導電性ローラ
【課題】加工性がよく、可塑剤や軟化剤の染み出しによる感光体汚染がなく、低硬度で圧縮永久歪み性に優れ、電気的な均一性に優れた導電性ローラを提供する。
【解決手段】導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からなることを特徴とする導電性ローラ。
【解決手段】導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からな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】
本発明は導電性ローラに関し、特に電子写真等による画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面を均一に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成し、次いで、トナーの付着によるトナー像の形成（現像）、転写紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとられている。
【０００３】
前記感光体の表面を均一帯電するための手段としては、電圧（例えば１〜２ｋＶ）を印加した帯電部材を感光体に所定の押圧力で当接させて感光体を所定の電位に帯電させる接触帯電方式が知られている。接触帯電方式の中でも帯電ローラは、接触帯電方式による均一帯電のための重要なポイントである感光体への一様な接触が、二つの回転円筒体同士によりなされるため、ブラシ帯電やブレード帯電などの他の接触帯電方式よりも実現容易であり、採用されている。
【０００４】
帯電ローラは感光体との接触帯電を行うものであるため、帯電ローラが電気的に不均一な場合、その電気的な不均一性を反映した帯電濃度ムラを生じる。したがって、帯電ローラは所定の抵抗を持ち、かつ電気的に均一であることが要求される。また、帯電ローラは上記のように感光体と当接するため、感光体表面に対する離型性と、トナーに対する離型性が良好であることも要求される。さらに、帯電ローラは感光体との当接により均一な帯電を行うために、表面の導電性が均一であることと一様なニップ幅を保つことが要求され、そのために、適当な硬さ（柔軟性）と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る。この感光体表面及びトナーに対する離型性と柔軟性の両立のため、導電性軸体の外周上に低硬度弾性層と、前記低硬度弾性層の表面を覆う表面層の２層を有する帯電ローラが知られている（例えば特許文献１）。
【０００５】
一方、転写ローラは、感光体上のトナー像を転写紙上に転写するための部材であり、トナー像が現像された感光体等に被帯電体である転写紙を介して転写ローラを圧接し、該トナー像のトナーと逆極性の電荷を供給することにより感光体等の該トナーを紙へ吸着させ、転写しているが、ここで転写紙へ供給する電荷密度の大きさは画質に大きな影響を及ぼす。すなわち、該電荷密度が小さいとトナー吸着力が弱くなるため「飛び散り」が発生したり、逆に大きい場合はトナーの逆極性帯電による「にじみ」が発生したりし、高品質の画像が得られない。また、電荷密度が不均一であると、ベタ黒転写性に濃度ムラが生じたり、砂地等の斑点状の転写ムラが生じたりする。したがって、導電性が均一であることと一様なニップ幅を保つことが要求され、そのために、適当な硬さ（柔軟性）と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る。
【０００６】
電子写真等の画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラにおけるこれらの要求に対して、前記低硬度弾性層に導電性ゴムが用いられている。この低硬度の導電性ゴムを得るために、導電性ゴム組成物として、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のポリマーに、カーボンブラック等の導電性充填剤を添加し、さらに低硬度を得るために軟化剤を添加したものが知られている。しかしながら、この導電性充填剤による抵抗調整は、導電性充填剤のゴム中の存在状態で抵抗値が大きく変動し、電気的に不均一なものであった。この電気的な不均一性に対する対策として、ゴム自体がある程度の低抵抗性をもつ、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリン系ゴム等の極性ゴムを使用した導電性ゴム組成物を用いることにより、電気的均一性に優れた導電性ゴムが得られることが知られている。中でもエピクロルヒドリン系ゴムは、各種ゴムの中で抵抗値の低いポリマーであることが知られている。エピクロルヒドリン系ゴムとしては、エピクロルヒドリンホモポリマー、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−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が知られており、さらには、エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイドの共重合割合により抵抗値をコントロールすることが可能であり、各種導電性ローラの弾性体として求められる抵抗値により各種エピクロルヒドリン系ゴムが単独若しくはブレンド、または、他ポリマーとのブレンドして用いられている（例えば特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、これらエピクロルヒドリン系ゴムを用いて電気的均一性に優れた弾性体を得ることは可能であるが、低硬度化の要求に対して一般的には、エピクロルヒドリン系ゴムに可塑剤を添加する方法がとられるが、一般的なエピクロルヒドリン系ゴムに使用される可塑剤を用いた場合、長期間感光体と当接により導電性ローラから可塑剤の染み出した可塑剤が感光体を部分変質（感光体汚染）させ、画像に影響を及ぼし易くなるという問題がある。可塑剤を含まずに低硬度の導電性弾性体を得るためには、架橋密度を低いものにする、または、充填剤を含まないあるいは充填剤の添加量が少量のゴム組成物にするなどの方法がある。しかしながら、架橋密度の低いゴムは圧縮永久歪みが悪く、充填剤を含まないあるいは充填剤の添加量が少量のゴム組成物は、ゴム練りや押出し加工性が悪く実用性がない。即ち、可塑剤を用いないと低硬度化が難しいだけでなくゴム練りにおけるロール加工性や予備成形における押出し加工性が悪いものとなるという問題があった。さらに低コスト化のために、押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造する場合には、より可塑化された未加硫のゴム組成物でないと、導電性軸体とゴム組成物の密着性も悪いという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２０７９８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情を背景になされたものであって、その解決課題とするところは、少なくとも導電性軸体の外周上に弾性層を有する電子写真等の画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラにおいて、可塑剤や軟化剤の染み出しによる感光体汚染がなく、低硬度で圧縮永久歪み性に優れ、電気的な均一性に優れ、また、未加硫状態の前記導電性ゴム組成物が、ゴム練り加工性や押出し加工性が良い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】
【０００９】
上記目的達成するため、本発明は以下の構成をとる。
【００１０】
導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からなることを特徴とする導電性ローラである。
【００１１】
また、該ゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムを１００質量部としたときポリエーテルオールが４質量部〜５０質量部含有されていることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１２】
また更に、該エピクロルヒドリン系ゴムが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元共重合体であることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１３】
また、該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下であり、且つ、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下であることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１４】
また、該ポリエーテルポリオールが、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上９０モル％以下であり、且つエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドがランダムに付加された構造の重合物であることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１５】
また、押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、該導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造されることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１６】
また、該弾性層の外周上で少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層が形成されることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の導電性ローラによれば、低硬度で製造上の加工性に優れ、圧縮永久歪み性も良好であり、且つ所望の導電性を持ち、感光体汚染性に優れる導電性ローラが得られる。
【００１８】
従って、上記導電性ローラは、電子写真等を用いた画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラに好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の導電性ローラは、導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からなることを特徴とする導電性ローラである。
【００２０】
帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラの前記弾性層用材料に求められる各種抵抗値に調整するため低抵抗のポリマーであるエピクロルヒドリン系ゴムを含有する。また、重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールは、一般的には各種ウレタンエラストマーやウレタンフォームの原料として用いるものであるが、エピクロルヒドリン系ゴムに添加し、エピクロルヒドリン系ゴムをイオウ等の架橋剤で架橋（加硫）した場合は、該ポリオールは架橋しないため可塑剤として効果を発揮する。即ち、エピクロルヒドリン系ゴムと該ポリオールを含有することで、未加硫状態の前記ゴム組成物が、ゴム練り加工性や押出し加工性が良く、低硬度で電気的な均一性に優れた導電性ローラが得られる。
【００２１】
本発明の導電性ローラに使用する該ポリオールは、ポリエーテルポリオールである。エピクロルヒドリン系ゴムは、ポリエーテル系のゴム（ポリマー）であり、可塑剤として使用するポリオールとしては、ポリエーテルポリオールがポリマーとの相溶性に優れ、また、一般に低温特性に優れるため、得られる弾性層の硬度等の温度依存性が小さくできる。
【００２２】
さらに、前記ポリエーテルポリオールの分子量（Ｍｗ）は、３０００〜１００００である。分子量（Ｍｗ）が３０００よりも小さいとエピクロルヒドリン系ゴム中で自由に動き易くなるため加硫ゴムとなった後でもゴム中から染み出しやすくなる、一方分子量（Ｍｗ）が１００００よりも大きいと高粘度になるために取り扱いづらくなる上、未加硫ゴムのべたつきが大きくなりゴム練り時にロールに張り付きやすく加工性が悪くなる。より好ましい分子量（Ｍｗ）は３０００〜７０００である。
【００２３】
また、該ゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムを１００質量部としたときポリオールが４質量部〜５０質量部含有されていることが好ましい。ポリオールの含有量が４質量部未満では、可塑化効果が小さく、また、低硬度化効果も小さくなり、５０質量部を超えて必要以上に多く含有すると混練加工性が悪化するばかりでなく、加硫ゴムとなった後でもゴム中から染み出しやすくなる。より好ましくは、ポリオールの含有量は５〜３０質量部である。さらに好ましくは、ポリオールの含有量は５〜２０質量部である。
【００２４】
本発明の導電性ローラに使用するエピクロルヒドリン系ゴムとしては、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３元共重合体であることが好ましい。エピクロルヒドリン系ゴムとしては、前述の如くエピクロルヒドリンホモポリマー、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−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が知られているが、この中でエチレンオキサイドを共重合しているものは、電気的に比較的低抵抗のものが得られやすく他ポリマーとのブレンド等により所望の抵抗値に調整しやすい。また、上記エピクロルヒドリン系ゴム中アリルグリシジルエーテルを共重合しているものは、イオウでは架橋が可能であり、加硫方法や製造上の条件の制約が少なくなり好ましい。
【００２５】
また、本発明の導電性ローラに使用するエピクロルヒドリン系ゴムとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール−エチレングリコールあるいはそれらのブレンドなどとして知られているポリアルキレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、テトラヒドロフランとアルキレンオキサイドとの共重合ポリオール、それらの各種変性体あるいはそれらのブレンドなどが挙げられる。
【００２６】
さらに該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下であり、且つ、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下であることが好ましい。該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下のとき、特に低抵抗の弾性体が得られやすい。エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合は、一定の割合までは、多くなるにつれ低抵抗化するが、９０モル％を超えると、エチレンオキサイドの結晶化が生じ抵抗値も低下するばかりでなくゴム弾性も失われ好ましくない。より好ましくは、３５モル％以上７５モル％以下である。また、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下のとき、特にエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下のエピクロルヒドリン系ゴムとの相溶性がよく、ポリエーテルポリオール添加による高抵抗化も生じにくい。
【００２７】
また、前記ポリエーテルポリオールは、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上９０モル％以下で且つエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドがランダムに付加させたものがより好ましい。ポリエーテルポリオールにおいても低抵抗な弾性体を得るためにはエチレンオキサイド共重合割合を高めたものが有利であるが、一般的なブロックタイプのポリエーテルポリオールでは、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上になるとエチレンオキサイドの結晶化が生じ可塑化効果が低減する。
【００２８】
この導電性ゴムローラは、押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造することが好ましい。前記記載の未加硫ゴム組成物を用いることによりコスト的に有利なこの製造方法を用いても導電性軸体と密着した導電性ローラを得ることが可能である。
【００２９】
さらに、該弾性層の外周上で、少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層が形成されることが好ましい。弾性体から本発明で使用する弾性体中に含まれる可塑剤であるポリオールが少量染み出した場合でも弾性体の外周上でポリオールとポリイソシアネートを架橋する際に弾性体から染み出したポリオールもポリイソシアネートにより架橋されて形成したウレタン層から染み出すことを防止できる。このとき弾性体の外周上でポリイソシアネートで架橋されるポリオールとしては、要求に応じた各種ポリオールが使用可能である。
【００３０】
なお、本発明の導電性ローラに使用されるゴム組成物には、上記成分の他にも各種配合剤を適宜配合することができる。配合剤としては、イオン導電剤、加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラック等の補強剤や充填剤、老化防止剤、加工助剤等が挙げられる。イオン導電剤としては、特に限定されるものではなく各種塩が使用可能であり、たとえばＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＢＦ4、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ3）2、ＮａＣｌＯ4等のＬｉ+，Ｎａ+等の金属塩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、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム等の第４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらのイオン導電剤を単独で用いても２種以上を併用して用いてもよい。加硫剤としても特に限定するものでなく、イオウ、４，４’−ジチオモルホリン、２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン、６−メチルキノリンサン−２,３−ジチオカーボネート、エチレンチオウレアなどが挙げられ、中でも加硫速度がコントロールしやすく取り扱いが容易なイオウが好ましい。加硫促進剤としても特に限定するものでなく、ゴム用として公知な各種加硫促進剤が使用可能であり、例えば２−メルカプトベンゾチアゾールやジベンゾチアジルジスルフィド等のベンゾチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドやＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド類、テトラエチルチウラムジスルフィドやテトラメチルチウラムモノスルフィドや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類、ジチオカルバミン酸塩類等が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上を併用して用いられる。カーボンブラックとしても特に限定するものでなく、ＳＡＦ級、ＩＳＡＦ級、ＨＡＦ級、ＭＡＦ級、ＦＥＦ級、ＧＰＦ級、ＳＲＦ級、ＦＴ級、ＭＴ級等のゴム用の各種カーボンブラックのほか、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック等が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上を併用して用いられる。充填剤としても特に限定するものではなく、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、シリカ、炭酸マグネシウム、クレー等が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上を併用して用いられる。
【００３１】
図１に本発明の接触帯電装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置の一つの実施の形態を示す概略図を示す。図中、１は帯電部材（帯電ローラ）、２は電子写真感光体（感光ドラム）、２ａは導電性支持体、２ｂは感光層、３は高圧電源、４はレーザービーム走査露光、５は現像器、６は転写手段、７は転写材、８はクリーニング装置、９はプロセスカーリッジ、１０は案内手段（ガイド）である。
【実施例】
【００３２】
以下に本発明について実施例及び比較例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３３】
〔実施例１〕
導電性ローラ(i)（単層ローラ）の作成
エピクロルヒドリン系ゴム−１[エピクロルヒドリン４０モル％、エチレンオキサイド５６モル％、アリルグリシジルエーテル４モル％；商品名 ＣＧ１０２ ダイソー（株）製]１００質量部、ポリオール−１[エチレンオキサイド７０モル％、プロピレンオキサイド３０モル％、ランダム重合；商品名 ＥＰ５０５Ｓ 三井武田ケミカル（株）製]１５質量部、酸化亜鉛[商品名 亜鉛華２種 白水テック（株）製]５質量部、ステアリン酸[商品名 ステアリン酸Ｓ 花王（株）製]０.５質量部、イオン導電剤[第４級アンモニウム塩；商品名 ＫＳ−５５５ 花王（株）製]２質量部、炭酸カルシウム[商品名 シルバーＷ 白石工業（株）製]６０質量部、ＦＥＦ級カーボンブラック[商品名 シーストＳＯ 東海カーボン（株）製]２質量部、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）[商品名 ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業（株）製]１．０質量部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）[商品名 ノクセラーＴＳ 大内振興化学工業（株）製] ０.８質量部、イオウ[商品名 サルファックスＰＭＣ 鶴見化学工業（株）製]１.５質量部を混錬りし未加硫のゴム組成物を作成した。
【００３４】
次に、φ４０ｍｍのクロスヘッド 押出し機を用いて前記未加硫のゴム組成物を押出すと同時に、連続的にホットメルト接着剤を塗布したφ６ｍｍの導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、１６０℃で６０分間熱風炉に投入して加硫を行い、導電性軸体１ａ上に加硫ゴム層（弾性層）１ｂを形成した未研磨のローラ状成形体を作成した。この成形体を研磨砥石ＧＣ８０を取り付けた研磨機にセットし、研磨条件として回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍ／分で外径がφ１２ｍｍになるように研磨し、図２に示す導電性ローラ(i)を作成した。
【００３５】
得られた導電性ローラ(i)について、加工性、ムーニ−粘度（ＭＬ1+4）、硬度、圧縮永久歪み率、ローラ電気抵抗に関する特性を、以下の方法により測定した。
【００３６】
〈加工性〉
ゴム材料の混練り、押出成形、加硫などの各工程における加工性を総合的に判断し、加工性が良好なものを○、加工性が悪く実用には適さないものを×とした。
【００３７】
＜未加硫ゴム組成物のムーニー粘度＞
ＪＩＳ Ｋ６３００−１９９５の規定に従って、Ｌ形ロータを用い１００℃にてムーニー粘度［ＭＬ1+4／１００℃］を測定した。
【００３８】
〈硬度〉硬度は、ＪＩＳ Ｋ−６２５３に準じて、タイプＡデュロメータを用い、標準硬さを測定した。の規定に従って測定した。
【００３９】
〈圧縮永久歪み率〉
圧縮永久歪み率は、ＪＩＳ Ｋ−６２６２の大型試験片（直径２９ｍｍ、厚さ１２．５ｍｍ）を用い、７０℃×２５％圧縮の条件下で２２時間放置後の圧縮永久歪み率を測定した。
【００４０】
〈ローラ電気抵抗〉
ローラ抵抗は、導電性ローラの軸体に総圧１ｋｇ（９．８Ｎ）の荷重が掛かるように外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着した状態で、軸体とアルミドラムとの間に１００Ｖの電圧を印加することによって測定した。
【００４１】
導電性ローラ(ii)（弾性層＋表層ウレタン層の２層ローラ）の作成
導電性ローラ(i)の外周上に作成する表層（ポリウレタン層）として以下の材料を使用した。
・ε−カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液 １００質量部
（希釈溶剤：ＭＥＫ、固形分２０質量％、ＯＨ価５０）
・導電性酸化スズ ２０質量部
【００４２】
この混合液をジルコニアビーズ（平均粒径０．５ｍｍ）を分散メディアとして、横型サンドミルを３回通して分散した。ビーズを瀘過分離した分散液にヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）をＯＨ／ＮＣＯ＝１．０になるように添加して、表層用塗料を調整した。
【００４３】
ついで前記弾性ローラの導電性弾性層の表面上に表層用塗料を浸漬コートした後、熱風循環乾燥機中、１５０℃で１時間乾燥した。乾燥後の表層（ウレタン層）１ｃの厚みは３０μｍであった。このようにして得られた図３に示す導電性ローラを、実施例１の導電性ローラ(ii)とした。
【００４４】
得られた導電性ローラ(ii)を、以下の方法により感光体汚染性評価を行った。
【００４５】
帯電ローラとして前記導電性ローラ(ii)、及び前記電子写真感光体をレーザビームプリンタ（商品名ＬＢＰ−１６６０、キヤノン製）に使用するプロセスカートリッジ（商品名ＥＰ−５２カートリッジ、キヤノン製）に装着し、高温高湿環境（温度４０℃、相対湿度９５％）下に１ヶ月間放置した。導電性ローラ(ii)と感光体の貼り付きを調べた後、感光体表面を光学顕微鏡で観察して、帯電ローラの当接による異常（割れ、変色）の有無を調べた。
【００４６】
〈貼り付きのランク〉
〇：貼り付きなし、または、わずかに貼り付くが容易に外れる(実用上問題なし)。
×：貼り付きあり、または、貼り付きにより、感光体の表面層が剥がれた(実用に適さない)。
【００４７】
〈感光体表面の顕微鏡観察結果〉
〇：表面の変化なし。
△：表面に付着物が見られる。
×：表面に割れが見られる。
【００４８】
［実施例２〜５及び比較例１〜７］
弾性層のゴム組成物を変更した以外は、実施例１と同様に導電性ローラ(i)及び導電性ローラ(ii)を作成して、評価を行った。実施例及び比較例の弾性層に使用するゴム組成物における配合割合を実施例１を含めて表１及び表２に示す。また、評価結果を表３及び表４に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
なお、各実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
【００５２】
エピクロルヒドリン系ゴム−１；[エピクロルヒドリン４０モル％、エチレンオキサイド５６モル％、アリルグリシジルエーテル４モル％；商品名 ＣＧ１０２ ダイソー（株）製]
エピクロルヒドリン系ゴム−２； [エピクロルヒドリン５６モル％、エチレンオキサイド４１モル％、アリルグリシジルエーテル３モル％；商品名 エピクロマーＣＧ１０７ ダイソー（株）製]
ポリオール−１；[エチレンオキサイド７０モル％、プロピレンオキサイド３０モル％、ランダム重合 重量平均分子量（Ｍｗ）３５００；商品名 ＥＰ５０５Ｓ 三井武田ケミカル（株）製]
ポリオール−２；[エチレンオキサイド５０モル％、プロピレンオキサイド５０モル％、末端ＥＯ 重量平均分子量（Ｍｗ）４１００；商品名 ＰＥ−７５ 三洋化成工業（株）製]
ポリオール−３：[エチレンオキサイド１５モル％、プロピレンオキサイド８５モル％、末端ＥＯ 重量平均分子量（Ｍｗ）７０００；商品名 ＥＰ９０１ 三井武田ケミカル（株）製]
ポリオール−４：[エチレンオキサイド２０モル％、プロピレンオキサイド８０モル％、末端ＥＯ 重量平均分子量（Ｍｗ）２５００；商品名 ＭＦ−１６ 三井武田ケミカル（株）製]
可塑剤−１；[ジブチルカルビトールアジペート；商品名ＲＳ１０７ 旭電化工業（株）製]
可塑剤−２；[アジピン酸系ポリエステル 数平均分子量１０００；商品名ＰＮ−１５０ 旭電化工業（株）製]
可塑剤−３；[アジピン酸系ポリエステル 数平均分子量２０００；商品名ＰＮ−２５０ 旭電化工業（株）製]
可塑剤−４；[セバシン酸系ポリエステル 数平均分子量８０００；商品名 ポリサイザーＰ−２０２ 大日本インキ（株）製]
[酸化亜鉛；商品名 亜鉛華２種 白水化学工業（株）製]
[ステアリン酸；商品名 ステアリン酸Ｓ 花王（株）製]
イオン導電剤；[第４級アンモニウム塩；商品名 ＫＳ−５５５ 花王（株）製]
[炭酸カルシウム；商品名 シルバーＷ 白石工業（株）製]
[ＦＥＦ級カーボンブラック；商品名 シーストＳＯ 東海カーボン（株）製]
[ＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）；商品名 ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業（株）製]
[ＴＭＴＭ（テトラメチルチウラムモノスルフィド）；商品名 ノクセラーＴＳ 大内振興化学工業（株）製]
[イオウ；商品名 サルファックスＰＭＣ 鶴見化学工業（株）製]
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
【００５５】
実施例１〜５の弾性層のゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物を用いた導電性ローラ(i)は、ゴム材料の混練り、押出成形、加硫などの各工程において加工性に優れ、また、圧縮永久歪み率は全て１８％以下と圧縮永久歪み性にも優れ、硬度は４２〜４４と適したものであった。さらに、弾性層の外周上に少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層を形成した導電性ローラ(ii)において、感光体汚染がなく感光体と接触して用いられる導電性ローラとして好適なものであった。
【００５６】
比較例１は、可塑剤を含有せずに加硫剤・加硫促進剤を少量にしてある程度硬度を調整したものであるが、押出し加工性が悪く、圧縮永久歪み率も２７％と悪く実用性が劣るものであった。
【００５７】
比較例２は、可塑剤を含有せずに充填剤の添加量を少量にしてある程度硬度を調整したものであるが、ゴム材料の混練り及び押出し加工性が悪く実用性が劣るものであった。
【００５８】
比較例３は、可塑剤にジブチルカルビトールアジペートを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００５９】
比較例４は、可塑剤に分子量１０００のアジピン酸系ポリエステルを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００６０】
比較例５は、可塑剤に分子量２０００のアジピン酸系ポリエステルを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００６１】
比較例６は、可塑剤に分子量８０００のセバシン酸系ポリエステルを用いたものであるが、粘着性が強くゴム材料の混練りが悪く実用性が劣るものであった。
【００６２】
比較例７は、可塑剤に重量平均分子量（Ｍｗ）が２５００であるポリエーテルポリオールを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００６３】
以上、表で見られるように、比較例の事例は、いずれかの評価で不具合があるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の接触帯電装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置の一つの実施の形態を示す概略図を示す。
【図２】本発明の導電性ローラの１つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。
【図３】本発明の導電性ローラの１つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。
【符号の説明】
【００６５】
１帯電部材（帯電ローラ）
１ａ導電性支持体（芯金）
１ｂ導電性弾性層（ヒドリンゴム層）
１ｃ表面層（ウレタン層）
２電子写真感光体（感光ドラム）
２ａ導電性支持体
２ｂ感光層
３高圧電源
４レーザービーム走査露光
５現像器
６転写手段
７転写材
８クリーニング装置
９プロセスカーリッジ
１０案内手段（ガイド）
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性ローラに関し、特に電子写真等による画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面を均一に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成し、次いで、トナーの付着によるトナー像の形成（現像）、転写紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法がとられている。
【０００３】
前記感光体の表面を均一帯電するための手段としては、電圧（例えば１〜２ｋＶ）を印加した帯電部材を感光体に所定の押圧力で当接させて感光体を所定の電位に帯電させる接触帯電方式が知られている。接触帯電方式の中でも帯電ローラは、接触帯電方式による均一帯電のための重要なポイントである感光体への一様な接触が、二つの回転円筒体同士によりなされるため、ブラシ帯電やブレード帯電などの他の接触帯電方式よりも実現容易であり、採用されている。
【０００４】
帯電ローラは感光体との接触帯電を行うものであるため、帯電ローラが電気的に不均一な場合、その電気的な不均一性を反映した帯電濃度ムラを生じる。したがって、帯電ローラは所定の抵抗を持ち、かつ電気的に均一であることが要求される。また、帯電ローラは上記のように感光体と当接するため、感光体表面に対する離型性と、トナーに対する離型性が良好であることも要求される。さらに、帯電ローラは感光体との当接により均一な帯電を行うために、表面の導電性が均一であることと一様なニップ幅を保つことが要求され、そのために、適当な硬さ（柔軟性）と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る。この感光体表面及びトナーに対する離型性と柔軟性の両立のため、導電性軸体の外周上に低硬度弾性層と、前記低硬度弾性層の表面を覆う表面層の２層を有する帯電ローラが知られている（例えば特許文献１）。
【０００５】
一方、転写ローラは、感光体上のトナー像を転写紙上に転写するための部材であり、トナー像が現像された感光体等に被帯電体である転写紙を介して転写ローラを圧接し、該トナー像のトナーと逆極性の電荷を供給することにより感光体等の該トナーを紙へ吸着させ、転写しているが、ここで転写紙へ供給する電荷密度の大きさは画質に大きな影響を及ぼす。すなわち、該電荷密度が小さいとトナー吸着力が弱くなるため「飛び散り」が発生したり、逆に大きい場合はトナーの逆極性帯電による「にじみ」が発生したりし、高品質の画像が得られない。また、電荷密度が不均一であると、ベタ黒転写性に濃度ムラが生じたり、砂地等の斑点状の転写ムラが生じたりする。したがって、導電性が均一であることと一様なニップ幅を保つことが要求され、そのために、適当な硬さ（柔軟性）と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る。
【０００６】
電子写真等の画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラにおけるこれらの要求に対して、前記低硬度弾性層に導電性ゴムが用いられている。この低硬度の導電性ゴムを得るために、導電性ゴム組成物として、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のポリマーに、カーボンブラック等の導電性充填剤を添加し、さらに低硬度を得るために軟化剤を添加したものが知られている。しかしながら、この導電性充填剤による抵抗調整は、導電性充填剤のゴム中の存在状態で抵抗値が大きく変動し、電気的に不均一なものであった。この電気的な不均一性に対する対策として、ゴム自体がある程度の低抵抗性をもつ、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリン系ゴム等の極性ゴムを使用した導電性ゴム組成物を用いることにより、電気的均一性に優れた導電性ゴムが得られることが知られている。中でもエピクロルヒドリン系ゴムは、各種ゴムの中で抵抗値の低いポリマーであることが知られている。エピクロルヒドリン系ゴムとしては、エピクロルヒドリンホモポリマー、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−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が知られており、さらには、エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイドの共重合割合により抵抗値をコントロールすることが可能であり、各種導電性ローラの弾性体として求められる抵抗値により各種エピクロルヒドリン系ゴムが単独若しくはブレンド、または、他ポリマーとのブレンドして用いられている（例えば特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、これらエピクロルヒドリン系ゴムを用いて電気的均一性に優れた弾性体を得ることは可能であるが、低硬度化の要求に対して一般的には、エピクロルヒドリン系ゴムに可塑剤を添加する方法がとられるが、一般的なエピクロルヒドリン系ゴムに使用される可塑剤を用いた場合、長期間感光体と当接により導電性ローラから可塑剤の染み出した可塑剤が感光体を部分変質（感光体汚染）させ、画像に影響を及ぼし易くなるという問題がある。可塑剤を含まずに低硬度の導電性弾性体を得るためには、架橋密度を低いものにする、または、充填剤を含まないあるいは充填剤の添加量が少量のゴム組成物にするなどの方法がある。しかしながら、架橋密度の低いゴムは圧縮永久歪みが悪く、充填剤を含まないあるいは充填剤の添加量が少量のゴム組成物は、ゴム練りや押出し加工性が悪く実用性がない。即ち、可塑剤を用いないと低硬度化が難しいだけでなくゴム練りにおけるロール加工性や予備成形における押出し加工性が悪いものとなるという問題があった。さらに低コスト化のために、押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造する場合には、より可塑化された未加硫のゴム組成物でないと、導電性軸体とゴム組成物の密着性も悪いという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２０７９８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８７４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情を背景になされたものであって、その解決課題とするところは、少なくとも導電性軸体の外周上に弾性層を有する電子写真等の画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラにおいて、可塑剤や軟化剤の染み出しによる感光体汚染がなく、低硬度で圧縮永久歪み性に優れ、電気的な均一性に優れ、また、未加硫状態の前記導電性ゴム組成物が、ゴム練り加工性や押出し加工性が良い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】
【０００９】
上記目的達成するため、本発明は以下の構成をとる。
【００１０】
導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からなることを特徴とする導電性ローラである。
【００１１】
また、該ゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムを１００質量部としたときポリエーテルオールが４質量部〜５０質量部含有されていることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１２】
また更に、該エピクロルヒドリン系ゴムが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元共重合体であることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１３】
また、該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下であり、且つ、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下であることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１４】
また、該ポリエーテルポリオールが、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上９０モル％以下であり、且つエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドがランダムに付加された構造の重合物であることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１５】
また、押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、該導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造されることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【００１６】
また、該弾性層の外周上で少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層が形成されることを特徴とする前記の導電性ローラである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の導電性ローラによれば、低硬度で製造上の加工性に優れ、圧縮永久歪み性も良好であり、且つ所望の導電性を持ち、感光体汚染性に優れる導電性ローラが得られる。
【００１８】
従って、上記導電性ローラは、電子写真等を用いた画像形成装置における感光体に接触して配置される帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラに好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の導電性ローラは、導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からなることを特徴とする導電性ローラである。
【００２０】
帯電ローラや転写ローラなどの導電性ローラの前記弾性層用材料に求められる各種抵抗値に調整するため低抵抗のポリマーであるエピクロルヒドリン系ゴムを含有する。また、重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールは、一般的には各種ウレタンエラストマーやウレタンフォームの原料として用いるものであるが、エピクロルヒドリン系ゴムに添加し、エピクロルヒドリン系ゴムをイオウ等の架橋剤で架橋（加硫）した場合は、該ポリオールは架橋しないため可塑剤として効果を発揮する。即ち、エピクロルヒドリン系ゴムと該ポリオールを含有することで、未加硫状態の前記ゴム組成物が、ゴム練り加工性や押出し加工性が良く、低硬度で電気的な均一性に優れた導電性ローラが得られる。
【００２１】
本発明の導電性ローラに使用する該ポリオールは、ポリエーテルポリオールである。エピクロルヒドリン系ゴムは、ポリエーテル系のゴム（ポリマー）であり、可塑剤として使用するポリオールとしては、ポリエーテルポリオールがポリマーとの相溶性に優れ、また、一般に低温特性に優れるため、得られる弾性層の硬度等の温度依存性が小さくできる。
【００２２】
さらに、前記ポリエーテルポリオールの分子量（Ｍｗ）は、３０００〜１００００である。分子量（Ｍｗ）が３０００よりも小さいとエピクロルヒドリン系ゴム中で自由に動き易くなるため加硫ゴムとなった後でもゴム中から染み出しやすくなる、一方分子量（Ｍｗ）が１００００よりも大きいと高粘度になるために取り扱いづらくなる上、未加硫ゴムのべたつきが大きくなりゴム練り時にロールに張り付きやすく加工性が悪くなる。より好ましい分子量（Ｍｗ）は３０００〜７０００である。
【００２３】
また、該ゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムを１００質量部としたときポリオールが４質量部〜５０質量部含有されていることが好ましい。ポリオールの含有量が４質量部未満では、可塑化効果が小さく、また、低硬度化効果も小さくなり、５０質量部を超えて必要以上に多く含有すると混練加工性が悪化するばかりでなく、加硫ゴムとなった後でもゴム中から染み出しやすくなる。より好ましくは、ポリオールの含有量は５〜３０質量部である。さらに好ましくは、ポリオールの含有量は５〜２０質量部である。
【００２４】
本発明の導電性ローラに使用するエピクロルヒドリン系ゴムとしては、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３元共重合体であることが好ましい。エピクロルヒドリン系ゴムとしては、前述の如くエピクロルヒドリンホモポリマー、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−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体が知られているが、この中でエチレンオキサイドを共重合しているものは、電気的に比較的低抵抗のものが得られやすく他ポリマーとのブレンド等により所望の抵抗値に調整しやすい。また、上記エピクロルヒドリン系ゴム中アリルグリシジルエーテルを共重合しているものは、イオウでは架橋が可能であり、加硫方法や製造上の条件の制約が少なくなり好ましい。
【００２５】
また、本発明の導電性ローラに使用するエピクロルヒドリン系ゴムとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール−エチレングリコールあるいはそれらのブレンドなどとして知られているポリアルキレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、テトラヒドロフランとアルキレンオキサイドとの共重合ポリオール、それらの各種変性体あるいはそれらのブレンドなどが挙げられる。
【００２６】
さらに該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下であり、且つ、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下であることが好ましい。該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下のとき、特に低抵抗の弾性体が得られやすい。エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合は、一定の割合までは、多くなるにつれ低抵抗化するが、９０モル％を超えると、エチレンオキサイドの結晶化が生じ抵抗値も低下するばかりでなくゴム弾性も失われ好ましくない。より好ましくは、３５モル％以上７５モル％以下である。また、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下のとき、特にエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下のエピクロルヒドリン系ゴムとの相溶性がよく、ポリエーテルポリオール添加による高抵抗化も生じにくい。
【００２７】
また、前記ポリエーテルポリオールは、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上９０モル％以下で且つエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドがランダムに付加させたものがより好ましい。ポリエーテルポリオールにおいても低抵抗な弾性体を得るためにはエチレンオキサイド共重合割合を高めたものが有利であるが、一般的なブロックタイプのポリエーテルポリオールでは、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上になるとエチレンオキサイドの結晶化が生じ可塑化効果が低減する。
【００２８】
この導電性ゴムローラは、押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造することが好ましい。前記記載の未加硫ゴム組成物を用いることによりコスト的に有利なこの製造方法を用いても導電性軸体と密着した導電性ローラを得ることが可能である。
【００２９】
さらに、該弾性層の外周上で、少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層が形成されることが好ましい。弾性体から本発明で使用する弾性体中に含まれる可塑剤であるポリオールが少量染み出した場合でも弾性体の外周上でポリオールとポリイソシアネートを架橋する際に弾性体から染み出したポリオールもポリイソシアネートにより架橋されて形成したウレタン層から染み出すことを防止できる。このとき弾性体の外周上でポリイソシアネートで架橋されるポリオールとしては、要求に応じた各種ポリオールが使用可能である。
【００３０】
なお、本発明の導電性ローラに使用されるゴム組成物には、上記成分の他にも各種配合剤を適宜配合することができる。配合剤としては、イオン導電剤、加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラック等の補強剤や充填剤、老化防止剤、加工助剤等が挙げられる。イオン導電剤としては、特に限定されるものではなく各種塩が使用可能であり、たとえばＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＢＦ4、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ3）2、ＮａＣｌＯ4等のＬｉ+，Ｎａ+等の金属塩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、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラプロピルアンモニウム、ヨウ化テトラメチルアンモニウム等の第４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらのイオン導電剤を単独で用いても２種以上を併用して用いてもよい。加硫剤としても特に限定するものでなく、イオウ、４，４’−ジチオモルホリン、２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン、６−メチルキノリンサン−２,３−ジチオカーボネート、エチレンチオウレアなどが挙げられ、中でも加硫速度がコントロールしやすく取り扱いが容易なイオウが好ましい。加硫促進剤としても特に限定するものでなく、ゴム用として公知な各種加硫促進剤が使用可能であり、例えば２−メルカプトベンゾチアゾールやジベンゾチアジルジスルフィド等のベンゾチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドやＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド等のスルフェンアミド類、テトラエチルチウラムジスルフィドやテトラメチルチウラムモノスルフィドや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類、ジチオカルバミン酸塩類等が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上を併用して用いられる。カーボンブラックとしても特に限定するものでなく、ＳＡＦ級、ＩＳＡＦ級、ＨＡＦ級、ＭＡＦ級、ＦＥＦ級、ＧＰＦ級、ＳＲＦ級、ＦＴ級、ＭＴ級等のゴム用の各種カーボンブラックのほか、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック等が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上を併用して用いられる。充填剤としても特に限定するものではなく、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、シリカ、炭酸マグネシウム、クレー等が挙げられ、これらを単独あるいは２種以上を併用して用いられる。
【００３１】
図１に本発明の接触帯電装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置の一つの実施の形態を示す概略図を示す。図中、１は帯電部材（帯電ローラ）、２は電子写真感光体（感光ドラム）、２ａは導電性支持体、２ｂは感光層、３は高圧電源、４はレーザービーム走査露光、５は現像器、６は転写手段、７は転写材、８はクリーニング装置、９はプロセスカーリッジ、１０は案内手段（ガイド）である。
【実施例】
【００３２】
以下に本発明について実施例及び比較例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３３】
〔実施例１〕
導電性ローラ(i)（単層ローラ）の作成
エピクロルヒドリン系ゴム−１[エピクロルヒドリン４０モル％、エチレンオキサイド５６モル％、アリルグリシジルエーテル４モル％；商品名 ＣＧ１０２ ダイソー（株）製]１００質量部、ポリオール−１[エチレンオキサイド７０モル％、プロピレンオキサイド３０モル％、ランダム重合；商品名 ＥＰ５０５Ｓ 三井武田ケミカル（株）製]１５質量部、酸化亜鉛[商品名 亜鉛華２種 白水テック（株）製]５質量部、ステアリン酸[商品名 ステアリン酸Ｓ 花王（株）製]０.５質量部、イオン導電剤[第４級アンモニウム塩；商品名 ＫＳ−５５５ 花王（株）製]２質量部、炭酸カルシウム[商品名 シルバーＷ 白石工業（株）製]６０質量部、ＦＥＦ級カーボンブラック[商品名 シーストＳＯ 東海カーボン（株）製]２質量部、ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）[商品名 ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業（株）製]１．０質量部、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）[商品名 ノクセラーＴＳ 大内振興化学工業（株）製] ０.８質量部、イオウ[商品名 サルファックスＰＭＣ 鶴見化学工業（株）製]１.５質量部を混錬りし未加硫のゴム組成物を作成した。
【００３４】
次に、φ４０ｍｍのクロスヘッド 押出し機を用いて前記未加硫のゴム組成物を押出すと同時に、連続的にホットメルト接着剤を塗布したφ６ｍｍの導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、１６０℃で６０分間熱風炉に投入して加硫を行い、導電性軸体１ａ上に加硫ゴム層（弾性層）１ｂを形成した未研磨のローラ状成形体を作成した。この成形体を研磨砥石ＧＣ８０を取り付けた研磨機にセットし、研磨条件として回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍ／分で外径がφ１２ｍｍになるように研磨し、図２に示す導電性ローラ(i)を作成した。
【００３５】
得られた導電性ローラ(i)について、加工性、ムーニ−粘度（ＭＬ1+4）、硬度、圧縮永久歪み率、ローラ電気抵抗に関する特性を、以下の方法により測定した。
【００３６】
〈加工性〉
ゴム材料の混練り、押出成形、加硫などの各工程における加工性を総合的に判断し、加工性が良好なものを○、加工性が悪く実用には適さないものを×とした。
【００３７】
＜未加硫ゴム組成物のムーニー粘度＞
ＪＩＳ Ｋ６３００−１９９５の規定に従って、Ｌ形ロータを用い１００℃にてムーニー粘度［ＭＬ1+4／１００℃］を測定した。
【００３８】
〈硬度〉硬度は、ＪＩＳ Ｋ−６２５３に準じて、タイプＡデュロメータを用い、標準硬さを測定した。の規定に従って測定した。
【００３９】
〈圧縮永久歪み率〉
圧縮永久歪み率は、ＪＩＳ Ｋ−６２６２の大型試験片（直径２９ｍｍ、厚さ１２．５ｍｍ）を用い、７０℃×２５％圧縮の条件下で２２時間放置後の圧縮永久歪み率を測定した。
【００４０】
〈ローラ電気抵抗〉
ローラ抵抗は、導電性ローラの軸体に総圧１ｋｇ（９．８Ｎ）の荷重が掛かるように外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着した状態で、軸体とアルミドラムとの間に１００Ｖの電圧を印加することによって測定した。
【００４１】
導電性ローラ(ii)（弾性層＋表層ウレタン層の２層ローラ）の作成
導電性ローラ(i)の外周上に作成する表層（ポリウレタン層）として以下の材料を使用した。
・ε−カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液 １００質量部
（希釈溶剤：ＭＥＫ、固形分２０質量％、ＯＨ価５０）
・導電性酸化スズ ２０質量部
【００４２】
この混合液をジルコニアビーズ（平均粒径０．５ｍｍ）を分散メディアとして、横型サンドミルを３回通して分散した。ビーズを瀘過分離した分散液にヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）をＯＨ／ＮＣＯ＝１．０になるように添加して、表層用塗料を調整した。
【００４３】
ついで前記弾性ローラの導電性弾性層の表面上に表層用塗料を浸漬コートした後、熱風循環乾燥機中、１５０℃で１時間乾燥した。乾燥後の表層（ウレタン層）１ｃの厚みは３０μｍであった。このようにして得られた図３に示す導電性ローラを、実施例１の導電性ローラ(ii)とした。
【００４４】
得られた導電性ローラ(ii)を、以下の方法により感光体汚染性評価を行った。
【００４５】
帯電ローラとして前記導電性ローラ(ii)、及び前記電子写真感光体をレーザビームプリンタ（商品名ＬＢＰ−１６６０、キヤノン製）に使用するプロセスカートリッジ（商品名ＥＰ−５２カートリッジ、キヤノン製）に装着し、高温高湿環境（温度４０℃、相対湿度９５％）下に１ヶ月間放置した。導電性ローラ(ii)と感光体の貼り付きを調べた後、感光体表面を光学顕微鏡で観察して、帯電ローラの当接による異常（割れ、変色）の有無を調べた。
【００４６】
〈貼り付きのランク〉
〇：貼り付きなし、または、わずかに貼り付くが容易に外れる(実用上問題なし)。
×：貼り付きあり、または、貼り付きにより、感光体の表面層が剥がれた(実用に適さない)。
【００４７】
〈感光体表面の顕微鏡観察結果〉
〇：表面の変化なし。
△：表面に付着物が見られる。
×：表面に割れが見られる。
【００４８】
［実施例２〜５及び比較例１〜７］
弾性層のゴム組成物を変更した以外は、実施例１と同様に導電性ローラ(i)及び導電性ローラ(ii)を作成して、評価を行った。実施例及び比較例の弾性層に使用するゴム組成物における配合割合を実施例１を含めて表１及び表２に示す。また、評価結果を表３及び表４に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
なお、各実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
【００５２】
エピクロルヒドリン系ゴム−１；[エピクロルヒドリン４０モル％、エチレンオキサイド５６モル％、アリルグリシジルエーテル４モル％；商品名 ＣＧ１０２ ダイソー（株）製]
エピクロルヒドリン系ゴム−２； [エピクロルヒドリン５６モル％、エチレンオキサイド４１モル％、アリルグリシジルエーテル３モル％；商品名 エピクロマーＣＧ１０７ ダイソー（株）製]
ポリオール−１；[エチレンオキサイド７０モル％、プロピレンオキサイド３０モル％、ランダム重合 重量平均分子量（Ｍｗ）３５００；商品名 ＥＰ５０５Ｓ 三井武田ケミカル（株）製]
ポリオール−２；[エチレンオキサイド５０モル％、プロピレンオキサイド５０モル％、末端ＥＯ 重量平均分子量（Ｍｗ）４１００；商品名 ＰＥ−７５ 三洋化成工業（株）製]
ポリオール−３：[エチレンオキサイド１５モル％、プロピレンオキサイド８５モル％、末端ＥＯ 重量平均分子量（Ｍｗ）７０００；商品名 ＥＰ９０１ 三井武田ケミカル（株）製]
ポリオール−４：[エチレンオキサイド２０モル％、プロピレンオキサイド８０モル％、末端ＥＯ 重量平均分子量（Ｍｗ）２５００；商品名 ＭＦ−１６ 三井武田ケミカル（株）製]
可塑剤−１；[ジブチルカルビトールアジペート；商品名ＲＳ１０７ 旭電化工業（株）製]
可塑剤−２；[アジピン酸系ポリエステル 数平均分子量１０００；商品名ＰＮ−１５０ 旭電化工業（株）製]
可塑剤−３；[アジピン酸系ポリエステル 数平均分子量２０００；商品名ＰＮ−２５０ 旭電化工業（株）製]
可塑剤−４；[セバシン酸系ポリエステル 数平均分子量８０００；商品名 ポリサイザーＰ−２０２ 大日本インキ（株）製]
[酸化亜鉛；商品名 亜鉛華２種 白水化学工業（株）製]
[ステアリン酸；商品名 ステアリン酸Ｓ 花王（株）製]
イオン導電剤；[第４級アンモニウム塩；商品名 ＫＳ−５５５ 花王（株）製]
[炭酸カルシウム；商品名 シルバーＷ 白石工業（株）製]
[ＦＥＦ級カーボンブラック；商品名 シーストＳＯ 東海カーボン（株）製]
[ＭＢＴＳ（ジベンゾチアジルジスルフィド）；商品名 ノクセラーＤＭ 大内振興化学工業（株）製]
[ＴＭＴＭ（テトラメチルチウラムモノスルフィド）；商品名 ノクセラーＴＳ 大内振興化学工業（株）製]
[イオウ；商品名 サルファックスＰＭＣ 鶴見化学工業（株）製]
【００５３】
【表３】
【００５４】
【表４】
【００５５】
実施例１〜５の弾性層のゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物を用いた導電性ローラ(i)は、ゴム材料の混練り、押出成形、加硫などの各工程において加工性に優れ、また、圧縮永久歪み率は全て１８％以下と圧縮永久歪み性にも優れ、硬度は４２〜４４と適したものであった。さらに、弾性層の外周上に少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層を形成した導電性ローラ(ii)において、感光体汚染がなく感光体と接触して用いられる導電性ローラとして好適なものであった。
【００５６】
比較例１は、可塑剤を含有せずに加硫剤・加硫促進剤を少量にしてある程度硬度を調整したものであるが、押出し加工性が悪く、圧縮永久歪み率も２７％と悪く実用性が劣るものであった。
【００５７】
比較例２は、可塑剤を含有せずに充填剤の添加量を少量にしてある程度硬度を調整したものであるが、ゴム材料の混練り及び押出し加工性が悪く実用性が劣るものであった。
【００５８】
比較例３は、可塑剤にジブチルカルビトールアジペートを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００５９】
比較例４は、可塑剤に分子量１０００のアジピン酸系ポリエステルを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００６０】
比較例５は、可塑剤に分子量２０００のアジピン酸系ポリエステルを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００６１】
比較例６は、可塑剤に分子量８０００のセバシン酸系ポリエステルを用いたものであるが、粘着性が強くゴム材料の混練りが悪く実用性が劣るものであった。
【００６２】
比較例７は、可塑剤に重量平均分子量（Ｍｗ）が２５００であるポリエーテルポリオールを用いたものであるが、感光体汚染性に劣り実用性が劣るものであった。
【００６３】
以上、表で見られるように、比較例の事例は、いずれかの評価で不具合があるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の接触帯電装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置の一つの実施の形態を示す概略図を示す。
【図２】本発明の導電性ローラの１つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。
【図３】本発明の導電性ローラの１つの実施の形態の断面を表す概略図を示す。
【符号の説明】
【００６５】
１帯電部材（帯電ローラ）
１ａ導電性支持体（芯金）
１ｂ導電性弾性層（ヒドリンゴム層）
１ｃ表面層（ウレタン層）
２電子写真感光体（感光ドラム）
２ａ導電性支持体
２ｂ感光層
３高圧電源
４レーザービーム走査露光
５現像器
６転写手段
７転写材
８クリーニング装置
９プロセスカーリッジ
１０案内手段（ガイド）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からなることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
該ゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムを１００質量部としたときポリエーテルポリオールが４質量部〜５０質量部含有されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
該エピクロルヒドリン系ゴムが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元共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下であり、且つ、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の導電性ローラ。
【請求項５】
該ポリエーテルポリオールが、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上９０モル％以下であり、且つエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドがランダムに付加された構造の重合物であることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の導電性ローラ。
【請求項６】
押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、該導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造されることを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の導電性ローラ。
【請求項７】
該弾性層の外周上で少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層が形成されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の導電性ローラ。
【請求項８】
押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、該導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造されることを特徴とする請求項７記載の導電性ローラ。
【請求項１】
導電性軸体の外周上に少なくとも１層以上の弾性層を有する導電性ローラにおいて、該弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムと重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜１００００であるポリエーテルポリオールを含有するゴム組成物からなることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
該ゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴムを１００質量部としたときポリエーテルポリオールが４質量部〜５０質量部含有されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
該エピクロルヒドリン系ゴムが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元共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
該エピクロルヒドリン系ゴム中のエチレンオキサイド共重合割合が３５モル％以上９０モル％以下であり、且つ、該ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド共重合割合が３０モル％以上９０モル％以下であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の導電性ローラ。
【請求項５】
該ポリエーテルポリオールが、エチレンオキサイド共重合割合が６０モル％以上９０モル％以下であり、且つエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドがランダムに付加された構造の重合物であることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の導電性ローラ。
【請求項６】
押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、該導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造されることを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の導電性ローラ。
【請求項７】
該弾性層の外周上で少なくともポリオールをポリイソシアネート架橋して得られるポリウレタン層が形成されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載の導電性ローラ。
【請求項８】
押出し機を用いて未加硫の該ゴム組成物を押出すと同時に、連続的に該導電性軸体を押出し機のクロスヘッドダイを通過させて、該導電性軸体の外周上に未加硫のゴム組成物を配置せしめローラ形状にした後、加硫工程を経て製造されることを特徴とする請求項７記載の導電性ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−３９３９４（Ｐ２００６−３９３９４Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２２００５（Ｐ２００４−２２２００５）
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
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