JP5314927B2 - 電子写真装置用導電性現像ローラ - Google Patents

Description

本発明は、電子写真装置用導電性現像ローラに関する。

プリンター、複写機、ファクシミリなどの電子写真装置においては、所望の導電性が付与されたエラストマー組成物で形成された導電性エラストマー部材などが用いられている。該導電性エラストマー部材としては、具体的には、ローラ状、ベルト状、又はシート状の現像部材、帯電部材、及び転写部材などが挙げられ、例えば、カーボンブラックなどの導電性フィラーが含まれたエラストマー組成物で形成されているものが知られている（特許文献１）。

斯かる導電性エラストマー部材は、配合されている微粒子状の導電性フィラーがエラストマー組成物中で鎖状の集合体を形成していることなどにより、導電性が発現されているものと考えられている。しかしながら、斯かる導電性エラストマー部材は、継続して電流が流され続けるとその導電性が徐々に低下するという問題、即ち、その電気抵抗が高くなるという問題がある。帯電粒子であるトナーの移動を制御する役割を担っている導電性エラストマー部材においては、その電気抵抗の上昇により、電子写真装置におけるトナーの移動を制御しにくくなり得るため、斯かる導電性エラストマー部材は、画像濃度の低下など、画質の悪化を招き得る。

これに対して、導電性フィラーの配合量等を調整することにより導電性エラストマー部材は、その電気抵抗の上昇が抑制され得るが、その一方で、硬化前のエラストマー組成物の加工性が悪くなったり、硬化後のエラストマー組成物の硬度が上昇し過ぎたりする問題がある。

特開２００５−３４５７２８号公報

本発明は、上記問題点等に鑑み、電流を継続して流しても電気抵抗値が変化しにくいという性能と、適度な硬度を有するという性能と、良好な加工性とをバランス良く備え得る電子写真装置用導電性現像ローラを提供することを課題とする。

上記課題を解決すべく、本発明に係る電子写真装置用導電性現像ローラは、カーボンブラックと黒鉛とエラストマーとが含まれたエラストマー組成物で形成されている電子写真装置用導電性現像ローラであって、前記エラストマー組成物は、前記エラストマーがポリウレタンであると共に、ＤＢＰ吸油量が７１〜１６８ｃｍ ³ ／１００ｇである前記カーボンブラックを１〜４質量％含み、平均粒子径が３〜５μｍである前記黒鉛を３〜６質量％含んでおり、ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９７５で規定されるスプリング式硬さ計（ＪＩＳ−Ａ形）で測定される前記エラストマー組成物の硬度が３０〜６０であることを特徴とする。

上記構成からなる電子写真装置用導電性エラストマー部材によれば、前記エラストマー組成物に黒鉛と１質量％以上のカーボンブラックとが含まれているため、エラストマー部材に適度な導電性を付与することができ、しかも継続的に電流が流され続けても電気抵抗値が変化しにくいという性能と、適度な硬度を有するという性能とを満たし得る。継続的に電流が流され続けても電気抵抗値が変化しにくくなり得る原理は、必ずしも明確に解明されているわけではないが、エラストマー組成物中に黒鉛で形成される鎖状の集合体をカーボンブラックが補完することにより、導電性フィラーとしての鎖状の集合体がより連続した構造を有するものになり得るためであると考えられる。また、上記構成の電子写真装置用導電性エラストマー部材は、前記カーボンブラックの含有量が４質量％以下であるため、硬化前の前記エラストマー組成物が流動性を有しやすく、前記エラストマー組成物の加工性が良好なものとなり得る。

本発明に係る電子写真装置用導電性現像ローラは、前記黒鉛が前記エラストマー組成物に３質量％以上含まれていることにより、電流を継続して流しても電気抵抗値がより変化しにくいという利点があり、６質量％以下含まれていることにより、エラストマー組成物の硬度がより適度なものになり得るという利点がある。

また、本発明に係る電子写真装置用導電性現像ローラは、前記エラストマーがポリウレタンであることにより、前記エラストマー組成物が、比較的硬度が低い割には変形しにくくなるという利点がある。

また、本発明に係る電子写真装置用導電性現像ローラは、前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が７１ｃｍ³／１００ｇ以上であることにより、継続的に電流が流され続けても電気抵抗値がより変化しにくくなり得るという利点があり、１６８ｃｍ³／１００ｇ以下であることにより、硬化前の前記エラストマー組成物がより流動性を有しやすく、前記エラストマー組成物の加工性がより良好なものになり得るという利点がある。また、前記黒鉛の平均粒子径が３μｍ以上であることにより、硬化前の前記エラストマー組成物がより流動性を有しやすく、前記エラストマー組成物の加工性がより良好なものになり得るという利点があり、５μｍ以下であることにより、前記エラストマー組成物の硬度がより適度なものになり、前記エラストマー組成物表面に凹凸が生じにくくなるという利点がある。

また、本発明に係る電子写真装置用導電性エラストマー部材は、定電流制御で電流を継続して流した２００時間後の電圧が初期電圧の−３０〜３０％であることが好ましい。

本発明は、好ましくは、光の照射により導電性が変化する感光体を帯電させる帯電部材、トナーを前記感光体に付着させる現像部材、又は、前記感光体に付着したトナーを転写媒体へと転写させる転写部材として用いられる電子写真装置用導電性エラストマー部材を提供する。

本発明に係る電子写真装置用導電性エラストマー部材は、適度な導電性を付与されており、しかも継続的に電流が流され続けても電気抵抗値が変化しにくいという性能と、適度な硬度を有するという性能とを満たし得る。また、硬化前の前記エラストマー組成物が流動性を有しやすく、前記エラストマー組成物の加工性が良好なものとなり得る。従って、本発明に係る電子写真装置用導電性エラストマー部材は、電流を継続して流しても電気抵抗値が変化しにくいという性能と、適度な硬度を有するという性能と、良好な加工性とをバランス良く備え得るという効果を奏する。

以下、本発明に係る電子写真装置用導電性エラストマー部材の実施形態について説明する。

本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材は、カーボンブラックと黒鉛とエラストマーとが含まれたエラストマー組成物で形成されている電子写真装置用導電性エラストマー部材であって、前記カーボンブラックが前記エラストマー組成物に１〜４質量％含まれている。

前記カーボンブラックは、炭素で構成され、アモルファス構造を有する微粒子状のものである。前記カーボンブラックとしては、一般的には、高温ガス中で油やガスを不完全燃焼させるファーネス法で製造されるもの、又はアセチレンなどの炭化水素を熱分解させて製造されるもの等が挙げられる。また、前記カーボンブラックとしては、一般呼称で分類されるＦＥＦ系、ＩＳＡＦ系、ＨＡＦ系等のカーボンブラックが挙げられ、市販されているものが用いられ得る。

前記カーボンブラックは、前記エラストマー組成物に１〜４質量％含まれている。前記カーボンブラックが前記エラストマー組成物に１質量％以上含まれているため、エラストマー部材に適度な導電性を付与することができる。また、比較的表面積が小さく前記エラストマー組成物中で密な鎖状の集合体（ストラクチャー）を形成しにくい前記黒鉛に対して、前記カーボンブラックが鎖状の集合体の形成を補完するものと考えられる。従って、鎖状の集合体がより連続したものとなり、継続的に電流が流され続けても電荷の蓄積が起こりにくく、このような現象に起因して電気抵抗値が変化しにくいという性能が発現され得るものと考えられる。また、前記カーボンブラックが前記エラストマー組成物に１質量％以上含まれているため、硬化後の前記エラストマー組成物に適度な硬度を付与し得る。
さらに、前記カーボンブラックが前記エラストマー組成物に４質量％以下含まれているため、硬化前の前記エラストマー組成物が流動性を有しやすく、前記エラストマー組成物の加工性が良好なものとなり得る。

前記カーボンブラックは、ＤＢＰ吸油量が特に限定されるものではないが、７１〜１６８ｃｍ³／１００ｇであることが好ましい。前記カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が７１ｃｍ³／１００ｇ以上であることにより、継続的に電流が流され続けても電気抵抗値がより変化しにくくなり得るという利点があり、１６８ｃｍ³／１００ｇ以下であることにより、硬化前の前記エラストマー組成物がより流動性を有しやすく、前記エラストマー組成物の加工性がより良好なものになり得るという利点がある。

前記ＤＢＰ吸油量とは、一定質量のカーボンブラック中の空隙容積を液体で置換し、その容量を指標とするものである。具体的には、カーボンブラック１００ｇあたりに包含される油の量（ｃｍ³）をいい、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３−８５ａに準拠した方法で測定した値である。
なお、前記ＤＢＰ吸油量は、前記カーボンブラックの一次粒子の凝集体の三次元状態を表す指標となり得る。即ち、カーボンブラックは、前記ＤＢＰ吸油量の多い方が、前記エラストマー組成物中で鎖状の集合体（ストラクチャー）を形成しやすいと考えられる。従って、前記ＤＢＰ吸油量の多い方が、より少ない含有量で導電性を発現させ、継続的に電流が流され続けても電気抵抗値がより変化しにくくなり得ると考えられる。

前記黒鉛は、石墨（グラファイト）ともいい、炭素で構成され、六角板状の結晶構造を有する微粒子状のものである。前記黒鉛としては、製法により分類される天然黒鉛、人造黒鉛のいずれであってもよいが、入手しやすく品質がより安定しているという点で人造黒鉛が好ましい。なお、前記黒鉛としては、市販されているものが用いられ得る。

前記黒鉛は、前記エラストマー組成物に３〜６質量％含まれていることが好ましい。前記黒鉛が前記エラストマー組成物に３質量％以上含まれていることにより、電流を継続して流しても電気抵抗値がより変化しにくいという利点があり、６質量％以下含まれていることにより、エラストマー組成物の硬度がより適度なものになり得るという利点がある。

前記黒鉛は、平均粒子径が特に限定されるものではないが、３〜５μｍであることが好ましい。前記黒鉛の平均粒子径が３μｍ以上であることにより、硬化前の前記エラストマー組成物がより流動性を有しやすく、前記エラストマー組成物の加工性がより良好なものになり得るという利点があり、５μｍ以下であることにより、前記エラストマー組成物の硬度がより適度なものになり、前記エラストマー組成物表面に凹凸が生じにくくなるという利点がある。

なお、前記平均粒子径は、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定器によるＤ５０値である。

前記エラストマーは、室温でゴム状弾性を有する高分子物質である。詳しくは、外力を与えると容易に変化するが、外力を除くとただちにほぼ原形に回復するような弾性のある高分子物質である。

前記エラストマーとしては、例えばエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、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）、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム（ＮＢＲ、ＮＩＲ等）、シリコンゴム、ウレタンゴムなどのポリウレタン、エピロクロルヒドリンゴム等が挙げられる。また、前記エラストマー組成物は、発砲体であってもソリッドゴムであってもかまわない。

前記エラストマーは、ポリウレタンであることが好ましい。前記エラストマーがポリウレタンであることにより、前記電子写真装置用導電性エラストマー部材が、比較的硬度が低い割には変形しにくくなるという利点がある。

前記ポリウレタンは、通常、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させてなるものである。

前記ポリオールとは、分子中に複数の水酸基を有する化合物である。前記ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系ポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール、ポリアクリル系ポリオール、ポリエーテルエステル系ポリオール等が挙げられる。これらポリオールは、１種が単独で、又は２種以上が組み合わされて用いられ得る。なお、前記ポリオールとしては、市販されているものが用いられ得る。

前記ポリオールの水酸基価（ＯＨＶ）としては、特に限定されるものではないが、適度な硬度を有するポリウレタンとなり得る点で、５０〜１６０が好ましい。なお、前記水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ００７０に準じた方法により求められる値である。

前記ポリオールの平均官能基数としては、特に限定されるものではないが、適度な硬度を有するポリウレタンとなり得る点で、２〜３が好ましい。なお、前記平均官能基数とは、ポリオールの製造に用いられる開始剤分子の活性水素基の数によって決定される理論的官能基数を意味する。ただし、重合時の副反応等による影響で実際の官能基数とは異なり得るものである。

前記ポリエステル系ポリオールとしては、分子中に２以上のエステル結合及び２以上の水酸基を有する化合物が例示できる。具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、１，１，１−トリメチロールプロパン、その他の低分子ポリオールの１種または２種以上と、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、その他の低分子カルボン酸やオリゴマー酸の１種または２種以上との縮合重合体、又は、プロピオンラクトン、バレローラクトン、カプローラクトンのような開環重合体などが挙げられる。

前記ポリオレフィン系ポリオールとしては、分子中に炭素数４以上のオレフィン及び２以上の水酸基を有する化合物が例示できる。具体的には、例えば、ブタジエン、イソプレンなどのジエン化合物と必要によりスチレン、アクリロニトリルなどを、例えば金属リチウム、金属カリウム、金属ナトリウムなどのアニオン重合触媒の存在下で重合させたのち、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加重合させて得られるポリオール、または前記ジエン化合物を、例えば過酸化水素などの水酸基を有するラジカル開始剤によりラジカル重合させて得られるポリオール、またはこれらのものを水素添加したもの等が挙げられる。

前記ポリエーテル系ポリオールとしては、分子中に２以上のエーテル結合及び２以上の水酸基を有する化合物が例示できる。具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドまたはブチレンオキサイド、またはそれらの混合物などのアルキレンオキサイドを、アルカリ触媒などの存在下で付加重合させたポリアルキレンポリオール、またはテトラヒドロフランをカチオン触媒下で重合させたポリテトラメチレングリコール、またはこれらの混合物等が挙げられる。

前記ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えば、１，６−ヘキサンジオールのポリカーボネートポリオール、１，６−ヘキサンジオールと１，４−ブタンジオールのポリカーボネートポリオール、１，６−ヘキサンジオールと１，５−ペンタンジオールのポリカーボネートポリオール、１，６−ヘキサンジオールと３−メチル−１，５−ペンタンジオールのポリカーボネートポリオール等が挙げられる。

前記ポリアクリル系ポリオールとしては、アクリル酸誘導体モノマーを重合させて得られる高分子化合物もしくは、アクリル酸誘導体モノマーおよびその他のモノマーとを共重合させて得られる高分子化合物のうち、末端にヒドロキシル基をもつものが挙げられる。なかでもエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートやヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート等のアクリル酸誘導体モノマーを単独で重合させたものや、スチレン等のその他のモノマーを加えて共重合させたアクリルポリオールが好ましく用いられる。

前記ポリエーテルエステル系ポリオールとしては、分子中に２以上のエーテル結合、２以上のエステル結合、及び２以上の水酸基を有する化合物が例示できる。具体的には、例えば、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、その他の低分子カルボン酸やオリゴマー酸の１種または２種以上と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、１，１，１−トリメチロールプロパン、その他の低分子ポリオールの１種または２種以上とを従来公知の一般的な方法で重縮合させたものが挙げられる。具体的には、例えば、アジピン酸とジエチレングリコールとトリメチロールプロパンとの重縮合物などが挙げられる。なお、前記ポリエーテルエステル系ポリオールとしては、市販されているものが用いられ得る。

前記ポリエーテルエステル系ポリオールとしては、適度な硬度を有するポリウレタンとなり得る点で、前記水酸基価（ＯＨＶ）が５０〜１６０であり、前記平均官能基数が２〜３であるものが好ましい。
詳しくは、前記ポリエーテルエステル系ポリオールとしては、前記水酸基価（ＯＨＶ）が５７〜６４であり、前記平均官能基数が２〜３であるポリエーテルエステル系ポリオールと、前記水酸基価（ＯＨＶ）が１５０〜１６０であり、前記平均官能基数が２〜３であるポリエーテルエステル系ポリオールとが混合されているポリエーテルエステル系ポリオール混合物であることがより好ましい。前記水酸基価（ＯＨＶ）が１５０〜１６０であり、前記平均官能基数が２〜３であるポリエーテルエステル系ポリオールが混合されていることにより、前記ポリエーテルエステル系ポリオール混合物は、粘性が低下して加工性を向上させ得るという利点がある。

前記ポリイソシアネートとは、分子中に複数のイソシアネート基を有する化合物である。前記ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、具体的には、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、１，４−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）などの芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、リジンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアナートメチル（ＮＢＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの脂肪族ポリイソシアネート、トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、Ｈ６ＸＤＩ（水添ＸＤＩ）、Ｈ１２ＭＤＩ（水添ＭＤＩ）などの脂環式ポリイソシアネート、上記の各ポリイソシアネートのカルボジイミド変性ポリイソシアネート、または、これらのイソシアヌレート変性ポリイソシアネートなどが挙げられる。
なお、これらのポリイソシアネートは、１種が単独で、又は２種以上が組み合わされて用いられ、好ましくは、２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩとの混合物（２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ＝８０／２０質量比）が用いられ得る。また、前記ポリイソシアネートとしては、市販されているものが用いられ得る。

前記ポリウレタンとしては、適度な硬度を有するポリウレタンとなり得る点で、前記ポリエーテルエステル系ポリオールと前記ポリイソシアネートとが反応されてなるポリウレタンが好ましく、前記水酸基価が５０〜１６０であり、前記平均官能基数が２〜３である前記ポリエーテルエステル系ポリオールと前記ポリイソシアネートとが反応されてなるポリウレタンがより好ましい。また、前記水酸基価（ＯＨＶ）が５７〜６４であり、前記平均官能基数が２〜３であるポリエーテルエステル系ポリオール、及び、前記水酸基価（ＯＨＶ）が１５０〜１６０であり、前記平均官能基数が２〜３であるポリエーテルエステル系ポリオールが混合されたポリエーテルエステル系ポリオール混合物と、前記ポリイソシアネートとが反応されてなるポリウレタンがさらに好ましい。
より具体的には、上記ポリエーテルエステル系ポリオールは、アジピン酸とジエチレングリコールとトリメチロールプロパンとの重縮合物であることが好ましい。

なお、前記ポリエーテルエステル系ポリオール混合物において、前記水酸基価（ＯＨＶ）が１５０〜１６０であり、前記平均官能基数が２〜３であるポリエーテルエステル系ポリオールが、前記ポリオール中に１０〜３０質量％含まれていることが好ましい。前記ポリオール中に１０〜３０質量％含まれていることにより、適度な硬度を有するポリウレタンになり得るという利点がある。

前記エラストマー組成物には、フィラー（充填剤）が含まれ得る。前記フィラーとしては、例えば、前記カーボンブラックや前記黒鉛などの導電性フィラー、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどの無機フィラーが挙げられる。前記カーボンブラック、前記黒鉛、及び前記無機フィラーでなる前記フィラーは、前記エラストマー組成物に１０質量％以下含まれていることが好ましい。前記フィラーが前記エラストマー組成物に１０質量％以下含まれていることにより、前記エラストマー組成物の硬化前の加工性が良好となり、硬化後の硬度が適度なものとなり得る。

前記エラストマー組成物には、前記フィラー以外にも添加剤として、例えば、ワックス、加水分解防止剤、シランカップリング剤、界面活性剤、老化防止剤、酸化防止剤、顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤等が含まれ得る。
前記添加剤としては、エラストマー組成物に用いられる一般的なものを挙げることができる。それらの配合量も特に制限されず、任意に選択される。

本発明に係る電子写真装置用導電性エラストマー部材は、定電流制御で電流を継続して流した２００時間後の電圧が初期電圧の−３０〜３０％であることが好ましい。定電流制御で電流を継続して流した２００時間後の電圧が初期電圧の−３０〜３０％であることにより、導電性エラストマー部材が電子写真装置で用いられたときの画像の品質がより安定するという利点がある。

なお、本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材が用いられる電子写真装置とは、具体的には、例えばレーザービームプリンターなどのプリンター、複写機、ファクシミリなどである。

また、本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材としては、具体的には、光の照射により導電性が変化する感光体を帯電させる帯電部材、トナーを前記感光体に付着させる現像部材、前記感光体に付着したトナーを転写媒体へと転写させる転写部材が挙げられる。また、その形状としては、例えば、ローラ状、ベルト状、シート状などが例示される。

詳しくは、前記現像部材としては、例えば、現像ローラ等が挙げられ、前記帯電部材としては、帯電ローラ等が挙げられ、前記転写部材としては、転写ローラ等が挙げられる。

より詳しくは、例えば、本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材が現像ローラとして用いられる場合、現像ローラとしては、金属製の棒状の導電性軸体に前記エラストマー組成物が周設されたものを挙げることができる。また、前記現像ローラは、その表面に配された厚さ５〜１００μｍ程度の表面層が備えられ得る。前記表面層の材質としては、熱可塑性エラストマーのポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、アクリル樹脂、フッソ樹脂等が挙げられ、なかでも熱可塑性ポリウレタンが好ましい。また、前記表面層には、導電性を付与する目的でカーボンブラック含まれ得る。

本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材は、電流を継続して流しても電気抵抗値が変化しにくいという性能が特に要求される部材であるという点で、好ましくは、前記現像部材として用いられ、より好ましくは、前記現像ローラとして用いられる。

本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材に必要とされる導電性は、特に限定されるものではないが、エラストマー部材の具体的な用途による値としては、例えば、前記現像部材であれば、通常、１０³〜１０⁶Ω程度であり、前記帯電部材であれば、通常、１０⁵〜１０⁸Ω程度であり、前記転写部材であれば、通常、１０⁵〜１０⁸Ω程度である。

本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材の硬度は、特に限定されず、実施例に記載された方法によって表される値が、通常、３０〜６０程度であり、好ましくは３０〜４５である。本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材が、例えば、前記現像部材、前記帯電部材、又は前記転写部材等であることにより、前記硬度の範囲は、特に限定されるものではない。

本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材は次のようにして製造することができる。具体的には、エラストマーとしてポリウレタンを採用したローラ状の電子写真装置用導電性エラストマー部材は、次のようにして製造することができる。

上述した前記ポリオールと前記ポリイソシアネートと前記カーボンブラックと前記黒鉛とを準備し、例えば、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、３本ロール等を用いてこれらを混練りした後、混練物を所望の金型に流し込み、加熱により型内架橋した後、金型を取り、さらに加熱により後架橋を行い、所望の部材を製造することができる。

なお、本実施形態の電子写真装置用導電性エラストマー部材は、その形状がベルト状、又はシート状であっても、従来公知の一般的な方法によって製造することができる。

本発明は、上記例示の電子写真装置用導電性エラストマー部材に限定されるものではない。また、一般の電子写真装置用導電性エラストマー部材において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜導電性ローラの製造＞
ポリエーテルエステル系ポリオールを用いた熱硬化性ポリウレタンからなるエラストマー組成物で形成された導電性ローラを以下のようにして製造した。

用いたポリウレタン原料の詳細を以下に示す。
（ポリエーテルエステル系ポリオール「低分子量ポリオール」）
アジピン酸とジエチレングリコールとトリメチロールプロパンとの重縮合物である
ポリエーテルエステル系ポリオール（水酸基価１５２．８、平均官能基数２．５）
（ポリエーテルエステル系ポリオール「高分子量ポリオール」）
アジピン酸とジエチレングリコールとトリメチロールプロパンとの重縮合物である
ポリエーテルエステル系ポリオール（水酸基価６０．０、平均官能基数２．３５）
（ポリイソシアネート）
日本ポリウレタン工業社製 商品名「Ｔ８０」
（２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ＝８０／２０質量比）

（試験例１）
まず、ＤＢＰ吸油量が７１ｃｍ³／１００ｇであるオイルファーネスカーボンブラック（三菱化学社製 商品名「＃５」）１５質量部を上記低分子量ポリオール８５質量部に添加して３本ロールにて分散し、カーボン分散ポリオールマスターバッチＡ１を得た。
次に、平均粒子径３μｍ（粒度分布０．８〜９．０μｍ）の微粒子状の人造黒鉛（ＳＥＣカーボン社製 商品名「ファインパウダーＳＧＬ−３」）１０質量部を上記高分子量ポリオール９０質量部に添加して３本ロールにて分散し、黒鉛分散ポリオールマスターバッチＢを得た。
ポリオールマスターバッチＡ１及びポリオールマスターバッチＢを上記低分子量ポリオール及び上記高分子量ポリオールで希釈し、高分子量ポリオールと低分子量ポリオールとの成分比が質量比で高分子量ポリオール／低分子量ポリオール＝８０／２０、硬化後のエラストマーに占める、カーボンブラック濃度が２．５質量％、黒鉛濃度が４．５質量％となるよう調整し、ポリオール成分（高分子量ポリオールと低分子量ポリオールの合計）の１００質量部に対して上記ＴＤＩを９．４質量部添加して撹拌、混合し、予め接着処理したφ６ｍｍＳＵＳ製シャフト（表面に無電界ニッケルメッキ処理を施したもの）をセットした金型に流し込み、１７０℃×９０分の型内架橋を行ったのち金型より脱型後、更に１７０℃×１２０分の後架橋を行い、外径寸法φ１８ｍｍの円筒状成型体を得た。
続いて、得られた円筒状成型体を円筒研削盤にて研磨加工を施し、外径φ１５ｍｍの導電性ローラを製造した。

（試験例２〜１３）
後に示す表１のカーボンブラック添加量、黒鉛添加量とした点以外は、試験例１と同様の方法で導電性ローラを製造した。

（試験例１４〜２６）
ＤＢＰ吸油量が１６８ｃｍ³／１００ｇであるオイルファーネスカーボンブラック（東海カーボン社製「トーカブラック＃４５００」）１５質量部を試験例１と同様に上記低分子量ポリオール８５質量部に添加し、３本ロールにて分散し、カーボン分散ポリオールマスターバッチＡ２を得た。ポリオールマスターバッチＡ２とポリオールマスターバッチＢとを上記低分子量ポリオール及び上記高分子量ポリオールで希釈し、試験例１〜１３と同様な方法に準じて、後に示す表１の組成で試験例１４〜２６の導電性ローラを製造した。

（試験例２７〜３９）
用いた黒鉛が平均粒子径５μｍ（粒度分布０．８〜２１μｍ）の微粒子状の人造黒鉛（ＳＥＣカーボン社製 商品名「ファインパウダーＳＧＬ−５」）である点以外は、それぞれ試験例１〜１３と同様にして、導電性ローラを製造した。

（試験例４０〜５２）
ＤＢＰ吸油量が１６８ｃｍ³／１００ｇであるオイルファーネスカーボンブラック（東海カーボン社製「トーカブラック＃４５００」）を用いた点、用いた黒鉛の平均粒径が５μｍである点以外は、それぞれ試験例１〜１３と同様にして、導電性ローラを製造した。

（試験例５３〜６２）
後に示す表５に記載したＤＢＰ吸油量のカーボンブラック、又は平均粒子径の黒鉛とした点、表５に示したカーボンブラック、又は黒鉛の添加量とした点以外は、試験例１と同様にして導電性ローラを製造した。

各試験例で製造したローラについて、初期抵抗、通電抵抗安定性、表面性、硬度、加工性の各特性を次に示す方法で評価した。結果を表１〜表５に示す。

＜ローラの初期抵抗の評価＞
ローラ両端に５Ｎの荷重を吊り下げてＳＵＳ板上に静置し、ローラ端部の金属シャフト部とＳＵＳ板を高抵抗率計（エーディーシー社製 商品名「Ｒ８３４０Ａ」）に接続し、ローラシャフトとＳＵＳ板とを電極としローラエラストマー部を間に介する回路を形成させ、３０Ｖの定電圧を印加し、６０秒後の抵抗値（Ω）を読み取った。

＜ローラの通電抵抗安定性の評価＞
ローラ両端に５Ｎの荷重を負荷しＳＵＳ板上に静置、ローラ端部の金属シャフト部とＳＵＳ板を高圧電源発生装置に接続し、シャフトとＳＵＳ板とを電極としローラエラストマー部を間に介する回路を形成させ、当回路に常に電流が１００μＡ流れるよう定電流制御で高圧電源よりローラに電圧を印加し続け、電圧の経時変化を測定し、抵抗変化とした。２００時間連続で電圧を印加し、印加開始時の電圧に対して２００時間後の電圧が何％上昇したかを算出し、通電抵抗安定性の指標とした。

＜ローラの表面性の評価＞
研磨後のローラ表面について、機能を害する表面欠陥（凹凸）の有無を目視にて判断し、表面欠陥（凹凸）のあるものを×、ないものを○とした。

＜ローラの硬度の評価＞
ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９７５で規定されたスプリング式硬さ計（ＪＩＳ−Ａ形）で測定された硬度で評価した。

＜ローラの加工性の評価＞
注型時、金型にスムーズに流し込めたものを○、流し込めず注入液不足が生じたものを×とした。

表１〜表５から認識できるように、カーボンブラックと黒鉛とエラストマーとが含まれ、カーボンブラックが１〜４質量％含まれているエラストマー組成物で形成された電子写真装置用導電性エラストマー部材は、電流を継続して流しても電気抵抗値が変化しにくいという性能と、適度な硬度を有するという性能と、良好な加工性とをバランス良く備え得る。また、黒鉛がエラストマーに３〜６質量％含まれていることにより、電子写真装置用導電性エラストマー部材は、電流を継続して流しても電気抵抗値が変化しにくいという性能と、良好な加工性を有し適度な硬度を有するという性能とをさらにバランス良く備え得る。

Claims (2)

1. カーボンブラックと黒鉛とエラストマーとが含まれたエラストマー組成物で形成されている電子写真装置用導電性現像ローラであって、
   前記エラストマー組成物は、前記エラストマーがポリウレタンであると共に、ＤＢＰ吸油量が７１〜１６８ｃｍ ³ ／１００ｇである前記カーボンブラックを１〜４質量％含み、平均粒子径が３〜５μｍである前記黒鉛を３〜６質量％含んでおり、ＪＩＳ Ｋ６３０１−１９７５で規定されるスプリング式硬さ計（ＪＩＳ−Ａ形）で測定される前記エラストマー組成物の硬度が３０〜６０であることを特徴とする電子写真装置用導電性現像ローラ。
2. 定電流制御で１００μＡの電流を継続して流した２００時間後の電圧が初期電圧の−３０〜３０％である請求項１に記載の電子写真装置用導電性現像ローラ。