導電性ゴムローラ及びその製造方法
【課題】カーボンブラックを用いて均一分散と抵抗制御を容易に達成し、抵抗ムラが小さく、通電劣化に優れ、安定かつ良好な均一帯電・転写・現像特性と出力画像品質が得られる導電性ゴムローラおよび該導電性ゴムローラの製造方法を提供する。
【解決手段】導電性ゴム層が、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、該導電性ゴム層の切片の電子顕微鏡でカーボンブラックを観察した時、一次粒子の周囲長Ｌと一次粒子径Ｒの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）およびアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂが下記で区分される３種が観察されること。なお、それぞれの含有量は、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８〜３０質量部、（Ｂ）２〜６質量部および（Ｃ）１０〜８０質量部である。
（Ａ）：Ｒ＝１０〜５０ｎｍ、ａ＝３．２〜３．７かつｂ＝２２〜４７個。
（Ｂ）：Ｒ＝１０〜５０ｎｍ、ａ＝４．３〜４．８かつｂ＝４０〜６５個。
（Ｃ）：Ｒ＝１００〜８００ｎｍ、ａ＝３．１〜３．５かつｂ＝１〜３個。
【解決手段】導電性ゴム層が、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、該導電性ゴム層の切片の電子顕微鏡でカーボンブラックを観察した時、一次粒子の周囲長Ｌと一次粒子径Ｒの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）およびアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂが下記で区分される３種が観察されること。なお、それぞれの含有量は、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８〜３０質量部、（Ｂ）２〜６質量部および（Ｃ）１０〜８０質量部である。
（Ａ）：Ｒ＝１０〜５０ｎｍ、ａ＝３．２〜３．７かつｂ＝２２〜４７個。
（Ｂ）：Ｒ＝１０〜５０ｎｍ、ａ＝４．３〜４．８かつｂ＝４０〜６５個。
（Ｃ）：Ｒ＝１００〜８００ｎｍ、ａ＝３．１〜３．５かつｂ＝１〜３個。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置（以下、電子写真装置ということがある）の帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等に使用可能な導電性ゴムローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接触帯電、接触転写方式の電子写真装置においては、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等にそれぞれに適する形態の導電性ゴムローラが使用されている。
【０００３】
導電性ゴムローラは、図１に示した概略断面図で見られるように、導電性支持体（芯金）１の外周に導電性のゴム層２が形成されており、必要に応じてその外周に抵抗調整や汚れ・ブリード防止のための表面層３が設けられた複数層の形態とされていることが多い。
【０００４】
電子写真装置において用いられる導電性ゴムローラは以下の理由により、感光体と一様なニップ幅を保つことが要求されている。すなわち、帯電ローラでは感光体と当接して均一な帯電を行うため。現像ローラではトナー（現像剤）を均一な薄膜担持し、かつ感光体上に形成された静電潜像を均一に現像するトナー搬送体としての機能性を確保するため。また、転写ローラでは感光体上のトナー像を紙等の画像担持体である転写部材に均一に転写するため。したがって、これら用途の導電性ゴムローラは、導電性ゴム層は適当な硬さ及び当接による圧縮力に対して充分な回復性を有する必要があり、ニップ幅を保持するために圧接して使用するのに適した低硬度のローラが使用されている。
【０００５】
しかし、導電性ゴム層を低硬度化するために多量の軟化剤・可塑剤を添加した場合、長期間、同一部を圧接したままで放置すると、導電性ゴム層から軟化剤、可塑剤等の低分子量物質がブリードして感光体を汚染することがある。
【０００６】
電子写真装置に用いられる導電性ゴムローラは、半導電性領域（体積抵抗値で１０4Ωｃｍから１０10Ωｃｍの範囲）に導電性が制御されている。そのため、導電性ゴム層に４級アンモニウム塩などのイオン導電剤が添加されて、必要な抵抗値が達成されている。しかしながら、イオン導電剤を多量に添加すると導電性ゴムローラ表面にブリードし、感光体を汚染することが問題になる。
【０００７】
一方、ブリードして感光体を汚染することが少なく、安価であるのでカーボンブラックを導電剤として添加する方法があるが、カーボンブラックは分散状態や集積構造によって抵抗値が変動し、導電性ゴムローラの抵抗値を制御することが困難となりやすい。また、導電性ゴム層中の微小部分の分散状態によっては局所的な画像不良が発生するという問題もある。
【０００８】
導電性カーボンブラックは、導電性ゴム層内で一般的にカーボンブラック粒子同士がつながった構造となりやすく、すなわち、導電チャンネルを形成しやすく、そのため少量添加で導電性を付与するのに効果がある。しかし、均一に分散させることは難しく、偏在することが多い。したがって、導電性ゴムローラは少なからず抵抗ムラを有することとなり、電子写真装置の帯電ローラ、現像ローラあるいは転写ローラとして用いたときに、得られる画像に画像不良を引き起こす原因となる。例えば、帯電ローラにおいては、カーボンブラックが多く偏在した微小な低抵抗部分では感光体が過帯電となり、結果として画像に白スジ、白ポチなどが現れ、画像不良を引き起こす。逆に、カーボンブラックが少なくて微小な高抵抗部分では感光体の帯電が不十分となり、黒ポチや黒スジなどの画像不良が発生する。
【０００９】
また、導電性ゴム層に印加される電気的エネルギーや機械的な繰り返し圧縮によって、カーボンブラックの一次粒子の凝集体構造（ストラクチャー）やカーボンブック粒子同士のつながりが破壊されたり、ゴム自身が劣化したりすることで高抵抗化してしまう、いわゆる通電劣化の問題がある。
【００１０】
カーボンブラックを添加して分散状態や抵抗値を制御する手段として、体積抵抗率が１Ωｃｍ以下のカーボンブラック（例えば、ケッチェンブラック（商品名））と表面積が１００ｍ2／ｇ以下のカーボンブラック（例えば、ＭＴカーボンブラック）を併用することが提案されている（特許文献１）。しかし、表面積が１００ｍ2／ｇ以下のカーボンブラックは導電性がほとんどないので、導電性ゴム層の導電性の調整は体積抵抗率１Ωｃｍ以下のカーボンブラックに依存することになる。ところが、体積抵抗率１Ωｃｍ以下のカーボンブラックは窒素吸着比表面積が大きく、かつ、ＤＢＰ吸油量が大きいので、導電性ゴム層内での分散状態が不安定になりやすく、抵抗値のばらつきが大きくなってしまう可能性がある。
【００１１】
また、ＤＢＰ吸油量が大きい高ストラクチャーのカーボンブラックに代えて、窒素吸着比表面積２０ｍ2／ｇ以上１３０ｍ2／ｇ以下かつＤＢＰ吸油量６０ｍｌ／１００ｇ以上１２０ｍｌ／１００ｇ以下の中ストラクチャーのカーボンブラックを用いることが提案されている（特許文献２）。しかし、中ストラクチャーのカーボンブラックを用い、所望の抵抗値を得ようとすると、カーボンブラックを多量に使用しなければならず、導電性ゴム層が硬くなってしまうことがある。
【特許文献１】特開平０９−０５８０７７号公報
【特許文献２】特開平０７−０５３８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、電子写真装置に用いられる導電性ゴムローラにおいて、カーボンブラックを用いて均一分散と抵抗制御を容易に達成し、抵抗ムラが小さく、通電劣化に優れ、安定かつ良好な均一帯電・転写・現像特性と出力画像品質が得られる導電性ゴムローラおよび該導電性ゴムローラの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討し、カーボンブラックの形状とストラクチャーの組合せを最適化することによって、均一な分散と抵抗制御を容易にでき、抵抗ムラが小さく、耐通電劣化性に優れ、安定かつ良好な均一帯電・転写・現像特性と出力画像品質が得られる導電性ゴムローラを得られることを見出し、本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、以下の構成を有する。
【００１５】
〔１〕導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラにおいて、
該導電性ゴム層が、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層を電子顕微鏡でカーボンブラックを観察した時、一次粒子径Ｒ、一次粒子の周囲長Ｌと一次粒子径Ｒの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）およびアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂで区分したとき、少なくとも下記３種のカーボンブラック粒子が観察され、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｂ）２質量部以上６質量部以下および（Ｃ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラ。
（Ａ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個。
（Ｂ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個。
（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ １個≦ｂ≦ ３個。
【００１６】
〔２〕極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選ばれたものであることを特徴とする上記の導電性ゴムローラ。
【００１７】
〔３〕導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該導電性ゴム層が少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層中に含ませるカーボンブラックが、窒素吸着法による比表面積ｃおよびＤＢＰ吸油量ｄで区分したときに、少なくとも下記の３種であり、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ｄ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｅ）２質量部以上６質量部以下および（Ｆ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
（Ｄ）：３０ｍ2／ｇ≦ｃ≦４５ｍ2／ｇかつ１１０ｍｌ／１００ｇ≦ｄ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｅ）：８００ｍ2／ｇ≦ｃ≦１３００ｍ2／ｇかつ３５０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｆ）：５ｍ2／ｇ≦ｃ≦１５ｍ2／ｇかつ３０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５０ｍｌ／１００ｇ。
【００１８】
〔４〕極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選択されていることを特徴とする上記の導電性ゴムローラの製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の導電性ゴムローラは、抵抗ムラが小さく、通電劣化に優れ、安定かつ良好な均一帯電・転写・現像特性と出力画像品質が得られる優れたものであり、また、本発明の導電性ゴムローラの製造方法によると、上記優れた性能を有する導電性ゴムローラを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２１】
本発明の導電性ゴムローラは、図１に断面図を示したように、導電性支持体１上に導電性ゴム組成物からなる導電性ゴム層２を有している。そして、必要によりあるいは使用目的により表面層３が形成されている。
【００２２】
導電性支持体としては、少なくとも表面が導電性を有し、導電性ゴムローラの支持体として機能するものであれば特に制限はない。その材料としては、例えば、ＳＵＳ、鉄、銅、ステンレス、真鍮、導電性プラスチック等を使用することができる。導電性支持体の形状は、円柱状の他、中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。また、導電性支持体は、通常、径が４．０ｍｍから８．０ｍｍの範囲が適当である。
【００２３】
導電性ゴム層は、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブッラクからなるものであり、その厚みは、導電性ゴムローラの使用目的にもよるが、通常、０．５ｍｍから５．０ｍｍの範囲が適当である。
【００２４】
ここで使用される極性ゴムは、それ自身の固有体積抵抗値が比較的小さく、カーボンブラックの分散性に優れるので、アクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムが好ましい。
【００２５】
導電性ゴム層中のカーボンブラックは、電子顕微鏡で観察した際のカーボンブラック像において、一次粒子の周囲長をＬ、同一次粒子径をＲとし、その比ａ（＝Ｌ／Ｒ）とアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂとで区分したとき、少なくとも下記の３種のカーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）が観察されることが必要である。
（Ａ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個。
（Ｂ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個。
（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ １個≦ｂ≦ ３個。
【００２６】
導電性ゴム層中のカーボンブラックは、以下のように観察する。
【００２７】
図１のように導電性ゴム層２を長手方向に対して垂直に切断し、導電性ゴム層２の厚み方向の中央部分をクライオミクロトーム「Ｌｅｉｃａ ＥＭ ＦＣＳ」（商品名、ライカマイクロシステムズ株式会社製）を用いて切削温度−１００℃にて、５０ｎｍ程度の厚みの超薄切片を作製する。この超薄切片を、透過型電子顕微鏡「Ｈ−７５００」（商品名、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）にて１００ｋＶ、１０，０００倍で観察し、画像処理ソフト「ｉｍａｇｅ−ｐｒｏ ｐｌｕｓ」（商品名、Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製）を用い、以下の計測を実施する。
【００２８】
なお、本発明の導電性ゴムローラの導電性ゴム層を透過型電子顕微鏡で観察したカーボンブラックの画像では、図２の模式図に示すように、比較的スムースな表面で小さな一次粒子が連なったアグリゲートを形成したカーボンブラック像（（Ａ）に相当）、表面が毛羽立ったような小さな一次粒子が連なったアグリゲートを形成したカーボンブラック像（（Ｂ）に相当）および比較的スムースな表面でかなり大きな一次粒子が多くても数個しか連なっていない（アグリゲートをほとんど形成していない）カーボンブラック像（（Ｃ）に相当）が観察される。
【００２９】
そして、これらの一次粒子を個々に見てみると、それぞれ図３〜５に示すような一次粒子像とすることが可能である。なお、この一次粒子像について外接する楕円を当てはめ、その短径と長径の平均を当該一次粒子の一次粒子径Ｒとした。また、当該一次粒子の画像上で測定した周囲長ＬとＲの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）は、カーボンブラック（Ａ）の像およびカーボンブラック（Ｃ）の像では約３．１４であり、カーボンブラック（Ｂ）の像では３．１４より大幅に大きい値となる。したがって、この値を比べることにより、カーボンブラック（Ａ）とカーボンブラック（Ｂ）は容易に区別できる。なお、カーボンブラック（Ａ）とカーボンブラック（Ｃ）とは一次粒子径Ｒの大きさにより区別する。
【００３０】
なお、本発明では、観察画像内で、隣接するカーボンブラックの一次粒子について、Ｒが２．５倍以上異なる像やａが０．５を超えて異なる像はそれぞれ別種のカーボンブラックからの画像であり、その繋がりはアグリゲートを形成していないとみなす。すなわち、上述した範囲内にあるカーボンブラックの一次粒子の繋がりをアグリゲートとし、アグリゲートを構成している一次粒子の数ｂをカウントする。一次粒子径に関して、カーボンブラック（Ａ）は１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、カーボンブラック（Ｂ）は１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、カーボンブラック（Ｃ）は１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍであることが、導電性と機能性の点から必要である。
【００３１】
ここで、観察されるカーボンラック（Ａ）は、ａが３．２以上３．７以下であること、また、ｂが２２個以上４７個以下であることが、カーボンブラック（Ｂ）の分散性を補助する機能が達成されるために必要である。また、カーボンブラック（Ｂ）は、ａが４．３以上４．８以下であり、ｂが４０個以上６５個以下で、充分にストラクチャーが発達していることが重要であり、これにより導電性ゴム層の導電性を達成する。さらに、カーボンブラック（Ｃ）は、ａが３．１以上３．５以下で、この一次粒子のつながりは、殆んどないと判断されるｂが１個以上３個以下である。これより、カーボンブラックが導電性ゴム層中で均一な分散を達成する。したがって、少なくとも、これらカーボンブラック（Ａ）から（Ｃ）のいずれもが導電性ゴム層中に存在することが必要であり、いずれかが欠けると、カーボンブラックの分散が良好でなく、導電性ゴムローラに抵抗ムラが発生する。
【００３２】
なお、後記するカーボンブラック粉末を極性ゴムに練り込んで作製した試料により透過型電子顕微鏡で観察したときに得られるカーボンブラック像と対比し、カーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれカーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）由来と判断される。したがって、これらカーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）は、分散性、導電性等を考慮したとき、カーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）の添加量に関して後記するような含有量であることが好ましい。すなわち、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｂ）２質量部以上６質量部以下および（Ｃ）１０質量部以上８０質量部以下である。
【００３３】
本発明の導電性ゴムローラの導電性ゴム層は、その抵抗値Ｒｒが１×１０4Ωｃｍから１×１０6Ωｃｍの範囲にあることが好ましい。この抵抗値Ｒｒは、使用する各種ゴムの組成、導電剤の種類や添加量などにより適宜調整することができる。なお、導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒ（Ωｃｍ）の測定は以下のように行う。
【００３４】
導電性ゴムローラを２３℃、６０％ＲＨ（ＮＮ環境）に２４時間以上置いた後、導電性支持体の両端部に各５００ｇの荷重をかけて径３０ｍｍのＳＵＳ製ドラムに圧接し、ＳＵＳ製ドラムを３０ｒｐｍで回転させ、導電性ローラをつれ回りさせる。この状態で導電性支持体の露出部の一方から直流電圧（−２００Ｖｏｌｔ）を印加し、ＳＵＳ製ドラムに直列に接続した抵抗体（１ｋΩ）にかかる電圧を３秒間測定し、その平均値Ｖｒ（Ｖｏｌｔ）を求め、抵抗値Ｒｒを下記式より算出する。
Ｒｒ＝２００×１０3／Ｖｒ
【００３５】
なお、導電性ゴム層は、極性ゴムおよびカーボンブラック以外に、必要に応じて、可塑剤、充填剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤、滑材、受酸剤などの配合剤が適宜配されていても良い。なお、該導電性ゴム層形成には、極性ゴム原料、カーボンブラックと共に加硫剤、加硫促進剤が配された組成物から通常形成されている。
【００３６】
本発明の導電性ゴムローラは、さらに導電性ゴム層の上に機能を調整するための表面層が形成されていることがある。
【００３７】
本発明の導電性ゴムローラは、以下のようにして製造される。
【００３８】
まず、上記極性ゴムに本発明で重要な少なくとも３種のカーボンブラックの他、可塑剤、充填剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤、滑材、受酸剤等の配合剤を配合し、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的な混練機を用いて分散混練して未加硫の導電性ゴム層用の原料ゴム組成物を作製する。
【００３９】
原料ゴム組成物は、導電性支持体である芯金をセットした円筒状金型に注入され、クロスヘッドを備えたベント式の押出し機を用いて芯金と共に押出し出され、あるいは押出し機で円筒状に押し出された後に切断されたものに芯金が挿入されて、芯金の上に円筒状に成形される。その後、加硫缶やバッチ式熱風炉、連続加硫、プレス加硫などの方法で加硫される。
【００４０】
円筒状金型を使用する場合、加硫を金型内で完了しても、金型から取り出した後でも、また、金型内で一次加硫し、取り出して二次加硫を行っても良い。原料ゴム組成物が円筒状に押し出されたものにあっては、押出し機から押し出されてすぐに連続加硫処理され、加硫済のものを切断し、芯金を挿入することもできる。この場合は、芯金挿入後に二次加硫を行うこともできる。なお、いずれの方法であっても、芯金にゴム層を形成した後、端部を突き切る等して、端部を整えることが好ましい。特に、芯金と共に原料ゴム組成物が押し出される場合は、加硫前に端部を整えておくことが望ましい。
【００４１】
上記したようにして、芯金の周りにゴム層を形成したローラは、そのままでも十分に導電性ゴムローラとして使用可能であるが、表面特性や形状を調整するために、乾式研磨や湿式研磨などの研磨加工することができる。
【００４２】
ここで、使用するカーボンブラックとして、窒素吸着比表面積ｃとＤＢＰ吸油量ｄが異なる下記３種類のカーボンブラックを用いる。これにより、ゴム層に導電性付与と抵抗制御を行うとともに均一分散状態が達成できる。
【００４３】
・カーボンブラック（Ｄ）
窒素吸着比表面積ｃ：３０ｍ2／ｇ以上４５ｍ2／ｇ以下
ＤＢＰ吸油量ｄ ：１１０ｍｌ／１００ｇ以上５５０ｍｌ／１００ｇ以下
・カーボンブラック（Ｅ）
窒素吸着比表面積ｃ：８００ｍ2／ｇ以上１３００ｍ2／ｇ以下
ＤＢＰ吸油量ｄ ：３５０ｍｌ／１００ｇ以上５５０ｍｌ／１００ｇ以下
・カーボンブラック（Ｆ）
窒素吸着比表面積ｃ：５ｍ2／ｇ以上１５ｍ2／ｇ以下
ＤＢＰ吸油量ｄ ：３０ｍｌ／１００ｇ以上５０ｍｌ／１００ｇ以下
【００４４】
カーボンブラック（Ｅ）は、ｃとｄが共に大きい、高ストラクチャーのカーボンブラックであり、極性ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以上６質量部以下添加する。これにより原料ゴムの体積抵抗値（１０9Ωｃｍから１０11Ωｃｍの間にある）を１０7Ωｃｍから１０8Ωｃｍの間に下げる。このカーボンブラックを６質量部より多く充填すると、カーボンブラックのパーコレーション領域に入るために抵抗が急激に低下する。そのため抵抗制御が困難になり、高ストラクチャーカーボンの導電性が支配的になり、分散状態も悪化してしまう。そのために、望ましい充填量は２質量部から４質量部の範囲である。なお、ｃとｄが上記範囲にあることが、導電性ゴム層へ良好な導電性を達成するために望ましい。
【００４５】
カーボンブラック（Ｄ）は、ｃが小さく、ｄが中から大の範囲にあり、カーボンブラック（Ｅ）が形成するネットワークの内部で導電性を補助する役割を果たす。ｃが小さいとポリマーへの分散性が良好になるとともに、硬度上昇への寄与が小さく、充填量を増やすことが可能となる。
【００４６】
また、全ゴム量に対するカーボンブラックの充填量が少ないと、ゴム中における導電パスあたりの電気的・力学的エネルギー負荷が大きくなるために、通電劣化が大きくなり易い。よって、硬度上昇による弊害が生じない範囲で、導電性に寄与するカーボンブラックの充填量は多い方が、均一分散、抵抗制御、通電劣化が良好になり好ましい。そのため、カーボンブラック（Ｄ）のｃは３０〜４５ｍ2／ｇが望ましく、その添加量は、極性ゴム成分１００質量部に対して、８質量部から３０質量部の範囲、好ましくは１２質量部から２０質量部の範囲が望ましい。
【００４７】
また、カーボンブラック（Ｄ）は、ｄが大きく（ストラクチャーが発達している）、カーボンブラック（Ｅ）のネットワーク内部で橋かけ状態を形成し、導電性の補助を果たしていると考えられる。ストラクチャーが小さ過ぎると橋かけが届かないために導電性の補助の役割を果たすことができないので、導電性ゴム層はカーボンブラック（Ｅ）の導電性が支配的となり、カーボンブラックの均一分散や導電性ゴム層の抵抗制御が困難になってしまう。そのため、カーボンブラック（Ｄ）のｄは１１０ｍｌ／１００ｇから５５０ｍｌ／１００ｇの範囲が望ましく、好ましくは４４０ｍｌ／１００ｇから５５０ｍｌ／１００ｇの範囲である。
【００４８】
カーボンブラック（Ｆ）は、ｃとｄが共に小さいので、導電性は低いが、ＢＩＴ（ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ ＴＩＭＥ）が短く、混練時において最初にゴム中に分散して、ゴム中にカーボンブラック（Ｆ）のマトリクスを形成する。その後に、そのカーボンブラック（Ｆ）とゴムのマトリクス間をカーボンブラック（Ｄ）およびカーボンブラック（Ｅ）が分散するのでストラクチャーの形成が安定する。また、カーボンブラック（Ｆ）が最初にゴム中に分散しているのでゴムの粘度が上昇して、混練時のせん断が上昇し、分散の向上が達成される。
【００４９】
カーボンブラック（Ｆ）は、前記特性から分かるように硬度上昇への寄与が極めて小さいので、充填量を増やすことが可能となる。そのため、均一分散、抵抗制御、通電劣化が良好になる。したがって、カーボンブラック（Ｆ）の添加量は、極性ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部から８０質量部の範囲、好ましくは２０質量部から４０質量部の範囲が望ましい。
【００５０】
ここで用いるカーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）をそれぞれ極性ゴムに練り込んで、ゴムシートを作成し、該ゴムシートから作成した透過電子顕微鏡試料により測定した電子顕微鏡のカーボンブラック一次粒子の像は、それぞれ図３〜５に示すようである。すなわち、上記したローラ中の導電性ゴム層で観察されたカーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）とそれぞれ同じ形状を示している。
【００５１】
また、これらの図において、観察されるカーボンブラックの一次粒子像に外接する楕円を当てはめ、その長径と短径の平均から求めた当該カーボンブラックの一次粒子の粒子径Ｒと、その円周長Ｌから、Ｌ／Ｒ（＝ａ）を計算するとそれぞれ下記のようになる。
【００５２】
カーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）の粒子径、周囲長は、それぞれ図３〜５に示すように（Ｒ１＋Ｒ１′）／２、Ｌ１；（Ｒ２＋Ｒ２′）／２、Ｌ２；（Ｒ３＋Ｒ３′）／２、Ｌ３である。各カーボンブラックについて、ａを計算すると、カーボンブラック（Ｄ）とカーボンブラック（Ｆ）はほぼ３．１４となり、カーボンブラック（Ｅ）は３．１４より大幅に大きい値となる。これはカーボンブラック（Ｄ）とカーボンブラック（Ｆ）はｃが小さいために、粒子表面に細孔が少なく、比較的真球状の形態をしていることを反映している。一方、カーボンブラック（Ｅ）はｃが大きいために粒子表面に細孔が多く凹凸した形態をしていることを反映している。したがって、ｃの異なるカーボンブラック（Ｅ）とカーボンブラック（Ｄ）も、ａ（＝Ｌ／Ｒ）によって分類可能である。
【００５３】
一方、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、ストラクチャーの発達度合いやアグリゲートを構成しているカーボンブラック粒子数を反映していることが知られている。アグリゲートは集合体としてアグロメレート（ストラクチャー）を形成するために、分散の進行度によってもその大きさが異なる。しかし、本発明の場合、第一に、ｃとｄが小さいカーボンブラック（Ｆ）がゴム中に分散して点在するようにマトリクスを形成する。次いで、カーボンブラック（Ｆ）を結ぶようにカーボンブラック（Ｅ）が繋がることで主となる導電パスを形成する。さらに、カーボンブラック（Ｄ）がカーボンブラック（Ｅ）のストラクチャーを橋かけして導電性を補助するという特徴的な分散状態をとる（図２参照）。
【００５４】
このように、カーボンブラック（Ｆ）がゴム中にマトリクス状に点在して分散しているので（特に、その充填量が多いと）、その他のカーボンブラックはストラクチャーの形成に制限を受ける状態になる。そのため、最もストラクチャーの大きいカーボンブラック（Ｅ）でも、カーボンブラック（Ｆ）に対しては、アグリゲートサイズ以上のストラクチャーを形成することが容易ではなくなる。つまり、分散の制御が容易になる。
【００５５】
以上より、導電性ゴム層内へ分散したカーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）は、それぞれ、カーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）として観察され、定義することができる。
（Ｄ）＝（Ａ）：１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個
（Ｅ）＝（Ｂ）：１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個
（Ｆ）＝（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ１個≦ｂ≦３個
【００５６】
本発明の導電性ゴムローラは、電子写真装置の帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等に好適に使用できる。
【００５７】
本発明の導電性ゴムローラは、電子写真装置に用いるには、トナーや外添剤の付着防止、抵抗調整、感光体への汚染防止を制御するため、表面層を設けることが好ましい。
【００５８】
表面層を設ける場合、柔軟性、耐磨耗性及び機械強度のある高分子バインダーを結着樹脂とし、これらの樹脂中に上記したような導電剤を分散して抵抗調整して使用される。高分子バインダーとしては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂等が使用される。
【００５９】
導電性ゴムローラに表面層を設ける場合の好ましい方法として、次のような方法が挙げられる。まず、高分子バインダーを溶剤に溶解し、その中に導電剤を加え、ビーズミル、サンドミル、ボールミル、ペイントシェーカーなどの塗料分散機を用いて分散する。これを浸漬塗工、スプレー塗工、ロールコートなどの塗工方法によって導電性ゴム層の外周に塗布する。さらに熱風循環乾燥機や赤外線乾燥炉などを用いて溶剤を除去して導電性ゴム層の上に表面層を形成する。
【００６０】
また、導電性ゴムローラは、上記表面層の形成の代わりに、電子線、紫外線、Ｘ線、赤外線、プラズマなどのエネルギー線を照射し、導電性ゴム層の最表面を高架橋化することも好ましい。中では、特に紫外線による高架橋化が好ましい。紫外線を照射することで所望の電気特性にすることができ、また、粘着性や摩擦係数が低下するので、トナーや外添剤が導電性ゴムローラ表面へ付着するのを防止できる。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により、本発明を説明する。
【００６２】
まず、実施例、比較例で使用した原料を、また、カーボンブラックについては、前述した方法によって観察、定義したＲ、ａおよびｂの値も記載する。
【００６３】
１）極性ゴム
・ＮＢＲ ：アクリロニトリルブタジエンゴム「ニッポールＤＮ２１９」（商品名、日本ゼオン株式会社製、アクリロニトリル量：３３．５％、ムーニー粘度：２７．０ＭＬ（１＋４）１００℃）
・ＣＨＲ ：エピクロルヒドリンゴム「エピクロマーＣＧ１０５」（商品名、ダイソー株式会社製、ムーニー粘度：６５．０ＭＬ（１＋４）１００℃）
【００６４】
２）カーボンブラック
・ＣＢ１ ：カーボンブラック「旭＃ＨＳ−５００」（商品名、旭カーボン株式会社製、ｃ＝４２ｍ2／ｇ、ｄ＝５００ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝３８ｎｍ、ａ＝３．２〜３．７、ｂ＝２２〜４７個）、カーボンブラック（Ｄ）に相当
・ＣＢ２ ：ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ（商品名、ケッチェンブラックインターナショナル株式会社製、ｃ＝１２７０ｍ2／ｇ、Ｒ＝３４ｎｍ、ｄ＝４９５ｍｌ／１００ｇ、ａ＝４．３〜４．８、ｂ＝４０〜６５個）、カーボンブラック（Ｅ）に相当
・ＣＢ３ ：ＭＴカーボンブラック Ｎ９９０（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ Ｉｎｃ．製、ｃ＝９ｍ2／ｇ、ｄ＝３８ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝３００ｎｍ、ａ＝３．１〜３．５、ｂ＝１〜３個）、カーボンブラック（Ｆ）に相当
・ＣＢ４ ：カーボンブラック「シースト Ｇ−ＳＯ」（商品名、東海カーボン株式会社製、ｃ＝４２ｍ2／ｇ、ｄ＝１１５ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝４３ｎｍ、ａ＝３．２〜３．７、ｂ＝２２〜３８個）、カーボンブラック（Ｄ）に相当
・ＣＢ５ ：カーボンブラック「旭＃３５」（商品名、旭カーボン株式会社製、ｃ＝２４ｍ2／ｇ、ｄ＝５０ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝７８ｎｍ、ａ＝３．２〜３．６、ｂ＝４〜１５個）、カーボンブラック（Ｄ）の代替
・ＣＢ６ ：カーボンブラック「三菱カーボンブラック＃３３５０Ｂ」（商品名、三菱化学株式会社製、ｃ＝１２５ｍ2／ｇ、ｄ＝１６５ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝２４ｎｍ、ａ＝４．０〜４．５、ｂ＝２５〜４０個）、カーボンブラック（Ｄ）の代替
【００６５】
３）充填剤、加硫剤、その他
・ＣａＣＯ3：炭酸カルシウム「シルバーＷ」（商品名、白石工業株式会社製）
・ＺｎＯ ：亜鉛華２種（ハクスイテック株式会社製）
・ＳｔＺｎ ：ステアリン酸亜鉛
・ＤＭ−Ｐ ：加硫促進助剤、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド「ノクセラーＤＭ−Ｐ」（商品名、大内新興化学株式会社製）
・ＴＢＺＴＤ：加硫促進助剤、テトラベンジルチウラムジスルフィド「ノクセラーＴＢＺＴＤ」（商品名、大内新興化学株式会社製）
・硫黄 ：加硫剤、硫黄「サルファックスＰＭＣ」（商品名、鶴見化学工業株式会社製）
【００６６】
導電性ゴムローラの性能は、抵抗値、抵抗ムラ、耐通電劣化および画像均一性について下記の方法で評価した。
【００６７】
［抵抗値および抵抗ムラ］
実施例、比較例で作成した導電性ゴムローラを２３℃、６０％ＲＨ（ＮＮ環境）に２４時間以上置いた後、導電性支持体の両端部に各５００ｇの荷重をかけて径３０ｍｍのＳＵＳ製ドラムに圧接し、ＳＵＳ製ドラムを３０ｒｐｍで回転させ、導電性ローラをつれ回りさせる。この状態で導電性支持体の露出部の一方から直流電圧（−２００Ｖｏｌｔ）を印加し、ＳＵＳ製ドラムに直列に接続した抵抗体（１ｋΩ）にかかる電圧を３秒間連続して測定し、その平均値をＶｒ（Ｖｏｌｔ）とする。そして、このときの電圧（絶対値）の最大（Ｖｒmax）と最小（Ｖｒmin）から、比（Ｖｒmax／Ｖｒmin）を求め、抵抗ムラ（倍）とした。そして、抵抗値Ｒｒは測定電圧Ｖｒから下記式にて算出した。
Ｒｒ＝２００×１０3／Ｖｒ
【００６８】
［耐通電劣化］
上記抵抗値および抵抗ムラ測定後、さらに、−２００Ｖｏｌｔを印加したまま、ＳＵＳ製ドラムを３０ｒｐｍで回転させて、導電性ゴムローラをＳＵＳ製ドラムにつれ回りした状態で１時間通電した。その後、ＳＵＳ製ドラムに直列に接続した抵抗体（１ｋΩ）にかかる電圧を３秒間測定し、その平均をＶｒ1h（Ｖｏｌｔ）とする。Ｖｒ1hから１時間後の抵抗値Ｒｒ1hを算出した。この抵抗値Ｒｒ1hが上記で測定した抵抗値Ｒｒに対する割合（％）を求め、耐通電劣化の指標とした。
【００６９】
［画像均一性］
実施例、比較例で作製した導電性ゴムローラを、キヤノン株式会社製のレーザービームプリンター「ＬＢＰ５５００」（商品名）の黒のオールインワンカートリッジに帯電ローラとして組み込み、ＬＬ環境（温度１５℃、湿度１０％）に２４時間置いた。このカートリッジを「ＬＢＰ５５００」にセットし、ハーフトーン画像と実用画像（写真画像）を出力した。得られた画像を目視により観察し、カーボンブラックの分散の不均質さ、抵抗ムラ等が原因で生じる白・黒ポチ、白・黒スジ等の画像不良の有無により、下記基準で評価した。
○：画像不良が全く無い。
△：実用画像には画像不良は無いが、ハーフトーン画像に観察される。
×：実用画像、ハーフトーン画像の両方に画像不良が観察される。
【００７０】
実施例１
極性ゴムとしてＮＢＲ １００質量部、カーボンブラック（Ｄ）としてＣＢ１ ８質量部、カーボンブラック（Ｅ）としてＣＢ２ ４質量部、カーボンブラック（Ｆ）としてＣＢ３ ４０質量部、ＣａＣＯ3 １０質量部、ＺｎＯ ５質量部およびＳｔＺｎ １質量部を加圧式ニーダーで２０分間混練した。なお、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）は研磨性を向上させる目的で添加している。
【００７１】
これに、ＤＭ−Ｐ １質量部、ＴＢＺＴＤ ３質量部および硫黄１質量部を加え、さらに、１０分間混練して、未加硫ゴム組成物を作製した。
【００７２】
次に、８０℃に設定したクロスヘッドを備えた、株式会社イー・エム技研製の押出し成型機（直径５０ｍｍベント式押出し機、Ｌ／Ｄ＝１６）によって、ＳＵＳ製の径６．０ｍｍで長さ２５８．０ｍｍ導電性支持体（芯金）に同軸状に未加硫ゴム組成物を押出した。芯金端部から１０．０ｍｍまでの余分なゴムを切り離し、芯金上の未加硫ゴム組成物の長さを２３８．０ｍｍにした後、熱風乾燥炉中１６０℃で１時間加硫した。加硫後、乾式研磨加工によって、ゴム中央の外径を８．５ｍｍ、ゴム端部の外径を８．２５ｍｍのクラウン形状に研磨した。その後、低圧水銀ランプを用いて紫外線による表面処理を施し、導電性ゴムローラを得た。なお、表面処理は６０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線強度で、ゴムローラを３０ｒｐｍで回転させながら１００秒間実施した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは２．０×１０5Ωｃｍであった。
【００７３】
実施例２
ＣＢ１の配合量を１６質量部と増やし、初めの混練時間を２５分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．０×１０5Ωｃｍであった。
【００７４】
実施例３
ＣＢ１の配合量を２５質量部と増やし、初めの混練時間を３０分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは５．０×１０4Ωｃｍであった。
【００７５】
実施例４
ＣＢ３の配合量を１０質量部と減らした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．３×１０5Ωｃｍであった。
【００７６】
実施例５
ＣＢ３の配合量を７０質量部と増やした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは６．７×１０4Ωｃｍであった。
【００７７】
実施例６
カーボンブラック（Ｄ）としてＣＢ４を１６質量部使用した以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．５×１０5Ωｃｍであった。
【００７８】
実施例７
極性ゴムとしてＣＨＲ １００質量部を用い、ＣＢ２およびＣＢ３をそれぞれ２質量部、２０質量部と減らした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．０×１０5Ωｃｍであった。
【００７９】
比較例１
ＣＢ１を使用せず、初めの混練時間を１６分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは２．１×１０5Ωｃｍであった。
【００８０】
比較例２
ＣＢ１の配合量を４０質量部と増やし、初めの混練時間を３０分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは４．０×１０4Ωｃｍであった。
【００８１】
比較例３
ＣＢ３の配合量を５質量部と減らした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．７×１０5Ωｃｍであった
【００８２】
比較例４
ＣＢ３の配合量を９０質量部と増やした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは５．７×１０4Ωｃｍであった。
【００８３】
比較例５
ＣＢ１に代えＣＢ５ １６質量部を使用した以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは３．３×１０5Ωｃｍであった。なお、ＣＢ５の電顕用試料を作成し、観察をしたところａ＝３．２〜３．６、ｂ＝４〜１５個であった。
【００８４】
比較例６
ＣＢ１に代えＣＢ６ １６質量部を使用した以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは３．３×１０4Ωｃｍであった。なお、ＣＢ６の電顕用試料を作成し、断面観察をしたところａ＝４．０〜４．５、ｂ＝２５〜４０個であった。
【００８５】
以上の実施例、比較例で作成した導電性ゴムローラを帯電ローラとして用いて、抵抗ムラ、耐通電劣化および画像均一性の評価を上記により行った。得られた結果を表１（実施例）および表２（比較例）に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
【表２】
【００８８】
実施例１は、カーボンブラック（Ｄ）の配合量が少ないために、画像均一性は△、耐通電劣化は７５％、抵抗ムラは１．５倍であった。
【００８９】
実施例２および３は、カーボンブラック（Ｄ）が実施例１よりも増えたために画像均一性が向上し、耐通電劣化は８７％、９５％と良化している。但し、実施例３では導電性ゴムローラの硬度が上昇したために均質なニップが保持しにくくなったことが原因で画像均一性が△になった。抵抗ムラは実施例２では１．３倍と更に良化したが、実施例３では未加硫ゴムのムーニー粘度上昇にともない押出し成形時の吐出安定性が低下したために１．６倍になった。
【００９０】
実施例４は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例２よりも減ったことで、マトリクスの形成が全ゴム領域に対して低下しために画像均一性が△、耐通電劣化が７２％に低下し、抵抗ムラも１．７倍になった。
【００９１】
実施例５は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例２よりも増えたために、硬度が上昇して画像均一性が△になったが、耐通電劣化は９６％と良化し、抵抗ムラも１．５倍となった。
【００９２】
実施例６はＣＢ１よりもＤＢＰ吸油量が小さいＣＢ４（ａ＝３．２〜３．７、ｂ＝２２〜３８個）を用いたところ、画像均一性は〇、耐通電劣化は９０％、抵抗ムラは１．６倍であった。
【００９３】
実施例７は、極性ゴムとして、エピクロルヒドリンゴムを用いた。使用したエピクロルヒドリンゴムのムーニー粘度が高いためにカーボンブラック（Ｆ）の配合量を減らした。画像均一性は〇であり、耐通電劣化は７８％、抵抗ムラは１．３倍であった。
【００９４】
比較例１は、カーボンブラック（Ｄ）を使用しなかったので、カーボンブラック（Ｅ）の導電性が支配的になり、分散が不均一な状態になっていると考えられる。画像均一性は×であり、耐通電劣化は６８％、抵抗ムラは１．６倍であった。
【００９５】
比較例２は、カーボンブラック（Ｄ）が実施例３よりも増えたために導電性ゴムローラの硬度がさらに上昇し、ニップの確保が不十分になり、画像均一性が△になった。耐通電劣化は９６％と良化したが、粘度上昇による吐出安定性が低下し、抵抗ムラは２．３倍になった。
【００９６】
比較例３は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例４よりも減ったために、マトリクスの形成が不十分となり、画像均一性が×となった。また、耐通電劣化も６０％に低下した。抵抗ムラは１．４倍であった。
【００９７】
比較例４は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例５よりもさらに増えたために、硬度と粘度が上昇したことにより、画像均一性が×となり、抵抗ムラも２．１倍になった。耐通電劣化は９５％であった。
【００９８】
比較例５は、ＤＢＰ吸油量がＣＢ１よりも小さく窒素吸着比表面積が同程度のＣＢ５（ａ＝３．２〜３．６、ｂ＝４〜１５個）を用いたので、耐通電劣化は８５％、抵抗ムラは１．７倍であったが、画像均一性は×になった。
【００９９】
比較例６は、窒素吸着比表面積がＣＢ１よりも大きく、ＤＢＰ吸油量がＣＢ１とＣＢ４の中間にあるＣＢ６を用いた。窒素吸着比表面積が大きいために、分散性が悪くなり、ムーニー粘度と導電性ゴムローラ硬度が高くなり、画像均一性は×であり、耐通電劣化は６６％、抵抗ムラが２．４倍になった。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】導電性ゴムローラの概略断面図である。
【図２】導電性ゴム層のカーボンブラックの分散状態の概略模式図である。
【図３】カーボンブラック（Ｄ）（（Ａ））の一次粒子の観察概略図である。
【図４】カーボンブラック（Ｅ）（（Ｂ））の一次粒子の観察概略図である。
【図５】カーボンブラック（Ｆ）（（Ｃ））の一次粒子の観察概略図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 芯金（導電性支持体）
２ 導電性ゴム層
３ 表面層（保護層）
Ｒ１ カーボンブラック（Ｄ）の一次粒子の長直径
Ｒ１’ カーボンブラック（Ｄ）の一次粒子の短直径
Ｌ１ カーボンブラック（Ｄ）の一次粒子の周囲長
Ｒ２ カーボンブラック（Ｅ）の一次粒子の長直径
Ｒ２’ カーボンブラック（Ｅ）の一次粒子の短直径
Ｌ２ カーボンブラック（Ｅ）の一次粒子の周囲長
Ｒ３ カーボンブラック（Ｆ）の一次粒子の長直径
Ｒ３’ カーボンブラック（Ｆ）の一次粒子の短直径
Ｌ３ カーボンブラック（Ｆ）の一次粒子の周囲長
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置（以下、電子写真装置ということがある）の帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等に使用可能な導電性ゴムローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接触帯電、接触転写方式の電子写真装置においては、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等にそれぞれに適する形態の導電性ゴムローラが使用されている。
【０００３】
導電性ゴムローラは、図１に示した概略断面図で見られるように、導電性支持体（芯金）１の外周に導電性のゴム層２が形成されており、必要に応じてその外周に抵抗調整や汚れ・ブリード防止のための表面層３が設けられた複数層の形態とされていることが多い。
【０００４】
電子写真装置において用いられる導電性ゴムローラは以下の理由により、感光体と一様なニップ幅を保つことが要求されている。すなわち、帯電ローラでは感光体と当接して均一な帯電を行うため。現像ローラではトナー（現像剤）を均一な薄膜担持し、かつ感光体上に形成された静電潜像を均一に現像するトナー搬送体としての機能性を確保するため。また、転写ローラでは感光体上のトナー像を紙等の画像担持体である転写部材に均一に転写するため。したがって、これら用途の導電性ゴムローラは、導電性ゴム層は適当な硬さ及び当接による圧縮力に対して充分な回復性を有する必要があり、ニップ幅を保持するために圧接して使用するのに適した低硬度のローラが使用されている。
【０００５】
しかし、導電性ゴム層を低硬度化するために多量の軟化剤・可塑剤を添加した場合、長期間、同一部を圧接したままで放置すると、導電性ゴム層から軟化剤、可塑剤等の低分子量物質がブリードして感光体を汚染することがある。
【０００６】
電子写真装置に用いられる導電性ゴムローラは、半導電性領域（体積抵抗値で１０4Ωｃｍから１０10Ωｃｍの範囲）に導電性が制御されている。そのため、導電性ゴム層に４級アンモニウム塩などのイオン導電剤が添加されて、必要な抵抗値が達成されている。しかしながら、イオン導電剤を多量に添加すると導電性ゴムローラ表面にブリードし、感光体を汚染することが問題になる。
【０００７】
一方、ブリードして感光体を汚染することが少なく、安価であるのでカーボンブラックを導電剤として添加する方法があるが、カーボンブラックは分散状態や集積構造によって抵抗値が変動し、導電性ゴムローラの抵抗値を制御することが困難となりやすい。また、導電性ゴム層中の微小部分の分散状態によっては局所的な画像不良が発生するという問題もある。
【０００８】
導電性カーボンブラックは、導電性ゴム層内で一般的にカーボンブラック粒子同士がつながった構造となりやすく、すなわち、導電チャンネルを形成しやすく、そのため少量添加で導電性を付与するのに効果がある。しかし、均一に分散させることは難しく、偏在することが多い。したがって、導電性ゴムローラは少なからず抵抗ムラを有することとなり、電子写真装置の帯電ローラ、現像ローラあるいは転写ローラとして用いたときに、得られる画像に画像不良を引き起こす原因となる。例えば、帯電ローラにおいては、カーボンブラックが多く偏在した微小な低抵抗部分では感光体が過帯電となり、結果として画像に白スジ、白ポチなどが現れ、画像不良を引き起こす。逆に、カーボンブラックが少なくて微小な高抵抗部分では感光体の帯電が不十分となり、黒ポチや黒スジなどの画像不良が発生する。
【０００９】
また、導電性ゴム層に印加される電気的エネルギーや機械的な繰り返し圧縮によって、カーボンブラックの一次粒子の凝集体構造（ストラクチャー）やカーボンブック粒子同士のつながりが破壊されたり、ゴム自身が劣化したりすることで高抵抗化してしまう、いわゆる通電劣化の問題がある。
【００１０】
カーボンブラックを添加して分散状態や抵抗値を制御する手段として、体積抵抗率が１Ωｃｍ以下のカーボンブラック（例えば、ケッチェンブラック（商品名））と表面積が１００ｍ2／ｇ以下のカーボンブラック（例えば、ＭＴカーボンブラック）を併用することが提案されている（特許文献１）。しかし、表面積が１００ｍ2／ｇ以下のカーボンブラックは導電性がほとんどないので、導電性ゴム層の導電性の調整は体積抵抗率１Ωｃｍ以下のカーボンブラックに依存することになる。ところが、体積抵抗率１Ωｃｍ以下のカーボンブラックは窒素吸着比表面積が大きく、かつ、ＤＢＰ吸油量が大きいので、導電性ゴム層内での分散状態が不安定になりやすく、抵抗値のばらつきが大きくなってしまう可能性がある。
【００１１】
また、ＤＢＰ吸油量が大きい高ストラクチャーのカーボンブラックに代えて、窒素吸着比表面積２０ｍ2／ｇ以上１３０ｍ2／ｇ以下かつＤＢＰ吸油量６０ｍｌ／１００ｇ以上１２０ｍｌ／１００ｇ以下の中ストラクチャーのカーボンブラックを用いることが提案されている（特許文献２）。しかし、中ストラクチャーのカーボンブラックを用い、所望の抵抗値を得ようとすると、カーボンブラックを多量に使用しなければならず、導電性ゴム層が硬くなってしまうことがある。
【特許文献１】特開平０９−０５８０７７号公報
【特許文献２】特開平０７−０５３８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、電子写真装置に用いられる導電性ゴムローラにおいて、カーボンブラックを用いて均一分散と抵抗制御を容易に達成し、抵抗ムラが小さく、通電劣化に優れ、安定かつ良好な均一帯電・転写・現像特性と出力画像品質が得られる導電性ゴムローラおよび該導電性ゴムローラの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討し、カーボンブラックの形状とストラクチャーの組合せを最適化することによって、均一な分散と抵抗制御を容易にでき、抵抗ムラが小さく、耐通電劣化性に優れ、安定かつ良好な均一帯電・転写・現像特性と出力画像品質が得られる導電性ゴムローラを得られることを見出し、本発明に至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、以下の構成を有する。
【００１５】
〔１〕導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラにおいて、
該導電性ゴム層が、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層を電子顕微鏡でカーボンブラックを観察した時、一次粒子径Ｒ、一次粒子の周囲長Ｌと一次粒子径Ｒの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）およびアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂで区分したとき、少なくとも下記３種のカーボンブラック粒子が観察され、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｂ）２質量部以上６質量部以下および（Ｃ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラ。
（Ａ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個。
（Ｂ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個。
（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ １個≦ｂ≦ ３個。
【００１６】
〔２〕極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選ばれたものであることを特徴とする上記の導電性ゴムローラ。
【００１７】
〔３〕導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該導電性ゴム層が少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層中に含ませるカーボンブラックが、窒素吸着法による比表面積ｃおよびＤＢＰ吸油量ｄで区分したときに、少なくとも下記の３種であり、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ｄ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｅ）２質量部以上６質量部以下および（Ｆ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
（Ｄ）：３０ｍ2／ｇ≦ｃ≦４５ｍ2／ｇかつ１１０ｍｌ／１００ｇ≦ｄ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｅ）：８００ｍ2／ｇ≦ｃ≦１３００ｍ2／ｇかつ３５０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｆ）：５ｍ2／ｇ≦ｃ≦１５ｍ2／ｇかつ３０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５０ｍｌ／１００ｇ。
【００１８】
〔４〕極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選択されていることを特徴とする上記の導電性ゴムローラの製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の導電性ゴムローラは、抵抗ムラが小さく、通電劣化に優れ、安定かつ良好な均一帯電・転写・現像特性と出力画像品質が得られる優れたものであり、また、本発明の導電性ゴムローラの製造方法によると、上記優れた性能を有する導電性ゴムローラを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２１】
本発明の導電性ゴムローラは、図１に断面図を示したように、導電性支持体１上に導電性ゴム組成物からなる導電性ゴム層２を有している。そして、必要によりあるいは使用目的により表面層３が形成されている。
【００２２】
導電性支持体としては、少なくとも表面が導電性を有し、導電性ゴムローラの支持体として機能するものであれば特に制限はない。その材料としては、例えば、ＳＵＳ、鉄、銅、ステンレス、真鍮、導電性プラスチック等を使用することができる。導電性支持体の形状は、円柱状の他、中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。また、導電性支持体は、通常、径が４．０ｍｍから８．０ｍｍの範囲が適当である。
【００２３】
導電性ゴム層は、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブッラクからなるものであり、その厚みは、導電性ゴムローラの使用目的にもよるが、通常、０．５ｍｍから５．０ｍｍの範囲が適当である。
【００２４】
ここで使用される極性ゴムは、それ自身の固有体積抵抗値が比較的小さく、カーボンブラックの分散性に優れるので、アクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムが好ましい。
【００２５】
導電性ゴム層中のカーボンブラックは、電子顕微鏡で観察した際のカーボンブラック像において、一次粒子の周囲長をＬ、同一次粒子径をＲとし、その比ａ（＝Ｌ／Ｒ）とアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂとで区分したとき、少なくとも下記の３種のカーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）が観察されることが必要である。
（Ａ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個。
（Ｂ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個。
（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ １個≦ｂ≦ ３個。
【００２６】
導電性ゴム層中のカーボンブラックは、以下のように観察する。
【００２７】
図１のように導電性ゴム層２を長手方向に対して垂直に切断し、導電性ゴム層２の厚み方向の中央部分をクライオミクロトーム「Ｌｅｉｃａ ＥＭ ＦＣＳ」（商品名、ライカマイクロシステムズ株式会社製）を用いて切削温度−１００℃にて、５０ｎｍ程度の厚みの超薄切片を作製する。この超薄切片を、透過型電子顕微鏡「Ｈ−７５００」（商品名、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）にて１００ｋＶ、１０，０００倍で観察し、画像処理ソフト「ｉｍａｇｅ−ｐｒｏ ｐｌｕｓ」（商品名、Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製）を用い、以下の計測を実施する。
【００２８】
なお、本発明の導電性ゴムローラの導電性ゴム層を透過型電子顕微鏡で観察したカーボンブラックの画像では、図２の模式図に示すように、比較的スムースな表面で小さな一次粒子が連なったアグリゲートを形成したカーボンブラック像（（Ａ）に相当）、表面が毛羽立ったような小さな一次粒子が連なったアグリゲートを形成したカーボンブラック像（（Ｂ）に相当）および比較的スムースな表面でかなり大きな一次粒子が多くても数個しか連なっていない（アグリゲートをほとんど形成していない）カーボンブラック像（（Ｃ）に相当）が観察される。
【００２９】
そして、これらの一次粒子を個々に見てみると、それぞれ図３〜５に示すような一次粒子像とすることが可能である。なお、この一次粒子像について外接する楕円を当てはめ、その短径と長径の平均を当該一次粒子の一次粒子径Ｒとした。また、当該一次粒子の画像上で測定した周囲長ＬとＲの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）は、カーボンブラック（Ａ）の像およびカーボンブラック（Ｃ）の像では約３．１４であり、カーボンブラック（Ｂ）の像では３．１４より大幅に大きい値となる。したがって、この値を比べることにより、カーボンブラック（Ａ）とカーボンブラック（Ｂ）は容易に区別できる。なお、カーボンブラック（Ａ）とカーボンブラック（Ｃ）とは一次粒子径Ｒの大きさにより区別する。
【００３０】
なお、本発明では、観察画像内で、隣接するカーボンブラックの一次粒子について、Ｒが２．５倍以上異なる像やａが０．５を超えて異なる像はそれぞれ別種のカーボンブラックからの画像であり、その繋がりはアグリゲートを形成していないとみなす。すなわち、上述した範囲内にあるカーボンブラックの一次粒子の繋がりをアグリゲートとし、アグリゲートを構成している一次粒子の数ｂをカウントする。一次粒子径に関して、カーボンブラック（Ａ）は１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、カーボンブラック（Ｂ）は１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、カーボンブラック（Ｃ）は１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍであることが、導電性と機能性の点から必要である。
【００３１】
ここで、観察されるカーボンラック（Ａ）は、ａが３．２以上３．７以下であること、また、ｂが２２個以上４７個以下であることが、カーボンブラック（Ｂ）の分散性を補助する機能が達成されるために必要である。また、カーボンブラック（Ｂ）は、ａが４．３以上４．８以下であり、ｂが４０個以上６５個以下で、充分にストラクチャーが発達していることが重要であり、これにより導電性ゴム層の導電性を達成する。さらに、カーボンブラック（Ｃ）は、ａが３．１以上３．５以下で、この一次粒子のつながりは、殆んどないと判断されるｂが１個以上３個以下である。これより、カーボンブラックが導電性ゴム層中で均一な分散を達成する。したがって、少なくとも、これらカーボンブラック（Ａ）から（Ｃ）のいずれもが導電性ゴム層中に存在することが必要であり、いずれかが欠けると、カーボンブラックの分散が良好でなく、導電性ゴムローラに抵抗ムラが発生する。
【００３２】
なお、後記するカーボンブラック粉末を極性ゴムに練り込んで作製した試料により透過型電子顕微鏡で観察したときに得られるカーボンブラック像と対比し、カーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれカーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）由来と判断される。したがって、これらカーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）は、分散性、導電性等を考慮したとき、カーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）の添加量に関して後記するような含有量であることが好ましい。すなわち、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｂ）２質量部以上６質量部以下および（Ｃ）１０質量部以上８０質量部以下である。
【００３３】
本発明の導電性ゴムローラの導電性ゴム層は、その抵抗値Ｒｒが１×１０4Ωｃｍから１×１０6Ωｃｍの範囲にあることが好ましい。この抵抗値Ｒｒは、使用する各種ゴムの組成、導電剤の種類や添加量などにより適宜調整することができる。なお、導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒ（Ωｃｍ）の測定は以下のように行う。
【００３４】
導電性ゴムローラを２３℃、６０％ＲＨ（ＮＮ環境）に２４時間以上置いた後、導電性支持体の両端部に各５００ｇの荷重をかけて径３０ｍｍのＳＵＳ製ドラムに圧接し、ＳＵＳ製ドラムを３０ｒｐｍで回転させ、導電性ローラをつれ回りさせる。この状態で導電性支持体の露出部の一方から直流電圧（−２００Ｖｏｌｔ）を印加し、ＳＵＳ製ドラムに直列に接続した抵抗体（１ｋΩ）にかかる電圧を３秒間測定し、その平均値Ｖｒ（Ｖｏｌｔ）を求め、抵抗値Ｒｒを下記式より算出する。
Ｒｒ＝２００×１０3／Ｖｒ
【００３５】
なお、導電性ゴム層は、極性ゴムおよびカーボンブラック以外に、必要に応じて、可塑剤、充填剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤、滑材、受酸剤などの配合剤が適宜配されていても良い。なお、該導電性ゴム層形成には、極性ゴム原料、カーボンブラックと共に加硫剤、加硫促進剤が配された組成物から通常形成されている。
【００３６】
本発明の導電性ゴムローラは、さらに導電性ゴム層の上に機能を調整するための表面層が形成されていることがある。
【００３７】
本発明の導電性ゴムローラは、以下のようにして製造される。
【００３８】
まず、上記極性ゴムに本発明で重要な少なくとも３種のカーボンブラックの他、可塑剤、充填剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤、滑材、受酸剤等の配合剤を配合し、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的な混練機を用いて分散混練して未加硫の導電性ゴム層用の原料ゴム組成物を作製する。
【００３９】
原料ゴム組成物は、導電性支持体である芯金をセットした円筒状金型に注入され、クロスヘッドを備えたベント式の押出し機を用いて芯金と共に押出し出され、あるいは押出し機で円筒状に押し出された後に切断されたものに芯金が挿入されて、芯金の上に円筒状に成形される。その後、加硫缶やバッチ式熱風炉、連続加硫、プレス加硫などの方法で加硫される。
【００４０】
円筒状金型を使用する場合、加硫を金型内で完了しても、金型から取り出した後でも、また、金型内で一次加硫し、取り出して二次加硫を行っても良い。原料ゴム組成物が円筒状に押し出されたものにあっては、押出し機から押し出されてすぐに連続加硫処理され、加硫済のものを切断し、芯金を挿入することもできる。この場合は、芯金挿入後に二次加硫を行うこともできる。なお、いずれの方法であっても、芯金にゴム層を形成した後、端部を突き切る等して、端部を整えることが好ましい。特に、芯金と共に原料ゴム組成物が押し出される場合は、加硫前に端部を整えておくことが望ましい。
【００４１】
上記したようにして、芯金の周りにゴム層を形成したローラは、そのままでも十分に導電性ゴムローラとして使用可能であるが、表面特性や形状を調整するために、乾式研磨や湿式研磨などの研磨加工することができる。
【００４２】
ここで、使用するカーボンブラックとして、窒素吸着比表面積ｃとＤＢＰ吸油量ｄが異なる下記３種類のカーボンブラックを用いる。これにより、ゴム層に導電性付与と抵抗制御を行うとともに均一分散状態が達成できる。
【００４３】
・カーボンブラック（Ｄ）
窒素吸着比表面積ｃ：３０ｍ2／ｇ以上４５ｍ2／ｇ以下
ＤＢＰ吸油量ｄ ：１１０ｍｌ／１００ｇ以上５５０ｍｌ／１００ｇ以下
・カーボンブラック（Ｅ）
窒素吸着比表面積ｃ：８００ｍ2／ｇ以上１３００ｍ2／ｇ以下
ＤＢＰ吸油量ｄ ：３５０ｍｌ／１００ｇ以上５５０ｍｌ／１００ｇ以下
・カーボンブラック（Ｆ）
窒素吸着比表面積ｃ：５ｍ2／ｇ以上１５ｍ2／ｇ以下
ＤＢＰ吸油量ｄ ：３０ｍｌ／１００ｇ以上５０ｍｌ／１００ｇ以下
【００４４】
カーボンブラック（Ｅ）は、ｃとｄが共に大きい、高ストラクチャーのカーボンブラックであり、極性ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以上６質量部以下添加する。これにより原料ゴムの体積抵抗値（１０9Ωｃｍから１０11Ωｃｍの間にある）を１０7Ωｃｍから１０8Ωｃｍの間に下げる。このカーボンブラックを６質量部より多く充填すると、カーボンブラックのパーコレーション領域に入るために抵抗が急激に低下する。そのため抵抗制御が困難になり、高ストラクチャーカーボンの導電性が支配的になり、分散状態も悪化してしまう。そのために、望ましい充填量は２質量部から４質量部の範囲である。なお、ｃとｄが上記範囲にあることが、導電性ゴム層へ良好な導電性を達成するために望ましい。
【００４５】
カーボンブラック（Ｄ）は、ｃが小さく、ｄが中から大の範囲にあり、カーボンブラック（Ｅ）が形成するネットワークの内部で導電性を補助する役割を果たす。ｃが小さいとポリマーへの分散性が良好になるとともに、硬度上昇への寄与が小さく、充填量を増やすことが可能となる。
【００４６】
また、全ゴム量に対するカーボンブラックの充填量が少ないと、ゴム中における導電パスあたりの電気的・力学的エネルギー負荷が大きくなるために、通電劣化が大きくなり易い。よって、硬度上昇による弊害が生じない範囲で、導電性に寄与するカーボンブラックの充填量は多い方が、均一分散、抵抗制御、通電劣化が良好になり好ましい。そのため、カーボンブラック（Ｄ）のｃは３０〜４５ｍ2／ｇが望ましく、その添加量は、極性ゴム成分１００質量部に対して、８質量部から３０質量部の範囲、好ましくは１２質量部から２０質量部の範囲が望ましい。
【００４７】
また、カーボンブラック（Ｄ）は、ｄが大きく（ストラクチャーが発達している）、カーボンブラック（Ｅ）のネットワーク内部で橋かけ状態を形成し、導電性の補助を果たしていると考えられる。ストラクチャーが小さ過ぎると橋かけが届かないために導電性の補助の役割を果たすことができないので、導電性ゴム層はカーボンブラック（Ｅ）の導電性が支配的となり、カーボンブラックの均一分散や導電性ゴム層の抵抗制御が困難になってしまう。そのため、カーボンブラック（Ｄ）のｄは１１０ｍｌ／１００ｇから５５０ｍｌ／１００ｇの範囲が望ましく、好ましくは４４０ｍｌ／１００ｇから５５０ｍｌ／１００ｇの範囲である。
【００４８】
カーボンブラック（Ｆ）は、ｃとｄが共に小さいので、導電性は低いが、ＢＩＴ（ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ ＴＩＭＥ）が短く、混練時において最初にゴム中に分散して、ゴム中にカーボンブラック（Ｆ）のマトリクスを形成する。その後に、そのカーボンブラック（Ｆ）とゴムのマトリクス間をカーボンブラック（Ｄ）およびカーボンブラック（Ｅ）が分散するのでストラクチャーの形成が安定する。また、カーボンブラック（Ｆ）が最初にゴム中に分散しているのでゴムの粘度が上昇して、混練時のせん断が上昇し、分散の向上が達成される。
【００４９】
カーボンブラック（Ｆ）は、前記特性から分かるように硬度上昇への寄与が極めて小さいので、充填量を増やすことが可能となる。そのため、均一分散、抵抗制御、通電劣化が良好になる。したがって、カーボンブラック（Ｆ）の添加量は、極性ゴム成分１００質量部に対して、１０質量部から８０質量部の範囲、好ましくは２０質量部から４０質量部の範囲が望ましい。
【００５０】
ここで用いるカーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）をそれぞれ極性ゴムに練り込んで、ゴムシートを作成し、該ゴムシートから作成した透過電子顕微鏡試料により測定した電子顕微鏡のカーボンブラック一次粒子の像は、それぞれ図３〜５に示すようである。すなわち、上記したローラ中の導電性ゴム層で観察されたカーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）とそれぞれ同じ形状を示している。
【００５１】
また、これらの図において、観察されるカーボンブラックの一次粒子像に外接する楕円を当てはめ、その長径と短径の平均から求めた当該カーボンブラックの一次粒子の粒子径Ｒと、その円周長Ｌから、Ｌ／Ｒ（＝ａ）を計算するとそれぞれ下記のようになる。
【００５２】
カーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）の粒子径、周囲長は、それぞれ図３〜５に示すように（Ｒ１＋Ｒ１′）／２、Ｌ１；（Ｒ２＋Ｒ２′）／２、Ｌ２；（Ｒ３＋Ｒ３′）／２、Ｌ３である。各カーボンブラックについて、ａを計算すると、カーボンブラック（Ｄ）とカーボンブラック（Ｆ）はほぼ３．１４となり、カーボンブラック（Ｅ）は３．１４より大幅に大きい値となる。これはカーボンブラック（Ｄ）とカーボンブラック（Ｆ）はｃが小さいために、粒子表面に細孔が少なく、比較的真球状の形態をしていることを反映している。一方、カーボンブラック（Ｅ）はｃが大きいために粒子表面に細孔が多く凹凸した形態をしていることを反映している。したがって、ｃの異なるカーボンブラック（Ｅ）とカーボンブラック（Ｄ）も、ａ（＝Ｌ／Ｒ）によって分類可能である。
【００５３】
一方、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、ストラクチャーの発達度合いやアグリゲートを構成しているカーボンブラック粒子数を反映していることが知られている。アグリゲートは集合体としてアグロメレート（ストラクチャー）を形成するために、分散の進行度によってもその大きさが異なる。しかし、本発明の場合、第一に、ｃとｄが小さいカーボンブラック（Ｆ）がゴム中に分散して点在するようにマトリクスを形成する。次いで、カーボンブラック（Ｆ）を結ぶようにカーボンブラック（Ｅ）が繋がることで主となる導電パスを形成する。さらに、カーボンブラック（Ｄ）がカーボンブラック（Ｅ）のストラクチャーを橋かけして導電性を補助するという特徴的な分散状態をとる（図２参照）。
【００５４】
このように、カーボンブラック（Ｆ）がゴム中にマトリクス状に点在して分散しているので（特に、その充填量が多いと）、その他のカーボンブラックはストラクチャーの形成に制限を受ける状態になる。そのため、最もストラクチャーの大きいカーボンブラック（Ｅ）でも、カーボンブラック（Ｆ）に対しては、アグリゲートサイズ以上のストラクチャーを形成することが容易ではなくなる。つまり、分散の制御が容易になる。
【００５５】
以上より、導電性ゴム層内へ分散したカーボンブラック（Ｄ）〜（Ｆ）は、それぞれ、カーボンブラック（Ａ）〜（Ｃ）として観察され、定義することができる。
（Ｄ）＝（Ａ）：１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個
（Ｅ）＝（Ｂ）：１０ｎｍ≦Ｒ≦５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個
（Ｆ）＝（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ１個≦ｂ≦３個
【００５６】
本発明の導電性ゴムローラは、電子写真装置の帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等に好適に使用できる。
【００５７】
本発明の導電性ゴムローラは、電子写真装置に用いるには、トナーや外添剤の付着防止、抵抗調整、感光体への汚染防止を制御するため、表面層を設けることが好ましい。
【００５８】
表面層を設ける場合、柔軟性、耐磨耗性及び機械強度のある高分子バインダーを結着樹脂とし、これらの樹脂中に上記したような導電剤を分散して抵抗調整して使用される。高分子バインダーとしては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂等が使用される。
【００５９】
導電性ゴムローラに表面層を設ける場合の好ましい方法として、次のような方法が挙げられる。まず、高分子バインダーを溶剤に溶解し、その中に導電剤を加え、ビーズミル、サンドミル、ボールミル、ペイントシェーカーなどの塗料分散機を用いて分散する。これを浸漬塗工、スプレー塗工、ロールコートなどの塗工方法によって導電性ゴム層の外周に塗布する。さらに熱風循環乾燥機や赤外線乾燥炉などを用いて溶剤を除去して導電性ゴム層の上に表面層を形成する。
【００６０】
また、導電性ゴムローラは、上記表面層の形成の代わりに、電子線、紫外線、Ｘ線、赤外線、プラズマなどのエネルギー線を照射し、導電性ゴム層の最表面を高架橋化することも好ましい。中では、特に紫外線による高架橋化が好ましい。紫外線を照射することで所望の電気特性にすることができ、また、粘着性や摩擦係数が低下するので、トナーや外添剤が導電性ゴムローラ表面へ付着するのを防止できる。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により、本発明を説明する。
【００６２】
まず、実施例、比較例で使用した原料を、また、カーボンブラックについては、前述した方法によって観察、定義したＲ、ａおよびｂの値も記載する。
【００６３】
１）極性ゴム
・ＮＢＲ ：アクリロニトリルブタジエンゴム「ニッポールＤＮ２１９」（商品名、日本ゼオン株式会社製、アクリロニトリル量：３３．５％、ムーニー粘度：２７．０ＭＬ（１＋４）１００℃）
・ＣＨＲ ：エピクロルヒドリンゴム「エピクロマーＣＧ１０５」（商品名、ダイソー株式会社製、ムーニー粘度：６５．０ＭＬ（１＋４）１００℃）
【００６４】
２）カーボンブラック
・ＣＢ１ ：カーボンブラック「旭＃ＨＳ−５００」（商品名、旭カーボン株式会社製、ｃ＝４２ｍ2／ｇ、ｄ＝５００ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝３８ｎｍ、ａ＝３．２〜３．７、ｂ＝２２〜４７個）、カーボンブラック（Ｄ）に相当
・ＣＢ２ ：ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ（商品名、ケッチェンブラックインターナショナル株式会社製、ｃ＝１２７０ｍ2／ｇ、Ｒ＝３４ｎｍ、ｄ＝４９５ｍｌ／１００ｇ、ａ＝４．３〜４．８、ｂ＝４０〜６５個）、カーボンブラック（Ｅ）に相当
・ＣＢ３ ：ＭＴカーボンブラック Ｎ９９０（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ Ｉｎｃ．製、ｃ＝９ｍ2／ｇ、ｄ＝３８ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝３００ｎｍ、ａ＝３．１〜３．５、ｂ＝１〜３個）、カーボンブラック（Ｆ）に相当
・ＣＢ４ ：カーボンブラック「シースト Ｇ−ＳＯ」（商品名、東海カーボン株式会社製、ｃ＝４２ｍ2／ｇ、ｄ＝１１５ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝４３ｎｍ、ａ＝３．２〜３．７、ｂ＝２２〜３８個）、カーボンブラック（Ｄ）に相当
・ＣＢ５ ：カーボンブラック「旭＃３５」（商品名、旭カーボン株式会社製、ｃ＝２４ｍ2／ｇ、ｄ＝５０ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝７８ｎｍ、ａ＝３．２〜３．６、ｂ＝４〜１５個）、カーボンブラック（Ｄ）の代替
・ＣＢ６ ：カーボンブラック「三菱カーボンブラック＃３３５０Ｂ」（商品名、三菱化学株式会社製、ｃ＝１２５ｍ2／ｇ、ｄ＝１６５ｍｌ／１００ｇ、Ｒ＝２４ｎｍ、ａ＝４．０〜４．５、ｂ＝２５〜４０個）、カーボンブラック（Ｄ）の代替
【００６５】
３）充填剤、加硫剤、その他
・ＣａＣＯ3：炭酸カルシウム「シルバーＷ」（商品名、白石工業株式会社製）
・ＺｎＯ ：亜鉛華２種（ハクスイテック株式会社製）
・ＳｔＺｎ ：ステアリン酸亜鉛
・ＤＭ−Ｐ ：加硫促進助剤、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド「ノクセラーＤＭ−Ｐ」（商品名、大内新興化学株式会社製）
・ＴＢＺＴＤ：加硫促進助剤、テトラベンジルチウラムジスルフィド「ノクセラーＴＢＺＴＤ」（商品名、大内新興化学株式会社製）
・硫黄 ：加硫剤、硫黄「サルファックスＰＭＣ」（商品名、鶴見化学工業株式会社製）
【００６６】
導電性ゴムローラの性能は、抵抗値、抵抗ムラ、耐通電劣化および画像均一性について下記の方法で評価した。
【００６７】
［抵抗値および抵抗ムラ］
実施例、比較例で作成した導電性ゴムローラを２３℃、６０％ＲＨ（ＮＮ環境）に２４時間以上置いた後、導電性支持体の両端部に各５００ｇの荷重をかけて径３０ｍｍのＳＵＳ製ドラムに圧接し、ＳＵＳ製ドラムを３０ｒｐｍで回転させ、導電性ローラをつれ回りさせる。この状態で導電性支持体の露出部の一方から直流電圧（−２００Ｖｏｌｔ）を印加し、ＳＵＳ製ドラムに直列に接続した抵抗体（１ｋΩ）にかかる電圧を３秒間連続して測定し、その平均値をＶｒ（Ｖｏｌｔ）とする。そして、このときの電圧（絶対値）の最大（Ｖｒmax）と最小（Ｖｒmin）から、比（Ｖｒmax／Ｖｒmin）を求め、抵抗ムラ（倍）とした。そして、抵抗値Ｒｒは測定電圧Ｖｒから下記式にて算出した。
Ｒｒ＝２００×１０3／Ｖｒ
【００６８】
［耐通電劣化］
上記抵抗値および抵抗ムラ測定後、さらに、−２００Ｖｏｌｔを印加したまま、ＳＵＳ製ドラムを３０ｒｐｍで回転させて、導電性ゴムローラをＳＵＳ製ドラムにつれ回りした状態で１時間通電した。その後、ＳＵＳ製ドラムに直列に接続した抵抗体（１ｋΩ）にかかる電圧を３秒間測定し、その平均をＶｒ1h（Ｖｏｌｔ）とする。Ｖｒ1hから１時間後の抵抗値Ｒｒ1hを算出した。この抵抗値Ｒｒ1hが上記で測定した抵抗値Ｒｒに対する割合（％）を求め、耐通電劣化の指標とした。
【００６９】
［画像均一性］
実施例、比較例で作製した導電性ゴムローラを、キヤノン株式会社製のレーザービームプリンター「ＬＢＰ５５００」（商品名）の黒のオールインワンカートリッジに帯電ローラとして組み込み、ＬＬ環境（温度１５℃、湿度１０％）に２４時間置いた。このカートリッジを「ＬＢＰ５５００」にセットし、ハーフトーン画像と実用画像（写真画像）を出力した。得られた画像を目視により観察し、カーボンブラックの分散の不均質さ、抵抗ムラ等が原因で生じる白・黒ポチ、白・黒スジ等の画像不良の有無により、下記基準で評価した。
○：画像不良が全く無い。
△：実用画像には画像不良は無いが、ハーフトーン画像に観察される。
×：実用画像、ハーフトーン画像の両方に画像不良が観察される。
【００７０】
実施例１
極性ゴムとしてＮＢＲ １００質量部、カーボンブラック（Ｄ）としてＣＢ１ ８質量部、カーボンブラック（Ｅ）としてＣＢ２ ４質量部、カーボンブラック（Ｆ）としてＣＢ３ ４０質量部、ＣａＣＯ3 １０質量部、ＺｎＯ ５質量部およびＳｔＺｎ １質量部を加圧式ニーダーで２０分間混練した。なお、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）は研磨性を向上させる目的で添加している。
【００７１】
これに、ＤＭ−Ｐ １質量部、ＴＢＺＴＤ ３質量部および硫黄１質量部を加え、さらに、１０分間混練して、未加硫ゴム組成物を作製した。
【００７２】
次に、８０℃に設定したクロスヘッドを備えた、株式会社イー・エム技研製の押出し成型機（直径５０ｍｍベント式押出し機、Ｌ／Ｄ＝１６）によって、ＳＵＳ製の径６．０ｍｍで長さ２５８．０ｍｍ導電性支持体（芯金）に同軸状に未加硫ゴム組成物を押出した。芯金端部から１０．０ｍｍまでの余分なゴムを切り離し、芯金上の未加硫ゴム組成物の長さを２３８．０ｍｍにした後、熱風乾燥炉中１６０℃で１時間加硫した。加硫後、乾式研磨加工によって、ゴム中央の外径を８．５ｍｍ、ゴム端部の外径を８．２５ｍｍのクラウン形状に研磨した。その後、低圧水銀ランプを用いて紫外線による表面処理を施し、導電性ゴムローラを得た。なお、表面処理は６０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線強度で、ゴムローラを３０ｒｐｍで回転させながら１００秒間実施した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは２．０×１０5Ωｃｍであった。
【００７３】
実施例２
ＣＢ１の配合量を１６質量部と増やし、初めの混練時間を２５分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．０×１０5Ωｃｍであった。
【００７４】
実施例３
ＣＢ１の配合量を２５質量部と増やし、初めの混練時間を３０分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは５．０×１０4Ωｃｍであった。
【００７５】
実施例４
ＣＢ３の配合量を１０質量部と減らした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．３×１０5Ωｃｍであった。
【００７６】
実施例５
ＣＢ３の配合量を７０質量部と増やした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは６．７×１０4Ωｃｍであった。
【００７７】
実施例６
カーボンブラック（Ｄ）としてＣＢ４を１６質量部使用した以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．５×１０5Ωｃｍであった。
【００７８】
実施例７
極性ゴムとしてＣＨＲ １００質量部を用い、ＣＢ２およびＣＢ３をそれぞれ２質量部、２０質量部と減らした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．０×１０5Ωｃｍであった。
【００７９】
比較例１
ＣＢ１を使用せず、初めの混練時間を１６分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは２．１×１０5Ωｃｍであった。
【００８０】
比較例２
ＣＢ１の配合量を４０質量部と増やし、初めの混練時間を３０分とした以外は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは４．０×１０4Ωｃｍであった。
【００８１】
比較例３
ＣＢ３の配合量を５質量部と減らした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは１．７×１０5Ωｃｍであった
【００８２】
比較例４
ＣＢ３の配合量を９０質量部と増やした以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは５．７×１０4Ωｃｍであった。
【００８３】
比較例５
ＣＢ１に代えＣＢ５ １６質量部を使用した以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは３．３×１０5Ωｃｍであった。なお、ＣＢ５の電顕用試料を作成し、観察をしたところａ＝３．２〜３．６、ｂ＝４〜１５個であった。
【００８４】
比較例６
ＣＢ１に代えＣＢ６ １６質量部を使用した以外は実施例２と同様にして導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラの抵抗値Ｒｒは３．３×１０4Ωｃｍであった。なお、ＣＢ６の電顕用試料を作成し、断面観察をしたところａ＝４．０〜４．５、ｂ＝２５〜４０個であった。
【００８５】
以上の実施例、比較例で作成した導電性ゴムローラを帯電ローラとして用いて、抵抗ムラ、耐通電劣化および画像均一性の評価を上記により行った。得られた結果を表１（実施例）および表２（比較例）に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
【表２】
【００８８】
実施例１は、カーボンブラック（Ｄ）の配合量が少ないために、画像均一性は△、耐通電劣化は７５％、抵抗ムラは１．５倍であった。
【００８９】
実施例２および３は、カーボンブラック（Ｄ）が実施例１よりも増えたために画像均一性が向上し、耐通電劣化は８７％、９５％と良化している。但し、実施例３では導電性ゴムローラの硬度が上昇したために均質なニップが保持しにくくなったことが原因で画像均一性が△になった。抵抗ムラは実施例２では１．３倍と更に良化したが、実施例３では未加硫ゴムのムーニー粘度上昇にともない押出し成形時の吐出安定性が低下したために１．６倍になった。
【００９０】
実施例４は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例２よりも減ったことで、マトリクスの形成が全ゴム領域に対して低下しために画像均一性が△、耐通電劣化が７２％に低下し、抵抗ムラも１．７倍になった。
【００９１】
実施例５は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例２よりも増えたために、硬度が上昇して画像均一性が△になったが、耐通電劣化は９６％と良化し、抵抗ムラも１．５倍となった。
【００９２】
実施例６はＣＢ１よりもＤＢＰ吸油量が小さいＣＢ４（ａ＝３．２〜３．７、ｂ＝２２〜３８個）を用いたところ、画像均一性は〇、耐通電劣化は９０％、抵抗ムラは１．６倍であった。
【００９３】
実施例７は、極性ゴムとして、エピクロルヒドリンゴムを用いた。使用したエピクロルヒドリンゴムのムーニー粘度が高いためにカーボンブラック（Ｆ）の配合量を減らした。画像均一性は〇であり、耐通電劣化は７８％、抵抗ムラは１．３倍であった。
【００９４】
比較例１は、カーボンブラック（Ｄ）を使用しなかったので、カーボンブラック（Ｅ）の導電性が支配的になり、分散が不均一な状態になっていると考えられる。画像均一性は×であり、耐通電劣化は６８％、抵抗ムラは１．６倍であった。
【００９５】
比較例２は、カーボンブラック（Ｄ）が実施例３よりも増えたために導電性ゴムローラの硬度がさらに上昇し、ニップの確保が不十分になり、画像均一性が△になった。耐通電劣化は９６％と良化したが、粘度上昇による吐出安定性が低下し、抵抗ムラは２．３倍になった。
【００９６】
比較例３は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例４よりも減ったために、マトリクスの形成が不十分となり、画像均一性が×となった。また、耐通電劣化も６０％に低下した。抵抗ムラは１．４倍であった。
【００９７】
比較例４は、カーボンブラック（Ｆ）が実施例５よりもさらに増えたために、硬度と粘度が上昇したことにより、画像均一性が×となり、抵抗ムラも２．１倍になった。耐通電劣化は９５％であった。
【００９８】
比較例５は、ＤＢＰ吸油量がＣＢ１よりも小さく窒素吸着比表面積が同程度のＣＢ５（ａ＝３．２〜３．６、ｂ＝４〜１５個）を用いたので、耐通電劣化は８５％、抵抗ムラは１．７倍であったが、画像均一性は×になった。
【００９９】
比較例６は、窒素吸着比表面積がＣＢ１よりも大きく、ＤＢＰ吸油量がＣＢ１とＣＢ４の中間にあるＣＢ６を用いた。窒素吸着比表面積が大きいために、分散性が悪くなり、ムーニー粘度と導電性ゴムローラ硬度が高くなり、画像均一性は×であり、耐通電劣化は６６％、抵抗ムラが２．４倍になった。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】導電性ゴムローラの概略断面図である。
【図２】導電性ゴム層のカーボンブラックの分散状態の概略模式図である。
【図３】カーボンブラック（Ｄ）（（Ａ））の一次粒子の観察概略図である。
【図４】カーボンブラック（Ｅ）（（Ｂ））の一次粒子の観察概略図である。
【図５】カーボンブラック（Ｆ）（（Ｃ））の一次粒子の観察概略図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 芯金（導電性支持体）
２ 導電性ゴム層
３ 表面層（保護層）
Ｒ１ カーボンブラック（Ｄ）の一次粒子の長直径
Ｒ１’ カーボンブラック（Ｄ）の一次粒子の短直径
Ｌ１ カーボンブラック（Ｄ）の一次粒子の周囲長
Ｒ２ カーボンブラック（Ｅ）の一次粒子の長直径
Ｒ２’ カーボンブラック（Ｅ）の一次粒子の短直径
Ｌ２ カーボンブラック（Ｅ）の一次粒子の周囲長
Ｒ３ カーボンブラック（Ｆ）の一次粒子の長直径
Ｒ３’ カーボンブラック（Ｆ）の一次粒子の短直径
Ｌ３ カーボンブラック（Ｆ）の一次粒子の周囲長
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラにおいて、
該導電性ゴム層が、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層を電子顕微鏡でカーボンブラックを観察した時、一次粒子径Ｒ、一次粒子の周囲長Ｌと一次粒子径Ｒの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）およびアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂで区分したとき、少なくとも下記３種のカーボンブラック粒子が観察され、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｂ）２質量部以上６質量部以下および（Ｃ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラ。
（Ａ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個。
（Ｂ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個。
（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ １個≦ｂ≦ ３個。
【請求項２】
極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選ばれたものであることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項３】
導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該導電性ゴム層原料が少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層中に含ませるカーボンブラックが、窒素吸着法による比表面積ｃおよびＤＢＰ吸油量ｄで区分したときに、少なくとも下記の３種であり、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ｄ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｅ）２質量部以上６質量部以下および（Ｆ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
（Ｄ）：３０ｍ2／ｇ≦ｃ≦４５ｍ2／ｇかつ１１０ｍｌ／１００ｇ≦ｄ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｅ）：８００ｍ2／ｇ≦ｃ≦１３００ｍ2／ｇかつ３５０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｆ）：５ｍ2／ｇ≦ｃ≦１５ｍ2／ｇかつ３０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５０ｍｌ／１００ｇ。
【請求項４】
極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選択されることを特徴とする請求項３に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項１】
導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラにおいて、
該導電性ゴム層が、少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層を電子顕微鏡でカーボンブラックを観察した時、一次粒子径Ｒ、一次粒子の周囲長Ｌと一次粒子径Ｒの比ａ（＝Ｌ／Ｒ）およびアグリゲートを構成する一次粒子の数ｂで区分したとき、少なくとも下記３種のカーボンブラック粒子が観察され、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ａ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｂ）２質量部以上６質量部以下および（Ｃ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラ。
（Ａ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、３．２≦ａ≦３．７かつ２２個≦ｂ≦４７個。
（Ｂ）： １０ｎｍ≦Ｒ≦ ５０ｎｍ、４．３≦ａ≦４．８かつ４０個≦ｂ≦６５個。
（Ｃ）：１００ｎｍ≦Ｒ≦８００ｎｍ、３．１≦ａ≦３．５かつ １個≦ｂ≦ ３個。
【請求項２】
極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選ばれたものであることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項３】
導電性支持体上に導電性ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該導電性ゴム層原料が少なくとも極性ゴムおよびカーボンブラックからなり、
該導電性ゴム層中に含ませるカーボンブラックが、窒素吸着法による比表面積ｃおよびＤＢＰ吸油量ｄで区分したときに、少なくとも下記の３種であり、かつ、それらの含有量が、極性ゴム成分１００質量部に対して、（Ｄ）８質量部以上３０質量部以下、（Ｅ）２質量部以上６質量部以下および（Ｆ）１０質量部以上８０質量部以下である
ことを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
（Ｄ）：３０ｍ2／ｇ≦ｃ≦４５ｍ2／ｇかつ１１０ｍｌ／１００ｇ≦ｄ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｅ）：８００ｍ2／ｇ≦ｃ≦１３００ｍ2／ｇかつ３５０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５５０ｍｌ／１００ｇ。
（Ｆ）：５ｍ2／ｇ≦ｃ≦１５ｍ2／ｇかつ３０ｍｌ／１００ｇ≦ｂ≦５０ｍｌ／１００ｇ。
【請求項４】
極性ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエピクロルヒドリンゴムから選択されることを特徴とする請求項３に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−３３６８（Ｐ２００８−３３６８Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７３７４８（Ｐ２００６−１７３７４８）
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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