JP2016142367A - ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】例えば球形化されたトナーや低融点のトナー等と組み合わせて現像ローラとして使用しても様々な画像不良を生じないローラ１を提供する。【解決手段】ローラ１は、架橋性のゴム分を含むゴム組成物の架橋物によって筒状に形成するとともに、その熱伝導率を０．４〜２．０Ｗ／ｍ・Ｋ、タイプＡデュロメータ硬さを５０〜７０に調製した。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子写真法を利用した画像形成装置において現像ローラ等として好適に使用されるローラに関するものである。

例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機などの電子写真法を利用した画像形成装置においては、帯電させた感光体の表面を露光して当該表面に形成される静電潜像をトナーによってトナー像に現像するために現像ローラが用いられる。
現像ローラを用いて静電潜像をトナー増に現像するには、まず上記現像ローラを、トナーを収容した現像器内で、量規制ブレード（帯電ブレード）を接触させた状態で回転させる。

そうすると当該現像器内のトナーが摩擦帯電されて現像ローラの外周面に付着されるとともに量規制ブレードによって付着量が規制されることで、上記現像ローラの外周面に厚みがほぼ一定のトナー層が形成される。
この状態で現像ローラをさらに回転させて、上記トナー層を感光体の表面近傍に搬送すると、当該トナー層を形成するトナーが感光体の表面に形成された静電潜像に応じてトナー層から感光体の表面に選択的に移動して静電潜像がトナー像に現像される。

近年、かかる画像形成装置のより一層の高画質化を図るためトナーの微細化、均一化、および球形化（真球化）等が進行しつつある。
しかし、上記のうち特に球形化されたトナーを使用した場合には、現像ローラの表面にトナー層を形成する際に当該現像ローラと量規制ブレードとの間の摩擦力が低下して摩擦帯電の効率が低下し、帯電不良を生じて形成画像の画像濃度が低下したり、形成画像の余白部分にカブリを生じたりするおそれがある。

これを防止するため、例えば特許文献１に記載のように量規制ブレードの接触圧を高めることが考えられる。ところがその場合には摩擦熱が大きくなって現像ローラの表面や量規制ブレードの先端などにトナーが固着（融着）しやすくなり、かかる固着を生じると形成画像に白い縦スジ状の濃度ムラが発生するおそれがある。
特に近年、画像形成装置の消費電力を低減するべくトナーの定着温度が低めに設定される傾向にあり、低温でも良好な定着が可能な低融点のトナーが普及しつつあるが、かかる低融点のトナーを使用すると、上記トナーの固着とそれに伴う濃度ムラの不良を生じやすくなる。

また特許文献２では、両規制ブレードに固着しやすい微粉化されたトナーを捕捉して回収する補足トナー回収部を設けることにより、上記微粉砕トナーの固着を抑制することが提案されている。
しかしこの対策は微粉化される前のトナーには効果がなく、かかるトナーが上記のように球形化されたトナーや低融点のトナーである場合には固着を防止できない。

さらに特許文献３では、現像ローラの熱伝導率を０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上としてその放熱性を高めることにより、画像形成装置の駆動時の表面温度の上昇を抑制してトナーの固着を防止することが検討されている。

特開２００８−１４５８８５号公報 特開２００９−１５０９４９号公報 特開２００２−１８９３４１号公報

しかし特許文献３で実際に効果を検証している現像ローラの熱伝導率の上限は実施例３の０．２７Ｗ／ｍ・Ｋであり、この程度では熱伝導率が未だ不十分であって、特に前述した低融点のトナー等と組み合わせた際に固着による濃度ムラの発生を防止できないという問題がある。
また特許文献３の実施例の現像ローラのゴム硬さはアスカーＣ硬さで表して６５以下、タイプＡデュロメータ硬さに換算しておよそ４０以下であって軟らかすぎるため、特に前述した球形化されたトナー等と組み合わせた際に帯電不良を生じて形成画像の画像濃度が低下したり、形成画像の余白部分にカブリを生じたりしやすいという問題もある。

本発明の目的は、例えば球形化されたトナーや低融点のトナー等と組み合わせて現像ローラとして使用しても様々な画像不良を生じないローラを提供することにある。

本発明は、架橋性のゴム分を含むゴム組成物の架橋物によって筒状に形成され、熱伝導率が０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、かつタイプＡデュロメータ硬さが５０以上、７０以下であるローラである。

本発明によれば、例えば球形化されたトナーや低融点のトナー等と組み合わせて現像ローラとして使用しても様々な画像不良を生じないローラを提供できる。

本発明のローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。

本発明は、架橋性のゴム分を含むゴム組成物の架橋物によって筒状に形成され、熱伝導率が０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、かつタイプＡデュロメータ硬さが５０以上、７０以下であるローラである。
本発明においてローラの熱伝導率、およびタイプＡデュロメータ硬さが上記の範囲に限定されるのは下記の理由による。

すなわち熱伝導率が０．４Ｗ／ｍ・Ｋ未満では、特許文献２等に記載の従来のローラと同様に熱伝導率が十分でないため、例えば現像ローラとして特に低融点のトナー等と組み合わせて使用した際にトナーの固着に伴う白い縦スジ状の濃度ムラを生じやすくなる。
またタイプＡデュロメータ硬さが７０を超える場合にはローラが硬くなりすぎて、例えば摩擦帯電時にトナー表面を覆うコート剤等の脱落を生じやすくなる。そしてコート剤等の脱落を生じるとトナーを形成する結着樹脂が表面に露出して現像ローラの表面や量規制ブレードの先端などにトナーが固着しやすくなり、かかる固着に伴う白い縦スジ状の濃度ムラを生じやすくなる。

またローラの熱伝導率を２．０Ｗ／ｍ・Ｋを超える値とするためには、例えばカーボン繊維やグラファイト等の伝熱成分をローラのもとになるゴム組成物中に多量に配合しなければならないため、当該ローラのタイプＡデュロメータ硬さが７０を超えてしまい、ローラが硬くなりすぎて、トナーの固着とそれに伴う白い縦筋状の濃度ムラとを生じやすくなる。

さらにタイプＡデュロメータ硬さが５０未満では、特許文献２等に記載の従来のローラと同様に軟らかすぎるため、特に球形化されたトナー等と組み合わせた際に帯電不良を生じて形成画像の画像濃度が低下したり、形成画像の余白部分にカブリを生じたりしやすくなる。
これに対し熱伝導率を０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下とし、かつタイプＡデュロメータ硬さを５０以上、７０以下とすることにより、例えば球形化されたトナーや低融点のトナー等と組み合わせて現像ローラとして使用しても上記様々な画像不良を生じないローラを得ることができる。

なお上記効果をより一層向上することを考慮すると、ローラの熱伝導率は、上記の範囲でも０．４１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に１．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるのが好ましい。
またローラのタイプＡデュロメータ硬さは、上記の範囲でも５３以上、特に５８以上であるのが好ましく、６７以下であるのが好ましい。
なおローラの熱伝導率、およびタイプＡデュロメータ硬さを、本発明ではそれぞれ下記の方法で測定した値でもって表すこととする。

〈熱伝導率測定〉
ローラを形成したのと同じゴム組成物を１６０℃で３０分間プレス成形して縦１５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み４ｍｍのシートを作製し、このシートを温度２３±２℃、相対湿度５５±２％の標準試験温度および標準試験湿度の環境（以下「標準試験環境」と略記する場合がある）下で２４時間以上静置したのち、同環境下でプローブ法によって測定した値でもってそのローラの熱伝導率とする。

〈タイプＡデュロメータ硬さ測定〉
上記標準試験環境下、ローラの両端から突出したシャフトの両端部を支持台に固定した状態で、当該ローラの幅方向の中央部に上方から日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５３−３：２０１２の規定に準拠したタイプＡデュロメータの押し針を当てて荷重：１ｋｇ、測定時間：３秒（加硫ゴムの標準測定時間）の条件で測定した値でもってそのローラのタイプＡデュロメータ硬さとする。

《ゴム組成物》
本発明のローラのもとになるゴム組成物は、少なくとも架橋性のゴム分を含んでいる。
〈ゴム分〉
上記ゴム分としては、例えばスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の１種または２種以上が挙げられる。

特にＮＢＲが好ましい。
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量によって分類される低ニトリルＮＢＲ、中ニトリルＮＢＲ、中高ニトリルＮＢＲ、高ニトリルＮＢＲ、および極高ニトリルＮＢＲがいずれも使用可能である。
またＮＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、特に本発明のローラを前述したように画像形成装置の現像ローラ等として用いる場合には、感光体の汚染を防止するために非油展タイプのＮＢＲを用いるのが好ましい。

これらＮＢＲの１種または２種以上を使用できる。
〈伝熱成分〉
ゴム組成物には、ローラの熱伝導率を前述した範囲に調整するために伝熱成分を配合するのが好ましい。
かかる伝熱成分としては、例えばカーボン繊維、グラファイト、カーボンブラック、グラフェン等の１種または２種以上が挙げられる。特にカーボン繊維を単独で配合（２種以上のカーボン繊維を併用する場合を含む、以下同様。）するか、あるいはカーボン繊維とグラファイトを併用するのが好ましい。

カーボン繊維やグラファイトは、カーボンブラックに比べてゴムの補強効果、すなわちゴムを硬くする効果が小さい上、熱伝導率を向上する効果が大きいため少量の配合で、ローラのタイプＡデュロメータ硬さを前述した範囲でも低い値に維持しながら、当該ローラの熱伝導率を前述した範囲でも高い値に調整できる。
またカーボン繊維やグラファイトは、グラファイトの構成成分でもあるグラフェンより入手が容易でかつ安価であるため本発明のローラの生産性を向上し、低コスト化を図ることができる。

カーボン繊維としては種々の繊維状のカーボンがいずれも使用可能であるが、特に伝熱性の点で単層または多層のカーボンナノチューブ（カーボンナノファイバを含む）が好ましい。またカーボンナノチューブとしては、例えば昭和電工(株)製のＶＧＣＦ（登録商標）−Ｈ等が挙げられる。
カーボンナノチューブ等のカーボン繊維は、上記伝熱成分の中でも特にゴムを硬くする効果が小さい上、熱伝導率を向上する効果が大きいため、ローラの特性上は当該カーボン繊維を単独で配合するのが好ましい。

カーボン繊維を単独で配合する場合、その配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、７０質量部以下であるのが好ましい。
カーボン繊維の配合割合が上記の範囲未満ではローラの熱伝導率を十分に向上できないおそれがある。一方、カーボン繊維の配合割合が上記の範囲を超える場合にはローラのタイプＡデュロメータ硬さが７０を超えてしまい、ローラが硬くなりすぎて、トナーの固着とそれに伴う白い縦筋状の濃度ムラとを生じやすくなるおそれがある。

これに対しカーボン繊維の配合割合を上記の範囲とすることにより、ローラが硬くなりすぎるのを抑制しながら熱伝導率をできるだけ向上することが可能となる。
なおかかる効果をより一層向上することを考慮すると、カーボン繊維の配合割合は、上記の範囲でも３０質量部以上であるのが好ましい。
ただしカーボンナノチューブ等のカーボン繊維は、近年の需要拡大により大量生産化が進んではいるものの、依然として、グラフェンほどでないにしろグラファイトに比べて入手が難しくかつ高価ではある。

そのため本発明のローラの生産性をより一層向上するとともに、さらなる低コスト化を図ることを考慮すると、カーボン繊維とともにグラファイトを併用してカーボン繊維の配合割合を上記の範囲より少なくするのが好ましい。
グラファイトとしては天然グラファイト（天然黒鉛）と合成グラファイト（人造黒鉛）のいずれも使用可能であるが、特に熱伝導性の点で天然グラファイトが好ましい。すなわち合成グラファイトは製造上の問題で最表面に欠陥が発生しやすく、天然グラファイトより熱伝導率が低くなる傾向があり、より少量の配合でできるだけ熱伝導率を向上することを考慮すると天然グラファイトの方が好ましい。

天然グラファイトとしては、例えばＳＥＣカーボン(株)製のＳＮＯシリーズ、ＳＮＥシリーズの各種グラファイトが挙げられる。また合成グラファイトとしては、同社製のＳＧＰシリーズ、ＳＧＯシリーズ、ＳＧＸシリーズ、ＳＧＬシリーズの各種グラファイトが挙げられる。
これらグラファイトの１種または２種以上を使用できる。

カーボン繊維との併用系においてグラファイトの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、１０質量部以下であるのが好ましい。
グラファイトの配合割合が上記の範囲未満では、当該グラファイトを併用することによる、ローラの生産性を向上し、かつ低コスト化を図る効果が十分に得られないおそれがある。またカーボン繊維の配合割合にもよるが、ローラの熱伝導率を十分に向上できないおそれもある。

一方、グラファイトの配合割合が上記の範囲を超える場合には、カーボン繊維の配合割合にもよるが、ローラのタイプＡデュロメータ硬さが７０を超えてしまい、ローラが硬くなりすぎて、トナーの固着とそれに伴う白い縦筋状の濃度ムラとを生じやすくなるおそれがある。
これに対しグラファイトの配合割合を上記の範囲とすることにより、ローラの生産性を向上し、かつ低コスト化を図るとともに、ローラが硬くなりすぎるのを抑制しながらその熱伝導率をできるだけ向上することが可能となる。

なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、上記併用系におけるグラファイトの配合割合は、上記の範囲でもゴム分の総量１００質量部あたり６質量部以上であるのが好ましい。
上記グラファイトと併用するカーボン繊維の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、６５質量部以下であるのが好ましい。

カーボン繊維の配合割合が上記の範囲未満では、たとえグラファイトを併用したとしても、ローラの熱伝導率を十分に向上できないおそれがある。一方、カーボン繊維の配合割合が上記の範囲を超える場合には、グラファイトを併用することによる、ローラの生産性を向上し、かつ低コスト化を図る効果が十分に得られないおそれがある。またグラファイトの配合割合にもよるが、ローラのタイプＡデュロメータ硬さが７０を超えてしまい、ローラが硬くなりすぎて、トナーの固着とそれに伴う白い縦筋状の濃度ムラとを生じやすくなるおそれもある。

これに対しカーボン繊維の配合割合を上記の範囲とすることにより、ローラの生産性を向上し、かつ低コスト化を図るとともに、ローラが硬くなりすぎるのを抑制しながらその熱伝導率をできるだけ向上することが可能となる。
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、上記併用系におけるカーボン繊維の配合割合は、上記の範囲でもゴム分の総量１００質量部あたり２０質量部以上であるのが好ましく、６０質量部以下であるのが好ましい。

さらにグラファイトＧとカーボン繊維Ｆの質量比Ｇ／Ｆ＝０．１〜１であるのが好ましい。
この範囲よりグラファイトが少なくカーボン繊維が多い場合には、たとえそれぞれの成分の配合割合が上記範囲内であっても、両者を併用することによる、ローラの生産性を向上し、かつ低コスト化を図る効果が十分に得られないおそれがある。

一方、上記範囲よりグラファイトが多くカーボン繊維が少ない場合には、たとえそれぞれの成分の配合割合が上記範囲内であっても、ローラのタイプＡデュロメータ硬さが７０を超えてしまい、ローラが硬くなりすぎて、トナーの固着とそれに伴う白い縦筋状の濃度ムラとを生じやすくなるおそれがある。またグラファイトの配合割合にもよるが、ローラの熱伝導率を十分に向上できないおそれもある。

これに対し質量比Ｇ／Ｆを上記の範囲とすることにより、ローラの生産性を向上し、かつ低コスト化を図るとともに、ローラが硬くなりすぎるのを抑制しながらその熱伝導率をできるだけ向上することが可能となる。
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、上記質量比は、上記の範囲でもＧ／Ｆ＝０．２よりカーボン繊維が多い範囲であるのが好ましい。

〈導電剤〉
本発明のローラを現像ローラとして使用する場合は、当該ローラに導電性を付与するため、ゴム組成物に導電剤を配合してもよい。
導電剤としては、例えば導電性カーボンブラック、カーボン等のカーボン系導電剤；銀、銅、ニッケル等の金属の微粉末；酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等の金属酸化物の微粉末；アルミニウム、ステンレス等の金属繊維やウィスカー；あるいはガラスビーズや合成繊維等の表面を金属でコートして導電化したもの等の１種または２種以上が挙げられる。

ただし伝熱成分として前述したカーボン繊維やグラファイトを使用する場合はこれらの成分が導電剤としても機能するため、ゴム組成物の構成を簡略化することやローラが硬くなりすぎるのを防止すること等を考慮して上記他の導電剤は配合せず、カーボン繊維のみ、もしくはカーボン繊維とグラファイトのみを配合するのが特に好ましい。
〈架橋成分〉
ゴム組成物には、ゴム分を架橋させるための架橋成分を配合する。架橋成分としては架橋剤、促進剤等が挙げられる。

このうち架橋剤としては、ゴム分の種類に応じて例えば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等の１種または２種以上が挙げられる。
例えばゴム分がＮＢＲである場合は硫黄系架橋剤が好ましい。
硫黄系架橋剤としては、例えば粉末硫黄等の硫黄や、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等の有機含硫黄化合物等の１種または２種以上が挙げられる。

特に硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に０．４質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や、あるいは有機促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。

また有機促進剤としては、例えば１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩等のグアニジン系促進剤；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系促進剤；Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系促進剤；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、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系促進剤；エチレンチオウレア等のチオウレア系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。

促進剤は種類によって機能が異なるため、２種以上の促進剤を併用するのが好ましい。
個々の促進剤の配合割合は種類によって任意に設定できるが、通常は個別に、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．２質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
〈その他〉
ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては例えば架橋助剤、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、顔料、難燃剤、気泡防止剤等が挙げられる。

このうち架橋助剤としては、亜鉛華等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の架橋助剤の１種または２種以上が挙げられる。
架橋助剤の配合割合は、個別にゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましく、７質量部以下、特に５質量部以下であるのが好ましい。

上記各成分を含むゴム組成物は従来同様に調整できる。すなわちゴム分を素練りしながら架橋成分以外の添加剤を加えて混錬したのち、最後に架橋成分を加えて混錬することでゴム組成物が調製される。
混錬には例えばニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
《ローラ》
図１は本発明のローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。

図１を参照して、この例のローラ１は、上記ゴム組成物により非多孔質で単層構造の筒状に形成されるとともに、中心の通孔２にシャフト３が挿通されて固定されたものである。
シャフト３はローラ１で発生する摩擦熱等を速やかに放熱するため、ならびに当該ローラ１を現像ローラとして使用する際の電気的な接続のために金属製であるのが好ましい。

かかる金属製のシャフト３としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等によって一体に形成されたシャフトが挙げられる。
シャフト３は、現像ローラの場合、例えば導電性を有する接着剤を介してローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、あるいは通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２に圧入することでローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されて一体に回転される。

現像ローラの場合、ローラ１の外周面４には酸化膜を設けてもよい。
酸化膜を形成すると、当該酸化膜が誘電層として機能してローラ１の誘電正接を低減できる。また酸化膜が低摩擦層となることでトナーの付着を抑制できる。
しかも酸化膜は、例えば酸化性雰囲気中で紫外線の照射等をするだけで簡単に形成できるため、ローラ１の生産性が低下したり製造コストが高くついたりするのを抑制できる。ただし酸化膜は形成しなくてもよい。

ローラ１を製造するには、まず先に調製したゴム組成物を、押出機を用いて筒状に押出成形し、次いで所定の長さにカットして加硫缶内で加熱してゴム分を架橋させる。
次いで架橋させた筒状体を、オーブン等を用いて加熱して二次架橋させ、冷却したのち所定の外径となるように研磨する。
研磨方法としては、例えば乾式トラバース研削等の種々の研磨方法が採用可能であるが、研磨工程の最後に鏡面研磨をして仕上げると当該外周面４の離型性を向上して、例えば現像ローラ等として使用した際にトナーの付着を抑制できる。また感光体の汚染を有効に防止できる。

また外周面４を上記のように鏡面研磨して仕上げた後にさらに酸化膜を形成すると、この両者の相乗効果によってトナーの付着をより一層良好に抑制できるとともに感光体の汚染をさらに良好に防止できる。
シャフト３は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で通孔２に挿通して固定できる。

ただしカット後、まず通孔２にシャフト３を挿通した状態で二次架橋、および研磨をするのが好ましい。これにより二次架橋時の膨張収縮による筒状体→ローラ１の反りや変形を防止できる。また、シャフト３を中心として回転させながら研磨することで当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面４のフレを抑制できる。
シャフト３は、先に説明したように導電性を有する接着剤、特に熱硬化性接着剤を介して二次架橋前の筒状体の通孔２に挿通したのち二次架橋させるか、あるいは通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２に圧入すればよい。

前者の場合はオーブン中での加熱によって筒状体が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、当該シャフト３が筒状体→ローラ１に電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
また後者の場合は圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
このあと、必要に応じて外周面４を先に説明した手順で酸化処理して酸化膜を形成すると本発明のローラ１が完成する。

本発明のローラ１は、例えば外周面４側の外層とシャフト３側の内層の２層構造に形成してもよい。またローラ１は多孔質構造としてもよい。
ただし、その構造を簡略化してできるだけ生産性良く低コストで製造するとともに、耐久性や圧縮永久ひずみ特性等を向上することを考慮すると、ローラ１は非多孔質でかつ単層構造に形成するのが好ましい。

なお、ここでいう単層構造とはゴム組成物からなる層の数が単層であることを指し、酸化処理によって形成される酸化膜は層数に含まないこととする。
本発明のローラ１は、例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の電子写真法を利用した画像形成装置において現像ローラとして好適に使用できるほか、例えば帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。

〈実施例１〉
（ゴム組成物の調製）
ゴム分としてはＮＢＲ〔低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量：１９．５％、非油展、ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ（登録商標）Ｎ２５０ＳＬ〕を用いた。
次いでこのゴム分１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながらまず伝熱成分としてのカーボン繊維〔カーボンナノチューブ、前出の昭和電工(株)製のＶＧＣＦ−Ｈ〕８質量部と、架橋助剤としての亜鉛華〔三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛二種〕５質量部を配合して混練した。

次いで混練を続けながら、下記の架橋成分を配合してさらに混練してゴム組成物を調製した。

表１中の各成分は下記のとおり。なお表中の質量部は、ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。
架橋剤：５％オイル入り硫黄〔鶴見化学工業(株)製〕
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムモノスルフィド〔三新化学工業(株)製のサンセラー（登録商標）ＴＳ〕
促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔川口化学工業(株)製のアクセル（登録商標）ＤＭ〕
促進剤２２：エチレンチオウレア〔２−メルカプトイミダゾリン、川口化学工業(株)製のアクセル２２−Ｓ〕
促進剤ＤＴ：１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン〔三新化学工業(株)製のサンセラーＤＴ〕
（ローラの作製）
調製したゴム組成物を押出機に供給して外径φ１７ｍｍ、内径φ６．５ｍｍの円筒状に押出成形した後、架橋用シャフトに装着して加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。

次いで架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ７．０ｍｍの金属製のシャフトに装着しなおしてオーブン中で１６０℃に加熱して当該シャフトに接着させたのち両端をカットした。
そして円筒研磨機を用いて外周面をトラバース研磨したのち、さらに＃１０００、次いで＃２０００のフィルム（いずれも三共理化学(株)製）を用いて鏡面研磨して外径φ１６．００ｍｍ（公差０．０５）のローラを作製した。

〈実施例２、３、比較例１、２〉
ゴム分の総量１００質量部あたりのカーボン繊維の配合割合を４質量部（比較例１）、３０質量部（実施例２）、７０質量部（実施例３）、および７５質量部（比較例２）としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、ローラを作製した。
〈実施例４〉
ゴム分の総量１００質量部あたりのカーボン繊維の配合割合を５質量部とし、さらに天然グラファイト〔前出のＳＥＣカーボン(株)製のＳＮＥ−６Ｇ〕５質量部を併用したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、ローラを作製した。

質量比Ｇ／Ｆ＝１であった。
〈実施例５〉
ゴム分の総量１００質量部あたりのカーボン繊維の配合割合を６０質量部、天然グラファイトの配合割合を６質量部としたこと以外は実施例４と同様にしてゴム組成物を調製し、ローラを作製した。

質量比Ｇ／Ｆ＝０．１であった。
〈比較例３〉
ゴム分の総量１００質量部あたりのカーボン繊維の配合割合を３０質量部、天然グラファイトの配合割合を３５質量部としたこと以外は実施例４と同様にしてゴム組成物を調製し、ローラを作製した。

質量比Ｇ／Ｆ＝１．１７であった。
〈実施例６〉
天然グラファイトに代えて、ゴム分の総量１００質量部あたり１７質量部のカーボンブラック〔ＩＳＡＦ、東海カーボン(株)製のシースト６〕を配合したこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、ローラを作製した。

〈比較例４〜６〉
ゴム分の総量１００質量部あたりのカーボンブラックの配合割合を２質量部（比較例４）、１０質量部（比較例５）、および４５質量部（比較例６）としたこと以外は実施例６と同様にしてゴム組成物を調製し、ローラを作製した。
〈熱伝導率測定〉
実施例１〜６、比較例１〜６のローラの熱伝導率を、前述した測定方法によって求めた。

すなわち各実施例、比較例で調製したのと同じゴム組成物をそれぞれ１６０℃で３０分間プレス成形して縦１５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み４ｍｍのシートを作製し、これらのシートを標準試験環境下で２４時間以上静置したのち同環境下で、プローブ式の熱伝導率測定装置〔京都電子工業(株)製のＫｅｍｔｈｅｒｍ ＱＴＭ−Ｄ３〕とプローブ〔同社製のＱＴＭ−ＰＤ３〕とを用いたプローブ法によって測定してそれぞれのローラの熱伝導率とした。

〈タイプＡデュロメータ硬さ測定〉
実施例１〜６、比較例１〜６で作製したローラのタイプＡデュロメータ硬さを標準試験環境下、前述した測定方法に則って前述した測定条件で測定した。
〈実機試験〉
実施例１〜６、比較例１〜６で作製したローラを、球形化された低融点のトナーを使用する市販のレーザープリンタのトナーカートリッジに現像ローラとして組み込んで、標準試験環境下で５％濃度の画像を出力した。そして下記の基準で、トナーの固着による白い縦スジ状の濃度ムラの有無を確認して、下記の基準で形成画像の良否を評価した。

○：濃度ムラは全く見られなかった。良好。
△：目視では確認しづらい程度の僅かな濃度ムラが見られた。通常レベル。
×：目視でも簡単にわかるはっきりした濃度ムラが見られた。不良。
以上の結果を表２〜表４に示す。

表２〜表４の実施例１〜７、比較例１〜５の結果より、ゴム組成物にカーボン繊維、グラファイト、カーボンブラック等の伝熱成分を配合してローラの熱伝導率を０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下、タイプＡデュロメータ硬さを５０以上、７０以下とすることにより、トナーの固着とそれによる白い縦スジ状の濃度ムラの発生を抑制できることが判った。

また実施例１〜５、比較例１〜３と実施例６、比較例４〜６の結果より、伝熱成分としてはカーボンブラックよりもカーボン繊維、もしくはカーボン繊維＋グラファイトの方が、ゴムの補強効果が小さい上、熱伝導率を向上する効果が大きいため少量の配合で、ローラのタイプＡデュロメータ硬さを前述した範囲でも低い値に維持しながら、当該ローラの熱伝導率を前述した範囲でも高い値に調整できて好ましいことが判った。

また実施例１〜３、比較例１、２の結果よりカーボン繊維を単独で配合する場合は、その配合割合がゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上、７０質量部以下であるのが好ましいこと、中でも３０質量部以上であるのが好ましいことが判った。
さらに実施例４、５、比較例３の結果より、カーボン繊維とグラファイトを併用する場合は、ゴム分の総量１００質量部あたりのグラファイトの配合割合が１質量部以上、１０質量部以下、中でも６質量部以上、カーボン繊維の配合割合が１質量部以上、６５質量部以下、中でも２０質量部以上、６０質量部以下で、かつ質量比Ｇ／Ｆ＝０．１〜１、中でもＧ／Ｆ≧０．２であるのが好ましいことが判った。

１ ローラ
２ 通孔
３ シャフト
４ 外周面

Claims (5)

1. 架橋性のゴム分を含むゴム組成物の架橋物によって筒状に形成され、熱伝導率が０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下で、かつタイプＡデュロメータ硬さが５０以上、７０以下であるローラ。
2. 前記ゴム組成物は、前記ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上、７０質量部以下のカーボン繊維を含んでいる請求項１に記載のローラ。
3. 前記ゴム組成物は、前記ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下のグラファイト、および１質量部以上、６５質量部以下のカーボン繊維を含み、かつ前記グラファイトＧとカーボン繊維Ｆの質量比Ｇ／Ｆ＝０．１〜１である請求項１に記載のローラ。
4. 金属製のシャフトが挿通されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載のローラ。
5. 電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、感光体の表面に形成される静電潜像をトナー像に現像する現像ローラとして用いる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のローラ。

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