JP6172846B2 - 半導電性ローラおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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、および当該半導電性ローラを帯電ローラとして組み込んだ画像形成装置を提供することにある。
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、N,N′−m−フェニレンビスマレイミド、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。
前記N,N′−m−フェニレンビスマレイミドの配合割合は、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。
これに対し、N,N′−m−フェニレンビスマレイミド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。
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。
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。
本発明の画像形成装置は、本発明の半導電性ローラを、帯電ローラとして組み込んだことを特徴とするものである。
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、N,N′−m−フェニレンビスマレイミド、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。
〈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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
〈架橋成分〉
架橋成分としては、先に説明したようにN,N′−m−フェニレンビスマレイミド、および硫黄系架橋成分の2種を併用する。
N,N′−m−フェニレンビスマレイミドは、分子中にマレイミド構造を2つ有し、エピクロルヒドリンゴムの架橋剤として機能する化合物である。
N,N′−m−フェニレンビスマレイミド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。
これに対し、N,N′−m−フェニレンビスマレイミド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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
〈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。
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。
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。
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。
《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。
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。
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。
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。
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。
《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。
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。
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。
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。
《画像形成装置》
本発明の画像形成装置は、本発明の半導電性ローラ1を、帯電ローラとして組み込んだことを特徴とするものである。
本発明の画像形成装置によれば、感光体の汚染や、あるいはタックによる白スジの画像不良等が生じるのを防止しながら、常に良好な画像を形成することが可能となる。
〈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。
N,N′−m−フェニレンビスマレイミド:ビスマレイミド系架橋剤〔川口化学工業(株)製のアクター(登録商標)PBM〕
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。
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。
〈実施例2〜4〉
N,N′−m−フェニレンビスマレイミドの配合量を、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。
〈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〕30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。
〈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。
〈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。
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。
〈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。
〈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。
〈比較例1〉
N,N′−m−フェニレンビスマレイミドを配合せず、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。
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。
〈比較例3〉
N,N′−m−フェニレンビスマレイミド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。
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。
〈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。
〈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。
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。
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。
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。
以上の結果を表2ないし表4に示す。
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。
これに対し実施例1〜10の結果より、架橋成分として、N,N′−m−フェニレンビスマレイミド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。
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。
また実施例1〜4の結果より、N,N′−m−フェニレンビスマレイミドの配合割合は、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。
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。
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 (7)
- 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、N,N′−m−フェニレンビスマレイミド、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。 - 前記N,N′−m−フェニレンビスマレイミドの配合割合は、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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 前記請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導電性ローラを、帯電ローラとして組み込んだことを特徴とする画像形成装置。
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