JP2010266844A - 帯電ロール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間の使用においても画像不具合が発生せず、また、電子写真機器内に組み付けた状態で湿熱環境下に放置し、その後に電子写真機器を稼働せしめても、表層剥がれが発生しない帯電ロールを提供すること。
【解決手段】軸体の外周面上に導電性ゴム発泡体層が設けられ、更にその外側に表層が設けられてなる帯電ロールにして、前記導電性ゴム発泡体層が、開口率が０．５〜２０％であるスキン層を表層部に有するものであり、前記表層を、ガラス転移温度が０〜４５℃である合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物にて形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、電子写真感光体や静電記録誘電体等からなる像担持体を帯電せしめるために用いられる帯電ロールに関するものである。

電子写真方式を利用した複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置（以下、電子写真機器という）においては、感光体（ドラム）等の像担持体を、帯電ロールの外周面に接触せしめて、それら像担持体と帯電ロールとを相互に回転させるようにすることによって、かかる像担持体の表面を帯電させる、所謂ロール帯電方式が広く採用されている。

そのようなロール帯電方式において用いられる帯電ロールとしては、従来より様々な構造を呈するものが提案され、使用されているのであり、例えば、導電体たる軸体（芯金）の周りに、ベース層として、低硬度の導電性ゴム発泡体からなる導電性ゴム発泡体層が設けられ、更にその外側に表層（保護層）が設けられてなる構造のものが、採用されている（特許文献１参照）。

ところで、上述の如き構造を呈する帯電ロールにおいて、その表層を形成するための材料（表層形成材料）として、硬い合成樹脂材料（ガラス転移温度が高い合成樹脂材料）を主成分とする合成樹脂組成物を用いると、得られる帯電ロールのロール硬度が高くなり、以下のような問題を発生する恐れがあることが知られている。即ち、ロール硬度が高い帯電ロールにあっては 感光ドラム等の像担持体の表面に残存するトナーに対する押し当て力が大きくなることから、このような帯電ロールを長期間使用すると、帯電ロール表面にトナーが付着（固着）して、帯電ロール表面の周方向にスジ状の汚れが発生する。そして、かかるロール表面の汚れに起因して、最終的に得られる画像に不具合が発生するという問題である。

そのような問題を解決する方策として、軟らかい合成樹脂材料（ガラス転移温度が低い合成樹脂材料）を主成分とする合成樹脂組成物を、表層形成材料として用いることが考えられる。

しかしながら、軟らかい合成樹脂材料（ガラス転移温度が低い合成樹脂材料）を主成分とする合成樹脂組成物を用いて表層が形成された帯電ロールにあっては、これを電子写真機器内において感光ドラム等の像担持体に接触させた状態で、湿熱環境下に長期間、放置せしめると、帯電ロール表面の表層が感光ドラム等の表面に固着し、機器を使用する際に帯電ロールの表層が剥離する恐れがあるという問題があった。

なお、近年、電子写真機器への帯電ロール等の取り付け及び取り外しを容易に行ない得るとの観点から、所定の筐体内に、帯電ロールを像担持体の外周面に接触せしめた状態で組み付けてなる構造のカートリッジが、プロセスカートリッジやドラムカートリッジ等と称されて、広く採用されている。また、帯電ロール等に加えてトナー収容部や現像ロール等をも備えたカートリッジは、トナーカートリッジ等と称されて、使用されている。それら帯電ロールを内蔵するカートリッジにあっても、上述した問題を有していた。

そのような表層剥がれは、１）帯電ロールにおける導電性ゴム発泡体層と表層との間の密着性が低いこと、２）導電性ゴム発泡体層と表層との接触面積が小さいために、電子写真機器の稼働時における導電性ゴム発泡体層−表層間の摩擦が小さいこと、等に起因して発生するものであると、本願発明者等は考えている。

特許第３２７７６１９号公報

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、長期間の使用においても画像不具合が発生せず、また、電子写真機器内に組み付けた状態で湿熱環境下に放置し、その後に電子写真機器を稼働せしめても、表層剥がれが発生しない帯電ロールを提供することにある。また、そのような帯電ロールを有利に製造することが出来る方法を提供することも、本発明の課題とするところである。

そして、本発明は、そのような課題を有利に解決するために、軸体の外周面上に導電性ゴム発泡体層が設けられ、更にその外側に表層が設けられてなる帯電ロールにして、前記導電性ゴム発泡体層が、開口率が０．５〜２０％であるスキン層を表層部に有するものであり、前記表層が、ガラス転移温度が０〜４５℃である合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物にて形成されていることを特徴とする帯電ロールを、その要旨とするものである。

なお、かかる本発明に従う帯電ロールにおける好ましい態様の一つにおいては、前記導電性ゴム発泡体層が、未加硫未発泡発泡性ゴム層を加圧下で加熱せしめて得られる半加硫未発泡発泡性ゴム層を、更に常圧下で加熱せしめて形成されている。

また、本発明の帯電ロールにおける好ましい態様の他の一つにおいては、前記合成樹脂組成物が液状である。

一方、本発明は、上述の如き態様の帯電ロールを有利に製造し得る製造方法、即ち、軸体の外周面上に導電性ゴム発泡体層が一体的に設けられ、更にその外側に表層が設けられてなる帯電ロールの製造方法にして、１）前記導電性ゴム発泡体層を与える未加硫未発泡発泡性ゴム層を準備する工程と、２）該未加硫未発泡発泡性ゴム層を、加圧下で加熱することにより、表層部にスキン層を有する半加硫未発泡発泡性ゴム層とする工程と、３）該半加硫未発泡発泡性ゴム層を、常圧下で加熱することにより、前記スキン層を開口せしめて、開口率が０．５〜２０％であるスキン層を表層部に有する導電性ゴム発泡体層とする工程と、４）該導電性ゴム発泡体層の外側に、ガラス転移温度が０〜４５℃である合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物を用いて、表層を形成せしめる工程と、を有することを特徴とする帯電ロールの製造方法をも、その要旨とするものである。

このように、本発明に従う帯電ロールにあっては、最外層である表層が、ガラス転移温度が０〜４５℃である合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物にて形成されており、硬度が比較的低いものであるところから、例えば、長期間の使用によって感光ドラム等の像担持体の表面にトナーが残存している場合でも、かかるトナーに与える負荷は効果的に低減せしめられる。これにより、帯電ロール表面におけるトナー付着による汚れの発生が有利に抑制され得るのであり、以て、画像不具合の発生が効果的に抑制され得るのである。

また、本発明の帯電ロールにおいては、上述の如き表層が、開口率が０．５〜２０％であるスキン層を表層部に有する導電性ゴム発泡体層の外側に設けられており、それら表層と導電性ゴム発泡体層との間の接触面積は十分に確保されている。従って、本発明の帯電ロールを、電子写真機器内（カートリッジ内）に組み付けた状態で湿熱環境下で放置し、その後に電子写真機器を稼働せしめた場合でも、かかる帯電ロールにおける表層の剥離は有利に防止され得るのである。

そして、本発明の帯電ロールの製造方法に従えば、上述の如き優れた特性を発揮し得る帯電ロールを有利に製造することが可能である。

本発明に従う帯電ロールの一例を示す軸直角断面説明図である。

以下、図面を適宜、参酌しながら、本発明を具体的に説明する。

図１には、本発明に従う帯電ロールの代表的な一実施形態が、軸心に直角な方向の断面において、概略的に示されている。かかる図１において、帯電ロール１０は、金属製の導電性軸体（芯金）１２の外周面上に、ロール径方向の内側から外側に向かって、順に、ベース層である導電性ゴム発泡体層１４と、最外層である表層（保護層）１６が、各々、所定の厚さで一体的に積層形成されている。

なお、導電性軸体１２としては、導電性を有する金属からなるものであれば特に限定されるものではなく、鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）や快削鋼（ＳＵＭ）等からなるものを、例示することが出来る。また、かかる導電性軸体１２には、メッキ処理等が施されていてもよく、更に必要に応じて、接着剤やプライマー等が外周面に塗布されていてもよい。加えて、導電性軸体１２の形状も、図１に示される如きロッド状の中実体以外にも、パイプ状の中空円筒体であっても、何等差し支えない。

そして、本発明に従う帯電ロール１０は、導電性軸体１２の外周面上に一体的に形成された導電性ゴム発泡体層１４が、開口率が０．５〜２０％であるスキン層１８を表層部に有するものであるところに、第一の特徴が存するのである。このように、開口率が所定の範囲内にあるスキン層（１８）を表層部に有する導電性ゴム発泡体層（１４）を採用することにより、本発明に係る帯電ロール（１０）にあっては、導電性ゴム発泡体層（１４）と表層（１６）との間の接触面積が十分に確保され得ることとなり、以て、本発明の帯電ロール（１０）を、電子写真機器内（カートリッジ内）に組み付けた状態で湿熱環境下に放置した後、電子写真機器を稼働せしめた場合でも、表層（１６）の剥離は有利に抑制され得るのである。

ここで、本明細書及び特許請求の範囲における開口率（％）とは、以下のようにして算出されるものを意味する。即ち、表層が形成せしめられる前の導電性ゴム発泡体層について、その軸方向中央部及び両端部の３箇所において、各箇所において３回ずつ、即ち合計９回、レーザ顕微鏡等の光学顕微鏡を用いて開口面積を測定する。測定された開口面積を光学顕微鏡の観察面積で除し、１回の測定における開口率（％）を算出する。そして、９回の測定により得られた開口率（％）の平均値を算出して、この平均値を、本明細書及び特許請求の範囲における開口率（％）とした。但し、開口部の最大径は２５０μｍ以下を前提とする。

帯電ロールにおいて、導電性ゴム発泡体層（１４）におけるスキン層（１８）の開口率が小さ過ぎると、導電性ゴム発泡体層（１４）と表層（１６）との接触面積を十分に確保することが出来ず、本発明の目的を効果的に達成し得ない恐れがあり、一方、スキン層（１８）の開口率が大き過ぎると、表層（１６）を形成せしめることが困難となったり、表層（１６）の厚さが不均一となって最終的に得られる画像にムラが発生する恐れがある。従って、本発明に係る帯電ロール（１０）において、導電性ゴム発泡体層（１４）におけるスキン層（１８）の開口率は０．５〜２０％とされる。

本発明において、所定の開口率にて開口したスキン層（１８）を有する導電性ゴム発泡体層（１４）を形成せしめるに際しては、各種ゴム材料を主成分とする発泡性導電性ゴム組成物が用いられる。本発明において用いられ得るゴム材料としては、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ等）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）や天然ゴム（ＮＲ）等を例示することが出来、これらはそれぞれ単独で用いられ得ることは勿論のこと、二種以上を併用することも可能である。本発明においては、特に、イオン導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴムやニトリルゴムが、最終的に得られる帯電ロールの電気抵抗分布を有利に均一化させ得る観点から、好適に用いられる。

また、そのようなゴム材料に対しては、従来と同様に、発泡剤や導電剤、更には必要に応じて、充填剤、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、顔料、シリコーンオイルや界面活性剤等の各種添加剤が、本発明の目的を阻害しない範囲内において、それぞれの添加目的に応じて適宜、配合される。それらの中でも、特に、発泡剤、加硫剤及び加硫促進剤は、加圧下での加熱によるスキン層（１８）の形成、及び常圧下での加熱によるスキン層（１８）の開口に大きく影響を与えることから、その種類及び配合量の選択は重要である。

例えば、発泡剤としては、従来より公知の無機系発泡剤や有機系発泡剤を配合することが可能である。熱分解により容易に発泡可能であり、また分解物がマトリックスたるゴム材料との相溶性に優れる等の観点から、本発明においては、有機系発泡剤が有利に用いられる。かかる有機系発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド［ＯＢＳＨ］、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等を、例示することが出来る。

また、導電剤としては、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、更には各種イオン導電剤、例えば、テトラメチルアンモニウムパークロレート、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩等を、例示することが出来る。

そして、上述の如き発泡性導電性ゴム組成物を用いて形成された導電性ゴム発泡体層（１４）の外側に、表層（１６）が形成せしめられることとなるが、本発明に係る帯電ロール（１０）においては、表層（１６）が、ガラス転移温度が０〜４５℃である合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物を用いて形成されているところに、第二の特徴が存するのである。

即ち、ガラス転移温度が所定範囲内にある合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物を用いて、帯電ロール（１０）における表層（１６）を形成せしめると、得られる表層（１６）の硬度が十分に低く抑えられる。従って、そのような表層を有する本発明の帯電ロール（１０）を電子写真機器内において長期間、使用した場合にあっても、感光ドラム等の像担持体の表面に残存するトナーに与える負荷が有利に低減せしめられ、帯電ロール（１０）表面におけるトナー付着による汚れの発生が効果的に抑制されるところから、画像不具合の発生も効果的に抑制されるのである。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、ガラス転移温度（℃）とは、ＪＩＳ−Ｃ−６４８１：1996にて定められているＤＳＣ法に準拠して測定されたものを意味する。

ここで、本発明においては、従来より表層（保護層）を形成せしめる際に用いられる合成樹脂材料であって、ガラス転移温度が０〜４５℃の範囲内にあるものであれば、如何なるものであっても用いることが可能である。合成樹脂材料としては、アクリル樹脂、アクリルスチレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂、アルキッド樹脂、フッ素変性アクリレート樹脂等を例示することが可能であり、これら公知の合成樹脂材料の中から、ガラス転移温度が０〜４５℃の範囲内にあるものが一種又は二種以上、適宜に選択されて、使用される。

なお、そのような合成樹脂材料に、前述せる如き導電剤が配合されることによって、表層（１６）は、その体積抵抗率が、一般に、１×１０⁵ 〜１×１０¹³Ω・ｃｍ程度となるように調製される。かかる調製に際しては、合成樹脂材料及び導電剤、更には後述する各種添加剤を、所定の溶媒に添加し、混合して、液状の合成樹脂組成物とすることが好ましい。表層（１６）形成用材料たる合成樹脂組成物を液状とすることによって、かかる合成樹脂組成物が、導電性ゴム発泡体層（１４）の開口部に効果的に入り込み（含浸し）、最終的に得られる表層（１６）と導電性ゴム発泡体層（１４）との密着性がより有利に確保され得るからである。合成樹脂組成物を調製する際に用いられる溶媒としては、水、メタノール等を例示することが出来る。

また、表層（１６）を形成する際に用いられる合成樹脂組成物には、公知の架橋剤、ウレタン樹脂粒子等の粗さ形成剤、充填剤等の各種添加剤が、従来と同様な配合割合にて、それぞれ配合される。このような合成樹脂組成物によって表層（１６）が形成されることによって、導電性ゴム発泡体層（１４）が保護されると共に、帯電ロール（１０）の耐摩耗性等が高度に確保され得るのである。

ところで、図１に示す如き構造を呈する、本発明に従う帯電ロール１０は、例えば、以下の如き手法に従って製造することが可能である。

先ず、上述の如き発泡性導電性ゴム組成物を用いて、最終的に導電性ゴム発泡体層１４を与える未加硫未発泡発泡性ゴム層を準備する。具体的には、発泡性導電性ゴム組成物をチューブ状に成形する。

発泡性導電性ゴム組成物をチューブ状に成形する際には、押出成形や型成形等を始めとする従来より公知の成形方法の何れをも採用することが出来るが、生産性等の観点から、有利には押出成形が採用される。押出成形の際には、一般的な押出成形機を用いることが可能であり、また、軸体１２又は他の芯材の外周面上に直接、未加硫未発泡発泡性ゴム層を成形することも可能である。

そのようにして作成された未加硫未発泡発泡性ゴム層を、先ず、加圧下で加熱して、表層部にスキン層１８を有する半加硫未発泡発泡性ゴム層とする。加圧下で加熱することにより、未加硫未発泡発泡性ゴム層の内部においては発泡が抑制される一方、その外周面付近においては加硫が進行するのである。本発明に係る帯電ロールを製造するに際して、このようなスキン層１８を先に設けることは非常に意義がある。即ち、未加硫未発泡発泡性ゴム層について、先ずスキン層１８を形成せしめ、その後に加硫及び発泡せしめることにより、最終的に得られる導電性ゴム発泡体層１４の表面における開口率を所望の範囲内とすることが容易ならしめられるのである。なお、従来より広く採用されている、円筒状金型の成形キャビティ内に軸体及び未加硫未発泡発泡性ゴム層を同軸的に配置し、その状態にて金型を加熱して、未加硫未発泡発泡性ゴム層の発泡及び加硫を同時に行なう手法においては、発泡を制御することが困難であるため、最終的に得られる導電性ゴム発泡体層（１４）表面の開口率を所望の範囲内（０．５〜２０％）とすることは非常に困難である。

ここで、未加硫未発泡発泡性ゴム層は、軸体１２又は他の芯材が挿入された状態で、加圧下、加熱せしめることが好ましい。けだし、未加硫未発泡発泡性ゴム層において、軸体１２等の近傍にある部位（軸直角方向内側の部位）に対しては熱が伝わり難くなることから、その表層部（軸直角方向外側の部位）においてのみスキン層が有利に形成せしめられ得るからである。

また、かかる加圧下で加熱する際の種々の条件、例えば、加圧条件、加熱温度や加熱時間等は、未加硫未発泡発泡性ゴム層の加硫が完全に終了しないような（未加硫未発泡発泡性ゴム層が半加硫状態となるような）条件であって、得られるスキン層が、後述する常圧下の加熱によって所定の開口率（０．５〜２０％）にて開口するような条件が、発泡性導電性ゴム組成物に含まれる加硫剤及び加硫促進剤の種類や配合量等を勘案して、適宜に決定される。一般に、加圧条件としては０．５〜３０ＭＰａ程度、好ましくは１ＭＰａが採用される。圧力が０．５ＭＰａ未満では、発泡剤の発泡を効果的に抑制することが出来ない恐れがあり、その一方、圧力が３０ＭＰａを超えると、内部の発泡状態を制御し難くなる恐れがあるからである。また、加熱温度としては１２０〜２５０℃程度、好ましくは１４０〜１７０℃程度、加熱時間としては５〜３０００秒程度、好ましくは９００秒（１５分）程度の条件が、採用される。更に、加圧下で加熱する際には、加圧オーブン等が用いられる。そのような条件によって、通常、１０〜１００μｍ程度の厚さを有するスキン層１８が、半加硫未発泡発泡性ゴム層の表層部に形成されることとなる。

次いで、表層部にスキン層が形成された半加硫未発泡発泡性ゴム層に対して、常圧下で加熱処理が施されることにより、開口率が０．５〜２０％であるスキン層を表層部に有する導電性ゴム発泡体層１４が形成されるのである。即ち、常圧下の加熱によって、半加硫未発泡発泡性ゴム層の内部において発泡及び加硫が進行して、スキン層１８が効果的に開口せしめられるのである。なお、常圧下で加熱する際の種々の条件（加熱温度、加熱時間等）についても、加圧下での加熱と同様に、適宜に決定される。一般に、加熱温度としては１５０℃程度、加熱時間としては３０分程度の条件が採用される。

そして、上述の如くして得られた、開口率が所定範囲内にあるスキン層１８を有する導電性ゴム発泡体層１４の表面に、前述した合成樹脂組成物を用いて、表層１６が形成せしめられるのである。具体的には、合成樹脂組成物として液状に調製されたものを用いる場合には、ロールコート法等の従来より公知の各種手法に従って、液状の合成樹脂組成物が、導電性ゴム発泡体層１４の表面に塗布される。その後、かかる塗布膜を乾燥（及び必要に応じて加熱）せしめることにより、表層１６が得られることとなる。なお、表層１６は、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは１〜２０μｍの厚さとなるように、形成される。

このような方法に従って製造された本発明の帯電ロール１０にあっては、導電性ゴム発泡体層１４が、所定の開口率にて開口したスキン層１８を表層部に有し、また、かかる導電性ゴム発泡体層１４の外側に設けられた表層１６が、所定の合成樹脂を主成分とする合成樹脂組成物にて形成されている。従って、長期間の使用によっても画像不具合が発生し難く、また、電子写真機器内（カートリッジ内）に組み付けた状態にて湿熱環境下に放置し、その後に電子写真機器を稼働せしめても、表層剥がれが発生し難い帯電ロールとなるのである。

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には、上述の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。

先ず、下記表１に示す配合割合に従って、導電性ゴム発泡体層形成材料としての発泡性導電性ゴム組成物を５種類、調製した（Ａ〜Ｅ）。なお、各組成物の調製に際しては、以下のゴム材料等を用いた。
・エピクロルヒドリンゴム：エピクロマーCG102 （商品名）、ダイソー株式会社製
・第四級アンモニウム塩：テトラメチルアンモニウムパークロレート
・酸化亜鉛：酸化亜鉛 2種（商品名）、堺化学工業株式会社製
・アゾジカルボンアミド：セルマルクRUB （商品名）、三協化成株式会社製
・硫黄：粉末硫黄、鶴見化学工業株式会社製
・加硫促進剤Ａ：ノクセラーDM（商品名）、大内新興化学工業株式会社製
・加硫促進剤Ｂ：ノクセラーTS（商品名）、大内新興化学工業株式会社製
・加硫促進剤Ｃ：ノクセラーCZ（商品名）、大内新興化学工業株式会社製

また、下記表２に示す各成分を、溶媒としての水：３００重量部に配合し、分散せしめることにより、表層形成材料としての合成樹脂組成物を７種類、調製した（ａ〜ｇ）。なお、各組成物の調製に際しては、以下の合成樹脂材料等を用いた。
・アクリル樹脂１：VONCOAT CP-6190 （商品名）、ＤＩＣ株式会社製
・アクリル樹脂２：VONCOAT SA-6360 （商品名）、ＤＩＣ株式会社製
・アクリル樹脂３：VONCOAT 550EF （商品名）、ＤＩＣ株式会社製
・アクリル樹脂４：BURNOCK WE-304（商品名）、ＤＩＣ株式会社製
・アクリル樹脂５：VONCOAT VF-1040 （商品名）、ＤＩＣ株式会社製
・ウレタン樹脂：タケラック W-6061 （商品名）、三井化学ポリウレタン株式会社製
・アクリルスチレン樹脂：VONCOAT CG-8400 （商品名）、ＤＩＣ株式会社製
・カーボンブラック：ケッチェンブラックEC300J（商品名）、
ケッチェン・ブラック・インターナショナル株式会社製

上述のようにして調製された発泡性導電性ゴム組成物（導電性ゴム発泡体層形成材料）及び合成樹脂組成物（表層形成材料）を用いて、以下の手法に従って帯電ロールを作成した。

シリンダ径：４０φの押出成形部とクロスタイプのヘッドを有した押出成形装置を用いて、発泡性導電性ゴム組成物を、芯材（φ４、SUS304製）と共に同時押出しし、芯材の外周面上に未加硫未発泡発泡性ゴム層が形成されてなる複合体を得た。

得られた複合体を、加圧オーブン内に載置し、オーブン内を１ＭＰａまで加圧した後、下記表３又は表４に示す各温度まで加熱して１５分間、加熱処理を行なった。なお、かかる加熱処理後の複合体表面（半加硫未発泡発泡性ゴム層の表面）を目視で観察したところ、発泡セルは見当たらず、スキン層が形成されていることが認められた。

その後、オーブン内の圧力を常圧まで減圧し、複合体から芯材を除去した。得られたゴムチューブ（半加硫未発泡発泡性ゴム層）に対して、オーブン内にて、常圧下、１５０℃で３０分間、加熱処理を施した。

そのようにして得られた発泡ゴムチューブ（導電性ゴム発泡体層）に、軸体を挿入し、ベースロールとした。そして、ベースロールの表面に、合成樹脂組成物（表層形成材料）をロールコート法に従って塗布し、乾燥させて表層（厚さ：１０μｍ）を形成せしめることにより、帯電ロールを得た。

以上のような手順に従い、合計１８種類の帯電ロール（実施例１〜１３、比較例１〜５）を作製した。

なお、下記表３及び表４に、１）各帯電ロールを作製する際に用いた発泡性導電性ゴム組成物（導電性ゴム発泡体層形成材料）及び合成樹脂組成物（表層形成材料）、２）導電性ゴム発泡体層を形成せしめる際の加圧下及び常圧下での加熱温度、３）導電性ゴム発泡体層の開口率（％）、及び、４）用いた合成樹脂組成物（表層形成材料）中の合成樹脂のガラス転移温度（℃）を、それぞれ示す。ここで、導電性ゴム発泡体層の開口率は、レーザ顕微鏡（商品名：VIOLET LASER COLOR 3D PROFILE MICROSCOPE VK-3500、株式会社キーエンス製）を用いて、表層形成前の帯電ロール（ベースロール）の表面を観察し、上述した定義に従って算出されたものである。

得られた１８種類の帯電ロール（実施例１〜１３、比較例１〜５）について、以下の評価を行なった。

−感光ドラムとの固着性−
作製した帯電ロールを、実機（商品名：Laser Jet 3800dn、ヒューレット・パッカード社製）のトナーカートリッジに組み込み、かかるトナーカートリッジを、３２．５℃×８５％Ｒｈの環境下に３０日間、放置した。その後、トナーカートリッジを分解し、ロールを取り外す際に、帯電ロールの表層が剥がれるか否かを確認した。帯電ロールの表層における感光ドラムと接触していた箇所において、ロールを取り外す際に表層が剥がれない場合は固着が認められないとして「○」と評価し、表層が剥がれる場合は固着が認められるとして「×」と評価した。各帯電ロールについての評価結果を、「感光ドラムとの固着」として下記表３及び表４に示す。

−斑点画像の評価−
帯電ロールを実機（商品名：Laser Jet 3800dn、ヒューレット・パッカード社製）のトナーカートリッジに組み込み、２３℃×５３％ＲＨの環境下で、２５％ハーフトーン画像を出力した。得られた画像について、以下の基準に従って評価した。各帯電ロールについての評価結果を、「斑点画像」として下記表３及び表４に示す。
○：画像中に、帯電ロールピッチで斑点画像が認められない。
△：画像中に帯電ロールピッチで斑点画像が認められるものの、許容範囲内である。
×：画像中に、帯電ロールピッチで顕著な斑点画像が認められる。

−耐久試験後の画像評価−
帯電ロールを実機（商品名：Laser Jet 3800dn、ヒューレット・パッカード社製）のトナーカートリッジに組み込み、かかる実機にて、３２．５℃×８５％Ｒｈの環境下、５％濃度で６０００枚の耐久試験を行なった。耐久試験の後、灰色２５％画像を出力し、かかる画像において、ロール周方向のスジの有無を目視で観察した。ロール周方向のスジが認められない場合には「○」と評価し、スジが認められる場合には「×」と評価した。各帯電ロールについての評価結果を、「耐久後の画像ムラ」として下記表３及び表４に示す。

かかる表３及び表４の結果からも明らかなように、本発明に従う帯電ロールにあっては、長期間の使用においても画像ムラ等の画像不具合が発生せず、また、電子写真機器内に組み付けた状態で湿熱環境下に長期間放置した場合にも、表層と感光ドラム等の像担持体との固着が効果的に抑制され、その後の電子写真機器の稼働の際にも表層剥がれが発生しないものであることが、認められたのである。

１０ 帯電ロール １２ 軸体
１４ 導電性ゴム発泡体層 １６ 表層
１８ スキン層

Claims (4)

1. 軸体の外周面上に導電性ゴム発泡体層が設けられ、更にその外側に表層が設けられてなる帯電ロールにして、
   前記導電性ゴム発泡体層が、開口率が０．５〜２０％であるスキン層を表層部に有するものであり、前記表層が、ガラス転移温度が０〜４５℃である合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物にて形成されていることを特徴とする帯電ロール。
2. 前記導電性ゴム発泡体層が、未加硫未発泡発泡性ゴム層を加圧下で加熱せしめて得られる半加硫未発泡発泡性ゴム層を、更に常圧下で加熱せしめて形成されている請求項１に記載の帯電ロール。
3. 前記合成樹脂組成物が液状である請求項１又は請求項２に記載の帯電ロール。
4. 軸体の外周面上に導電性ゴム発泡体層が一体的に設けられ、更にその外側に表層が設けられてなる帯電ロールの製造方法にして、
   前記導電性ゴム発泡体層を与える未加硫未発泡発泡性ゴム層を準備する工程と、
   該未加硫未発泡発泡性ゴム層を、加圧下で加熱することにより、表層部にスキン層を有する半加硫未発泡発泡性ゴム層とする工程と、
   該半加硫未発泡発泡性ゴム層を、常圧下で加熱することにより、前記スキン層を開口せしめて、開口率が０．５〜２０％であるスキン層を表層部に有する導電性ゴム発泡体層とする工程と、
   該導電性ゴム発泡体層の外側に、ガラス転移温度が０〜４５℃である合成樹脂材料を主成分とする合成樹脂組成物を用いて、表層を形成せしめる工程と、
   を有することを特徴とする帯電ロールの製造方法。
   

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