。また、ローラ表面のタック感を減少させ、トナー離れを向上させることができる。
【００９２】
なお、より低硬度なゴムローラを作製する場合には、前記基層には弱導電性カーボンブラックを微量配合したイオン導電性ゴムを用い、前記表層には弱導電性カーボンブラックを配合したイオン導電性ゴムまたは絶縁ゴムを用いるのが好ましい。
電気抵抗値の変動を抑えたゴムローラとしたい場合には、前記基層には導電性カーボン導電性を配合した電子導電性ゴムを用い、前記表層には弱導電性カーボンブラックを配合したイオン導電ゴムまたは絶縁ゴムを用いるのが好ましい。
また、基層にオイルを配合する場合には、前記基層にオイル、可塑剤、ワックス等を配合し、前記表層には弱導電性カーボンブラックを配合したイオン導電ゴムまたは絶縁ゴムを用い、必要に応じて、基層と表層の間にはオイル遮断層を設けるのが好ましい。
【００９３】
半導電性ゴムローラ１０は以下の手順で製造している。
まず、基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物それぞれを作製する。
例えば、構成成分をバンバリーミキサー、ニーダー、オープンロールなど公知の方法で混ぜ合わせればよく、後に成形しやすいようにペレット状、シート状およびリボン状にしておいてもよい。混練時の温度および混練時間は適宜選択すればよい。また、混合順序も特に問わず、全ての成分を一度に混ぜ合わせても良いし、一部を予め混ぜ合わせ、得られた混練物に他の成分を混合しても良い。
より具体的には、ニーダーにゴム成分、導電性カーボンブラックまたは弱導電性カーボンブラック、酸化亜鉛をこの順序で投入し、排出温度８０〜１５０℃にて混練する。得られた混練物に加硫剤、所望により受酸剤等の他の添加剤を添加して、ロールにて１〜３０分間、好ましくは１〜１５分間練り、得られた混練物をリボン状のコンパウンドとする。
【００９４】
得られた基層１ａを構成するゴム組成物および表層１ｂを構成するゴム組成物を用いて、口金温度４０〜８０℃にて２層状にゴムを押し出し、基層１ａと表層１ｂの２層からなるチューブ状の積層ロールを得る。このように隣接する２層は接着剤を介さずに一体化されていることが好ましい。２層それぞれの厚みは、最終製品の設計や研磨しろ、加硫によるゴムの体積変化等を考慮して、口金の形状や押出時の口金温度等を変更することにより任意に設定できる。
【００９５】
この予備成形品を１６０℃で１５〜１２０分間加硫する。
加硫時間は、加硫試験用レオメータ（例えばキュラストメータ）により最適加硫時間を求めて決めている。加硫温度は必要に応じて前記温度に上下して定めてよい。なお、他の部材への汚染と圧縮永久ひずみを低減させるため、なるべく十分な加硫量を得られる様に条件を設定することが好ましい。また、発泡剤等を配合して発泡ロールを形成してもよい。ついで、芯金２を挿入・接着し表面を研磨した後、所要寸法にカットする。なお、芯金２を挿入するのは加硫を行う前でもよい。
【００９６】
ついで、前記ローラ表面に紫外線照射を行い、表面に酸化膜１ｃを形成する。具体的には、ローラを水洗いしたあと、紫外線照射機を用い、ローラと紫外線ランプ間の距離を１０ｃｍとして周方向９０度毎に紫外線（波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍ）を３〜８分間照射し、ローラを４回回転させることで、ローラ全周（３６０度）に酸化膜を形成している。
【００９７】
半導電性ゴムローラ１０は、電圧５Ｖ、周波数１００Ｈｚで交流電圧を印加した際の誘電正接が０．１〜１．５、好ましくは０．２〜１．０であり、トナーに高い帯電性を付与することができ、かつその帯電性を持続させることができる。
誘電正接は以下のようにして測定する。
図５に示すようにトナー搬送部１を載置している金属板５３と芯金２とを電極とし、トナー搬送部１に周波数１００Ｈｚから１００ｋＨｚの交流電圧を印加し、ＬＣＲメータ（安藤電気（株）製「ＡＧ−４３１１Ｂ」）にてＲ（抵抗）成分とＣ（コンデンサー）成分を分離して測定する。このＲとＣの値から以下の式により誘電正接を求める。なお、前記測定は温度２３℃、相対湿度５５％の恒温恒湿条件下で行う。
誘電正接（ｔａｎδ）＝Ｇ／（ωＣ），Ｇ＝１／Ｒ
このように誘電正接は１本のローラの電気特性をローラの抵抗成分とコンデンサー成分の２種の並列等価回路としてモデル化した際にＧ／ωＣとして求まる値である。
【００９８】
半導電性ゴムローラ１０は、摩擦係数を０．１〜１．５、好ましくは０．２５〜０．８としている。
摩擦係数は、図６に示すように、デジタルフォースゲージ（（株）イマダ製「Ｍｏｄｅｌ ＰＰＸ−２Ｔ」）４１と、摩擦片（市販のポリエステル製のＯＨＰフィルム、ローラ長手方向との接触幅；５０ｍｍ）４２と、２０ｇの重り４４と、半導電性ゴムローラ１０とからなる装置においてデジタルフォースゲージ４１で測定された数値をオイラーの式に代入し、算出する。
【００９９】
半導電性ゴムローラ１０は、画像形成装置において０．０１〜１．０ｍｇ／ｃｍ2程度のトナー量を搬送できる設定としている。
該半導電性ゴムローラ１０は、表層１ｂが全ゴム成分１００質量部に対しクロロプレンゴムを少なくとも２０質量部以上含有し、かつ、前記クロロプレンゴムはＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されることにより、プラス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置用現像ローラとして適する。
【０１００】
半導電性ゴムローラ１０は、実施例に記載の印刷試験において、初期の黒ベタ画像の印刷濃度および２，０００枚印刷後の黒ベタ画像の印刷濃度ともに１．６以上で、より好ましくは１．８以上としている。また、初期の印刷濃度および２，０００枚印刷後の印刷濃度がともに２．２未満であることが好ましいとしている。これは、２．２以上であると濃すぎてトナー消費量が多くなり、画像不良が起こる可能性があるためである。
さらに、初期と２，０００枚印刷後の黒ベタの印刷濃度の差が、０．２以下、好ましくは０．１以下としている。
また、ローラの磨耗が少ないためトナー漏れが発生せず、耐久性にも優れている。
【０１０１】
以下に実施例、比較例を示して本発明を説明するが、本発明が当該実施例に限定されないことは言うまでもない。
（１）基層を構成するゴム組成物の作製
表１、表２に示した配合に従い、１０Ｌニーダーに、ゴム成分、カーボンブラック（導電性または弱導電性）をこの順序で投入し、ついで亜鉛華（三井金属鉱業（株）製「酸化亜鉛２種」）をゴム成分１００質量部に対し５質量部投入し、排出温度１１０℃にて混練りした。得られた混練物に加硫剤を添加して、ロールにて５分間練り、リボン状のコンパウンドを得た。
ここで、加硫剤としては、粉末硫黄をゴム成分１００質量部に対し０．５質量部およびエチレンチオウレア（川口化学工業（株）製「アクセル２２−Ｓ」）をゴム成分１００質量部に対し１．４質量部用いた。
【０１０２】
（２）表層を構成するゴム組成物の作製
表１、表２に示した配合に従い、１０Ｌニーダーに、ゴム成分、弱導電性カーボンブラック、酸化亜鉛をこの順序で投入した。得られた混練物に加硫剤およびゴム成分としてエピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴムを用いる場合は受酸剤を添加して、ロールにて５分間練り、リボン状のコンパウンドを得た。
なお、受酸剤としてはハイドロタルサイト（協和化学工業（株）製「ＤＨＴ−４Ａ−２」）を、エピクロルヒドリンゴムを用いる場合はエピクロルヒドリンゴム１００質量部に対し３質量部用い、クロロプレンゴムを用いる場合はクロロプレンゴム１００質量部に対し５質量部用いた。酸化亜鉛および加硫剤の種類および配合量は、基層を構成するゴム組成物と同一である。
【０１０３】
（３）積層ロールの作製
φ６０のバキューム式ゴム押出機を２台並列に配置して、それぞれに基層を構成するゴム組成物および表層を構成するゴム組成物を投入した。特殊な積層部を設け、基層と表層の２層が積層できるよう工夫した口金を経由して、口金温度６０℃にて２種のゴム組成物を積層させて連続的に押し出すことにより、内径φ８．５ｍｍ、外径φ２０．５ｍｍのチューブ状の積層ロールを得た。
２層それぞれの厚みは、最終製品の設計や研磨しろ、加硫によるゴムの体積変化等を考慮して、口金の形状や押出時の口金温度等を変更することにより任意に設定できる。また、この工程で気泡やゴム分子に吸着された水分以上の水分は取り除くことができる。
得られた積層ロールを常圧下でφ８ｍｍの金属製シャフトに挿入し、１６０℃で６０分間加熱し、加硫させた。
【０１０４】
（４）表面酸化層の形成
ローラ表面を水洗いした後、紫外線照射を行い表層に酸化層を形成した。これは紫外線照射機（セン特殊光源（株）製「ＰＬ２１−２００」）を用い、ローラと紫外線ランプ間の距離を１０ｃｍとして周方向９０度毎に紫外線（波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍ）を５分間照射することによって行い、ローラを４回回転させてローラ全周（３６０度）に酸化膜を形成させた。表１、表２中の照射時間は一面当たり（９０度範囲）の照射時間を指す。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
【表２】
【０１０７】
各実施例および比較例の半導電性ゴムローラにおける構成成分としては以下のものを用いた。
・エピクロルヒドリンゴム１（ＧＥＣＯ）；ダイソー（株）製「エピオンＯＮ３０１」
（エチレンオキサイド（ＥＯ）／エピクロルヒドリン（ＥＰ）／アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）＝７３ｍｏｌ％／２３ｍｏｌ％／４ｍｏｌ％）
・クロロプレンゴム；昭和電工（株）製「ショープレンＷＲＴ」
・エピクロルヒドリンゴム２（ＧＥＣＯ）；ダイソー（株）製「エピクロマーＣＧ１０２」（エチレンオキサイド（ＥＯ）／エピクロルヒドリン（ＥＰ）／アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）＝５６ｍｏｌ％／４０ｍｏｌ％／４ｍｏｌ％
・ポリエーテル系共重合体；日本ゼオン（株）製「ゼオスパンＺＳＮ８０３０」
（エチレンオキサイド（ＥＯ）／プロピレンオキサイド（ＰＯ）／アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）＝９０ｍｏｌ％：４ｍｏｌ％：６ｍｏｌ％）
・ＮＢＲゴム；日本ゼオン（株）製「ニッポール４０１ＬＬ」（アクリロニトリル含量１８％の低ニトリルＮＢＲ）
・ＥＰＤＭゴム；住友化学（株）製「エスプレン５０５Ａ」(非油展タイプ)
・導電性カーボンブラック；電気化学工業（株）製「デンカブラック」
・弱導電性カーボンブラック；旭カーボン(株)製「旭＃１５（平均１次粒径１２２ｎｍ）」
・炭酸カルシウム；白石カルシウム（株）製「軽質炭酸カルシウム」（表面処理なし）
【０１０８】
上記各実施例および比較例の半導電性ゴムローラについて下記の特性測定を行った。
なお、摩擦係数については、実施形態に記載の方法で測定した。
（積層体、基層及び表層の硬度）
図３に示すように、半導電性ゴムローラ１０両端の芯金２の部分を支持台１１に固定して、該ゴムローラ１０の中央部に硬度計１２の押針１２ａを当て、硬度計１２に矢印の方向に１ｋｇの荷重を与えて、積層体（ローラ）の硬度を測定した。その後、ローラ径１７ｍｍに研磨して表層を除き基層のみの１層構造にして、同様の方法で基層の硬度を測定した。なお、本測定法により得られた硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３記載のタイプＡデュロメータでの硬度に相当する。表１に記載の硬度は同ロットのサンプル５本の平均値で示した。
表層の硬度は、ロールを作製する際に、表層のゴム組成物を取り置き、別途表層のゴム組成物のみでローラ径φ２０ｍｍのロールを作製し、前記積層体と同様の方法で硬度を測定した。
【０１０９】
（半導電性ゴムローラの電気抵抗値の測定）
図４に示すように、芯金２を通したトナー搬送部１をアルミドラム１３上に当接搭載し、電源１４の＋側に接続した内部抵抗ｒ（１００Ω）の導線の先端をアルミドラム１３の一端面に接続すると共に電源１４の−側に接続した導線の先端をトナー搬送部１の他端面に接続して測定した。
前記電線の内部抵抗ｒにかかる電圧を検出し、検出電圧Ｖとした。この装置において印加電圧をＥとすると、ローラ電気抵抗値ＲはＲ＝ｒ×Ｅ／（Ｖ−ｒ）となるが、今回−ｒの項は微小とみなし、Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖとした。芯金２の両端に５００ｇずつの荷重Ｆをかけ３０ｒｐｍで回転させた状態で、印加電圧Ｅを１００Ｖとした時の検出電圧Ｖを４秒間で１００個測定し、上式によりＲを算出した。得られた値の平均値をローラ抵抗値として表中にｌｏｇ値で示した。なお、前記測定は温度２３℃、相対湿度５５％の恒温恒湿条件下で行った。
【０１１０】
（基層の電気抵抗値の測定）
表層を研磨し基層のみの１層構造にして、上記と同一の方法でローラ抵抗Ｒを測定した。得られた値の平均値を基層の電気抵抗値として表中に示した。また、電気抵抗値の最大値と最小値から（電気抵抗値の最大値／最小値）を算出し、抵抗振れとして表中に示した。
【０１１１】
（表層の体積抵抗率及び電気抵抗値の測定）
ローラの表層部分のみを削り出して、表層のみの１層の状態にしたのち、（株）ダイアインスツルメンツ社製ハイレスタ ＵＲ−ＳＳプローブ（ＭＣＰ−ＨＴＰ１５）を用いて、１００Ｖ印加時の体積抵抗率を測定した。該プローブのスポット径はφ３ｍｍであるため、削りだした表層部分のような小さなサンプルの測定も行なうことができる。
電気抵抗値は、硬度の測定に用いた表層のゴム組成物のみからなるローラを用い、基層及び積層体と同様の方法で測定した。
【０１１２】
（印刷試験）
市販のレーザープリンター（非磁性１成分トナーを使用した市販のプリンター）に実施例及び比較例の各半導電性ゴムローラを現像ローラとして装着し、画像として出力したトナー量の変化、すなわち印刷物上のトナー積層量の変化を指標として性能評価を行った。
実施例１〜４、６および比較例１〜６ではプラス帯電性の非磁性１成分トナーを使用したプリンターを用い、実施例５および比較例７はマイナス帯電性の非磁性１成分トナーを使用したプリンターを用いて印刷試験を行なった。
なお、印刷物上のトナー積層量の測定は以下に示すような透過濃度の測定により代用できる。
具体的には、黒ベタ画像を温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿条件下で印刷し、得られた印刷物上の任意の５点において反射透過濃度計（ＴＥＣＨＫＯＮ社製「テシコン濃度計ＲＴ１２０／ライトテーブルＬＰ２０」）にて透過濃度を測定し、その平均値を初期印刷濃度（表中では「Ｃ０」と表す。）とした。
さらに、温度１０℃、相対湿度２０％の条件下で５％印字画像を１，９９９枚印刷し、１２時間放置した後２，０００枚目に黒ベタ画像を印刷し、当該２，０００枚目の印刷物について前記と同様に透過濃度を測定し、その平均値を２，０００枚印刷後の印刷濃度（表中では「Ｃ2000」と表す。）とした。２，０００枚印刷後の透過濃度を測定したのは、通常慣らし運転が終了するのが２，０００枚程度だからである。
得られた値から、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差＝Ｃ０−Ｃ2000も表中に示した。
【０１１３】
前記印刷試験において、初期の印刷濃度および２，０００枚印刷後の印刷濃度がともに１．６以上であることが好ましく、１．８以上であることがより好ましく、２．２未満であることが好ましい。
さらに、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることがより好ましい。
【０１１４】
（シール部のトナー漏れ）
印刷を重ねていくと、トナーは劣化して帯電しにくくなる。トナーは帯電しにくくなると現像ローラに保持されにくくなり、シール部への流入が始まる。その結果、流入したトナーが現像ローラとシール部の間に挟まり、現像ローラおよびシール部を磨耗させる。この磨耗が進んでいくと、磨耗部を起点にトナー漏れが発生する。このため、シール部からのトナー漏れは、トナーの劣化および現像ローラの耐磨耗性を含めた、現像ローラの総合的な耐久性を調べる指標になる。
具体的には、前記印刷試験終了後、印刷試験と同条件下でそのまま５，０００枚目まで印刷を進めて、シール部からのトナー漏れの発生の程度を観察した。なお、本試験に用いた市販のレーザープリンターは、５％印刷時において６，５００枚の耐用印刷枚数を保障するものである。
【０１１５】
前記トナー漏れ及び印刷濃度の結果から次のように総合評価を行なった。
「◎」：トナー漏れがなく、初期の印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度が１．８以上２．２未満であり、かつ初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．１以下である。
「○」：トナー漏れがなく、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度が１．８以上２．２未満であり、かつ初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．１以上０．２以下である。
「△」：トナー漏れが僅かでも発生するか、あるいは、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度のいずれかが１．８未満、あるいは２．２以上である。または、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．２を超える。
「×」：トナー漏れが発生する。
【０１１６】
比較例１，４，７の半導電性ゴムローラは、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が小さく、印刷濃度の低下は起こらなかったが、初期印刷濃度が２．２０以上と大きく、印刷濃度が濃すぎた。さらにローラ磨耗によるシール部のトナー漏れが発生することに加え、非画線部へのトナーのかぶりも発生したため、耐久性にも問題があった。比較例１、７において初期印刷濃度よりも２，０００枚印刷後の印刷濃度の方が大きくなったのは、２，０００枚印刷後において、トナーの劣化が激しく進んだためにトナーの帯電量が大幅に上昇して、印刷濃度が上昇したためである。
また、比較例２，３，５，６の半導電性ゴムローラは、２，０００枚印刷後の印刷濃度が１．７５以下であり、十分な印刷濃度が得られなかった。さらに比較例３，５，６では、初期印刷濃度と２，０００枚印刷の印刷濃度後の差が０．２を超えており、印刷濃度も低下した。比較例２，６ではトナー漏れも発生し、耐久性にも問題があった。
【０１１７】
一方、実施例１〜６の半導電性ゴムローラは初期印刷濃度、２，０００枚印刷後の印刷濃度が共に１．８５以上２．２０未満であり、初期印刷濃度と２，０００枚印刷後の印刷濃度の差が０．１５以下である。加えて、シール部の磨耗もなくトナー漏れも全く発生していない。
このことから、本発明のゴム部材は低温低湿条件下においても十分な印刷濃度が得られ、印刷濃度の低下もほとんどないかあっても僅かであり、かつ、シール部磨耗によるトナー漏れの発生もなく耐久性に優れていることがわかった。この結果、本発明のゴム部材からなる現像ローラは低温低湿条件下においても長期に渡り高画質を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明のゴム部材の一実施形態である現像ローラの概略図である。
【図２】半導電性ゴムローラのトナー搬送部の断面図である。
【図３】半導電性ゴムローラの硬度の測定方法を示す図である。
【図４】半導電性ゴムローラの電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【図５】半導電性ゴムローラの誘電正接の測定方法を示す図である。
【図６】半導電性ゴムローラの摩擦係数の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１ トナー搬送部
１ａ 基層
１ｂ 表層
１ｃ 酸化膜
２ 芯金
３ シール部
４ トナー
１０ 現像ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成され、
前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高く、該基層の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で６０度以下であると共に、前記基層と前記表層を含む全層を積層した積層体の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で７０度以下であり、かつ、前記積層体の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下であることを特徴とするゴム部材。
【請求項２】
前記表層が、イオン導電性のゴム組成物で形成され、あるいは／および温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０15Ω・ｃｍであり、
前記基層と前記表層を含む積層体の１００Ｖ印加時の電気抵抗値が、温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下、温度２３℃相対湿度５５％の条件下および温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下のいずれにおいても１０7Ω以下とされている請求項１に記載のゴム部材。
【請求項３】
隣接する層が接着剤を介さずに一体化され、あるいは／およびこれら隣接する層は同一のゴム成分を含んでいる請求項１または請求項２に記載のゴム部材。
【請求項４】
前記基層と前記表層の２層からなり、該表層の最外面に酸化膜が形成されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のゴム部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のゴム部材からなる画像形成装置用の現像ローラ。
【請求項６】
前記現像ローラの表層は、全ゴム成分１００質量部に対しクロロプレンゴムを少なくとも２０質量部以上含有し、かつ、前記クロロプレンゴムはＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されてなるプラス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置用の請求項５に記載の現像ローラ。
【請求項１】
少なくとも基層と表層の２層以上の加硫ゴムで形成され、
前記表層の硬度は前記基層の硬度よりも高く、該基層の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で６０度以下であると共に、前記基層と前記表層を含む全層を積層した積層体の硬度はＪＩＳ Ａ硬度で７０度以下であり、かつ、前記積層体の温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１０10Ω以下であることを特徴とするゴム部材。
【請求項２】
前記表層が、イオン導電性のゴム組成物で形成され、あるいは／および温度１０℃相対湿度２０％の条件下における１００Ｖ印加時の体積抵抗率が１０10〜１０15Ω・ｃｍであり、
前記基層と前記表層を含む積層体の１００Ｖ印加時の電気抵抗値が、温度１０℃相対湿度２０％の低温低湿条件下、温度２３℃相対湿度５５％の条件下および温度３０℃相対湿度８０％の高温高湿条件下のいずれにおいても１０7Ω以下とされている請求項１に記載のゴム部材。
【請求項３】
隣接する層が接着剤を介さずに一体化され、あるいは／およびこれら隣接する層は同一のゴム成分を含んでいる請求項１または請求項２に記載のゴム部材。
【請求項４】
前記基層と前記表層の２層からなり、該表層の最外面に酸化膜が形成されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のゴム部材。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のゴム部材からなる画像形成装置用の現像ローラ。
【請求項６】
前記現像ローラの表層は、全ゴム成分１００質量部に対しクロロプレンゴムを少なくとも２０質量部以上含有し、かつ、前記クロロプレンゴムはＮＢＲゴムまたはポリエーテル系共重合体よりも多く含有されてなるプラス帯電性の非磁性１成分トナーを用いた画像形成装置用の請求項５に記載の現像ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３１３８８３（Ｐ２００７−３１３８８３Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０３５２６（Ｐ２００７−１０３５２６）
【出願日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１１日（２００７．４．１１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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