半導電性ローラおよびトナー搬送ローラ
【課題】現像ローラ等のトナー搬送ローラとして使用した際に、十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できる半導電性ローラと、それを用いたトナー搬送ローラとを提供する。
【解決手段】半導電性ローラ１の、半導電性ゴム組成物からなるローラ本体２のショアＡ硬さを６０以下、外周面５の表面粗さＲｚを２．５μｍ以上、４．５μｍ以下とした。
【解決手段】半導電性ローラ１の、半導電性ゴム組成物からなるローラ本体２のショアＡ硬さを６０以下、外周面５の表面粗さＲｚを２．５μｍ以上、４．５μｍ以下とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置において、現像ローラ等のトナー搬送ローラとして好適に用いることができる半導電性ローラと、それを用いたトナー搬送ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法を利用した前記各種の画像形成装置においては高速化、高画質化、カラー化、小型化といった要求に対応するために種々の改良が進んでいる。
これらの改良において鍵となるのがトナーである。すなわち、前記種々の要求を満足するために必要となるのが、トナーの微細化、トナー粒径の均一化、およびトナー形状の球形化である。
【０００３】
トナーの微細化については、平均粒径が１０μｍ以下、さらには５μｍ以下といった微細なトナーが開発されるに至っている。またトナー形状の球形化については、真球度が９９％を上回るトナーが開発されている。
さらに形成画像のより一層の高画質化を求めて、従来の粉砕トナーに代えて、重合トナーが主流となりつつある。かかる重合トナーは、特にデジタル情報を画像形成する際にドットの再現性が非常によく、高画質な画像が得られるという利点がある。
【０００４】
画像形成装置において、帯電させたトナーを感光体の表面に搬送して、前記表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラ等のトナー搬送ローラとしては、例えばベースポリマにカーボン等の導電性付与剤を配合した半導電性ゴム組成物の架橋物からなるローラ本体を備えるとともに、前記ローラ本体の中心に金属等からなるシャフトを挿通したものが一般的に用いられる。
【０００５】
中でも、先に説明したトナーの微細化、均一化、および球形化や、あるいは重合トナーへの移行に対応して、トナーに高い帯電性を付与できる上、ローラ本体の外周面にトナーを付着させることなく効率的に感光体表面に搬送させるために、前記トナー搬送ローラとしては、ローラ抵抗が１０８Ω以下に調整された半導電性ローラを用いるのが有効である。
【０００６】
トナー搬送ローラには、前記の特性を製品の使用寿命の最後まで維持させることが求められる。しかし現行品は、かかる要求に十分に対応できる耐久性を有していないのが現状である。
そこで前記要求に対応するため、例えば特許文献１においては、ベースポリマとしてのゴムの種類やカーボンの種類等を調整して製造初期のトナー搬送ローラのローラ本体に極めて高い帯電性を付与することにより、初期の性能（初期画像の画質の向上）と、その性能の維持（耐久性）との両立を目指している。
【０００７】
しかし発明者の検討によると、特許文献１の構成では、初期画像の画質のみの向上、あるいは耐久性のみの向上はきわめて高いレベルで実現可能であるが、両者を両立させることは困難である。
特許文献２には、ベースポリマとして電気特性が均一なイオン導電性ゴムを用いるとともに、誘電正接調整用の充填剤を配合した半導電性ゴム組成物からなり、誘電正接を０．１〜１．５としたローラ本体を備えたトナー搬送ローラが記載されている。
【０００８】
前記イオン導電性ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴムに代表される、分子中に塩素原子を含むゴムや、あるいは共重合成分としてイオン導電性を示すエチレンオキサイドモノマーを含むゴムが使用される。
しかし前者の、塩素原子を含むゴムは一般に表面自由エネルギーが高いため、前記ローラ本体の外周面における、トナーや、あるいは前記トナーの流動性や帯電性を改善するために添加されるシリカ等のトナー外添剤の付着性が高くなる傾向がある。また後者のゴムの場合も表面自由エネルギーが上昇して、前記外周面における前記トナー等の付着性が高くなる傾向がある。
【０００９】
さらに特許文献２では、ローラ本体の外周面に、紫外線照射やオゾン曝露によって酸化膜を形成しているが、その場合には前記外周面近傍の酸素濃度が高くなるため表面自由エネルギーが上昇して、さらに前記外周面におけるトナー等の付着性が高くなる傾向がある。
加えて、誘電正接を前記範囲内に調整した場合には、トナーの帯電性を向上してトナーの搬送量を低減できるため、ハーフトーン画像などの高画質な画像を形成することができるが、一方でローラ本体の外周面におけるトナーの積層量が少なくなるため、前記外周面におけるトナー等の付着性がさらに高くなるおそれもある。
【００１０】
ローラ本体の外周面へのトナー等の付着は、ごく初期の画像や連続的に形成した画像にはあまり影響を及ぼさないが、例えば下記(a)〜(d)のいずれかの条件で画像形成した場合に、その影響を無視できなくなる。
例えばトナー搬送ローラを画像形成装置の現像ローラとして用いる場合には、まず帯電させたトナーを、前記トナー搬送ローラのローラ本体の外周面に付着させ、次いで規制ブレードを通過させて余剰のトナーを取り除くことで、前記外周面に所定の厚みを有するトナーの薄層を形成した後、前記薄層を構成するトナーを、静電気力（クーロン力）により逆の電荷を持つ感光体に選択的に移動させることにより、前記のように感光体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像している。
【００１１】
ところが、前記のようにローラ本体の外周面におけるトナー等の付着性が高すぎる場合には、前記静電気力によるトナーの搬送、移動が妨げられるため、トナーの帯電量は変わらないにも拘らず、特に下記(a)〜(d)のいずれかの条件で画像形成した場合に画像濃度が低下する、すなわちトナーの現像効率が低下するという問題を生じる。
(a) 画像形成を程よく実施してトナーがトナー搬送ローラに比較的なじんだ時点、例えば１％濃度の画像を２０００枚程度、画像形成した時点でさらに画像形成する場合。
(b) トナーの平均粒径が８μｍ以下、特に６μｍ以下である場合。
(c) 連続的に画像形成せず、例えば一日停止して翌日に画像形成する場合。
(d) トナーの帯電量が比較的高くなる低温低湿環境下で画像形成する場合。
【００１２】
前記現像効率の低下は、高速化により、トナー搬送ローラの回転速度が例えば２０ｒｐｍ以上に設定される画像形成装置において特に生じやすい。
しかも現像効率が低下すると、現像によって消費されずに規制ブレードを繰り返し通過するトナーやトナーボックス内を繰り返し循環するトナーが多くなり、その劣化が進んでトナーの帯電量の低下が早まるという問題も生じる。その結果、帯電量の低下によって形成画像に画像不良を生じやすくなる。
【００１３】
トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下は、トナーの搬送量が多いとより一層早まるとされる。かかるトナーの劣化を防止するために、トナー搬送ローラのローラ本体を形成する半導電性ゴム組成物に含有させるフィラーの種類と量を調整することで、前記ローラ本体の外周面におけるトナー等の付着性を低下させ、トナーの現像効率を向上させる場合がある。
【００１４】
しかしフィラーの調整によって現像効率を向上させた場合、確かに画像濃度は上昇するものの、トナーへのダメージが却って大きくなって、前記トナーを使い切る前にトナーの劣化が進み、トナーがなくなる直前に、特にかぶり（紙面の白地部分が黒ずむ現象）等の画像不良が頻発しやすくなるという問題がある。
特許文献３には、イオン導電性ゴムにワックスを添加することで、ローラ本体の外周面の表面自由エネルギーを低減してトナー等の付着を防止することが記載されている。また特許文献４には、トナーの帯電性をコントロールするために、アミン化合物を有する処理剤を導電性部材の表面にコーティングすることが記載されており、この技術をローラ本体の外周面に適用することが考えられる。
【００１５】
しかしワックスやアミン化合物はトナーや感光体に転移しやすく、前記トナーや感光体を汚染して形成画像の画質を低下させる原因となる。またワックスやアミン化合物は前記転移によって徐々に失われるため、その効果を、製品の使用寿命の最後まで維持することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−９９０３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０８５４号公報
【特許文献３】特開２００５−２２５９６９号公報
【特許文献４】特開２００１−３５７７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、例えば現像ローラ等のトナー搬送ローラとして使用した際に、十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できる半導電性ローラと、それを用いたトナー搬送ローラとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
ローラ本体のショアＡ硬さを６０以下として柔軟性を高めると、例えば現像ローラとして使用して感光体の表面に接触させた際に、前記ローラ本体のニップ幅を広くとることができ、それによってトナーの現像効率を向上することができる。また軟らかいためトナーへのダメージを低減することもできる。そのため、トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのをある程度抑制することができる。
【００１９】
しかし、例えばトナーボックスに充てんされるトナー量が多い場合には、やはりトナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が発生しやすい。ローラ本体の柔軟性を高めるだけでは対策として不十分である。
そこで発明者は、ローラ本体の外周面にトナーが付着するメカニズムについて再度検討した結果、ショアＡ硬さを６０以下としたローラ本体の外周面の表面粗さＲｚを２．５μｍ以上、４．５μｍ以下の範囲に規定すればよいことを見出した。
【００２０】
すなわち本発明は、半導電性ゴム組成物からなるローラ本体を備え、前記ローラ本体は、ショアＡ硬さが６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚが２．５μｍ以上、４．５μｍ以下であることを特徴とする半導電性ローラである。
前記範囲より表面粗さＲｚの大きい外周面はトナー等の付着性が高いため、前記外周面に形成した薄層を構成するトナーを静電気力によって感光体に移動させるのが容易でなく、結果として現像効率が低下する。そのため、現像によって消費されずに前記外周面に残って、規制ブレードを繰り返し通過するトナーやトナーボックス内を繰り返し循環するトナーが多くなり、その劣化が進んでトナーの帯電量の低下が早まってしまう。
【００２１】
一方、前記範囲より表面粗さＲｚが小さい平滑な外周面はトナー等の付着性が低く、トナーが滑りやすいため、前記外周面に付着できるトナー量が減少する。すなわち前記外周面に、規制ブレードによって規制されるに足る十分な量のトナーを付着させることができないため、前記規制ブレードを通過させても、前記外周面に、厚みの均一な連続したトナーの薄層を形成することができず、結果として画像濃度不良や濃度むらといった画像不良を生じる。
【００２２】
これに対し、ショアＡ硬さを６０以下としたローラ本体の外周面の表面粗さＲｚを前記２．５μｍ以上、４．５μｍ以下の範囲内とすると、トナー等の付着性を適度に調整できる。
すなわちローラ本体の外周面に、規制ブレードを通過させることで厚みの均一なトナーの薄層を形成しうる、十分な量のトナーを付着させることができるため、前記のようにローラ本体が柔軟で、感光体の表面に接触させた際に十分なニップ幅を確保できることと相まって、画像濃度不良や濃度むら等の画像不良が生じるのを防止することができる。
【００２３】
また、前記規制ブレードを通過することで外周面に形成された薄層を構成するトナーを、感光体の表面に高い現像効率でもって移動させて、静電潜像をトナー像に現像することができるため、前記トナー像を紙等の表面に転写することで、前記紙等の表面に、十分な画像濃度を有する良好な画像を形成することができる。
その上、現像によって消費されずに前記外周面に残って、規制ブレードを繰り返し通過したり、トナーボックス内を繰り返し循環したりするトナーの量を極力少なくすることができ、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止することもできる。
【００２４】
前記ローラ本体を形成する半導電性ゴム組成物のもとになるベースポリマは、
液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの混合ゴム（混合ニトリルゴム、Ｎ）、
クロロプレンゴム（Ｃ）、および
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）
の混合物であって、前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が７０質量％以上、８５質量％以下であるのが好ましい。
【００２５】
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）を前記の割合で用いることによって、ローラ本体に、ショアＡ硬さ６０以下という高い柔軟性を付与することができる。
そのため、例えばオイル等の軟化剤を加えてローラ本体に柔軟性を付与する場合は、前記軟化剤がブリードして柔軟性が低下したり、ブリードした軟化剤によってローラ本体の外周面におけるトナー等の付着性が高まったり、前記軟化剤によってトナーや感光体が汚染されたりするおそれがあるが、前記混合ニトリルゴムを使用する場合はこれらの問題を生じるおそれがない。
【００２６】
したがって、多少は低下することもありうるが、ローラ本体の十分な柔軟性と、それによる広いニップ幅を確保してトナーの現像効率を向上させる効果、およびトナーへのダメージを低減する効果を、基本的には製品の使用寿命の最後まで十分に維持することができる。
また前記混合ニトリルゴム（Ｎ）は、ローラ本体に、トナーに対する良好な帯電性を付与する効果を有するクロロプレンゴム（Ｃ）、およびイオン導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）との相溶性に優れている。
【００２７】
したがって混合ニトリルゴム（Ｎ）を前記両ゴム（Ｃ）（Ｅ）と前記の割合で併用することによって、ローラ本体の全体に、前記エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の作用によって均一なイオン導電性を付与しながら、クロロプレンゴム（Ｃ）の作用によって良好な帯電性とを付与することができる。
すなわち印加電圧５Ｖでの、半導電性ローラのローラ抵抗を１０４Ω以上、１０９Ω以下とすることができる。かかるローラ抵抗は、十分な画像濃度を得ることができ、しかもトナーのチャージがリークしない最適な抵抗値である。
【００２８】
前記本発明の半導電性ローラは、例えばレーザープリンタ等の、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、帯電させたトナーを感光体の表面に搬送して前記表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラ等のトナー搬送ローラとして好適に使用することができる。
すなわち本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置に用いるトナー搬送ローラであって、前記本発明の半導電性ローラからなることを特徴とするものである。
【００２９】
前記本発明のトナー搬送ローラによれば、画質を向上して十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、例えば現像ローラ等のトナー搬送ローラとして使用した際に、十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できる半導電性ローラと、それを用いたトナー搬送ローラとを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】半導電性ローラのローラ抵抗を測定する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の半導電性ローラは、半導電性ゴム組成物からなるローラ本体を備え、前記ローラ本体は、ショアＡ硬さが６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚが２．５μｍ以上、４．５μｍ以下であることを特徴とする。
〈半導電性ゴム組成物〉
前記ローラ本体のもとになる半導電性ゴム組成物としては、架橋後のローラ本体に、前記のショアＡ硬さ、およびトナー搬送ローラ等としての使用に適した半導電性を付与しうる任意の組成物が使用可能である。
【００３３】
但し、先に説明したようにローラ本体の十分な柔軟性と、それによる広いニップ幅を確保してトナーの現像効率を向上させる効果、およびトナーへのダメージを低減する効果を長期間に亘って良好に維持することを考慮すると、前記半導電性ゴム組成物としては、ベースポリマを含み、前記ベースポリマは、
液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの混合ニトリルゴム（Ｎ）、
クロロプレンゴム（Ｃ）、および
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）
の混合物であって、前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が７０質量％以上、８５質量％以下であるものを用いるのが好ましい。
【００３４】
混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が前記範囲内であるのが好ましいのは、下記の理由による。
すなわち混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が７０質量％未満では、前記混合ニトリルゴムによる、ローラ本体に、ショアＡ硬さ６０以下という高い柔軟性を付与する効果が得られないおそれがある。
【００３５】
また８５質量％を超える場合には、相対的にクロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合が少なくなるため、これらのゴムを併用することによる、ローラ本体に、均一なイオン導電性と良好な帯電性とを付与する効果が得られないおそれがある。またローラ本体の強度が低下するおそれもある。
なお混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合は、２種以上の混合ニトリルゴムを併用する場合は、その合計の割合である。
【００３６】
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）としては、室温（３〜３５℃）で液状を呈する液状ニトリルゴム（液状アクリロニトリルブタジエンゴム）と、前記室温で固形である通常の固形ニトリルゴム（固形アクリロニトリルブタジエンゴム）とを任意の割合で混合したものが挙げられる。
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）における液状ニトリルゴムの割合は１０質量％以上、中でも３０質量％以上、特に４０質量％以上であるのが好ましく、９０質量％以下、特に８５質量％以下であるのが好ましい。
【００３７】
割合が前記範囲未満では、液状ニトリルゴムによる、架橋後のローラ本体に高い柔軟性を付与する効果が不十分となって、ショアＡ硬さを６０以下に調整できないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体に適度な強度を付与できないおそれがある。
液状ニトリルゴムとしては、室温で液状を呈する任意の液状ニトリルゴムが使用可能である。
【００３８】
また液状ニトリルゴムとともに混合ニトリルゴムを構成する固形ニトリルゴムとしては、常温で固形であって、ローラ本体の形状を維持しうる種々のニトリルゴムが使用可能であり、特に架橋後のローラ本体に適度な強度を付与するとともに、液状ニトリルゴムを配合することによって高い柔軟性を発揮することを考慮すると、アクリロニトリル含量が３１〜３５％である中高ニトリルゴムが好ましい。
【００３９】
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）としては、例えば日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ２２３〔共に中高ニトリルゴムであって同じアクリロニトリル含量を有する液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの質量比１：１の混合ゴム〕等が挙げられる。
ただし、その他の混合ニトリルゴムも使用可能である。
例えば前記ＤＮ２２３に含まれる液状ニトリルゴムと、固形ニトリルゴムとしての、いずれも同社製の、低ニトリルゴムであるＤＮ４０１、ＤＮ４０１ＬＬや、中ニトリルゴムであるＤＮ３０２、あるいはニトリルゴムのカルボキシル変性物であるＤＮ６３１等との混合ニトリルゴム等が挙げられる。
【００４０】
さらに前記ＤＮ４０１を液状化したゴムとＤＮ４０１との混合ニトリルゴムも使用可能である。
クロロプレンゴム（Ｃ）としては、種々のクロロプレンゴムがいずれも使用可能である。前記クロロプレンゴムとしては、例えば昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ、東ソー(株)製スカイプレン（登録商標）等が挙げられる。
【００４１】
ベースポリマの総量に占めるクロロプレンゴム（Ｃ）の割合は、５質量％以上であるのが好ましく、１０質量％以下であるのが好ましい。
クロロプレンゴム（Ｃ）は画像のかぶりと画像濃度に影響しており、その割合が前記範囲未満では画像のかぶりが発生するおそれがある。また前記範囲を超える場合には画像濃度が低下するおそれがある。
【００４２】
なおクロロプレンゴム（Ｃ）の割合は、２種以上のクロロプレンゴムを併用する場合は、その合計の割合である。
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）としては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの二元共重合体（ＥＣＯ）、およびエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとアリルグリシジルエーテルとの三元共重合体（ＧＥＣＯ）等がいずれも使用可能である。
【００４３】
このうちＣＯとしては、例えばダイソー(株)製のエピクロマー（登録商標）Ｈ等が挙げられる。
なおローラ本体に良好なイオン導電性を付与することを考慮すると、前記エピクロルヒドリンゴムとしてはＥＣＯ、およびＧＥＣＯのうちの少なくとも１種が好ましい。
前記ＥＣＯとしては、例えばダイソー(株)製のエピクロマー（登録商標）Ｄ〔ＥＯ／ＥＰ＝６１／３９（モル比）〕等が挙げられる。
【００４４】
またＧＥＣＯとしては、例えばダイソー(株)製のエピオン（登録商標）ＯＮ３０１〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝７３／２３／４（モル比）〕、同社製のエピクロマー（登録商標）ＣＧ１０２〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝５６／４０／４（モル比）〕、ＣＧ１０４〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝６３／３４．５／２．５（モル比）〕、日本ゼオン(株)製のゼオスパン（登録商標）８０３０〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝９０／４／６（モル比）〕等の少なくとも１種が挙げられる。
【００４５】
ベースポリマの総量に占めるエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合は、５質量％以上であるのが好ましく、２０質量％以下であるのが好ましい。
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合が前記範囲未満では、架橋後のローラ本体に十分なイオン導電性を付与する効果が得られないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、相対的に他の２種のゴムの量が少なくなって、架橋後のローラ本体に良好な柔軟性や、あるいはトナーに対する良好な帯電性を付与する効果が不十分になるおそれがある。
【００４６】
なおエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合は、２種以上のエピクロルヒドリンゴムを併用する場合は、その合計の割合である。
半導電性ゴム組成物には、前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分を含有させることができる。前記架橋成分としては、例えば過酸化物架橋剤とチオウレア系加硫剤との併用系が挙げられる。このうち過酸化物架橋剤が、主に混合ニトリルゴム（Ｎ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の架橋剤として機能し、チオウレア系加硫剤が、主にエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）、およびクロロプレンゴム（Ｃ）の架橋剤として機能する。
【００４７】
前記過酸化物架橋剤としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，４−ビス［（ｔｅｒｔ−ブチル）パーオキシイソプロピル］ベンゼン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、および２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキセン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４８】
過酸化物架橋剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
またチオウレア系加硫剤としては、例えばテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア（２−メルカプトイミダゾリン）、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の１種または２種以上が挙げられる。
【００４９】
チオウレア系加硫剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
またチオウレア系加硫剤とともに、前記チオウレア系加硫剤による加硫反応を促進する働きを有する種々の促進剤を併用することもできる。
前記促進剤としては、例えば１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン（ＤＴ）等が挙げられる。
【００５０】
促進剤の量は、その種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
また架橋成分としては、硫黄系加硫剤とチオウレア系加硫剤とを併用することもできる。このうち硫黄系加硫剤が、主に混合ニトリルゴム（Ｎ）、エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）、およびクロロプレンゴム（Ｃ）の架橋剤として機能し、チオウレア系加硫剤が、主にエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）、およびクロロプレンゴム（Ｃ）の架橋剤として機能する。
【００５１】
前記硫黄系加硫剤としては、硫黄および含硫黄系加硫剤（分子中に硫黄を有する有機化合物）からなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられる。また含硫黄系加硫剤としては、例えば４，４′−ジチオジモルホリン（Ｒ）等が挙げられる。特に硫黄が好ましい。
硫黄の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
【００５２】
チオウレア系加硫剤は先に説明したとおりである。チオウレア系加硫剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以下であるのが好ましい。
また硫黄や含硫黄系加硫剤とともに、前記硫黄または含硫黄系加硫剤による加硫反応を促進する働きを有する種々の促進剤を併用することもできる。
前記促進剤としては、従来公知の種々の促進剤が使用可能であり、例えばジ-２-ベンゾチアゾリルジスルフィド（ＤＭ）、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）等の少なくとも１種が挙げられる。
【００５３】
同様にチオウレア系加硫剤とともに、前記チオウレア系加硫剤による加硫反応を促進する働きをする、先に説明した１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン（ＤＴ）等の促進剤を併用することもできる。
促進剤の量は、その種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
半導電性ゴム組成物には、さらに促進助剤や受酸剤等を含有させることもできる。
【００５４】
このうち促進助剤としては、例えば酸化亜鉛等の金属酸化物や、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸などの１種または２種以上が挙げられる。
前記促進助剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり３質量部以上、７質量部以下であるのが好ましい。
受酸剤は、半導電性ゴム組成物の加硫時にクロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴムから発生する塩素系ガスの残留および前記塩素系ガスによる感光体ドラムの汚染を防止する働きをする。前記受酸剤としては、ゴムに対する分散性に優れていることからハイドロタルサイト類が好ましい。
【００５５】
前記受酸剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１質量部以上、７質量部以下であるのが好ましい。
また半導電性ゴム組成物にはフィラーを含有させることもできる。
前記フィラーとしては、ローラ本体のショアＡ硬さや圧縮永久歪み、外周面におけるトナーの付着性等をコントロールするための無機フィラー、あるいは前記ローラ本体の導電性やショアＡ硬さ、圧縮永久歪み等をコントロールするための導電性フィラー等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５６】
また無機フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタン等の１種または２種以上が挙げられ、導電性フィラーとしては、例えば導電性カーボンブラック、酸化チタン等の少なくとも１種が挙げられる。
前記フィラーの量は、ローラ本体のショアＡ硬さを前記範囲内とするために、ベースポリマの総量１００質量部あたり２０質量部以上、４５質量部以下であるのが好ましい。
【００５７】
なお前記質量部は、２種以上のフィラー（例えば無機フィラーと導電性フィラー等）を併用する場合は、その合計の質量部である。
前記半導電性ゴム組成物は、従来同様に調製することができる。すなわち、まず前記３種のゴムを所定の割合で配合して素練りし、次いで架橋成分以外の添加剤を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えて混練することで半導電性ゴム組成物を調製できる。
【００５８】
前記混練には、例えばニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
〈半導電性ローラ、およびトナー搬送ローラ〉
図１は、本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、前記半導電性ゴム組成物からなる円筒状のローラ本体２と、前記ローラ本体２の中心の通孔３に挿通されたシャフト４とを含んでいる。ローラ本体２の外周面５には、紫外線照射によって形成された酸化膜６が設けられている。
【００５９】
シャフト４は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成される。ローラ本体２とシャフト４とは、例えば導電性を有する接着剤等により電気的に接合されると共に機械的に固定されて一体に回転される。
前記本発明の半導電性ローラは、例えばレーザープリンタ等の、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、帯電させたトナーを感光体の表面に搬送して前記表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラ等のトナー搬送ローラとして好適に使用することができる。これにより、例えば現像ローラとして使用した際には、画質を向上して十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できる。
【００６０】
ローラ本体２の厚みは、前記現像ローラとして使用する場合、前記現像ローラの小型化、軽量化を図りながら適度なニップ厚を確保するために厚みが０．５ｍｍ以上、中でも１ｍｍ以上、特に３ｍｍ以上であるのが好ましく、１５ｍｍ以下、中でも１０ｍｍ以下、特に７ｍｍ以下であるのが好ましい。
前記ローラ本体２は、先に説明した各成分を含む半導電性ゴム組成物を用いて従来同様に形成される。すなわち半導電性ゴム組成物を、押出成形機を用いて混練しながら加熱して溶融させた状態で、前記ローラ本体２の断面形状、すなわち円環状に対応するダイを通して長尺の円筒状に押出成形し、冷却して固化させたのち、通孔３に加硫用の仮のシャフトを挿通して加硫缶内で加熱して加硫させる。
【００６１】
次いで外周面に導電性の接着剤を塗布したシャフト４に装着しなおして、前記接着剤が熱硬化性接着剤である場合は加熱により前記熱硬化性接着剤を硬化させてローラ本体２とシャフト４とを電気的に接合する共に機械的に固定する。
そして必要に応じてローラ本体２の外周面５を所定の表面粗さになるように研磨し、さらに必要に応じて紫外線を照射することで、前記外周面５を構成する半導電性ゴム組成物の架橋物中のニトリルゴムを酸化させて、前記外周面５を被覆する酸化膜６を生成させる。これにより図１に示す半導電性ローラ１が製造される。
【００６２】
前記酸化膜６は、トナー等の付着性をさらに低減するために機能するが、場合によっては形成しなくてもよい。
またローラ本体２は、外周面５側の外層とシャフト４側の内層の２層構造に形成してもよい。その場合、少なくとも外層を前記半導電性ゴム組成物の架橋物によって形成すればよい。ただしローラ本体２の構造を簡略化するとともに、ニップ幅をできるだけ広く取って現像効率を向上することを考慮すると、前記ローラ本体２は、図に示すように前記架橋物によって一体に形成するのが好ましい。
【００６３】
前記本発明の半導電性ローラ１においては、ローラ本体２のショアＡ硬さが、先に説明したように６０以下に限定される。これは、ショアＡ硬さが前記範囲を超えるローラ本体は柔軟性が不足し、広いニップ幅を確保してトナーの現像効率を向上する効果や、トナーへのダメージを低減する効果が得られないためである。
なおローラ本体２に適度な強度を付与して、例えば前記ローラ本体２の両端からトナーが漏出するのを防止するためにその外周面５に摺接されるシール部等に対する適度な耐摩耗性等を付与することを考慮すると、ローラ本体２のショアＡ硬さは、前記範囲内でも３５以上であるのが好ましい。
【００６４】
ローラ本体２のショアＡ硬さを前記範囲内に調整するためには、例えばベースポリマとしての混合ニトリルゴム（Ｎ）、クロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分の種類、組み合わせ、および量を調整したり、フィラーの種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
【００６５】
前記ショアＡ硬さを、本発明では日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５３に記載の測定方法に則って温度２３±１℃の条件で、硬度計に錘を載せて１０００ｇとしてゴムローラに荷重を与えて測定した値でもって表すこととする。
また前記ローラ本体２の外周面５の表面粗さＲｚは２．５μｍ以上、４．５μｍ以下である必要がある。
【００６６】
前記範囲より表面粗さＲｚの大きい外周面はトナー等の付着性が高いため、前記外周面に形成した薄層を構成するトナーを静電気力によって感光体に移動させるのが容易でなく、結果として現像効率が低下する。そのため、現像によって消費されずに前記外周面に残って、規制ブレードを繰り返し通過するトナーやトナーボックス内を繰り返し循環するトナーが多くなり、その劣化が進んでトナーの帯電量の低下が早まってしまう。
【００６７】
一方、前記範囲より表面粗さＲｚが小さい平滑な外周面はトナー等の付着性が低く、トナーが滑りやすいため、前記外周面に付着できるトナー量が減少する。すなわち前記外周面に、規制ブレードによって規制されるに足る十分な量のトナーを付着させることができないため、前記規制ブレードを通過させても、前記外周面に、厚みの均一な連続したトナーの薄層を形成することができず、結果として画像濃度不良や濃度むらといった画像不良を生じる。
【００６８】
外周面５の表面粗さＲｚを前記範囲内に調整するためには、例えばローラ本体を加硫後に実施する研磨の条件を調整したり、半導電性ゴム組成物に添加するフィラーの種類、粒径、および量を調整したりすればよい。
前記表面粗さＲｚを、本発明では日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に則って測定した値でもって表すこととする。
【００６９】
また半導電性ローラ１は、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の条件下で測定される、印加電圧５Ｖでのローラ抵抗が１０４Ω以上、特に１０６．５Ω以上であるのが好ましく、１０９Ω以下、特に１０８Ω以下であるのが好ましい。その理由は下記のとおり。
すなわち、ローラ抵抗が前記範囲未満である低抵抗の半導電性ローラ１はトナーのチャージをリークしやすく、例えば形成画像の面方向にチャージがリークすることで形成画像の解像度等が低下するという問題を生じるおそれがある。またローラ抵抗が前記範囲を超える高抵抗の半導電性ローラ１では、たとえローラ本体２のショアＡ硬さを６０以下としてニップ幅を確保したとしても、十分な画像濃度を有する画像を形成できないという問題を生じる。
【００７０】
なおローラ抵抗は、ローラ本体２の外周面５に酸化膜６を形成する場合は、前記酸化膜６を形成した状態でのローラ抵抗である。
ローラ抵抗を前記範囲内に調整するためには、例えばベースポリマとしての混合ニトリルゴム（Ｎ）、クロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、導電性フィラーの種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
【００７１】
図２は、半導電性ローラ１のローラ抵抗を測定する方法を説明する図である。
図１、図２を参照して、本発明では前記ローラ抵抗を、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
すなわち一定の回転速度で回転させることができるアルミニウムドラム７を用意し、前記アルミニウムドラム７の外周面８に、その上方から、ローラ抵抗を測定する半導電性ローラ１の、ローラ本体２の外周面５を当接させる。
【００７２】
また前記半導電性ローラ１のシャフト４と、アルミニウムドラム７との間に直流電源９、および抵抗１０を直列に接続して計測回路１１を構成する。直流電源９は、(−)側をシャフト４、（＋）側を抵抗１０と接続する。抵抗１０の抵抗値ｒは１００Ωとする。
次いでシャフト４の両端部にそれぞれ５００ｇの荷重Ｆをかけてローラ本体２をアルミニウムドラム７に圧接させた状態で、前記アルミニウムドラム７を回転（回転数：３０ｒｐｍ）させながら、前記両者間に、直流電源９から直流５Ｖの印加電圧Ｅを印加した際に、抵抗１０にかかる検出電圧Ｖを４秒間で１００回計測する。
【００７３】
前記検出電圧Ｖと印加電圧Ｅ（＝５Ｖ）とから、半導電性ローラ１のローラ抵抗Ｒは、基本的に式(i′)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／（Ｖ−ｒ） (i′)
によって求められる。ただし式(i′)中の分母中の−ｒの項は微小とみなすことができるため、本発明では式(i)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ (i)
によって求めた値でもって半導電性ローラ１のローラ抵抗とすることとする。測定の条件は、先に説明したように温度２３±１℃、相対湿度５５±１％である。
【００７４】
またローラ本体２は、半導電性ローラ１の用途等に応じて任意の圧縮永久ひずみを有するように調整できる。前記圧縮永久ひずみを調整するためには、例えばベースポリマとしての混合ニトリルゴム（Ｎ）、クロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分の種類、組み合わせ、および量を調整したり、フィラーの種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
【００７５】
本発明の半導電性ローラは、前記現像ローラのほか、例えば帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等としてレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置に用いることもできる。
【実施例】
【００７６】
以下の実施例、比較例における半導電性ローラの作製および試験を、特記した以外は温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
ベースポリマとして、
(1) 混合ニトリルゴム〔液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの質量比１：１の混合ゴム、日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ２２３〕８５質量部、
(2) クロロプレンゴム〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕５質量部、および
(3) エピクロルヒドリンゴム〔ＧＥＣＯ、ダイソー(株)製のエピオン（登録商標）ＯＮ３０１、ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝７３／２３／４（モル比）〕１０質量部
を配合した。
【００７７】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８５質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
前記ベースポリマの総量１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、下記表１に示す各成分を加えてさらに混練してゴム組成物を調製した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１中の各成分は下記のとおり。
過酸化物架橋剤：ジクミルパーオキサイド〔日油(株)製のパークミル（登録商標）Ｄ〕
チオウレア系加硫剤：エチレンチオウレア〔２−メルカプトイミダゾリン、川口化学工業(株)製のアクセル（登録商標）２２−Ｓ〕
促進剤ＤＴ：１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン〔グアニジン系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＴ〕
酸化亜鉛２種：促進助剤〔三井金属鉱業(株)製〕
導電性フィラー：導電性カーボンブラック〔電気化学工業(株)製のデンカブラック（登録商標）〕
受酸剤：ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のＤＨＴ−４Ａ（登録商標）−２〕
表中の質量部は、前記ベースポリマの総量１００質量部あたりの質量部である。
【００８０】
前記ゴム組成物を押出成形機に供給して外径φ２２．０ｍｍ、内径φ９〜９．５ｍｍの円筒状に押出成形した後、前記押出成形体を、外径φ８ｍｍの架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
次いで前記押出成形体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ１０ｍｍのシャフトに装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱して前記シャフトに接着したのち両端をカットし、外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち仕上げとして鏡面研磨をして外径がφ２０．０ｍｍ（公差０．０５）になるように仕上げて、前記シャフトと一体化されたローラ本体を形成した。
【００８１】
次いで、研磨後のローラ本体の外周面を水洗いしたのち、ＵＶランプから前記外周面までの距離が１０ｃｍになるように設定して紫外線照射装機〔セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００〕にセットし、シャフトを中心として９０°ずつ回転させながら、波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍの紫外線を５分間ずつ照射することで前記外周面に酸化膜を形成して半導電性ローラを製造した。
【００８２】
前記半導電性ローラの、ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚを、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に従って測定したところ４．２μｍであった。
〈実施例２〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム７５質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および
(4) エピクロルヒドリンゴム〔ＧＥＣＯ、日本ゼオン(株)製のゼオスパン（登録商標）８０３０、ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝９０／４／６（モル比）〕１０質量部
を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８３】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７５質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚは３．５μｍであった。
〈実施例３〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム７０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を２５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８４】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚは４．１μｍであった。
〈実施例４〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、および(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８５】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは４．５μｍであった。
〈実施例５〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、および(3)のエピクロルヒドリンゴム１５質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を４５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８６】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１５であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．３μｍであった。
〈実施例６〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム５質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８７】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１５であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．１μｍであった。
〈実施例７〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、および(3)のクロロプレンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８８】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．３μｍであった。
〈実施例８〉
ベースポリマとして、(1)の混合ニトリルゴム７０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を４０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８９】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは４．３μｍであった。
〈比較例１〉
ベースポリマとして、(2)のクロロプレンゴム２０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム７０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３６質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００９０】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝２０／８０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．９μｍであった。
〈比較例２〉
ベースポリマとして、(1)の混合ニトリルゴム８５質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、および(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を２０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００９１】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８５質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは７．０μｍであった。
〈比較例３〉
ベースポリマとして、(1)の混合ニトリルゴム７０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を６３質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００９２】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは２．４μｍであった。
〈ショアＡ硬さの測定〉
前記各実施例、比較例で製造した半導電性ローラのローラ本体のショアＡ硬さを、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５３に記載の測定方法に則って温度２３±１℃、両端荷重１０００ｇｆの条件で測定した。
【００９３】
〈ローラ抵抗の測定〉
実施例、比較例で製造した半導電性ローラのローラ抵抗を、先に説明した測定方法によって測定した。なお表２、表３ではローラ抵抗をｌｏｇＲ値で示している。
〈耐久性評価〉
実施例、比較例で製造した半導電性ローラを市販のレーザープリンタ〔プラス帯電の非磁性１成分トナーを使用したもので、トナー推奨印刷枚数約７０００枚相当〕のトナーカートリッジに現像ローラとして組み込んで、温度３０±１℃、相対湿度８０±１％の高温高湿環境下、前記レーザープリンタを用いて５％濃度の画像を１５秒間に１枚画像形成する間欠通紙（先の画像形成が完全に終了した後に、一旦停止時間を設けて再び画像形成する）を１日に１５００回実施し、トナー切れて停止した際の画像におけるかぶりの有無を目視にて観察して、下記の基準で耐久性を評価した。
【００９４】
かぶりなし、もしくは目視では観察できない程度の僅かなかぶりあり：段階１。
紙面端部に僅かなかぶりあり：段階２。
紙面端部に明確なかぶり：段階３。
紙面全面に僅かなかぶりあり：段階４。
紙面全面に明確なかぶりあり：段階５。
【００９５】
そして段階１をきわめて良好（◎）、段階２を良好（○）、段階３〜５を不良（×）として評価した。
以上の結果を表２、表３に示す。
【００９６】
【表２】
【００９７】
【表３】
【００９８】
表２、表３の結果より、ローラ本体のショアＡ硬さを６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚを２．５μｍ以上、４．５μｍ以下とすることにより、前記半導電性ローラを現像ローラとして使用した際に、トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できることが確認された。
【符号の説明】
【００９９】
１ 半導電性ローラ
２ ローラ本体
３ 通孔
４ シャフト
５ 外周面
６ 酸化膜
７ アルミニウムドラム
８ 外周面
９ 直流電源
１０ 抵抗
１１ 計測回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置において、現像ローラ等のトナー搬送ローラとして好適に用いることができる半導電性ローラと、それを用いたトナー搬送ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法を利用した前記各種の画像形成装置においては高速化、高画質化、カラー化、小型化といった要求に対応するために種々の改良が進んでいる。
これらの改良において鍵となるのがトナーである。すなわち、前記種々の要求を満足するために必要となるのが、トナーの微細化、トナー粒径の均一化、およびトナー形状の球形化である。
【０００３】
トナーの微細化については、平均粒径が１０μｍ以下、さらには５μｍ以下といった微細なトナーが開発されるに至っている。またトナー形状の球形化については、真球度が９９％を上回るトナーが開発されている。
さらに形成画像のより一層の高画質化を求めて、従来の粉砕トナーに代えて、重合トナーが主流となりつつある。かかる重合トナーは、特にデジタル情報を画像形成する際にドットの再現性が非常によく、高画質な画像が得られるという利点がある。
【０００４】
画像形成装置において、帯電させたトナーを感光体の表面に搬送して、前記表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラ等のトナー搬送ローラとしては、例えばベースポリマにカーボン等の導電性付与剤を配合した半導電性ゴム組成物の架橋物からなるローラ本体を備えるとともに、前記ローラ本体の中心に金属等からなるシャフトを挿通したものが一般的に用いられる。
【０００５】
中でも、先に説明したトナーの微細化、均一化、および球形化や、あるいは重合トナーへの移行に対応して、トナーに高い帯電性を付与できる上、ローラ本体の外周面にトナーを付着させることなく効率的に感光体表面に搬送させるために、前記トナー搬送ローラとしては、ローラ抵抗が１０８Ω以下に調整された半導電性ローラを用いるのが有効である。
【０００６】
トナー搬送ローラには、前記の特性を製品の使用寿命の最後まで維持させることが求められる。しかし現行品は、かかる要求に十分に対応できる耐久性を有していないのが現状である。
そこで前記要求に対応するため、例えば特許文献１においては、ベースポリマとしてのゴムの種類やカーボンの種類等を調整して製造初期のトナー搬送ローラのローラ本体に極めて高い帯電性を付与することにより、初期の性能（初期画像の画質の向上）と、その性能の維持（耐久性）との両立を目指している。
【０００７】
しかし発明者の検討によると、特許文献１の構成では、初期画像の画質のみの向上、あるいは耐久性のみの向上はきわめて高いレベルで実現可能であるが、両者を両立させることは困難である。
特許文献２には、ベースポリマとして電気特性が均一なイオン導電性ゴムを用いるとともに、誘電正接調整用の充填剤を配合した半導電性ゴム組成物からなり、誘電正接を０．１〜１．５としたローラ本体を備えたトナー搬送ローラが記載されている。
【０００８】
前記イオン導電性ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴムに代表される、分子中に塩素原子を含むゴムや、あるいは共重合成分としてイオン導電性を示すエチレンオキサイドモノマーを含むゴムが使用される。
しかし前者の、塩素原子を含むゴムは一般に表面自由エネルギーが高いため、前記ローラ本体の外周面における、トナーや、あるいは前記トナーの流動性や帯電性を改善するために添加されるシリカ等のトナー外添剤の付着性が高くなる傾向がある。また後者のゴムの場合も表面自由エネルギーが上昇して、前記外周面における前記トナー等の付着性が高くなる傾向がある。
【０００９】
さらに特許文献２では、ローラ本体の外周面に、紫外線照射やオゾン曝露によって酸化膜を形成しているが、その場合には前記外周面近傍の酸素濃度が高くなるため表面自由エネルギーが上昇して、さらに前記外周面におけるトナー等の付着性が高くなる傾向がある。
加えて、誘電正接を前記範囲内に調整した場合には、トナーの帯電性を向上してトナーの搬送量を低減できるため、ハーフトーン画像などの高画質な画像を形成することができるが、一方でローラ本体の外周面におけるトナーの積層量が少なくなるため、前記外周面におけるトナー等の付着性がさらに高くなるおそれもある。
【００１０】
ローラ本体の外周面へのトナー等の付着は、ごく初期の画像や連続的に形成した画像にはあまり影響を及ぼさないが、例えば下記(a)〜(d)のいずれかの条件で画像形成した場合に、その影響を無視できなくなる。
例えばトナー搬送ローラを画像形成装置の現像ローラとして用いる場合には、まず帯電させたトナーを、前記トナー搬送ローラのローラ本体の外周面に付着させ、次いで規制ブレードを通過させて余剰のトナーを取り除くことで、前記外周面に所定の厚みを有するトナーの薄層を形成した後、前記薄層を構成するトナーを、静電気力（クーロン力）により逆の電荷を持つ感光体に選択的に移動させることにより、前記のように感光体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像している。
【００１１】
ところが、前記のようにローラ本体の外周面におけるトナー等の付着性が高すぎる場合には、前記静電気力によるトナーの搬送、移動が妨げられるため、トナーの帯電量は変わらないにも拘らず、特に下記(a)〜(d)のいずれかの条件で画像形成した場合に画像濃度が低下する、すなわちトナーの現像効率が低下するという問題を生じる。
(a) 画像形成を程よく実施してトナーがトナー搬送ローラに比較的なじんだ時点、例えば１％濃度の画像を２０００枚程度、画像形成した時点でさらに画像形成する場合。
(b) トナーの平均粒径が８μｍ以下、特に６μｍ以下である場合。
(c) 連続的に画像形成せず、例えば一日停止して翌日に画像形成する場合。
(d) トナーの帯電量が比較的高くなる低温低湿環境下で画像形成する場合。
【００１２】
前記現像効率の低下は、高速化により、トナー搬送ローラの回転速度が例えば２０ｒｐｍ以上に設定される画像形成装置において特に生じやすい。
しかも現像効率が低下すると、現像によって消費されずに規制ブレードを繰り返し通過するトナーやトナーボックス内を繰り返し循環するトナーが多くなり、その劣化が進んでトナーの帯電量の低下が早まるという問題も生じる。その結果、帯電量の低下によって形成画像に画像不良を生じやすくなる。
【００１３】
トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下は、トナーの搬送量が多いとより一層早まるとされる。かかるトナーの劣化を防止するために、トナー搬送ローラのローラ本体を形成する半導電性ゴム組成物に含有させるフィラーの種類と量を調整することで、前記ローラ本体の外周面におけるトナー等の付着性を低下させ、トナーの現像効率を向上させる場合がある。
【００１４】
しかしフィラーの調整によって現像効率を向上させた場合、確かに画像濃度は上昇するものの、トナーへのダメージが却って大きくなって、前記トナーを使い切る前にトナーの劣化が進み、トナーがなくなる直前に、特にかぶり（紙面の白地部分が黒ずむ現象）等の画像不良が頻発しやすくなるという問題がある。
特許文献３には、イオン導電性ゴムにワックスを添加することで、ローラ本体の外周面の表面自由エネルギーを低減してトナー等の付着を防止することが記載されている。また特許文献４には、トナーの帯電性をコントロールするために、アミン化合物を有する処理剤を導電性部材の表面にコーティングすることが記載されており、この技術をローラ本体の外周面に適用することが考えられる。
【００１５】
しかしワックスやアミン化合物はトナーや感光体に転移しやすく、前記トナーや感光体を汚染して形成画像の画質を低下させる原因となる。またワックスやアミン化合物は前記転移によって徐々に失われるため、その効果を、製品の使用寿命の最後まで維持することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−９９０３６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０８５４号公報
【特許文献３】特開２００５−２２５９６９号公報
【特許文献４】特開２００１−３５７７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、例えば現像ローラ等のトナー搬送ローラとして使用した際に、十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できる半導電性ローラと、それを用いたトナー搬送ローラとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
ローラ本体のショアＡ硬さを６０以下として柔軟性を高めると、例えば現像ローラとして使用して感光体の表面に接触させた際に、前記ローラ本体のニップ幅を広くとることができ、それによってトナーの現像効率を向上することができる。また軟らかいためトナーへのダメージを低減することもできる。そのため、トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのをある程度抑制することができる。
【００１９】
しかし、例えばトナーボックスに充てんされるトナー量が多い場合には、やはりトナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が発生しやすい。ローラ本体の柔軟性を高めるだけでは対策として不十分である。
そこで発明者は、ローラ本体の外周面にトナーが付着するメカニズムについて再度検討した結果、ショアＡ硬さを６０以下としたローラ本体の外周面の表面粗さＲｚを２．５μｍ以上、４．５μｍ以下の範囲に規定すればよいことを見出した。
【００２０】
すなわち本発明は、半導電性ゴム組成物からなるローラ本体を備え、前記ローラ本体は、ショアＡ硬さが６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚが２．５μｍ以上、４．５μｍ以下であることを特徴とする半導電性ローラである。
前記範囲より表面粗さＲｚの大きい外周面はトナー等の付着性が高いため、前記外周面に形成した薄層を構成するトナーを静電気力によって感光体に移動させるのが容易でなく、結果として現像効率が低下する。そのため、現像によって消費されずに前記外周面に残って、規制ブレードを繰り返し通過するトナーやトナーボックス内を繰り返し循環するトナーが多くなり、その劣化が進んでトナーの帯電量の低下が早まってしまう。
【００２１】
一方、前記範囲より表面粗さＲｚが小さい平滑な外周面はトナー等の付着性が低く、トナーが滑りやすいため、前記外周面に付着できるトナー量が減少する。すなわち前記外周面に、規制ブレードによって規制されるに足る十分な量のトナーを付着させることができないため、前記規制ブレードを通過させても、前記外周面に、厚みの均一な連続したトナーの薄層を形成することができず、結果として画像濃度不良や濃度むらといった画像不良を生じる。
【００２２】
これに対し、ショアＡ硬さを６０以下としたローラ本体の外周面の表面粗さＲｚを前記２．５μｍ以上、４．５μｍ以下の範囲内とすると、トナー等の付着性を適度に調整できる。
すなわちローラ本体の外周面に、規制ブレードを通過させることで厚みの均一なトナーの薄層を形成しうる、十分な量のトナーを付着させることができるため、前記のようにローラ本体が柔軟で、感光体の表面に接触させた際に十分なニップ幅を確保できることと相まって、画像濃度不良や濃度むら等の画像不良が生じるのを防止することができる。
【００２３】
また、前記規制ブレードを通過することで外周面に形成された薄層を構成するトナーを、感光体の表面に高い現像効率でもって移動させて、静電潜像をトナー像に現像することができるため、前記トナー像を紙等の表面に転写することで、前記紙等の表面に、十分な画像濃度を有する良好な画像を形成することができる。
その上、現像によって消費されずに前記外周面に残って、規制ブレードを繰り返し通過したり、トナーボックス内を繰り返し循環したりするトナーの量を極力少なくすることができ、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止することもできる。
【００２４】
前記ローラ本体を形成する半導電性ゴム組成物のもとになるベースポリマは、
液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの混合ゴム（混合ニトリルゴム、Ｎ）、
クロロプレンゴム（Ｃ）、および
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）
の混合物であって、前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が７０質量％以上、８５質量％以下であるのが好ましい。
【００２５】
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）を前記の割合で用いることによって、ローラ本体に、ショアＡ硬さ６０以下という高い柔軟性を付与することができる。
そのため、例えばオイル等の軟化剤を加えてローラ本体に柔軟性を付与する場合は、前記軟化剤がブリードして柔軟性が低下したり、ブリードした軟化剤によってローラ本体の外周面におけるトナー等の付着性が高まったり、前記軟化剤によってトナーや感光体が汚染されたりするおそれがあるが、前記混合ニトリルゴムを使用する場合はこれらの問題を生じるおそれがない。
【００２６】
したがって、多少は低下することもありうるが、ローラ本体の十分な柔軟性と、それによる広いニップ幅を確保してトナーの現像効率を向上させる効果、およびトナーへのダメージを低減する効果を、基本的には製品の使用寿命の最後まで十分に維持することができる。
また前記混合ニトリルゴム（Ｎ）は、ローラ本体に、トナーに対する良好な帯電性を付与する効果を有するクロロプレンゴム（Ｃ）、およびイオン導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）との相溶性に優れている。
【００２７】
したがって混合ニトリルゴム（Ｎ）を前記両ゴム（Ｃ）（Ｅ）と前記の割合で併用することによって、ローラ本体の全体に、前記エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の作用によって均一なイオン導電性を付与しながら、クロロプレンゴム（Ｃ）の作用によって良好な帯電性とを付与することができる。
すなわち印加電圧５Ｖでの、半導電性ローラのローラ抵抗を１０４Ω以上、１０９Ω以下とすることができる。かかるローラ抵抗は、十分な画像濃度を得ることができ、しかもトナーのチャージがリークしない最適な抵抗値である。
【００２８】
前記本発明の半導電性ローラは、例えばレーザープリンタ等の、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、帯電させたトナーを感光体の表面に搬送して前記表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラ等のトナー搬送ローラとして好適に使用することができる。
すなわち本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置に用いるトナー搬送ローラであって、前記本発明の半導電性ローラからなることを特徴とするものである。
【００２９】
前記本発明のトナー搬送ローラによれば、画質を向上して十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、例えば現像ローラ等のトナー搬送ローラとして使用した際に、十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できる半導電性ローラと、それを用いたトナー搬送ローラとを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】半導電性ローラのローラ抵抗を測定する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の半導電性ローラは、半導電性ゴム組成物からなるローラ本体を備え、前記ローラ本体は、ショアＡ硬さが６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚが２．５μｍ以上、４．５μｍ以下であることを特徴とする。
〈半導電性ゴム組成物〉
前記ローラ本体のもとになる半導電性ゴム組成物としては、架橋後のローラ本体に、前記のショアＡ硬さ、およびトナー搬送ローラ等としての使用に適した半導電性を付与しうる任意の組成物が使用可能である。
【００３３】
但し、先に説明したようにローラ本体の十分な柔軟性と、それによる広いニップ幅を確保してトナーの現像効率を向上させる効果、およびトナーへのダメージを低減する効果を長期間に亘って良好に維持することを考慮すると、前記半導電性ゴム組成物としては、ベースポリマを含み、前記ベースポリマは、
液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの混合ニトリルゴム（Ｎ）、
クロロプレンゴム（Ｃ）、および
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）
の混合物であって、前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が７０質量％以上、８５質量％以下であるものを用いるのが好ましい。
【００３４】
混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が前記範囲内であるのが好ましいのは、下記の理由による。
すなわち混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合が７０質量％未満では、前記混合ニトリルゴムによる、ローラ本体に、ショアＡ硬さ６０以下という高い柔軟性を付与する効果が得られないおそれがある。
【００３５】
また８５質量％を超える場合には、相対的にクロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合が少なくなるため、これらのゴムを併用することによる、ローラ本体に、均一なイオン導電性と良好な帯電性とを付与する効果が得られないおそれがある。またローラ本体の強度が低下するおそれもある。
なお混合ニトリルゴム（Ｎ）の割合は、２種以上の混合ニトリルゴムを併用する場合は、その合計の割合である。
【００３６】
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）としては、室温（３〜３５℃）で液状を呈する液状ニトリルゴム（液状アクリロニトリルブタジエンゴム）と、前記室温で固形である通常の固形ニトリルゴム（固形アクリロニトリルブタジエンゴム）とを任意の割合で混合したものが挙げられる。
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）における液状ニトリルゴムの割合は１０質量％以上、中でも３０質量％以上、特に４０質量％以上であるのが好ましく、９０質量％以下、特に８５質量％以下であるのが好ましい。
【００３７】
割合が前記範囲未満では、液状ニトリルゴムによる、架橋後のローラ本体に高い柔軟性を付与する効果が不十分となって、ショアＡ硬さを６０以下に調整できないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体に適度な強度を付与できないおそれがある。
液状ニトリルゴムとしては、室温で液状を呈する任意の液状ニトリルゴムが使用可能である。
【００３８】
また液状ニトリルゴムとともに混合ニトリルゴムを構成する固形ニトリルゴムとしては、常温で固形であって、ローラ本体の形状を維持しうる種々のニトリルゴムが使用可能であり、特に架橋後のローラ本体に適度な強度を付与するとともに、液状ニトリルゴムを配合することによって高い柔軟性を発揮することを考慮すると、アクリロニトリル含量が３１〜３５％である中高ニトリルゴムが好ましい。
【００３９】
前記混合ニトリルゴム（Ｎ）としては、例えば日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ２２３〔共に中高ニトリルゴムであって同じアクリロニトリル含量を有する液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの質量比１：１の混合ゴム〕等が挙げられる。
ただし、その他の混合ニトリルゴムも使用可能である。
例えば前記ＤＮ２２３に含まれる液状ニトリルゴムと、固形ニトリルゴムとしての、いずれも同社製の、低ニトリルゴムであるＤＮ４０１、ＤＮ４０１ＬＬや、中ニトリルゴムであるＤＮ３０２、あるいはニトリルゴムのカルボキシル変性物であるＤＮ６３１等との混合ニトリルゴム等が挙げられる。
【００４０】
さらに前記ＤＮ４０１を液状化したゴムとＤＮ４０１との混合ニトリルゴムも使用可能である。
クロロプレンゴム（Ｃ）としては、種々のクロロプレンゴムがいずれも使用可能である。前記クロロプレンゴムとしては、例えば昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ、東ソー(株)製スカイプレン（登録商標）等が挙げられる。
【００４１】
ベースポリマの総量に占めるクロロプレンゴム（Ｃ）の割合は、５質量％以上であるのが好ましく、１０質量％以下であるのが好ましい。
クロロプレンゴム（Ｃ）は画像のかぶりと画像濃度に影響しており、その割合が前記範囲未満では画像のかぶりが発生するおそれがある。また前記範囲を超える場合には画像濃度が低下するおそれがある。
【００４２】
なおクロロプレンゴム（Ｃ）の割合は、２種以上のクロロプレンゴムを併用する場合は、その合計の割合である。
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）としては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの二元共重合体（ＥＣＯ）、およびエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとアリルグリシジルエーテルとの三元共重合体（ＧＥＣＯ）等がいずれも使用可能である。
【００４３】
このうちＣＯとしては、例えばダイソー(株)製のエピクロマー（登録商標）Ｈ等が挙げられる。
なおローラ本体に良好なイオン導電性を付与することを考慮すると、前記エピクロルヒドリンゴムとしてはＥＣＯ、およびＧＥＣＯのうちの少なくとも１種が好ましい。
前記ＥＣＯとしては、例えばダイソー(株)製のエピクロマー（登録商標）Ｄ〔ＥＯ／ＥＰ＝６１／３９（モル比）〕等が挙げられる。
【００４４】
またＧＥＣＯとしては、例えばダイソー(株)製のエピオン（登録商標）ＯＮ３０１〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝７３／２３／４（モル比）〕、同社製のエピクロマー（登録商標）ＣＧ１０２〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝５６／４０／４（モル比）〕、ＣＧ１０４〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝６３／３４．５／２．５（モル比）〕、日本ゼオン(株)製のゼオスパン（登録商標）８０３０〔ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝９０／４／６（モル比）〕等の少なくとも１種が挙げられる。
【００４５】
ベースポリマの総量に占めるエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合は、５質量％以上であるのが好ましく、２０質量％以下であるのが好ましい。
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合が前記範囲未満では、架橋後のローラ本体に十分なイオン導電性を付与する効果が得られないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、相対的に他の２種のゴムの量が少なくなって、架橋後のローラ本体に良好な柔軟性や、あるいはトナーに対する良好な帯電性を付与する効果が不十分になるおそれがある。
【００４６】
なおエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の割合は、２種以上のエピクロルヒドリンゴムを併用する場合は、その合計の割合である。
半導電性ゴム組成物には、前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分を含有させることができる。前記架橋成分としては、例えば過酸化物架橋剤とチオウレア系加硫剤との併用系が挙げられる。このうち過酸化物架橋剤が、主に混合ニトリルゴム（Ｎ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の架橋剤として機能し、チオウレア系加硫剤が、主にエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）、およびクロロプレンゴム（Ｃ）の架橋剤として機能する。
【００４７】
前記過酸化物架橋剤としては、例えばベンゾイルパーオキサイド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、１，４−ビス［（ｔｅｒｔ−ブチル）パーオキシイソプロピル］ベンゼン、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、および２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキセン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４８】
過酸化物架橋剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
またチオウレア系加硫剤としては、例えばテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア（２−メルカプトイミダゾリン）、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の１種または２種以上が挙げられる。
【００４９】
チオウレア系加硫剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
またチオウレア系加硫剤とともに、前記チオウレア系加硫剤による加硫反応を促進する働きを有する種々の促進剤を併用することもできる。
前記促進剤としては、例えば１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン（ＤＴ）等が挙げられる。
【００５０】
促進剤の量は、その種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
また架橋成分としては、硫黄系加硫剤とチオウレア系加硫剤とを併用することもできる。このうち硫黄系加硫剤が、主に混合ニトリルゴム（Ｎ）、エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）、およびクロロプレンゴム（Ｃ）の架橋剤として機能し、チオウレア系加硫剤が、主にエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）、およびクロロプレンゴム（Ｃ）の架橋剤として機能する。
【００５１】
前記硫黄系加硫剤としては、硫黄および含硫黄系加硫剤（分子中に硫黄を有する有機化合物）からなる群より選ばれた少なくとも１種が挙げられる。また含硫黄系加硫剤としては、例えば４，４′−ジチオジモルホリン（Ｒ）等が挙げられる。特に硫黄が好ましい。
硫黄の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
【００５２】
チオウレア系加硫剤は先に説明したとおりである。チオウレア系加硫剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以下であるのが好ましい。
また硫黄や含硫黄系加硫剤とともに、前記硫黄または含硫黄系加硫剤による加硫反応を促進する働きを有する種々の促進剤を併用することもできる。
前記促進剤としては、従来公知の種々の促進剤が使用可能であり、例えばジ-２-ベンゾチアゾリルジスルフィド（ＤＭ）、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）等の少なくとも１種が挙げられる。
【００５３】
同様にチオウレア系加硫剤とともに、前記チオウレア系加硫剤による加硫反応を促進する働きをする、先に説明した１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン（ＤＴ）等の促進剤を併用することもできる。
促進剤の量は、その種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。
半導電性ゴム組成物には、さらに促進助剤や受酸剤等を含有させることもできる。
【００５４】
このうち促進助剤としては、例えば酸化亜鉛等の金属酸化物や、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸などの１種または２種以上が挙げられる。
前記促進助剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり３質量部以上、７質量部以下であるのが好ましい。
受酸剤は、半導電性ゴム組成物の加硫時にクロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴムから発生する塩素系ガスの残留および前記塩素系ガスによる感光体ドラムの汚染を防止する働きをする。前記受酸剤としては、ゴムに対する分散性に優れていることからハイドロタルサイト類が好ましい。
【００５５】
前記受酸剤の量は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１質量部以上、７質量部以下であるのが好ましい。
また半導電性ゴム組成物にはフィラーを含有させることもできる。
前記フィラーとしては、ローラ本体のショアＡ硬さや圧縮永久歪み、外周面におけるトナーの付着性等をコントロールするための無機フィラー、あるいは前記ローラ本体の導電性やショアＡ硬さ、圧縮永久歪み等をコントロールするための導電性フィラー等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５６】
また無機フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタン等の１種または２種以上が挙げられ、導電性フィラーとしては、例えば導電性カーボンブラック、酸化チタン等の少なくとも１種が挙げられる。
前記フィラーの量は、ローラ本体のショアＡ硬さを前記範囲内とするために、ベースポリマの総量１００質量部あたり２０質量部以上、４５質量部以下であるのが好ましい。
【００５７】
なお前記質量部は、２種以上のフィラー（例えば無機フィラーと導電性フィラー等）を併用する場合は、その合計の質量部である。
前記半導電性ゴム組成物は、従来同様に調製することができる。すなわち、まず前記３種のゴムを所定の割合で配合して素練りし、次いで架橋成分以外の添加剤を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えて混練することで半導電性ゴム組成物を調製できる。
【００５８】
前記混練には、例えばニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
〈半導電性ローラ、およびトナー搬送ローラ〉
図１は、本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、前記半導電性ゴム組成物からなる円筒状のローラ本体２と、前記ローラ本体２の中心の通孔３に挿通されたシャフト４とを含んでいる。ローラ本体２の外周面５には、紫外線照射によって形成された酸化膜６が設けられている。
【００５９】
シャフト４は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成される。ローラ本体２とシャフト４とは、例えば導電性を有する接着剤等により電気的に接合されると共に機械的に固定されて一体に回転される。
前記本発明の半導電性ローラは、例えばレーザープリンタ等の、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、帯電させたトナーを感光体の表面に搬送して前記表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラ等のトナー搬送ローラとして好適に使用することができる。これにより、例えば現像ローラとして使用した際には、画質を向上して十分な画像濃度を有する画像を形成でき、かつ前記性能に変化を生じ難く耐久性に優れるとともに、トナーの劣化とそれに伴う帯電量の低下とを抑制できるため、前記トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できる。
【００６０】
ローラ本体２の厚みは、前記現像ローラとして使用する場合、前記現像ローラの小型化、軽量化を図りながら適度なニップ厚を確保するために厚みが０．５ｍｍ以上、中でも１ｍｍ以上、特に３ｍｍ以上であるのが好ましく、１５ｍｍ以下、中でも１０ｍｍ以下、特に７ｍｍ以下であるのが好ましい。
前記ローラ本体２は、先に説明した各成分を含む半導電性ゴム組成物を用いて従来同様に形成される。すなわち半導電性ゴム組成物を、押出成形機を用いて混練しながら加熱して溶融させた状態で、前記ローラ本体２の断面形状、すなわち円環状に対応するダイを通して長尺の円筒状に押出成形し、冷却して固化させたのち、通孔３に加硫用の仮のシャフトを挿通して加硫缶内で加熱して加硫させる。
【００６１】
次いで外周面に導電性の接着剤を塗布したシャフト４に装着しなおして、前記接着剤が熱硬化性接着剤である場合は加熱により前記熱硬化性接着剤を硬化させてローラ本体２とシャフト４とを電気的に接合する共に機械的に固定する。
そして必要に応じてローラ本体２の外周面５を所定の表面粗さになるように研磨し、さらに必要に応じて紫外線を照射することで、前記外周面５を構成する半導電性ゴム組成物の架橋物中のニトリルゴムを酸化させて、前記外周面５を被覆する酸化膜６を生成させる。これにより図１に示す半導電性ローラ１が製造される。
【００６２】
前記酸化膜６は、トナー等の付着性をさらに低減するために機能するが、場合によっては形成しなくてもよい。
またローラ本体２は、外周面５側の外層とシャフト４側の内層の２層構造に形成してもよい。その場合、少なくとも外層を前記半導電性ゴム組成物の架橋物によって形成すればよい。ただしローラ本体２の構造を簡略化するとともに、ニップ幅をできるだけ広く取って現像効率を向上することを考慮すると、前記ローラ本体２は、図に示すように前記架橋物によって一体に形成するのが好ましい。
【００６３】
前記本発明の半導電性ローラ１においては、ローラ本体２のショアＡ硬さが、先に説明したように６０以下に限定される。これは、ショアＡ硬さが前記範囲を超えるローラ本体は柔軟性が不足し、広いニップ幅を確保してトナーの現像効率を向上する効果や、トナーへのダメージを低減する効果が得られないためである。
なおローラ本体２に適度な強度を付与して、例えば前記ローラ本体２の両端からトナーが漏出するのを防止するためにその外周面５に摺接されるシール部等に対する適度な耐摩耗性等を付与することを考慮すると、ローラ本体２のショアＡ硬さは、前記範囲内でも３５以上であるのが好ましい。
【００６４】
ローラ本体２のショアＡ硬さを前記範囲内に調整するためには、例えばベースポリマとしての混合ニトリルゴム（Ｎ）、クロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分の種類、組み合わせ、および量を調整したり、フィラーの種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
【００６５】
前記ショアＡ硬さを、本発明では日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５３に記載の測定方法に則って温度２３±１℃の条件で、硬度計に錘を載せて１０００ｇとしてゴムローラに荷重を与えて測定した値でもって表すこととする。
また前記ローラ本体２の外周面５の表面粗さＲｚは２．５μｍ以上、４．５μｍ以下である必要がある。
【００６６】
前記範囲より表面粗さＲｚの大きい外周面はトナー等の付着性が高いため、前記外周面に形成した薄層を構成するトナーを静電気力によって感光体に移動させるのが容易でなく、結果として現像効率が低下する。そのため、現像によって消費されずに前記外周面に残って、規制ブレードを繰り返し通過するトナーやトナーボックス内を繰り返し循環するトナーが多くなり、その劣化が進んでトナーの帯電量の低下が早まってしまう。
【００６７】
一方、前記範囲より表面粗さＲｚが小さい平滑な外周面はトナー等の付着性が低く、トナーが滑りやすいため、前記外周面に付着できるトナー量が減少する。すなわち前記外周面に、規制ブレードによって規制されるに足る十分な量のトナーを付着させることができないため、前記規制ブレードを通過させても、前記外周面に、厚みの均一な連続したトナーの薄層を形成することができず、結果として画像濃度不良や濃度むらといった画像不良を生じる。
【００６８】
外周面５の表面粗さＲｚを前記範囲内に調整するためには、例えばローラ本体を加硫後に実施する研磨の条件を調整したり、半導電性ゴム組成物に添加するフィラーの種類、粒径、および量を調整したりすればよい。
前記表面粗さＲｚを、本発明では日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に則って測定した値でもって表すこととする。
【００６９】
また半導電性ローラ１は、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の条件下で測定される、印加電圧５Ｖでのローラ抵抗が１０４Ω以上、特に１０６．５Ω以上であるのが好ましく、１０９Ω以下、特に１０８Ω以下であるのが好ましい。その理由は下記のとおり。
すなわち、ローラ抵抗が前記範囲未満である低抵抗の半導電性ローラ１はトナーのチャージをリークしやすく、例えば形成画像の面方向にチャージがリークすることで形成画像の解像度等が低下するという問題を生じるおそれがある。またローラ抵抗が前記範囲を超える高抵抗の半導電性ローラ１では、たとえローラ本体２のショアＡ硬さを６０以下としてニップ幅を確保したとしても、十分な画像濃度を有する画像を形成できないという問題を生じる。
【００７０】
なおローラ抵抗は、ローラ本体２の外周面５に酸化膜６を形成する場合は、前記酸化膜６を形成した状態でのローラ抵抗である。
ローラ抵抗を前記範囲内に調整するためには、例えばベースポリマとしての混合ニトリルゴム（Ｎ）、クロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、導電性フィラーの種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
【００７１】
図２は、半導電性ローラ１のローラ抵抗を測定する方法を説明する図である。
図１、図２を参照して、本発明では前記ローラ抵抗を、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
すなわち一定の回転速度で回転させることができるアルミニウムドラム７を用意し、前記アルミニウムドラム７の外周面８に、その上方から、ローラ抵抗を測定する半導電性ローラ１の、ローラ本体２の外周面５を当接させる。
【００７２】
また前記半導電性ローラ１のシャフト４と、アルミニウムドラム７との間に直流電源９、および抵抗１０を直列に接続して計測回路１１を構成する。直流電源９は、(−)側をシャフト４、（＋）側を抵抗１０と接続する。抵抗１０の抵抗値ｒは１００Ωとする。
次いでシャフト４の両端部にそれぞれ５００ｇの荷重Ｆをかけてローラ本体２をアルミニウムドラム７に圧接させた状態で、前記アルミニウムドラム７を回転（回転数：３０ｒｐｍ）させながら、前記両者間に、直流電源９から直流５Ｖの印加電圧Ｅを印加した際に、抵抗１０にかかる検出電圧Ｖを４秒間で１００回計測する。
【００７３】
前記検出電圧Ｖと印加電圧Ｅ（＝５Ｖ）とから、半導電性ローラ１のローラ抵抗Ｒは、基本的に式(i′)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／（Ｖ−ｒ） (i′)
によって求められる。ただし式(i′)中の分母中の−ｒの項は微小とみなすことができるため、本発明では式(i)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ (i)
によって求めた値でもって半導電性ローラ１のローラ抵抗とすることとする。測定の条件は、先に説明したように温度２３±１℃、相対湿度５５±１％である。
【００７４】
またローラ本体２は、半導電性ローラ１の用途等に応じて任意の圧縮永久ひずみを有するように調整できる。前記圧縮永久ひずみを調整するためには、例えばベースポリマとしての混合ニトリルゴム（Ｎ）、クロロプレンゴム（Ｃ）、およびエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分の種類、組み合わせ、および量を調整したり、フィラーの種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
【００７５】
本発明の半導電性ローラは、前記現像ローラのほか、例えば帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等としてレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置に用いることもできる。
【実施例】
【００７６】
以下の実施例、比較例における半導電性ローラの作製および試験を、特記した以外は温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
ベースポリマとして、
(1) 混合ニトリルゴム〔液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの質量比１：１の混合ゴム、日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ２２３〕８５質量部、
(2) クロロプレンゴム〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕５質量部、および
(3) エピクロルヒドリンゴム〔ＧＥＣＯ、ダイソー(株)製のエピオン（登録商標）ＯＮ３０１、ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝７３／２３／４（モル比）〕１０質量部
を配合した。
【００７７】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８５質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
前記ベースポリマの総量１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、下記表１に示す各成分を加えてさらに混練してゴム組成物を調製した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１中の各成分は下記のとおり。
過酸化物架橋剤：ジクミルパーオキサイド〔日油(株)製のパークミル（登録商標）Ｄ〕
チオウレア系加硫剤：エチレンチオウレア〔２−メルカプトイミダゾリン、川口化学工業(株)製のアクセル（登録商標）２２−Ｓ〕
促進剤ＤＴ：１,３−ジ−ｏ−トリルグアニジン〔グアニジン系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＴ〕
酸化亜鉛２種：促進助剤〔三井金属鉱業(株)製〕
導電性フィラー：導電性カーボンブラック〔電気化学工業(株)製のデンカブラック（登録商標）〕
受酸剤：ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のＤＨＴ−４Ａ（登録商標）−２〕
表中の質量部は、前記ベースポリマの総量１００質量部あたりの質量部である。
【００８０】
前記ゴム組成物を押出成形機に供給して外径φ２２．０ｍｍ、内径φ９〜９．５ｍｍの円筒状に押出成形した後、前記押出成形体を、外径φ８ｍｍの架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
次いで前記押出成形体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ１０ｍｍのシャフトに装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱して前記シャフトに接着したのち両端をカットし、外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち仕上げとして鏡面研磨をして外径がφ２０．０ｍｍ（公差０．０５）になるように仕上げて、前記シャフトと一体化されたローラ本体を形成した。
【００８１】
次いで、研磨後のローラ本体の外周面を水洗いしたのち、ＵＶランプから前記外周面までの距離が１０ｃｍになるように設定して紫外線照射装機〔セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００〕にセットし、シャフトを中心として９０°ずつ回転させながら、波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍの紫外線を５分間ずつ照射することで前記外周面に酸化膜を形成して半導電性ローラを製造した。
【００８２】
前記半導電性ローラの、ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚを、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に従って測定したところ４．２μｍであった。
〈実施例２〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム７５質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および
(4) エピクロルヒドリンゴム〔ＧＥＣＯ、日本ゼオン(株)製のゼオスパン（登録商標）８０３０、ＥＯ／ＥＰ／ＡＧＥ＝９０／４／６（モル比）〕１０質量部
を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８３】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７５質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚは３．５μｍであった。
〈実施例３〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム７０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を２５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８４】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚは４．１μｍであった。
〈実施例４〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、および(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８５】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは４．５μｍであった。
〈実施例５〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、および(3)のエピクロルヒドリンゴム１５質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を４５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８６】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１５であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．３μｍであった。
〈実施例６〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム５質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３５質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８７】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１５であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．１μｍであった。
〈実施例７〉
ベースポリマとして、前記(1)の混合ニトリルゴム８０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、および(3)のクロロプレンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８８】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．３μｍであった。
〈実施例８〉
ベースポリマとして、(1)の混合ニトリルゴム７０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を４０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００８９】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは４．３μｍであった。
〈比較例１〉
ベースポリマとして、(2)のクロロプレンゴム２０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム７０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を３６質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００９０】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝２０／８０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは３．９μｍであった。
〈比較例２〉
ベースポリマとして、(1)の混合ニトリルゴム８５質量部、(2)のクロロプレンゴム５質量部、および(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を２０質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００９１】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は８５質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝５／１０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは７．０μｍであった。
〈比較例３〉
ベースポリマとして、(1)の混合ニトリルゴム７０質量部、(2)のクロロプレンゴム１０質量部、(3)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部、および(4)のエピクロルヒドリンゴム１０質量部を配合するとともに、導電性カーボンブラックの量を６３質量部としたことと、研磨の条件を変更したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
【００９２】
前記ベースポリマの総量に占める混合ニトリルゴム（Ｅ）の割合は７０質量％であった。またクロロプレンゴム（Ｃ）とエピクロルヒドリンゴム（Ｅ）の質量比Ｃ／Ｅ＝１０／２０であって、Ｃ≦Ｅを満足していた。
また、ローラ本体の外周面の表面粗さは２．４μｍであった。
〈ショアＡ硬さの測定〉
前記各実施例、比較例で製造した半導電性ローラのローラ本体のショアＡ硬さを、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５３に記載の測定方法に則って温度２３±１℃、両端荷重１０００ｇｆの条件で測定した。
【００９３】
〈ローラ抵抗の測定〉
実施例、比較例で製造した半導電性ローラのローラ抵抗を、先に説明した測定方法によって測定した。なお表２、表３ではローラ抵抗をｌｏｇＲ値で示している。
〈耐久性評価〉
実施例、比較例で製造した半導電性ローラを市販のレーザープリンタ〔プラス帯電の非磁性１成分トナーを使用したもので、トナー推奨印刷枚数約７０００枚相当〕のトナーカートリッジに現像ローラとして組み込んで、温度３０±１℃、相対湿度８０±１％の高温高湿環境下、前記レーザープリンタを用いて５％濃度の画像を１５秒間に１枚画像形成する間欠通紙（先の画像形成が完全に終了した後に、一旦停止時間を設けて再び画像形成する）を１日に１５００回実施し、トナー切れて停止した際の画像におけるかぶりの有無を目視にて観察して、下記の基準で耐久性を評価した。
【００９４】
かぶりなし、もしくは目視では観察できない程度の僅かなかぶりあり：段階１。
紙面端部に僅かなかぶりあり：段階２。
紙面端部に明確なかぶり：段階３。
紙面全面に僅かなかぶりあり：段階４。
紙面全面に明確なかぶりあり：段階５。
【００９５】
そして段階１をきわめて良好（◎）、段階２を良好（○）、段階３〜５を不良（×）として評価した。
以上の結果を表２、表３に示す。
【００９６】
【表２】
【００９７】
【表３】
【００９８】
表２、表３の結果より、ローラ本体のショアＡ硬さを６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚを２．５μｍ以上、４．５μｍ以下とすることにより、前記半導電性ローラを現像ローラとして使用した際に、トナーを使い切る前にかぶり等の画像不良が生じるのを防止できることが確認された。
【符号の説明】
【００９９】
１ 半導電性ローラ
２ ローラ本体
３ 通孔
４ シャフト
５ 外周面
６ 酸化膜
７ アルミニウムドラム
８ 外周面
９ 直流電源
１０ 抵抗
１１ 計測回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導電性ゴム組成物からなるローラ本体を備え、前記ローラ本体は、ショアＡ硬さが６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚが２．５μｍ以上、４．５μｍ以下であることを特徴とする半導電性ローラ。
【請求項２】
前記半導電性ゴム組成物はベースポリマを含み、前記ベースポリマは、
液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの混合ゴム（Ｎ）、
クロロプレンゴム（Ｃ）、および
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）
の混合物であって、前記ベースポリマの総量に占める混合ゴム（Ｎ）の割合が７０質量％以上、８５質量％以下ある請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
電子写真法を利用した画像形成装置に用いるトナー搬送ローラであって、請求項１または２に記載の半導電性ローラからなることを特徴とするトナー搬送ローラ。
【請求項１】
半導電性ゴム組成物からなるローラ本体を備え、前記ローラ本体は、ショアＡ硬さが６０以下で、かつ外周面の表面粗さＲｚが２．５μｍ以上、４．５μｍ以下であることを特徴とする半導電性ローラ。
【請求項２】
前記半導電性ゴム組成物はベースポリマを含み、前記ベースポリマは、
液状ニトリルゴムと固形ニトリルゴムとの混合ゴム（Ｎ）、
クロロプレンゴム（Ｃ）、および
エピクロルヒドリンゴム（Ｅ）
の混合物であって、前記ベースポリマの総量に占める混合ゴム（Ｎ）の割合が７０質量％以上、８５質量％以下ある請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
電子写真法を利用した画像形成装置に用いるトナー搬送ローラであって、請求項１または２に記載の半導電性ローラからなることを特徴とするトナー搬送ローラ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−７８６５４（Ｐ２０１２−７８６５４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４９８２（Ｐ２０１０−２２４９８２）
【出願日】平成２２年１０月４日（２０１０．１０．４）
【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２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月４日（２０１０．１０．４）
【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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