JP2018045201A - 現像ローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】コーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりも耐摩耗性に優れたローラ本体を備えた現像ローラを提供する。
【解決手段】ゴムの総量100質量部中20〜50質量部の、イオン導電性ゴムとしてのECOおよび/またはGECOと、50〜80質量部のNBIRとを併用したゴムを含むゴム組成物の架橋物からなるローラ本体2の外周面5に、紫外線等の照射によって酸化膜6を形成した現像ローラ1である。
【選択図】図1
【解決手段】ゴムの総量100質量部中20〜50質量部の、イオン導電性ゴムとしてのECOおよび/またはGECOと、50〜80質量部のNBIRとを併用したゴムを含むゴム組成物の架橋物からなるローラ本体2の外周面5に、紫外線等の照射によって酸化膜6を形成した現像ローラ1である。
【選択図】図1
Description
本発明は、現像ローラに関するものである。
電子写真法を利用した画像形成装置においては、概略下記の工程を経て、紙やプラスチックフィルムなどの用紙の表面に画像が形成される。
まず感光体の表面を一様に帯電させた状態で露光して、当該表面に、形成画像に対応した静電潜像を形成する(帯電工程→露光工程)。
次いで、微小な着色粒子であるトナーをあらかじめ所定の電位に帯電させた状態で、上記感光体の表面に接触させる。そうするとトナーが、静電潜像の電位パターンに応じて感光体の表面に選択的に付着されて、上記静電潜像がトナー像に現像される(現像工程)。
まず感光体の表面を一様に帯電させた状態で露光して、当該表面に、形成画像に対応した静電潜像を形成する(帯電工程→露光工程)。
次いで、微小な着色粒子であるトナーをあらかじめ所定の電位に帯電させた状態で、上記感光体の表面に接触させる。そうするとトナーが、静電潜像の電位パターンに応じて感光体の表面に選択的に付着されて、上記静電潜像がトナー像に現像される(現像工程)。
次いで、現像されたトナー像を用紙の表面に転写し(転写工程)、さらに定着させる(定着工程)ことにより、用紙の表面に画像が形成される。
トナー像を転写後の感光体は、その表面に残留したトナー等を、当該表面に当接させたクリーニングブレード等によって除去して次の画像形成に使用する準備とされる(クリーニング工程)。
トナー像を転写後の感光体は、その表面に残留したトナー等を、当該表面に当接させたクリーニングブレード等によって除去して次の画像形成に使用する準備とされる(クリーニング工程)。
上記のうち現像工程では、感光体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像するために、現像ローラが用いられる。
現像ローラとしては、例えば導電性を付与したゴム組成物を筒状に成形したのち架橋させたローラ本体を備えるものが一般的に用いられる。
上記ゴム組成物を形成するゴムとしては、ローラ本体に導電性を付与するために、例えばエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムが用いられる。
現像ローラとしては、例えば導電性を付与したゴム組成物を筒状に成形したのち架橋させたローラ本体を備えるものが一般的に用いられる。
上記ゴム組成物を形成するゴムとしては、ローラ本体に導電性を付与するために、例えばエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムが用いられる。
またゴムとしては、ローラ本体にゴムとしての特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性等を付与するため、イオン導電性ゴムとともに、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等のジエン系ゴムが併用される。
ローラ本体の外周面は、表面状態を整えるために、通常はコーティング膜で被覆される。
ローラ本体の外周面は、表面状態を整えるために、通常はコーティング膜で被覆される。
しかしコーティング膜は、そのもとになる液状のコーティング剤をスプレー法、ディッピング法等の塗布方法によってローラ本体の外周面に塗布したのち、乾燥させて形成されるため、上記形成過程において埃等の異物の混入、厚みムラの発生等の様々な不良を生じやすいという問題がある。
また、コーティング剤を調製するには有機溶剤が必要であるが、有機溶剤の使用は環境に対する負荷が大きく、近年の低VOC(揮発性有機化合物)化の流れに逆行することになるという問題もある。
また、コーティング剤を調製するには有機溶剤が必要であるが、有機溶剤の使用は環境に対する負荷が大きく、近年の低VOC(揮発性有機化合物)化の流れに逆行することになるという問題もある。
そこで、ローラ本体の外周面に紫外線を照射する等して酸化膜を形成して、コーティング膜を省略する場合がある(特許文献1)。
しかし、前述した従来のゴムの組み合わせからなり、外周面に薄い酸化膜を形成しただけのローラ本体は耐摩耗性が低く、画像形成枚数の増加に伴って大きく摩耗したりしやすい。
しかし、前述した従来のゴムの組み合わせからなり、外周面に薄い酸化膜を形成しただけのローラ本体は耐摩耗性が低く、画像形成枚数の増加に伴って大きく摩耗したりしやすい。
そして、摩耗によって発生した摩耗粉に起因して、例えば感光体に当接されたクリーニングブレードが、当該感光体の回転に伴ってめくれたり反転したりして感光体の表面を正常にクリーニングできなくなって、形成画像に画像不良を生じるといった問題がある。
本発明の目的は、コーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりも耐摩耗性に優れたローラ本体を備えた現像ローラを提供することにある。
本発明は、ゴムおよび前記ゴムを架橋させるための架橋成分を含むとともに、前記ゴムは、当該ゴムの総量100質量部中、20質量部以上、50質量部以下の、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体および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からなる群より選ばれた少なくとも1種のイオン導電性ゴム、ならびに50質量部以上、80質量部以下の、アクリロニトリルブタジエンイソプレンゴムを少なくとも含む、ゴム組成物の架橋物からなる筒状のローラ本体、および前記ローラ本体の外周面に設けられた酸化膜を備えている現像ローラである。
本発明によれば、コーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりも耐摩耗性に優れたローラ本体を備えた現像ローラを提供できる。
本発明は、ゴムおよび前記ゴムを架橋させるための架橋成分を含むとともに、前記ゴムは、当該ゴムの総量100質量部中、20質量部以上、50質量部以下の、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)および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)からなる群より選ばれた少なくとも1種のイオン導電性ゴム、ならびに50質量部以上、80質量部以下の、アクリロニトリルブタジエンイソプレンゴム(NBIR)を少なくとも含む、ゴム組成物の架橋物からなる筒状のローラ本体、および前記ローラ本体の外周面に設けられた酸化膜を備えている現像ローラである。
天然ゴムや、当該天然ゴムの構造を人工的に再現したイソプレンゴム(IR)の架橋物は、ジエン系ゴムの中では耐摩耗性に優れることが知られている。しかしこれらのゴムは、イオン導電性ゴムとしてのECOやGECOとは極性が大きく異なり、相溶性が低いため、加熱下で混練しても上記ECO等と良好に融合、一体化させることはできない。
ECOおよび/またはGECOとIRの併用系にさらにNBRを配合すると、当該NBRが相溶化剤として機能するため、各ゴムをある程度は融合させることができる。またスラブ状態での耐摩耗性もある程度は向上できる。
ECOおよび/またはGECOとIRの併用系にさらにNBRを配合すると、当該NBRが相溶化剤として機能するため、各ゴムをある程度は融合させることができる。またスラブ状態での耐摩耗性もある程度は向上できる。
しかし、その融合の度合いは未だ十分ではなく、実際に現像ローラを作製して画像形成を繰り返した際には耐摩耗性が不足して、画像形成枚数の増加に伴ってローラ本体が大きく摩耗したり、摩耗によって発生した摩耗粉が画像不良の原因となったりするのを十分に防止することはできない。
これに対し、NBRを構成する繰り返し単位であるアクリロニトリルとブタジエンに、さらにIRの繰り返し単位であるイソプレンを共重合させた三元共重合体であるNBIRは、それ自体がECOやGECOとの相溶性に優れており、加熱下で混練することで、上記ECOおよび/またはGECOと良好に融合、一体化できる。
これに対し、NBRを構成する繰り返し単位であるアクリロニトリルとブタジエンに、さらにIRの繰り返し単位であるイソプレンを共重合させた三元共重合体であるNBIRは、それ自体がECOやGECOとの相溶性に優れており、加熱下で混練することで、上記ECOおよび/またはGECOと良好に融合、一体化できる。
そのためNBIRをECOおよび/またはGECOと併用することにより、上記NBIRの主鎖中に導入したイソプレンの機能によって、ローラ本体の耐摩耗性を現状よりも大きく向上できる。
したがって、紫外線等の照射によって薄い酸化膜を形成してコーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ摩耗粉の発生とそれに伴う画像不良の発生とを良好に抑制できる。
したがって、紫外線等の照射によって薄い酸化膜を形成してコーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ摩耗粉の発生とそれに伴う画像不良の発生とを良好に抑制できる。
《ゴム組成物》
〈イオン導電性ゴム〉
本発明においては、前述したようにイオン導電性ゴムがECOおよび/またはGECOに限定される。
一般的なイオン導電性ゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含む各種のエピクロルヒドリンゴム、例えばエピクロルヒドリン単独重合体、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−プロピレンオキサイド二元共重合体、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、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)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等が知られている。
〈イオン導電性ゴム〉
本発明においては、前述したようにイオン導電性ゴムがECOおよび/またはGECOに限定される。
一般的なイオン導電性ゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含む各種のエピクロルヒドリンゴム、例えばエピクロルヒドリン単独重合体、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−プロピレンオキサイド二元共重合体、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、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)、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等が知られている。
しかし、上記のうちECO、GECO以外の他のエピクロルヒドリンゴムはイオン導電性が不十分で、NBIRと併用した際に、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させることができない。
これに対しECOおよび/またはGECOは高いイオン導電性を有するため、NBIRと併用した際に、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させることができる。
これに対しECOおよび/またはGECOは高いイオン導電性を有するため、NBIRと併用した際に、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させることができる。
(ECO)
上記のうちECOにおけるエチレンオキサイド(EO)含量は、50モル%以上であるのが好ましく、80モル%以下であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは、現像ローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。しかし、エチレンオキサイド含量がこの範囲未満ではかかる働きが十分に得られないため、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。
上記のうちECOにおけるエチレンオキサイド(EO)含量は、50モル%以上であるのが好ましく、80モル%以下であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは、現像ローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。しかし、エチレンオキサイド含量がこの範囲未満ではかかる働きが十分に得られないため、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。
一方、エチレンオキサイド含量が上記の範囲を超える場合には、エチレンオキサイドの結晶化が起こり、分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆にローラ抵抗値が上昇する傾向がある。また架橋後のローラ本体が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して加工性が低下したりするおそれもある。
ECOにおけるエピクロルヒドリン(EP)含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、50モル%以下であるのが好ましい。
ECOにおけるエピクロルヒドリン(EP)含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、50モル%以下であるのが好ましい。
ECOの具体例としては、これに限定されないが、例えば(株)大阪ソーダ製のエピクロマー(登録商標)D〔EO/EP=61/39(モル比)〕等が挙げられる。
(GECO)
GECOにおけるエチレンオキサイド(EO)含量は、71モル%以上であるのが好ましく、79.5モル%以下であるのが好ましい。
(GECO)
GECOにおけるエチレンオキサイド(EO)含量は、71モル%以上であるのが好ましく、79.5モル%以下であるのが好ましい。
エチレンオキサイド含量がこの範囲未満では、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラに適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。
一方、エチレンオキサイド含量が上記の範囲を超える場合には、逆にローラ抵抗値が上昇したり、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して加工性が低下したりするおそれがある。
一方、エチレンオキサイド含量が上記の範囲を超える場合には、逆にローラ抵抗値が上昇したり、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して加工性が低下したりするおそれがある。
GECOにおけるアリルグリシジルエーテル(AGE)含量は、0.5モル%以上であるのが好ましく、5モル%以下であるのが好ましい。
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、現像ローラのローラ抵抗値を低下させる働きをする。しかし、アリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満ではかかる働きが十分に得られないため、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、現像ローラのローラ抵抗値を低下させる働きをする。しかし、アリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満ではかかる働きが十分に得られないため、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。
一方、アリルグリシジルエーテルはGECOの架橋時に架橋点として機能するため、アリルグリシジルエーテル含量が上記の範囲を超える場合には、GECOの架橋密度が高くなりすぎることによって分子鎖のセグメント運動が妨げられて、却ってローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
GECOにおけるエピクロルヒドリン(EP)含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、24モル%以下であるのが好ましい。
GECOにおけるエピクロルヒドリン(EP)含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。すなわちエピクロルヒドリン含量は20モル%以上であるのが好ましく、24モル%以下であるのが好ましい。
なおGECOとしては、先に説明した3種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体の他に、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体(ECO)をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られており、本発明ではこのいずれのGECOも使用可能である。
GECOの具体例としては、これに限定されないが、例えば(株)大阪ソーダ製のエピオン(登録商標)301〔EO/EP/AGE=73/23/4(モル比)〕等が挙げられる。
GECOの具体例としては、これに限定されないが、例えば(株)大阪ソーダ製のエピオン(登録商標)301〔EO/EP/AGE=73/23/4(モル比)〕等が挙げられる。
〈NBIR〉
上記ECOおよび/またはGECOとともにアクリロニトリルブタジエンイソプレンゴム(NBIR)を併用することにより、前述したように、紫外線等の照射によって薄い酸化膜を形成してコーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりもローラ本体の耐摩耗性を大きく向上できる。
上記ECOおよび/またはGECOとともにアクリロニトリルブタジエンイソプレンゴム(NBIR)を併用することにより、前述したように、紫外線等の照射によって薄い酸化膜を形成してコーティング膜を省略した簡単な構造を維持しながら、なおかつ現状よりもローラ本体の耐摩耗性を大きく向上できる。
NBIRの具体例としては、これに限定されないが、例えば日本ゼオン(株)製のNIPOL(登録商標)DN1201〔結合アクリロニトリル量(中心値):35.0%、ムーニー粘度(中心値):77.5〕、DN1201L〔結合アクリロニトリル量(中心値):35.0%、ムーニー粘度(中心値):46〕等の少なくとも1種が挙げられる。
〈他のジエン系ゴム〉
上述したローラ本体の耐摩耗性を向上する効果を考慮すると、ジエン系ゴムとしては、NBIRのみを用いるのが好ましい。ただし、NBIRを用いることによる上記の効果を阻害しない範囲で、他のジエン系ゴムを併用してもよい。
〈他のジエン系ゴム〉
上述したローラ本体の耐摩耗性を向上する効果を考慮すると、ジエン系ゴムとしては、NBIRのみを用いるのが好ましい。ただし、NBIRを用いることによる上記の効果を阻害しない範囲で、他のジエン系ゴムを併用してもよい。
かかる他のジエン系ゴムとしては、これに限定されないが、例えばブタジエンゴム(BR)、NBR、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、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。
(BR)
上記のうちBRとしては、分子中にポリブタジエン構造を備え、架橋性を有する種々のBRがいずれも使用可能である。
(BR)
上記のうちBRとしては、分子中にポリブタジエン構造を備え、架橋性を有する種々のBRがいずれも使用可能である。
特に高温から低温まで広い温度範囲でゴムとしての良好な特性を発現しうる、シス−1,4結合の含量が95%以上の高シスBRが好ましい。
またBR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、本発明では感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのBRが好ましい。
またBR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、本発明では感光体の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのBRが好ましい。
これらBRの1種または2種以上を使用できる。
(NBR)
NBRとしては、アクリロニトリル含量が24%以下である低ニトリルNBR、25〜30%である中ニトリルNBR、31〜35%である中高ニトリルNBR、36〜42%である高ニトリルNBR、43%以上である極高ニトリルNBRのいずれを用いてもよい。
(NBR)
NBRとしては、アクリロニトリル含量が24%以下である低ニトリルNBR、25〜30%である中ニトリルNBR、31〜35%である中高ニトリルNBR、36〜42%である高ニトリルNBR、43%以上である極高ニトリルNBRのいずれを用いてもよい。
またNBRとしては、やはり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、本発明で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。
(SBR)
SBRとしては、スチレンと1,3−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のSBRが、いずれも使用可能である。
これらNBRの1種または2種以上を使用できる。
(SBR)
SBRとしては、スチレンと1,3−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のSBRが、いずれも使用可能である。
またSBRとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのSBRがあるが、このいずれも使用可能である。
さらにSBRとしては、やはり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、本発明では感光体の汚染を防止するために、非油展タイプのSBRを用いるのが好ましい。
さらにSBRとしては、やはり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、本発明では感光体の汚染を防止するために、非油展タイプのSBRを用いるのが好ましい。
これらSBRの1種または2種以上を使用できる。
(CR)
CRは、クロロプレンを乳化重合させて合成されるもので、その際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプとに分類される。
このうち硫黄変性タイプのCRは、クロロプレンと、分子量調整剤としての硫黄とを共重合させたポリマを、チウラムジスルフィド等で可塑化して所定の粘度に調整することで合成される。
(CR)
CRは、クロロプレンを乳化重合させて合成されるもので、その際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプとに分類される。
このうち硫黄変性タイプのCRは、クロロプレンと、分子量調整剤としての硫黄とを共重合させたポリマを、チウラムジスルフィド等で可塑化して所定の粘度に調整することで合成される。
また非硫黄変性タイプのCRは、例えばメルカプタン変性タイプ、キサントゲン変性タイプ等に分類される。
このうちメルカプタン変性タイプのCRは、例えばn−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調整剤として使用すること以外は、硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。
このうちメルカプタン変性タイプのCRは、例えばn−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調整剤として使用すること以外は、硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。
またキサントゲン変性タイプのCRは、アルキルキサントゲン化合物を分子量調整剤として使用すること以外は、やはり硫黄変性タイプのCRと同様にして合成される。
またCRは、その結晶化速度に基づいて、当該結晶化速度が遅いタイプ、中庸であるタイプ、および速いタイプに分類される。
本発明においては、いずれのタイプのCRを用いてもよいが、中でも非硫黄変性タイプで、かつ結晶化速度が遅いタイプのCRが好ましい。
またCRは、その結晶化速度に基づいて、当該結晶化速度が遅いタイプ、中庸であるタイプ、および速いタイプに分類される。
本発明においては、いずれのタイプのCRを用いてもよいが、中でも非硫黄変性タイプで、かつ結晶化速度が遅いタイプのCRが好ましい。
またCRとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合体を用いてもよい。かかる他の共重合成分としては、例えば2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン、1−クロロ−1,3−ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、およびメタクリル酸エステル等の1種または2種以上が挙げられる。
さらにCRとしては、やはり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、本発明では感光体の汚染を防止するために、非油展タイプのCRを用いるのが好ましい。
これらCRの1種または2種以上を使用できる。
(EPDM)
EPDMとしては、エチレン、プロピレン、およびジエンを共重合させた種々の共重合体がいずれも使用可能である。ジエンとしては、エチリデンノルボルネン(ENB)、ジシクロペンタジエン(DCPD)等が挙げられる。
これらCRの1種または2種以上を使用できる。
(EPDM)
EPDMとしては、エチレン、プロピレン、およびジエンを共重合させた種々の共重合体がいずれも使用可能である。ジエンとしては、エチリデンノルボルネン(ENB)、ジシクロペンタジエン(DCPD)等が挙げられる。
またEPDMとしては、水素化反応によって主鎖中に残存する二重結合の量を調整した水素化ニトリルゴム(HNBR)を用いることもできる。
さらにEPDMとしては、やはり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、本発明では感光体の汚染を防止するために、非油展タイプのEPDMを用いるのが好ましい。
さらにEPDMとしては、やはり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、本発明では感光体の汚染を防止するために、非油展タイプのEPDMを用いるのが好ましい。
これらEPDMの1種または2種以上を使用できる。
〈ゴムの配合割合〉
前述したように、イオン導電性ゴムとしてのECOおよび/またはGECOの配合割合は、ゴムの総量100質量部中の20質量部以上、50質量部以下である必要がある。
イオン導電性ゴムの配合割合がこの範囲未満では、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させることができない。
〈ゴムの配合割合〉
前述したように、イオン導電性ゴムとしてのECOおよび/またはGECOの配合割合は、ゴムの総量100質量部中の20質量部以上、50質量部以下である必要がある。
イオン導電性ゴムの配合割合がこの範囲未満では、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させることができない。
また、イオン導電性ゴムとしてのECOおよび/またはGECOは主鎖中に二重結合を有しないため、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成するべく、特に酸化性雰囲気中で紫外線を照射した際に発生するオゾン(波長200nm以下の紫外線が、主にオゾンを発生させる原因となる)に対する耐性を高める働きをするが、その配合割合が上記の範囲未満では、かかる効果が不十分となって、オゾン劣化により、ローラ本体の外周面にクラックが発生する場合もある。
一方、イオン導電性ゴムの配合割合が上記の範囲を超える場合には相対的にNBIRが少なくなって、当該NBIRによる、ローラ本体の耐摩耗性を向上する効果が得られない。そのため、画像形成枚数の増加に伴ってローラ本体が大きく摩耗したり、摩耗によって発生した摩耗粉が画像不良の原因となったりする場合がある。
これに対し、イオン導電性ゴムの配合割合を上記の範囲とすることで、ローラ本体の耐摩耗性が低下したり、外周面にクラックを生じたりすることなしに、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できる。
これに対し、イオン導電性ゴムの配合割合を上記の範囲とすることで、ローラ本体の耐摩耗性が低下したり、外周面にクラックを生じたりすることなしに、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できる。
またNBIRの配合割合は、ゴムの総量100質量部中の50質量部以上、80質量部以下である必要がある。
NBIRの配合割合がこの範囲未満では、当該NBIRを用いることによる、ローラ本体の耐摩耗性を向上する効果が得られない。そのため、画像形成枚数の増加に伴ってローラ本体が大きく摩耗したり、摩耗によって発生した摩耗粉が画像不良の原因となったりする場合がある。
NBIRの配合割合がこの範囲未満では、当該NBIRを用いることによる、ローラ本体の耐摩耗性を向上する効果が得られない。そのため、画像形成枚数の増加に伴ってローラ本体が大きく摩耗したり、摩耗によって発生した摩耗粉が画像不良の原因となったりする場合がある。
一方NBIRの配合割合が上記の範囲を超える場合には、ローラ本体の外周面にクラックが発生する場合がある。また、相対的にイオン導電性ゴムが少なくなって、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できない場合もある。
これに対し、NBIRの配合割合を上記の範囲とすることで、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させながら、また外周面にクラックが生じるのを防止しながら、ローラ本体の耐摩耗性を向上できる。
これに対し、NBIRの配合割合を上記の範囲とすることで、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させながら、また外周面にクラックが生じるのを防止しながら、ローラ本体の耐摩耗性を向上できる。
NIBR以外の他のジエン系ゴムを併用する場合、当該他のジエン系ゴムの配合割合は、ゴムの総量100質量部中の30質量部以下であるのが好ましい。
他のジエン系ゴムの配合割合がこの範囲を超える場合には、相対的にイオン導電性ゴムが不足して、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。また相対的にNBIRが少なくなって、ローラ本体の耐摩耗性が低下するおそれもある。
他のジエン系ゴムの配合割合がこの範囲を超える場合には、相対的にイオン導電性ゴムが不足して、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下できないおそれがある。また相対的にNBIRが少なくなって、ローラ本体の耐摩耗性が低下するおそれもある。
これに対し、他のジエン系ゴムの配合割合を上記の範囲とすることで、先に説明した、ECOおよび/またはGECOとNBIRとを併用することによる効果、すなわち現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させながら、ローラ本体の耐摩耗性を向上する効果を良好に確保できる。
なお、他のジエン系ゴムの配合割合の下限は、特に限定されない。前述したように他のジエン系ゴムを配合しない、すなわち0質量部とするのが、上述したECOおよび/またはGECOとNBIRとを併用することによる効果をさらに向上する上で好ましい。
なお、他のジエン系ゴムの配合割合の下限は、特に限定されない。前述したように他のジエン系ゴムを配合しない、すなわち0質量部とするのが、上述したECOおよび/またはGECOとNBIRとを併用することによる効果をさらに向上する上で好ましい。
〈架橋成分〉
架橋成分としては、チオウレア系架橋剤およびトリアジン系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも1種、ならびに硫黄系架橋成分を併用するのが好ましい。
(チオウレア系架橋剤)
チオウレア系架橋剤としては、分子中にチオウレア構造を有し、主にECOおよび/またはGECOの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物が使用可能である。
架橋成分としては、チオウレア系架橋剤およびトリアジン系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも1種、ならびに硫黄系架橋成分を併用するのが好ましい。
(チオウレア系架橋剤)
チオウレア系架橋剤としては、分子中にチオウレア構造を有し、主にECOおよび/またはGECOの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物が使用可能である。
チオウレア系架橋剤としては、例えばエチレンチオウレア(別名:2−メルカプトイミダゾリン)、ジエチルチオウレア、ジブチルチオウレア等の1種または2種以上が挙げられる。特にエチレンチオウレアが好ましい。
チオウレア系架橋剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.3質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
チオウレア系架橋剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.3質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
チオウレア系架橋剤の配合割合がこの範囲未満では、ECOおよび/またはGECOの架橋が不十分になり、ローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなってヘタリを生じやすくなるおそれがある。
一方、チオウレア系架橋剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎるため、画像耐久性が低下して、画像形成を繰り返した際に形成画像の余白部分にトナーが付着する、いわゆるカブリの不良を生じやすくなるおそれがある。
一方、チオウレア系架橋剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎるため、画像耐久性が低下して、画像形成を繰り返した際に形成画像の余白部分にトナーが付着する、いわゆるカブリの不良を生じやすくなるおそれがある。
すなわち1回の画像形成には、画像形成装置の現像部に収容されたトナーのごく一部しか使用されず、残りの大部分のトナーは、現像部内を繰り返し循環する。
そのため、現像部内に設けられた現像ローラが硬すぎる場合には、画像形成を繰り返した際に、当該現像ローラと繰り返し接触することでトナーがダメージを受けやすくなる。
そして、ダメージによってトナーが粉砕されたりする割合が増加し、それによって発生したトナーの粉砕物などは正常なトナーと比べて帯電特性等が大きくずれるため、形成画像の余白部分に付着してカブリを生じやすくなる。
そのため、現像部内に設けられた現像ローラが硬すぎる場合には、画像形成を繰り返した際に、当該現像ローラと繰り返し接触することでトナーがダメージを受けやすくなる。
そして、ダメージによってトナーが粉砕されたりする割合が増加し、それによって発生したトナーの粉砕物などは正常なトナーと比べて帯電特性等が大きくずれるため、形成画像の余白部分に付着してカブリを生じやすくなる。
また、チオウレア系架橋剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には、過剰のチオウレア系架橋剤がローラ本体の外周面にブルームして、紫外線等の照射による酸化膜の形成を妨げたり、感光体を汚染したりするおそれもある。
(架橋促進剤)
チオウレア系架橋剤には、当該チオウレア系架橋剤によるECOおよび/またはGECOの架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
(架橋促進剤)
チオウレア系架橋剤には、当該チオウレア系架橋剤によるECOおよび/またはGECOの架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。
かかる架橋促進剤としては、例えば1,3−ジフェニルグアニジン(D)、1,3−ジ−o−トリルグアニジン(DT)、1-o-トリルビグアニド(BG)等のグアニジン系促進剤などの1種または2種以上が挙げられる。
架橋促進剤の配合割合は、ECOおよび/またはGECOの架橋を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり0.3質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
架橋促進剤の配合割合は、ECOおよび/またはGECOの架橋を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、ゴムの総量100質量部あたり0.3質量部以上であるのが好ましく、1質量部以下であるのが好ましい。
(トリアジン系架橋剤)
トリアジン系架橋剤としては、分子中にトリアジン構造を有し、主にECOおよび/またはGECOの架橋剤として機能しうる種々のトリアジン化合物が使用可能である。
トリアジン系架橋剤としては、例えば2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−アニリノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等の1種または2種以上が挙げられる。
トリアジン系架橋剤としては、分子中にトリアジン構造を有し、主にECOおよび/またはGECOの架橋剤として機能しうる種々のトリアジン化合物が使用可能である。
トリアジン系架橋剤としては、例えば2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−アニリノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、2−ジブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等の1種または2種以上が挙げられる。
トリアジン系架橋剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.5質量部以上であるのが好ましく、3.0質量部以下であるのが好ましい。
トリアジン系架橋剤の配合割合がこの範囲未満では、ECOおよび/またはGECOの架橋が不十分になり、ローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなってヘタリを生じやすくなるおそれがある。
トリアジン系架橋剤の配合割合がこの範囲未満では、ECOおよび/またはGECOの架橋が不十分になり、ローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなってヘタリを生じやすくなるおそれがある。
一方、トリアジン系架橋剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎるため、やはり画像耐久性が低下して、カブリの不良を生じやすくなるおそれがある。また、過剰のトリアジン系架橋剤がローラ本体の外周面にブルームして、紫外線等の照射による酸化膜の形成を妨げたり、感光体を汚染したりするおそれもある。
(硫黄系架橋成分)
主にジエン系ゴムを架橋させるための硫黄系架橋成分としては、硫黄系架橋剤と、含硫黄系の架橋促進剤とを併用するのが好ましい。
このうち硫黄系架橋剤としては、例えば粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいは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などが挙げられ、特に硫黄が好ましい。
主にジエン系ゴムを架橋させるための硫黄系架橋成分としては、硫黄系架橋剤と、含硫黄系の架橋促進剤とを併用するのが好ましい。
このうち硫黄系架橋剤としては、例えば粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいは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などが挙げられ、特に硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、2質量部以下であるのが好ましい。
硫黄の配合割合がこの範囲未満では、ジエン系ゴムを良好に架橋させて、ローラ本体にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性等を付与できないおそれがある。
硫黄の配合割合がこの範囲未満では、ジエン系ゴムを良好に架橋させて、ローラ本体にゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性等を付与できないおそれがある。
一方、硫黄の配合割合が上記の範囲を超える場合には、過剰の硫黄がローラ本体の外周面にブルームして、紫外線等の照射による酸化膜の形成を妨げたり、感光体を汚染したりするおそれがある。
なお、例えば硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
なお、例えば硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ゴムの総量100質量部あたりの割合が上記の範囲となるように調整するのが好ましい。
含硫黄系の架橋促進剤としては、例えばチアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の1種または2種以上が挙げられる。このうちチアゾール系促進剤とチウラム系促進剤とを併用するのが好ましい。
含硫黄系の架橋促進剤としては、例えばチアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の1種または2種以上が挙げられる。このうちチアゾール系促進剤とチウラム系促進剤とを併用するのが好ましい。
チアゾール系促進剤としては、例えば2−メルカプトベンゾチアゾール(M)、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド(DM)、2−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩(MZ)、2-メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩(HM、M60−OT)、2−(N,N−ジエチルチオカルバモイルチオ)ベンゾチアゾール(64)、2−(4′−モルホリノジチオ)ベンゾチアゾール(DS、MDB)等の1種または2種以上が挙げられる。特にジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド(DM)が好ましい。
またチウラム系促進剤としては、例えばテトラメチルチウラムモノスルフィド(TS)、テトラメチルチウラムジスルフィド(TT、TMT)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TET)、テトラブチルチウラムジスルフィド(TBT)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT−N)、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド(TRA)等の1種または2種以上が挙げられる。特にテトラメチルチウラムモノスルフィド(TS)が好ましい。
かかる2種の架橋促進剤の併用系において、ジエン系ゴムの架橋を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、チアゾール系促進剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上、2質量部以下であるのが好ましい。またチウラム系促進剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.3質量部以上、1質量部以下であるのが好ましい。
〈導電剤〉
ゴム組成物には、さらに導電剤としての、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンと、陽イオンとの塩(イオン塩)を配合してもよい。
導電剤としてイオン塩を配合することでゴム組成物のイオン導電性をさらに向上して、現像ローラのローラ抵抗値をより一層低下できる。
ゴム組成物には、さらに導電剤としての、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンと、陽イオンとの塩(イオン塩)を配合してもよい。
導電剤としてイオン塩を配合することでゴム組成物のイオン導電性をさらに向上して、現像ローラのローラ抵抗値をより一層低下できる。
イオン塩を構成する、分子中にフルオロ基およびスルホニル基を有する陰イオンとしては、例えばフルオロアルキルスルホン酸イオン、ビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオン、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオン等の1種または2種以上が挙げられる。
このうちフルオロアルキルスルホン酸イオンとしては、例えばCF3SO3 −、C4F9SO3 −等の1種または2種以上が挙げられる。
このうちフルオロアルキルスルホン酸イオンとしては、例えばCF3SO3 −、C4F9SO3 −等の1種または2種以上が挙げられる。
またビス(フルオロアルキルスルホニル)イミドイオンとしては、例えば(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−、(C4F9SO2)(CF3SO2)N−、(FSO2C6F4)(CF3SO2)N−、(C8F17SO2)(CF3SO2)N−、(CF3CH2OSO2)2N−、(CF3CF2CH2OSO2)2N−、(HCF2CF2CH2OSO2)2N−、[(CF3)2CHOSO2]2N−等の1種または2種以上が挙げられる。
さらにトリス(フルオロアルキルスルホニル)メチドイオンとしては、例えば(CF3SO2)3C−、(CF3CH2OSO2)3C−等の1種または2種以上が挙げられる。
また陽イオンとしては、例えばナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属のイオン、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の第2族元素のイオン、遷移元素のイオン、両性元素の陽イオン、第4級アンモニウムイオン、イミダゾリウム陽イオン等の1種または2種以上が挙げられる。
また陽イオンとしては、例えばナトリウム、リチウム、カリウム等のアルカリ金属のイオン、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の第2族元素のイオン、遷移元素のイオン、両性元素の陽イオン、第4級アンモニウムイオン、イミダゾリウム陽イオン等の1種または2種以上が挙げられる。
イオン塩としては、特に陽イオンとしてリチウムイオンを用いたリチウム塩、および陽イオンとしてカリウムイオンを用いたカリウム塩が好ましい。
中でも、ゴム組成物のイオン導電性を向上して現像ローラのローラ抵抗値を低下させる効果の点で、(CF3SO2)2NLi〔リチウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〕、および/または(CF3SO2)2NK〔カリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〕が好ましい。
中でも、ゴム組成物のイオン導電性を向上して現像ローラのローラ抵抗値を低下させる効果の点で、(CF3SO2)2NLi〔リチウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〕、および/または(CF3SO2)2NK〔カリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〕が好ましい。
イオン塩の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.5質量部以上、特に0.8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。
イオン塩の配合割合がこの範囲未満では、ゴム組成物のイオン導電性を向上して現像ローラのローラ抵抗値を低下させる効果が十分に得られないおそれがある。
一方、イオン塩の配合割合が上記の範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、過剰のイオン塩がローラ本体の外周面にブルームして、紫外線等の照射による酸化膜の形成を妨げたり、感光体を汚染したりするおそれがある。
イオン塩の配合割合がこの範囲未満では、ゴム組成物のイオン導電性を向上して現像ローラのローラ抵抗値を低下させる効果が十分に得られないおそれがある。
一方、イオン塩の配合割合が上記の範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、過剰のイオン塩がローラ本体の外周面にブルームして、紫外線等の照射による酸化膜の形成を妨げたり、感光体を汚染したりするおそれがある。
〈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、例えば架橋促進助剤、受酸剤、充填剤等が挙げられる。
このうち架橋促進助剤としては、例えば酸化亜鉛(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、従来公知の架橋促進助剤の1種または2種以上が挙げられる。
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、例えば架橋促進助剤、受酸剤、充填剤等が挙げられる。
このうち架橋促進助剤としては、例えば酸化亜鉛(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、従来公知の架橋促進助剤の1種または2種以上が挙げられる。
架橋促進助剤の配合割合は、個別に、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
受酸剤は、架橋時にECOおよび/またはGECO等から発生する塩素系ガスの、ローラ本体内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等を防止するために機能する。
受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイト類が好ましい。
受酸剤は、架橋時にECOおよび/またはGECO等から発生する塩素系ガスの、ローラ本体内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等を防止するために機能する。
受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイト類が好ましい。
また、ハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用すると、より高い受酸効果を得ることができ、感光体の汚染をより一層確実に防止できる。
受酸剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
受酸剤の配合割合がこの範囲未満では、当該受酸剤を配合することによる効果が十分に得られないおそれがある。また、受酸剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には架橋後のローラ本体が硬くなりすぎるため、画像耐久性が低下して、カブリの不良を生じやすくなるおそれがある。
受酸剤の配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり0.1質量部以上であるのが好ましく、7質量部以下であるのが好ましい。
受酸剤の配合割合がこの範囲未満では、当該受酸剤を配合することによる効果が十分に得られないおそれがある。また、受酸剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には架橋後のローラ本体が硬くなりすぎるため、画像耐久性が低下して、カブリの不良を生じやすくなるおそれがある。
充填剤としては、例えば酸化亜鉛、シリカ、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム等の1種または2種以上が挙げられる。
充填剤を配合することにより、現像ローラの機械的強度等を向上できる。
また、充填剤として導電性カーボンブラックを用いると、ローラ本体に電子導電性を付与できる。
充填剤を配合することにより、現像ローラの機械的強度等を向上できる。
また、充填剤として導電性カーボンブラックを用いると、ローラ本体に電子導電性を付与できる。
導電性カーボンブラックとしては、例えばHAFが好ましい。HAFは、ゴム組成物中に均一に分散できるため、ローラ本体にできるだけ均一な電子導電性を付与できる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下であるのが好ましい。
また添加剤としては、さらに劣化防止剤、スコーチ防止剤、可塑剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等の各種添加剤を、任意の割合で配合してもよい。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴムの総量100質量部あたり1質量部以上であるのが好ましく、5質量部以下であるのが好ましい。
また添加剤としては、さらに劣化防止剤、スコーチ防止剤、可塑剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等の各種添加剤を、任意の割合で配合してもよい。
《現像ローラ》
図1は、本発明の現像ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図1を参照して、この例の現像ローラ1は、上記各成分を含むゴム組成物によって、非多孔質でかつ単層構造の筒状に形成されたローラ本体2を備えるとともに、当該ローラ本体2の中心の通孔3に、シャフト4が挿通されて固定されたものである。
図1は、本発明の現像ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図1を参照して、この例の現像ローラ1は、上記各成分を含むゴム組成物によって、非多孔質でかつ単層構造の筒状に形成されたローラ本体2を備えるとともに、当該ローラ本体2の中心の通孔3に、シャフト4が挿通されて固定されたものである。
シャフト4は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成されている。
シャフト4は、例えば導電性を有する接着剤を介して、ローラ本体2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3の内径よりも外径の大きいものを通孔3に圧入することで、ローラ本体2と電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
シャフト4は、例えば導電性を有する接着剤を介して、ローラ本体2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3の内径よりも外径の大きいものを通孔3に圧入することで、ローラ本体2と電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
ローラ本体2の外周面5には、図中に拡大して示すように、酸化膜6が形成されている。
酸化膜6を形成することにより、当該酸化膜6が誘電層として機能して、現像ローラ1の誘電正接を低減できる。また酸化膜6が低摩擦層として機能して、トナーの付着を良好に抑制できる。
酸化膜6を形成することにより、当該酸化膜6が誘電層として機能して、現像ローラ1の誘電正接を低減できる。また酸化膜6が低摩擦層として機能して、トナーの付着を良好に抑制できる。
しかも酸化膜6は、例えば酸化性雰囲気中で外周面5に紫外線を照射する等して、当該外周面5の近傍のゴム組成物中に含まれるNBIR等のジエン系ゴムを酸化させるだけで、簡単に形成できるため、現像ローラ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。
なお、現像ローラ1の「単層構造」とは、ゴム等からなる層の数が単層であることを指し、紫外線照射等によって形成される酸化膜6は層数に含まないこととする。
なお、現像ローラ1の「単層構造」とは、ゴム等からなる層の数が単層であることを指し、紫外線照射等によって形成される酸化膜6は層数に含まないこととする。
現像ローラ1を製造するには、まず調製したゴム組成物を、押出成形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圧、加熱して架橋させる。
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してローラ本体2を形成する。
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。
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してローラ本体2を形成する。
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。
また、研磨工程の最後に鏡面研磨をして仕上げてもよい。その場合は、外周面5の離型性をさらに向上して、酸化膜6を形成することと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。また感光体等の汚染を有効に防止できる。
シャフト4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3に挿通して固定できる。
シャフト4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3に挿通して固定できる。
ただしカット後、まず通孔3にシャフト4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ローラ本体2の反りや変形を抑制できる。また、シャフト4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5のフレを抑制できる。
シャフト4は、先に説明したように、通孔3の内径よりも外径の大きいものを通孔3に圧入するか、あるいは導電性を有する熱硬化性接着剤を介して、二次架橋前の筒状体の通孔3に挿通すればよい。
シャフト4は、先に説明したように、通孔3の内径よりも外径の大きいものを通孔3に圧入するか、あるいは導電性を有する熱硬化性接着剤を介して、二次架橋前の筒状体の通孔3に挿通すればよい。
前者の場合は、シャフト4の圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
また後者の場合は、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4がローラ本体2に電気的に接合されるとともに、機械的に固定される。
酸化膜6は、先に説明したように、ローラ本体2の外周面5に紫外線を照射して形成するのが好ましい。すなわち、ローラ本体2の外周面5に所定波長の紫外線を所定時間照射して、当該外周面5の近傍を構成するゴム組成物中のNBIR等を酸化させるだけで酸化膜6を形成できるため、簡単で効率的である。
また後者の場合は、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4がローラ本体2に電気的に接合されるとともに、機械的に固定される。
酸化膜6は、先に説明したように、ローラ本体2の外周面5に紫外線を照射して形成するのが好ましい。すなわち、ローラ本体2の外周面5に所定波長の紫外線を所定時間照射して、当該外周面5の近傍を構成するゴム組成物中のNBIR等を酸化させるだけで酸化膜6を形成できるため、簡単で効率的である。
しかも、紫外線の照射によって形成される酸化膜6は、例えば従来の、塗剤を塗布して形成されるコーティング膜のような問題を生じることがない上、厚みの均一性や、ローラ本体2との密着性等にも優れている。
照射する紫外線の波長は、ゴム組成物中のNBIR等を効率よく酸化させて、前述した機能に優れた酸化膜6を形成することを考慮すると、100nm以上であるのが好ましく、400nm以下、特に300nm以下であるのが好ましい。また照射の時間は30秒間以上、特に1分間以上であるのが好ましく、30分間以下、特に15分間以下であるのが好ましい。
照射する紫外線の波長は、ゴム組成物中のNBIR等を効率よく酸化させて、前述した機能に優れた酸化膜6を形成することを考慮すると、100nm以上であるのが好ましく、400nm以下、特に300nm以下であるのが好ましい。また照射の時間は30秒間以上、特に1分間以上であるのが好ましく、30分間以下、特に15分間以下であるのが好ましい。
ただし酸化膜6は、他の方法で形成してもよい。
非多孔質でかつ単層構造の現像ローラ1は、ローラ本体2のタイプAデュロメータ硬さが52以上であるのが好ましく、56以下であるのが好ましい。
タイプAデュロメータ硬さがこの範囲未満では、ローラ本体2の圧縮永久ひずみが大きくなってヘタリを生じやすくなるおそれがある。
非多孔質でかつ単層構造の現像ローラ1は、ローラ本体2のタイプAデュロメータ硬さが52以上であるのが好ましく、56以下であるのが好ましい。
タイプAデュロメータ硬さがこの範囲未満では、ローラ本体2の圧縮永久ひずみが大きくなってヘタリを生じやすくなるおそれがある。
一方、タイプAデュロメータ硬さが上記の範囲を超える場合には、ローラ本体2が硬くなりすぎるため、画像耐久性が低下して、カブリの不良を生じやすくなるおそれがある。
これに対し、タイプAデュロメータ硬さを上記の範囲とすることにより、ローラ本体2の圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい上、画像耐久性が良く、カブリの不良を生じにくい現像ローラ1を得ることができる。
これに対し、タイプAデュロメータ硬さを上記の範囲とすることにより、ローラ本体2の圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい上、画像耐久性が良く、カブリの不良を生じにくい現像ローラ1を得ることができる。
また現像ローラ1は、当該現像ローラ1としての使用に適したものとするために、ローラ抵抗値が107Ω以下であるのが好ましい。
タイプAデュロメータ硬さやローラ抵抗値等を上記の範囲に調整するためには、前述した各成分の種類および配合割合を、前述した範囲で適宜変更すればよい。
ローラ本体2のタイプAデュロメータ硬さ、および現像ローラ1のローラ抵抗値を、本発明では、それぞれ温度23℃、相対湿度55%の常温常湿環境下、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
タイプAデュロメータ硬さやローラ抵抗値等を上記の範囲に調整するためには、前述した各成分の種類および配合割合を、前述した範囲で適宜変更すればよい。
ローラ本体2のタイプAデュロメータ硬さ、および現像ローラ1のローラ抵抗値を、本発明では、それぞれ温度23℃、相対湿度55%の常温常湿環境下、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
〈タイプAデュロメータ硬さ測定〉
ローラ本体2の両端から突出したシャフト4の両端部を支持台に固定した状態で、当該ローラ本体2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、ローラ本体2のタイプAデュロメータ硬さとする。
ローラ本体2の両端から突出したシャフト4の両端部を支持台に固定した状態で、当該ローラ本体2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、ローラ本体2のタイプAデュロメータ硬さとする。
〈ローラ抵抗値測定〉
図2は、現像ローラ1のローラ抵抗値を測定する方法を説明する図である。
図1、図2を参照して、まず一定の回転速度で回転させることができるアルミニウムドラム7を用意し、かかるアルミニウムドラム7の外周面8に、上方から、現像ローラ1のローラ本体2の外周面5を接触させる。
図2は、現像ローラ1のローラ抵抗値を測定する方法を説明する図である。
図1、図2を参照して、まず一定の回転速度で回転させることができるアルミニウムドラム7を用意し、かかるアルミニウムドラム7の外周面8に、上方から、現像ローラ1のローラ本体2の外周面5を接触させる。
また現像ローラ1のシャフト4とアルミニウムドラム7との間に直流電源9、および抵抗10を直列に接続して計測回路11を構成する。直流電源9は(−)側をシャフト4、(+)側を抵抗10と接続する。抵抗10の抵抗値rは100Ωとする。
次いでシャフト4の両端部にそれぞれ450gの荷重Fをかけてローラ本体2をアルミニウムドラム7に圧接させた状態で、当該アルミニウムドラム7を回転(回転数:40rpm)させながら、両者間に、直流電源9から直流100Vの印加電圧Eを印加した際に、抵抗10にかかる検出電圧Vを計測する。
次いでシャフト4の両端部にそれぞれ450gの荷重Fをかけてローラ本体2をアルミニウムドラム7に圧接させた状態で、当該アルミニウムドラム7を回転(回転数:40rpm)させながら、両者間に、直流電源9から直流100Vの印加電圧Eを印加した際に、抵抗10にかかる検出電圧Vを計測する。
検出電圧Vと印加電圧E(=100V)とから、現像ローラ1のローラ抵抗値Rは、基本的に式(i′):
R=r×E/V−r (i′)
によって求められる。ただし式(i′)中の−rの項は微小とみなすことができるため、本発明では式(i):
R=r×E/V (i)
によって求めた値でもって現像ローラ1のローラ抵抗値とすることとする。
R=r×E/V−r (i′)
によって求められる。ただし式(i′)中の−rの項は微小とみなすことができるため、本発明では式(i):
R=r×E/V (i)
によって求めた値でもって現像ローラ1のローラ抵抗値とすることとする。
本発明の現像ローラは、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各種の画像形成装置に組み込んで用いることができる。
〈実施例1〉
(ゴム組成物の調製)
ゴムとしては、ECO〔(株)大阪ソーダ製のエピクロマー(登録商標)D、EO/EP=61/39(モル比)〕30質量部、およびNBIR〔日本ゼオン(株)製のNIPOL(登録商標)DN1201L、結合アクリロニトリル量(中心値):35.0%、ムーニー粘度(中心値):46〕70質量部を配合した。
(ゴム組成物の調製)
ゴムとしては、ECO〔(株)大阪ソーダ製のエピクロマー(登録商標)D、EO/EP=61/39(モル比)〕30質量部、およびNBIR〔日本ゼオン(株)製のNIPOL(登録商標)DN1201L、結合アクリロニトリル量(中心値):35.0%、ムーニー粘度(中心値):46〕70質量部を配合した。
そして、これらゴムの総量100質量部を、10Lニーダを用いて素練りしながら、まず導電剤としてのカリウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド〔三菱マテリアル電子化成(株)製のEF−N112〕1質量部、カーボンブラック〔HAF、東海カーボン(株)製の商品名シースト3〕2質量部、架橋促進助剤としての酸化亜鉛2種〔三井金属鉱業(株)製〕5質量部、および受酸剤としてのハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のDHT−4A(登録商標)−2〕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。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は30質量部、NBIRの配合割合は70質量部であった。
表1中の各成分は下記のとおり。なお表中の質量部は、ゴムの総量100質量部あたりの質量部である。
粉末硫黄:架橋剤〔鶴見化学工業(株)製〕
促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔チアゾール系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーDM〕
促進剤TS:テトラメチルチウラムモノスルフィド〔チウラム系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーTS〕
チオウレア系架橋剤: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(登録商標)22−S〕
促進剤DT:1,3−ジ−o−トリルグアニジン〔グアニジン系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー(登録商標)DT〕
(現像ローラの製造)
調製したゴム組成物をφ60の押出成形機に供給して、内径φ5.0mm、外径φ13.0mmの筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で160℃×30分間架橋させた。
粉末硫黄:架橋剤〔鶴見化学工業(株)製〕
促進剤DM:ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔チアゾール系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーDM〕
促進剤TS:テトラメチルチウラムモノスルフィド〔チウラム系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラーTS〕
チオウレア系架橋剤: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(登録商標)22−S〕
促進剤DT:1,3−ジ−o−トリルグアニジン〔グアニジン系促進剤、大内新興化学工業(株)製のノクセラー(登録商標)DT〕
(現像ローラの製造)
調製したゴム組成物をφ60の押出成形機に供給して、内径φ5.0mm、外径φ13.0mmの筒状に押出成形し、架橋用の仮のシャフトに装着して加硫缶内で160℃×30分間架橋させた。
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(ポリアミド系)を塗布した外径φ6mmの金属製のシャフトに装着し直し、オーブン中で150℃×60分間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、次いで外周面を、広幅研磨機を用いて外径がφ11.5mmになるまで乾式研磨してローラ本体を形成した。
そして形成したローラ本体の外周面をアルコール拭きしたのち、当該外周面からUVランプまでの距離が50mmになるように設定して紫外線照射装置〔セン特殊光源(株)製のPL21−200〕にセットし、シャフトを中心として30rpmで回転させながら、波長185nmと245nmの紫外線を5分間照射することで上記外周面に酸化膜を形成して、現像ローラを製造した。
そして形成したローラ本体の外周面をアルコール拭きしたのち、当該外周面からUVランプまでの距離が50mmになるように設定して紫外線照射装置〔セン特殊光源(株)製のPL21−200〕にセットし、シャフトを中心として30rpmで回転させながら、波長185nmと245nmの紫外線を5分間照射することで上記外周面に酸化膜を形成して、現像ローラを製造した。
〈実施例2〉
ECOの量を50質量部、NBIRの量を50質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は50質量部、NBIRの配合割合は50質量部であった。
〈実施例3〉
ECOの量を20質量部、NBIRの量を80質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は20質量部、NBIRの配合割合は80質量部であった。
ECOの量を50質量部、NBIRの量を50質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は50質量部、NBIRの配合割合は50質量部であった。
〈実施例3〉
ECOの量を20質量部、NBIRの量を80質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は20質量部、NBIRの配合割合は80質量部であった。
〈比較例1〉
ECOの量を60質量部、NBIRの量を40質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は60質量部、NBIRの配合割合は40質量部であった。
〈比較例2〉
ECOの量を10質量部、NBIRの量を90質量部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、現像ローラを製造したが、外周面にクラックが発生したため、タイプAデュロメータ硬さ測定以外の試験は実施しなかった。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は10質量部、NBIRの配合割合は90質量部であった。
ECOの量を60質量部、NBIRの量を40質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は60質量部、NBIRの配合割合は40質量部であった。
〈比較例2〉
ECOの量を10質量部、NBIRの量を90質量部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、現像ローラを製造したが、外周面にクラックが発生したため、タイプAデュロメータ硬さ測定以外の試験は実施しなかった。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は10質量部、NBIRの配合割合は90質量部であった。
〈比較例3〉
NBIRに代えてNBR〔JSR(株)製のJSR N250 SL、低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量:20%〕を同量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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は30質量部、NBRの配合割合は70質量部であった。
NBIRに代えてNBR〔JSR(株)製のJSR N250 SL、低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量:20%〕を同量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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は30質量部、NBRの配合割合は70質量部であった。
〈実施例4〉
ECOに代えてGECO〔(株)大阪ソーダ製のエピオン(登録商標)301、EO/EP/AGE=73/23/4(モル比)〕を同量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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、GECOの配合割合は30質量部、NBIRの配合割合は70質量部であった。
ECOに代えてGECO〔(株)大阪ソーダ製のエピオン(登録商標)301、EO/EP/AGE=73/23/4(モル比)〕を同量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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、GECOの配合割合は30質量部、NBIRの配合割合は70質量部であった。
〈実施例5〉
チオウレア系架橋剤および促進剤DTに代えて、ゴムの総量100質量部あたり2.00質量部の、トリアジン系架橋剤としての2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン〔川口化学工業(株)製のアクター(登録商標)TSH〕を配合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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、GECOの配合割合は30質量部、NBIRの配合割合は70質量部であった。
チオウレア系架橋剤および促進剤DTに代えて、ゴムの総量100質量部あたり2.00質量部の、トリアジン系架橋剤としての2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン〔川口化学工業(株)製のアクター(登録商標)TSH〕を配合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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、GECOの配合割合は30質量部、NBIRの配合割合は70質量部であった。
〈実施例6〉
ECOの量を20質量部、NBIRの量を50質量部として、さらにBR〔JSR(株)製のJSR BR01、シス−1,4結合の含量:95質量%〕30質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は20質量部、NBIRの配合割合は50質量部であった。
ECOの量を20質量部、NBIRの量を50質量部として、さらにBR〔JSR(株)製のJSR BR01、シス−1,4結合の含量:95質量%〕30質量部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、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は20質量部、NBIRの配合割合は50質量部であった。
〈実施例7〉
ECOとして、EO/EP=40/60(モル比)である、(株)大阪ソーダ製のエピクロマー(登録商標)Cを同量配合したこと以外は実施例2と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は50質量部、NBIRの配合割合は50質量部であった。
ECOとして、EO/EP=40/60(モル比)である、(株)大阪ソーダ製のエピクロマー(登録商標)Cを同量配合したこと以外は実施例2と同様にしてゴム組成物を調製し、現像ローラを製造した。ゴムの総量100質量部中の、ECOの配合割合は50質量部、NBIRの配合割合は50質量部であった。
〈タイプAデュロメータ硬さ測定〉
実施例、比較例で製造した現像ローラの、ローラ本体のタイプAデュロメータ硬さを、温度23℃、相対湿度55%の常温常湿環境下で、先に説明した測定方法によって測定した。
〈ローラ抵抗値測定〉
実施例、比較例で製造した現像ローラのローラ抵抗値を、温度23℃、相対湿度55%の常温常湿環境下で、先に説明した測定方法によって測定した。なお下記の表では、ローラ抵抗値をlogR値で表している。
実施例、比較例で製造した現像ローラの、ローラ本体のタイプAデュロメータ硬さを、温度23℃、相対湿度55%の常温常湿環境下で、先に説明した測定方法によって測定した。
〈ローラ抵抗値測定〉
実施例、比較例で製造した現像ローラのローラ抵抗値を、温度23℃、相対湿度55%の常温常湿環境下で、先に説明した測定方法によって測定した。なお下記の表では、ローラ抵抗値をlogR値で表している。
〈実機試験〉
(初期画像の評価)
実施例、比較例で製造した現像ローラを、複合機〔キヤノン(株)製のimageRUNNER(登録商標)C5050〕のトナーカートリッジの、純正の現像ローラと交換した。
(初期画像の評価)
実施例、比較例で製造した現像ローラを、複合機〔キヤノン(株)製のimageRUNNER(登録商標)C5050〕のトナーカートリッジの、純正の現像ローラと交換した。
そして温度23℃、相対湿度55%の常温常湿環境下で、上記トナーカートリッジを上記複合機に装着した直後に、ハーフトーン画像、ベタ画像を画像形成し、目視にて観察して、全く画像不良が見られなかったものを良好「○」、僅かに画像不良が見られたものを「△」、明らかに画像不良が見られたものを不良「×」と評価した。
(耐摩耗性評価)
実施例、比較例で製造した現像ローラを組み込んだトナーカートリッジを、上記複合機に装着して、1.5千枚の連続画像形成をした。そして形成画像、および複合機のクリーニングブレードを観察して、下記の基準で、ローラ本体の耐摩耗性を評価した。
(耐摩耗性評価)
実施例、比較例で製造した現像ローラを組み込んだトナーカートリッジを、上記複合機に装着して、1.5千枚の連続画像形成をした。そして形成画像、および複合機のクリーニングブレードを観察して、下記の基準で、ローラ本体の耐摩耗性を評価した。
○:1.5千枚の連続画像形成の間、ローラ本体の摩耗によるクリーニングブレードの異常や、それに伴う形成画像の画像不良は生じなかった。耐摩耗性良好。
×:1.5千枚の連続画像形成の途中で、ローラ本体の摩耗によって発生した摩耗粉が原因となって、複合機のクリーニングブレードがめくれたり反転したりし、それに伴って形成画像に画像不良が発生した。耐摩耗性不良。
×:1.5千枚の連続画像形成の途中で、ローラ本体の摩耗によって発生した摩耗粉が原因となって、複合機のクリーニングブレードがめくれたり反転したりし、それに伴って形成画像に画像不良が発生した。耐摩耗性不良。
以上の結果を表2、表3に示す。
表2、表3中の注記は下記のとおり。
※1:800〜900枚の間でクリーニングブレード反転し、画像不良が発生。
※2:EO/EP=40/60(モル比)であるもの。他はEO/EP=61/39(モル比)。
※3:ローラ抵抗値が高いため、僅かに斑点状の画像不良が発生。
※1:800〜900枚の間でクリーニングブレード反転し、画像不良が発生。
※2:EO/EP=40/60(モル比)であるもの。他はEO/EP=61/39(モル比)。
※3:ローラ抵抗値が高いため、僅かに斑点状の画像不良が発生。
※4:200〜300枚の間でクリーニングブレード反転し、画像不良が発生。
表2、表3の実施例1〜7、比較例3の結果より、ジエン系ゴムとして、NBRに代えてNBIRを用いることにより、ローラ本体の耐摩耗性を向上して、画像形成を繰り返しても、摩耗粉の発生によるクリーニングブレードの反転等と、それに伴う形成画像の画像不良の発生とを防止できることが確認された。
表2、表3の実施例1〜7、比較例3の結果より、ジエン系ゴムとして、NBRに代えてNBIRを用いることにより、ローラ本体の耐摩耗性を向上して、画像形成を繰り返しても、摩耗粉の発生によるクリーニングブレードの反転等と、それに伴う形成画像の画像不良の発生とを防止できることが確認された。
ただし実施例1〜6、比較例1の結果より、上記の効果を得るためには、ゴムの総量100質量部中、ECOおよび/またはGECOの配合割合が50質量部以下で、かつNBIRの配合割合が50質量部以上である必要があることが判った。
また実施例1〜6、比較例2の結果より、ローラ本体にクラックが発生するのを防止しながら、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させるためには、ゴムの総量100質量部中、ECOおよび/またはGECOの配合割合が20質量部以上で、かつNBIRの配合割合が80質量部以下である必要があることが判った。
また実施例1〜6、比較例2の結果より、ローラ本体にクラックが発生するのを防止しながら、現像ローラのローラ抵抗値を、当該現像ローラとしての使用に適した範囲まで十分に低下させるためには、ゴムの総量100質量部中、ECOおよび/またはGECOの配合割合が20質量部以上で、かつNBIRの配合割合が80質量部以下である必要があることが判った。
また、特に実施例2、6の結果より、NBIRとともに、ゴムの総量100質量部中の30質量部以下の範囲で、他のジエン系ゴムを併用してもよいことが判った。
実施例1、4、5の結果より、イオン導電性ゴムとしてはECOとGECOのいずれも使用可能であること、硫黄系架橋成分と併用する架橋剤としては、チオウレア系架橋剤+促進剤と、トリアジン系架橋剤のいずれも使用可能であることが判った。
実施例1、4、5の結果より、イオン導電性ゴムとしてはECOとGECOのいずれも使用可能であること、硫黄系架橋成分と併用する架橋剤としては、チオウレア系架橋剤+促進剤と、トリアジン系架橋剤のいずれも使用可能であることが判った。
ただし実施例2、7の結果より、現像ローラのローラ抵抗値を十分に低下させて、より良好な画像を形成するためには、イオン導電性ゴムとして、エチレンオキサイド含量が50モル%以上、80モル%以下で、かつエピクロルヒドリン含量が20モル%以上、50モル%以下のECOが特に好ましいことが判った。
1 現像ローラ
2 ローラ本体
3 通孔
4 シャフト
5 外周面
6 酸化膜
7 アルミニウムドラム
8 外周面
9 直流電源
10 抵抗
11 計測回路
F 荷重
V 検出電圧
2 ローラ本体
3 通孔
4 シャフト
5 外周面
6 酸化膜
7 アルミニウムドラム
8 外周面
9 直流電源
10 抵抗
11 計測回路
F 荷重
V 検出電圧
Claims (4)
- ゴムおよび前記ゴムを架橋させるための架橋成分を含むとともに、前記ゴムは、当該ゴムの総量100質量部中、20質量部以上、50質量部以下の、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体および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からなる群より選ばれた少なくとも1種のイオン導電性ゴム、ならびに50質量部以上、80質量部以下の、アクリロニトリルブタジエンイソプレンゴムを少なくとも含む、ゴム組成物の架橋物からなる筒状のローラ本体、および前記ローラ本体の外周面に設けられた酸化膜を備えている現像ローラ。
- 前記架橋成分は、チオウレア系架橋剤およびトリアジン系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも1種、ならびに硫黄系架橋成分である請求項1に記載の現像ローラ。
- 前記エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体は、エチレンオキサイド含量が50モル%以上、80モル%以下で、かつエピクロルヒドリン含量が20モル%以上、50モル%以下の共重合体である請求項1または2に記載の現像ローラ。
- 前記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は、エチレンオキサイド含量が71モル%以上、79.5モル%以下、エピクロルヒドリン含量が20モル%以上、24モル%以下で、かつアリルグリシジルエーテル含量が0.5モル%以上、5モル%以下の共重合体である請求項1または2に記載の現像ローラ。
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