JP6086593B2 - 半導電性ローラ - Google Patents

半導電性ローラ Download PDF

Info

Publication number
JP6086593B2
JP6086593B2 JP2013105287A JP2013105287A JP6086593B2 JP 6086593 B2 JP6086593 B2 JP 6086593B2 JP 2013105287 A JP2013105287 A JP 2013105287A JP 2013105287 A JP2013105287 A JP 2013105287A JP 6086593 B2 JP6086593 B2 JP 6086593B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductive
roller
mass
sulfur
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013105287A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014228553A (ja
Inventor
田島　啓
啓 田島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP2013105287A priority Critical patent/JP6086593B2/ja
Priority to CN201410145322.5A priority patent/CN104166322A/zh
Priority to US14/263,994 priority patent/US20140342892A1/en
Publication of JP2014228553A publication Critical patent/JP2014228553A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6086593B2 publication Critical patent/JP6086593B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0233—Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Description

本発明は、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、あるいは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、帯電ローラや現像ローラ等として用いることができる半導電性ローラに関するものである。
画像形成装置において、感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラや、帯電させた表面を露光して形成した静電潜像をトナー像に現像するための現像ローラとしては、例えば半導電性ゴム組成物を筒状に成形するとともに架橋させ、外周面をウレタン系樹脂等からなるコーティング膜によって被覆するとともに、中心の通孔に金属等からなるシャフトを挿通した半導電性ローラが用いられる（例えば特許文献１等参照）。
半導電性ゴム組成物には、ベースポリマとしてイオン導電性ゴムを用いてイオン導電性を付与するのが一般的である。イオン導電性ゴムとしては、例えばエピクロルヒドリンゴム等が知られている。
またベースポリマとしては、半導電性ローラの機械的強度、耐久性等を向上したり、あるいは半導電性ローラのゴムとしての特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久歪みが小さくヘタリを生じにくい特性等を向上したりするために、ジエン系ゴムを、イオン導電性ゴムとともに併用する場合もある。
半導電性ローラの外周面をコーティング膜で被覆するのは、当該半導電性ローラを帯電ローラや現像ローラとして、感光体と直接に接触させた状態で使用した際に、当該感光体が、半導電性ゴム組成物中から外周面にブリードしてくる成分によって汚染されて形成画像に影響がでるのを防ぐためである。また、トナーの流動性や帯電性を改善するべくトナーに添加されるシリカ等の添加剤が半導電性ローラの外周面に蓄積されて、形成画像に影響がでるのを防止するためでもある。
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半導電性ローラの外周面に塗布したのち乾燥させて形成され、かかる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。
しかも、かかるコーティング膜の形成は既に確立された技術であって更なる改良の余地は少ないため、これらの不良が発生する割合（不良率）を現状より大幅に低下させるのは難しく、このことが半導電性ローラの歩留まりおよび生産性を低下させ、製造コストを上昇させる一因ともなっている。
そこで、ベースポリマとしてジエン系ゴムを併用した半導電性ゴム組成物によって半導電性ローラを形成したのち、外周面に紫外線照射をしてジエン系ゴムを酸化させることで、当該外周面に、コーティング膜に代わる酸化膜を形成することが提案されている（例えば特許文献２等参照）。
かかる酸化膜は、半導電性ローラの外周面に紫外線を照射して、当該外周面を形成する半導電性ゴム組成物中に含まれるジエン系ゴムそれ自体を酸化反応させて形成されるため、その形成工程において酸化膜中に埃等の異物が混入したりするおそれはない。また酸化反応は、紫外線の照射によって半導電性ローラの外周面で一様に進行できるため、酸化膜に厚みムラが生じたりするおそれもない。
しかし現状の酸化膜は、先に説明した保護膜としての特性が、従来のコーティング膜に比べて不十分である。
特に画像形成装置の長期保管や輸送等を想定した、温度５０℃、相対湿度９０％の高温、高湿環境下、半導電性ローラの外周面を感光体の表面に接触させた状態で３０日間静置したのち画像形成する保管試験において、形成画像に、感光体の汚染等による画像不良を生じやすいという問題がある。
そこで、ベースポリマとしてエピクロルヒドリンゴムとニトリルゴムとを所定の割合で併用するとともに、架橋成分としてチオウレア系架橋成分と硫黄系架橋成分とを併用した半導電性ゴム組成物によって半導電性ローラを形成して、当該半導電性ローラの外周面に形成される酸化膜の、保護膜としての特性を向上することが検討されている（例えば特許文献３等参照）。
特許第３４４９７２６号公報 特開２００４−１７６０５６号公報 特開２０１１−２５７７２３号公報
特許文献３に記載の構成によれば、酸化膜の特性をある程度は向上できる。
ところが発明者が検討したところ、かかる特許文献３に記載の半導電性ローラは、保護膜としての特性に優れた酸化膜が形成されているにも拘らず、例えば特許文献３の実施例に記載のものとは異なる他の画像形成装置に組み込むと、同じ温度５０℃、相対湿度９０％の高温、高湿環境下、半導電性ローラの外周面を感光体の表面に接触させた状態で３０日間静置したのち画像形成する保管試験において、特に湿度の影響を受けてタック（粘着）を生じやすく、タックを生じると、感光体の、半導電性ローラが接触してタックを生じた部分に対応する形成画像の領域に、当該感光体のピッチで筋状に白くなる白スジの画像不良を生じやすいことが明らかとなった。
半導電性ローラを他の画像形成装置に組み込むとタックを生じやすくなるのは、当該半導電性ローラが直接に接触する感光体表面の化学的、あるいは物理的な性状が異なったり、感光体の径や、半導電性ローラの感光体への圧接力等が異なったりするためと考えられる。
本発明の目的は、帯電ローラや現像ローラとしての良好な半導電性を有し、しかも保護膜としての特性に優れた酸化膜を備えているとともに、特に高温、高湿環境下での保管試験で形成画像にタックに伴う白スジの画像不良を生じにくい半導電性ローラを提供することにある。
本発明は、半導電性ゴム組成物の架橋物からなり、外周面に、紫外線照射によって酸化膜が形成された半導電性ローラであって、
前記半導電性ゴム組成物は、ベースポリマ、および前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分を含み、かつ
前記ベースポリマは、エピクロルヒドリンゴムＥ、およびジエン系ゴムＤの、質量比Ｅ／Ｄ＝５０／５０〜８０／２０の混合物であるとともに、
前記架橋成分は、トリアジン系架橋剤、および硫黄系架橋成分であることを特徴とするものである。
架橋成分として、トリアジン系架橋剤と硫黄系架橋成分とを併用すると、従来の、チオウレア系架橋成分と硫黄系架橋成分とを併用した系と比較して、半導電性ローラの圧縮永久ひずみは殆ど変らないものの、後述する実施例、比較例の結果からも明らかなように、保管試験において湿度によるタックの発生を抑制して、形成画像に、当該タックに伴う白スジの画像不良が生じるのを抑制できる。
なお本発明において、エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤの質量比Ｅ／Ｄが先に説明した範囲に限定されるのは、この範囲よりエピクロルヒドリンゴムＥの比率が小さい場合には、半導電性ローラに、帯電ローラや現像ローラとしての良好な半導電性を付与できないためである。また、範囲より酸化膜のもとになるジエン系ゴムＤの比率が小さい場合には、半導電性ローラの外周面に、保護膜として十分に機能しうる酸化膜を形成できず、感光体の汚染や外周面へのトナーの蓄積等を生じやすくなるためである。
これに対し、質量比Ｅ／Ｄを先に説明した範囲とすることにより、半導電性ローラに良好な半導電性を付与しながら、その外周面に、保護膜として十分に機能しうる酸化膜を形成して、感光体の汚染等が生じるのを確実に防止できる。
前記トリアジン系架橋剤の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上、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、半導電性ローラの圧縮永久ひずみが大きくなって、先に説明した保管試験をした際に、感光体が接触していた部分がニップ変形しやすくなり、ニップ変形すると、当該ニップ変形した部分に対応する形成画像の領域に、半導電性ローラのピッチで、やはり白スジの画像不良を生じやすくなるおそれがある。
一方、配合割合が範囲を超える場合には半導電性ローラが硬くなりすぎて、感光体への追従性が低下する結果、当該半導電性ローラのピッチで、形成画像に濃淡を生じるおそれがある。
これに対し、トリアジン系架橋剤の割合を先に説明した範囲とすることにより、半導電性ローラを、適度の圧縮永久ひずみと硬さとを有するものとして、ニップ変形による画像不良や追従性の低下による濃淡等のない良好な画像を形成できる。
硫黄系架橋成分としては、硫黄、および含硫黄系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の架橋剤と、含硫黄系促進剤とを併用するのが好ましい。
また半導電性ゴム組成物は、導電剤として、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）をも含んでいるのが好ましい。
かかるイオン塩を導電剤として含むことで、半導電性ローラにさらに良好な半導電性を付与できる。
さらに半導電性ゴム組成物は、架橋助剤、受酸剤、加工助剤、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、難燃剤、中和剤、および気泡防止剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の添加剤をも含んでいるのが好ましい。
これにより、各成分を配合し、混練して半導電性ゴム組成物を調製する際や、当該半導電性ゴム組成物を半導電性ローラの形状に成形する際の加工性、成形性を向上したり、成形後にベースポリマを架橋させて得られる半導電性ローラの機械的強度、耐久性等を向上したり、あるいは半導電性ローラのゴムとしての特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久歪みが小さくヘタリを生じにくい特性等を向上したりできる。
前記本発明の半導電性ローラは、例えばレーザープリンタ等の、電子写真法を利用した画像形成装置において、感光体の表面に接触した状態で前記感光体を帯電させる帯電ローラとして用いるのが好ましい。
本発明によれば、帯電ローラや現像ローラとしての良好な半導電性を有し、しかも保護膜としての特性に優れた酸化膜を備えているとともに、特に高温、高湿環境下での保管試験で形成画像にタックに伴う白スジの画像不良を生じにくい半導電性ローラを提供できる。
本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。 半導電性ローラのローラ抵抗値を測定する方法を説明する図である。
本発明は、半導電性ゴム組成物の架橋物からなり、外周面に、紫外線照射によって酸化膜が形成された半導電性ローラであって、
前記半導電性ゴム組成物は、ベースポリマ、および前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分を含み、かつ
前記ベースポリマは、エピクロルヒドリンゴムＥ、およびジエン系ゴムＤの、質量比Ｅ／Ｄ＝５０／５０〜８０／２０の混合物であるとともに、
前記架橋成分は、トリアジン系架橋剤、および硫黄系架橋成分であることを特徴とするものである。
《半導電性ゴム組成物》
〈ベースポリマ〉
ベースポリマとしてのエピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤの質量比Ｅ／Ｄが５０／５０〜８０／２０の範囲に限定されるのは、この範囲よりエピクロルヒドリンゴムＥの比率が小さい場合には、半導電性ローラに、帯電ローラや現像ローラとしての良好な半導電性を付与できないためである。
また、範囲より酸化膜のもとになるジエン系ゴムＤの比率が小さい場合には、半導電性ローラの外周面に、保護膜として十分に機能しうる酸化膜を形成できず、感光体の汚染や外周面へのトナーの蓄積等を生じやすくなるためである。
これに対し、質量比Ｅ／Ｄをかかる範囲とすることにより、半導電性ローラに良好な半導電性を付与しながら、その外周面に、保護膜として十分に機能しうる酸化膜を形成して、感光体の汚染等が生じるのを確実に防止できる。
（エピクロルヒドリンゴム）
エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含み、イオン導電性を有する種々の重合体が使用可能である。
かかるエピクロルヒドリンゴムとしては、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の１種または２種以上が挙げられる。
中でも、紫外線の照射によって半導電性ローラの外周面に形成される酸化膜に、保護膜としての優れた特性を付与するためにはＥＣＯ、および／またはＧＥＣＯが好ましい。
両共重合体においてエチレンオキサイド含量は、いずれも３０モル％以上、特に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、半導電性ローラの全体で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、ローラ抵抗値を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。また架橋後の半導電性ローラが硬くなりすぎたり、架橋前の半導電性ゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇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、７０モル％以下、特に５０モル％以下であるのが好ましい。
またＧＥＣＯにおけるアリルグリシジルエーテル含量は０．５モル％以上、特に２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、特に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、半導電性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、かかる働きが得られないため、ローラ抵抗値を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範囲を超える場合には、ＧＥＣＯの架橋密度が高くなりすぎて分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、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１０モル％以上、特に１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、特に６０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ほかに、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、本発明ではいずれのＧＥＣＯも使用可能である。
（ジエン系ゴム）
ジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の１種または２種以上が挙げられる。
特にＮＢＲを単独で用いるか、当該ＮＢＲとＣＲとを併用するのが好ましい。
このうちＮＢＲは、ジエン系ゴムとしての機能、すなわち紫外線照射によって酸化されて、半導電性ローラの外周面に、保護膜としての優れた特性を有する酸化膜を形成する機能に特に優れている。
またＣＲは、ジエン系ゴムとしての機能に加えて、分子中に塩素原子を多く含むことから、本発明の半導電性ローラを特に帯電ローラとして使用した際に、その帯電特性を向上させるためにも機能する。
さらにＮＢＲ、ＣＲはともに極性ゴムであるため、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整するためにも機能する。
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したポリマを、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得られる。
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。
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。
ジエン系ゴムとしてＣＲとＮＢＲの２種を併用する場合、それぞれの機能をいずれも良好に発揮させることを考慮すると、両者を、質量比ＣＲ／ＮＢＲ＝１５／８５〜５０／５０の範囲で併用するのが好ましい。
〈架橋成分〉
先に説明したように架橋成分としては、トリアジン系架橋剤、および硫黄系架橋成分の２種を併用する。
（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、なおかつエピクロルヒドリンゴム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〔川口化学工業(株)製のアクター（登録商標）ＴＳＨ〕、２−アニリノ−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン〔三協化成(株)製のジスネット（登録商標）ＡＦ〕、２−ジブチルアミノ−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン〔三協化成(株)製のジスネットＢＤ〕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、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上、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、半導電性ローラの圧縮永久ひずみが大きくなって、先に説明した保管試験をした際に、感光体が接触していた部分がニップ変形しやすくなり、ニップ変形すると、当該ニップ変形した部分に対応する形成画像の領域に、半導電性ローラのピッチで、白スジの画像不良を生じやすくなるおそれがある。
一方、配合割合が範囲を超える場合には半導電性ローラが硬くなりすぎて、感光体への追従性が低下する結果、当該半導電性ローラのピッチで、形成画像に濃淡を生じるおそれがある。
これに対し、トリアジン系架橋剤の割合を先に説明した範囲とすることにより、半導電性ローラを、適度の圧縮永久ひずみと硬さとを有するものとして、ニップ変形による画像不良や追従性の低下による濃淡等のない良好な画像を形成できる。
（硫黄系架橋成分）
硫黄系架橋成分としては、硫黄、および含硫黄系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の架橋剤と、含硫黄系促進剤とを併用するのが好ましい。
このうち含硫黄系架橋剤としては、分子中に硫黄を含み、ジエン系ゴムの架橋剤として機能しうる種々の有機化合物が使用可能である。かかる含硫黄系架橋剤としては、例えば４，４′−ジチオジモルホリン（Ｒ）等が挙げられる。
ただし架橋剤としては硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、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、しかも圧縮永久歪みが小さくヘタリを生じにくい特性等を付与することを考慮すると、ベースポリマの総量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。
また架橋剤として含硫黄系架橋剤を使用する場合、配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ベースポリマの総量１００質量部あたりの割合が、かかる範囲内となるように調整するのが好ましい。
含硫黄系促進剤としては、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種の含硫黄系促進剤の併用系において、チアゾール系促進剤の配合割合は、ジエン系ゴムの架橋を促進する効果を十分に発揮させることを考慮すると、ベースポリマの総量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、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．３質量部以上、０．９質量部以下であるのが好ましい。
〈イオン塩〉
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。
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。
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、半導電性ゴム組成物のイオン導電性を向上して半導電性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、ベースポリマの総量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４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、半導電性ローラのイオン導電性を向上して、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、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、過剰のイオン塩が半導電性ローラの外周面にブルームして、紫外線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。
〈その他の成分〉
半導電性ゴム組成物には、さらに架橋助剤、受酸剤、加工助剤、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、難燃剤、中和剤、および気泡防止剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の添加剤を含有させることもできる。
これにより、先に説明した各成分を配合し、混練して半導電性ゴム組成物を調製する際や、半導電性ゴム組成物をローラ本体の形状に成形する際の加工性、成形性を向上したり、成形後にベースポリマを架橋させて得られるローラ本体の機械的強度、耐久性等を向上したり、あるいはローラ本体のゴムとしての特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久歪みが小さくヘタリを生じにくい特性等を向上したりできる。
架橋助剤としては、例えば酸化亜鉛等の金属酸化物や、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸などの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、ベースポリマの総量１００質量部あたり３質量部以上、１０質量部以下であるのが好ましい。
受酸剤は、半導電性ゴム組成物の架橋時にエピクロルヒドリンゴムＥから発生する塩素系ガスの残留、および当該塩素系ガスによる感光体ドラムの汚染を防止する働きをする。受酸剤としては、ゴムに対する分散性に優れていることからハイドロタルサイト類が好ましい。
受酸剤の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり１質量部以上、１０質量部以下であるのが好ましい。
加工助剤としては、例えばオイル、可塑剤等が挙げられる。
充填剤としては酸化亜鉛、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、アルミナ等が挙げられる。このうちカーボンブラックとしては、同一のローラ本体中での電気抵抗値のばらつきを生じないために絶縁性の、もしくは弱導電性のカーボンブラックが挙げられる。
スコーチ防止剤としてはＮ−シクロヘキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン等が挙げられる。
その他の成分としては、従来公知の任意の化合物が使用可能である。
以上の各成分を含む半導電性ゴム組成物は、従来同様に調製できる。すなわち、エピクロルヒドリンゴムとジエン系ゴムとを所定の割合で配合して素練りし、次いで架橋成分以外の添加剤を加えて混練した後、最後に架橋成分を加えて混練することで半導電性ゴム組成物を調製できる。
混練には、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。
《半導電性ローラ》
図１は、本発明の半導電性ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の半導電性ローラ１は、先に説明した各成分を含む半導電性ゴム組成物によって円筒状に形成され、中心の通孔２にシャフト３が挿通されて固定されるとともに、外周面４に、紫外線照射によって酸化膜５が形成されたものである。
シャフト３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る。半導電性ローラ１とシャフト３とは、例えば導電性を有する接着剤等により電気的に接合されると共に機械的に固定されて一体に回転される。
かかる半導電性ローラ１は、例えばレーザープリンタ等の、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、感光体の表面を一様に帯電させるための帯電ローラとして好適に使用できる。
半導電性ローラ１の径方向の厚みは、帯電ローラとして使用する場合、当該帯電ローラの小型化、軽量化を図りながら適度なニップ厚を確保するために０．５ｍｍ以上、特に１ｍｍ以上であるのが好ましく、１５ｍｍ以下、中でも１０ｍｍ以下、特に７ｍｍ以下であるのが好ましい。
半導電性ローラ１は、先に説明した各成分を含む半導電性ゴム組成物を用いて、従来同様に形成される。すなわち半導電性ゴム組成物を、押出成形機を用いて混練しながら加熱して溶融させた状態で、半導電性ローラ１の断面形状、すなわち円環状に対応するダイを通して長尺の円筒状に押出成形し、冷却して固化させたのち、通孔２に架橋用の仮のシャフトを挿通して、例えば加硫缶内で加熱して架橋させる。
次いで外周面に導電性の接着剤を塗布したシャフト３に装着しなおして、接着剤が熱硬化性接着剤である場合は加熱により硬化させて半導電性ローラ１とシャフト３とを電気的に接合する共に機械的に固定する。
そして、必要に応じて半導電性ローラ１の外周面４を所定の表面粗さになるように研磨したのち紫外線を照射することで、当該外周面４を構成する半導電性ゴム組成物の架橋物中のジエン系ゴムを酸化させて酸化膜５を生成させる。これにより図１に示す半導電性ローラ１が製造される。
かかる半導電性ローラ１は、先に説明した各成分を含有する半導電性ゴム組成物の架橋物からなるため、帯電ローラや現像ローラとしての良好な半導電性を有する上、先に説明した保管試験を実施した際に、タックと、それに伴う白スジの画像不良とが生じるのを確実に防止できる。
また半導電性ローラ１は、その外周面４を酸化させて形成された、保護膜としての特性に優れた酸化膜５を備えるため、感光体の汚染や外周面へのトナーの蓄積等よる画像不良が生じるのも確実に防止できる。
半導電性ローラ１は、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。その場合、少なくとも外層を、本発明の構成とすればよい。
また半導電性ローラ１は多孔質構造としてもよいが、先に説明した先に説明した保管試験をした際にニップ変形するのを確実に防止することを考慮すると、非多孔質構造であるのが好ましい。
本発明の半導電性ローラ１は、温度２３℃、相対湿度５５％の常温常湿環境下で測定される、印加電圧２００Ｖにおけるローラ抵抗値が１０４Ω以上、１０７Ω未満であるのが好ましい。ローラ抵抗値は、外周面４に酸化膜５を形成した状態での測定値である。
《ローラ抵抗値の測定方法》
図２は、半導電性ローラ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、本発明ではローラ抵抗値を、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
すなわち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６を用意し、かかるアルミニウムドラム６の外周面７に、その上方から、ローラ抵抗値を測定する半導電性ローラ１の、酸化膜５を形成した外周面４を接触させる。
また半導電性ローラ１のシャフト３と、アルミニウムドラム６との間に直流電源８、および抵抗９を直列に接続して計測回路１０を構成する。直流電源８は、(−)側をシャフト３、（＋）側を抵抗９と接続する。抵抗９の抵抗値ｒは１００Ωとする。
次いでシャフト３の両端部にそれぞれ４５０ｇの荷重Ｆをかけて半導電性ローラ１をアルミニウムドラム６に圧接させた状態で、アルミニウムドラム６を回転（回転数：４０ｒｐｍ）させながら、両者間に、直流電源８から直流２００Ｖの印加電圧Ｅを印加した際に、抵抗９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（＝２００Ｖ）とから、半導電性ローラ１のローラ抵抗値Ｒは、基本的に式(1′)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／（Ｖ−ｒ） (1′)
によって求められる。ただし式(1′)中の分母中の−ｒの項は微小とみなすことができるため、本発明では式(1)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ (1)
によって求めた値でもって半導電性ローラ１のローラ抵抗値とすることとする。測定の条件は、先に説明したように温度２３℃、相対湿度５５％である。
また半導電性ローラ１は、その用途等に応じて任意の硬さ、圧縮永久ひずみを有するように調整できる。かかる硬さ、圧縮永久ひずみ、並びにローラ抵抗値等を調整するためには、例えばエピクロルヒドリンゴムとジエン系ゴムの質量比Ｅ／Ｄを先に説明した範囲内で調整したり、架橋成分としてのトリアジン系架橋剤、および硫黄系架橋成分の種類と量を調整したりすればよい。
本発明の半導電性ローラは、帯電ローラのほか、例えば現像ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等としてレーザープリンタ、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等の、電子写真法を利用した画像形成装置に用いることができる。
以下の実施例、比較例における半導電性ローラの作製および試験を、特記した以外は温度２３℃、相対湿度５５％の常温、常湿環境下で実施した。
〈実施例１〉
エピクロルヒドリンゴムとしてのＥＣＯ〔ダイソー(株)製のエピクロマー（登録商標）Ｄ、エチレンオキサイド含量：６１モル％〕６０質量部、ジエン系ゴムとしての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％〕４０質量部をベースポリマとして、９Ｌニーダを用いて素練りしながら、イオン塩としてのカリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド〔Ｋ−ＴＦＳＩ、三菱マテリアル電子化成(株)製のＥＦ−Ｎ１１２〕１質量部と、下記表１に示す各成分とを加えてさらに混練して半導電性ゴム組成物を調製した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
Figure 0006086593
表１中の各成分は下記のとおり。
トリアジン系架橋剤：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〕
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（登録商標）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〕
酸化亜鉛２種：架橋助剤〔三井金属鉱業(株)製〕
受酸剤：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〕
表中の質量部は、先のベースポリマ１００質量部あたりの質量部である。
かかる半導電性ゴム組成物をφ６０の押出成形機に供給して外径φ１１．０ｍｍ、内径φ５．０ｍｍの円筒状に押出成形した後、外径φ３ｍｍの架橋用の仮のシャフトを挿通して加硫缶内で１６０℃×３０分間加熱して架橋させた。
次いで、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のシャフトに装着し直してオーブン中で１５０℃×６０分間加熱して接着したのち両端をカットし、広幅研磨機を用いて外径がφ９．０ｍｍになるまで外周面を研磨した。
研磨後の外周面をアルコール拭きしたのち、ＵＶ光源から外周面までの距離を５０ｍｍとしてＵＶ処理装置にセットし、３０ｒｐｍで回転させながら紫外線を１５分間照射することで酸化膜を形成して半導電性ローラを製造した。
〈実施例２〜４〉
トリアジン系架橋剤の配合量を、ベースポリマ１００質量部あたり０．５質量部（実施例２）、１．５質量部（実施例３）、３．０質量部（実施例４）としたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
いずれもエピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
〈実施例５〉
エピクロルヒドリンゴムとして、ＥＣＯ〔前出のダイソー(株)製のエピクロマーＤ〕１５質量部と、ＧＥＣＯ〔ダイソー(株)製のエピオン（登録商標）−３０１、エチレンオキサイド含量：７０モル％、アリルグリシジルエーテル含量：４モル％〕４５質量部とを併用し、ジエン系ゴムとして、ＮＢＲ〔前出のＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ ＳＬ〕４０質量部と、ＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕１０質量部とを併用するとともに、イオン塩としてのカリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド〔前出のＫ−ＴＦＳＩ、三菱マテリアル電子化成(株)製のＥＦ−Ｎ１１２〕の配合量を、ベースポリマ１００質量部あたり３．４質量部としたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
〈実施例６〉
エピクロルヒドリンゴムとして、ＥＣＯに代えてＧＥＣＯ〔前出のダイソー(株)製のエピオン（登録商標）−３０１〕６０質量部を用い、ジエン系ゴムとして、ＮＢＲ〔前出のＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ ＳＬ〕４０質量部と、ＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕１０質量部とを併用するとともに、イオン塩としてのカリウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド〔前出のＫ−ＴＦＳＩ、三菱マテリアル電子化成(株)製のＥＦ−Ｎ１１２〕の配合量を、ベースポリマ１００質量部あたり３．４質量部としたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
〈実施例７〉
イオン塩を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
〈実施例８〉
イオン塩として、ベースポリマ１００質量部あたり１．０質量部の、リチウム・ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド〔Ｌｉ−ＴＦＳＩ、三菱マテリアル電子化成(株)製のＥＦ−Ｎ１１５〕を配合したこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
〈実施例９〉
エピクロルヒドリンゴムとしてのＥＣＯ〔前出のダイソー(株)製のエピクロマーＤ〕の配合量を５０質量部、ジエン系ゴムとしてのＮＢＲ〔前出のＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ ＳＬ〕の配合量を５０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝５０／５０であった。
〈実施例１０〉
エピクロルヒドリンゴムとしてのＥＣＯ〔前出のダイソー(株)製のエピクロマーＤ〕の配合量を８０質量部、ジエン系ゴムとしてのＮＢＲ〔前出のＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ ＳＬ〕の配合量を２０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝８０／２０であった。
〈比較例１〉
トリアジン系架橋剤を配合せず、チオウレア系架橋剤としてのエチレンチオウレア〔川口化学工業(株)製のアクセル（登録商標）２２−Ｓ〕０．６質量部と、グアニジン系促進剤としての１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン〔促進剤ＤＴ、大内新興化学工業(株)製のノクセラーＤＴ〕０．５４質量部とを配合したこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
このものは、特許文献３の半導電性ローラを再現したものに相当する。
〈比較例２〉
半導電性ローラの外周面を紫外線照射せず、当該外周面に酸化膜を形成しなかったこと以外は比較例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
〈比較例３〉
トリアジン系架橋剤を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝６０／４０であった。
〈比較例４〉
エピクロルヒドリンゴムとしてのＥＣＯ〔前出のダイソー(株)製のエピクロマーＤ〕の配合量を４５質量部、ジエン系ゴムとしてのＮＢＲ〔前出のＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ ＳＬ〕の配合量を５５質量部としたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝４５／５５であった。
〈比較例５〉
エピクロルヒドリンゴムとしてのＥＣＯ〔前出のダイソー(株)製のエピクロマーＤ〕の配合量を８５質量部、ジエン系ゴムとしてのＮＢＲ〔前出のＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ ＳＬ〕の配合量を１５質量部としたこと以外は実施例１と同様にして半導電性ゴム組成物を調製し、半導電性ローラを製造した。
エピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤとの質量比Ｅ／Ｄ＝８５／１５であった。
〈ローラ抵抗値の測定〉
実施例、比較例で製造した半導電性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。なお表２〜表４では、ローラ抵抗値をｌｏｇＲ値で表している。
〈硬さ測定〉
実施例、比較例で製造した半導電性ローラのタイプＡ硬さを、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５３−３：２００６「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方−第３部：デュロメータ硬さ」所載の測定方法に則って測定した。
〈実機試験〉
感光体と、当該感光体の表面に常時接触させて配設された帯電ローラとを備え、レーザープリンタ本体に着脱自在とされたフォトコンダクタユニット〔レックスマーク インターナショナル社製〕の、純正の帯電ローラに代えて、実施例、比較例で製造した半導電性ローラを帯電ローラとして組み込んだ。
そして組み立てたフォトコンダクタユニットを、直後にカラーレーザープリンタ〔レックスマーク インターナショナル社製のカラーレーザープリンタＣ７３６ｎ〕に装填し、直ちにハーフトーン画像、ベタ画像を印刷して、初期画像として評価した。
評価は、何らかの画像不良が見られたものを「×」、見られなかったものを「○」とした。
また装填して２０００枚／日の通紙を５日間実施した後にハーフトーン画像、ベタ画像を各５枚ずつ連続印刷して、通紙後画像として評価した。
評価は、連続印刷の間に何らかの画像不良が見られたものを「×」、見られなかったものを「○」とした。
また別に用意した、組み立てた直後のフォトコンダクタユニットを、温度５０℃、相対湿度９０％の高温、高湿環境下で３０日間静置したのち同じカラーレーザープリンタに装填してハーフトーン画像、ベタ画像を各５枚ずつ枚連続印刷する保管試験を実施した。
評価は、連続印刷中に１枚でも白スジの画像不良が見られたものを「×」、連続印刷の全枚数を通して白スジの画像不良が全く見られなかったものを「○」とした。
以上の結果を表２ないし表４に示す。
Figure 0006086593
Figure 0006086593
Figure 0006086593
表２〜表４の各実施例、比較例のうち比較例１の結果より、架橋成分として、従来のチオウレア系架橋成分と硫黄系架橋成分とを併用した場合には、保護膜としての特性に優れた酸化膜が形成されているにも拘らず、保管試験においてタックに伴う白スジの画像不良が発生することが判った。
また比較例２の結果より、かかる従来の系において外周面に紫外線を照射せず、酸化膜を形成しなかった場合には、保管試験においてタックに伴う白スジの不良が発生するとともに、通紙後の画像に、１００枚の連続印刷時点で、感光体の汚染に伴う濃淡ムラの画像不良が発生することが判った。
さらに比較例３の結果より、架橋成分として硫黄系架橋成分のみを使用した場合には、やはり保護膜としての特性に優れた酸化膜が形成されているにも拘らず、保管試験においてタックに伴う白スジの画像不良が発生することが判った。
これに対し実施例１〜１０の結果より、架橋成分として、トリアジン系架橋剤と硫黄系架橋成分とを併用することで、保管試験においてタックに伴う白スジの画像不良が発生するのを防止できることが判った。
ただし比較例４の結果より、かかる併用系であっても、ベースポリマとしてのエピクロルヒドリンゴムＥとジエン系ゴムＤの質量比Ｅ／Ｄ＝５０／５０よりエピクロルヒドリンゴムが少ない場合には、半導電性ローラのローラ抵抗値が高くなるとともに、通紙後の５００枚の連続印刷時点で画像の濃度が上昇して画像不良となることが判った。
また比較例５の結果より、かかる併用系であっても、質量比Ｅ／Ｄ＝８０／２０より酸化膜のもとになるジエン系ゴムが少ない場合には、保護膜としての特性に優れた酸化膜が形成されないため、通紙後の画像に、１００枚の連続印刷時点で、感光体の汚染に伴う濃淡ムラの画像不良が発生することが判った。
これに対し、特に実施例９、１０の結果より、質量比Ｅ／Ｄを５０／５０〜８０／２０の範囲とすることにより、半導電性ローラに良好な半導電性を付与しながら、その外周面に、保護膜として十分に機能しうる酸化膜を形成して、感光体の汚染等が生じるのを確実に防止できることが判った。
また実施例１〜４の結果より、トリアジン系架橋剤の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上、３．０質量部以下であるのが好ましいことが判った。
また実施例１、５、６の結果より、ベースポリマのうちエピクロルヒドリンゴムとしては、ＥＣＯだけでなく、ＧＥＣＯを使用したり、ＥＣＯとＧＥＣＯとを併用したりできること、ジエン系ゴムとしては、ＮＢＲの他に、ＮＢＲとＣＲとを併用できることが判った。
さらに実施例１、７、８の結果より、半導電性ゴム組成物にはイオン塩を配合するのが好ましいこと、イオン塩としては、カリウム塩、リチウム塩が好ましいことが判った。
１ 半導電性ローラ
２ 通孔
３ シャフト
４ 外周面
５ 酸化膜
６ アルミニウムドラム
７ 外周面
８ 直流電源
９ 抵抗
１０ 計測回路
Ｆ 荷重
Ｖ 検出電圧

Claims (6)

  1. 半導電性ゴム組成物の架橋物からなり、外周面に、紫外線照射によって酸化膜が形成された半導電性ローラであって、
    前記半導電性ゴム組成物は、ベースポリマ、および前記ベースポリマを架橋させるための架橋成分を含み、かつ
    前記ベースポリマは、エピクロルヒドリンゴムＥ、およびジエン系ゴムＤの、質量比Ｅ／Ｄ＝５０／５０〜８０／２０の混合物であるとともに、
    前記架橋成分は、トリアジン系架橋剤、および硫黄系架橋成分であることを特徴とする半導電性ローラ。
  2. 前記トリアジン系架橋剤の配合割合は、ベースポリマの総量１００質量部あたり０．５質量部以上、３．０質量部以下である請求項１に記載の半導電性ローラ。
  3. 前記硫黄系架橋成分は、硫黄、および含硫黄系架橋剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の架橋剤と、含硫黄系促進剤である請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
  4. 前記半導電性ゴム組成物は、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、陽イオンとの塩をも含んでいる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
  5. 前記半導電性ゴム組成物は、架橋助剤、受酸剤、加工助剤、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、難燃剤、中和剤、および気泡防止剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の添加剤をも含んでいる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
  6. 電子写真法を利用した画像形成装置において、感光体の表面に接触した状態で前記感光体を帯電させる帯電ローラとして用いられる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
JP2013105287A 2013-05-17 2013-05-17 半導電性ローラ Expired - Fee Related JP6086593B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013105287A JP6086593B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 半導電性ローラ
CN201410145322.5A CN104166322A (zh) 2013-05-17 2014-04-11 半导电性辊
US14/263,994 US20140342892A1 (en) 2013-05-17 2014-04-28 Semiconductive roller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013105287A JP6086593B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 半導電性ローラ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014228553A JP2014228553A (ja) 2014-12-08
JP6086593B2 true JP6086593B2 (ja) 2017-03-01

Family

ID=51896228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013105287A Expired - Fee Related JP6086593B2 (ja) 2013-05-17 2013-05-17 半導電性ローラ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20140342892A1 (ja)
JP (1) JP6086593B2 (ja)
CN (1) CN104166322A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6102810B2 (ja) * 2014-03-25 2017-03-29 富士ゼロックス株式会社 帯電部材、帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、および帯電部材の製造方法
JP6323955B2 (ja) * 2015-03-17 2018-05-16 住友ゴム工業株式会社 半導電性ローラ
JP2016206457A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 住友ゴム工業株式会社 半導電性ローラ
JP6799776B2 (ja) * 2015-12-03 2020-12-16 住友ゴム工業株式会社 帯電ローラおよびその製造方法
JP7100800B2 (ja) * 2018-05-23 2022-07-14 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物とそれを用いた導電性ローラ
JP7079412B2 (ja) * 2018-06-05 2022-06-02 住友ゴム工業株式会社 現像ローラ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000212330A (ja) * 1999-01-26 2000-08-02 Nippon Zeon Co Ltd 加硫性ゴム組成物
JP4096230B2 (ja) * 2002-06-19 2008-06-04 住友ゴム工業株式会社 導電性ローラ、及び導電性ベルト
JP4060656B2 (ja) * 2002-07-15 2008-03-12 住友ゴム工業株式会社 導電性ローラ用ポリマー組成物及び該組成物を用いた導電性ローラ
JP4148470B2 (ja) * 2002-11-13 2008-09-10 住友ゴム工業株式会社 導電性ローラ、該導電性ローラを備えた画像形成装置、導電性ベルト、該導電性ベルトを備えた画像形成装置
JP2005200541A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Sumitomo Rubber Ind Ltd エラストマー組成物、該エラストマー組成物からなる部材、画像形成装置用導電性部材及び画像形成装置
JP2006145636A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd 導電性ロール
JP5073241B2 (ja) * 2005-08-08 2012-11-14 住友ゴム工業株式会社 半導電性ロール
US20070041752A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Yoshihisa Mizumoto Semiconductive roller
JP5009406B2 (ja) * 2010-05-12 2012-08-22 住友ゴム工業株式会社 帯電ローラ
CN102339000B (zh) * 2010-07-15 2015-04-22 住友橡胶工业株式会社 半导电性辊、送粉辊及电子照相装置
JP5511775B2 (ja) * 2011-08-22 2014-06-04 住友ゴム工業株式会社 現像ローラ

Also Published As

Publication number Publication date
US20140342892A1 (en) 2014-11-20
CN104166322A (zh) 2014-11-26
JP2014228553A (ja) 2014-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5009406B2 (ja) 帯電ローラ
JP5449447B2 (ja) 導電性ローラ
JP5236757B2 (ja) 半導電性ローラ
JP6086593B2 (ja) 半導電性ローラ
JP5771174B2 (ja) 導電性ゴム組成物、現像ローラ、および画像形成装置
JP6021195B2 (ja) 半導電性ローラ
JP5777488B2 (ja) 半導電性ローラ
JP6555526B2 (ja) 半導電性ローラ
JP2013117678A (ja) 半導電性ローラ
JP5777489B2 (ja) 半導電性ローラ
JP6323955B2 (ja) 半導電性ローラ
JP6418695B2 (ja) 半導電性ローラ
JP6172846B2 (ja) 半導電性ローラおよび画像形成装置
JP2015152787A (ja) 半導電性ローラ
JP6913282B2 (ja) 半導電性ローラ
JP2016218221A (ja) 半導電性ローラ
JP2016206457A (ja) 半導電性ローラ
JP2017072156A (ja) 半導電性ローラの製造方法
JP4886864B2 (ja) 非ハロゲン系導電性ローラ
JP2019168662A (ja) 半導電性ローラとその製造方法
JP2020126131A (ja) 現像ローラ
JP2019183002A (ja) 半導電性ローラとその製造方法
JP2018197791A (ja) 半導電性ローラ
JP7382004B2 (ja) 現像ローラ
JP7329174B2 (ja) 現像ローラ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160310

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6086593

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees