JP2017015800A - 電子写真機器用導電性部材 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも低硬度かつ低へたりで帯電性に優れる電子写真機器用導電性部材を提供すること。【解決手段】２種以上のポリマーを含有し、導電相と非導電相の２相から構成される導電性弾性体層を備え、導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、前記導電相の面積割合が１０〜９０％の範囲内である電子写真機器用導電性部材とする。好ましくは、前記導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、前記導電相の面積割合を２０〜８０％の範囲内とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真機器用導電性部材に関するものである。

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において、感光ドラムの周囲には、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールが配設されている。また、中間転写ベルトや紙転写搬送ベルトなどの無端ベルト（導電性ベルト）が配設されている。これらの導電性部材は、導電性を有する弾性体からなる導電性弾性体層を備える。

特開２００５−１１５２０４号公報

電子導電剤を配合する電子導電系では、配合する導電性粒子による硬度上昇、へたり悪化の問題がある。また、配合する導電性粒子の分散不良による抵抗ムラが生じ、帯電性の悪化の問題がある。イオン導電剤を配合するイオン導電系では、イオン導電性の発現に極性ポリマーが必要であり、極性が高いほど硬くポリマーの弾性が低下する。

本発明が解決しようとする課題は、従来よりも低硬度かつ低へたりで帯電性に優れる電子写真機器用導電性部材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導電性部材は、２種以上のポリマーを含有し、導電相と非導電相の２相から構成される導電性弾性体層を備え、前記導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、前記導電相の面積割合が１０〜９０％の範囲内であることを要旨とするものである。

本発明に係る電子写真機器用導電性部材は、１０Ｖ印加時の抵抗が１×１０^２〜１×１０^９Ωの範囲内であることが望ましい。前記導電相がベースポリマーおよび電子導電剤を含有する相であり、前記電子導電剤の比表面積が１５０〜１５００ｍ^２／ｇの範囲内であることが望ましい。前記導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、前記導電相の面積割合が２０〜８０％の範囲内であることが望ましい。

本発明に係る電子写真機器用導電性部材によれば、導電性弾性体層が導電相と非導電相の２相から構成されており、非導電相が存在することで、導電相だけでは得られない、低硬度かつ低へたりが発揮される。そして、導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において導電相と非導電相の両相が所定の割合で存在するように、両相がトナーサイズレベルにおいて均一に分散（微分散）されているので、より低硬度かつ低へたりが発揮される。また、トナーサイズレベルの荷電制御が可能となり、抵抗ムラが抑えられ、優れた帯電性が発揮される。

この際、１０Ｖ印加時の抵抗が１×１０^２〜１×１０^９Ωの範囲内であると、電子写真機器用導電性部材に求められる導電性を確保しつつ、低硬度、低へたりを満足しやすい。

そして、導電相がベースポリマーおよび電子導電剤を含有する相であり、電子導電剤の比表面積が１５０〜１５００ｍ^２／ｇの範囲内であり、比較的比表面積の大きい電子導電剤を用いると、電子導電剤がより導電性能に優れるため、所望の導電性を得るために必要な電子導電剤の配合量を少なくでき、低硬度、低へたりを確保しやすい。

そして、導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、導電相の面積割合が２０〜８０％の範囲内であると、より一層、抵抗ムラが抑えられ、帯電性に優れる。

本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。 本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ベルト（無端ベルト）の外観模式図（ａ）と、そのＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。 導電性弾性体層における導電相と非導電相の両相の面積比率を計測する方法を示した模式図である。 電子導電剤の粒子形状の一例を示した模式図であり、球状に近く比表面積が比較的小さい粒子（ａ）と、表面凹凸が大きく非球状で比表面積が比較的大きい粒子（ｂ）である。 実施例２の導電性弾性体層の断面拡大写真である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

本発明に係る電子写真機器用導電性部材（以下、本導電性部材ということがある）は、導電性を有する弾性体からなる導電性弾性体層を備える。本導電性部材は、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において用いられる帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールや、中間転写ベルト、紙転写搬送ベルトなどの無端ベルト（導電性ベルト）などとして好適である。

図１には、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ロールを、図２には、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ベルト（無端ベルト）を、それぞれ示す。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ロール１０（以下、単に導電性ロール１０ということがある）は、軸体１２と、軸体１２の外周に配置された導電性弾性体層１４と、を備える。導電性弾性体層１４は、導電性ロール１０のベース層であり、必要に応じて、導電性弾性体層１４の外周に抵抗調整層、表層などが設けられてもよい。

軸体１２は、導電性を有するものであれば特に限定されない。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挙げることができる。軸体１２の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行なっても良い。

図２に示すように、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用導電性ベルト（無端ベルト）２０（以下、単に導電性ベルト２０ということがある）は、導電性弾性体層２４を備える。導電性弾性体層２４は、導電性ベルト２０のベース層であり、必要に応じて、導電性弾性体層２４の外周に表層などが設けられてもよい。

導電性ロール１０や導電性ベルト２０などの本導電性部材において、導電性弾性体層は、２種以上のポリマーを含有し、導電相と非導電相の２相から構成される。

導電相は、上記２種以上のポリマーのうちの１種以上からなるベースポリマーを少なくとも含有する。ベースポリマーは、極性ポリマーであってもよいし、非極性ポリマーであってもよいし、極性ポリマーと非極性ポリマーの組み合わせであってもよい。導電性の観点から、ベースポリマーは極性ポリマーであるか、極性ポリマーを一部に含むことが好ましい。ベースポリマーが極性ポリマーである場合、あるいは極性ポリマーを一部に含む場合には、所望の導電性を満足するのであれば、導電相はベースポリマー中に導電剤が分散されていてもよいし、分散されていなくてもよい。導電剤は、導電系（イオン導電系、電子導電系）に応じて、イオン導電剤や電子導電剤が用いられる。所望の導電性を得やすいなどの観点から、導電剤が分散されていることが好ましい。ベースポリマーが非極性ポリマーである場合、あるいは非極性ポリマーを一部に含む場合には、所望の導電性を満足する範囲において、導電相はベースポリマー中に導電剤が分散されていることが好ましい。

導電相は、導電性の観点から、体積抵抗率が１×１０^８Ω・ｃｍ以下の組成物からなることが好ましい。より好ましくは、体積抵抗率が１×１０^６Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは体積抵抗率が１×１０^５Ω・ｃｍ以下である。導電相を構成する組成物の体積抵抗率は、シート状に成形して得られるシート状サンプルを用い、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して２３℃、５３％ＲＨ環境下で測定することができる。また、導電相は、導電性の観点から、導電剤を含有する組成物からなることが好ましい。

非導電相は、上記２種以上のポリマーのうちの１種以上からなるベースポリマーを少なくとも含有する。ベースポリマーは、非導電相となるのであれば、極性ポリマーであってもよいし、非極性ポリマーであってもよいし、極性ポリマーと非極性ポリマーの組み合わせであってもよい。導電性の観点から、ベースポリマーは非極性ポリマーであるか、非極性ポリマーを一部に含むことが好ましい。非導電相は、非導電相となるのであれば、ベースポリマー中に導電剤が分散されていてもよいが、導電性の観点から、ベースポリマー中に導電剤が分散されていないことが好ましい。電子導電剤を非導電相に配合しないで導電相のみに配合すると、導電相として機能していない非導電相に配合しない分、所望の導電性に必要な電子導電剤の使用量を減らすことができる。これにより、低硬度、低へたり、低コストとしやすい。

非導電相は、導電性の観点から、導電層よりも体積抵抗率が高いことが好ましい。非導電相を構成する組成物の体積抵抗率は、導電相を構成する組成物と同様に、シート状に成形して得られるシート状サンプルを用い、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠して２３℃、５３％ＲＨ環境下で測定することができる。また、非導電相は、導電性の観点から、導電剤を含有しない組成物からなることが好ましい。

導電性弾性体層において、導電相は、配合される電子導電剤（導電性粒子）による硬度上昇、弾性回復率の低下、圧縮永久歪の悪化がある。また、配合される電子導電剤（導電性粒子）の分散不良による抵抗ムラ（帯電性の悪化）がある。また、用いられる極性ポリマーによる弾性の低下がある。したがって、導電相だけで導電性弾性体層が構成されると、低硬度、低へたりが満足されない。

非導電相は、導電相よりも導電剤の配合量が少ないか、導電剤が配合されない。また、導電相よりも極性ポリマーの使用量が少ないか、極性ポリマーが使用されない。このため、比較的柔軟性に優れる。そうすると、導電性弾性体層が導電相と非導電相の２相から構成されており、非導電相が存在することで、導電相だけでは得られない、低硬度かつ低へたりが発揮される。そして、導電相と非導電相の両相が微分散されるほど、より低硬度かつ低へたりが発揮される。

導電相と非導電相の２相から構成される導電性弾性体層は、任意の５μｍ□（５μｍ×５μｍ）の範囲内において、導電相の面積割合が１０〜９０％の範囲内となる。また、非導電相の面積割合が９０〜１０％の範囲内となる。任意とは、どの場所においても、という意味である。導電相と非導電相の両相の面積比率は、任意の５μｍ□の範囲内におけるものであるが、具体的には、図３に示すように、導電性弾性体層の任意の断面を観察し、その断面における任意の４０×４０μｍの範囲を６４分割し、斜線が引いてある斜め方向に並ぶ１６マスを選択し、各５×５μｍ角内における導電相（非導電相）の面積割合をそれぞれ計測し、選択した１６マスのうちの１４マス以上（８．５割以上）が該当する値である。

導電性弾性体層は、任意の５μｍ□の範囲内において導電相と非導電相の両相が所定の割合で存在するように、両相がトナーサイズレベルにおいて均一に分散（微分散）されているので、トナーサイズレベルの荷電制御が可能となり、優れた帯電性が発揮される。任意の５μｍ□の範囲内において導電相の面積割合が１０％未満であると、非導電相の割合が大きすぎ、導電相の分散性が悪い。このため、導電相における電子導電剤の凝集（分散性）の影響を大きく受けて、導電性弾性体層における電子導電剤の分散性は悪い。これにより、抵抗ムラが生じ、帯電性が悪くなる。任意の５μｍ□の範囲内において導電相の面積割合が９０％超であると、導電相の割合が大きすぎ、導電相がトナーサイズレベルに分散されない。このため、導電相における電子導電剤の凝集（分散性）の影響を大きく受けて、導電性弾性体層における電子導電剤の分散性は悪い。これにより、抵抗ムラが生じ、帯電性が悪くなる。

導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、導電相の面積割合が２０〜８０％の範囲内であると、より一層、帯電性に優れる。また、帯電性に優れる観点から、導電相の面積割合としては、より好ましくは３０〜７０％の範囲内、さらに好ましくは４０〜６０％の範囲内である。

このように、導電相と非導電相の両相がトナーサイズレベルにおいて均一に分散（微分散）するには、例えば、導電相と非導電相の両相の分散性を向上させる分散剤を用いる、導電相のマトリックスポリマーと非導電相のマトリックスポリマーの配合割合を調整する、所望の分散度まで十分に混練する、などの方法を用いることが考えられる。

本導電性部材は、１０Ｖ印加時の抵抗が１×１０^２〜１×１０^９Ωの範囲内であることが好ましい。電子写真機器用導電性部材に求められる導電性を確保しつつ、低硬度、低へたりを満足しやすい。低硬度、低へたりは、低抵抗とするために配合される電子導電剤、極性ポリマーなどに影響される。導電性の観点から、１０Ｖ印加時の抵抗は、より好ましくは１×１０^７Ω以下、さらに好ましくは１×１０^６Ω以下である。また、低硬度、低へたりの観点から、１０Ｖ印加時の抵抗は、より好ましくは１×１０^３Ω以上、さらに好ましくは１×１０^４Ω以上である。

極性ポリマーは、極性基を有するポリマーである。極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などが挙げられる。極性ポリマーとしては、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、アクリルゴム（アクリル酸エステルと２−クロロエチルビニルエーテルとの共重合体、ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などが挙げられる。ヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体（ＧＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）などが挙げられる。これらは、極性ポリマーとして単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、より低抵抗であるなどの観点から、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）が好ましい。

非極性ポリマーは、極性基を有していないゴムである。極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などが挙げられる。非極性ポリマーとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、水添イソプレンゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（Ｑ）などが挙げられる。これらは、非極性ポリマーとして単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、低硬度かつ低へたりにしやすいなどの観点から、天然ゴム、イソプレンゴムが好ましい。

分散剤は、極性ポリマー成分からなるブロックと非極性ポリマー成分からなるブロックとを有するポリマーや、変性天然ゴム、変性イソプレンゴムなどが挙げられる。極性ポリマー成分からなるブロックとしては、ニトリルゴム成分（ＮＢＲ成分）からなるブロックなどが挙げられる。非極性ポリマー成分からなるブロックとしては、イソプレンゴム成分（ＩＲ成分）からなるブロックなどが挙げられる。このようなポリマーとしては、ニトリルゴム成分からなるブロックとイソプレンゴム成分からなるブロックとを有するポリマーなどが挙げられる。変性天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム、塩素化天然ゴム、ニトリル化天然ゴム（アクリロニトリル化天然ゴム）などが挙げられる。変性イソプレンゴムとしては、エポキシ化イソプレンゴム、塩素化イソプレンゴム、ニトリル化イソプレンゴム（アクリロニトリル化イソプレンゴム）、マレイン酸変性イソプレンゴム、（メタ）アクリル酸変性イソプレンゴムなどが挙げられる。これらは、分散剤として単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、分散効果に特に優れるなどの観点から、エポキシ化天然ゴム、エポキシ化イソプレンゴムが特に好ましい。

イオン導電剤としては、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。イオン導電系の導電相におけるイオン導電剤の含有量は、低抵抗、ブリードなどの観点から、導電相のベースポリマー１００質量部に対し、０．１〜１０質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．５〜５．０質量部の範囲内である。

電子導電剤は、導電性粒子から構成される。このため、比表面積が導電性能に影響する。図４（ａ）に示すように、例えば表面凹凸が小さく球状に近く比表面積が比較的小さい粒子１ａ，１ｂであると、粒子１ａと粒子１ｂの導通パスは点線で示すように近接する１カ所となるが、図４（ｂ）に示すように、例えば表面凹凸が大きく非球状で比表面積が比較的大きい粒子２ａ，２ｂであると、粒子２ａと粒子２ｂの導通パスは点線で示すように近接する複数カ所（３カ所）となる。そうすると、比表面積が比較的大きいものは、同じような粒径の範囲では導電性能により優れるものとなる。よって、導電性能の観点からいえば、比較的比表面積の大きい電子導電剤を用いることが好ましい。比表面積が大きくなると、電子導電剤は凝集して分散性が低下しやすくなる。本導電性部材では、電子導電剤が分散している導電相自体を導電性弾性体層中に高分散（微分散）させているので、導電性弾性体層における電子導電剤の分散に関し、電子導電剤の凝集の影響は小さく、比表面積の大きい電子導電剤も導電性弾性体層中に高分散させることができる。

電子導電剤の比表面積は、導電性能（低抵抗）などの観点から、１５０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましい。より好ましくは１８０ｍ^２／ｇ以上、さらに好ましくは５００ｍ^２／ｇ以上である。また、導電相での凝集を抑えて分散性に優れるなどの観点から、１５００ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。より好ましくは１４００ｍ^２／ｇ以下、さらに好ましくは１２００ｍ^２／ｇ以下である。電子導電剤の比表面積が１５０〜１５００ｍ^２／ｇの範囲内であり、比較的比表面積の大きい電子導電剤を用いると、電子導電剤がより導電性能に優れるため、所望の導電性を得るために必要な電子導電剤の配合量を少なくでき、低硬度、低へたりを確保しやすい。

上記比表面積の範囲内において、電子導電系の導電相における電子導電剤の含有量は、導電性（低抵抗）などの観点から、導電相のベースポリマー１００質量部に対し、６質量部以上であることが好ましい。より好ましくは７質量部以上、さらに好ましくは８質量部以上である。また、低硬度、低へたりなどの観点から、導電相のベースポリマー１００質量部に対し、４０質量部以下であることが好ましい。より好ましくは３５質量部以下、さらに好ましくは３０質量部以下である。

電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、導電性酸化チタン、導電性酸化亜鉛、導電性酸化スズなどが挙げられる。これらのうちでは、導電性などの観点から、カーボンブラック、グラファイトが好ましい。

導電性ゴム弾性体層は、導電相を構成する組成物と、非導電相を構成する組成物と、を少なくとも含有する導電性組成物から形成される。この導電性組成物は、上記分散剤を含有していてもよい。また、この導電性組成物は、必要に応じ、加硫剤（架橋剤）、加硫促進剤、加硫助剤（架橋助剤）などを含有する。また、増量剤、補強剤、加工助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、滑剤などの添加剤を１種または２種以上含有することができる。

この導電性組成物は、導電相を構成する組成物と、非導電相を構成する組成物と、必要に応じて配合される上記分散剤、加硫剤（架橋剤）、加硫促進剤、加硫助剤（架橋助剤）、添加剤などを配合し、混練することにより調製される。導電相を構成する組成物は、この導電性組成物を調製する前に、予めマトリックスポリマーと必要に応じて配合される導電剤、添加剤とを配合し、混練して調製する。また、非導電相を構成する組成物も、この導電性組成物を調製する前に、予めマトリックスポリマーと必要に応じて配合される添加剤とを配合し、混練して調製する。

導電相のマトリックスポリマー（ａ）と非導電相のマトリックスポリマー（ｂ）の配合比率は、導電相と非導電相の両相がトナーサイズレベルにおいて均一に分散（微分散）しやすいなどの観点から、質量比で、ａ／ｂ＝１０／９０〜９０／１０の範囲内が好ましい。より好ましくはａ／ｂ＝２０／８０〜８０／２０の範囲内、さらに好ましくはａ／ｂ＝３０／７０〜７０／３０の範囲内である。

分散剤の配合量は、導電相と非導電相の両相がトナーサイズレベルにおいて均一に分散（微分散）しやすいなどの観点から、導電相のマトリックスポリマー（ａ）と非導電相のマトリックスポリマー（ｂ）の合計１００質量部に対し、０．１〜２０質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．５〜１５質量部の範囲内、さらに好ましくは１．０〜１０質量部の範囲内である。

加硫剤（架橋剤）としては、硫黄、過酸化物などが挙げられる。加硫剤（架橋剤）のうちでは、より低へたりにしやすいなどの観点から、過酸化物がより好ましい。過酸化物の配合量は、低へたりにしやすいなどの観点から、導電相のマトリックスポリマー（ａ）と非導電相のマトリックスポリマー（ｂ）の合計１００質量部に対し、０．５〜７質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは１．０〜５質量部の範囲内である。

導電性弾性体層は、導電性に優れ、低硬度かつ低へたりを満足する。導電性の観点から、導電性弾性体層の抵抗値は１．０×１０^２〜１．０×１０^９Ωの範囲内であることが好ましい。また、従来よりも低硬度の観点から、導電性弾性体層のＭＤ−１硬度は５０以下であることが好ましい。より好ましくは４５以下、４０以下である。また、従来よりも低へたりの観点から、導電性ゴム弾性体層の弾性回復率は８０％以上であることが好ましい。より好ましくは８０％超、８５％以上、９０％以上である。ＭＤ−１硬度は、片持ち梁形板バネ式の荷重方式のスプリング式硬さ試験機（高分子計器社製、「マイクロゴム硬度計・ＭＤ−１型」）を用いて測定される。ＭＤ−１硬度測定値は、測定するポリマーの厚みが１〜２ｍｍのもので測定した値とする。弾性回復率は、ＩＳＯ１４５７７−１に準拠し、微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製、フィッシャースコープＨ１００Ｃ）を用いて測定される。

導電性弾性層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、０．１〜１０ｍｍ程度に形成され、好ましくは１〜５ｍｍである。導電性弾性層は、ソリッド状の非発泡体であってもよいし、スポンジ状等の発泡体であってもよい。

導電性ロール１０は、例えば次のように製造することができる。まず、必要に応じ、軸体１２の外周に接着剤組成物を塗布する。次いで、塗布した接着剤組成物の外周に導電性組成物を層状に成形する。導電性組成物の成形は、押出成形あるいは型成形により行うことができる。導電性組成物は、押出成形時あるいは型成形時の加熱等により、架橋・硬化される。これにより、軸体１２の外周に導電性弾性体層１４を有する導電性ロール１０が得られる。

導電性弾性体層１４の外周には、必要に応じて、導電性弾性体層１４の表面を保護する、導電性ロール１０の表面特性（低摩擦性、離型性、荷電性など）を付与するなどの目的で、表層が形成されていても良い。また、導電性弾性体層１４の外周で表層下には、導電性ロール１０全体の抵抗を調整する抵抗調整層などの中間層が形成されていても良い。

表層を形成する主材料としては、特に限定されるものではなく、ポリアミド（ナイロン）系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッ素系のポリマーを挙げることができる。これらのポリマーは、変性されたものであっても良い。変性基としては、例えば、Ｎ−メトキシメチル基、シリコーン基、フッ素基などを挙げることができる。

表層には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は、導電性を意味する。）、イオン導電剤（４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤など）などの従来より公知の導電剤を適宜添加することができる。また、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。

表層を形成するには、表層形成用組成物を用いる。表層形成用組成物は、上記主材料、導電剤、必要に応じて含有されるその他の添加剤を含有するものからなる。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

表層形成用組成物は、粘度を調整するなどの観点から、メチルエチルケトン、トルエン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ＴＨＦ、ＤＭＦなどの有機溶剤や、メタノール、エタノールなどの水溶性溶剤などの溶剤を適宜含んでいても良い。

表層は、導電性弾性体層１４の外周に表層形成用組成物を塗工するなどの方法により、形成できる。塗工方法としては、ロールコーティング法や、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適用することができる。塗工された表層には、必要に応じて、紫外線照射や熱処理を行なっても良い。

表層の厚さは、通常、０．０１〜１００μｍ、０．１〜２０μｍ、あるいは、０．３〜１０μｍに設定される。表層の体積抵抗率は、通常、１０^４〜１０^９Ω・ｃｍ、１０^５〜１０^８Ω・ｃｍ、あるいは、１０^６〜１０^７Ω・ｃｍに設定される。

また、表層の形成に代えて、導電性弾性体層１４あるいは抵抗調整層などの中間層に表面改質を施すことにより、表層を形成することと同等の表面特性を有するようにすることもできる。表面改質方法としては、ＵＶや電子線を照射する方法、基層の不飽和結合やハロゲンと反応可能な表面改質剤、例えば、イソシアネート基、ヒドロシリル基、アミノ基、ハロゲン基、チオール基などの反応活性基を含む化合物と接触させる方法などが挙げられる。

導電性ベルト２０は、導電性組成物を金型（円筒形基体）の表面にスプレーコーティングなどのコーティング方法でコーティングし、これを所定の温度（好ましくは１５０〜３００℃）に加熱して所定の時間（好ましくは３〜６時間）乾燥することにより、形成することができる。導電性弾性体層２４の外周には、必要に応じて、導電性弾性体層２４の表面を保護する、導電性ベルト２０の表面特性（低摩擦性、離型性、荷電性など）を付与するなどの目的で、表層が形成されていても良い。表層材料としては、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、図１では、導電性弾性体層は導電性ロールのベース層として示されているが、表層であってもよい。同様に、図２では、導電性弾性体層は導電性ベルトのベース層として示されているが、表層であってもよい。

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。

使用した材料の詳細について以下に示す。
・ニトリルゴム（ＮＢＲ）：ＪＳＲ社製「Ｎ２３７Ｈ」
・イソプレンゴム（ＩＲ）：ＪＳＲ社製「ＪＳＲ ＩＲ２２００」
・分散剤：ＮＢＲとＩＲのブロック共重合体
・イオン導電剤：テトラブチルアンモニウムブロマイド、ライオン・アクゾ（株）製「ＴＢＡＢ−１００」
・カーボンブラック（１）（電子導電剤）デグサ社製「Ｐｒｉｎｔｅｘ ＸＥ２Ｂ」、ＢＥＴ比表面積９５０（ｍ^２／ｇ）
・カーボンブラック（２）（電子導電剤）：キャボット社製「Ｂｌａｃｋｐｅａｒｌｓ ２０００」、ＢＥＴ比表面積１４７５（ｍ^２／ｇ）
・カーボンブラック（３）（電子導電剤）：デグサ社製「Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４」、ＢＥＴ比表面積１８０（ｍ^２／ｇ）
・過酸化物加硫剤：日油（株）製「パークミルＤ４０」

（実施例１〜１０、比較例１〜２）
＜導電性組成物の調製＞
表１に示す配合組成（質量比）で各成分を配合し、攪拌機により撹拌、混合して、導電性組成物を調製した。

＜導電性ロールの作製＞
φ９ｍｍの円筒状の成形キャビティを有する成形金型の中心軸上に芯金（直径６ｍｍ）をセットし、この成形金型内に導電性組成物を注入し、１６０℃で３０分加熱・架橋させ、冷却、脱型して、芯金の外周に、厚さ１．５ｍｍの導電性弾性体層を形成した。これにより、導電性ロールを作製した。

得られた各導電性ロールの導電性弾性体層について、導電相および非導電相の面積比、弾性回復率、ＭＤ−１硬度、抵抗値を測定した。また、セット性、初期および耐久カブリ性、画像濃度の各製品特性を評価した。セット性は、導電性弾性体層のへたり性に影響される。初期カブリ性は、帯電性（導電性弾性体層の２相の面積比）に影響される。耐久カブリ性は、導電性弾性体層の硬度に影響される。画像濃度は、導電性弾性体層の抵抗値（導電性）に影響される。また、代表例として、実施例２の導電性ロールの導電性弾性体層の断面写真を図５に示す。図５において、比較的色の濃い部分は非導電相であり、比較的色の薄い部分が導電相である。図５の右下には、両相の大きさを示すためのスケール（５μｍ）が記してある。

（面積比）
図３に示すように、導電性弾性体層の任意の断面を観察し、その断面における任意の４０×４０μｍの範囲を６４分割し、斜線が引いてある斜め方向に並ぶ１６マスを選択し、各５×５μｍ角内における導電相と非導電相の面積割合をそれぞれ計測し、１６マスのうち１４マス以上（８．５割以上）が該当する値とした。

（弾性回復率）
ＩＳＯ１４５７７−１に準拠し、微小硬度計（Ｆｉｓｃｈｅｒ社製、フィッシャースコープＨ１００Ｃ）を用いて、導電性弾性体層の表面を下記の測定条件にて測定し、ηＩＴ［％］を求めた。すなわち、微小硬度計を用いて、試験荷重を一定にして、材料表面に圧子を押し込むと、押し込み仕事中に示されるくぼみの全機械的仕事量Ｗｔｏｔａｌは、くぼみの塑性変形仕事量Ｗｐｌａｓｔとしてごく一部だけ消費される。試験荷重の除荷時に、残りの部分は、くぼみの弾性戻り変形仕事Ｗｅｌａｓｔとして開放される。この機械的仕事をＷ＝∫Ｆｄｈと定義とすると、その関係は以下の通りである。弾性回復率が８０％以上を低へたりとし、８０％未満を高へたりとした。
ηＩＴ［％］＝Ｗｅｌａｓｔ／Ｗｔｏｔａｌ
但し、Ｗｔｏｔａｌ＝Ｗｅｌａｓｔ＋Ｗｐｌａｓｔ
＜測定条件＞
圧子：対面角度１３６°の四角垂型ダイヤモンド圧子
初期荷重：０ｍＮ
押込み最大荷重：２０ｍＮ（定荷重）
最大荷重到達時間：０．２５〜１０ｓｅｃ
最大荷重保持時間：５ｓｅｃ
抜重時間：０．２５〜１０ｓｅｃ
測定温度：２５℃

（ＭＤ−１硬度（マイクロゴム硬度））
片持ち梁形板バネ式の荷重方式のスプリング式硬さ試験機（高分子計器社製、「マイクロゴム硬度計・ＭＤ−１型」）を用い、保持された各導電性ロールの導電性弾性体層の軸方向中央部の表面に、該硬さ試験機の押針の先端を接触させ、更に該試験機を３３．８５ｇの荷重で垂直に加圧して、直ちに目盛りを読み取ることにより測定した。ＭＤ−１硬度が５０以下を低硬度、５０超を高硬度とした。

（抵抗値）
導電性ロールの両端を所定の荷重にて金属ロール（直径：３０ｍｍ）に押圧した状態で、かかる金属ロールを所定の回転数にて回転させることにより、導電性ロールを連れ回りさせた。かかる状態を保ちながら（金属ロール及び導電性ロールを共に回転させながら）、導電性ロールと金属ロールの端部間に１０Ｖの電圧を印加して、流れる電流値を測定し、電気抵抗値（ロール抵抗：Ω）を求めた。抵抗値が１×１０^９Ω超の場合を高抵抗とし、１×１０^２Ω〜１×１０^９Ωの範囲の場合を低抵抗とした。

（セット性）
導電性ロールをカートリッジに組み付け、密封して常温常湿環境で１４日間放置した。その後、常温常湿環境で画出しを行った。画にスジ状の不具合が見られた場合を不合格「×」とし、見られなかった場合を合格「○」とした。また、ロンコムにて導電性弾性体層の真円度を計測し、真円度からの凹み量からへたり量を測定した。へたり量が５μｍ以下の場合を低へたりとし、５μｍ超の場合を高へたりとした。セット性が合格「○」のうち、へたり量が２μｍ以下の場合を特に良好「◎」とした。

（初期カブリ性）
導電性ロールをカートリッジに組み付け、白べた画を印字した。白色光度計で濃度を測定し、任意の９点で１．４０〜１．４６の範囲内であれば初期カブリ性が良好「○」、範囲外であれば不良「×」とした。初期カブリ性が良好「○」のうち、白色光度が任意の９点で１．４３〜１．４５の範囲内のものを特に良好「◎」とした。

（耐久カブリ性）
導電性ロールをカートリッジに組み付け、低温低湿環境下（１５℃、湿度１０％）に１２時間以上放置後、この環境下にて５％印字で１００００枚の実機耐久を行った。その後、白色光度計で濃度を測定し、任意の９点で１．４０〜１．４６の範囲内であれば耐久カブリ性が良好「○」、範囲外であれば不良「×」とした。耐久カブリ性が良好「○」のうち、白色光度が任意の９点で１．４３〜１．４５の範囲内のものを特に良好「◎」とした。

（画像濃度）
導電性ロールをカートリッジに組み付け、黒べた画を印字した。白色光度計で濃度を測定し、任意の９点で１．０〜２．０の範囲内であれば良好「○」、範囲外であれば不良「×」とした。画像濃度が良好「○」のうち、白色光度が任意の９点で１．３〜１．６の範囲内のものを特に良好「◎」とした。

比較例１では、導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲において導電相の面積割合が大きく、導電相がトナーサイズレベルに分散されていない。このため、導電相における電子導電剤の凝集（分散性）の影響を大きく受けて、導電性弾性体層における電子導電剤の分散性は悪い。これにより、抵抗ムラが生じ、帯電性が悪く、初期カブリ性の点で満足できない。比較例２では、導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲において導電相の面積割合が小さく、導電相が均一に分散されていない。このため、導電相における電子導電剤の凝集（分散性）の影響を大きく受けて、導電性弾性体層における電子導電剤の分散性は悪い。これにより、抵抗ムラが生じ、帯電性が悪く、初期カブリ性の点で満足できない。

一方、実施例では、導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲において導電相の面積割合が所望の範囲にあり、図５に示すように導電相と非導電相の両相がトナーサイズレベルにおいて均一に分散（微分散）されているので、導電性弾性体層における導電剤の分散性に優れ、帯電性に優れる。これにより、初期カブリ性を満足する。また、低硬度、低へたり、低抵抗から、セット性、画像濃度および耐久カブリ性も満足する。

そして、実施例２，９，１０から、配合する電子導電剤のＢＥＴ比表面積が大きくなるにつれ、同じ抵抗値を得るために必要な電子導電剤の量を少なくでき、より低硬度、低へたりにすることができる。あるいは、同じ配合量でより低抵抗にすることができる。また、実施例２〜６から、導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲において導電相の面積割合が２０〜８０％の範囲内であると、特に初期カブリ性に優れる。

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

１０ 電子写真機器用導電性ロール
１２ 軸体
１４ 導電性弾性体層
２０ 電子写真機器用導電性ベルト
２４ 導電性弾性体層

Claims (4)

1. ２種以上のポリマーを含有し、導電相と非導電相の２相から構成される導電性弾性体層を備え、
   前記導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、前記導電相の面積割合が１０〜９０％の範囲内であることを特徴とする電子写真機器用導電性部材。
2. １０Ｖ印加時の抵抗が、１×１０^２〜１×１０^９Ωの範囲内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導電性部材。
3. 前記導電相がベースポリマーおよび電子導電剤を含有する相であり、前記電子導電剤の比表面積が１５０〜１５００ｍ^２／ｇの範囲内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導電性部材。
4. 前記導電性弾性体層の任意の５μｍ□の範囲内において、前記導電相の面積割合が２０〜８０％の範囲内であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用導電性部材。