半導電性ローラ
【課題】非多孔質のローラ本体を備えるとともに、前記ローラ本体が柔軟であり、例えば現像ローラとして用いた際にはトナー帯電量が高い上、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を生じにくく、しかも画像耐久性等にも優れた半導電性ローラを提供する。
【解決手段】半導電性ローラ１は、ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物を用いて非多孔質のローラ本体２を形成した。
【解決手段】半導電性ローラ１は、ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物を用いて非多孔質のローラ本体２を形成した。
【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、現像ローラや帯電ローラ等として好適に用いることができる半導電性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は、感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラや、前記帯電させた感光体の表面を露光して形成される静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラなどが用いられる。
前記現像ローラや帯電ローラとしては、例えばゴム分に導電性カーボンブラック等の電子導電性付与剤を配合した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】
このうち現像ローラとしては、前記トナーの微細化、均一化、球形化や、あるいは重合トナーへの移行の流れに対応して、前記トナーに高い帯電性を付与できる上、ローラ本体にトナーを付着させることなく効率的に、静電潜像をトナー像に現像するために、ローラ抵抗値が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。
また帯電ローラとしても、感光体の表面等を、できるだけ低い消費電力で、効率よく短時間で帯電させるために、ローラ抵抗値が前記範囲内に調整された半導電性ローラを用いるのが効果的である。
【０００６】
前記半導電性ローラに課される様々な要求に対応するため、例えばゴム組成物を構成するゴム分の種類、添加剤の種類や配合、構造等が種々検討されている。
例えば、半導電性ローラをできるだけ生産性良く、低コストで製造するためには、ローラ本体を、非多孔質でかつ単層構造に形成するのが好ましい。
また、かかる非多孔質で単層構造のローラ本体を備えた半導電性ローラを現像ローラとして用いた際のトナー帯電量の低下を抑制して画質のよい画像を形成するために、ゴム分としては、例えばクロロプレンゴムやエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムの使用が検討されている。
【０００７】
しかし、ゴム分としてイオン導電性ゴムを使用したゴム組成物からなるローラ本体を備えた半導電性ローラを、実際に現像ローラとして使用して画像形成すると、前記ローラ本体へのトナーの付着による形成画像の画像濃度の低下が発生する。
そこで特許文献１においては、前記トナーの付着による画像濃度の低下を抑制して適度の画像濃度を確保するため、前記ゴム組成物に、トナーの付着を防止する機能を有する充填剤（酸化チタン等）を配合することが提案されているが、前記充填剤を少量配合しただけでは、前記効果は十分には得られない。
【０００８】
しかし、前記効果が十分に得られる範囲まで充填剤の配合量を増加させるとローラ本体の硬度が上昇して、別の新たな問題を生じる。すなわちトナーの劣化を生じやすくなって画像耐久性が低下したり、感光体の表面にローラ本体を圧接させた際のニップ幅が狭くなって形成画像の画質が低下したりする。
なお画像耐久性とは、同じトナーを繰り返し画像形成に使用した際に、形成画像の画質をどれだけの間、良好に維持できるかを表す指標である。１回の画像形成には、画像形成装置の現像部に収容されたトナーのごく一部しか使用されず、残りの大部分のトナーは現像部内を繰り返し循環する。そのため現像部内に設けられてトナーと繰り返し接触する現像ローラが、前記トナーにどれだけダメージを与えるか、あるいは与えないかが、画像耐久性を向上する上での大きな鍵となる。
【０００９】
画像耐久性が低下すると、形成画像にカブリが発生しやすくなる。カブリとは、劣化したトナートナーが、形成画像の余白部分にも拡がって画質を低下させる現象である。
ゴム組成物に発泡剤を配合する等してローラ本体を多孔質構造として、柔軟性を付与することも考えられるが、かかる多孔質のローラ本体は、非多孔質のものよりも耐久寿命が短いため、比較的短期間でヘタリ等を生じて交換しなければならなくなるという問題がある。
【００１０】
特許文献２においては、互いに非相溶であるアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の混合物からなる海島構造を有し、かつイオン導電化剤を含有させた表面層を、導電性弾性体層の外周面に積層した２層構造のローラ本体を備えた半導電性ローラが提案されている。
前記イオン導電化剤としては、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム、長鎖アルキル４級アンモニウム過塩素酸塩等が例示されている。
【００１１】
前記抵抗層の構成を採用して単層構造の半導電性ローラを形成することが考えられる。その場合、前記イオン導電化剤によって低いローラ抵抗値を維持しながら、イオン導電性ゴムを含まないためトナーの付着を防止することができる。
しかし前記抵抗層の構成では、例えば電界をかけ続けた際や高温に曝された際等に、前記イオン導電化剤が表面に染み出しやすく、染み出したイオン導電化剤が感光体等の表面に移行して形成画像の画質を低下させるという問題を生じる。
【００１２】
特許文献３においては、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ＮＢＲ、およびＳＢＲの混合物からなり、導電性カーボンブラック（カーボン導電性物質）を含有させた弾性層の外周面に、フッ素系材料からなる表面層を積層した２層構造のローラ本体を備えた半導電性ローラが提案されている。
しかし導電剤として導電性カーボンブラックのみを使用して電子導電性を付与した場合は、上記のようにその外周面を表面層で被覆する等、積層構造にしなければ、ローラ抵抗値を安定させることができない。すなわちローラ本体を単層構造にすることはできず、製造工程や使用材料が増加する分、半導電性ローラの生産性が低下するとともに製造コストが高くつくという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−７２４４５号公報
【特許文献２】特開平９−１１４１８９号公報
【特許文献３】特開２００２−２７８３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、非多孔質のローラ本体を備えるとともに、前記ローラ本体が柔軟であり、例えば現像ローラとして用いた際にはトナー帯電量が高い上、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を生じにくく、しかも画像耐久性等にも優れた半導電性ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、発明者は、ローラ本体のもとになるゴム組成物のうち特にゴム分の組み合わせについて検討した結果、前記ゴム分として、ＳＢＲを、イオン導電性ゴムのうちエピクロルヒドリンゴムと併用すればよいことを見出した。
前記ＳＢＲは、他のゴム分、例えばＮＢＲ等と比べて電気抵抗値が低いため、同じローラ抵抗値を有するローラ本体を形成するために必要なエピクロルヒドリンゴムの配合割合を少なくできる。
【００１６】
そのため、前記２種のゴム分を併用して非多孔質のローラ本体を形成すると、前記ローラ本体を備えた半導電性ローラを現像ローラとして用いた際に、良好なトナー帯電量を維持しながら、主にエピクロルヒドリンゴムが原因で発生するローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を抑制することができる。
またそのため、充填剤の配合量を極力少なくして、非多孔質にも拘らずローラ本体の良好な柔軟性を維持することもでき、トナーの劣化を生じにくくして画像耐久性を向上したり、形成画像の画質が低下するのを抑制したりすることが可能となる。
【００１７】
したがって本発明は、ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物からなる非多孔質のローラ本体を備えることを特徴とする半導電性ローラである。
前記スチレンブタジエンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上、８０質量部以下であるのが好ましい。
【００１８】
配合割合が前記範囲未満では、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が多くなるため、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがある。
【００１９】
前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにＮＢＲ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、およびアクリルゴム（ＡＣＭ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の極性ゴムをも含んでいるのが好ましい。前記極性ゴムを併用することで、ローラ本体のローラ抵抗値を微調整することができる。
また前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにＥＰＤＭをも含んでいるのが好ましい。前記ＥＰＤＭを併用することで、画像形成装置内での使用時に、熱や水、オゾン等による半導電性ローラの劣化を抑制することができる。
【００２０】
先に説明したように、半導電性ローラをできるだけ生産性良く、低コストで製造するためには、ローラ本体を、非多孔質でかつ単層構造に形成するのが好ましく、本発明においても、従来同様にローラ本体を非多孔質で、かつ基本的には単層構造に形成するのが好ましい。ただし、前記ローラ本体の外周面には酸化膜を形成してもよい。
酸化膜を形成すると、前記酸化膜が誘電層として機能して半導電性ローラの誘電正接を低減できる。また現像ローラとして使用した場合は酸化膜が低摩擦層となることでトナーの付着をさらに抑制できる。
【００２１】
しかも酸化膜は、例えば酸化性雰囲気中で紫外線照射等するだけで簡単に形成できるため、半導電性ローラの生産性が低下したり製造コストが高くついたりするのを極力抑制することもできる。
前記本発明の半導電性ローラは、以上で説明したように、電子写真法を利用した画像形成装置内で、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像するための現像ローラとして用いるのが好ましい。
【００２２】
ただし本発明の半導電性ローラは、前記画像形成装置内で感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ等として使用することもできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、非多孔質のローラ本体を備えるとともに、前記ローラ本体が柔軟であり、例えば現像ローラとして用いた際にはトナー帯電量が高い上、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を生じにくく、しかも画像耐久性等にも優れた半導電性ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】前記半導電性ローラのローラ抵抗値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】
【００２５】
本発明の半導電性ローラは、ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物からなる非多孔質のローラ本体を備えることを特徴とする。
（ＳＢＲ）
ＳＢＲとしては、スチレンと１，３−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のＳＢＲがいずれも使用可能である。またＳＢＲとしては伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。
【００２６】
さらにＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲがいずれも使用可能である。スチレン含量や架橋度を変更することで、ローラ本体の各種物性を調整することができる。
これらＳＢＲの１種または２種以上を使用することができる。
ＳＢＲの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上であるのが好ましく、８０質量部以下であるのが好ましい。
【００２７】
配合割合が前記範囲未満では、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が多くなるため、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがある。
【００２８】
（エピクロルヒドリンゴム）
エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含む種々の重合体が挙げられる。
前記エピクロルヒドリンゴムとしては、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二元共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、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三元共重合体、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三元共重合体、および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四元共重合体等の１種または２種以上が挙げられる。
【００２９】
特にエピクロルヒドリンゴムとしては、エチレンオキサイドを含む共重合体が好ましく、かかる共重合体におけるエチレンオキサイド含量は３０〜９５モル％、中でも５５〜９５モル％、特に６０〜８０モル％であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは電気抵抗値を下げる働きがあるが、エチレンオキサイド含量が前記範囲未満であると、かかる電気抵抗値の低減効果が小さい。一方、エチレンオキサイド含量が前記範囲を超える場合には、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、逆に電気抵抗値が上昇する傾向がある。また、架橋後のローラ本体の硬度が上昇したり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇したりするおそれもある。
【００３０】
前記エピクロルヒドリンゴムとしては、特にエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）が好ましい。
前記ＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は３０〜８０モル％、特に５０〜８０モル％であるのが好ましい。またエピクロルヒドリン含量は２０〜７０モル％、特に２０〜５０モル％であるのが好ましい。
【００３１】
またエピクロルヒドリンゴムとしては、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三元共重合体（ＧＥＣＯ）を用いることもできる。
前記ＧＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は３０〜９５モル％、特に６０〜８０モル％であるのが好ましい。またエピクロルヒドリン含量は４．５〜６５モル％、特に１５〜４０モル％以上であるのが好ましい。さらにアリルグリシジルエーテル含量は０．５〜１０モル％、特に２〜６モル％であるのが好ましい。
【００３２】
なおＧＥＣＯとしては、前記３種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体のほかに、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＯ）をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られており、本発明ではいずれの共重合体も使用可能である。
エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましい。
【００３３】
配合割合が前記範囲未満ではローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがある。
（極性ゴム）
極性ゴムを配合すると、ローラ本体のローラ抵抗値を微調整することができる。前記極性ゴムとしては、例えばＮＢＲ、ＣＲ、ＢＲ、ＡＣＭの１種または２種以上が挙げられる。
【００３４】
特にＮＢＲが好ましい。ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量によって分類される低ニトリルＮＢＲ、中ニトリルＮＢＲ、中高ニトリルＮＢＲ、高ニトリルＮＢＲ、および極高ニトリルＮＢＲがいずれも使用可能である。
ゴム組成物は、前記極性ゴム（Ｐ）を、ＳＢＲ（Ｓ）に対して、質量比で、式(2)：
Ｓ＞Ｐ (2)
を満足する範囲で含んでいるのが好ましい。
【００３５】
式(2)を満足しない場合には、相対的にＳＢＲの量が少なくなって、前記ＳＢＲを配合することによる、先に説明した効果が十分に得られないおそれがある。
極性ゴムの配合割合は、前記式(2)を満足する範囲内で、目的とするローラ本体のローラ抵抗値に応じて任意に設定できるが、特にゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましい。
【００３６】
配合割合が前記範囲未満では、ローラ本体のローラ抵抗値を微調整する効果が十分に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ＳＢＲの量が少なくなって、前記ＳＢＲを配合することによる、先に説明した効果が十分に得られないおそれがある。また相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれもある。
【００３７】
（ＥＰＤＭ）
ＥＰＤＭを配合すると、画像形成装置内での使用時に、熱や水、オゾン等による半導電性ローラの劣化を抑制することができる。
ＥＰＤＭとしては、エチレンとプロピレンに少量の第３成分（ジエン分）を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のＥＰＤＭが、いずれも使用可能である。前記ＥＰＤＭとしては、前記第３成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第３成分としては、例えばエチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４−ヘキサジエン（１，４−ＨＤ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）等が挙げられる。重合触媒としてはチーグラー触媒を使用するのが一般的である。
【００３８】
ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下であるのが好ましい。
配合割合が前記範囲未満では、前記ＥＰＤＭを配合することによる、先に説明した効果が十分に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ＳＢＲの量が少なくなって、前記ＳＢＲを配合することによる、先に説明した効果が十分に得られないおそれがある。また相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれもある。
【００３９】
（架橋剤、促進剤、促進助剤）
ゴム組成物には、ゴム分を架橋させるための架橋剤、促進剤、促進助剤等が配合される。
前記のうち架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４０】
硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄や有機含硫黄化合物等が挙げられる。また有機含硫黄化合物等としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等が挙げられる。
チオウレア系架橋剤としては、例えばテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア、（ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ〔式中、ｎは１〜１０の整数を示す。〕で表されるチオウレア等が挙げられる。
【００４１】
過酸化物系架橋剤としてはベンゾイルペルオキシド等が挙げられる。
架橋剤としては、硫黄とチオウレア類とを併用するのが好ましい。
前記併用系において硫黄の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．２質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
【００４２】
配合割合が前記範囲未満では、ゴム組成物の全体での架橋速度が遅くなり、架橋に要する時間が長くなって半導電性ローラの生産性が低下するおそれがある。また前記範囲を超える場合には架橋後のローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなったり、過剰の硫黄がローラ本体の外周面にブルームしたりするおそれがある。
またチオウレア類の配合割合は、ゴム分の総量１００ｇあたりのモル数で表して０．０００９モル以上、特に０．００１５モル以上であるのが好ましく、０．０８００モル以下、特に０．０４００モル以下であるのが好ましい。
【００４３】
チオウレア類の配合割合を前記範囲内とすることにより、ブルームや感光体汚染を起こしにくくできる上、ゴムの分子運動をあまり妨げないため、半導電性ローラのローラ抵抗値をより低くすることができる。
なお、前記範囲内でチオウレア類の配合割合を増やして架橋密度を高めるほど、ローラ抵抗値を低下させることができる。
【００４４】
すなわち、ゴム分の総量１００ｇあたりのチオウレア類の配合割合が０．０００９モル未満ではローラ本体の圧縮永久ひずみを改善しにくく、またローラ抵抗値を十分に低下させることができない。―方、０．０８００モルを超えるとブルームや感光体汚染を生じたり、破断伸び等の機械的物性が低下したりしやすい。
架橋剤の種類に応じて、さらに促進剤や促進助剤を配合してもよい。
【００４５】
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や、下記の有機促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
また有機促進剤としては、例えば１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩等のグアニジン系促進剤；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤；Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系促進剤；チオウレア系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４６】
促進剤は、種類によってその機能が異なっているため、２種以上の促進剤を併用するのが好ましい。
個々の促進剤の配合割合は、その種類によって個別に設定できるが、通常はゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
【００４７】
促進助剤としては、亜鉛華等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
促進助剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましい。
（その他）
ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。前記添加剤としては、例えば受酸剤、可塑成分（可塑剤、加工助剤等）、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、共架橋剤等が挙げられる。
【００４８】
このうち受酸剤は、ゴム分の架橋時にエピクロルヒドリンゴムから発生する塩素系ガスの、ローラ本体内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等を防止するために機能する。
前記受酸剤としては、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類が好ましい。
【００４９】
また、前記ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用するとより高い受酸効果を得ることができ、感光体の汚染をより一層確実に防止できる。
前記受酸剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に１質量部以上であるのが好ましく、１０質量部以下、特に５質量部以下であるのが好ましい。
【００５０】
配合割合が前記範囲未満では、受酸剤を含有させることによる前記効果が十分に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、架橋後のローラ本体の硬さが上昇するおそれがある。
可塑剤としては、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、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等が挙げられる。
【００５１】
また加工助剤としてはステアリン酸等の脂肪酸などが挙げられる。
これら可塑成分の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以下であるのが好ましい。例えばローラ本体の外周面に、必要に応じて酸化膜を形成する際にブリードを生じたり、画像形成装置への装着時や運転時に感光体の汚染を生じたりするのを防止するためである。かかる目的に鑑みると、可塑成分としては極性ワックスを使用するのが特に好ましい。
【００５２】
劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。
このうち酸化防止剤は、半導電性ローラのローラ抵抗値の環境依存性を低減するとともに、連続通電時のローラ抵抗値の上昇を抑制する働きをする。前記酸化防止剤としては、例えばジエチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラック（登録商標）ＮＥＣ−Ｐ〕、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラックＮＢＣ〕等が挙げられる。
【００５３】
ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する場合で、ゴム組成物に酸化防止剤を配合する場合は、前記酸化膜の形成が効率よく進むように、前記酸化防止剤の配合割合を適宜設定するのが好ましい。
充填剤としては、例えば酸化亜鉛、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、酸化チタン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５４】
充填剤を配合することにより、ローラ本体の機械的強度等を向上できる。また充填剤として酸化チタンを配合することにより、トナーの付着を抑制することもできる。
また充填剤として導電性カーボンブラックを用いて、ローラ本体に電子導電性を付与することもできる。
充填剤の配合割合は、非多孔質のローラ本体に良好な柔軟性を付与することを考慮すると、ゴム分の総量１００質量部あたり５０質量部以下、特に１０質量部以下であるのが好ましい。
【００５５】
スコーチ防止剤としては、例えばＮ−シクロへキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、Ｎ−ニトロソジフエニルアミン、２，４−ジフエニル−４−メチル−１−ペンテン等の１種または２種以上が挙げられる。特にＮ−シクロへキシルチオフタルイミドが好ましい。
スコーチ防止剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に１質量部以下であるのが好ましい。
【００５６】
共架橋剤とは、それ自体が架橋するとともにゴム分とも架橋反応して全体を高分子化する働きを有する成分を指す。
前記共架橋剤としては、例えばメタクリル酸エステルや、あるいはメタクリル酸またはアクリル酸の金属塩等に代表されるエチレン性不飽和単量体、１，２−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマ類、ジオキシム等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５７】
このうちエチレン性不飽和単量体としては、例えば
(a) アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸類、
(b) マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸類、
(c) 前記(a)(b)の不飽和カルボン酸類のエステルまたは無水物、
(d) 前記(a)〜(c)の金属塩、
(e) １，３−ブタジエン、イソプレン、２−クロル−１，３−ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン、
(f) スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、
(g) トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ビニルピリジンなどの複素環を有するビニル化合物、
(h) その他、（メタ）アクリロニトリルもしくはα−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、アクロレイン、ホルミルステロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン
等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５８】
また前記(c)の不飽和カルボン酸類のエステルとしては、モノカルボン酸類のエステルが好ましい。
前記モノカルボン酸類のエステルとしては、例えば
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｉ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｎ−へキシル（メタ）アクリレート、シクロへキシル（メタ）アクリレート、２−エチルへキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ｉ−ノニル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のアルキルエステル；
アミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ブチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のアミノアルキルエステル；
べンジル（メタ）アクリレート、ベンゾイル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレートなどの芳香族環を有する（メタ）アクリレート；
グリシジル（メタ）アクリレート、メタグリシジル（メタ）アクリレート、エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基を有する（メタ）アクリレート；
Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、γ−（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、テトラハイドロフルフリルメタクリレートなどの各種官能基を有する（メタ）アクリレート；
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレートなどの多官能（メタ）アクリレート；
等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５９】
前記各成分を含むゴム組成物は、従来同様に調製できる。まずゴム分を、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ゴム組成物が得られる。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〉
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。
【００６０】
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、前記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とを備えている。
ローラ本体２は非多孔質に形成される。またローラ本体２は、半導電性ローラ１をできるだけ生産性良く、低コストで製造するため、基本的には図に示すように単層構造に形成するのが好ましい。
【００６１】
しかしローラ本体２は、場合によっては、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。その場合は、少なくとも外層を前記ゴム組成物によって形成すればよい。
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。
【００６２】
ローラ本体２の外周面５には、図中に拡大して示すように酸化膜６を設けてもよい。
酸化膜６を形成すると、前記酸化膜６が誘電層として機能して半導電性ローラ１の誘電正接を低減できる。また現像ローラとして使用した場合は酸化膜６が低摩擦層となることでトナーの付着をさらに抑制できる。
しかも酸化膜６は、例えば酸化性雰囲気中で紫外線照射等するだけで簡単に形成できるため、半導電性ローラの生産性が低下したり製造コストが高くついたりするのを極力抑制することもできる。
【００６３】
ただし酸化膜６は形成しなくてもよい。
前記半導電性ローラ１は、先に説明した各成分を含むゴム組成物を用いて、従来同様に製造することができる。
すなわちゴム組成物を、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する。
【００６４】
次いで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。
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とともに機械的に固定する。
【００６５】
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等して酸化させて、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。
前記半導電性ローラ１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、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像するための現像ローラとして好適に使用することができる。
【００６６】
その場合は、トナー帯電量が高い上、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を生じにくく、しかも画像耐久性等にも優れた現像ローラとすることができる。
また前記半導電性ローラ１は、オナジク画像形成装置に組み込んで、感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ等として使用することもできる。
ローラ本体２の厚みは、例えば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、０．５ｍｍ以上、中でも１ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上であるのが好ましく、１０ｍｍ以下、中でも７ｍｍ以下、特に５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００６７】
また、ローラ本体のショアＡ硬さは６０以下、特に５０以下であるのが好ましい。
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して画像耐久性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。
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。
【００６８】
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℃、両端荷重１０００ｇの条件で測定した値でもって表すこととする。
また半導電性ローラ１は、温度２３℃、相対湿度５５％の条件下で測定される、印加電圧１００Ｖでのローラ抵抗値が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。
【００６９】
ローラ抵抗値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おそれがある。
またローラ抵抗値が前記範囲を超える高抵抗の半導電性ローラ１では、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】
なおローラ抵抗値は、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値である。
図２は、半導電性ローラ１のローラ抵抗値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値を、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
【００７１】
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、ローラ抵抗値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。
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、ローラの抵抗値に応じて１０２Ω〜１０７Ωの範囲で調整する。
【００７２】
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１００Ｖ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を計測する。
前記検出電圧Ｖと印加電圧Ｅ（＝１００Ｖ）とから、半導電性ローラ１のローラ抵抗値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のローラ抵抗値とすることとする。測定の条件は、先に説明したように温度２３℃、相対湿度５５％である。
【００７３】
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。
半導電性ローラ１のローラ抵抗、ローラ本体２のショアＡ硬さ、および圧縮永久ひずみ等の各特性を調整するためには、例えばゴム組成物を構成する各成分の種類や配合割合等を調整すればよい。
【００７４】
具体的には、例えばゴム分としてのＳＢＲやエピクロルヒドリンゴム、あるいは極性ゴムの種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、前記ゴム分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、添加剤の種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
本発明の半導電性ローラは、前記現像ローラや帯電ローラ等として、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好適に使用できる他、前記画像形成装置において、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
【実施例】
【００７５】
〈実施例１〉
（ゴム組成物の調製）
ゴム分として、ＳＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ１５０２〕８０質量部と、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）〕２０質量部とを配合した。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は８０質量部であった。
【００７６】
前記ゴム分合計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に示す各成分のうち架橋成分以外を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えてさらに混練してゴム組成物を調製した。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１中の各成分は下記のとおり。
硫黄系架橋剤：粉末硫黄
チオウレア類：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ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔チアゾール系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＭ〕
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムモノスルフィド〔チウラム系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーＴＳ〕
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ＤＴ〕
導電性充填剤：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、前記ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。
【００７９】
（半導電性ローラの作製）
前記ゴム組成物を押出成形機に供給して外径φ１７．０ｍｍ、内径φ６．２ｍｍの円筒状に押出成形した後、前記筒状体を、外径φ７．５ｍｍ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。
次いで前記筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ１０ｍｍの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φ１６．０ｍｍ（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。
【００８０】
前記ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚは、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に従って測定したところ５±２μｍであった。
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。
【００８１】
〈実施例２〉
ゴム分として、前記ＳＢＲ７０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕１０質量部を配合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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は７０質量部であった。
【００８２】
〈実施例３〉
ＳＢＲの量を５０質量部、ＣＲの量を３０質量部と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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は５０質量部であった。
〈実施例４〉
ＳＢＲの量を１０質量部、ＣＲの量を７０質量部と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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は１０質量部であった。
【００８３】
〈実施例５〉
ＳＢＲの量を５質量部、ＣＲの量を７５質量部と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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は５質量部であった。
〈実施例６〉
ゴム分として、前記ＳＢＲ７０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＮＢＲ〔中高ニトリルゴム、日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）４０１ＬＬ〕１０質量部を配合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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は７０質量部であった。
【００８４】
〈実施例７〉
ゴム分として、前記ＳＢＲ７０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）ＥＰＤＭ５０５Ａ〕１０質量部を配合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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は７０質量部であった。
【００８５】
〈比較例１〉
ゴム分として、前記ＮＢＲ３０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＣＲ５０質量部を配合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。
〈比較例２〉
ゴム分として、前記ＧＥＣＯ２０質量部と、ＣＲ８０質量部とを配合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】
〈ショアＡ硬さの測定〉
実施例、比較例で作製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℃、両端荷重１０００ｇの条件で測定した。
〈実機試験〉
実施例、比較例で作製した半導電性ローラを、市販のレーザープリンタ用のカートリッジ（トナーを収容したトナー容器、感光体、および現像ローラが一体になったもの）の、既設の現像ローラと交換して、温度２３℃、相対湿度５５％の常温、常湿環境下で下記の試験を実施した。なおレーザープリンタは、プラス帯電の粉砕タイプの非磁性１成分トナーを使用するもので、印字速度は毎分２６枚（２６ｐｐｍ）、５％濃度の画像を連続的に形成可能な設定枚数（プリンタライフ）は２６００枚である。
【００８７】
（画像濃度測定）
前記半導電性ローラを新たにカートリッジに組み込むとともに、前記カートリッジをレーザープリンタに装着した初期状態のレーザープリンタを用いて、５％濃度の画像を５枚連続して画像形成し、その直後に黒ベタ画像を１枚画像形成した。
形成した黒ベタ画像上の任意の５点で、反射濃度計〔ＴＥＣＨＫＯＮ社製のテシコンＲＴ１２０とライトテーブルＬＰ２０の組み合わせ〕を用いて測定し、その平均値を求めるとともに、下記の基準で画像濃度を評価した。
【００８８】
◎：２．２以上。極めて良好。
○：１．８以上、２．２未満。良好。
△：１．７以上、１．８未満。実用レベル。
×：１．７未満。不良
（画像耐久性試験）
前記画像濃度を測定後、引き続いて１％濃度の画像を連続して画像形成し、５００枚ごとに画像を観察して、余白部分にカブリが発生したか否かを判定した。この操作を、前記プリンタライフまで繰り返した後、下記の基準で画像耐久性を評価した。
【００８９】
○：プリンタライフまでカブリは発生しなかった。画像耐久性良好。
×：プリンタライフまでにカブリが発生した。画像耐久性不良。
（トナー帯電量測定）
前記初期状態のレーザープリンタを用いて白ベタ画像（白紙）を１枚画像形成した後にカートリッジを取り出し、前記カートリッジに組み込んだ実施例、比較例の半導電性ローラに対して上方から吸引型帯電量測定器〔トレック社製のＱ／Ｍ ＭＥＴＥＲ Ｍｏｄｅｌ ２１０ＨＳ−２〕を用いてトナーを吸引して帯電量（μＣ）とトナー質量（ｍｇ）とを測定した。そして前記帯電量（μＣ）とトナー質量（ｍｇ）とから、単位質量あたりのトナー帯電量（μＣ／ｇ）を求めて初期帯電量Ｔ０とした。
【００９０】
また、引き続いて白ベタ画像を２０００枚連続して画像形成した後に再び帯電量（μＣ）とトナー質量（ｍｇ）とを測定し、単位質量あたりのトナー帯電量（μＣ／ｇ）を求めて耐久後帯電量Ｔ２０００とした。
〈ローラ抵抗値の測定〉
実施例、比較例で作製した半導電性ローラのローラ抵抗値を、先に説明した測定方法によって測定した。なお表２、３ではローラ抵抗値をｌｏｇＲ値で示している。
【００９１】
以上の結果を表２、３に示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
【表３】
【００９４】
表３の比較例１、２の結果より、ゴム分として、ＳＢＲに代えて、極性ゴムとしてのＣＲ、ＮＢＲをＧＥＣＯと組み合わせた場合には、前記ＳＢＲによる、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下を抑制する効果が得られないことが判った。
これに対し表２、表３の実施例１〜７の結果より、ゴム分として、前記ＳＢＲとＧＥＣＯとを組み合わせることで、良好なトナー帯電量を維持しながら、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下を抑制できることが判った。
【００９５】
また実施例１〜６の結果より、ＳＢＲの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上、８０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
また、前記実施例１と実施例２〜６の結果より、ゴム分としてさらに極性ゴムを配合するとローラ抵抗値を微調整できること、前記極性ゴムの配合割合はＳＢＲの配合割合よりも少なく、かつゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上、４０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
【符号の説明】
【００９６】
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、現像ローラや帯電ローラ等として好適に用いることができる半導電性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は、感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラや、前記帯電させた感光体の表面を露光して形成される静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラなどが用いられる。
前記現像ローラや帯電ローラとしては、例えばゴム分に導電性カーボンブラック等の電子導電性付与剤を配合した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】
このうち現像ローラとしては、前記トナーの微細化、均一化、球形化や、あるいは重合トナーへの移行の流れに対応して、前記トナーに高い帯電性を付与できる上、ローラ本体にトナーを付着させることなく効率的に、静電潜像をトナー像に現像するために、ローラ抵抗値が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。
また帯電ローラとしても、感光体の表面等を、できるだけ低い消費電力で、効率よく短時間で帯電させるために、ローラ抵抗値が前記範囲内に調整された半導電性ローラを用いるのが効果的である。
【０００６】
前記半導電性ローラに課される様々な要求に対応するため、例えばゴム組成物を構成するゴム分の種類、添加剤の種類や配合、構造等が種々検討されている。
例えば、半導電性ローラをできるだけ生産性良く、低コストで製造するためには、ローラ本体を、非多孔質でかつ単層構造に形成するのが好ましい。
また、かかる非多孔質で単層構造のローラ本体を備えた半導電性ローラを現像ローラとして用いた際のトナー帯電量の低下を抑制して画質のよい画像を形成するために、ゴム分としては、例えばクロロプレンゴムやエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムの使用が検討されている。
【０００７】
しかし、ゴム分としてイオン導電性ゴムを使用したゴム組成物からなるローラ本体を備えた半導電性ローラを、実際に現像ローラとして使用して画像形成すると、前記ローラ本体へのトナーの付着による形成画像の画像濃度の低下が発生する。
そこで特許文献１においては、前記トナーの付着による画像濃度の低下を抑制して適度の画像濃度を確保するため、前記ゴム組成物に、トナーの付着を防止する機能を有する充填剤（酸化チタン等）を配合することが提案されているが、前記充填剤を少量配合しただけでは、前記効果は十分には得られない。
【０００８】
しかし、前記効果が十分に得られる範囲まで充填剤の配合量を増加させるとローラ本体の硬度が上昇して、別の新たな問題を生じる。すなわちトナーの劣化を生じやすくなって画像耐久性が低下したり、感光体の表面にローラ本体を圧接させた際のニップ幅が狭くなって形成画像の画質が低下したりする。
なお画像耐久性とは、同じトナーを繰り返し画像形成に使用した際に、形成画像の画質をどれだけの間、良好に維持できるかを表す指標である。１回の画像形成には、画像形成装置の現像部に収容されたトナーのごく一部しか使用されず、残りの大部分のトナーは現像部内を繰り返し循環する。そのため現像部内に設けられてトナーと繰り返し接触する現像ローラが、前記トナーにどれだけダメージを与えるか、あるいは与えないかが、画像耐久性を向上する上での大きな鍵となる。
【０００９】
画像耐久性が低下すると、形成画像にカブリが発生しやすくなる。カブリとは、劣化したトナートナーが、形成画像の余白部分にも拡がって画質を低下させる現象である。
ゴム組成物に発泡剤を配合する等してローラ本体を多孔質構造として、柔軟性を付与することも考えられるが、かかる多孔質のローラ本体は、非多孔質のものよりも耐久寿命が短いため、比較的短期間でヘタリ等を生じて交換しなければならなくなるという問題がある。
【００１０】
特許文献２においては、互いに非相溶であるアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）の混合物からなる海島構造を有し、かつイオン導電化剤を含有させた表面層を、導電性弾性体層の外周面に積層した２層構造のローラ本体を備えた半導電性ローラが提案されている。
前記イオン導電化剤としては、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム、長鎖アルキル４級アンモニウム過塩素酸塩等が例示されている。
【００１１】
前記抵抗層の構成を採用して単層構造の半導電性ローラを形成することが考えられる。その場合、前記イオン導電化剤によって低いローラ抵抗値を維持しながら、イオン導電性ゴムを含まないためトナーの付着を防止することができる。
しかし前記抵抗層の構成では、例えば電界をかけ続けた際や高温に曝された際等に、前記イオン導電化剤が表面に染み出しやすく、染み出したイオン導電化剤が感光体等の表面に移行して形成画像の画質を低下させるという問題を生じる。
【００１２】
特許文献３においては、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ＮＢＲ、およびＳＢＲの混合物からなり、導電性カーボンブラック（カーボン導電性物質）を含有させた弾性層の外周面に、フッ素系材料からなる表面層を積層した２層構造のローラ本体を備えた半導電性ローラが提案されている。
しかし導電剤として導電性カーボンブラックのみを使用して電子導電性を付与した場合は、上記のようにその外周面を表面層で被覆する等、積層構造にしなければ、ローラ抵抗値を安定させることができない。すなわちローラ本体を単層構造にすることはできず、製造工程や使用材料が増加する分、半導電性ローラの生産性が低下するとともに製造コストが高くつくという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−７２４４５号公報
【特許文献２】特開平９−１１４１８９号公報
【特許文献３】特開２００２−２７８３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、非多孔質のローラ本体を備えるとともに、前記ローラ本体が柔軟であり、例えば現像ローラとして用いた際にはトナー帯電量が高い上、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を生じにくく、しかも画像耐久性等にも優れた半導電性ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するため、発明者は、ローラ本体のもとになるゴム組成物のうち特にゴム分の組み合わせについて検討した結果、前記ゴム分として、ＳＢＲを、イオン導電性ゴムのうちエピクロルヒドリンゴムと併用すればよいことを見出した。
前記ＳＢＲは、他のゴム分、例えばＮＢＲ等と比べて電気抵抗値が低いため、同じローラ抵抗値を有するローラ本体を形成するために必要なエピクロルヒドリンゴムの配合割合を少なくできる。
【００１６】
そのため、前記２種のゴム分を併用して非多孔質のローラ本体を形成すると、前記ローラ本体を備えた半導電性ローラを現像ローラとして用いた際に、良好なトナー帯電量を維持しながら、主にエピクロルヒドリンゴムが原因で発生するローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を抑制することができる。
またそのため、充填剤の配合量を極力少なくして、非多孔質にも拘らずローラ本体の良好な柔軟性を維持することもでき、トナーの劣化を生じにくくして画像耐久性を向上したり、形成画像の画質が低下するのを抑制したりすることが可能となる。
【００１７】
したがって本発明は、ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物からなる非多孔質のローラ本体を備えることを特徴とする半導電性ローラである。
前記スチレンブタジエンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上、８０質量部以下であるのが好ましい。
【００１８】
配合割合が前記範囲未満では、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が多くなるため、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがある。
【００１９】
前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにＮＢＲ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、およびアクリルゴム（ＡＣＭ）からなる群より選ばれた少なくとも１種の極性ゴムをも含んでいるのが好ましい。前記極性ゴムを併用することで、ローラ本体のローラ抵抗値を微調整することができる。
また前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにＥＰＤＭをも含んでいるのが好ましい。前記ＥＰＤＭを併用することで、画像形成装置内での使用時に、熱や水、オゾン等による半導電性ローラの劣化を抑制することができる。
【００２０】
先に説明したように、半導電性ローラをできるだけ生産性良く、低コストで製造するためには、ローラ本体を、非多孔質でかつ単層構造に形成するのが好ましく、本発明においても、従来同様にローラ本体を非多孔質で、かつ基本的には単層構造に形成するのが好ましい。ただし、前記ローラ本体の外周面には酸化膜を形成してもよい。
酸化膜を形成すると、前記酸化膜が誘電層として機能して半導電性ローラの誘電正接を低減できる。また現像ローラとして使用した場合は酸化膜が低摩擦層となることでトナーの付着をさらに抑制できる。
【００２１】
しかも酸化膜は、例えば酸化性雰囲気中で紫外線照射等するだけで簡単に形成できるため、半導電性ローラの生産性が低下したり製造コストが高くついたりするのを極力抑制することもできる。
前記本発明の半導電性ローラは、以上で説明したように、電子写真法を利用した画像形成装置内で、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像するための現像ローラとして用いるのが好ましい。
【００２２】
ただし本発明の半導電性ローラは、前記画像形成装置内で感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ等として使用することもできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、非多孔質のローラ本体を備えるとともに、前記ローラ本体が柔軟であり、例えば現像ローラとして用いた際にはトナー帯電量が高い上、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を生じにくく、しかも画像耐久性等にも優れた半導電性ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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】前記半導電性ローラのローラ抵抗値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】
【００２５】
本発明の半導電性ローラは、ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物からなる非多孔質のローラ本体を備えることを特徴とする。
（ＳＢＲ）
ＳＢＲとしては、スチレンと１，３−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のＳＢＲがいずれも使用可能である。またＳＢＲとしては伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。
【００２６】
さらにＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲがいずれも使用可能である。スチレン含量や架橋度を変更することで、ローラ本体の各種物性を調整することができる。
これらＳＢＲの１種または２種以上を使用することができる。
ＳＢＲの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上であるのが好ましく、８０質量部以下であるのが好ましい。
【００２７】
配合割合が前記範囲未満では、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が多くなるため、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがある。
【００２８】
（エピクロルヒドリンゴム）
エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含む種々の重合体が挙げられる。
前記エピクロルヒドリンゴムとしては、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二元共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、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三元共重合体、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三元共重合体、および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四元共重合体等の１種または２種以上が挙げられる。
【００２９】
特にエピクロルヒドリンゴムとしては、エチレンオキサイドを含む共重合体が好ましく、かかる共重合体におけるエチレンオキサイド含量は３０〜９５モル％、中でも５５〜９５モル％、特に６０〜８０モル％であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは電気抵抗値を下げる働きがあるが、エチレンオキサイド含量が前記範囲未満であると、かかる電気抵抗値の低減効果が小さい。一方、エチレンオキサイド含量が前記範囲を超える場合には、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、逆に電気抵抗値が上昇する傾向がある。また、架橋後のローラ本体の硬度が上昇したり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇したりするおそれもある。
【００３０】
前記エピクロルヒドリンゴムとしては、特にエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）が好ましい。
前記ＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は３０〜８０モル％、特に５０〜８０モル％であるのが好ましい。またエピクロルヒドリン含量は２０〜７０モル％、特に２０〜５０モル％であるのが好ましい。
【００３１】
またエピクロルヒドリンゴムとしては、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三元共重合体（ＧＥＣＯ）を用いることもできる。
前記ＧＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は３０〜９５モル％、特に６０〜８０モル％であるのが好ましい。またエピクロルヒドリン含量は４．５〜６５モル％、特に１５〜４０モル％以上であるのが好ましい。さらにアリルグリシジルエーテル含量は０．５〜１０モル％、特に２〜６モル％であるのが好ましい。
【００３２】
なおＧＥＣＯとしては、前記３種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体のほかに、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＯ）をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られており、本発明ではいずれの共重合体も使用可能である。
エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましい。
【００３３】
配合割合が前記範囲未満ではローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、現像ローラとして使用した際に、ローラ本体にトナーが付着しやすくなって、形成画像の画像濃度が低下するおそれがある。
（極性ゴム）
極性ゴムを配合すると、ローラ本体のローラ抵抗値を微調整することができる。前記極性ゴムとしては、例えばＮＢＲ、ＣＲ、ＢＲ、ＡＣＭの１種または２種以上が挙げられる。
【００３４】
特にＮＢＲが好ましい。ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量によって分類される低ニトリルＮＢＲ、中ニトリルＮＢＲ、中高ニトリルＮＢＲ、高ニトリルＮＢＲ、および極高ニトリルＮＢＲがいずれも使用可能である。
ゴム組成物は、前記極性ゴム（Ｐ）を、ＳＢＲ（Ｓ）に対して、質量比で、式(2)：
Ｓ＞Ｐ (2)
を満足する範囲で含んでいるのが好ましい。
【００３５】
式(2)を満足しない場合には、相対的にＳＢＲの量が少なくなって、前記ＳＢＲを配合することによる、先に説明した効果が十分に得られないおそれがある。
極性ゴムの配合割合は、前記式(2)を満足する範囲内で、目的とするローラ本体のローラ抵抗値に応じて任意に設定できるが、特にゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましい。
【００３６】
配合割合が前記範囲未満では、ローラ本体のローラ抵抗値を微調整する効果が十分に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ＳＢＲの量が少なくなって、前記ＳＢＲを配合することによる、先に説明した効果が十分に得られないおそれがある。また相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれもある。
【００３７】
（ＥＰＤＭ）
ＥＰＤＭを配合すると、画像形成装置内での使用時に、熱や水、オゾン等による半導電性ローラの劣化を抑制することができる。
ＥＰＤＭとしては、エチレンとプロピレンに少量の第３成分（ジエン分）を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のＥＰＤＭが、いずれも使用可能である。前記ＥＰＤＭとしては、前記第３成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第３成分としては、例えばエチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４−ヘキサジエン（１，４−ＨＤ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）等が挙げられる。重合触媒としてはチーグラー触媒を使用するのが一般的である。
【００３８】
ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下であるのが好ましい。
配合割合が前記範囲未満では、前記ＥＰＤＭを配合することによる、先に説明した効果が十分に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ＳＢＲの量が少なくなって、前記ＳＢＲを配合することによる、先に説明した効果が十分に得られないおそれがある。また相対的にエピクロルヒドリンゴムの量が少なくなるためローラ抵抗値が上昇して、現像ローラとして使用した際に、トナー帯電量が低下するおそれもある。
【００３９】
（架橋剤、促進剤、促進助剤）
ゴム組成物には、ゴム分を架橋させるための架橋剤、促進剤、促進助剤等が配合される。
前記のうち架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４０】
硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄や有機含硫黄化合物等が挙げられる。また有機含硫黄化合物等としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等が挙げられる。
チオウレア系架橋剤としては、例えばテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレア、（ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ〔式中、ｎは１〜１０の整数を示す。〕で表されるチオウレア等が挙げられる。
【００４１】
過酸化物系架橋剤としてはベンゾイルペルオキシド等が挙げられる。
架橋剤としては、硫黄とチオウレア類とを併用するのが好ましい。
前記併用系において硫黄の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．２質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
【００４２】
配合割合が前記範囲未満では、ゴム組成物の全体での架橋速度が遅くなり、架橋に要する時間が長くなって半導電性ローラの生産性が低下するおそれがある。また前記範囲を超える場合には架橋後のローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなったり、過剰の硫黄がローラ本体の外周面にブルームしたりするおそれがある。
またチオウレア類の配合割合は、ゴム分の総量１００ｇあたりのモル数で表して０．０００９モル以上、特に０．００１５モル以上であるのが好ましく、０．０８００モル以下、特に０．０４００モル以下であるのが好ましい。
【００４３】
チオウレア類の配合割合を前記範囲内とすることにより、ブルームや感光体汚染を起こしにくくできる上、ゴムの分子運動をあまり妨げないため、半導電性ローラのローラ抵抗値をより低くすることができる。
なお、前記範囲内でチオウレア類の配合割合を増やして架橋密度を高めるほど、ローラ抵抗値を低下させることができる。
【００４４】
すなわち、ゴム分の総量１００ｇあたりのチオウレア類の配合割合が０．０００９モル未満ではローラ本体の圧縮永久ひずみを改善しにくく、またローラ抵抗値を十分に低下させることができない。―方、０．０８００モルを超えるとブルームや感光体汚染を生じたり、破断伸び等の機械的物性が低下したりしやすい。
架橋剤の種類に応じて、さらに促進剤や促進助剤を配合してもよい。
【００４５】
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や、下記の有機促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
また有機促進剤としては、例えば１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩等のグアニジン系促進剤；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤；Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系促進剤；チオウレア系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。
【００４６】
促進剤は、種類によってその機能が異なっているため、２種以上の促進剤を併用するのが好ましい。
個々の促進剤の配合割合は、その種類によって個別に設定できるが、通常はゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
【００４７】
促進助剤としては、亜鉛華等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
促進助剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましい。
（その他）
ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。前記添加剤としては、例えば受酸剤、可塑成分（可塑剤、加工助剤等）、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、共架橋剤等が挙げられる。
【００４８】
このうち受酸剤は、ゴム分の架橋時にエピクロルヒドリンゴムから発生する塩素系ガスの、ローラ本体内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等を防止するために機能する。
前記受酸剤としては、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類が好ましい。
【００４９】
また、前記ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用するとより高い受酸効果を得ることができ、感光体の汚染をより一層確実に防止できる。
前記受酸剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に１質量部以上であるのが好ましく、１０質量部以下、特に５質量部以下であるのが好ましい。
【００５０】
配合割合が前記範囲未満では、受酸剤を含有させることによる前記効果が十分に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、架橋後のローラ本体の硬さが上昇するおそれがある。
可塑剤としては、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、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等が挙げられる。
【００５１】
また加工助剤としてはステアリン酸等の脂肪酸などが挙げられる。
これら可塑成分の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以下であるのが好ましい。例えばローラ本体の外周面に、必要に応じて酸化膜を形成する際にブリードを生じたり、画像形成装置への装着時や運転時に感光体の汚染を生じたりするのを防止するためである。かかる目的に鑑みると、可塑成分としては極性ワックスを使用するのが特に好ましい。
【００５２】
劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。
このうち酸化防止剤は、半導電性ローラのローラ抵抗値の環境依存性を低減するとともに、連続通電時のローラ抵抗値の上昇を抑制する働きをする。前記酸化防止剤としては、例えばジエチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラック（登録商標）ＮＥＣ−Ｐ〕、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラックＮＢＣ〕等が挙げられる。
【００５３】
ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する場合で、ゴム組成物に酸化防止剤を配合する場合は、前記酸化膜の形成が効率よく進むように、前記酸化防止剤の配合割合を適宜設定するのが好ましい。
充填剤としては、例えば酸化亜鉛、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、酸化チタン等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５４】
充填剤を配合することにより、ローラ本体の機械的強度等を向上できる。また充填剤として酸化チタンを配合することにより、トナーの付着を抑制することもできる。
また充填剤として導電性カーボンブラックを用いて、ローラ本体に電子導電性を付与することもできる。
充填剤の配合割合は、非多孔質のローラ本体に良好な柔軟性を付与することを考慮すると、ゴム分の総量１００質量部あたり５０質量部以下、特に１０質量部以下であるのが好ましい。
【００５５】
スコーチ防止剤としては、例えばＮ−シクロへキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、Ｎ−ニトロソジフエニルアミン、２，４−ジフエニル−４−メチル−１−ペンテン等の１種または２種以上が挙げられる。特にＮ−シクロへキシルチオフタルイミドが好ましい。
スコーチ防止剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に１質量部以下であるのが好ましい。
【００５６】
共架橋剤とは、それ自体が架橋するとともにゴム分とも架橋反応して全体を高分子化する働きを有する成分を指す。
前記共架橋剤としては、例えばメタクリル酸エステルや、あるいはメタクリル酸またはアクリル酸の金属塩等に代表されるエチレン性不飽和単量体、１，２−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマ類、ジオキシム等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５７】
このうちエチレン性不飽和単量体としては、例えば
(a) アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸類、
(b) マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸類、
(c) 前記(a)(b)の不飽和カルボン酸類のエステルまたは無水物、
(d) 前記(a)〜(c)の金属塩、
(e) １，３−ブタジエン、イソプレン、２−クロル−１，３−ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン、
(f) スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、
(g) トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ビニルピリジンなどの複素環を有するビニル化合物、
(h) その他、（メタ）アクリロニトリルもしくはα−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、アクロレイン、ホルミルステロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン
等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５８】
また前記(c)の不飽和カルボン酸類のエステルとしては、モノカルボン酸類のエステルが好ましい。
前記モノカルボン酸類のエステルとしては、例えば
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｉ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｎ−へキシル（メタ）アクリレート、シクロへキシル（メタ）アクリレート、２−エチルへキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ｉ−ノニル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のアルキルエステル；
アミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ブチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のアミノアルキルエステル；
べンジル（メタ）アクリレート、ベンゾイル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレートなどの芳香族環を有する（メタ）アクリレート；
グリシジル（メタ）アクリレート、メタグリシジル（メタ）アクリレート、エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基を有する（メタ）アクリレート；
Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、γ−（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、テトラハイドロフルフリルメタクリレートなどの各種官能基を有する（メタ）アクリレート；
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレートなどの多官能（メタ）アクリレート；
等の１種または２種以上が挙げられる。
【００５９】
前記各成分を含むゴム組成物は、従来同様に調製できる。まずゴム分を、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ゴム組成物が得られる。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〉
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。
【００６０】
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、前記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とを備えている。
ローラ本体２は非多孔質に形成される。またローラ本体２は、半導電性ローラ１をできるだけ生産性良く、低コストで製造するため、基本的には図に示すように単層構造に形成するのが好ましい。
【００６１】
しかしローラ本体２は、場合によっては、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。その場合は、少なくとも外層を前記ゴム組成物によって形成すればよい。
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。
【００６２】
ローラ本体２の外周面５には、図中に拡大して示すように酸化膜６を設けてもよい。
酸化膜６を形成すると、前記酸化膜６が誘電層として機能して半導電性ローラ１の誘電正接を低減できる。また現像ローラとして使用した場合は酸化膜６が低摩擦層となることでトナーの付着をさらに抑制できる。
しかも酸化膜６は、例えば酸化性雰囲気中で紫外線照射等するだけで簡単に形成できるため、半導電性ローラの生産性が低下したり製造コストが高くついたりするのを極力抑制することもできる。
【００６３】
ただし酸化膜６は形成しなくてもよい。
前記半導電性ローラ１は、先に説明した各成分を含むゴム組成物を用いて、従来同様に製造することができる。
すなわちゴム組成物を、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する。
【００６４】
次いで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。
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とともに機械的に固定する。
【００６５】
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等して酸化させて、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。
前記半導電性ローラ１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、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像するための現像ローラとして好適に使用することができる。
【００６６】
その場合は、トナー帯電量が高い上、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下等を生じにくく、しかも画像耐久性等にも優れた現像ローラとすることができる。
また前記半導電性ローラ１は、オナジク画像形成装置に組み込んで、感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ等として使用することもできる。
ローラ本体２の厚みは、例えば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、０．５ｍｍ以上、中でも１ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上であるのが好ましく、１０ｍｍ以下、中でも７ｍｍ以下、特に５ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００６７】
また、ローラ本体のショアＡ硬さは６０以下、特に５０以下であるのが好ましい。
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して画像耐久性を向上する効果が十分に得られないおそれがある。
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。
【００６８】
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℃、両端荷重１０００ｇの条件で測定した値でもって表すこととする。
また半導電性ローラ１は、温度２３℃、相対湿度５５％の条件下で測定される、印加電圧１００Ｖでのローラ抵抗値が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。
【００６９】
ローラ抵抗値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おそれがある。
またローラ抵抗値が前記範囲を超える高抵抗の半導電性ローラ１では、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】
なおローラ抵抗値は、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値である。
図２は、半導電性ローラ１のローラ抵抗値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値を、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
【００７１】
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、ローラ抵抗値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。
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、ローラの抵抗値に応じて１０２Ω〜１０７Ωの範囲で調整する。
【００７２】
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１００Ｖ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を計測する。
前記検出電圧Ｖと印加電圧Ｅ（＝１００Ｖ）とから、半導電性ローラ１のローラ抵抗値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のローラ抵抗値とすることとする。測定の条件は、先に説明したように温度２３℃、相対湿度５５％である。
【００７３】
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。
半導電性ローラ１のローラ抵抗、ローラ本体２のショアＡ硬さ、および圧縮永久ひずみ等の各特性を調整するためには、例えばゴム組成物を構成する各成分の種類や配合割合等を調整すればよい。
【００７４】
具体的には、例えばゴム分としてのＳＢＲやエピクロルヒドリンゴム、あるいは極性ゴムの種類、組み合わせ、および配合割合を調整したり、前記ゴム分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、添加剤の種類、組み合わせ、および量を調整したりすればよい。
本発明の半導電性ローラは、前記現像ローラや帯電ローラ等として、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好適に使用できる他、前記画像形成装置において、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
【実施例】
【００７５】
〈実施例１〉
（ゴム組成物の調製）
ゴム分として、ＳＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ１５０２〕８０質量部と、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）〕２０質量部とを配合した。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は８０質量部であった。
【００７６】
前記ゴム分合計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に示す各成分のうち架橋成分以外を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えてさらに混練してゴム組成物を調製した。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１中の各成分は下記のとおり。
硫黄系架橋剤：粉末硫黄
チオウレア類：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ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔チアゾール系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＭ〕
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムモノスルフィド〔チウラム系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーＴＳ〕
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ＤＴ〕
導電性充填剤：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、前記ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。
【００７９】
（半導電性ローラの作製）
前記ゴム組成物を押出成形機に供給して外径φ１７．０ｍｍ、内径φ６．２ｍｍの円筒状に押出成形した後、前記筒状体を、外径φ７．５ｍｍ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。
次いで前記筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ１０ｍｍの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φ１６．０ｍｍ（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。
【００８０】
前記ローラ本体の外周面の表面粗さＲｚは、日本工業規格ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に従って測定したところ５±２μｍであった。
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。
【００８１】
〈実施例２〉
ゴム分として、前記ＳＢＲ７０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕１０質量部を配合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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は７０質量部であった。
【００８２】
〈実施例３〉
ＳＢＲの量を５０質量部、ＣＲの量を３０質量部と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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は５０質量部であった。
〈実施例４〉
ＳＢＲの量を１０質量部、ＣＲの量を７０質量部と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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は１０質量部であった。
【００８３】
〈実施例５〉
ＳＢＲの量を５質量部、ＣＲの量を７５質量部と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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は５質量部であった。
〈実施例６〉
ゴム分として、前記ＳＢＲ７０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＮＢＲ〔中高ニトリルゴム、日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）４０１ＬＬ〕１０質量部を配合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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は７０質量部であった。
【００８４】
〈実施例７〉
ゴム分として、前記ＳＢＲ７０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）ＥＰＤＭ５０５Ａ〕１０質量部を配合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。ゴム分の総量１００質量部あたりの、ＳＢＲの配合割合は７０質量部であった。
【００８５】
〈比較例１〉
ゴム分として、前記ＮＢＲ３０質量部、ＧＥＣＯ２０質量部、およびＣＲ５０質量部を配合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。
〈比較例２〉
ゴム分として、前記ＧＥＣＯ２０質量部と、ＣＲ８０質量部とを配合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】
〈ショアＡ硬さの測定〉
実施例、比較例で作製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℃、両端荷重１０００ｇの条件で測定した。
〈実機試験〉
実施例、比較例で作製した半導電性ローラを、市販のレーザープリンタ用のカートリッジ（トナーを収容したトナー容器、感光体、および現像ローラが一体になったもの）の、既設の現像ローラと交換して、温度２３℃、相対湿度５５％の常温、常湿環境下で下記の試験を実施した。なおレーザープリンタは、プラス帯電の粉砕タイプの非磁性１成分トナーを使用するもので、印字速度は毎分２６枚（２６ｐｐｍ）、５％濃度の画像を連続的に形成可能な設定枚数（プリンタライフ）は２６００枚である。
【００８７】
（画像濃度測定）
前記半導電性ローラを新たにカートリッジに組み込むとともに、前記カートリッジをレーザープリンタに装着した初期状態のレーザープリンタを用いて、５％濃度の画像を５枚連続して画像形成し、その直後に黒ベタ画像を１枚画像形成した。
形成した黒ベタ画像上の任意の５点で、反射濃度計〔ＴＥＣＨＫＯＮ社製のテシコンＲＴ１２０とライトテーブルＬＰ２０の組み合わせ〕を用いて測定し、その平均値を求めるとともに、下記の基準で画像濃度を評価した。
【００８８】
◎：２．２以上。極めて良好。
○：１．８以上、２．２未満。良好。
△：１．７以上、１．８未満。実用レベル。
×：１．７未満。不良
（画像耐久性試験）
前記画像濃度を測定後、引き続いて１％濃度の画像を連続して画像形成し、５００枚ごとに画像を観察して、余白部分にカブリが発生したか否かを判定した。この操作を、前記プリンタライフまで繰り返した後、下記の基準で画像耐久性を評価した。
【００８９】
○：プリンタライフまでカブリは発生しなかった。画像耐久性良好。
×：プリンタライフまでにカブリが発生した。画像耐久性不良。
（トナー帯電量測定）
前記初期状態のレーザープリンタを用いて白ベタ画像（白紙）を１枚画像形成した後にカートリッジを取り出し、前記カートリッジに組み込んだ実施例、比較例の半導電性ローラに対して上方から吸引型帯電量測定器〔トレック社製のＱ／Ｍ ＭＥＴＥＲ Ｍｏｄｅｌ ２１０ＨＳ−２〕を用いてトナーを吸引して帯電量（μＣ）とトナー質量（ｍｇ）とを測定した。そして前記帯電量（μＣ）とトナー質量（ｍｇ）とから、単位質量あたりのトナー帯電量（μＣ／ｇ）を求めて初期帯電量Ｔ０とした。
【００９０】
また、引き続いて白ベタ画像を２０００枚連続して画像形成した後に再び帯電量（μＣ）とトナー質量（ｍｇ）とを測定し、単位質量あたりのトナー帯電量（μＣ／ｇ）を求めて耐久後帯電量Ｔ２０００とした。
〈ローラ抵抗値の測定〉
実施例、比較例で作製した半導電性ローラのローラ抵抗値を、先に説明した測定方法によって測定した。なお表２、３ではローラ抵抗値をｌｏｇＲ値で示している。
【００９１】
以上の結果を表２、３に示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
【表３】
【００９４】
表３の比較例１、２の結果より、ゴム分として、ＳＢＲに代えて、極性ゴムとしてのＣＲ、ＮＢＲをＧＥＣＯと組み合わせた場合には、前記ＳＢＲによる、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下を抑制する効果が得られないことが判った。
これに対し表２、表３の実施例１〜７の結果より、ゴム分として、前記ＳＢＲとＧＥＣＯとを組み合わせることで、良好なトナー帯電量を維持しながら、ローラ本体へのトナーの付着による画像濃度の低下を抑制できることが判った。
【００９５】
また実施例１〜６の結果より、ＳＢＲの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上、８０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
また、前記実施例１と実施例２〜６の結果より、ゴム分としてさらに極性ゴムを配合するとローラ抵抗値を微調整できること、前記極性ゴムの配合割合はＳＢＲの配合割合よりも少なく、かつゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上、４０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
【符号の説明】
【００９６】
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】
ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物からなる非多孔質のローラ本体を備えることを特徴とする半導電性ローラ。
【請求項２】
前記スチレンブタジエンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上、８０質量部以下である請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにアクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、およびアクリルゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種の極性ゴムをも含んでいる請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
【請求項４】
前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにエチレンプロピレンジエンゴムをも含んでいる請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
【請求項５】
前記ローラ本体は、外周面に酸化膜を備えている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
【請求項６】
電子写真法を利用した画像形成装置内で、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像するための現像ローラとして用いる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
【請求項１】
ゴム分として、スチレンブタジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムを含むゴム組成物からなる非多孔質のローラ本体を備えることを特徴とする半導電性ローラ。
【請求項２】
前記スチレンブタジエンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１０質量部以上、８０質量部以下である請求項１に記載の半導電性ローラ。
【請求項３】
前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにアクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、およびアクリルゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種の極性ゴムをも含んでいる請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
【請求項４】
前記ゴム組成物は、ゴム分として、さらにエチレンプロピレンジエンゴムをも含んでいる請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
【請求項５】
前記ローラ本体は、外周面に酸化膜を備えている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
【請求項６】
電子写真法を利用した画像形成装置内で、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像するための現像ローラとして用いる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１６３７７６（Ｐ２０１２−１６３７７６Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２１１（Ｐ２０１１−２４２１１）
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【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８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月７日（２０１１．２．７）
【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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