導電性ローラ
【課題】 電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、直流電圧のみを印加し、前露光手段を具備しなくても、感光体を均一に帯電し、ゴースト画像などの画像不良の無く、長期の使用にわたってリークやローラ表面の汚れによる帯電不良の無い、帯電ローラとして好適な導電性ローラの提供。
【解決手段】 芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物からなり、前記高分子組成物の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下であることを特徴とする導電性ローラ。
【解決手段】 芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物からなり、前記高分子組成物の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下であることを特徴とする導電性ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置において感光体に当接してして使用される導電性ローラに関するものである。
【０００２】
尚、以下、特に導電性ローラの一例として、帯電ローラについてその詳細を記載するが、本発明は、その用途を帯電ローラのみに限定する物ではない。
【背景技術】
【０００３】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置において、感光体や誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段として、近年では接触帯電方式が採用されている。接触帯電方式においては、電圧を印加した帯電する部材（帯電部材とも記載する）を、被帯電体面に近接または接触させて、被帯電体面を帯電処理するもので、一般的には、金属製芯金の軸上に半導電性の弾性体層が形成されたゴムローラ型の帯電ローラが使用される。
【０００４】
接触帯電方式で用いられる帯電ローラの弾性体層には、感光体等の被帯電体表面のピンホールや傷などにより生じるリークを防止するために、適度な半導電性が必要である。また、被帯電体を均一に帯電させるためには、帯電部材の電気抵抗値が体積固有抵抗率で１×１０３〜１×１０９Ω・ｃｍ程度の均一な半導電性であることが重要である。そして、この様な電気特性を実現するために、従来、カーボンブラック等の導電粒子が配合され半導電化された電子導電系の半導電性ゴム組成物を用いて、弾性体層を作製してきた。
【０００５】
しかしながら、この様な電子導電系ゴム組成物は原料ゴムに配合するカーボンブラック等の導電粒子の添加量によって、電気抵抗を調整することができるものの、体積固有抵抗率が１×１０３〜１×１０９Ω・ｃｍの半導電領域においては、導電粒子の配合量の僅かな変化により、電気抵抗が大きく変化する場合があり、半導電領域において均質な所望の電気抵抗値を示す弾性体層を作製することが困難で、帯電部材内および帯電部材間で電気抵抗のバラツキが生じやすいといった問題がある。
【０００６】
電気抵抗が均一なゴム組成物を得る手法としては、エピクロルヒドリンゴムやＮＢＲ等のそれ自身が半導電性を有する極性ゴムを使用する、或いは原料ゴムにイオン導電剤を添加して半導電性を付与する等のイオン導電系ゴムにより、弾性体層を構成することが知られている。
【０００７】
イオン導電系ゴムを弾性体層に使用したゴムローラの成形方法としては未加硫の半導電性ゴム組成物を押出機によりチューブ状に押出成形し、これを加硫缶等で加硫成形したものに芯金を圧入後、表面を研磨して所望の外径とする方法；未加硫の半導電性ゴム組成物をクロスヘッドを装着した押出機により、芯金を中心に円筒形に共押出し、これを熱風炉等で加硫成形後に表面を研磨して所望の外径とする方法等が挙げられ、芯金上に弾性体層の加硫成形物を形成した後、研磨加工によって所望の外径に成形する事が一般的に行われている。
【０００８】
また、従来、ローラ帯電方式においては、所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当する直流電圧（ＤＣ電圧）に帯電開始閾値（Ｖｔｈ）の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成分（ＡＣ電圧成分）を重畳した電圧を接触帯電部材に印加する、いわゆる「ＡＣ／ＤＣ帯電方式」が用いられてきた。（例えば、特許文献１参照） これは、ＡＣ電圧による電位のならし効果により、被帯電体の電位がＡＣ電圧のピークの中央である電位Ｖｄに収束し、帯電が環境などの外的状況には影響されることのない優れた接触帯電方法である。
【０００９】
しかしながら、上記公報に開示された方法では、直流電圧印加時における帯電開始電圧（Ｖｔｈ）の２倍以上のピーク間電圧である高圧の交流電圧を重畳させるため、直流電源とは別に交流電源が必要となり、装置自体のコストアップを招く。さらには、交流電流を多量に消費することにより、帯電ローラおよび電子写真感光体の耐久性が低下するという問題点があった。よって、最近では帯電ローラへの印加電圧を直流電圧のみとして帯電を行うことが行われてきている。
【００１０】
さらに、従来は帯電プロセスの上流に、ＬＥＤチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプおよび蛍光ランプなどを使用した前露光手段により、像転写後の電子写真感光体表面の残留電荷を除去する前露光手段を設けていた。しかしながら、近年、電子写真装置の小型化や低価格化の要求が大きくなり、この前露光手段を採用せずに画像形成を行うことも求められている。
【００１１】
ところが、前述のように帯電ローラに直流電圧のみを印加して被帯電体の帯電処理を行う場合や前露光操作を行わない場合、被帯電体である感光体の表面電位と感光体の帯電１周目、帯電２周目以降の飽和電位（暗部電位ＶＤ）との間に、電位差（ＶＤ１とＶＤ２の差）が生じ、例えば反転現像方式の場合、文字や黒い図形などを潜像形成した直後に連続してハーフトーン画像を出力すると、このハーフトーン画像上に前記の文字や黒い図形などが微かに残像してしまう現象（ゴースト画像）が顕著に現れるという問題が生じる。
【００１２】
ゴースト画像を解決する手段としては帯電ローラの電気抵抗を低くし、帯電能力を上げる事が知られている。電気抵抗が均一なイオン導電系ゴムを用いて低抵抗化を実現する手段としては、エチレンオキサイド含有量が多いヒドリンゴムを用いた単一層からなる導電性ローラが提案されている。（例えば、特許文献２、特許文献３参照）
しかしながら、エチレンオキサイド含有量を多くした場合、ローラ成形時の研磨加工において、弾性体層の研削性が悪化し、ローラ表面の表面粗さが大きくなることが判明した。そして、この表面粗さの大きい帯電ローラを使用した場合、長期の使用中にローラ表面がトナー等により汚れ、帯電不良を起こすといった問題が生じた。
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開２００３−６４２５１号公報
【特許文献３】特開２０００−６３６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、直流電圧のみを印加し、前露光手段を具備しなくても、感光体を均一に帯電し、ゴースト画像などの画像不良の無く、長期の使用にわたってリークやローラ表面の汚れによる帯電不良の無い、帯電ローラとして好適な導電性ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明者は上記課題について鋭意検討した結果、帯電ローラの弾性体層をエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物とし、この組成物の破断エネルギーを１０Ｎ・ｍ以下とすることで、弾性体層の研削性が悪化せずにローラの表面粗さが増大することなく、低電気抵抗の導電性ローラが得られる事を見出した。
【００１５】
また、このような導電性ローラの弾性体層としては、加硫剤として硫黄を一定量配合する事や、重質炭酸カルシウムを比較的大量に配合したゴム組成物によって構成することで達成することが出来る。
【００１６】
すなわち、本発明は以下の通りである。
【００１７】
（１）芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物からなり、前記高分子組成物の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下であることを特徴とする導電性ローラである。
【００１８】
（２）弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、加硫剤として硫黄が０．５〜５質量部配合された未加硫ゴムを加硫したものである上記（１）の導電性ローラである。
【００１９】
（３）弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、重質炭酸カルシウムを４５〜１５０質量部配合されている上記（１）または（２）の導電性ローラである。
【００２０】
（４）芯金上に弾性体層を成形した後、その表面を研磨加工した上記（１）乃至（３）いずれかの導電性ローラである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物から構成し、前記高分子組成物の破断エネルギーを１０Ｎ・ｍ以下とすることにより、電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、ゴースト画像などの画像不良の無く、長期の使用にわたってローラ表面の汚れによる帯電不良の無い、帯電ローラとして好適な導電性ローラを提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
図２には、本発明の弾性部材を有する電子写真装置の概略構成を示す。２１は被帯電体としての電子写真感光体であり、本例の電子写真感光体は、アルミニウムなどの導電性を有する支持体２１ｂと、支持体２１ｂ上に形成した感光層２１ａを基本構成層とするドラム形状の電子写真感光体である。軸２１ｃを中心に図上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
【００２４】
１は、電子写真感光体２１に接触配置されて電子写真感光体を所定の極性・電位に帯電（一次帯電）する帯電ローラである。帯電ローラ１は、芯金１１と、芯金１１上に形成した弾性層１２と、弾性層１２上に形成した表面層１３からなり、芯金１１の両端部を不図示の押圧手段で電子写真感光体２１の回転駆動に伴い従動回転する。
【００２５】
電源２３で摺擦電源２３ａにより、芯金１１の所定の直流（ＤＣ）バイアス、あるいは直流＋交流（ＤＣ＋ＡＣ）バイアスが印加されることで電子写真感光体２１が所定の極性・電位に接触帯電される。帯電ローラ１で周面が帯電された電子写真感光体２１は、次いで露光手段２４により目的画像情報の露光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光など）を受けることで、その周面に目的の画像情報に対した静電潜像が形成される。
【００２６】
その静電潜像は、次いで、現像部材２５により、トナー画像として順次に可視像化されていく。このトナー画像は、次いで、転写手段２６により不図示の給紙手段部から電子写真感光体２１の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって電子写真感光体２１と転写手段２６との間の転写部へ搬送された転写材２７に順次転写されていく。本例の転写手段２６は転写ローラであり、転写材２７の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで電子写真感光体２１側のトナー画像が転写材２７に転写されていく。
【００２７】
表面にトナー画像の転写を受けた転写材２７は、電子写真感光体２１から分離されて不図示の定着手段へ搬送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。あるいは、裏面にも像形成するものでは、転写部への再搬送手段へ搬送される。
【００２８】
像転写後の電子写真感光体２１の周面は、前露光手段２８による前露光を受けて電子写真感光体ドラム上の残留電荷が除去（除電）される。この前露光手段２８には公知の手段を利用することができ、例えばＬＥＤチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプおよび蛍光ランプなどを好適に例示することができる。
【００２９】
除電された電子写真感光体２１の周面は、クリーニング部材２９で転写残りトナーなどの付着汚染物の除去を受けて洗浄面化されて、繰り返して画像形成に供される。
【００３０】
帯電ローラ１は面移動駆動される電子写真感光体２１に従動駆動させてもよいし、非回転にしてもよいし、電子写真感光体２１の面移動方向に順方向または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。
【００３１】
また、露光は、電子写真装置を複写機として使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、原稿を読み取り信号化し、この信号に基づいてレーザービームを走査したり、ＬＥＤアレイを駆動したり、または液晶シャッターアレイを駆動したりすることなどにより行われる。
【００３２】
本発明の導電性ローラを使用しうる電子写真装置としては、複写機、レーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター、あるいは、電子写真製版システムなどの電子写真応用装置などが挙げられる。
【００３３】
本発明の導電性ローラは、帯電ローラなどの帯電部材以外に、現像部材、転写部材、除電部材や、給紙ローラなどの搬送部材としても使用可能である。
【００３４】
本発明の導電性ローラは芯金と、その外周に設けられた弾性体層により構成される。
【００３５】
弾性体層は２３℃ ５０％ＲＨ環境下で測定した体積抵抗率が２×１０８Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。体積抵抗率が２×１０８Ω・ｃｍの場合、感光体表面の帯電能力が不充分で、前露光が無い電子写真プロセスにおいては、転写プロセスを通過した後の感光体表面の帯電電位差を帯電プロセスで均一な表面電位にすることが出来ず、ゴースト画像が発生する。
【００３６】
弾性層の電気抵抗を１×１０８Ω以下とする具体的な手段としては、弾性体層を形成する材料をエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴム共重合体ゴムを含む高分子組成物によって構成する。
【００３７】
エチレンオキサイド含有量が６０ｍｏｌ％未満では、充分な低抵抗が出来ず、９０ｍｏｌ％超では抵抗低減効果が飽和してしまう上に、硬度・電気抵抗の環境依存性が極端に大きくなり、圧縮永久歪みも悪化するという問題がある。
【００３８】
弾性体層の圧縮永久歪みが悪化すると、長期間感光体と帯電ローラを圧接した場合にローラが永久変形をおこし、ニップ部からの過剰電流により異常画像が生じる、あるいは変形部分がローラ回転時に感光体に不均一に当接するため帯電ムラを起こし、画像不良を引き起こすなどの問題が発生する。
【００３９】
エピハロヒドリン−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ゴム、エピブロモヒドリン−アリルグリシジルエーテル三元共重合体ゴム共重合体ゴム等が挙げられ、中でも、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ゴム共重合体ゴムが好ましい。
【００４０】
第三成分のアリルグリシジルエーテルの含有量は１ｍｏｌ％以上であることが好ましい。アリルグリシジルエーテルの含有量が１ｍｏｌ％未満では加硫より形成される架橋の密度が無充分で弾性体層の破断エネルギーを小さくする事が出来ない。
【００４１】
弾性体層の原料ゴムとしては上記のエピハロヒドリン―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の他に、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水素添加物（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）等のイオン導電系の原料ゴム１種或いは２種以上をブレンドして使用することも可能である。
【００４２】
弾性体層は加硫剤として硫黄を配合することが好ましい。硫黄を加硫剤としてヒドリンゴムのアリルグリシジルエーテルの不飽和結合間で架橋反応させる事により、弾性体層の破断エネルギーを小さくし、研削性を向上させることが出来る。硫黄配合量は原料ゴム成分1００質量部に対して０．５〜５質量部の範囲であることが好ましい。硫黄配合量が０．５質量部未満では密度が無充分で弾性体層の破断エネルギーを小さくする事が出来ない。また、硫黄配合量が５質量部超では、弾性体層の硬度が著しく上昇し、感光体に導電性ローラを当接した場合に均一なニップを得る事が出来ず帯電不良を引き起こす恐れがある。
【００４３】
また、弾性体層には充填剤として重質炭酸カルシウムを、原料ゴム成分1００質量部に対して４５〜１５０質量部配合することが好ましい。重質炭酸カルシウムはゴムへの補強性が小さく、比較的多量に配合しても、弾性体層の硬度を低く設定できる。充填剤として重質炭酸カルシウムを多量配合する事で弾性体層の研削性が向上し、ローラの表面粗さを小さく出来る。重質炭酸カルシウムの配合量が４５質量部未満では充分な効果が得られず、１５０質量部超では弾性体層の硬度が高くなりすぎ、好ましくない。
【００４４】
弾性体層はゴム材料の電気抵抗と環境依存性を低減する為に、イオン導電剤を含有することが好ましい。イオン導電剤としては、例えば、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などの無機イオン物質や、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェートなどの陽イオン性界面活性剤や、ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタインなどの両性イオン界面活性剤や、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウムなどの第四級アンモニウム過塩素酸塩や、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムなどの有機酸リチウム塩などが挙げられる。
【００４５】
特に好ましいイオン導電剤としては、以下の化学式（1）で表されるイオン導電剤である。
【００４６】
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち1個は炭素数５〜２４のアルキル基、他はそれぞれ独立して炭素数が１〜５のアルキル基、ｎ1は１〜１５の整数である。）
上記のイオン導電剤は分子内にエチレンオキサイドユニットを有しており、エチレンオキサイド含有量が高いエピハロヒドリンゴムとの相溶性が良好で、イオン導電剤のローラ表面への移行による感光体汚染を防止することが出来る。
【００４７】
イオン導電剤の配合量は原料ゴム１００質量部に対して０．１〜４質量部の範囲である事が好ましい。イオン導電剤の配合量が０．１質量部未満では電気抵抗の低減効果が得られず、４質量部超の場合、感光体汚染の恐れがある。
【００４８】
さらに本発明の弾性層には、発明の効果を著しく損なわない範囲内で必要に応じて、ゴムの配合剤として一般に用いられている充填剤、軟化剤、加工助剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、粘着付与剤、分散剤等を添加することができる。
【００４９】
これらの原料の混合方法としては、バンバリーミキサーや加圧式ニーダーといった密閉型混合機を使用した混合方法や、オープンロールのような開放型の混合機を使用した混合方法などを例示することができる。
【００５０】
本例の帯電ローラにおいては、弾性体層の外周に表面層を設けることも出来る。表面層は１層でも、２層以上の複数層で構成しても構わない。また、表面層は弾性体層より、電気抵抗が高いことが好ましい。２層以上の多層構成とし、表面側の電気抵抗を高くすることによって、感光体表面のピンホールや傷などにより生じるリークを防止することが出来る。
【００５１】
表面層の電気抵抗値としては１×１０６〜１×１０１０Ω程度が要求され、一般的には、アクリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、シリコーン等のバインダー高分子に、カーボンブラック、グラファイト、酸化チタン、酸化錫等の酸化物；Ｃｕ、Ａｇ等の金属、酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電化した導電粒子；ＬｉＣｌＯ４、ＫＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等のイオン性電解質等を適宜量分散させることにより、所望の電気抵抗値としたものが用いられる。
【００５２】
表面被覆層の形成方法としては、上記の様なバインダー高分子を溶剤に溶解または分散し、これに導電フィラーを分散させた液を、ディッピング、ビーム塗工、ロールコーター、スプレー等の塗工法によって、弾性体層表面にコーティングする方法等を挙げることができる。
【００５３】
なお、本発明における帯電ローラには、必要に応じて、弾性体層や表面被覆層以外に、接着層、拡散防止層、下地層、プライマー層等の機能層を設けることもできる。
【００５４】
以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下、特に明記しない限り、「部」は「質量部」を意味している。
【００５５】
（実施例１）帯電ローラ１
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ４５部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート（化学式−２） 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００５６】
【化２】
このＡ練りゴム組成物１６２質量部に対して、架橋剤として硫黄１．５部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００５７】
得られた未加硫ゴム組成物を厚さ２ｍｍのシート成形金型にて１６０℃、３０分間プレス加硫を行い、その後、金型より取り出して熱風炉にて１６０℃、２時間の２次加硫を行い、成形シートを得た。この成形シートを用いて体積抵抗率の測定を行った。測定は日本ゴム協会標準規格「ゴムおよびゴム状類似物の体積抵抗率測定方法 ＳＲＩＳ−２３０４」に準拠して、２３℃ ５０％ＲＨの環境で、印加電圧１００Ｖにて行った。この結果、このゴム材料の体積抵抗率は３．０×１０６Ω・ｃｍであった。
【００５８】
また、成形シートから試験片を打ち抜き、ＪＩＳ−Ｋ６３０１（１９７５）に準拠した引張試験を実施し、破断エネルギーの測定を行った。その結果、破断エネルギーは３．０ Ｎ・ｍであった。
【００５９】
得られた未加硫ゴム組成物をベント式ゴム押出機（φ５０ｍｍベント押出機 Ｌ／Ｄ＝１６ ＥＭ技研社製）によってチューブ状に押出し、加硫缶を用いた加圧水蒸気により１６０℃ ３０分の一次加硫を行い、外径１５ｍｍ、内径５．５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのゴムチューブを得た。
【００６０】
次に、直径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍの円柱形の導電性芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３２ｍｍに導電性ホットメルト接着剤を塗布し、８０℃で３０分間乾燥したものに、前述のゴムチューブを圧入し、熱風炉にて１６０℃で２時間の二次加硫と接着処理を行った。この加硫後のローラのゴム両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３２ｍｍとした後、ゴム部分を研磨機（ＬＥＯ−６００−Ｆ４−ＢＭＥ 水口製作所製）で研磨し、端部直径１２．００ｍｍ、中央部直径１２．１０ｍｍのクラウン形状の性弾性体層を有するゴムローラ１を得た。
【００６１】
得られたゴムローラ1の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）を測定した。測定はＪＩＳＢ０６０１に準拠し、（株）小坂研究所製ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ ＳＥ−３４００を用い、送り速度０．５ｍｍ／ｓ、カットオフ０．８ｍｍ、測定長２．５ｍｍの条件で測定した。測定は導電性部材の任意の３箇所について長手方向に行い、３つの値の単純平均をＲｚとした。その結果、Ｒｚは４．９μｍであった。
【００６２】
上記弾性層の上に、以下に示す表面層を被覆形成した。
【００６３】
導電性酸化スズ粉体（商品名：ＳＮ−１００Ｐ、石原産業（株）製）５０部に、トリフルオロプロピルトリメトキシシランの１％イソプロピルアルコール溶液を５００部と平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズ３００部を加え、ペイントシェーカーで７０時間分散後、分散液を５００メッシュの網で濾過し、次に、この溶液をナウターミキサーで攪拌しながら１００℃の湯浴で暖めてアルコールを飛ばして乾燥させ、表面にシランカップリング剤を付与し、表面処理導電性酸化スズ粉体を得た。
【００６４】
ラクトン変性アクリルポリオール（商品名：プラクセルＤＣ２００９、ダイセル化学工業（株）製）２００部を、５００部のＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解し、ポリオール濃度２０質量％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液２００部に対して上記表面処理導電性酸化スズ粉体を６０部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ−２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を０．０１部配合し、これに直径０．８ｍｍのガラスビーズ２００部を加えて、４５０ｍｌのビンに入れてペイントシェーカーを使い、１０時間分散した。
【００６５】
この分散液３８０部に、イソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を３０．６部と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を１９．６部混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に５００メッシュの網で溶液を濾過して表面層の塗料を得た。
【００６６】
この表面層の塗料をディッピンク法により上記弾性層を有するゴムローラ1の表面に塗工した。引き上げ速度３２０ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転して、もう一度引き上げ速度３２０ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、１６０℃で６０分間乾燥して、帯電ローラ1を得た。
【００６７】
この帯電ローラ１を図２に示した電子写真装置（レーザショットＬＢＰ−２５１０ キヤノン製）にて画像評価を行った。画像評価は帯電ローラによる帯電能の差が最も顕著に表れるように、低温低湿環境である温度１５℃、湿度１０％（Ｌ／Ｌとも記載する）環境下において、画像評価は感光体表面電位が−５００Ｖとなるように、帯電ローラの芯金に直流電圧のみを印加して、図２に示した電子写真プロセスにおける前露光手段を作動させないようにして行った。評価画像はベタ黒印字後にハーフトーン画像を形成させてゴースト画像の評価を行った。ゴースト画像ランク○はゴーストの発生が全く無い、ゴースト画像ランク△はゴーストが僅かに認められる、ゴースト画像ランク×はゴーストがハッキリ認められる、というレベルであり、本例のゴースト画像ランクはランク○であった。また、１％印字で８,０００枚印字した後にハーフトーン画像を出力し、初期の画像との比較による耐久画像評価を行った。耐久画像ランク○は初期と同様に良好な画像、耐久画像ランク△は耐久による帯電ローラのトナー汚れによる軽微な画像不良が発生、耐久画像ランク×は耐久による帯電ローラのトナー汚れにより、著しい画像不良が発生、というレベルであり、本例の耐久画像ランクはランク○であった。
【００６８】
（実施例２）帯電ローラ２
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００６９】
このＡ練りゴム組成物１７７質量部に対して、架橋剤として硫黄１部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００７０】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は４．０×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは３．５Ｎ・ｍであった。
【００７１】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ２を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは３．５μｍであった。
【００７２】
上記ゴムローラ２の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ２を得た。
【００７３】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは○であった。
【００７４】
（実施例３）帯電ローラ３
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム １２０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ８部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００７５】
このＡ練りゴム組成物２４０質量部に対して、架橋剤として硫黄０．５部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００７６】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は４．８×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは６．７Ｎ・ｍであった。
【００７７】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ３を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは４．３μｍであった。
【００７８】
上記ゴムローラ３の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ３を得た。
【００７９】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは○であった。
【００８０】
（実施例４）帯電ローラ４
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００８１】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてキノメチオナート（ダイソネットＸＬ２１Ｓ 保土ヶ谷化学工業社製）１部、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ；ノクセラーＴＲＡ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００８２】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は６．０×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは８．６Ｎ・ｍであった。
【００８３】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ４を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは５．６μｍであった。
【００８４】
上記ゴムローラ４の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ４を得た。
【００８５】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは△であった。
【００８６】
（比較例１）帯電ローラ５
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ｂ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ４８ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ４８ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００８７】
このＡ練りゴム組成物１７７質量部に対して、架橋剤として硫黄１部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００８８】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は５．０×１０７Ω・ｃｍ、破断エネルギーは４．４Ｎ・ｍであった。
【００８９】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ５を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは４．４μｍであった。
【００９０】
上記ゴムローラ５の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ５を得た。
【００９１】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは×、耐久画像ランクは○であった。
【００９２】
（比較例２）帯電ローラ６
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ｃ（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体：エピクロルヒドリン ４９ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ５１ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００９３】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてエチレンチオウレア（ＥＵ；アクセル２２Ｓ、川口化学工業社製） １．５部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００９４】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は２．０×１０７Ω・ｃｍ、破断エネルギーは９．１Ｎ・ｍであった。
【００９５】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ６を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは５．８μｍであった。
【００９６】
上記ゴムローラ６の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ６を得た。
【００９７】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは×、耐久画像ランクは△であった。
【００９８】
（比較例３）帯電ローラ７
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ｄ（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体：エピクロルヒドリン ３９ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ６１ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００９９】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてエチレンチオウレア（ＥＵ；アクセル２２Ｓ、川口化学工業社製） １．５部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【０１００】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は７．０×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは１０．２Ｎ・ｍであった。
【０１０１】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ７を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは７．２μｍであった。
【０１０２】
上記ゴムローラ７の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ７を得た。
【０１０３】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは△、耐久画像ランクは×であった。
【０１０４】
（比較例４）帯電ローラ８
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【０１０５】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてキノメチオナート（ダイソネットＸＬ２１Ｓ 保土ヶ谷化学工業社製）１部、加硫促進剤として１．８ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７のフェノール樹脂塩（Ｐ−１５２ サンアプロ社製） １．０部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【０１０６】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は４．５×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは１３．２Ｎ・ｍであった。
【０１０７】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ８を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは８．３μｍであった。
【０１０８】
上記ゴムローラ８の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ８を得た。
【０１０９】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは×であった。
【０１１０】
以上の結果について、弾性体層に使用したヒドリンゴムのモノマー組成を表１に、弾性体層の材料組成を表２に、作成した帯電ローラの評価結果を表３に示す。
【０１１１】
【表１】
【０１１２】
【表２】
【０１１３】
【表３】
比較例１、２については帯電ローラの弾性体層を構成するヒドリンゴムのエチレンオキサイド含有量が６０ｍｏｌ％未満であり、体積抵抗率が高く、ゴースト画像が発生した。
【０１１４】
比較例３については、ヒドリンゴムがアリルグリシジルエーテルを含有しておらず、弾性体層の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ超で研磨性が悪く、弾性体層表面の粗さが大きい為に、耐久画像評価で帯電ローラのトナー汚れにより、著しい画像不良が発生している。
【０１１５】
比較例４も比較例３と同様に、破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ超であり、耐久画像評価で著しい画像不良が発生している。
【０１１６】
表３から明らかなように、本発明の導電性ローラを帯電ローラに使用した場合ついては、弾性層の体積抵抗率が充分に低い為、ゴースト画像ランクが△以上であり、弾性体層の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下で、研磨後の表面粗さが小さく、耐久画像評価での画像ランクも△以上で、著しい画像不良は発生していない。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の弾性部材の一例としての帯電ローラの構成を示す図である。
【図２】本発明における電子写真装置の例を説明するための模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 帯電ローラ
１１ 芯金
１２ 弾性体層
１３ 表面層
２１ 像担持体
２１ａ 感光層
２１ｂ 導電性支持体
２１ｃ 支軸
２３ 電源
２３ａ 摺擦電源
２４ 露光手段
２５ 現像手段
２６ 転写ローラ
２７ 転写材
２８ 前露光手段
２９ クリーニング手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置において感光体に当接してして使用される導電性ローラに関するものである。
【０００２】
尚、以下、特に導電性ローラの一例として、帯電ローラについてその詳細を記載するが、本発明は、その用途を帯電ローラのみに限定する物ではない。
【背景技術】
【０００３】
複写機や光プリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置において、感光体や誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段として、近年では接触帯電方式が採用されている。接触帯電方式においては、電圧を印加した帯電する部材（帯電部材とも記載する）を、被帯電体面に近接または接触させて、被帯電体面を帯電処理するもので、一般的には、金属製芯金の軸上に半導電性の弾性体層が形成されたゴムローラ型の帯電ローラが使用される。
【０００４】
接触帯電方式で用いられる帯電ローラの弾性体層には、感光体等の被帯電体表面のピンホールや傷などにより生じるリークを防止するために、適度な半導電性が必要である。また、被帯電体を均一に帯電させるためには、帯電部材の電気抵抗値が体積固有抵抗率で１×１０３〜１×１０９Ω・ｃｍ程度の均一な半導電性であることが重要である。そして、この様な電気特性を実現するために、従来、カーボンブラック等の導電粒子が配合され半導電化された電子導電系の半導電性ゴム組成物を用いて、弾性体層を作製してきた。
【０００５】
しかしながら、この様な電子導電系ゴム組成物は原料ゴムに配合するカーボンブラック等の導電粒子の添加量によって、電気抵抗を調整することができるものの、体積固有抵抗率が１×１０３〜１×１０９Ω・ｃｍの半導電領域においては、導電粒子の配合量の僅かな変化により、電気抵抗が大きく変化する場合があり、半導電領域において均質な所望の電気抵抗値を示す弾性体層を作製することが困難で、帯電部材内および帯電部材間で電気抵抗のバラツキが生じやすいといった問題がある。
【０００６】
電気抵抗が均一なゴム組成物を得る手法としては、エピクロルヒドリンゴムやＮＢＲ等のそれ自身が半導電性を有する極性ゴムを使用する、或いは原料ゴムにイオン導電剤を添加して半導電性を付与する等のイオン導電系ゴムにより、弾性体層を構成することが知られている。
【０００７】
イオン導電系ゴムを弾性体層に使用したゴムローラの成形方法としては未加硫の半導電性ゴム組成物を押出機によりチューブ状に押出成形し、これを加硫缶等で加硫成形したものに芯金を圧入後、表面を研磨して所望の外径とする方法；未加硫の半導電性ゴム組成物をクロスヘッドを装着した押出機により、芯金を中心に円筒形に共押出し、これを熱風炉等で加硫成形後に表面を研磨して所望の外径とする方法等が挙げられ、芯金上に弾性体層の加硫成形物を形成した後、研磨加工によって所望の外径に成形する事が一般的に行われている。
【０００８】
また、従来、ローラ帯電方式においては、所望の被帯電体表面電位Ｖｄに相当する直流電圧（ＤＣ電圧）に帯電開始閾値（Ｖｔｈ）の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧成分（ＡＣ電圧成分）を重畳した電圧を接触帯電部材に印加する、いわゆる「ＡＣ／ＤＣ帯電方式」が用いられてきた。（例えば、特許文献１参照） これは、ＡＣ電圧による電位のならし効果により、被帯電体の電位がＡＣ電圧のピークの中央である電位Ｖｄに収束し、帯電が環境などの外的状況には影響されることのない優れた接触帯電方法である。
【０００９】
しかしながら、上記公報に開示された方法では、直流電圧印加時における帯電開始電圧（Ｖｔｈ）の２倍以上のピーク間電圧である高圧の交流電圧を重畳させるため、直流電源とは別に交流電源が必要となり、装置自体のコストアップを招く。さらには、交流電流を多量に消費することにより、帯電ローラおよび電子写真感光体の耐久性が低下するという問題点があった。よって、最近では帯電ローラへの印加電圧を直流電圧のみとして帯電を行うことが行われてきている。
【００１０】
さらに、従来は帯電プロセスの上流に、ＬＥＤチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプおよび蛍光ランプなどを使用した前露光手段により、像転写後の電子写真感光体表面の残留電荷を除去する前露光手段を設けていた。しかしながら、近年、電子写真装置の小型化や低価格化の要求が大きくなり、この前露光手段を採用せずに画像形成を行うことも求められている。
【００１１】
ところが、前述のように帯電ローラに直流電圧のみを印加して被帯電体の帯電処理を行う場合や前露光操作を行わない場合、被帯電体である感光体の表面電位と感光体の帯電１周目、帯電２周目以降の飽和電位（暗部電位ＶＤ）との間に、電位差（ＶＤ１とＶＤ２の差）が生じ、例えば反転現像方式の場合、文字や黒い図形などを潜像形成した直後に連続してハーフトーン画像を出力すると、このハーフトーン画像上に前記の文字や黒い図形などが微かに残像してしまう現象（ゴースト画像）が顕著に現れるという問題が生じる。
【００１２】
ゴースト画像を解決する手段としては帯電ローラの電気抵抗を低くし、帯電能力を上げる事が知られている。電気抵抗が均一なイオン導電系ゴムを用いて低抵抗化を実現する手段としては、エチレンオキサイド含有量が多いヒドリンゴムを用いた単一層からなる導電性ローラが提案されている。（例えば、特許文献２、特許文献３参照）
しかしながら、エチレンオキサイド含有量を多くした場合、ローラ成形時の研磨加工において、弾性体層の研削性が悪化し、ローラ表面の表面粗さが大きくなることが判明した。そして、この表面粗さの大きい帯電ローラを使用した場合、長期の使用中にローラ表面がトナー等により汚れ、帯電不良を起こすといった問題が生じた。
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開２００３−６４２５１号公報
【特許文献３】特開２０００−６３６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明は電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、直流電圧のみを印加し、前露光手段を具備しなくても、感光体を均一に帯電し、ゴースト画像などの画像不良の無く、長期の使用にわたってリークやローラ表面の汚れによる帯電不良の無い、帯電ローラとして好適な導電性ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願発明者は上記課題について鋭意検討した結果、帯電ローラの弾性体層をエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物とし、この組成物の破断エネルギーを１０Ｎ・ｍ以下とすることで、弾性体層の研削性が悪化せずにローラの表面粗さが増大することなく、低電気抵抗の導電性ローラが得られる事を見出した。
【００１５】
また、このような導電性ローラの弾性体層としては、加硫剤として硫黄を一定量配合する事や、重質炭酸カルシウムを比較的大量に配合したゴム組成物によって構成することで達成することが出来る。
【００１６】
すなわち、本発明は以下の通りである。
【００１７】
（１）芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物からなり、前記高分子組成物の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下であることを特徴とする導電性ローラである。
【００１８】
（２）弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、加硫剤として硫黄が０．５〜５質量部配合された未加硫ゴムを加硫したものである上記（１）の導電性ローラである。
【００１９】
（３）弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、重質炭酸カルシウムを４５〜１５０質量部配合されている上記（１）または（２）の導電性ローラである。
【００２０】
（４）芯金上に弾性体層を成形した後、その表面を研磨加工した上記（１）乃至（３）いずれかの導電性ローラである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物から構成し、前記高分子組成物の破断エネルギーを１０Ｎ・ｍ以下とすることにより、電気的特性が均一で充分な帯電能力を有し、ゴースト画像などの画像不良の無く、長期の使用にわたってローラ表面の汚れによる帯電不良の無い、帯電ローラとして好適な導電性ローラを提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
図２には、本発明の弾性部材を有する電子写真装置の概略構成を示す。２１は被帯電体としての電子写真感光体であり、本例の電子写真感光体は、アルミニウムなどの導電性を有する支持体２１ｂと、支持体２１ｂ上に形成した感光層２１ａを基本構成層とするドラム形状の電子写真感光体である。軸２１ｃを中心に図上時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
【００２４】
１は、電子写真感光体２１に接触配置されて電子写真感光体を所定の極性・電位に帯電（一次帯電）する帯電ローラである。帯電ローラ１は、芯金１１と、芯金１１上に形成した弾性層１２と、弾性層１２上に形成した表面層１３からなり、芯金１１の両端部を不図示の押圧手段で電子写真感光体２１の回転駆動に伴い従動回転する。
【００２５】
電源２３で摺擦電源２３ａにより、芯金１１の所定の直流（ＤＣ）バイアス、あるいは直流＋交流（ＤＣ＋ＡＣ）バイアスが印加されることで電子写真感光体２１が所定の極性・電位に接触帯電される。帯電ローラ１で周面が帯電された電子写真感光体２１は、次いで露光手段２４により目的画像情報の露光（レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光など）を受けることで、その周面に目的の画像情報に対した静電潜像が形成される。
【００２６】
その静電潜像は、次いで、現像部材２５により、トナー画像として順次に可視像化されていく。このトナー画像は、次いで、転写手段２６により不図示の給紙手段部から電子写真感光体２１の回転と同期取りされて適正なタイミングをもって電子写真感光体２１と転写手段２６との間の転写部へ搬送された転写材２７に順次転写されていく。本例の転写手段２６は転写ローラであり、転写材２７の裏からトナーと逆極性の帯電を行うことで電子写真感光体２１側のトナー画像が転写材２７に転写されていく。
【００２７】
表面にトナー画像の転写を受けた転写材２７は、電子写真感光体２１から分離されて不図示の定着手段へ搬送されて像定着を受け、画像形成物として出力される。あるいは、裏面にも像形成するものでは、転写部への再搬送手段へ搬送される。
【００２８】
像転写後の電子写真感光体２１の周面は、前露光手段２８による前露光を受けて電子写真感光体ドラム上の残留電荷が除去（除電）される。この前露光手段２８には公知の手段を利用することができ、例えばＬＥＤチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプおよび蛍光ランプなどを好適に例示することができる。
【００２９】
除電された電子写真感光体２１の周面は、クリーニング部材２９で転写残りトナーなどの付着汚染物の除去を受けて洗浄面化されて、繰り返して画像形成に供される。
【００３０】
帯電ローラ１は面移動駆動される電子写真感光体２１に従動駆動させてもよいし、非回転にしてもよいし、電子写真感光体２１の面移動方向に順方向または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。
【００３１】
また、露光は、電子写真装置を複写機として使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、原稿を読み取り信号化し、この信号に基づいてレーザービームを走査したり、ＬＥＤアレイを駆動したり、または液晶シャッターアレイを駆動したりすることなどにより行われる。
【００３２】
本発明の導電性ローラを使用しうる電子写真装置としては、複写機、レーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター、あるいは、電子写真製版システムなどの電子写真応用装置などが挙げられる。
【００３３】
本発明の導電性ローラは、帯電ローラなどの帯電部材以外に、現像部材、転写部材、除電部材や、給紙ローラなどの搬送部材としても使用可能である。
【００３４】
本発明の導電性ローラは芯金と、その外周に設けられた弾性体層により構成される。
【００３５】
弾性体層は２３℃ ５０％ＲＨ環境下で測定した体積抵抗率が２×１０８Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。体積抵抗率が２×１０８Ω・ｃｍの場合、感光体表面の帯電能力が不充分で、前露光が無い電子写真プロセスにおいては、転写プロセスを通過した後の感光体表面の帯電電位差を帯電プロセスで均一な表面電位にすることが出来ず、ゴースト画像が発生する。
【００３６】
弾性層の電気抵抗を１×１０８Ω以下とする具体的な手段としては、弾性体層を形成する材料をエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴム共重合体ゴムを含む高分子組成物によって構成する。
【００３７】
エチレンオキサイド含有量が６０ｍｏｌ％未満では、充分な低抵抗が出来ず、９０ｍｏｌ％超では抵抗低減効果が飽和してしまう上に、硬度・電気抵抗の環境依存性が極端に大きくなり、圧縮永久歪みも悪化するという問題がある。
【００３８】
弾性体層の圧縮永久歪みが悪化すると、長期間感光体と帯電ローラを圧接した場合にローラが永久変形をおこし、ニップ部からの過剰電流により異常画像が生じる、あるいは変形部分がローラ回転時に感光体に不均一に当接するため帯電ムラを起こし、画像不良を引き起こすなどの問題が発生する。
【００３９】
エピハロヒドリン−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ゴム、エピブロモヒドリン−アリルグリシジルエーテル三元共重合体ゴム共重合体ゴム等が挙げられ、中でも、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ゴム共重合体ゴムが好ましい。
【００４０】
第三成分のアリルグリシジルエーテルの含有量は１ｍｏｌ％以上であることが好ましい。アリルグリシジルエーテルの含有量が１ｍｏｌ％未満では加硫より形成される架橋の密度が無充分で弾性体層の破断エネルギーを小さくする事が出来ない。
【００４１】
弾性体層の原料ゴムとしては上記のエピハロヒドリン―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の他に、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水素添加物（Ｈ−ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）等のイオン導電系の原料ゴム１種或いは２種以上をブレンドして使用することも可能である。
【００４２】
弾性体層は加硫剤として硫黄を配合することが好ましい。硫黄を加硫剤としてヒドリンゴムのアリルグリシジルエーテルの不飽和結合間で架橋反応させる事により、弾性体層の破断エネルギーを小さくし、研削性を向上させることが出来る。硫黄配合量は原料ゴム成分1００質量部に対して０．５〜５質量部の範囲であることが好ましい。硫黄配合量が０．５質量部未満では密度が無充分で弾性体層の破断エネルギーを小さくする事が出来ない。また、硫黄配合量が５質量部超では、弾性体層の硬度が著しく上昇し、感光体に導電性ローラを当接した場合に均一なニップを得る事が出来ず帯電不良を引き起こす恐れがある。
【００４３】
また、弾性体層には充填剤として重質炭酸カルシウムを、原料ゴム成分1００質量部に対して４５〜１５０質量部配合することが好ましい。重質炭酸カルシウムはゴムへの補強性が小さく、比較的多量に配合しても、弾性体層の硬度を低く設定できる。充填剤として重質炭酸カルシウムを多量配合する事で弾性体層の研削性が向上し、ローラの表面粗さを小さく出来る。重質炭酸カルシウムの配合量が４５質量部未満では充分な効果が得られず、１５０質量部超では弾性体層の硬度が高くなりすぎ、好ましくない。
【００４４】
弾性体層はゴム材料の電気抵抗と環境依存性を低減する為に、イオン導電剤を含有することが好ましい。イオン導電剤としては、例えば、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などの無機イオン物質や、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェートなどの陽イオン性界面活性剤や、ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタインなどの両性イオン界面活性剤や、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウムなどの第四級アンモニウム過塩素酸塩や、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムなどの有機酸リチウム塩などが挙げられる。
【００４５】
特に好ましいイオン導電剤としては、以下の化学式（1）で表されるイオン導電剤である。
【００４６】
【化１】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３のうち1個は炭素数５〜２４のアルキル基、他はそれぞれ独立して炭素数が１〜５のアルキル基、ｎ1は１〜１５の整数である。）
上記のイオン導電剤は分子内にエチレンオキサイドユニットを有しており、エチレンオキサイド含有量が高いエピハロヒドリンゴムとの相溶性が良好で、イオン導電剤のローラ表面への移行による感光体汚染を防止することが出来る。
【００４７】
イオン導電剤の配合量は原料ゴム１００質量部に対して０．１〜４質量部の範囲である事が好ましい。イオン導電剤の配合量が０．１質量部未満では電気抵抗の低減効果が得られず、４質量部超の場合、感光体汚染の恐れがある。
【００４８】
さらに本発明の弾性層には、発明の効果を著しく損なわない範囲内で必要に応じて、ゴムの配合剤として一般に用いられている充填剤、軟化剤、加工助剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、粘着付与剤、分散剤等を添加することができる。
【００４９】
これらの原料の混合方法としては、バンバリーミキサーや加圧式ニーダーといった密閉型混合機を使用した混合方法や、オープンロールのような開放型の混合機を使用した混合方法などを例示することができる。
【００５０】
本例の帯電ローラにおいては、弾性体層の外周に表面層を設けることも出来る。表面層は１層でも、２層以上の複数層で構成しても構わない。また、表面層は弾性体層より、電気抵抗が高いことが好ましい。２層以上の多層構成とし、表面側の電気抵抗を高くすることによって、感光体表面のピンホールや傷などにより生じるリークを防止することが出来る。
【００５１】
表面層の電気抵抗値としては１×１０６〜１×１０１０Ω程度が要求され、一般的には、アクリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、シリコーン等のバインダー高分子に、カーボンブラック、グラファイト、酸化チタン、酸化錫等の酸化物；Ｃｕ、Ａｇ等の金属、酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電化した導電粒子；ＬｉＣｌＯ４、ＫＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等のイオン性電解質等を適宜量分散させることにより、所望の電気抵抗値としたものが用いられる。
【００５２】
表面被覆層の形成方法としては、上記の様なバインダー高分子を溶剤に溶解または分散し、これに導電フィラーを分散させた液を、ディッピング、ビーム塗工、ロールコーター、スプレー等の塗工法によって、弾性体層表面にコーティングする方法等を挙げることができる。
【００５３】
なお、本発明における帯電ローラには、必要に応じて、弾性体層や表面被覆層以外に、接着層、拡散防止層、下地層、プライマー層等の機能層を設けることもできる。
【００５４】
以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下、特に明記しない限り、「部」は「質量部」を意味している。
【００５５】
（実施例１）帯電ローラ１
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ４５部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート（化学式−２） 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００５６】
【化２】
このＡ練りゴム組成物１６２質量部に対して、架橋剤として硫黄１．５部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００５７】
得られた未加硫ゴム組成物を厚さ２ｍｍのシート成形金型にて１６０℃、３０分間プレス加硫を行い、その後、金型より取り出して熱風炉にて１６０℃、２時間の２次加硫を行い、成形シートを得た。この成形シートを用いて体積抵抗率の測定を行った。測定は日本ゴム協会標準規格「ゴムおよびゴム状類似物の体積抵抗率測定方法 ＳＲＩＳ−２３０４」に準拠して、２３℃ ５０％ＲＨの環境で、印加電圧１００Ｖにて行った。この結果、このゴム材料の体積抵抗率は３．０×１０６Ω・ｃｍであった。
【００５８】
また、成形シートから試験片を打ち抜き、ＪＩＳ−Ｋ６３０１（１９７５）に準拠した引張試験を実施し、破断エネルギーの測定を行った。その結果、破断エネルギーは３．０ Ｎ・ｍであった。
【００５９】
得られた未加硫ゴム組成物をベント式ゴム押出機（φ５０ｍｍベント押出機 Ｌ／Ｄ＝１６ ＥＭ技研社製）によってチューブ状に押出し、加硫缶を用いた加圧水蒸気により１６０℃ ３０分の一次加硫を行い、外径１５ｍｍ、内径５．５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのゴムチューブを得た。
【００６０】
次に、直径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍの円柱形の導電性芯金（鋼製、表面はニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３２ｍｍに導電性ホットメルト接着剤を塗布し、８０℃で３０分間乾燥したものに、前述のゴムチューブを圧入し、熱風炉にて１６０℃で２時間の二次加硫と接着処理を行った。この加硫後のローラのゴム両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３２ｍｍとした後、ゴム部分を研磨機（ＬＥＯ−６００−Ｆ４−ＢＭＥ 水口製作所製）で研磨し、端部直径１２．００ｍｍ、中央部直径１２．１０ｍｍのクラウン形状の性弾性体層を有するゴムローラ１を得た。
【００６１】
得られたゴムローラ1の十点平均表面粗さ（Ｒｚ）を測定した。測定はＪＩＳＢ０６０１に準拠し、（株）小坂研究所製ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ ＳＥ−３４００を用い、送り速度０．５ｍｍ／ｓ、カットオフ０．８ｍｍ、測定長２．５ｍｍの条件で測定した。測定は導電性部材の任意の３箇所について長手方向に行い、３つの値の単純平均をＲｚとした。その結果、Ｒｚは４．９μｍであった。
【００６２】
上記弾性層の上に、以下に示す表面層を被覆形成した。
【００６３】
導電性酸化スズ粉体（商品名：ＳＮ−１００Ｐ、石原産業（株）製）５０部に、トリフルオロプロピルトリメトキシシランの１％イソプロピルアルコール溶液を５００部と平均粒径０．８ｍｍのガラスビーズ３００部を加え、ペイントシェーカーで７０時間分散後、分散液を５００メッシュの網で濾過し、次に、この溶液をナウターミキサーで攪拌しながら１００℃の湯浴で暖めてアルコールを飛ばして乾燥させ、表面にシランカップリング剤を付与し、表面処理導電性酸化スズ粉体を得た。
【００６４】
ラクトン変性アクリルポリオール（商品名：プラクセルＤＣ２００９、ダイセル化学工業（株）製）２００部を、５００部のＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解し、ポリオール濃度２０質量％の溶液とした。このアクリルポリオール溶液２００部に対して上記表面処理導電性酸化スズ粉体を６０部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ−２８ＰＡ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を０．０１部配合し、これに直径０．８ｍｍのガラスビーズ２００部を加えて、４５０ｍｌのビンに入れてペイントシェーカーを使い、１０時間分散した。
【００６５】
この分散液３８０部に、イソホロンジイソシアネートのブロックタイプのイソシアヌレート型３量体（商品名：ベスタナートＢ１３７０、デグサ・ヒュルス製）を３０．６部と、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（商品名：デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ、旭化成工業製）を１９．６部混合し、ボールミルで１時間攪拌し、最後に５００メッシュの網で溶液を濾過して表面層の塗料を得た。
【００６６】
この表面層の塗料をディッピンク法により上記弾性層を有するゴムローラ1の表面に塗工した。引き上げ速度３２０ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、ローラの塗工時の軸方向を反転して、もう一度引き上げ速度３２０ｍｍ／ｍｉｎで塗工し、３０分間風乾した後、１６０℃で６０分間乾燥して、帯電ローラ1を得た。
【００６７】
この帯電ローラ１を図２に示した電子写真装置（レーザショットＬＢＰ−２５１０ キヤノン製）にて画像評価を行った。画像評価は帯電ローラによる帯電能の差が最も顕著に表れるように、低温低湿環境である温度１５℃、湿度１０％（Ｌ／Ｌとも記載する）環境下において、画像評価は感光体表面電位が−５００Ｖとなるように、帯電ローラの芯金に直流電圧のみを印加して、図２に示した電子写真プロセスにおける前露光手段を作動させないようにして行った。評価画像はベタ黒印字後にハーフトーン画像を形成させてゴースト画像の評価を行った。ゴースト画像ランク○はゴーストの発生が全く無い、ゴースト画像ランク△はゴーストが僅かに認められる、ゴースト画像ランク×はゴーストがハッキリ認められる、というレベルであり、本例のゴースト画像ランクはランク○であった。また、１％印字で８,０００枚印字した後にハーフトーン画像を出力し、初期の画像との比較による耐久画像評価を行った。耐久画像ランク○は初期と同様に良好な画像、耐久画像ランク△は耐久による帯電ローラのトナー汚れによる軽微な画像不良が発生、耐久画像ランク×は耐久による帯電ローラのトナー汚れにより、著しい画像不良が発生、というレベルであり、本例の耐久画像ランクはランク○であった。
【００６８】
（実施例２）帯電ローラ２
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００６９】
このＡ練りゴム組成物１７７質量部に対して、架橋剤として硫黄１部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００７０】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は４．０×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは３．５Ｎ・ｍであった。
【００７１】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ２を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは３．５μｍであった。
【００７２】
上記ゴムローラ２の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ２を得た。
【００７３】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは○であった。
【００７４】
（実施例３）帯電ローラ３
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム １２０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ８部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００７５】
このＡ練りゴム組成物２４０質量部に対して、架橋剤として硫黄０．５部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００７６】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は４．８×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは６．７Ｎ・ｍであった。
【００７７】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ３を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは４．３μｍであった。
【００７８】
上記ゴムローラ３の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ３を得た。
【００７９】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは○であった。
【００８０】
（実施例４）帯電ローラ４
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００８１】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてキノメチオナート（ダイソネットＸＬ２１Ｓ 保土ヶ谷化学工業社製）１部、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ；ノクセラーＴＲＡ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００８２】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は６．０×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは８．６Ｎ・ｍであった。
【００８３】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ４を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは５．６μｍであった。
【００８４】
上記ゴムローラ４の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ４を得た。
【００８５】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは△であった。
【００８６】
（比較例１）帯電ローラ５
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ｂ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ４８ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ４８ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００８７】
このＡ練りゴム組成物１７７質量部に対して、架橋剤として硫黄１部、加硫促進剤としてジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ；ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業社製） １部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ；ノクセラーＴＳ、大内振興化学工業社製） １部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００８８】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は５．０×１０７Ω・ｃｍ、破断エネルギーは４．４Ｎ・ｍであった。
【００８９】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ５を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは４．４μｍであった。
【００９０】
上記ゴムローラ５の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ５を得た。
【００９１】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは×、耐久画像ランクは○であった。
【００９２】
（比較例２）帯電ローラ６
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ｃ（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体：エピクロルヒドリン ４９ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ５１ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００９３】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてエチレンチオウレア（ＥＵ；アクセル２２Ｓ、川口化学工業社製） １．５部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【００９４】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は２．０×１０７Ω・ｃｍ、破断エネルギーは９．１Ｎ・ｍであった。
【００９５】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ６を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは５．８μｍであった。
【００９６】
上記ゴムローラ６の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ６を得た。
【００９７】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは×、耐久画像ランクは△であった。
【００９８】
（比較例３）帯電ローラ７
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ｄ（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体：エピクロルヒドリン ３９ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ６１ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【００９９】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてエチレンチオウレア（ＥＵ；アクセル２２Ｓ、川口化学工業社製） １．５部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【０１００】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は７．０×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは１０．２Ｎ・ｍであった。
【０１０１】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ７を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは７．２μｍであった。
【０１０２】
上記ゴムローラ７の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ７を得た。
【０１０３】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは△、耐久画像ランクは×であった。
【０１０４】
（比較例４）帯電ローラ８
原料ゴムとして、ヒドリンゴム−Ａ（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３元共重合体：エピクロルヒドリン ２３ｍｏｌ％；エチレンオキサイド ７３ｍｏｌ％；アリルグリシジルエーテル ４ｍｏｌ％）１００部、加工助剤としてステアリン酸亜鉛 １部、加硫促進助剤として酸化亜鉛 ５部、充填剤として重質炭酸カルシウム ６０部、ＭＴカーボンブラック（サーマックスフローフォームＮ９９０ Ｃａｎｃａｒｂ社製） ５部、セバシン酸ポリエステル可塑剤（分子量 ８０００） ５部、イオン導電剤としてＮ−ジオキシエチレン−Ｎ，Ｎ，Ｎ−モノオクタデシルジメチルアンモニウムパークロレート 1部、受酸剤として合成ハイドロタルサイト（ＤＨＴ−４Ａ 協和化学工業社製）３部を加圧式ニーダーにて混合し、Ａ練りゴム組成物を得た。
【０１０５】
このＡ練りゴム組成物１８０質量部に対して、架橋剤としてキノメチオナート（ダイソネットＸＬ２１Ｓ 保土ヶ谷化学工業社製）１部、加硫促進剤として１．８ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７のフェノール樹脂塩（Ｐ−１５２ サンアプロ社製） １．０部 をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム組成物を得た。
【０１０６】
得られた未加硫ゴム組成物について、実施例１と同様にゴムシートを成形し、体積抵抗率と破断エネルギーを測定した。この結果、体積抵抗率は４．５×１０６Ω・ｃｍ、破断エネルギーは１３．２Ｎ・ｍであった。
【０１０７】
次に、上記未加硫ゴム組成物を使用し、実施例１と同様にゴムローラ８を成形し、その表面粗さＲｚを測定した。その結果、Ｒｚは８．３μｍであった。
【０１０８】
上記ゴムローラ８の弾性層の上に、実施例１と同様に表面層を被覆形成し帯電ローラ８を得た。
【０１０９】
実施例１と同様に帯電ローラの画像評価を実施した所、ゴースト画像ランクは○、耐久画像ランクは×であった。
【０１１０】
以上の結果について、弾性体層に使用したヒドリンゴムのモノマー組成を表１に、弾性体層の材料組成を表２に、作成した帯電ローラの評価結果を表３に示す。
【０１１１】
【表１】
【０１１２】
【表２】
【０１１３】
【表３】
比較例１、２については帯電ローラの弾性体層を構成するヒドリンゴムのエチレンオキサイド含有量が６０ｍｏｌ％未満であり、体積抵抗率が高く、ゴースト画像が発生した。
【０１１４】
比較例３については、ヒドリンゴムがアリルグリシジルエーテルを含有しておらず、弾性体層の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ超で研磨性が悪く、弾性体層表面の粗さが大きい為に、耐久画像評価で帯電ローラのトナー汚れにより、著しい画像不良が発生している。
【０１１５】
比較例４も比較例３と同様に、破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ超であり、耐久画像評価で著しい画像不良が発生している。
【０１１６】
表３から明らかなように、本発明の導電性ローラを帯電ローラに使用した場合ついては、弾性層の体積抵抗率が充分に低い為、ゴースト画像ランクが△以上であり、弾性体層の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下で、研磨後の表面粗さが小さく、耐久画像評価での画像ランクも△以上で、著しい画像不良は発生していない。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の弾性部材の一例としての帯電ローラの構成を示す図である。
【図２】本発明における電子写真装置の例を説明するための模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 帯電ローラ
１１ 芯金
１２ 弾性体層
１３ 表面層
２１ 像担持体
２１ａ 感光層
２１ｂ 導電性支持体
２１ｃ 支軸
２３ 電源
２３ａ 摺擦電源
２４ 露光手段
２５ 現像手段
２６ 転写ローラ
２７ 転写材
２８ 前露光手段
２９ クリーニング手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物からなり、前記高分子組成物の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下であることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、加硫剤として硫黄が０．５〜５質量部配合された未加硫ゴムを加硫したものである請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、重質炭酸カルシウムを４５〜１５０質量部配合する請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
芯金上に弾性体層を成形した後、その表面を研磨加工した請求項１乃至３の何れかに記載の導電性ローラ。
【請求項１】
芯金とその外周に設けられた少なくとも１層以上からなる弾性体層を有する弾性ローラにおいて、その弾性体層がエチレンオキサイド含有量が６０〜９０mol%のエピハロヒドリン−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ゴムを含む高分子組成物からなり、前記高分子組成物の破断エネルギーが１０Ｎ・ｍ以下であることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、加硫剤として硫黄が０．５〜５質量部配合された未加硫ゴムを加硫したものである請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
弾性体層が、原料ゴム成分1００質量部に対して、重質炭酸カルシウムを４５〜１５０質量部配合する請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
芯金上に弾性体層を成形した後、その表面を研磨加工した請求項１乃至３の何れかに記載の導電性ローラ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−３０７６６（Ｐ２００６−３０７６６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１１４４８（Ｐ２００４−２１１４４８）
【出願日】平成１６年７月２０日（２００４．７．２０）
【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１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２０日（２００４．７．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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