JP2010008440A

JP2010008440A - 電子写真機器用転写ロールおよびその製造方法

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Publication number: JP2010008440A
Application number: JP2008163972A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Takashima; 雅彦高島; Eiji Yasui; 栄治安井
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: JP5314336B2

Abstract

【課題】電気抵抗ムラに起因する画像不具合を抑制でき、高い耐久性を実現可能な電子写真機器用転写ロールを提供すること。
【解決手段】転写ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成された発泡層１４と、発泡層１４の外周に形成された電極層１６と、電極層１６の外周に形成された、チューブ体よりなる抵抗調整層１８とを少なくとも備えている。発泡層１４、電極層１６および抵抗調整層１８は、何れもゴム弾性を有している。電極層１６の体積抵抗率は、発泡層１４の体積抵抗率以下とされている。抵抗調整層１８の外周には表層２０を形成しても良い。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真機器用転写ロールおよびその製造方法に関するものである。

近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器が広く使用されている。

これら電子写真機器では、例えば、感光ドラム上に担持されたトナー像を用紙に転写したり、あるいは、各色の感光ドラム上にそれぞれ担持された各色のトナー像を中間転写ベルトへ一次転写した後、これを中間転写ベルトから用紙に一括して二次転写したりするなどのため、転写ロールが使用されている。

従来、転写ロールとしては、例えば、特許文献１には、軸体と、軸体の外周に形成された発泡層と、発泡層の外周に形成された抵抗調整層と、抵抗調整層の外周に形成された保護層とを有する転写ロールが開示されている。

また、同文献には、上記転写ロールの製造方法として、中空円柱状成形空間を有する金型内に、抵抗調整層となる円筒状のチューブと、発泡材料を付着させた軸体とを同軸的にセットし、その状態で発泡材料を発泡させて発泡層を形成した後、抵抗調整層の外周に保護層を形成する方法が開示されている。

特開２００７−１４７９９６号公報

しかしながら、従来知られる転写ロールは、以下の点で問題があった。

例えば、軽印刷市場向けのＰＯＤ（Print On Demand）機やＭＦＰ（Multifunction Printer）高級機等の分野では、年々高画質化に対する要求が高まっている。トナー転写部位に使用される転写ロールでは、ロールの電気抵抗ムラが特に画質レベルに大きな影響を与える。そのため、上記機種等に適用される転写ロールは、益々厳しいレベルで電気的均一性が要求されている。

ところが、上述した製造方法のように、金型内にチューブ状の抵抗調整層を設置し、そのチューブ内で発泡を行うと、発泡層の表面には比較的平滑なスキン層が形成されず、発泡層と抵抗調整層との界面近傍に、粗いセルが発生することがある（セル荒れ）。場合によっては、発泡層とチューブ内面とが密着せず、ボイド欠陥が生じることがある。

この種のセル荒れやボイド欠陥等による空隙は、その部分において電気抵抗を局所的に変化させるので、電気抵抗ムラの原因となる。

そのため、従来の転写ロールは、電気抵抗ムラに起因して画像不具合が発生しやすいといった問題があった。

また、近年、特に、上記機種等に適用されるような転写ロールには、高い耐久性が求められている。通常、転写ロールは、比較的高い圧力で相手部材に押しつけられる。そのため、発泡層と抵抗調整層との間の層間密着力が低いと、層間剥離が発生しやすくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、電気抵抗ムラに起因する画像不具合を抑制でき、高い耐久性を実現可能な電子写真機器用転写ロールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用転写ロールは、軸体と、上記軸体の外周に形成された発泡層と、上記発泡層の外周に形成された電極層と、上記電極層の外周に形成された、チューブ体よりなる抵抗調整層とを少なくとも備え、上記発泡層、上記電極層および上記抵抗調整層は、何れもゴム弾性を有しており、上記電極層の体積抵抗率は、上記発泡層の体積抵抗率以下であることを要旨とする。

ここで、上記電極層を主に構成するポリマは、上記発泡層を主に構成するポリマ、および／または、上記抵抗調整層を主に構成するポリマと同系のポリマであることが好ましい。

また、上記発泡層を主に構成するポリマは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ヒドリンゴム、および、ウレタンゴムから選択される１種または２種以上であり、上記電極層を主に構成するポリマは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ヒドリンゴム、および、ニトリルゴムから選択される１種または２種以上であり、上記抵抗調整層を主に構成するポリマは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ヒドリンゴム、および、ニトリルゴムから選択される１種または２種以上であることが好ましい。

また、上記電極層の体積抵抗率は、１×１０^３〜１×１０^６Ω・ｃｍの範囲内にあることが好ましい。

また、上記電極層の厚みは、５〜１００μｍの範囲内にあることが好ましい。

また、上記抵抗調整層の外周には、表層が形成されていることが好ましい。

本発明に係る転写ロールの製造方法は、その内周面に電極層形成用組成物を付着させた、抵抗調整層となるチューブ体を準備する工程と、ロール成形用金型内に、上記準備したチューブ体と、発泡層形成用組成物を外周面に付着させた軸体とを、同軸的に設置する工程と、上記発泡層形成用組成物を発泡させ、形成された発泡層と前記電極層とを一体化させる工程とを有することを要旨とする。

本発明に係る電子写真機器用転写ロールは、軸体と、発泡層と、電極層と、チューブ体よりなる抵抗調整層とを少なくとも備えており、発泡層、電極層および抵抗調整層は、何れもゴム弾性を有しており、電極層の体積抵抗率は、発泡層の体積抵抗率以下である。

そのため、発泡層と抵抗調整層との間に、発泡層表面のセル荒れやボイド欠陥等による空隙が生じている場合でも、上記電極層の存在によって電子が流れやすくなる。それ故、上記空隙による電気抵抗ムラが緩和され、電気抵抗ムラに起因する画像不具合を抑制することが可能になる。

また、上記電極層は、発泡層、抵抗調整層と同じようにゴム弾性を有している。そのため、圧力による変形に対して追従性が良く、層間密着性を確保しやすくなって、高い耐久性を実現しやすい。

ここで、電極層を主に構成するポリマが、発泡層を主に構成するポリマ、および／または、抵抗調整層を主に構成するポリマと同系のポリマである場合には、発泡層および／または抵抗調整層と電極層との密着性が一層向上するため、耐久性を向上させやすくなる。

また、発泡層、電極層、抵抗調整層を主に構成するポリマが上述したポリマから選択される場合には、適度なロール硬度を得やすくなる。

また、電極層の体積抵抗率が上記範囲内にある場合には、通電による耐久性を向上させやすくなる。

また、電極層の厚みが上記範囲内にある場合には、電極層による集電効果とロール硬度とのバランスに優れる。

また、抵抗調整層の外周に表層が形成されている場合には、耐トナー付着性を向上させやすくなる。

本発明に係る電子写真機器用転写ロールの製造方法は、上述した工程を有しているので、上記転写ロールを好適に製造することができる。

以下、本実施形態に係る電子写真機器用転写ロール（以下、「本転写ロール」ということがある。）、本転写ロールの製造方法（以下、「本製造方法」ということがある。）について説明する。

１．本転写ロール
図１は、本転写ロールの一例を模式的に示した周方向断面図である。図１に示す転写ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周面に沿って形成された発泡層１４と、発泡層１４の外周面に沿って形成された電極層１６と、電極層１６の外周面に沿って形成された抵抗調整層１８とを少なくとも有している。

図２は、本転写ロールの他の例を模式的に示した周方向断面図である。図２に示す転写ロール１０は、抵抗調整層１８の外周面に沿って、さらに表層２０が形成されている。

本転写ロールは、好ましくは、図２に示すように、表層２０を有していると良い。耐トナー付着性を向上させやすくなるからである。

本転写ロールにおいて、発泡層、電極層、抵抗調整層、表層は、それぞれ、単層から構成されていても良いし、複数層から構成されていても良い。好ましくは、ロール層構成の簡略化による生産性の向上を図る等の観点から、好ましくは、各層は、それぞれ単層から構成されていると良い。

本転写ロールにおいて、軸体は、導電性を有するものであれば、何れのものでも使用し得る。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。また、必要に応じて、軸体の表面には、接着剤、プライマーなどを塗布してもよい。上記接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行っても良い。

ここで、本転写ロールでは、発泡層、電極層および抵抗調整層は、何れもゴム弾性を有している。これら各層が何れもゴム弾性を有することで、圧力による変形に対する追従性が良くなり、層間密着性を確保しやすくなって、高い耐久性を実現しやすくなる。また、転写ロールに好適なロール硬度を付与しやすく、柔軟性を利用して転写ニップ幅を拡大し、トナー転写効率を向上させやすくなる。

これら発泡層、電極層および抵抗調整層は、ゴム弾性材料を主に用いて形成されている。以下、これら各層について説明する。

本転写ロールにおいて、発泡層を主に構成するポリマとしては、具体的には、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、イソプレンゴム、シリコーンゴムなどを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。

上記発泡層を主に構成するポリマとしては、混練・成形しやすいなどの観点から、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ウレタンゴムなどが好ましい。

上記発泡層を主に構成するポリマを発泡させる発泡剤としては、具体的には、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｐ，Ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、アソジロルボンアミドなどを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。

上記発泡層を主に構成するポリマには、必要に応じて、導電剤（カーボンブラックなどの電子導電剤、第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤）、可塑剤（パラフィンオイル、ナフテンオイル）、加硫剤（硫黄など）、加硫助剤（酸化亜鉛など）、加硫促進剤（チアゾール類、チウラム類など）、充填剤、整泡剤、活剤などの各種添加物が１種または２種以上添加されていても良い。

上記発泡層の厚みは、特に限定されるものではないが、十分なニップ幅が得られやすい等の観点から、好ましくは、２〜１０ｍｍ、より好ましくは、４〜７ｍｍの範囲内から選択することができる。

本転写ロールにおいて、電極層を主に構成するポリマとしては、具体的には、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴムなどを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。

上記電極層を主に構成するポリマとしては、柔軟性があり、電気抵抗を下げやすいなどの観点から、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などが好ましい。

上記電極層を主に構成するポリマには、必要に応じて、導電剤（カーボンブラックなどの電子導電剤、第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤）、可塑剤（パラフィンオイル、ナフテンオイル）、加硫剤（硫黄など）、加硫助剤（酸化亜鉛など）、加硫促進剤（チアゾール類、チウラム類など）、充填剤、整泡剤、活剤などの各種添加物が１種または２種以上添加されていても良い。

上記電極層の厚みは、電極層による集電効果とロール硬度とのバランスに優れる等の観点から、好ましくは、５〜１００μｍ、より好ましくは、７〜２０μｍ、さらに好ましくは、１０〜１５μｍの範囲内にあると良い。

本転写ロールにおいて、抵抗調整層は、チューブ体よりなる層である。抵抗調整層を主に構成するポリマとしては、具体的には、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。

上記抵抗調整層を主に構成するポリマとしては、柔軟であり、電気抵抗を下げやすいなどの観点から、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などが好ましい。

上記抵抗調整層を主に構成するポリマには、必要に応じて、導電剤（カーボンブラックなどの電子導電剤、第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤）、加硫剤（硫黄など）、加硫助剤（酸化亜鉛など）、加硫促進剤（チアゾール類、チウラム類など）、充填剤、活剤などの各種添加物が１種または２種以上添加されていても良い。

上記抵抗調整層の厚みは、ロールの硬度を上昇させずに、十分な転写ニップ性を確保し、安定した転写効率を得やすくなる等の観点から、０．１〜１ｍｍ、より好ましくは、０．５〜０．８ｍｍの範囲内から選択することができる。

本転写ロールにおいて、表層を主に構成するポリマとしては、具体的には、例えば、（メタ）アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、これら樹脂が変性された樹脂などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。

上記表層を主に構成するポリマとしては、耐トナー付着性等の観点から、（メタ）アクリル樹脂、フッ素樹脂などが好ましい。

上記表層を主に構成するポリマーには、必要に応じて、表層表面を粗面化するために、（メタ）アクリル系粒子、ウレタン系粒子、尿素樹脂粒子、アミド系粒子などの各種樹脂粒子、ゴム粒子、シリカ粒子などの粗さ形成用粒子が１種または２種以上添加されていても良い。

上記粗さ形成用粒子としては、粒子径の均一性、入手容易性などの観点から、（メタ）アクリル系粒子、ウレタン系粒子などの樹脂粒子を好適に用いることができる。

他にも、上記表層を主に構成するポリマーには、必要に応じて、導電剤（カーボンブラックなどの電子導電剤、第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤）、レベリング剤、架橋剤、離型剤などの各種添加物が１種または２種以上添加されていても良い。

本転写ロールでは、上記電極層を主に構成するポリマは、上記発泡層を主に構成するポリマ、および／または、上記抵抗調整層を主に構成するポリマと同系のポリマであることが好ましい。このようにした場合には、発泡層および／または抵抗調整層と電極層との密着性が一層向上するため、耐久性を向上させやすくなるからである。

ここで、本転写ロールでは、電極層の体積抵抗率ρ１が、発泡層の体積抵抗率ρ２以下（ρ１≦ρ２）に設定されている。

両層の体積抵抗率が上記関係を満たすことにより、発泡層と抵抗調整層との間に、発泡層表面のセル荒れやボイド欠陥等による空隙が生じている場合でも、電極層により電子が流れやすくなる。そのため、上記空隙による電気抵抗ムラが緩和され、電気抵抗ムラに起因する画像不具合を抑制することができる。

電極層の体積抵抗率ρ１は、通電による耐久性の向上等の観点から、好ましくは、１×１０^３〜１×１０^６Ω・ｃｍ、より好ましくは、１×１０^３〜１×１０^５Ω・ｃｍ、さらに好ましくは、１×１０^３〜１×１０^４Ω・ｃｍの範囲内にあると良い。

また、発泡層の体積抵抗率ρ２は、通電による耐久性の向上等の観点から、好ましくは、１×１０^３〜１×１０^６Ω・ｃｍ、より好ましくは、１×１０^３〜１×１０^５Ω・ｃｍ、さらに好ましくは、１×１０^３〜１×１０^４Ω・ｃｍの範囲内にあると良い。

なお、抵抗調整層、表層の体積抵抗率は、特に限定されるものではない。抵抗調整層の体積抵抗率は、良好な画像が得られやすい等の観点から、好ましくは、１×１０^５〜１×１０^１１Ω・ｃｍ、より好ましくは、１×１０^６〜１×１０^９Ω・ｃｍ、さらに好ましくは、１×１０^７〜１×１０^８Ω・ｃｍの範囲内から選択することができる。表層の体積抵抗率は、良好な画像が得られやすい等の観点から、好ましくは、１×１０^６〜１×１０^９Ω・ｃｍ、より好ましくは、１×１０^７〜１×１０^９Ω・ｃｍ、さらに好ましくは、１×１０^７〜１×１０^８Ω・ｃｍの範囲内から選択することができる。

上記体積抵抗率の調整は、各層中に含まれる導電剤の割合を変化させること等により行うことができる。

また、上記体積抵抗率は、後述の実施例に記載するように、各層形成用組成物より作製した各シート状サンプルに電極を形成し、１００Ｖ印加することにより、求めることができる。

本転写ロールのロール硬度は、十分な転写ニップ性を確保し、トナー転写率を向上させるなどの観点から、その上限が、アスカーＣ硬度で、好ましくは、４０°以下、より好ましくは３５°以下、さらに好ましくは、３０°以下であると良い。また、表層の摩耗を抑制し、耐久性の向上を図るなどの観点から、その下限が、アスカーＣ硬度で、好ましくは、２０°以上、より好ましくは、２３°以上、さらに好ましくは、２５°以上であると良い。

２．本製造方法
本製造方法は、上述した本転写ロールを好適に製造可能な方法である。本製造方法は、以下の工程（１）〜（３）を少なくとも有している。

工程（１）は、その内周面に電極層形成用組成物を付着させた、抵抗調整層となるチューブ体を準備する工程である。

具体的には、先ず、抵抗調整層形成用組成物を押し出しする等して、所定厚みのチューブ体を成形する。

その後、スプレーコート法、ディッピング法などの各種コーティング法を用いて、上記成形したチューブ体の内周面に、液状とした電極層形成用組成物を所定厚みで付着させ、これを乾燥させる。

これにより、その内周面に電極層形成用組成物を付着させたチューブ体を準備することができる。

工程（２）は、ロール成形用金型内に、前記準備したチューブ体と、発泡層形成用組成物を外周面に付着させた軸体とを、同軸的に設置する工程である。

具体的には、先ず、中空円柱状の成形空間を有する円筒状金型等のロール成形用金型を準備する。次いで、このロール成形用金型内に、上記準備したチューブ体を同軸的にセットする。次いで、上記ロール成形用金型内にセットしたチューブ内に、発泡層形成用組成物を外周面に付着させた軸体を、同軸的に挿入すれば良い。

なお、上記では、ロール成形金型内に、チューブ体、軸体を順にセットする場合を例示したが、これ以外にも、例えば、ロール成形金型内に、軸体、チューブ体を順にセットしても良いし、ロール成形金型内に、チューブ体と軸体とを同時にセットしても良い。

上記工程を経ることにより、軸体の外周に付着した未発泡の発泡層形成用組成物表面と、チューブ体の内周面に付着させた電極層形成用組成物表面との間に、発泡層の形成空間が形成される。

工程（３）は、発泡層形成用組成物を発泡させ、形成された発泡層と電極層とを一体化させる工程である。

具体的には、発泡層形成用組成物の材料に最適な温度（通常、１２０℃〜２００℃程度の範囲内）、時間にて加熱することにより、発泡層形成用組成物を発泡させ、発泡層を形成する。これにより、発泡層の表面と、上記チューブの内周面に形成された電極層の表面とが一体化される。

その後、これを脱型すれば、軸体の外周に、発泡層、電極層、抵抗調整層がこの順に積層された転写ロールが得られる。

抵抗調整層の外周面にさらに表層を形成する場合には、液状の表層形成用組成物を、ロールコーティング法、ディッピング法、スプレーコート法などの各種コーティング法を用いて塗布した後、必要に応じて乾燥させたり、表層形成用組成物の材料に最適な温度、時間で加熱処理したり、表層形成用組成物の材料に最適な照射強度で紫外線などの活性エネルギー線を照射したりするなどすれば、表層を形成することができる。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

１．実施例および比較例に係る転写ロールの作製
（軸体）
外径８ｍｍ、長さ４００ｍｍの鉄製の中実円柱状の軸体を準備した。なお、この軸体は、実施例および比較例に共通して用いるものである。

（発泡層形成用組成物の調製）
エチレン−プロピレン−ジエンゴム（三井化学（株）製、「ＥＰＴ４０４５」）１００質量部と、表１に示した所定割合のカーボンブラック（電気化学工業（株）製、「デンカブラックＨＳ−１００」）と、酸化亜鉛２種（三井金属工業（株）製）５質量部と、ステアリン酸（花王（株）製、「ルーナックＳ−３０」）１質量部と、プロセスオイル（出光興産（株）製、「ダイアナプロセスＰＷ−３８０」）３０質量部と、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（発泡剤）１５質量部と、硫黄（鶴見化学工業（株）製）１質量部と、ジベンゾチアジルジスルフィド（加硫促進剤）（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＤＭ−Ｐ」）２質量部と、テトラメチルチウラムモノサルファイド（加硫促進剤）（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＴＳ」）１質量部とを、ニーダーで混練することにより、ＥＰＤＭ系の各発泡層形成用組成物を調製した。なお、これら各組成物は、各実施例および各比較例に用いるものである。

（電極層形成用組成物の調製）
エチレン−プロピレン−ジエンゴム（三井化学（株）製、「ＥＰＴ４０４５」）１００質量部と、表１に示した所定割合のカーボンブラック（ケッチェンブラックインターナショナル社製、「ケッチェンブラックＥＣ」）と、酸化亜鉛２種（三井金属工業（株）製）５質量部と、ステアリン酸（花王（株）製、「ルーナックＳ−３０」）０．５質量部と、硫黄（鶴見化学工業（株）製）１質量部と、ジベンゾチアジルジスルフィド（加硫促進剤）（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＤＭ−Ｐ」）２質量部と、テトラメチルチウラムモノサルファイド（加硫促進剤）（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＴＳ」）１質量部とを、ニーダーで混練することにより、ＥＰＤＭ系の各電極層形成用組成物を調製した。なお、これら各組成物は、実施例１〜６、比較例２、３に用いるものである。

また、上記エチレン−プロピレン−ジエンゴムに代えて、ニトリルゴム（日本ゼオン（株）製、「ニポールＤＮ２１２」）を用いた以外は同様にして、ＮＢＲ系の電極層形成用組成物を調製した。なお、この組成物は、実施例７に用いるものである。

また、上記エチレン−プロピレン−ジエンゴムに代えて、ポリアミド樹脂（ナガセケムテックス（株）製、「トレジン」）を用いた以外は同様にして、ＰＡ系の電極層形成用組成物を調製した。なお、この組成物は、比較例４に用いるものである。

（抵抗調整層形成用組成物の調製）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（日本ゼオン（株）製、「ニポールＤＮ２１２」）１００質量部と、第４級アンモニウム（イオン導電剤）１質量部と、シリカ（絶縁性充填剤）（日本シリカ工業（株）製、「ニプシールＥＲ」）３０質量部と、酸化亜鉛２種（三井金属工業（株）製）５質量部と、ステアリン酸（花王（株）製、「ルーナックＳ−３０」）１質量部と、硫黄（鶴見化学工業（株）製）１質量部と、ジベンゾチアジルジスルフィド（加硫促進剤）（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＤＭ−Ｐ」）１質量部と、テトラメチルチウラムモノサルファイド（加硫促進剤）（大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＴＳ」）１質量部とを、ニーダーで混練することにより、抵抗調整層形成用組成物を調製した。なお、この組成物は、実施例および比較例に共通して用いるものである。

（表層形成用組成物の調製）
フッ素変性アクリレート樹脂（大日本インキ化学（株）製、「ディフェンサＴＲ２３０Ｋ」）５０質量部と、フッ素化オレフィン樹脂（アトフィナ・ジャパン（株）製、「カイナー７２０１」）５０質量部と、カーボンブラック（電気化学工業（株）製、「デンカブラックＨＳ−１００」）１００質量部と、ＭＥＫ１００質量部とを、分散、混合、撹拌することにより、表層形成用組成物を調製した。なお、この組成物は、実施例および比較例に共通して用いるものである。

以上準備した、ロール構成材料を用い、以下の手順により、実施例、比較例に係る転写ロールを作製した。

（実施例１〜７、比較例２〜４）
先ず、準備した抵抗調整層形成用組成物を押し出しすることにより、チューブ体（外径２４ｍｍ、厚み０．６ｍｍ）を形成した。次いで、各電極層形成用組成物を有機溶媒（トルエン、但し、比較例４のＰＡの場合のみメタノール）に溶解して各電極層形成用コーティング液を調製した。次いで、各チューブ体の内周面に、上記調製した各電極層形成用コーティング液をスプレー法にて塗布し、乾燥させた。これにより、内周面に表１に示した厚みの各電極層形成用組成物を付着させた各チューブ体を準備した。

次に、上記にて準備した各チューブ体を、円筒状のロール成形用金型内に同軸的にセットした。

次に、外周面に各発泡層形成用組成物を押し出しにより直接付着させた各軸体を、上記各金型内にセットされた各チューブ体内に同軸的にセットした。

次に、これを１６０℃で４０分間加熱することにより、各発泡層形成用組成物を発泡させ、形成された各発泡層と各電極層とを一体化させた。

次いで、これを脱型し、軸体の外周に、表１に示した厚みを有する各発泡層（何れもＥＰＤＭ系）、各電極層（実施例１〜６はＥＰＤＭ系、実施例７はＮＢＲ系）、各抵抗調整層（何れもＮＢＲ系）がこの順に積層された各ロール体を得た。

次いで、得られた各ロール体の外周面に、液状の表層形成用組成物を、ロールコート法を用いて塗布した後、１２０℃で３０分間加熱することにより硬化させ、各表層（厚み０．０５ｍｍ）を形成した。

以上により、軸体の外周に、発泡層、電極層、チューブ体よりなる抵抗調整層、表層がこの順に積層された実施例１〜７に係る転写ロール、比較例２〜４に係る転写ロールを作製した。

なお、上記の通り作製した各ロールサンプル以外にも、軸体の外周に付着された未発泡の発泡層形成用組成物の一部をくり抜いた（直径５〜８ｍｍ、深さ１ｍｍ）ものを用いて同様の工程を経ることにより、チューブ体と発泡層との間に空隙を形成した画像評価用ロールサンプルも併せて作製した。

（比較例１）
実施例１に係る転写ロールの作製において、チューブ体の内周面に電極層形成用組成物を付着させなかった以外は同様にして、比較例１に係る転写ロール、画像評価用ロールサンプル（空隙形成品）を作製した。なお、これらのロールは、軸体の外周に、発泡層、チューブ体よりなる抵抗調整層、表層がこの順に積層されており、電極層を有していない。

２．体積抵抗率の測定
上記調製した各発泡層形成用組成物をスペーサ（３ｍｍ厚）で挟持し、１時間以上放置することにより、３ｍｍ厚のシート状に成形し、次いで、１６０℃で４５分間発泡・加硫させた。これにより、各発泡層の体積抵抗率を測定する各シート状サンプルを作製した。

その後、得られた各シート状サンプルの表裏面に銀ペーストにて１ｃｍ四方の電極を塗布し、乾燥後、厚み（Ｌ：ｍｍ）を測定した。次いで、表裏の電極に１００Ｖ印加したときの抵抗値（Ｒ：Ω）を測定した。そして、体積抵抗率ρｖ（Ω・ｃｍ）＝（Ｒ／Ｌ）×１０より体積抵抗率を算出した。

また、上記調製した各電極層形成用組成物を有機溶剤で溶解して各コーティング液を調製し、この各コーティング液を、表裏に導電膜が形成されたＰＥＴフィルムの片面に厚み１ｍｍで均一に塗布し、乾燥させた。次いで、１６０℃で４５分間熱処理を行い加硫させた。これにより、各電極層の体積抵抗率を測定する各シート状サンプルを作製した。

その後、得られたシート状サンプルの上面に銀ペーストにて１ｃｍ四方の電極を塗布し、乾燥後、厚み（Ｌ：ｍｍ）を測定した。次いで、コーティング面の電極と、ＰＥＴフィルム面の導電膜とに１００Ｖ印加したときの抵抗値（Ｒ：Ω）を測定した。そして、体積抵抗率ρｖ（Ω・ｃｍ）＝（Ｒ／Ｌ）×１０より体積抵抗率を算出した。

また、上記調製した各抵抗調整層形成用組成物をロールにてシート分だしし、３ｍｍ厚のシート状に成形し、次いで、１６０℃で４５分間熱処理を行い加硫させた。これにより、各抵抗調整層の体積抵抗率を測定する各シート状サンプルを作製した。

３．ロール物性の測定およびロール評価
得られた各転写ロールにつき、ロール硬度を測定するとともに、画像、層間密着力の評価を行った。

（ロール硬度）
スプリング式硬さ試験機（ゴム・プラスチック硬度計・アスカーＣ型：高分子計器（株）製）を用い、Ｖブロックにて両端が支持された状態で水平に保持された各転写ロールの軸方向中央部の表面に対して、かかるスプリング式硬さ試験機を５００ｇの荷重（試験機を含む全荷重）で垂直に加圧した後、目盛りを読み取ることにより、各ロール硬度を測定した。そして、得られた硬度が、２５°〜３０°未満のものを「◎」、３０°〜３２°未満のものを「○」、３２°〜３５°未満のものを「△」、３５°以上のものを「×」とした。

（層間密着力）
各転写ロールについて、抵抗調整層と発泡層との間の密着力を次のようにして測定した。すなわち、各転写ロールを幅２５ｍｍで周方向に切断した後、チューブ体よりなる抵抗調整層の縁部を、治具により把持可能な量だけ剥離した。次いで、治具により抵抗調整層を把持し、抵抗調整層を剥離していった。

この際、発泡層の部分で剥離が生じたものを、層間密着力に優れるとして「◎」、抵抗調整層が剥がれてしまうが、抵抗調整層の界面に発泡層ゴムが残ったものを層間密着力がやや弱いとして「△」、抵抗調整層がきれいに剥がれてしまったものを層間密着力に劣るとして「×」と評価した。

（画像評価）
各転写ロールを、二次転写ロールとして市販の電子写真機器の二次転写ユニットに組み込み、ハーフトーン画像（画像密度３０％、Ａ４）を、Ａ４サイズにてプリントアウトした。空隙部起因の黒モヤが発生しなかったものを画像不具合がないとして「◎」、空隙部起因の黒モヤが発生したものを画像不具合が発生したとして「×」と判断した。

表１に、各測定結果、評価結果等をまとめて示す。

表１を相対比較すると以下のことが分かる。すなわち、比較例１に係る転写ロールは、チューブ体よりなる抵抗調整層の内周面に電極層を有していない。そのため、チューブ体と発泡層の間に空隙を形成したサンプルについては、空隙に起因する画像不具合が発生した。

このことから、発泡層と抵抗調整層との間に電極層を有していないと、ロール製造時に生じた発泡層表面のセル荒れやボイド欠陥等による空隙によって、電子の流れが妨げられ、電気抵抗ムラが発生し、画像不具合が発生してしまうことが分かる。

比較例２、３に係る転写ロールは、発泡層と抵抗調整層との間に電極層を有している点で、比較例１に係る転写ロールと相違している。しかしながら、比較例２、３に係る転写ロールは、電極層の体積抵抗率が、発泡層の体積抵抗率よりも大きく、本発明に規定される体積抵抗率の関係を満たしていない。そのため、チューブ体と発泡層の間に空隙を形成したサンプルについては、空隙に起因する画像不具合が発生した。

このことから、発泡層と抵抗調整層との間に電極層を有していても、本発明に規定されるように、電極層の体積抵抗率が、発泡層の体積抵抗率以下でないと、空隙以外にも電極層が電気抵抗となって電子の流れが妨げられ、画像不具合を抑制することができないことが分かる。

比較例４に係る転写ロールは、発泡層と抵抗調整層との間に電極層を有しており、電極層の体積抵抗率と発泡層の体積抵抗率との関係が、本発明に規定される関係を満たしている。しかしながら、比較例４に係る転写ロールは、その電極層がポリアミド樹脂から構成されており、ゴム弾性を有していない。

そのため、ロール硬度が硬い上に、発泡層と抵抗調整層との間の層間密着力に劣ることが分かる。転写ロールは、通常、現像ロールや帯電ロール等と比較して、比較的高い圧力で相手部材に押しつけられるので、層間密着力が十分でないと、高い耐久性が得られない。つまり、比較例４に係る転写ロールは、この点で、ロール性能に劣っていると言える。

一方、これらの比較例に係る転写ロールに対し、実施例１〜７に係る転写ロールは、チューブ体と発泡層の間に空隙を形成したサンプルも含めて、何れも空隙に起因する画像不具合は発生しなかった。

このことから、発泡層と抵抗調整層との間に、発泡層表面のセル荒れやボイド欠陥等による空隙が生じている場合でも、電極層の存在によって電子が流れやすくなり、空隙による電気抵抗ムラが緩和され、電気抵抗ムラに起因する画像不具合を抑制することが可能なことが分かる。

また、電極層を導入しても、転写ロールとして適した硬度を維持することができ、また、層間密着力にも優れるので高い耐久性を発揮することが可能なことが分かる。

以上、本発明の実施形態、実施例について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能なものである。

本実施形態に係る転写ロールの一例を模式的に示した周方向断面図である。本実施形態に係る転写ロールの他の例を模式的に示した周方向断面図である。

符号の説明

１０転写ロール
１２軸体
１４発泡層
１６電極層
１８抵抗調整層
２０表層

Claims

軸体と、
前記軸体の外周に形成された発泡層と、
前記発泡層の外周に形成された電極層と、
前記電極層の外周に形成された、チューブ体よりなる抵抗調整層とを少なくとも備え、
前記発泡層、前記電極層および前記抵抗調整層は、何れもゴム弾性を有しており、
前記電極層の体積抵抗率は、前記発泡層の体積抵抗率以下であることを特徴とする電子写真機器用転写ロール。
前記電極層を主に構成するポリマは、前記発泡層を主に構成するポリマ、および／または、前記抵抗調整層を主に構成するポリマと同系のポリマであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用転写ロール。
前記発泡層を主に構成するポリマは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ヒドリンゴム、および、ウレタンゴムから選択される１種または２種以上であり、
前記電極層を主に構成するポリマは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ヒドリンゴム、および、ニトリルゴムから選択される１種または２種以上であり、
前記抵抗調整層を主に構成するポリマは、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ヒドリンゴム、および、ニトリルゴムから選択される１種または２種以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真機器用転写ロール。
前記電極層の体積抵抗率は、１×１０^３〜１×１０^６Ω・ｃｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の電子写真機器用転写ロール。
前記電極層の厚みは、５〜１００μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の電子写真機器用転写ロール。
前記抵抗調整層の外周には、表層が形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の電子写真機器用転写ロール。
その内周面に電極層形成用組成物を付着させた、抵抗調整層となるチューブ体を準備する工程と、
ロール成形用金型内に、前記準備したチューブ体と、発泡層形成用組成物を外周面に付着させた軸体とを、同軸的に設置する工程と、
前記発泡層形成用組成物を発泡させ、形成された発泡層と電極層とを一体化させる工程とを有することを特徴とする電子写真機器用転写ロールの製造方法。