JP4409649B2

JP4409649B2 - 導電性弾性ローラ

Info

Publication number: JP4409649B2
Application number: JP01799399A
Authority: JP
Inventors: 憲市上坂; 俊朗松尾
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP2000213529A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性弾性ローラに関し、詳しくは、電子写真複写機、レーザープリンター、ファクシミリ等の画像形成装置内の転写ローラ、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等に使用される導電性弾性ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記画像形成装置内で使用されるローラには、良好な画像形成を達成するために、適度の柔軟性と導電性とが必要とされる。ローラに柔軟性を付与する目的で、気泡を含んだゴム（いわゆる発泡ゴム）が従来用いられている。気泡としては、より柔軟性を高め易い連続気泡が一般的である。また、ローラに導電性を付与する方法として、ウレタンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性ゴムを用いる方法や、発泡ゴム中にカーボンブラック等の導電剤を配合して電子導電を起こさせる方法が用いられている。
【０００３】
イオン導電性ゴムからなるローラの場合、ローラが使用される雰囲気の温度、湿度等の環境の変化によりイオン化合物の移動性が大きく変化し、ローラの抵抗値（すなわち導電性）が大きく変化してしまうという問題がある。また、ローラに大きな電荷がかけられることにより、イオン化合物がローラの片側に固着されて移動性が損なわれてしまい、抵抗値が徐々に大きくなってしまうという問題もある。特に近年、印刷速度の高速化の要請によって電荷が大きくなる傾向にあり、イオン化合物固着による抵抗値上昇の問題が具現化しつつある。さらに、電荷が大きくなることで空気中の窒素化合物や硫黄化合物の固着が生じ、これによってウレタン等のゴムの分解が起こってローラの寿命が短くなってしまうこともある。
【０００４】
一方、カーボンブラック等を配合して電子導電を起こさせる方法のローラでは、多量のカーボンブラックを配合する必要があり、ゴム中でカーボンブラックが均一に分散しにくいという問題がある。カーボンブラックの分散が不良であると、ローラに加える電圧を変化させた時にローラの周方向や幅方向での抵抗値がばらついてしまうこととなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決するため、本出願人は先に特願平９−３５９１４３号において、気泡を含む導電性弾性層の外周面をこの導電性弾性層よりも体積固有抵抗値の小さな抵抗調整層で被覆した導電性弾性ローラを提案した。この導電性弾性ローラでは導電性弾性層によって柔軟性と導電性とを発現させつつ、抵抗調整層によって抵抗値のばらつきを抑えることができるものである。この導電性弾性ローラは抵抗調整層に気泡を含んでいないので、全体としての柔軟性において、十分満足が得られるものではない。
【０００６】
抵抗調整層を発泡体とすれば、導電性弾性ローラの柔軟性を高めることができる。しかしながら、導電性弾性ローラはトナーが介在する箇所に使用される場合が多く、トナーにさらされる機会がおおきため、抵抗調整層を純発泡体とすると気泡を通じてトナーがローラ内部に徐々に進入していき、進入したトナーの抵抗が大きいため、導電性弾性ローラの抵抗値が上昇してしまうという問題をおこしやすい。本発明はこの問題を解消するためになされたもので、十分な柔軟性、抵抗値の環境安定性及び部位による抵抗値の安定性を維持しつつ、トナー介在箇所に長期間使用された場合でも抵抗値が変化しにくい導電性弾性ローラを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、導電性の芯材上に、導電性の発泡弾性層と、この発泡弾性層の外側に積層された導電性の発泡保護層との２層が装着され、
上記発泡弾性層には、その吸水率が７０％以上１５０％以下となるように連続気泡が形成されており、
上記発泡保護層には、その吸水率が１０％以上３５％以下となるように独立気泡が形成され、
上記発泡弾性層の厚みＴ１は３ｍｍ〜３０ｍｍとし、発泡保護層の厚みＴ２は５０μｍ〜５００μｍであり、
下記数式（１）
（Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２））×１００ −−− （１）
で表される発泡保護層厚み率が、５％以上３０％以下であり、
上記発泡弾性層の体積固有抵抗値（ｈ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｈ）をＨとし、発泡保護層の体積固有抵抗値（ｔ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｔ）をＴとしたときのＴ／Ｈの値が０．２５以上０．７５以下、圧縮永久歪みが２０％以下である導電性弾性ローラを提供している。
【０００８】
この導電性弾性ローラの最大の特徴は、内寄りに主として連続気泡を、そして外寄りに主として独立気泡を配置した点にある。発泡弾性層の気泡（すなわち内寄りの気泡）は連続気泡が主体であるため、導電性弾性ローラ全体としての柔軟性を高めることができる。また、連続気泡を主体とすることによって圧縮永久歪みを小さくすることができるので、導電性弾性ローラが例えば感光ドラム等に常接されて用いられた場合でも、変形を抑えることができる。さらに、連続気泡は成形時に発泡ガスによる内圧が外部に抜けるので、導電性弾性ローラの寸法精度を高めることができ、製造条件の管理を容易とすることができる。また、発泡保護層の気泡（すなわち外寄りの気泡）は独立気泡が主体であるため、表面にトナーが付着した場合でも、内部へのトナーの進入が抑えられる。このため、使用による体積固有抵抗率の変化が抑えられる。
【０００９】
この導電性弾性ローラの発泡弾性層の吸水率は７０％以上１５０％以下とされており、発泡保護層の吸水率は１０％以上３５％以下とされている。吸水率とは、後述するように、所定条件で水中に浸漬したときに吸収する水の量の多少を表す指標である。同等の発泡倍率のもの同士であれば、この吸収率が高いほど、全気泡に占める連続気泡の率が高いことを意味する。この導電性弾性ローラでは発泡弾性層には主として連続気泡が形成され、発泡保護層には主として独立気泡が形成されているので、発泡保護層よりも発泡弾性層の方が吸水率が高くなっている。発泡弾性層の吸水率が７０％未満であると、導電性弾性ローラの柔軟性が損なわれたり、圧縮永久歪みが大きくなったりしてしまう。逆に、発泡弾性層の吸水率が１５０％を越えると、導電性弾性ローラの強度が低下してしまう。
また、発泡保護層の吸収率が３５％を越えると、導電性弾性ローラの内部にトナーが進入しやすくなる。
【００１０】
この導電性弾性ローラの発泡弾性層及び発泡保護層には、一般的にはゴム成形体が用いられる。用いられるゴムとしては、例えばアクリルニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレ−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−ブ夕ジエン共重合ゴムの水素化物、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム（ＣＩＩＣ）、エピクロルヒドリン単独重合ゴム（ＣＨＲ）、ニトリルゴムの水素化物、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シリコーン−エチレンプロピレン混合ゴム等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上が混合されて用いられる。特に、上記発泡弾性層は、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴムおよびクロロプレンゴムを含むゴム成分に、導電剤のカーボン、架橋剤および発泡剤を配合したゴム組成物からなり、
上記発泡保護層はアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム成分に、導電剤、架橋剤および平均粒子直径３０μｍ以上６０μｍ以下のマイクロセルを含むゴム組成物からなることが好ましい。
【００１１】
通常これらのゴムは、架橋して用いられる。架橋には、例えば硫黄、有機含硫黄化合物、過酸化物等が架橋剤として用いられる。有機含硫黄化合物としては、例えば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が挙げられる。また、過酸化物としては、例えばべンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド等が挙げられる。加硫とともに発泡を行う場合は、加硫速度と発泡速度のバランスが良くなるという理由から硫黄を用いるのが好ましく、また、硫黄ともに加硫促進剤を配合するのが好ましい。
【００１２】
用いられる加硫促進剤としては、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、有機促進剤が挙げられる。有機促進剤としては、例えば
２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェン等のチアゾール系加硫促進剤；
ｎ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、プロピルアミン等の脂肪族第１アミンと２−メルカプトベンゾチアゾールとの酸化縮合物、ジシクロヘキシルアミン、ピロリジン、ピペリジン等の脂肪族第２アミンと２−メルカプトベンゾチアゾールとの酸化縮合物、脂環式第１アミンと２−メルカプトペンゾチアゾールとの酸化縮合物、モリフォリン系化合物と２−メルカプトベンゾチアゾールとの酸化縮合物等のスルフェンアミド系加硫促進剤；
テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジモノスルフィド（ＴＥＴＤ）、テトラブチルチウラムジモノスルフィド（ＴＢＴＤ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ）等のチウラム系加硫促進剤；
ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛 (ΖｎＭＤＣ) 、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＥＤＣ）、ジ−ｎ−ブチルカルバミン酸亜鉛（ΖｎＢＤＣ）等のジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤
等が挙げられる。また、加硫促進助剤を配合することもでき、例えば、亜鉛華などの金属化合物やステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸を用いることができる。
【００１３】
この導電性弾性ローラの発泡弾性層の気泡は、通常は発泡剤を発泡させることによって形成される。好適に用いられる発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機発泡剤が挙げられる。発泡剤の配合量は、ゴム１００重量部に対して５重量部以上１１重量部以下程度とされる。配合量が上記範囲未満であると発泡倍率が低下して導電性弾性ローラの柔軟性が不十分となってしまうことがある。逆に配合量が上記範囲を超えると、発泡剤がゴムの架橋反応を阻害して導電性弾性ローラの強度が不十分となってしまうことがある。
【００１４】
発泡保護層には、前記のように、平均粒子直径３０μｍ以上６０μｍ以下のマイクロセルが分散されていることが特に好ましい。マイクロセルは中空の合成樹脂粒子であり、これを分散させることによって容易に独立気泡を形成することができる。マイクロセルの平均粒子直径が３０μｍ未満であると、発泡保護層の柔軟性が損なわれてしまうことがある。逆に、平均粒子直径が６０μｍを越えると、導電性弾性ローラの表面に現れた気泡中に、一般に平均粒子直径が６０μｍから１５０μｍであるトナーが進入しやすくなり、導電性弾性ローラの抵抗値が変化してしまうことがある。また、６０μｍ以下のマイクロセルを用いることにより、発泡保護層の下地となる発泡弾性層表面の気泡中にマイクロセルが入り込み易くなり、発泡弾性層の気泡の埋滅が抑制され、導電性弾性ローラ全体の柔軟性を高めることができる。これらの観点より、マイクロセルの平均粒子直径は、４０μｍ以上５５μｍ以下がより好ましい。
【００１５】
マイクロセルを構成する合成樹脂としては、発泡保護層の架橋時でも軟化してつぶれてしまうことがないものを用いる必要がある。例えば、一般的な架橋温度は１３０℃から１４０℃であるので、軟化点が１４０℃以上の合成樹脂を用いるのが好ましい。このような合成樹脂を用いたマイクロセルとしては、例えばアクリロニトリル−メタアクリロニトリル−メチルメタアクリロニトリル共重合体を発泡させて得られるマイクロセルが挙げられる。
【００１６】
マイクロセルは、マイクロセルとゴムとの体積比率が４０／１００以上２００／１００以下となるように配合するのが好ましい。体積比率が上記範囲未満であると、気泡が少なくなって導電性弾性ローラの柔軟性が低下してしまうことがある。逆に体積比率が上記範囲を超えると、発泡保護層の耐久性が低下してしまうことがある。
【００１７】
本発明の導電性弾性ローラにおいて、発泡保護層の体積固有抵抗値は、発泡弾性層の体積固有抵抗値よりも小さくされる。こうすれば、導電性弾性ローラに電荷が印加された際に電流がまず発泡保護層に優先的に流れ、次いでこの電流が発泡保護層全体から発泡弾性層を通じて芯材に流れることとなる。従って、導電性弾性ローラの周方向及び幅方向における抵抗値のばらつきを小さくすることができる。
【００１８】
前記のように、発泡弾性層の体積固有抵抗値（ｈ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｈ）をＨとし、発泡保護層の体積固有抵抗値（ｔ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｔ）をＴとしたときのＴ／Ｈの値を、０．２５以上０．７５以下としている。さらに、０．４以上０．７０以下とするのがさらに好ましい。この値が上記範囲未満であると、大量の導電性付与剤を配合する必要が生じ、発泡保護層の硬度が大きくなり過ぎてしまったり、導電性弾性ローラ表面に過大な電流が流れて導電性弾性ローラと接触する部品との間に電流のリークが発生してしまったりすることがある。逆に、この値が上記範囲を越えると、発泡弾性層と発泡保護層との体積固有抵抗値の差がほとんどなくなってしまい、抵抗値のばらつきを抑える効果が減少してしまうことがある。
【００１９】
発泡弾性層と発泡弾性層との体積固有抵抗値の差を設ける具体的な手段としては、例えば発泡弾性層を導電剤を配合した非イオン導電性ゴムで成形し、発泡保護層をイオン導電性ゴムで成形する方法が挙げられる。また、発泡保護層を構成するイオン導電性ゴムにさらに導電剤を配合してもよい。こうすれば、発泡弾性層には非イオン導電性ゴムが用いられているので、導電性弾性ローラ全体としての抵抗値の環境安定性が高められる。また、発泡保護層に配合する導電剤の量を少なくできるので、周方向及び幅方向における抵抗値のばらつきを抑えることもできる。なお、ここでイオン導電性ゴムとは、金属や有機物のイオンとドーピングすることで導電性をもたせることのできるポリウレタン、エピクロルヒドリンをベースに使用し、イオンをドーピングした後に加硫したゴムをさす。
発泡弾性層及び発泡弾性層に用いられる導電剤としては、例えばカーボンブラック、金属微粉末、金属酸化物の微粉末、グラファイト等が挙げられる。
【００２０】
発泡弾性層の体積固有抵抗値ｈの常用対数値Ｈは３以上１１以下が好ましく、４以上１０以下が特に好ましい。Ｈが上記範囲未満であると、感光体帯電用の帯電ローラや画像転写用の転写ローラとして使用された場合に電流リークが発生し、帯電不良や転写不良が生じてしまうことがある。逆に、Ｈが上記範囲を超えると、トナー帯電用の帯電ローラとして使用された場合にローラに電流が流れにくくてトナーの帯電不良が生じたり、転写ローラとして使用された場合に転写電界がかかりにくくて転写不良が生じたりしてしまうことがある。なお、本明細書で用いる「体積固有抵抗値」という用語は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１の手法にて測定されたものを意味し、その単位は「Ω・ｃｍ」である。
【００２１】
発泡保護層の体積固有抵抗値ｔの常用対数値Ｔは２以上１０以下が好ましく、３以上８以下が特に好ましい。Ｔが上記範囲未満であると、感光体帯電用の帯電ローラや画像転写用の転写ローラとして使用された場合に電流リークが発生し、帯電不良や転写不良が生じてしまうことがあり、また、大量の導電性付与剤を配合する必要が生じて発泡保護層の硬度が大きくなり過ぎてしまうことがある。逆に、Ｔが上記範囲を超えると、導電性弾性ローラの周方向及び幅方向における体積固有抵抗値のばらつきを十分には抑えられなくなってしまうことがある。
【００２２】
上記のように、発泡弾性層の厚みをＴ１とし、発泡保護層の厚みをＴ２としたときの、下記数式（１）
（Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２））×１００ −−− （１）
で表される発泡保護層厚み率は、５％以上３０％以下としている。５％以上２０％以下が特に好ましい。発泡保護層の厚みが５％未満であると、発泡保護層の厚みが薄くなりすぎて安定した品質の発泡保護層が形成できなくなってしまうことである。逆に、発泡保護層の厚み率が３０％を越えると、導電性弾性層に対する発泡保護層が厚くなりすぎ、ローラ全体として圧縮永久歪みが大きくなってしまうことがある。
発泡弾性層の厚みは３ｍｍから３０ｍｍとされる。また、発泡保護層の厚みは５０μｍから５００μｍとされる。
【００２３】
本発明の導電性弾性ローラの発泡弾性層及び発泡保護層に用いられるゴム組成物には、前述の発泡剤、架橋剤等の他、必要に応じて充填材、老化防止剤、補強剤、軟化剤、着色剤等を適量配合することができる。配合される充填剤としては、例えば、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、二塩基性亜リン酸塩（ＤＬＰ）、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナ等が挙げられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を詳説する。
図１（ａ）は本発明の一実施形態にかかる導電性弾性ローラ１が示された斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。この導電性弾性ローラ１は、芯材３と、この芯材３の外周面に装着される円筒状の発泡弾性層５と、この発泡弾性層５の外周面に積層される円筒状の発泡保護層７とから構成されている。
【００２５】
芯材３の材質は導電性であればよく、従来この種のローラに用いられている種々の材質が使用可能である。例えば、銅、アルミニウム、ステンレススチール等が好適に用いられる。芯材３は一般的には円柱状又は円筒状であるが、金属製ドラムの両端面の中心に短寸の棒状体を取り付けた導電性ドラムを使用することもできる。芯材３の外周直径は特には限定されないが、一般的には４ｍｍから２０ｍｍ程度とされている。
【００２６】
発泡弾性層５は、連続気泡を含んだゴム成形体である。発泡弾性層５は、発泡剤が配合されたゴム組成物をチューブ状に押し出し、これを架橋・発泡させることによって得られる。この際、発泡剤の配合量、架橋温度等をコントロールすることにより、発泡倍率を調整することができ、また気泡を連続気泡とすることができる。芯材３の外周面に発泡弾性層５を固定する方法は特に限定されないが、発泡弾性層５に芯材３を挿入して両者を熱可塑性のホットメルト系接着剤を用いて接着するのが、作業性の観点から好ましい。発泡弾性層５のアスカーＣ硬度は、１０゜以上４５°以下が好ましく、１５゜以上４０°以下が特に好ましい。アスカーＣ硬度が上記範囲未満であると、十分な圧接力が得難くなってしまうことがある。逆に、アスカーＣ硬度が上記範囲をこえると、必要なニップ間隔が得られなくなってしまうことがある。
【００２７】
発泡弾性層５の吸水率は、７０％以上１５０％以下とされている。吸水率の測定には、まず導電性弾性ローラから長さ５０ｍｍ、幅２０ｍｍの試験片が切り取られる。次に、この試験片が気温２０℃、相対湿度６５％の環境下で１時間放置され、さらにデシケータに投入されて１６時間乾燥される。次に、試験片の重量Ｗ１が測定される。次に、試験片がデシケータ中の水の水面下約５０ｍｍの位置に浸漬され、デシケータ内が１２５ｍｍＨｇまで減圧される。この状態で３分間保持され、デシケータ内が大気圧に戻された後、さらに３分間浸漬が続けられる。そして、試験片が取り出され、表面の水が濾紙で拭き取られ、試験片の重量Ｗ２が測定される。こうして得られたＷ１及びＷ２の値から、下記数式（２）
（（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）×１００ −−− （２）
で導出される値が、吸水率とされる。
【００２８】
発泡保護層７は、例えばトルエン等の溶剤にゴムを溶解させたものを発泡弾性層５の表面にコーティングし、乾燥後に架橋して形成される。コーティングは、ロールコート法等の既知の方法で行うことができる。また、溶解されたゴムに代えて、ゴムラテックスを用いることもできる。ゴムラテックスを用いれば、トルエン等の溶剤を用いる必要がないので、溶剤による発泡弾性層５の膨潤の問題が生じない。ゴムラテックスは、一般に低粘度でありロールコート法等ではコーティングできないので、ゴムラテックスに発泡弾性層５を浸漬（いわゆる「ドブ漬け」）し、ローラに電荷をかけてローラ表面にラテックスコロイド被膜を作ることによって発泡保護層７が形成される。溶解ゴム又はゴムラテックスにマイクロセルを配合することにより、発泡保護層７に独立気泡を形成することができる。発泡保護層７のアスカーＣ硬度は、発泡弾性層のアスカーＣ硬度のプラスマイナス１０％の範囲とされるのが好ましい。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明の効果を明らかにするが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきものではないことはもちろんである。
【００３０】
［実施例１］
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（日本ゼオン社の「ＮｉｐｏｌＤＮ４０１ＬＬ」）５５重量部、ＥＰＤＭ（三井石油化学社の「ＥＰＴ４０２１」）３０重量部、クロロプレンゴム（昭和電工デュポン社の「ネオプレンＷＲＴ」）１５重量部、カーボンブラック（三菱化学社の「ＭＡ−１００Ｂ」）２５重量部、硫黄３重量部、発泡剤（永和化成社の「ビニホールＡＣ＃３」）５重量部、発泡助剤（永和化成社の「セルペースト１０１）５重量部、亜鉛華５重量部及びステアリン酸１重量部を密閉式混練機混練し、チューブ状に押し出した。これを加硫缶に投入し、１６０℃で３０分間加硫した。加硫と同時に発泡剤が発泡し、連続気泡が形成された。これを長さが３２．５ｃｍとなるように切断し、円筒状の発泡弾性層を得た。この発泡弾性層の内周直径は１４ｍｍであり、外周直径は３０ｍｍであった。また、この発泡弾性層の吸水率は１４０％であった。さらに、この発泡弾性層のシートサンプルの体積固有抵抗値ｈの常用対数値Ｈは、８．４であった。
【００３１】
次に、外周直径１５ｍｍ、長さ４００ｍｍのステンレススチール製の円柱状棒体を用意し、これを芯材とした。この芯材の外周面にナイロン系ホットメルト接着剤（和薬ペイント社の「ＴＲ３」）を塗工し、前述の発泡弾性層の内周に挿入した。そして、１２０℃で２０分間加熱して、ホットメルト接着剤を硬化させた。その後、発泡弾性層の表面を研磨して、その厚みを６．５ｍｍとした。
【００３２】
次に、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（日本ゼオン社の「ＤＮ３０２」）１００重量部、ＧＰＦカーボンブラック５０重量部、酸化亜鉛５重量部、硫黄１．５重量部及び加硫促進剤（大内新興化学社の「ノクセラーＣＺ」）１．５重量部を混練し、２００重量部のトルエンに溶解させた。これに、平均粒子直径が５０μｍのマイクロセルを配合し、攪拌した。マイクロセルの配合量は、ゴム１００に対して体積比が１００となるようにした。この溶液をロールコート法にて前述の発泡弾性層上に塗工した。そして、乾燥後、１８０℃で２０分間架橋し、発泡保護層を形成した。この発泡保護層の表面を研磨して、実施例１の導電性弾性ローラを得た。この導電性弾性ローラの発泡保護層厚み率は１０％であり、発泡保護層の吸水率は２１％であった。また、発泡保護層のシートサンプルの体積固有抵抗値ｔの常用対数値Ｔは６．２であり、Ｔ／Ｈの値は０．７４であった。
【００３３】
［実施例２］
上記ゴムを３００重量部のトルエンに溶解させ、溶解粘度を下げて既発泡セルを壊さないようにトルエン溶液にマイクロセルを分散させた以外は実施例１と同様にして、実施例２の導電性弾性ローラを得た。この導電性弾性ローラの発泡保護層の吸水率は６％であった。また、発泡保護層のシートサンプルの体積固有抵抗値ｔの常用対数値Ｔは５．８であり、Ｔ／Ｈの値は０．６９であった。
【００３４】
［実施例３］
上記ゴムを１５０重量部のトルエンに溶解させ、トルエン溶液の粘度をあげて、既発泡セルを分散させて、塗布効率を上げた以外は実施例１と同様にして、実施例３の導電性弾性ローラを得た。この導電性弾性ローラの発泡保護層の吸水率は３８％であった。また、発泡保護層のシートサンプルの体積固有抵抗値ｔの常用対数値Ｔは６．０であり、Ｔ／Ｈの値は０．７１であった。
【００３５】
［比較例］
更に、塗布効果を上げるために、上記ゴムを１００重量部のトルエンに溶解させ、既発泡セルを分散させた以外は実施例１と同様にして、比較例の導電性弾性ローラを得た。この導電性弾性ローラの発泡保護層の吸水率は１０３％であった。また、発泡保護層のシートサンプルの体積固有抵抗値ｔの常用対数値Ｔは６．１であり、Ｔ／Ｈの値は０．７３であった。
【００３６】
［実施例４、実施例５］
発泡弾性層の研磨量を変量させてその厚みを変量させ、また発泡保護層の塗工量を変量させることにより、発泡保護層厚み率を下記の表１に示されるように変量させた他は実施例１と同様にして、実施例４および実施例５の導電性弾性ローラを得た。これらの導電性弾性ローラの発泡保護層の吸水率は実施例４が１８％、実施例５が２２％、また、実施例４、５の発泡保護層のシートサンプルの体積固有抵抗値ｔの常用対数値Ｔは５．７であり、Ｔ／Ｈの値は０．６８であった。
【００３７】
［各導電性弾性ローラの評価］
各実施例及び比較例の導電性弾性ローラを、下記の評価に供した。
【００３８】
［圧縮永久歪みの測定］
各実施例及び比較例の導電性弾性ローラを直径３０ｍｍのアルミの円柱上に放置し、ローラを厚さ１０ｍｍで切断（輪切り）して、２５％圧縮をかけ、７０℃で２２時間放置した。その後、常温状態で３０分放置し、圧着部の歪みの％を測定した。かけた歪みのうち残留歪みが２０％以内の永久歪みまではＯＫである。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３９】
［トナー汚れの評価］
各実施例及び比較例の導電性弾性ローラに対して５００Ｖで印加電圧をかけ、３０ｍｍの表面絶縁を施したローラに押し当てながら回転させた。このローラ間をＡ４の普通紙を１分間に２０枚の速度で１０万枚通紙させた。この時に、１０００枚通紙毎にローラ表面にはトナーをローラ全体に均一になるように振りかけた。１０万枚通紙終了後、ローラの抵抗の上昇が１０（例えば、ｌｏｇΩで８．５〜９．５）以下であれば、トナーの汚れなしとし、それ以上であればトナーの汚れ有りとした。この結果が、下記の表１に示されている。
【００４０】
［耐久性の評価］
上記トナーの汚れのテストと同時に行い、ローラの表面状態を目視で観察した。この結果が、下記の表１に示されている。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１において、発泡保護層の吸水率が１０３％である比較例の導電性弾性ローラでは、トナー汚れが見られる。これは、発泡保護層の気泡にトナーが進入し、導電性弾性ローラの体積固有抵抗値が上昇してしまうことを示す。この比較例及び実施例１から３の導電性弾性ローラの対比より、発泡保護層の吸水率は１０％以上３５％以下とされる必要があることが確認できた。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明より明かなように、本発明によれば、十分な柔軟性、抵抗値の環境安定性及び部位による抵抗値の安定性を維持しつつ、トナー介在箇所に長期間使用された場合でも抵抗値が変化しにくい導電性弾性ローラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態にかかる導電性弾性ローラ１が示された斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１導電性弾性ローラ
３芯材
５発泡弾性層
７発泡保護層

Claims

導電性の芯材上に、導電性の発泡弾性層と、この発泡弾性層の外側に積層された導電性の発泡保護層との２層が装着され、
上記発泡弾性層には、その吸水率が７０％以上１５０％以下となるように連続気泡が形成されており、
上記発泡保護層には、その吸水率が１０％以上３５％以下となるように独立気泡が形成され、
上記発泡弾性層の厚みＴ１は３ｍｍ〜３０ｍｍとし、発泡保護層の厚みＴ２は５０μｍ〜５００μｍであり、
下記数式（１）
（Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２））×１００ −−− （１）
で表される発泡保護層厚み率が、５％以上３０％以下であり、
上記発泡弾性層の体積固有抵抗値（ｈ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｈ）をＨとし、発泡保護層の体積固有抵抗値（ｔ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｔ）をＴとしたときのＴ／Ｈの値が０．２５以上０．７５以下、圧縮永久歪みが２０％以下である導電性弾性ローラ。
上記発泡弾性層は、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴムおよびクロロプレンゴムを含むゴム成分に、導電剤のカーボン、架橋剤および発泡剤を配合したゴム組成物からなり、
上記発泡保護層はアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムからなるゴム成分に、導電剤、架橋剤および平均粒子直径３０μｍ以上６０μｍ以下のマイクロセルを含むゴム組成物からなる請求項１に記載の導電性弾性ローラ。
上記発泡弾性層の体積固有抵抗値（ｈ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｈ）Ｈは３以上１１以下、上記発泡保護層の体積固有抵抗値（ｔ）の常用対数値（ｌｏｇ１０ｔ）Ｔは２以上１０以下とし、上記Ｔ／Ｈの値が０．６８以上０．７４以下である請求項１又は請求項２に記載の導電性弾性ローラ。