弾性ローラ及び画像形成装置
【課題】例えば画像形成装置に使用することができ、画像の高精細化に貢献する弾性ローラ、及び、高精細化された画像を形成することのできる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に形成された非発泡弾性層４と、非発泡弾性層４の外周面に形成された帯電補助層５と、帯電補助層５の外周面に形成されたコート層６とを備えたことを特徴とする弾性ローラ１、及び、この弾性ローラ１を備えた画像形成装置。
【解決手段】軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に形成された非発泡弾性層４と、非発泡弾性層４の外周面に形成された帯電補助層５と、帯電補助層５の外周面に形成されたコート層６とを備えたことを特徴とする弾性ローラ１、及び、この弾性ローラ１を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性ローラ及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、例えば画像形成装置に使用することができ、画像の高精細化に貢献する弾性ローラ及びこの弾性ローラを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、軸体とその外周面に形成された弾性層とを有する、例えば、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、二次転写ローラ、加圧ローラ、紙送り搬送ローラ、定着ローラ等の各種ローラを備えている。
【０００３】
これらのローラの中でも、転写ローラ及び二次転写ローラ等は、画像形成装置に装着されたときに、現像剤を担持した像担持体又は二次転写ベルト等から記録体に現像剤を転写させて、記録体上に高品質の画像を形成することができるように、帯電特性に優れていることが要求される。
【０００４】
このようなローラとして、例えば、「芯金上に少なくとも３層以上のゴム及び／又は樹脂の層を設けた構成からなり、且つ中間に位置する層の比抵抗が、該中間に位置する層より下部に位置する層の比抵抗以下であることを特徴とする」転写ローラーが特許文献１に、また、「転写方式の画像形成装置に用いられる導電性転写ロールであって、芯金上に設けられた第１の導電性弾性層と、この第１の導電性弾性層上に設けられた第２の導電性弾性層と、この第２の導電性弾性層上に設けられた離型性コート層とからなり、前記第２の導電性弾性層は予め成形されたスリーブ部材であり、前記第１の導電性弾性層は、前記芯金と前記スリーブ部材との間に成形されたものであることを特徴とする導電性転写ロール」が特許文献２に、さらに、「導電性軸体の外周に弾性体を有するゴムロールであって、上記弾性体を、電子導電とイオン導電の異なる二層構造に構成したことを特徴とする複合半導電性シリコーンゴムロール」が特許文献３に、記載されている。
【０００５】
しかし、画像形成装置においては、高精細な画像を形成するために、画像形成装置に装着されるローラにはより一層均一な帯電特性が求められるようになっており、さらには、長期間にわたって、高精細な画像を形成する特性が求められるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３５２８０７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９３５０号公報
【特許文献３】特開２００２−３３９９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、例えば画像形成装置に使用することができ、画像の高精細化に貢献する弾性ローラ、及び、高精細化された画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周面に形成された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に形成された非発泡弾性層と、前記非発泡弾性層の外周面に形成された帯電補助層と、前記帯電補助層の外周面に形成されたコート層とを備えたことを特徴とする弾性ローラであり、
請求項２は、前記軸体と前記発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＡとし、前記軸体と前記非発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＢとし、前記軸体と前記コート層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＣとしたときに、下記式（１）及び式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラであり、
式（１） １．０×１０６（Ω・ｃｍ）≦Ａ≦１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）
式（２） Ａ≧Ｂ≧Ｃ
請求項３は、前記帯電補助層は、アミノシランカップリング剤１００質量部と、平均粒子径が６５〜１２０ｎｍであるカーボンブラック５〜３０質量部とを含有する組成物を硬化してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラであり、
請求項４は、前記弾性ローラは、画像形成装置用の転写ローラ又は二次転写ローラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラであり、
請求項５は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る弾性ローラは、軸体の外周面に、発泡弾性層、非発泡弾性層、帯電補助層及びコート層が順次形成されているから、均一な帯電量を実現することができ、画像形成装置に例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着されると、現像剤を所望のように中間転写ベルト、記録体等に転写させることができ、その結果、かすれ等の印字不良を低減することができる。したがって、この発明によれば、画像形成装置に例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして装着されたときに、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることができ、高精細化された画像を形成することに貢献することのできる弾性ローラ、及び、この発明に係る弾性ローラを備えて成る、高精細化された画像を形成することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１及び図２に示されるように、この発明に係る弾性ローラの一実施例としての弾性ローラ１は、軸体２と、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に形成された非発泡弾性層４と、非発泡弾性層４の外周面に形成された帯電補助層５と、帯電補助層５の外周面に形成されたコート層６とを備え、例えば、図３に示される画像形成装置１０又は図４に示される画像形成装置５０等に配設される。
【００１１】
前記軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体とされる。また、軸体２は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体であってもよい。
【００１２】
前記発泡弾性層３は、後述する発泡ゴム組成物によって、軸体２の外周面に形成されている。この発泡弾性層３は、その内部及び／又は外表面にセルを有する（図１及び図２において、発泡弾性層３の外周面及び端面に開口したセルは図示しない。）。発泡弾性層３がセルを有していると、発泡弾性層３の硬度が低下して、弾性ローラ１の機能が向上するから、高品質の画像を形成することができる。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、ゴム組成物に含有される発泡剤の発泡又は分解等によって生じる中空領域、及び、発泡ゴム組成物に含有される中空充填材等に由来する中空領域をいう。発泡弾性層３に有する複数のセルは、他のセルに接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）、他のセルに接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態の何れの状態にあってもよい。この発明においては、発泡弾性層３に形成されるセルは独立セル状態にあるのが、発泡弾性層３の硬度が均一となる点で、好ましい。なお、セルは、発泡弾性層３に均一に分散又は散在しているのがよい。
【００１３】
発泡弾性層３のセルは、画像形成装置に用いられる各種ローラに応じて、大きさ、存在率等が決定される。例えば、発泡弾性層３のセルは、平均セル径が５０〜５００μｍであるのが好ましく、１００〜３００μｍであるのが特に好ましい。セルの平均セル径が前記範囲内にあると、弾性ローラ１の硬度を所望の硬度に調整することができ、その結果、弾性ローラ１を例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着したときに、像担持体又は二次転写ベルトと記録体とを十分に押圧することができ、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に転写することに十分に貢献することができる。ここで、セルの平均セル径は、発泡弾性層３の表面又は任意の面で切断したときの切断面において、約２０ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セルにおける開口部の最大長さを測定して、測定された最大長さを算術平均して得られた平均長さとして、求めることができる。セルの形状は、特に限定されず、例えば、略球状であってもよく、また、楕円体形、不定形であってもよく、また、複数のセルが連通して管状となっていてもよい。
【００１４】
発泡弾性層３は、弾性ローラ１に設けられると、弾性ローラ１が例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着されたときに、弾性ローラ１とそれに当接又は圧接する部材（例えば、中間転写ベルト、記録体等）と十分なニップ幅を確保し、弾性ローラ１の帯電効率と帯電量とを共に向上させることができる。それ故、弾性ローラ１は、画像形成装置に装着されると、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に均一に転写することができ、画像の高精細化に貢献することができる。
【００１５】
発泡弾性層３は、アスカーＦ硬度が４０〜８０であるのが好ましく、５０〜６０であるのが特に好ましい。発泡弾性層３のアスカーＦ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１の硬度が低くなり、弾性ローラ１を例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着したときに、像担持体又は二次転写ベルトと記録体とを十分に押圧して、これらとの大きな接触幅を確保することができ、これらに担持されている現像剤を所望のように中間転写ベルト、記録体等に転写させることに十分に貢献することができる。発泡弾性層３のアスカーＦ硬度は、アスカーＦ硬度計を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定する。具体的には、発泡弾性層３を形成した軸体２の軸線を水平に固定し、発泡弾性層３の外周面にアスカーＦ硬度計の接触端子の中央部分を接触（軸体２の軸線を含む垂直面及び発泡弾性層３の外周面が交わる線と、アスカーＦ硬度計の接触端子とを線接触）させる。次いで、この接触状態を維持したままアスカーＦ硬度計の接触端子を水平に発泡弾性層３の外周面に押し付け、アスカーＦ硬度計の接触端子が完全に発泡弾性層３における前記「交わる線」に接触したときの値を読み取る。この操作を発泡弾性層３の複数箇所で行い、読み取った値を算術平均した値を、発泡弾性層３のアスカーＦ硬度とする。
【００１６】
発泡弾性層３は、強度等の性質、及び、その材料、厚さ等に関して特に制限されない。例えば、発泡弾性層３は、用途に応じて任意の長さに調整され、また、画像形成装置に用いられる各種ローラに応じて、その厚さが決定されるが、通常、３〜１２ｍｍの厚さを有しているのがよく、５〜１０ｍｍの厚さを有しているのが特によい。
【００１７】
前記非発泡弾性層４は、後述する非発泡ゴム組成物によって、発泡弾性層３の外周面に形成されている。この非発泡弾性層４は、その内部及び／又は外表面にセルを有していない。発泡弾性層３の外周面に非発泡弾性層４を形成すると、発泡弾性層３の表面に開口したセルによる表面の凹凸を平滑化することができるから、画像形成装置に装着されたときに、弾性ローラ１は高精細化された画像を形成することに貢献することができる。
【００１８】
非発泡弾性層４は、ＪＩＳ Ａ硬度が１０〜６０であるのが好ましく、２０〜３０であるのが特に好ましい。非発泡弾性層４のＪＩＳ Ａ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１としての硬度を所望の範囲に調整することができる。したがって、弾性ローラ１の非発泡弾性層４が前記範囲のＪＩＳ Ａ硬度を有すると、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に転写することに十分に貢献することができる。非発泡弾性層４のＪＩＳ Ａ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、非発泡弾性層４の複数箇所を測定し、測定値を算術平均した値とすることができる。
【００１９】
非発泡弾性層４は、強度等の性質、及び、その材料、厚さ等に関して特に制限されない。例えば、非発泡弾性層４は、発泡弾性層３の硬度を弾性ローラ１に反映させることができる程度の厚さを有していればよく、例えば、０．５〜１．５ｍｍの厚さを有しているのがよく、０．８〜１．２ｍｍの厚さを有しているのが特によい。
【００２０】
前記帯電補助層５は、後述する組成物によって、非発泡弾性層４の外周面に形成されている。非発泡弾性層４の外周面に帯電補助層５が形成されると、非発泡弾性層４と後述するコート層６との接着が強固になると共に、弾性ローラ１の帯電特性を所望の範囲に容易に調整することができる。帯電補助層５は、その材料、厚さ等に関して特に制限されない。例えば、帯電補助層５は、０．５〜１０μｍの厚さを有しているのがよく、１〜５μｍの厚さを有しているのが特によい。
【００２１】
前記コート層６は、後述するフッ素ゴム組成物によって、帯電補助層５の外周面に形成されている。帯電補助層５の外表面にコート層６が形成されると、弾性ローラ１における現像剤の離型性と弾性ローラ１の耐久性を向上させることができる。弾性ローラ１の導電性を維持しつつ、弾性ローラ１における離型性と耐久性とをより一層向上させることができる点で、コート層６は、例えば、１〜１００μｍの厚さに形成される。
【００２２】
このような構成を有する弾性ローラ１は、下記式（１）及び式（２）を満足する特性を有する。すなわち、弾性ローラ１において、軸体２と発泡弾性層３との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＡとし、軸体２と非発泡弾性層４との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＢとし、軸体２とコート層６との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＣとしたときに、下記式（１）及び式（２）を満足する。
【００２３】
式（１） １．０×１０６（Ω・ｃｍ）≦Ａ≦１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）
式（２） Ａ≧Ｂ≧Ｃ
【００２４】
前記体積抵抗率Ａが前記式（１）を満足すると、発泡弾性層３の外周面に非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されて弾性ローラ１とされたときに、優れた帯電特性を発揮し、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることに大きく貢献することができる。弾性ローラ１の帯電特性をより一層優れた特性とすることができる点で、体積抵抗率Ａは、１．０×１０７〜１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）であるのが好ましく、１．０×１０８〜１．０×１０９（Ω・ｃｍ）であるのが特に好ましい。体積抵抗率Ａは、発泡弾性層３に含まれる導電性付与剤の含有量等を調整することによって、前記範囲内に調整することができる。体積抵抗率Ａは、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下において、体積抵抗測定装置（アドバンテスト株式会社製、商品名「Ｒ８３４０Ａ ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ」）等を用いて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に規定された方法に準じて、軸体２と発泡弾性層３との間に印加される印加電圧を１０００Ｖで１秒に設定して測定したときの値である。
【００２５】
前記体積抵抗率Ａ、Ｂ及びＣが前記式（２）を満足すると、弾性ローラ１すなわちその表面の均一な帯電量を実現することができると共に、この弾性ローラ１を画像形成装置に装着したときに、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることにより一層貢献することができる。弾性ローラ１が均一な帯電量を実現することのできる理由の１つとして、軸体２から流れる電流が、抵抗率の高い発泡弾性層３から抵抗率の低いコート層６に速やかに流れ、電流の流れが均一になることが想定される。発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６に導電性付与剤が含まれる場合には、導電性付与剤の配合量を調整することにより、前記体積抵抗率Ａ、Ｂ及びＣが前記式（２）を満足するように、調整することができる。一般に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を形成する組成物に含有される前記導電性付与剤の含有量を多くすると体積抵抗率は小さくなり、前記含有量を少なくすると体積抵抗率は大きくなる。そして、前記式（２）を満足させる手段の１つとして、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を形成する組成物に含有される前記導電性付与剤の含有量を、その内側に形成される層における含有量以下の含有量に調整する方法等が挙げられる。
【００２６】
弾性ローラ１は、アスカーＣ硬度が１５〜４０であるのが好ましく、２０〜３０であるのが特に好ましい。弾性ローラ１のアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１を例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着したときに、像担持体又は中間転写ベルトと記録体とを十分に押圧して、これらとの大きな接触幅を確保することができ、現像剤を中間転写ベルト、記録体に転写させることに十分に貢献することができる。弾性ローラ１のアスカーＣ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、コート層６の複数箇所を測定し、測定値を算術平均した値とすることができる。
【００２７】
前記発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物は、ゴムと、発泡剤又は中空充填材と、導電性付与剤と、所望により各種添加剤等とを含有するゴム組成物であればよく、例えば、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が好ましく挙げられる。特に、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適なゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。
【００２８】
前記ゴムは、特に限定されず、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴムが耐熱性及び帯電特性等に優れる点で好ましい。
【００２９】
前記発泡剤は、発泡ゴムに用いられる公知の発泡剤を特に制限されることなく用いることができ、重炭酸ソーダ及び炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、並びに、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体及びアゾジカルボン酸誘導体等の有機系発泡剤等が挙げられる。通常、ゴムに連続セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。
【００３０】
中空充填材としては、例えば、ゴム組成物を硬化した後に、セルを形成することのできる充填材であればよく、例えば、ポリオルガノシロキサン系球状粉末が挙げられる。ポリオルガノシロキサン系球状粉末は、ポリオルガノシロキサンからなる球状の粉末であればよく、例えば、シリコーンパウダ等が挙げられる。より具体的には、直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの粉末、シロキサン結合が（ＣＨ３ＳｉＯ３／２）ｎで表される三次元網目状に架橋した構造を持つ所謂ポリメチルシルセスキオキサン等のシリコーンレジンの粉末、及び、前記シリコーンゴムの表面をシリコーンレジン等で被覆した被覆シリコーンゴムの粉末等が挙げられる。
【００３１】
前記導電性付与剤は、導電性を付与することのできる化合物であればよく、例えば、導電性粉末、イオン導電性物質等が挙げられる。導電性粉末としては、より具体的には、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、ゴム用カーボン類、金属、導電性ポリマー等が挙げられ、イオン導電性物質としては、より具体的には、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。
【００３２】
前記各種添加剤は、例えば、充填材、着色剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤、離型剤、分散剤、粉砕石英及び非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は所望の配合量で配合される。
【００３３】
ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分以上１時間以下にわたって常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００３４】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性付与剤とを含有し、所望により、有機過酸化物架橋剤と各種添加剤とを含有してもよい。
【００３５】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、分子内にビニル基を含有しているシリコーン生ゴムであればよく、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム（ＨＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）等が好適に挙げられる。ビニル基含有シリコーン生ゴムは一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３６】
前記シリカ系充填材は、例えば、煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）３で示されるシランカップリング剤で表面処理された表面処理シリカ系充填材が好適に挙げられる。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記Ｒ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等が挙げられる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して５〜１００質量部であるのがよい。シリカ系充填材は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３７】
前記発泡剤は、前記発泡剤を特に制限されることなく用いることができる。発泡剤の配合量は、発泡剤の種類、発泡弾性層３に要求される硬度等に応じて適宜調整され、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜１０質量部であるのがよい。発泡剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３８】
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に二個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適に挙げられる。付加反応架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．０１〜２０質量部であるのがよい。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３９】
前記付加反応触媒は、シリコーン生ゴムの付加反応に通常用いられる触媒であればよく、例えば、周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられる。付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物全体に対して１〜１，０００ｐｐｍであるのがよい。付加反応触媒は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４０】
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を特に制限されることなく用いることができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜２質量部であるのがよい。反応制御剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４１】
前記導電性付与剤は、前記導電性付与剤を特に制限されることなく用いることができる。導電性付与剤の配合量は、発泡弾性層３の導電性を所望の範囲に調整可能な量であればよく、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して２〜８０質量部であるのがよい。導電性付与剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４２】
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．３〜１０質量部であるのがよい。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４３】
前記各種添加剤は、前記添加剤を特に制限されることなく、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーンゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＥシリーズ」及び「ＫＥＧシリーズ」等を容易に入手することができる。
【００４５】
前記非発泡弾性層４を形成する非発泡ゴム組成物は、ゴムと導電性付与剤と所望により各種添加剤等とを含有する非発泡ゴム組成物であればよく、例えば、前記発泡ゴム組成物から発泡剤又は中空充填材を除外した非発泡ゴム組成物が挙げられる。
【００４６】
前記帯電補助層５を形成する組成物は、例えば、アミノシランカップリング剤１００質量部と、平均粒子径が６５〜１２０ｎｍであるカーボンブラック５〜３０質量部とを含有する組成物等を挙げることができる。
【００４７】
アミノシランカップリング剤は加水分解性シリル基とアミノ基（イミノ基を含む。）とを分子内にそれぞれ少なくとも１つ有していればよく、例えば、式 Ｒ１−ＳｉＲ２ｍＲ３（３−ｍ） （式中、Ｒ１はアミノ基含有基、Ｒ２は有機基、Ｒ３は加水分解性基、ｍは０〜２の整数である。）で示されるアミノシランカップリング剤が挙げられる。
【００４８】
前記アミノ基含有基Ｒ１は、少なくとも１つのアミノ基を含有する基であればよく、例えば、炭素数が１〜２０のアミノアルキル基及びアミノアリール基等が挙げられる。アミノ基含有基Ｒ１に含まれるアミノ基の級数は、１級、２級、３級及び４級のいずれでもよいが、帯電特性に優れる点で１級、２級又は３級であるのが好ましい。アミノアルキル基としては、例えば、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基等のアミノアルキル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピル基等のＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル基、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピル基及びこれらのアルキル又はアリール置換体等が挙げられる。アミノアリール基としては、例えば、アミノフェニル基、ベンジルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフェニル基等のＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアリール基及びこれらのアルキル又はアリール置換体等が挙げられる。
【００４９】
前記有機基Ｒ２は、例えば、炭素数１〜３０程度のアルキル基及びアリール基等が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。前記加水分解性基Ｒ３は、水分の存在下でＳｉ−Ｒ３結合が容易に加水分解しうる基であればよく、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、（メタ）アクリロイル基、メルカプト基等の加水分解性置換基が挙げられる。これらの中でも、アルコキシ基が入手容易である点で好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。前記ｍは、０〜２の整数であり、０又は１であるのが好ましく、０であるのが特に好ましい。
【００５０】
アミノシランカップリング剤としては、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトシキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトシキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−モノブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルジメチルモノメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフェニルトリメトキシシラン、トリメトキシシリル−３−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル−３−プロピルベンジルアミン、トリメトキシシリル−３−プロピルピペリジン、トリメトキシシリル−３−プロピルモルホリン、トリメトキシシリル−３−プロピルイミダゾール、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン及び３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００５１】
前記カーボンブラックは、粒子径が比較的小さく、ストラクチャーの発達していないものであればよく、具体的には、その平均粒子径が好ましくは６５〜１２０ｎｍの範囲にあるカーボンブラックが選択される。カーボンブラックにおける平均粒子径は、ＡＳＴＭＤ３８４９による電子顕微鏡観察で測定される値である。従来、使用されてきたカーボンブラックは、より少ない添加量で高導電性を付与し、添加により物性や加工性を悪化させない点で、粒子径が大きくても６０ｎｍ程度であった。ところが、この発明の前記目的を達成するためには、帯電補助層５を形成する組成物に含有されるカーボンブラックの平均粒子径は、６５〜１２０ｎｍであるのが好ましく、８０〜１００ｎｍであるのがさらに好ましい。カーボンブラックの平均粒子径が前記範囲内にあると、帯電補助層５を形成する組成物への分散性が向上し、例えば転写ローラ又は二次転写ローラに要求される所望の帯電量を実現することができる。
【００５２】
前記カーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量が１５〜４５ｍＬ／１００ｇであるのが好ましく、２０〜９０ｍＬ／１００ｇであるのがさらに好ましく、２０〜７５ｍＬ／１００ｇであるのが特に好ましい。カーボンブラックにおけるＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２により測定される値であり、カーボンブラックにおけるストラクチャー発達の程度を表す。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が前記範囲内にあると、帯電補助層５を形成する組成物への分散性がさらに向上し、例えば転写ローラ又は二次転写ローラに要求される所望の帯電量を実現することができる。
【００５３】
前記範囲内の平均粒子径を有するカーボンブラックとしては、例えば、ゴム用カーボンブラックの一般呼称でいうと、ＳＲＦ、ＦＴ及びＭＴ等のグレードが挙げられ、より具体的には、例えば、商品名「ＨＴＣ＃２０」（平均粒子径８２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量３０ｍＬ／１００ｇ、新日化カーボン株式会社製）、商品名「ニテロン＃ＳＨ」（平均粒子径６３ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が８６ｍＬ／１００ｇ、新日化カーボン株式会社製）、及び、商品名「旭♯５５」（平均粒子径６６ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が８７ｍＬ／１００ｇ、旭カーボン株式会社製）等が挙げられる。
【００５４】
カーボンブラックは、通常、粒子径が広い分布を有しているが、本発明に用いられるカーボンブラックは、なるべく狭い粒子径分布を有するカーボンブラックが好ましい。なお、この発明において、カーボンブラック一種を用いるのがよいが、粒子径分布が広くなりすぎなければ、カーボンブラックを二種以上併用することもできる。
【００５５】
前記組成物におけるカーボンブラックの含有量は、アミノシランカップリング剤１００質量部に対して、５〜３０質量部であり、１０〜２０質量部であるのが好ましい。カーボンブラックの含有量が前記範囲内にあると、非発泡弾性層４とコート層６とを強固に接着することができると共に、弾性ローラ１としたときに所望の帯電特性を発揮させることができる。
【００５６】
前記組成物は、アミノシランカップリング剤及びカーボンブラックに加えて各種添加剤を含有してもよく、各種添加剤としては、例えば、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００５７】
前記組成物は、前記ゴム混練り機等を用いて、アミノシランカップリング剤及びカーボンブラック、所望により各種添加剤等を均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分〜１時間、常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００５８】
前記コート層６を形成するフッ素ゴム組成物は、フッ素ゴムと、所望により各種添加剤等とを含有するフッ素ゴム組成物であればよい。フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム（ＦＥＰＴ）、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系ゴム（ＦＦＫＭ）等が挙げられる。また、各種添加剤としては、フッ素ゴムの硬化剤、前記帯電補助層５を形成する組成物に含有されるカーボンブラック及び各種添加剤等を挙げることができる。なお、カーボンブラックを含有する場合におけるカーボンブラックの含有量は、フッ素ゴム１００質量部に対して、例えば、５〜５０質量部に調整することができる。フッ素ゴム組成物は公知の混合方法により調製することができる。このようなフッ素ゴム組成物としては、例えば、導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５３」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量６〜１０質量％）、導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５１」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量は１〜５質量％）等が挙げられる。ただし、前記導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５１」を用いると、弾性ローラ１の体積抵抗率Ｃが比較的大きくなりやすいので、体積抵抗率Ａ及びＢの値等を勘案して用いるのがよい。
【００５９】
弾性ローラ１の製造方法を以下に説明する。弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を順次形成して、製造することができる。
【００６０】
軸体２の外周面に、発泡弾性層３と非発泡弾性層４とを形成する方法としては、例えば、下記（１）〜（３）の方法が挙げられる。
（１）軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成し、次いで、発泡弾性層３が形成された軸体２と非発泡ゴム組成物とを再度一体分出しする方法（Ａ方法と称する）、
（２）軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成し、次いで、この発泡弾性層３に、非発泡ゴム組成物によって形成された非発泡ゴムチューブを被覆する方法（Ｂ方法と称する）
（３）２色成形のクロスヘッドを備えた押出機を用いて、軸体２と発泡ゴム組成物と非発泡ゴム組成物とを一度に押出して成形する方法（Ｃ方法と称する）等が挙げられる。
【００６１】
前記Ａ方法においては、まず、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する。軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成するには、例えば、軸体２と発泡ゴム組成物とをクロスヘッドを用いて押出成形機で一体押出しした後に、ＨＡＶ炉、ギアーオーブン又はＩＲ（赤外線）炉で加熱し発泡させる第１の方法（押出成形方法）が挙げられる。また、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する別の方法として、発泡ゴム組成物のみをクロスヘッドを用いて押出成形機でチューブ状に成形した後に、発泡させて発泡ゴムチューブを成形し、これを軸体２に被覆して発泡弾性層３を形成する第２の方法（押出成形方法）が挙げられる。さらに、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する別の方法として、軸体２と前記発泡ゴム組成物を成形金型にセットした後に、注入口からこの金型内に発泡ゴム組成物を注入し、発泡させて発泡弾性層３を形成する第３の方法（射出発泡成形方法）、軸体２と前記発泡ゴム組成物を成形金型にセットした後に、同時に加圧して、発泡させて発泡弾性層３形成する第４の方法（プレス発泡成形方法）が挙げられる。さらには、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する別の方法として、発泡ゴム組成物を予め発泡成形した発泡ゴムシートと、所望により接着剤を塗布した軸体２とを、成形金型にセットした後に、同時に加圧し圧着させて発泡弾性層３を設ける第５の方法（プレス圧着成形方法）が挙げられる。
【００６２】
これらの方法のなかでも、発泡弾性層３は発泡体であるから、第１の方法及び第２の方法（押出成形方法）、第５の方法（プレス圧着成形方法）が好適に採用される。その理由は、押出成形方法は、常圧で成形することができるから、発泡ゴム組成物を発泡させやすい点にあり、また、プレス圧着成形方法は、すでに発泡成形されている発泡ゴムシートと軸体２とを接着させるために加圧する方法であるので、発泡状態、硬化等に与える影響が少ない点にある。
【００６３】
第３の方法及び第４の方法においては、加熱温度を発泡剤等の分解温度に設定し、金型の開放と同時又は後加熱により発泡させることになる。これらの方法においては、形成される発泡弾性層３の表面を、円筒研削盤等を用いて、外径、円筒度、振れ等を均一にするのが好ましい。
【００６４】
第１〜第５の方法において、軸体２と発泡弾性層３との接着力を強化するために、軸体２に必要に応じて予めプライマー又は接着剤等を塗布して、接着剤層又はプライマー層等を設けることもできる。ただし、第２の方法においては、軸体２の外径よりも発泡ゴムチューブの内径を小さくすれば、接着剤層又はプライマー層等を設けなくてもよいことがある。
【００６５】
次いで、このようにして、発泡弾性層３が外周面に形成された軸体２を押出機でクロスヘッドに投入し、その外周に非発泡ゴム組成物を配置（被覆）する。発泡弾性層３の外周面に配置された非発泡ゴム組成物を、ＨＡＶ炉、ギアーオーブン又はＩＲ（赤外線）炉で加熱して、非発泡弾性層４を形成することができる。
【００６６】
前記Ｂ方法においては、まず、前記Ａ方法と同様にして、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する。一方、非発泡ゴム組成物を、前記Ａ方法と同様に加熱して、非発泡ゴムチューブを成形し、必要により、所定の寸法に整える。そして、発泡弾性層３の外周面に、非発泡ゴムチューブを被覆して、非発泡ゴムチューブからなる非発泡弾性層４を形成することができる。
【００６７】
前記Ｃ方法においては、２色成形のクロスヘッドを備えた押出機を用いて、発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物と、非発泡弾性層４を形成する非発泡ゴム組成物とを、一度に押出して成形する。このときに、軸体２と一体成形してもよいし、発泡弾性層３と非発泡弾性層４との２層からなる発泡ゴムチューブを予め成形した後に、任意の寸法に整えて、軸体２に被覆してもよい。このときの接着方法に関しては、前記Ａ方法と同様である。
【００６８】
前記（１）〜（３）の方法以外の方法として、例えば、発泡弾性層３を形成した軸体２を成形金型にセットした後に、注入口からこの金型内に非発泡ゴム組成物を注入、硬化して非発泡弾性層４を成形する方法、発泡弾性層３を形成した軸体２と非発泡ゴム組成物を成形金型にセットした後に、加圧、加熱して、非発泡ゴム組成物を硬化し、非発泡弾性層４を成形する方法、非発泡ゴムシートと発泡弾性層３を形成した軸体２とを成形金型にセットした後に、同時に加圧して非発泡弾性層４を成形する方法等が挙げられる。
【００６９】
発泡ゴム組成物の加熱硬化は、発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋し、かつ、発泡剤が分解又は発泡するのに十分な条件で行われればよい。例えば、発泡ゴム組成物は、通常、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等により、１７０〜５００℃程度、特に２００〜４００℃に加熱され、数分以上１時間以下、特に５〜３０分間、加熱される。発泡ゴム組成物は、所望により、さらに、二次加熱が行われてもよい。二次加熱は、前記条件で架橋された発泡ゴム組成物をより確実に架橋させる工程であり、二次加熱によって、発泡弾性層３の物性が安定するという効果が得られる。二次加熱は、例えば、前記の条件で架橋された発泡ゴム組成物を、さらに、押出成形された状態のままで、例えば、１８０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃で、１〜２４時間、好ましくは３〜１０時間にわたって、又は、金型を用いて、例えば、１３０〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃で、５分以上２４時間以下、好ましくは１０分以上１０時間以下にわたって、再度加熱されることによって、行われる。
【００７０】
このようにして成形された発泡弾性層３は、仕上げ工程として、所望の大きさ及び形状等に調整する研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施されてもよい。
【００７１】
非発泡ゴム組成物の加熱硬化は、非発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋するのに十分な条件で行われればよい。このような条件として、例えば、前記発泡ゴム組成物の加熱条件と同じ加熱条件が挙げられる。また、非発泡ゴム組成物は発泡ゴム組成物と同様に前記条件で二次加熱されてもよい。さらに、非発泡弾性層４は、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施されてもよい。
【００７２】
帯電補助層５は、このようにして形成された非発泡弾性層４の表面に、前記組成物を塗工し、次いで、塗工された組成物を加熱硬化させて、形成されることができる。組成物の塗工は、例えば、組成物の溶液を塗工する塗布法、組成物に非発泡弾性層４を浸漬するディッピング法等の公知の塗工方法によって、行われる。組成物は、そのまま塗工してもよいし、揮発性溶媒を含有した塗工液を塗工してもよい。組成物を加熱硬化させる際の加熱温度は、例えば、１００〜１５０℃、特に１１０〜１３０℃、加熱時間は、例えば、１０分〜２時間、特に２０〜５０分加熱するのが好ましい。
【００７３】
前記コート層６を形成するフッ素ゴム組成物の塗布方法及び硬化（加硫）条件等は、用いるフッ素ゴム組成物に応じて適宜選択される。フッ素ゴム組成物の塗布方法の一例を挙げると、例えば、帯電補助層５の外周面に、そのまま又は溶媒等で希釈したフッ素ゴム組成物を、スプレーコート、ロールコータ法等によって、塗布する方法が挙げられる。フッ素ゴム組成物の硬化条件の一例を挙げると、１５０〜１８０℃に１〜３時間加熱する条件が挙げられる。
【００７４】
このようにして、弾性ローラ１が製造される。この弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されているから、均一な帯電量を実現することができ、画像形成装置に例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして装着されると、現像剤を所望のように中間転写ベルト、記録体等に転写させることができ、その結果、かすれ等の印字不良を低減することができる。したがって、弾性ローラ１が画像形成装置に装着されたときに、特に、転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着されたときに、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることができ、高精細化された画像を形成することに貢献することができる。
【００７５】
また、この弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されているから、画像形成装置に装着されて使用に供されても、発泡弾性層３及び／又は非発泡弾性層４に含有されている導電性付与剤が経時的に劣化することを防止し、帯電特性の低下を効果的に防止することができる。
【００７６】
したがって、この発明に係る弾性ローラは、画像形成装置における転写ローラ又は二次転写ローラとして好適に使用される。また、この発明に係る弾性ローラは、前記特性を有しているから、高精細化及び高速化された近年の画像形成装置にも好適に使用されることができる。
【００７７】
この発明における弾性ローラは、前記した一実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されているが、この発明において、弾性ローラは、所望により、軸体と発泡弾性層との間、各層の間に、接着層、プライマー層等が設けられてもよく、また、コート層の外周面に、例えば、保護層等の表面層が設けられてもよい。
【００７８】
次に、この発明に係る弾性ローラ１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図３を参照して、説明する。この画像形成装置１０は、中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置である。中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置１０は従来公知の画像形成装置と基本的に同様に構成されているが、この発明に係る弾性ローラ１が二次転写ローラ４５として装着されている。
【００７９】
図３に示されるように、無端ベルト７は、中間転写ベルトとして、二本の支持ローラ４２、テンションローラ４３及び対向ローラ４４に張架されている。そして、対向ローラ４４の設置位置近傍に、対向ローラ４４と二次転写ローラ４５と電極ローラ４６とを備えて成る二次転写部４０が配置されている。
【００８０】
また、図３に示されるように、画像形成装置１０は、中間転写ベルト７上に四種の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが直列に配置されている。現像ユニットＢは、感光体等の像担持体１１Ｂと帯電ローラ１２Ｂと露光手段１３Ｂと現像ローラ２３Ｂ及び筐体２１Ｂを備えた現像手段２０Ｂと転写ローラ１４Ｂとクリーニングブレード１５Ｂとを備えている。現像ユニットＢには黒色現像剤が収納されている。なお、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹは、現像ユニットＢと同様に構成され、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙが収納されている。
【００８１】
図３に示されるように、画像形成装置１０における記録体１６の搬送方向下流には、定着ベルトとしての無端ベルト３５を備えた定着手段３０が配置されている。この定着装置３０は、開口を有する筐体３４内に、定着ローラ３１と支持ローラ３３と定着ベルト３５と加圧ローラ３２とを備えて成る圧力熱定着装置である。なお、定着手段３０は、熱ローラ定着装置、加熱定着装置、圧力定着装置等が採用されてもよい。
【００８２】
画像形成装置１０は、次にようにして画像を形成する。まず、現像ユニットＢによって、像担持体１１Ｂの表面に静電潜像が黒色現像剤２２Ｂで現像剤像として可視化され、この現像剤像が中間転写ベルト７上に転写される（一次転写）。続いて、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって中間転写ベルト７に現像剤像が転写され、カラー像が形成される。カラー像は中間転写ベルト７の回転によって二次転写部４０に至り、二次転写部４０に搬送された記録体１６上に転写される（二次転写）。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は定着手段３０に搬送され、カラー像が永久画像として定着される。このようにして記録体１６にカラー画像が形成される。なお、画像形成装置１０を用いてカラー画像を形成する場合について説明したが、モノクロ画像を形成する場合には中間転写ベルト７に一次転写された現像剤像を直ちに記録体１６に二次転写して定着手段３０に搬送すればよい。
【００８３】
この発明に係る弾性ローラ１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の別の一例を、図４を参照して、説明する。この画像形成装置５０は、中間転写方式のマルチパス型カラー画像形成装置である。この中間転写方式のマルチパス型カラー画像形成装置５０は従来公知の画像形成装置と基本的に同様に構成されているが、この発明に係る弾性ローラ１が二次転写ローラ４５として装着されている。
【００８４】
図４に示されるように、無端ベルト７は、中間転写ベルトとして、二本の支持ローラ４２、テンションローラ４３及び対向ローラ４４に張架されている。そして、対向ローラ４４の設置位置近傍に、対向ローラ４４と二次転写ローラ４５と電極ローラ４６とを備えて成る二次転写部４０が配置されている。
【００８５】
また、図４に示されるように、画像形成装置５０は、四種の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹを内蔵した現像手段２０を備えている。現像手段２０に内蔵された現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹは帯電手段、露光手段等を内蔵し、それぞれ、黒色現像剤、シアン現像剤、マゼンタ現像剤及び黄色現像剤を収納している。なお、現像手段２０は、現像手段２０の外部であって像担持体１１の近傍に帯電手段、露光手段等が配置されていてもよい。
【００８６】
図４に示されるように、画像形成装置５０における記録体１６の搬送方向下流には定着手段３０が配置されている。定着装置３０は画像形成装置１０の定着装置３０と同様に構成されている。
【００８７】
画像形成装置５０は、次にようにして画像を形成する。まず、現像手段２０の現像ユニットＢによって、像担持体１１の表面に静電潜像が黒色現像剤２２Ｂで現像剤像として可視化され、中間転写ベルト７上に転写される（一次転写）。続いて、像担持体１１及び中間転写ベルト７が１回転して、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって中間転写ベルト７に各現像剤像が重畳転写され、カラー像が形成される。カラー像は中間転写ベルト７の回転によって二次転写部４０に至り、二次転写部４０に搬送された記録体１６上に転写される（二次転写）。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は定着手段３０に搬送され、カラー像が永久画像として定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像が形成される。なお、画像形成装置５０を用いてカラー画像を形成する場合について説明したが、モノクロ画像を形成する場合には中間転写ベルト７に一次転写された現像剤像を直ちに記録体１６に二次転写して定着手段３０に搬送すればよい。
【００８８】
この画像形成装置１０及び５０によれば、二次転写ローラ４５として弾性ローラ１が装着されているから、対向ローラ４４、中間転写ベルト７及び記録体１６との十分なニップ幅を確保することができ、中間転写ベルト７に転写された現像剤像を記録体に所望のように転写させることができ、その結果、かすれ等の印字不良を低減することができる。したがって、これらの画像形成装置によれば、高精細化された画像を形成することができる。
【００８９】
画像形成装置１０及び５０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０及び５０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。画像形成装置１０１０及び５０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。
【実施例】
【００９０】
（実施例１）
まず、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を形成する材料を調製した。発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物として、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーン発泡ゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）７０質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２質量部と、発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業株式会社製：商品名）１０質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量と、導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉを調整した。
【００９１】
また、非発泡弾性層４を形成する非発泡ゴム組成物として、シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）７０質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量と、導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉを調整した。
【００９２】
さらに、帯電補助層５を形成する組成物として、アミノシランカップリング剤「ＫＢＰ−４０」（信越化学工業株式会社製：商品名）１００質量部と、カーボンブラックＩ「ＨＴＣ＃２０」（新日化カーボン株式会社製：商品名、平均粒子径８２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量３０ｍＬ／１００ｇ）１０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、組成物Ａを調整した。
【００９３】
また、コート層６を形成するフッ素ゴム組成物として、導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５３」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量は６〜１０質量％、体積抵抗率は１０４〜１０６Ω・ｃｍ）に対し、酢酸ブチルを適量配合し、硬化剤として「ＦＨ−２」（太平化成株式会社製：商品名）適量を、密封容器で調合後、攪拌器にて十分に攪拌して、フッ素ゴム組成物Ｉを調整した。
【００９４】
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体２（直径８ｍｍ×長さ２６０ｍｍ、ＳＵＭ２２）をトルエンで洗浄し、プライマー「Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂ」（信越化学工業株式会社製：商品名）を塗布した。プライマー処理した軸体２を、ギアーオーブンを用いて、１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。
【００９５】
次いで、プライマー層を形成した軸体２と、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉとを、押出成形機にて一体分出し、次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、２５０℃で１０分間加熱して、発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で４時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉを二次加熱し、常温にて１時間放置した。形成された発泡弾性層３を、円筒研削盤にてその外径を２０ｍｍ（厚さ６ｍｍ）に調整した。この発泡弾性層３に形成された複数のセルは独立セル状態にあり、この発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍであり、アスカーＦ硬度は５５であった。
【００９６】
次いで、前記発泡弾性層３が形成された軸体２と付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉとを、押出成形機にて一体分出し、次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、２５０℃で５分間加熱して、硬化させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって、硬化後の付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉを二次加熱し、常温にて１時間放置した。形成された非発泡弾性層４を、円筒研削盤にてその外径を２２ｍｍ（非発泡弾性層４の厚さ１ｍｍ）に調整した。この非発泡弾性層４のＪＩＳ Ａ硬度は３５であった。
【００９７】
さらに、非発泡弾性層４の外周面に前記組成物Ａをスプレー法によって、乾燥後の層厚が２μｍとなるように、均一に塗布し、２５℃で３０分間放置して、帯電補助層５を形成した。次いで、帯電補助層５の外周面にフッ素ゴム組成物Ｉをスプレー法によって、乾燥後の層厚が１０μｍとなるように、均一に塗布し、１８０℃で１時間加熱して、コート層６を形成し、弾性ローラを製造した。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
【００９８】
（実施例２）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を５質量部に変更した組成物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５４であり、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２２であった。
（実施例３）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を３０質量部に変更した組成物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
【００９９】
（実施例４）
発泡弾性層３を形成する前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉにおける導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部を５０質量部に変更した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物ＩＩを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。この発泡弾性層３に形成された複数のセルは独立セル状態にあり、この発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍであり、アスカーＦ硬度は６０であった。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２５であった。
（実施例５）
発泡弾性層３を形成する前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉにおける導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部を２０質量部に変更した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物ＩＩＩを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。この発泡弾性層３に形成された複数のセルは独立セル状態にあり、この発泡弾性層３の平均セル径は４００μｍであり、アスカーＦ硬度は５３であった。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２０であった。
【０１００】
（実施例６）
コート層６を形成する前記フッ素ゴム組成物ＩＩにおける導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５３」（太平化成株式会社製：商品名）を導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５１」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量は１〜５質量％、体積抵抗率は１０９〜１０１１Ω・ｃｍ）に変更したフッ素ゴム組成物ＩＩを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
（実施例７）
帯電補助層５を形成する前記組成物ＡにおけるカーボンブラックＩを、カーボンブラックＩＩ「ＨＴＣ＃１００」（新日化カーボン株式会社製：商品名、平均粒子径４６ｎｍ、ＤＢＰ吸油量７６ｍＬ／１００ｇ）に変更した組成物Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５６であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
（実施例８）
帯電補助層５を形成する前記組成物ＡにおけるカーボンブラックＩを、カーボンブラックＩＩＩ「旭＃１５」（旭カーボン株式会社製：商品名、平均粒子径１２２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量４１ｍＬ／１００ｇ）に変更した組成物Ｅを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２２であった。
【０１０１】
（実施例９）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を３質量部に変更した組成物Ｆを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２０であった。
（実施例１０）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を３５質量部に変更した組成物Ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
【０１０２】
（比較例１）
非発泡弾性層４を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５６であった。
（比較例２）
帯電補助層５を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２０であった。
（比較例３）
コート層６を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍ、アスカーＦ硬度は５６であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は１９であった。
【０１０３】
（比較例４）
発泡弾性層３を設けず、帯電補助層５に代えて、アミノシランカップリング層「ＫＢＰ−４０」（信越化学工業株式会社製：商品名）からなる層を設けた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は４０であった。
【０１０４】
（比較例５）
発泡弾性層３を設けず、非発泡弾性層４に代えて、後述する非発泡ゴム組成物ＩＩからなる第１の非発泡弾性層と、前記付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉからなる第２の非発泡弾性層とを設けた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。第１の非発泡弾性層のＪＩＳ Ａ硬度は４３であり、第２の非発泡弾性層のＪＩＳ Ａ硬度は３５であった。なお、前記非発泡ゴム組成物ＩＩは、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン１００質量部とヒュームドシリカ１質量部とケイソウ土４０質量部とアセチレンブラック５質量部とメチルハイドロジェンポリシロキサン２．１質量部とエチニルシクロヘキサノール０．１質量部と白金触媒０．１質量部とを含有する組成物であった。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は４３であった。
【０１０５】
（体積抵抗率）
実施例１〜１０及び比較例１〜５における弾性ローラの製造中において、軸体２と発泡弾性層３との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加したときの体積抵抗率Ａ（Ω・ｃｍ）、軸体２と非発泡弾性層４との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加したときの体積抵抗率Ｂ（Ω・ｃｍ）、及び、軸体２とコート層６との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加印加したときの体積抵抗率Ｃ（Ω・ｃｍ）を、前記方法に従って、測定した。なお、非発泡弾性層４を設けなかった比較例１においては体積抵抗率Ｂを測定せず、また、コート層６を設けなかった比較例３においては体積抵抗率Ｃを測定しなかった。さらに、発泡弾性層３を設けなかった比較例４及び５においては体積抵抗率Ａを測定せず、比較例５における体積抵抗率Ｂは、軸体２と第２の非発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加したときの体積抵抗率とした。体積抵抗率Ａ、Ｂ又はＣを測定していない場合を「−」とした。これらの測定結果を表に示す。
【０１０６】
（印字評価：かすれ評価）
実施例１〜１０及び比較例１〜５における各弾性ローラを二次転写ローラ４５として、非磁性一成分電子写真方式のタンデム型カラープリンター（商品名「ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ８３０」 富士ゼロックス株式会社製）に装着して、稼動させることなく、４８℃、５５ＲＨ％の環境下で２週間放置した。その後、前記プリンターの環境を室温に戻して、黒ベタ印字、白ベタ印字を実施した。さらに、印字率１％の横線パターンでＡ４用紙５０００枚を連続印刷した後、白ベタ印字、黒ベタ印字の順で印字を行い、印刷時のかすれの発生を目視で確認した。前記横線パターンを５０００枚印刷した時に、いずれの横線パターンにもかすれが発生しなかった場合を「◎」、横線パターンにかすれが発生したが、実用上問題の無いレベルの場合を「○」、約３０００枚印刷した時に横線パターンにかすれが発生したが、実用上問題の無いレベルの場合を「△」、複数の横線パターンに実用許容できないほどかすれが発生した場合を「×」とした。評価結果を表に示した。
【０１０７】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラの一実施例である弾性ローラの概略斜視図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラの一実施例である弾性ローラの側面図である。
【図３】図３は、この発明に係る画像形成装置の一実施例であるタンデム型カラー画像形成装置の概略図である。
【図４】図４は、この発明に係る画像形成装置の別の一実施例であるマルチパス型カラー画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 弾性ローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
４ 非発泡弾性層
５ 帯電補助層
６ コート層
７ 無端ベルト（中間転写ベルト）
３５ 無端ベルト（定着ベルト）
１０、５０ 画像形成装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 像担持体
１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電ローラ
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 転写ローラ
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ クリーニングブレード
１６ 記録体
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ 現像手段
２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、３４ 筐体
２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 現像剤
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ 現像ローラ
３０ 定着装置
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３３ 定着ベルト支持ローラ
４０ 二次転写部
４２ 支持ローラ
４３ テンションローラ
４４ 対向ローラ
４５ 二次転写ローラ
４６ 電極ローラ
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ 現像ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性ローラ及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、例えば画像形成装置に使用することができ、画像の高精細化に貢献する弾性ローラ及びこの弾性ローラを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、軸体とその外周面に形成された弾性層とを有する、例えば、クリーニングローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、二次転写ローラ、加圧ローラ、紙送り搬送ローラ、定着ローラ等の各種ローラを備えている。
【０００３】
これらのローラの中でも、転写ローラ及び二次転写ローラ等は、画像形成装置に装着されたときに、現像剤を担持した像担持体又は二次転写ベルト等から記録体に現像剤を転写させて、記録体上に高品質の画像を形成することができるように、帯電特性に優れていることが要求される。
【０００４】
このようなローラとして、例えば、「芯金上に少なくとも３層以上のゴム及び／又は樹脂の層を設けた構成からなり、且つ中間に位置する層の比抵抗が、該中間に位置する層より下部に位置する層の比抵抗以下であることを特徴とする」転写ローラーが特許文献１に、また、「転写方式の画像形成装置に用いられる導電性転写ロールであって、芯金上に設けられた第１の導電性弾性層と、この第１の導電性弾性層上に設けられた第２の導電性弾性層と、この第２の導電性弾性層上に設けられた離型性コート層とからなり、前記第２の導電性弾性層は予め成形されたスリーブ部材であり、前記第１の導電性弾性層は、前記芯金と前記スリーブ部材との間に成形されたものであることを特徴とする導電性転写ロール」が特許文献２に、さらに、「導電性軸体の外周に弾性体を有するゴムロールであって、上記弾性体を、電子導電とイオン導電の異なる二層構造に構成したことを特徴とする複合半導電性シリコーンゴムロール」が特許文献３に、記載されている。
【０００５】
しかし、画像形成装置においては、高精細な画像を形成するために、画像形成装置に装着されるローラにはより一層均一な帯電特性が求められるようになっており、さらには、長期間にわたって、高精細な画像を形成する特性が求められるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３５２８０７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２９３５０号公報
【特許文献３】特開２００２−３３９９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、例えば画像形成装置に使用することができ、画像の高精細化に貢献する弾性ローラ、及び、高精細化された画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周面に形成された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に形成された非発泡弾性層と、前記非発泡弾性層の外周面に形成された帯電補助層と、前記帯電補助層の外周面に形成されたコート層とを備えたことを特徴とする弾性ローラであり、
請求項２は、前記軸体と前記発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＡとし、前記軸体と前記非発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＢとし、前記軸体と前記コート層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＣとしたときに、下記式（１）及び式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラであり、
式（１） １．０×１０６（Ω・ｃｍ）≦Ａ≦１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）
式（２） Ａ≧Ｂ≧Ｃ
請求項３は、前記帯電補助層は、アミノシランカップリング剤１００質量部と、平均粒子径が６５〜１２０ｎｍであるカーボンブラック５〜３０質量部とを含有する組成物を硬化してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラであり、
請求項４は、前記弾性ローラは、画像形成装置用の転写ローラ又は二次転写ローラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラであり、
請求項５は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る弾性ローラは、軸体の外周面に、発泡弾性層、非発泡弾性層、帯電補助層及びコート層が順次形成されているから、均一な帯電量を実現することができ、画像形成装置に例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着されると、現像剤を所望のように中間転写ベルト、記録体等に転写させることができ、その結果、かすれ等の印字不良を低減することができる。したがって、この発明によれば、画像形成装置に例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして装着されたときに、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることができ、高精細化された画像を形成することに貢献することのできる弾性ローラ、及び、この発明に係る弾性ローラを備えて成る、高精細化された画像を形成することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１及び図２に示されるように、この発明に係る弾性ローラの一実施例としての弾性ローラ１は、軸体２と、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３と、発泡弾性層３の外周面に形成された非発泡弾性層４と、非発泡弾性層４の外周面に形成された帯電補助層５と、帯電補助層５の外周面に形成されたコート層６とを備え、例えば、図３に示される画像形成装置１０又は図４に示される画像形成装置５０等に配設される。
【００１１】
前記軸体２は、良好な導電特性を有していればよく、通常、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体とされる。また、軸体２は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体であってもよい。
【００１２】
前記発泡弾性層３は、後述する発泡ゴム組成物によって、軸体２の外周面に形成されている。この発泡弾性層３は、その内部及び／又は外表面にセルを有する（図１及び図２において、発泡弾性層３の外周面及び端面に開口したセルは図示しない。）。発泡弾性層３がセルを有していると、発泡弾性層３の硬度が低下して、弾性ローラ１の機能が向上するから、高品質の画像を形成することができる。ここで、発泡弾性層３に有するセルは、ゴム組成物に含有される発泡剤の発泡又は分解等によって生じる中空領域、及び、発泡ゴム組成物に含有される中空充填材等に由来する中空領域をいう。発泡弾性層３に有する複数のセルは、他のセルに接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）、他のセルに接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態の何れの状態にあってもよい。この発明においては、発泡弾性層３に形成されるセルは独立セル状態にあるのが、発泡弾性層３の硬度が均一となる点で、好ましい。なお、セルは、発泡弾性層３に均一に分散又は散在しているのがよい。
【００１３】
発泡弾性層３のセルは、画像形成装置に用いられる各種ローラに応じて、大きさ、存在率等が決定される。例えば、発泡弾性層３のセルは、平均セル径が５０〜５００μｍであるのが好ましく、１００〜３００μｍであるのが特に好ましい。セルの平均セル径が前記範囲内にあると、弾性ローラ１の硬度を所望の硬度に調整することができ、その結果、弾性ローラ１を例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着したときに、像担持体又は二次転写ベルトと記録体とを十分に押圧することができ、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に転写することに十分に貢献することができる。ここで、セルの平均セル径は、発泡弾性層３の表面又は任意の面で切断したときの切断面において、約２０ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セルにおける開口部の最大長さを測定して、測定された最大長さを算術平均して得られた平均長さとして、求めることができる。セルの形状は、特に限定されず、例えば、略球状であってもよく、また、楕円体形、不定形であってもよく、また、複数のセルが連通して管状となっていてもよい。
【００１４】
発泡弾性層３は、弾性ローラ１に設けられると、弾性ローラ１が例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着されたときに、弾性ローラ１とそれに当接又は圧接する部材（例えば、中間転写ベルト、記録体等）と十分なニップ幅を確保し、弾性ローラ１の帯電効率と帯電量とを共に向上させることができる。それ故、弾性ローラ１は、画像形成装置に装着されると、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に均一に転写することができ、画像の高精細化に貢献することができる。
【００１５】
発泡弾性層３は、アスカーＦ硬度が４０〜８０であるのが好ましく、５０〜６０であるのが特に好ましい。発泡弾性層３のアスカーＦ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１の硬度が低くなり、弾性ローラ１を例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着したときに、像担持体又は二次転写ベルトと記録体とを十分に押圧して、これらとの大きな接触幅を確保することができ、これらに担持されている現像剤を所望のように中間転写ベルト、記録体等に転写させることに十分に貢献することができる。発泡弾性層３のアスカーＦ硬度は、アスカーＦ硬度計を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定する。具体的には、発泡弾性層３を形成した軸体２の軸線を水平に固定し、発泡弾性層３の外周面にアスカーＦ硬度計の接触端子の中央部分を接触（軸体２の軸線を含む垂直面及び発泡弾性層３の外周面が交わる線と、アスカーＦ硬度計の接触端子とを線接触）させる。次いで、この接触状態を維持したままアスカーＦ硬度計の接触端子を水平に発泡弾性層３の外周面に押し付け、アスカーＦ硬度計の接触端子が完全に発泡弾性層３における前記「交わる線」に接触したときの値を読み取る。この操作を発泡弾性層３の複数箇所で行い、読み取った値を算術平均した値を、発泡弾性層３のアスカーＦ硬度とする。
【００１６】
発泡弾性層３は、強度等の性質、及び、その材料、厚さ等に関して特に制限されない。例えば、発泡弾性層３は、用途に応じて任意の長さに調整され、また、画像形成装置に用いられる各種ローラに応じて、その厚さが決定されるが、通常、３〜１２ｍｍの厚さを有しているのがよく、５〜１０ｍｍの厚さを有しているのが特によい。
【００１７】
前記非発泡弾性層４は、後述する非発泡ゴム組成物によって、発泡弾性層３の外周面に形成されている。この非発泡弾性層４は、その内部及び／又は外表面にセルを有していない。発泡弾性層３の外周面に非発泡弾性層４を形成すると、発泡弾性層３の表面に開口したセルによる表面の凹凸を平滑化することができるから、画像形成装置に装着されたときに、弾性ローラ１は高精細化された画像を形成することに貢献することができる。
【００１８】
非発泡弾性層４は、ＪＩＳ Ａ硬度が１０〜６０であるのが好ましく、２０〜３０であるのが特に好ましい。非発泡弾性層４のＪＩＳ Ａ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１としての硬度を所望の範囲に調整することができる。したがって、弾性ローラ１の非発泡弾性層４が前記範囲のＪＩＳ Ａ硬度を有すると、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に転写することに十分に貢献することができる。非発泡弾性層４のＪＩＳ Ａ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、非発泡弾性層４の複数箇所を測定し、測定値を算術平均した値とすることができる。
【００１９】
非発泡弾性層４は、強度等の性質、及び、その材料、厚さ等に関して特に制限されない。例えば、非発泡弾性層４は、発泡弾性層３の硬度を弾性ローラ１に反映させることができる程度の厚さを有していればよく、例えば、０．５〜１．５ｍｍの厚さを有しているのがよく、０．８〜１．２ｍｍの厚さを有しているのが特によい。
【００２０】
前記帯電補助層５は、後述する組成物によって、非発泡弾性層４の外周面に形成されている。非発泡弾性層４の外周面に帯電補助層５が形成されると、非発泡弾性層４と後述するコート層６との接着が強固になると共に、弾性ローラ１の帯電特性を所望の範囲に容易に調整することができる。帯電補助層５は、その材料、厚さ等に関して特に制限されない。例えば、帯電補助層５は、０．５〜１０μｍの厚さを有しているのがよく、１〜５μｍの厚さを有しているのが特によい。
【００２１】
前記コート層６は、後述するフッ素ゴム組成物によって、帯電補助層５の外周面に形成されている。帯電補助層５の外表面にコート層６が形成されると、弾性ローラ１における現像剤の離型性と弾性ローラ１の耐久性を向上させることができる。弾性ローラ１の導電性を維持しつつ、弾性ローラ１における離型性と耐久性とをより一層向上させることができる点で、コート層６は、例えば、１〜１００μｍの厚さに形成される。
【００２２】
このような構成を有する弾性ローラ１は、下記式（１）及び式（２）を満足する特性を有する。すなわち、弾性ローラ１において、軸体２と発泡弾性層３との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＡとし、軸体２と非発泡弾性層４との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＢとし、軸体２とコート層６との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＣとしたときに、下記式（１）及び式（２）を満足する。
【００２３】
式（１） １．０×１０６（Ω・ｃｍ）≦Ａ≦１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）
式（２） Ａ≧Ｂ≧Ｃ
【００２４】
前記体積抵抗率Ａが前記式（１）を満足すると、発泡弾性層３の外周面に非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されて弾性ローラ１とされたときに、優れた帯電特性を発揮し、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることに大きく貢献することができる。弾性ローラ１の帯電特性をより一層優れた特性とすることができる点で、体積抵抗率Ａは、１．０×１０７〜１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）であるのが好ましく、１．０×１０８〜１．０×１０９（Ω・ｃｍ）であるのが特に好ましい。体積抵抗率Ａは、発泡弾性層３に含まれる導電性付与剤の含有量等を調整することによって、前記範囲内に調整することができる。体積抵抗率Ａは、温度２０℃、相対湿度５０％の環境下において、体積抵抗測定装置（アドバンテスト株式会社製、商品名「Ｒ８３４０Ａ ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ」）等を用いて、ＪＩＳ Ｋ６９１１に規定された方法に準じて、軸体２と発泡弾性層３との間に印加される印加電圧を１０００Ｖで１秒に設定して測定したときの値である。
【００２５】
前記体積抵抗率Ａ、Ｂ及びＣが前記式（２）を満足すると、弾性ローラ１すなわちその表面の均一な帯電量を実現することができると共に、この弾性ローラ１を画像形成装置に装着したときに、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることにより一層貢献することができる。弾性ローラ１が均一な帯電量を実現することのできる理由の１つとして、軸体２から流れる電流が、抵抗率の高い発泡弾性層３から抵抗率の低いコート層６に速やかに流れ、電流の流れが均一になることが想定される。発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６に導電性付与剤が含まれる場合には、導電性付与剤の配合量を調整することにより、前記体積抵抗率Ａ、Ｂ及びＣが前記式（２）を満足するように、調整することができる。一般に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を形成する組成物に含有される前記導電性付与剤の含有量を多くすると体積抵抗率は小さくなり、前記含有量を少なくすると体積抵抗率は大きくなる。そして、前記式（２）を満足させる手段の１つとして、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を形成する組成物に含有される前記導電性付与剤の含有量を、その内側に形成される層における含有量以下の含有量に調整する方法等が挙げられる。
【００２６】
弾性ローラ１は、アスカーＣ硬度が１５〜４０であるのが好ましく、２０〜３０であるのが特に好ましい。弾性ローラ１のアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、弾性ローラ１を例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着したときに、像担持体又は中間転写ベルトと記録体とを十分に押圧して、これらとの大きな接触幅を確保することができ、現像剤を中間転写ベルト、記録体に転写させることに十分に貢献することができる。弾性ローラ１のアスカーＣ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して、コート層６の複数箇所を測定し、測定値を算術平均した値とすることができる。
【００２７】
前記発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物は、ゴムと、発泡剤又は中空充填材と、導電性付与剤と、所望により各種添加剤等とを含有するゴム組成物であればよく、例えば、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が好ましく挙げられる。特に、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適なゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。
【００２８】
前記ゴムは、特に限定されず、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴムが耐熱性及び帯電特性等に優れる点で好ましい。
【００２９】
前記発泡剤は、発泡ゴムに用いられる公知の発泡剤を特に制限されることなく用いることができ、重炭酸ソーダ及び炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、並びに、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体及びアゾジカルボン酸誘導体等の有機系発泡剤等が挙げられる。通常、ゴムに連続セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。
【００３０】
中空充填材としては、例えば、ゴム組成物を硬化した後に、セルを形成することのできる充填材であればよく、例えば、ポリオルガノシロキサン系球状粉末が挙げられる。ポリオルガノシロキサン系球状粉末は、ポリオルガノシロキサンからなる球状の粉末であればよく、例えば、シリコーンパウダ等が挙げられる。より具体的には、直鎖状のジメチルポリシロキサンを架橋した構造を持つシリコーンゴムの粉末、シロキサン結合が（ＣＨ３ＳｉＯ３／２）ｎで表される三次元網目状に架橋した構造を持つ所謂ポリメチルシルセスキオキサン等のシリコーンレジンの粉末、及び、前記シリコーンゴムの表面をシリコーンレジン等で被覆した被覆シリコーンゴムの粉末等が挙げられる。
【００３１】
前記導電性付与剤は、導電性を付与することのできる化合物であればよく、例えば、導電性粉末、イオン導電性物質等が挙げられる。導電性粉末としては、より具体的には、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、ゴム用カーボン類、金属、導電性ポリマー等が挙げられ、イオン導電性物質としては、より具体的には、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。
【００３２】
前記各種添加剤は、例えば、充填材、着色剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤、離型剤、分散剤、粉砕石英及び非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は所望の配合量で配合される。
【００３３】
ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分以上１時間以下にわたって常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００３４】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性付与剤とを含有し、所望により、有機過酸化物架橋剤と各種添加剤とを含有してもよい。
【００３５】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、分子内にビニル基を含有しているシリコーン生ゴムであればよく、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム（ＨＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）等が好適に挙げられる。ビニル基含有シリコーン生ゴムは一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３６】
前記シリカ系充填材は、例えば、煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）３で示されるシランカップリング剤で表面処理された表面処理シリカ系充填材が好適に挙げられる。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記Ｒ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等が挙げられる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して５〜１００質量部であるのがよい。シリカ系充填材は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３７】
前記発泡剤は、前記発泡剤を特に制限されることなく用いることができる。発泡剤の配合量は、発泡剤の種類、発泡弾性層３に要求される硬度等に応じて適宜調整され、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜１０質量部であるのがよい。発泡剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３８】
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に二個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適に挙げられる。付加反応架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．０１〜２０質量部であるのがよい。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００３９】
前記付加反応触媒は、シリコーン生ゴムの付加反応に通常用いられる触媒であればよく、例えば、周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられる。付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物全体に対して１〜１，０００ｐｐｍであるのがよい。付加反応触媒は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４０】
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を特に制限されることなく用いることができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜２質量部であるのがよい。反応制御剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４１】
前記導電性付与剤は、前記導電性付与剤を特に制限されることなく用いることができる。導電性付与剤の配合量は、発泡弾性層３の導電性を所望の範囲に調整可能な量であればよく、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して２〜８０質量部であるのがよい。導電性付与剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４２】
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．３〜１０質量部であるのがよい。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４３】
前記各種添加剤は、前記添加剤を特に制限されることなく、一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーンゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＥシリーズ」及び「ＫＥＧシリーズ」等を容易に入手することができる。
【００４５】
前記非発泡弾性層４を形成する非発泡ゴム組成物は、ゴムと導電性付与剤と所望により各種添加剤等とを含有する非発泡ゴム組成物であればよく、例えば、前記発泡ゴム組成物から発泡剤又は中空充填材を除外した非発泡ゴム組成物が挙げられる。
【００４６】
前記帯電補助層５を形成する組成物は、例えば、アミノシランカップリング剤１００質量部と、平均粒子径が６５〜１２０ｎｍであるカーボンブラック５〜３０質量部とを含有する組成物等を挙げることができる。
【００４７】
アミノシランカップリング剤は加水分解性シリル基とアミノ基（イミノ基を含む。）とを分子内にそれぞれ少なくとも１つ有していればよく、例えば、式 Ｒ１−ＳｉＲ２ｍＲ３（３−ｍ） （式中、Ｒ１はアミノ基含有基、Ｒ２は有機基、Ｒ３は加水分解性基、ｍは０〜２の整数である。）で示されるアミノシランカップリング剤が挙げられる。
【００４８】
前記アミノ基含有基Ｒ１は、少なくとも１つのアミノ基を含有する基であればよく、例えば、炭素数が１〜２０のアミノアルキル基及びアミノアリール基等が挙げられる。アミノ基含有基Ｒ１に含まれるアミノ基の級数は、１級、２級、３級及び４級のいずれでもよいが、帯電特性に優れる点で１級、２級又は３級であるのが好ましい。アミノアルキル基としては、例えば、アミノメチル基、アミノエチル基、アミノプロピル基等のアミノアルキル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル基、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピル基等のＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル基、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピル基及びこれらのアルキル又はアリール置換体等が挙げられる。アミノアリール基としては、例えば、アミノフェニル基、ベンジルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフェニル基等のＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアリール基及びこれらのアルキル又はアリール置換体等が挙げられる。
【００４９】
前記有機基Ｒ２は、例えば、炭素数１〜３０程度のアルキル基及びアリール基等が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。前記加水分解性基Ｒ３は、水分の存在下でＳｉ−Ｒ３結合が容易に加水分解しうる基であればよく、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基、（メタ）アクリロイル基、メルカプト基等の加水分解性置換基が挙げられる。これらの中でも、アルコキシ基が入手容易である点で好ましく、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。前記ｍは、０〜２の整数であり、０又は１であるのが好ましく、０であるのが特に好ましい。
【００５０】
アミノシランカップリング剤としては、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトシキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトシキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−モノブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ジブチルアミノプロピルジメチルモノメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノフェニルトリメトキシシラン、トリメトキシシリル−３−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル−３−プロピルベンジルアミン、トリメトキシシリル−３−プロピルピペリジン、トリメトキシシリル−３−プロピルモルホリン、トリメトキシシリル−３−プロピルイミダゾール、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン及び３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００５１】
前記カーボンブラックは、粒子径が比較的小さく、ストラクチャーの発達していないものであればよく、具体的には、その平均粒子径が好ましくは６５〜１２０ｎｍの範囲にあるカーボンブラックが選択される。カーボンブラックにおける平均粒子径は、ＡＳＴＭＤ３８４９による電子顕微鏡観察で測定される値である。従来、使用されてきたカーボンブラックは、より少ない添加量で高導電性を付与し、添加により物性や加工性を悪化させない点で、粒子径が大きくても６０ｎｍ程度であった。ところが、この発明の前記目的を達成するためには、帯電補助層５を形成する組成物に含有されるカーボンブラックの平均粒子径は、６５〜１２０ｎｍであるのが好ましく、８０〜１００ｎｍであるのがさらに好ましい。カーボンブラックの平均粒子径が前記範囲内にあると、帯電補助層５を形成する組成物への分散性が向上し、例えば転写ローラ又は二次転写ローラに要求される所望の帯電量を実現することができる。
【００５２】
前記カーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量が１５〜４５ｍＬ／１００ｇであるのが好ましく、２０〜９０ｍＬ／１００ｇであるのがさらに好ましく、２０〜７５ｍＬ／１００ｇであるのが特に好ましい。カーボンブラックにおけるＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳ Ｋ６２２１−１９８２により測定される値であり、カーボンブラックにおけるストラクチャー発達の程度を表す。カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が前記範囲内にあると、帯電補助層５を形成する組成物への分散性がさらに向上し、例えば転写ローラ又は二次転写ローラに要求される所望の帯電量を実現することができる。
【００５３】
前記範囲内の平均粒子径を有するカーボンブラックとしては、例えば、ゴム用カーボンブラックの一般呼称でいうと、ＳＲＦ、ＦＴ及びＭＴ等のグレードが挙げられ、より具体的には、例えば、商品名「ＨＴＣ＃２０」（平均粒子径８２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量３０ｍＬ／１００ｇ、新日化カーボン株式会社製）、商品名「ニテロン＃ＳＨ」（平均粒子径６３ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が８６ｍＬ／１００ｇ、新日化カーボン株式会社製）、及び、商品名「旭♯５５」（平均粒子径６６ｎｍ、ＤＢＰ吸油量が８７ｍＬ／１００ｇ、旭カーボン株式会社製）等が挙げられる。
【００５４】
カーボンブラックは、通常、粒子径が広い分布を有しているが、本発明に用いられるカーボンブラックは、なるべく狭い粒子径分布を有するカーボンブラックが好ましい。なお、この発明において、カーボンブラック一種を用いるのがよいが、粒子径分布が広くなりすぎなければ、カーボンブラックを二種以上併用することもできる。
【００５５】
前記組成物におけるカーボンブラックの含有量は、アミノシランカップリング剤１００質量部に対して、５〜３０質量部であり、１０〜２０質量部であるのが好ましい。カーボンブラックの含有量が前記範囲内にあると、非発泡弾性層４とコート層６とを強固に接着することができると共に、弾性ローラ１としたときに所望の帯電特性を発揮させることができる。
【００５６】
前記組成物は、アミノシランカップリング剤及びカーボンブラックに加えて各種添加剤を含有してもよく、各種添加剤としては、例えば、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００５７】
前記組成物は、前記ゴム混練り機等を用いて、アミノシランカップリング剤及びカーボンブラック、所望により各種添加剤等を均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分〜１時間、常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００５８】
前記コート層６を形成するフッ素ゴム組成物は、フッ素ゴムと、所望により各種添加剤等とを含有するフッ素ゴム組成物であればよい。フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム（ＦＥＰＴ）、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系ゴム（ＦＦＫＭ）等が挙げられる。また、各種添加剤としては、フッ素ゴムの硬化剤、前記帯電補助層５を形成する組成物に含有されるカーボンブラック及び各種添加剤等を挙げることができる。なお、カーボンブラックを含有する場合におけるカーボンブラックの含有量は、フッ素ゴム１００質量部に対して、例えば、５〜５０質量部に調整することができる。フッ素ゴム組成物は公知の混合方法により調製することができる。このようなフッ素ゴム組成物としては、例えば、導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５３」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量６〜１０質量％）、導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５１」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量は１〜５質量％）等が挙げられる。ただし、前記導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５１」を用いると、弾性ローラ１の体積抵抗率Ｃが比較的大きくなりやすいので、体積抵抗率Ａ及びＢの値等を勘案して用いるのがよい。
【００５９】
弾性ローラ１の製造方法を以下に説明する。弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を順次形成して、製造することができる。
【００６０】
軸体２の外周面に、発泡弾性層３と非発泡弾性層４とを形成する方法としては、例えば、下記（１）〜（３）の方法が挙げられる。
（１）軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成し、次いで、発泡弾性層３が形成された軸体２と非発泡ゴム組成物とを再度一体分出しする方法（Ａ方法と称する）、
（２）軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成し、次いで、この発泡弾性層３に、非発泡ゴム組成物によって形成された非発泡ゴムチューブを被覆する方法（Ｂ方法と称する）
（３）２色成形のクロスヘッドを備えた押出機を用いて、軸体２と発泡ゴム組成物と非発泡ゴム組成物とを一度に押出して成形する方法（Ｃ方法と称する）等が挙げられる。
【００６１】
前記Ａ方法においては、まず、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する。軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成するには、例えば、軸体２と発泡ゴム組成物とをクロスヘッドを用いて押出成形機で一体押出しした後に、ＨＡＶ炉、ギアーオーブン又はＩＲ（赤外線）炉で加熱し発泡させる第１の方法（押出成形方法）が挙げられる。また、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する別の方法として、発泡ゴム組成物のみをクロスヘッドを用いて押出成形機でチューブ状に成形した後に、発泡させて発泡ゴムチューブを成形し、これを軸体２に被覆して発泡弾性層３を形成する第２の方法（押出成形方法）が挙げられる。さらに、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する別の方法として、軸体２と前記発泡ゴム組成物を成形金型にセットした後に、注入口からこの金型内に発泡ゴム組成物を注入し、発泡させて発泡弾性層３を形成する第３の方法（射出発泡成形方法）、軸体２と前記発泡ゴム組成物を成形金型にセットした後に、同時に加圧して、発泡させて発泡弾性層３形成する第４の方法（プレス発泡成形方法）が挙げられる。さらには、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する別の方法として、発泡ゴム組成物を予め発泡成形した発泡ゴムシートと、所望により接着剤を塗布した軸体２とを、成形金型にセットした後に、同時に加圧し圧着させて発泡弾性層３を設ける第５の方法（プレス圧着成形方法）が挙げられる。
【００６２】
これらの方法のなかでも、発泡弾性層３は発泡体であるから、第１の方法及び第２の方法（押出成形方法）、第５の方法（プレス圧着成形方法）が好適に採用される。その理由は、押出成形方法は、常圧で成形することができるから、発泡ゴム組成物を発泡させやすい点にあり、また、プレス圧着成形方法は、すでに発泡成形されている発泡ゴムシートと軸体２とを接着させるために加圧する方法であるので、発泡状態、硬化等に与える影響が少ない点にある。
【００６３】
第３の方法及び第４の方法においては、加熱温度を発泡剤等の分解温度に設定し、金型の開放と同時又は後加熱により発泡させることになる。これらの方法においては、形成される発泡弾性層３の表面を、円筒研削盤等を用いて、外径、円筒度、振れ等を均一にするのが好ましい。
【００６４】
第１〜第５の方法において、軸体２と発泡弾性層３との接着力を強化するために、軸体２に必要に応じて予めプライマー又は接着剤等を塗布して、接着剤層又はプライマー層等を設けることもできる。ただし、第２の方法においては、軸体２の外径よりも発泡ゴムチューブの内径を小さくすれば、接着剤層又はプライマー層等を設けなくてもよいことがある。
【００６５】
次いで、このようにして、発泡弾性層３が外周面に形成された軸体２を押出機でクロスヘッドに投入し、その外周に非発泡ゴム組成物を配置（被覆）する。発泡弾性層３の外周面に配置された非発泡ゴム組成物を、ＨＡＶ炉、ギアーオーブン又はＩＲ（赤外線）炉で加熱して、非発泡弾性層４を形成することができる。
【００６６】
前記Ｂ方法においては、まず、前記Ａ方法と同様にして、軸体２の外周面に発泡弾性層３を形成する。一方、非発泡ゴム組成物を、前記Ａ方法と同様に加熱して、非発泡ゴムチューブを成形し、必要により、所定の寸法に整える。そして、発泡弾性層３の外周面に、非発泡ゴムチューブを被覆して、非発泡ゴムチューブからなる非発泡弾性層４を形成することができる。
【００６７】
前記Ｃ方法においては、２色成形のクロスヘッドを備えた押出機を用いて、発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物と、非発泡弾性層４を形成する非発泡ゴム組成物とを、一度に押出して成形する。このときに、軸体２と一体成形してもよいし、発泡弾性層３と非発泡弾性層４との２層からなる発泡ゴムチューブを予め成形した後に、任意の寸法に整えて、軸体２に被覆してもよい。このときの接着方法に関しては、前記Ａ方法と同様である。
【００６８】
前記（１）〜（３）の方法以外の方法として、例えば、発泡弾性層３を形成した軸体２を成形金型にセットした後に、注入口からこの金型内に非発泡ゴム組成物を注入、硬化して非発泡弾性層４を成形する方法、発泡弾性層３を形成した軸体２と非発泡ゴム組成物を成形金型にセットした後に、加圧、加熱して、非発泡ゴム組成物を硬化し、非発泡弾性層４を成形する方法、非発泡ゴムシートと発泡弾性層３を形成した軸体２とを成形金型にセットした後に、同時に加圧して非発泡弾性層４を成形する方法等が挙げられる。
【００６９】
発泡ゴム組成物の加熱硬化は、発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋し、かつ、発泡剤が分解又は発泡するのに十分な条件で行われればよい。例えば、発泡ゴム組成物は、通常、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等により、１７０〜５００℃程度、特に２００〜４００℃に加熱され、数分以上１時間以下、特に５〜３０分間、加熱される。発泡ゴム組成物は、所望により、さらに、二次加熱が行われてもよい。二次加熱は、前記条件で架橋された発泡ゴム組成物をより確実に架橋させる工程であり、二次加熱によって、発泡弾性層３の物性が安定するという効果が得られる。二次加熱は、例えば、前記の条件で架橋された発泡ゴム組成物を、さらに、押出成形された状態のままで、例えば、１８０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃で、１〜２４時間、好ましくは３〜１０時間にわたって、又は、金型を用いて、例えば、１３０〜２００℃、好ましくは１５０〜１８０℃で、５分以上２４時間以下、好ましくは１０分以上１０時間以下にわたって、再度加熱されることによって、行われる。
【００７０】
このようにして成形された発泡弾性層３は、仕上げ工程として、所望の大きさ及び形状等に調整する研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施されてもよい。
【００７１】
非発泡ゴム組成物の加熱硬化は、非発泡ゴム組成物に含まれるゴム、例えば、ビニル基含有シリコーン生ゴムが架橋するのに十分な条件で行われればよい。このような条件として、例えば、前記発泡ゴム組成物の加熱条件と同じ加熱条件が挙げられる。また、非発泡ゴム組成物は発泡ゴム組成物と同様に前記条件で二次加熱されてもよい。さらに、非発泡弾性層４は、研削工程、研磨工程及び／又は切削工程等が施されてもよい。
【００７２】
帯電補助層５は、このようにして形成された非発泡弾性層４の表面に、前記組成物を塗工し、次いで、塗工された組成物を加熱硬化させて、形成されることができる。組成物の塗工は、例えば、組成物の溶液を塗工する塗布法、組成物に非発泡弾性層４を浸漬するディッピング法等の公知の塗工方法によって、行われる。組成物は、そのまま塗工してもよいし、揮発性溶媒を含有した塗工液を塗工してもよい。組成物を加熱硬化させる際の加熱温度は、例えば、１００〜１５０℃、特に１１０〜１３０℃、加熱時間は、例えば、１０分〜２時間、特に２０〜５０分加熱するのが好ましい。
【００７３】
前記コート層６を形成するフッ素ゴム組成物の塗布方法及び硬化（加硫）条件等は、用いるフッ素ゴム組成物に応じて適宜選択される。フッ素ゴム組成物の塗布方法の一例を挙げると、例えば、帯電補助層５の外周面に、そのまま又は溶媒等で希釈したフッ素ゴム組成物を、スプレーコート、ロールコータ法等によって、塗布する方法が挙げられる。フッ素ゴム組成物の硬化条件の一例を挙げると、１５０〜１８０℃に１〜３時間加熱する条件が挙げられる。
【００７４】
このようにして、弾性ローラ１が製造される。この弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されているから、均一な帯電量を実現することができ、画像形成装置に例えば転写ローラ又は二次転写ローラとして装着されると、現像剤を所望のように中間転写ベルト、記録体等に転写させることができ、その結果、かすれ等の印字不良を低減することができる。したがって、弾性ローラ１が画像形成装置に装着されたときに、特に、転写ローラ又は二次転写ローラとして画像形成装置に装着されたときに、現像剤を中間転写ベルト、記録体等に所望のように転写させることができ、高精細化された画像を形成することに貢献することができる。
【００７５】
また、この弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されているから、画像形成装置に装着されて使用に供されても、発泡弾性層３及び／又は非発泡弾性層４に含有されている導電性付与剤が経時的に劣化することを防止し、帯電特性の低下を効果的に防止することができる。
【００７６】
したがって、この発明に係る弾性ローラは、画像形成装置における転写ローラ又は二次転写ローラとして好適に使用される。また、この発明に係る弾性ローラは、前記特性を有しているから、高精細化及び高速化された近年の画像形成装置にも好適に使用されることができる。
【００７７】
この発明における弾性ローラは、前記した一実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、弾性ローラ１は、軸体２の外周面に、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６が順次形成されているが、この発明において、弾性ローラは、所望により、軸体と発泡弾性層との間、各層の間に、接着層、プライマー層等が設けられてもよく、また、コート層の外周面に、例えば、保護層等の表面層が設けられてもよい。
【００７８】
次に、この発明に係る弾性ローラ１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図３を参照して、説明する。この画像形成装置１０は、中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置である。中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置１０は従来公知の画像形成装置と基本的に同様に構成されているが、この発明に係る弾性ローラ１が二次転写ローラ４５として装着されている。
【００７９】
図３に示されるように、無端ベルト７は、中間転写ベルトとして、二本の支持ローラ４２、テンションローラ４３及び対向ローラ４４に張架されている。そして、対向ローラ４４の設置位置近傍に、対向ローラ４４と二次転写ローラ４５と電極ローラ４６とを備えて成る二次転写部４０が配置されている。
【００８０】
また、図３に示されるように、画像形成装置１０は、中間転写ベルト７上に四種の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが直列に配置されている。現像ユニットＢは、感光体等の像担持体１１Ｂと帯電ローラ１２Ｂと露光手段１３Ｂと現像ローラ２３Ｂ及び筐体２１Ｂを備えた現像手段２０Ｂと転写ローラ１４Ｂとクリーニングブレード１５Ｂとを備えている。現像ユニットＢには黒色現像剤が収納されている。なお、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹは、現像ユニットＢと同様に構成され、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙが収納されている。
【００８１】
図３に示されるように、画像形成装置１０における記録体１６の搬送方向下流には、定着ベルトとしての無端ベルト３５を備えた定着手段３０が配置されている。この定着装置３０は、開口を有する筐体３４内に、定着ローラ３１と支持ローラ３３と定着ベルト３５と加圧ローラ３２とを備えて成る圧力熱定着装置である。なお、定着手段３０は、熱ローラ定着装置、加熱定着装置、圧力定着装置等が採用されてもよい。
【００８２】
画像形成装置１０は、次にようにして画像を形成する。まず、現像ユニットＢによって、像担持体１１Ｂの表面に静電潜像が黒色現像剤２２Ｂで現像剤像として可視化され、この現像剤像が中間転写ベルト７上に転写される（一次転写）。続いて、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって中間転写ベルト７に現像剤像が転写され、カラー像が形成される。カラー像は中間転写ベルト７の回転によって二次転写部４０に至り、二次転写部４０に搬送された記録体１６上に転写される（二次転写）。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は定着手段３０に搬送され、カラー像が永久画像として定着される。このようにして記録体１６にカラー画像が形成される。なお、画像形成装置１０を用いてカラー画像を形成する場合について説明したが、モノクロ画像を形成する場合には中間転写ベルト７に一次転写された現像剤像を直ちに記録体１６に二次転写して定着手段３０に搬送すればよい。
【００８３】
この発明に係る弾性ローラ１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の別の一例を、図４を参照して、説明する。この画像形成装置５０は、中間転写方式のマルチパス型カラー画像形成装置である。この中間転写方式のマルチパス型カラー画像形成装置５０は従来公知の画像形成装置と基本的に同様に構成されているが、この発明に係る弾性ローラ１が二次転写ローラ４５として装着されている。
【００８４】
図４に示されるように、無端ベルト７は、中間転写ベルトとして、二本の支持ローラ４２、テンションローラ４３及び対向ローラ４４に張架されている。そして、対向ローラ４４の設置位置近傍に、対向ローラ４４と二次転写ローラ４５と電極ローラ４６とを備えて成る二次転写部４０が配置されている。
【００８５】
また、図４に示されるように、画像形成装置５０は、四種の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹを内蔵した現像手段２０を備えている。現像手段２０に内蔵された現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹは帯電手段、露光手段等を内蔵し、それぞれ、黒色現像剤、シアン現像剤、マゼンタ現像剤及び黄色現像剤を収納している。なお、現像手段２０は、現像手段２０の外部であって像担持体１１の近傍に帯電手段、露光手段等が配置されていてもよい。
【００８６】
図４に示されるように、画像形成装置５０における記録体１６の搬送方向下流には定着手段３０が配置されている。定着装置３０は画像形成装置１０の定着装置３０と同様に構成されている。
【００８７】
画像形成装置５０は、次にようにして画像を形成する。まず、現像手段２０の現像ユニットＢによって、像担持体１１の表面に静電潜像が黒色現像剤２２Ｂで現像剤像として可視化され、中間転写ベルト７上に転写される（一次転写）。続いて、像担持体１１及び中間転写ベルト７が１回転して、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって中間転写ベルト７に各現像剤像が重畳転写され、カラー像が形成される。カラー像は中間転写ベルト７の回転によって二次転写部４０に至り、二次転写部４０に搬送された記録体１６上に転写される（二次転写）。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は定着手段３０に搬送され、カラー像が永久画像として定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像が形成される。なお、画像形成装置５０を用いてカラー画像を形成する場合について説明したが、モノクロ画像を形成する場合には中間転写ベルト７に一次転写された現像剤像を直ちに記録体１６に二次転写して定着手段３０に搬送すればよい。
【００８８】
この画像形成装置１０及び５０によれば、二次転写ローラ４５として弾性ローラ１が装着されているから、対向ローラ４４、中間転写ベルト７及び記録体１６との十分なニップ幅を確保することができ、中間転写ベルト７に転写された現像剤像を記録体に所望のように転写させることができ、その結果、かすれ等の印字不良を低減することができる。したがって、これらの画像形成装置によれば、高精細化された画像を形成することができる。
【００８９】
画像形成装置１０及び５０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０及び５０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。画像形成装置１０１０及び５０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置とされる。
【実施例】
【００９０】
（実施例１）
まず、発泡弾性層３、非発泡弾性層４、帯電補助層５及びコート層６を形成する材料を調製した。発泡弾性層３を形成する発泡ゴム組成物として、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーン発泡ゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）７０質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２質量部と、発泡剤アゾビス−イソブチロニトリル「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業株式会社製：商品名）１０質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量と、導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉを調整した。
【００９１】
また、非発泡弾性層４を形成する非発泡ゴム組成物として、シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）７０質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤「Ｒ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）０．５質量部と、有機過酸化物架橋剤「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量と、導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉを調整した。
【００９２】
さらに、帯電補助層５を形成する組成物として、アミノシランカップリング剤「ＫＢＰ−４０」（信越化学工業株式会社製：商品名）１００質量部と、カーボンブラックＩ「ＨＴＣ＃２０」（新日化カーボン株式会社製：商品名、平均粒子径８２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量３０ｍＬ／１００ｇ）１０質量部とを、二本ロールで十分に混練して、組成物Ａを調整した。
【００９３】
また、コート層６を形成するフッ素ゴム組成物として、導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５３」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量は６〜１０質量％、体積抵抗率は１０４〜１０６Ω・ｃｍ）に対し、酢酸ブチルを適量配合し、硬化剤として「ＦＨ−２」（太平化成株式会社製：商品名）適量を、密封容器で調合後、攪拌器にて十分に攪拌して、フッ素ゴム組成物Ｉを調整した。
【００９４】
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体２（直径８ｍｍ×長さ２６０ｍｍ、ＳＵＭ２２）をトルエンで洗浄し、プライマー「Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂ」（信越化学工業株式会社製：商品名）を塗布した。プライマー処理した軸体２を、ギアーオーブンを用いて、１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。
【００９５】
次いで、プライマー層を形成した軸体２と、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉとを、押出成形機にて一体分出し、次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、２５０℃で１０分間加熱して、発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で４時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉを二次加熱し、常温にて１時間放置した。形成された発泡弾性層３を、円筒研削盤にてその外径を２０ｍｍ（厚さ６ｍｍ）に調整した。この発泡弾性層３に形成された複数のセルは独立セル状態にあり、この発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍであり、アスカーＦ硬度は５５であった。
【００９６】
次いで、前記発泡弾性層３が形成された軸体２と付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉとを、押出成形機にて一体分出し、次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、２５０℃で５分間加熱して、硬化させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって、硬化後の付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉを二次加熱し、常温にて１時間放置した。形成された非発泡弾性層４を、円筒研削盤にてその外径を２２ｍｍ（非発泡弾性層４の厚さ１ｍｍ）に調整した。この非発泡弾性層４のＪＩＳ Ａ硬度は３５であった。
【００９７】
さらに、非発泡弾性層４の外周面に前記組成物Ａをスプレー法によって、乾燥後の層厚が２μｍとなるように、均一に塗布し、２５℃で３０分間放置して、帯電補助層５を形成した。次いで、帯電補助層５の外周面にフッ素ゴム組成物Ｉをスプレー法によって、乾燥後の層厚が１０μｍとなるように、均一に塗布し、１８０℃で１時間加熱して、コート層６を形成し、弾性ローラを製造した。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
【００９８】
（実施例２）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を５質量部に変更した組成物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５４であり、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２２であった。
（実施例３）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を３０質量部に変更した組成物Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
【００９９】
（実施例４）
発泡弾性層３を形成する前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉにおける導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部を５０質量部に変更した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物ＩＩを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。この発泡弾性層３に形成された複数のセルは独立セル状態にあり、この発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍであり、アスカーＦ硬度は６０であった。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２５であった。
（実施例５）
発泡弾性層３を形成する前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物Ｉにおける導電性付与剤「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）３０質量部を２０質量部に変更した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物ＩＩＩを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。この発泡弾性層３に形成された複数のセルは独立セル状態にあり、この発泡弾性層３の平均セル径は４００μｍであり、アスカーＦ硬度は５３であった。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２０であった。
【０１００】
（実施例６）
コート層６を形成する前記フッ素ゴム組成物ＩＩにおける導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５３」（太平化成株式会社製：商品名）を導電性フッ素ゴムコート剤「ＦＦＩ−６０９１５１」（太平化成株式会社製：商品名、カーボンブラックの含有量は１〜５質量％、体積抵抗率は１０９〜１０１１Ω・ｃｍ）に変更したフッ素ゴム組成物ＩＩを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
（実施例７）
帯電補助層５を形成する前記組成物ＡにおけるカーボンブラックＩを、カーボンブラックＩＩ「ＨＴＣ＃１００」（新日化カーボン株式会社製：商品名、平均粒子径４６ｎｍ、ＤＢＰ吸油量７６ｍＬ／１００ｇ）に変更した組成物Ｄを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５６であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
（実施例８）
帯電補助層５を形成する前記組成物ＡにおけるカーボンブラックＩを、カーボンブラックＩＩＩ「旭＃１５」（旭カーボン株式会社製：商品名、平均粒子径１２２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量４１ｍＬ／１００ｇ）に変更した組成物Ｅを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２２であった。
【０１０１】
（実施例９）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を３質量部に変更した組成物Ｆを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２０であった。
（実施例１０）
帯電補助層５を形成する前記組成物Ａにおけるカーボンブラックの配合量１０質量部を３５質量部に変更した組成物Ｇを用いた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２１であった。
【０１０２】
（比較例１）
非発泡弾性層４を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３５０μｍ、アスカーＦ硬度は５６であった。
（比較例２）
帯電補助層５を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍ、アスカーＦ硬度は５５であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は２０であった。
（比較例３）
コート層６を設けなかった以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。発泡弾性層３の平均セル径は３００μｍ、アスカーＦ硬度は５６であり、この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は１９であった。
【０１０３】
（比較例４）
発泡弾性層３を設けず、帯電補助層５に代えて、アミノシランカップリング層「ＫＢＰ−４０」（信越化学工業株式会社製：商品名）からなる層を設けた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は４０であった。
【０１０４】
（比較例５）
発泡弾性層３を設けず、非発泡弾性層４に代えて、後述する非発泡ゴム組成物ＩＩからなる第１の非発泡弾性層と、前記付加反応型非発泡シリコーンゴム組成物Ｉからなる第２の非発泡弾性層とを設けた以外は、実施例１と同様にして、弾性ローラを製造した。第１の非発泡弾性層のＪＩＳ Ａ硬度は４３であり、第２の非発泡弾性層のＪＩＳ Ａ硬度は３５であった。なお、前記非発泡ゴム組成物ＩＩは、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン１００質量部とヒュームドシリカ１質量部とケイソウ土４０質量部とアセチレンブラック５質量部とメチルハイドロジェンポリシロキサン２．１質量部とエチニルシクロヘキサノール０．１質量部と白金触媒０．１質量部とを含有する組成物であった。この弾性ローラにおけるアスカーＣ硬度は４３であった。
【０１０５】
（体積抵抗率）
実施例１〜１０及び比較例１〜５における弾性ローラの製造中において、軸体２と発泡弾性層３との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加したときの体積抵抗率Ａ（Ω・ｃｍ）、軸体２と非発泡弾性層４との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加したときの体積抵抗率Ｂ（Ω・ｃｍ）、及び、軸体２とコート層６との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加印加したときの体積抵抗率Ｃ（Ω・ｃｍ）を、前記方法に従って、測定した。なお、非発泡弾性層４を設けなかった比較例１においては体積抵抗率Ｂを測定せず、また、コート層６を設けなかった比較例３においては体積抵抗率Ｃを測定しなかった。さらに、発泡弾性層３を設けなかった比較例４及び５においては体積抵抗率Ａを測定せず、比較例５における体積抵抗率Ｂは、軸体２と第２の非発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を１秒印加したときの体積抵抗率とした。体積抵抗率Ａ、Ｂ又はＣを測定していない場合を「−」とした。これらの測定結果を表に示す。
【０１０６】
（印字評価：かすれ評価）
実施例１〜１０及び比較例１〜５における各弾性ローラを二次転写ローラ４５として、非磁性一成分電子写真方式のタンデム型カラープリンター（商品名「ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ８３０」 富士ゼロックス株式会社製）に装着して、稼動させることなく、４８℃、５５ＲＨ％の環境下で２週間放置した。その後、前記プリンターの環境を室温に戻して、黒ベタ印字、白ベタ印字を実施した。さらに、印字率１％の横線パターンでＡ４用紙５０００枚を連続印刷した後、白ベタ印字、黒ベタ印字の順で印字を行い、印刷時のかすれの発生を目視で確認した。前記横線パターンを５０００枚印刷した時に、いずれの横線パターンにもかすれが発生しなかった場合を「◎」、横線パターンにかすれが発生したが、実用上問題の無いレベルの場合を「○」、約３０００枚印刷した時に横線パターンにかすれが発生したが、実用上問題の無いレベルの場合を「△」、複数の横線パターンに実用許容できないほどかすれが発生した場合を「×」とした。評価結果を表に示した。
【０１０７】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラの一実施例である弾性ローラの概略斜視図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラの一実施例である弾性ローラの側面図である。
【図３】図３は、この発明に係る画像形成装置の一実施例であるタンデム型カラー画像形成装置の概略図である。
【図４】図４は、この発明に係る画像形成装置の別の一実施例であるマルチパス型カラー画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 弾性ローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
４ 非発泡弾性層
５ 帯電補助層
６ コート層
７ 無端ベルト（中間転写ベルト）
３５ 無端ベルト（定着ベルト）
１０、５０ 画像形成装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 像担持体
１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電ローラ
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 転写ローラ
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ クリーニングブレード
１６ 記録体
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ 現像手段
２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、３４ 筐体
２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 現像剤
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ 現像ローラ
３０ 定着装置
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３３ 定着ベルト支持ローラ
４０ 二次転写部
４２ 支持ローラ
４３ テンションローラ
４４ 対向ローラ
４５ 二次転写ローラ
４６ 電極ローラ
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ 現像ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周面に形成された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に形成された非発泡弾性層と、前記非発泡弾性層の外周面に形成された帯電補助層と、前記帯電補助層の外周面に形成されたコート層とを備えたことを特徴とする弾性ローラ。
【請求項２】
前記軸体と前記発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＡとし、前記軸体と前記非発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＢとし、前記軸体と前記コート層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＣとしたときに、
下記式（１）及び式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラ。
式（１） １．０×１０６（Ω・ｃｍ）≦Ａ≦１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）
式（２） Ａ≧Ｂ≧Ｃ
【請求項３】
前記帯電補助層は、アミノシランカップリング剤１００質量部と、平均粒子径が６５〜１２０ｎｍであるカーボンブラック５〜３０質量部とを含有する組成物を硬化してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラ。
【請求項４】
前記弾性ローラは、画像形成装置用の転写ローラ又は二次転写ローラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた画像形成装置。
【請求項１】
軸体の外周面に形成された発泡弾性層と、前記発泡弾性層の外周面に形成された非発泡弾性層と、前記非発泡弾性層の外周面に形成された帯電補助層と、前記帯電補助層の外周面に形成されたコート層とを備えたことを特徴とする弾性ローラ。
【請求項２】
前記軸体と前記発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＡとし、前記軸体と前記非発泡弾性層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＢとし、前記軸体と前記コート層との間に１０００Ｖの電圧を印加したときの体積抵抗率をＣとしたときに、
下記式（１）及び式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラ。
式（１） １．０×１０６（Ω・ｃｍ）≦Ａ≦１．０×１０１０（Ω・ｃｍ）
式（２） Ａ≧Ｂ≧Ｃ
【請求項３】
前記帯電補助層は、アミノシランカップリング剤１００質量部と、平均粒子径が６５〜１２０ｎｍであるカーボンブラック５〜３０質量部とを含有する組成物を硬化してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラ。
【請求項４】
前記弾性ローラは、画像形成装置用の転写ローラ又は二次転写ローラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラを備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１２８６１５（Ｐ２００９−１２８６１５Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０３２５８（Ｐ２００７−３０３２５８）
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【復代理人】
【識別番号】１００１１８８０９
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 育男
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【復代理人】
【識別番号】１００１１８８０９
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 育男
【Ｆターム（参考）】
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