JP6963722B2 - 半導電性ローラおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導電性ローラとその製造方法に関するものである。
たとえば、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などの、電子写真法を利用した画像形成装置においては、感光体の表面に形成される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、たとえば、ゴム組成物を筒状に成形し、架橋させて形成されたローラ本体と、金属等からなり、ローラ本体の中心の通孔に挿通されて固定されたシャフトとを含み、ローラ抵抗値が１０８Ω以下に調整された半導電性ローラ等が用いられる。
現像ローラとしては、たとえば、ゴム組成物を筒状に成形し、架橋させて形成されたローラ本体と、金属等からなり、ローラ本体の中心の通孔に挿通されて固定されたシャフトとを含み、ローラ抵抗値が１０８Ω以下に調整された半導電性ローラ等が用いられる。
またローラ本体の外周面には、当該ローラ本体を形成するゴム組成物を、酸化性雰囲気中での紫外線照射等によって酸化させて、後述するように低摩擦層等として機能する酸化膜を形成する場合もある。
現像ローラを用いた現像では、ローラ本体の外周面に量規制ブレード（帯電ブレード）を接触させた状態で、当該現像ローラを回転させる。そうするとトナーが帯電されて、ローラ本体の外周面に付着されるとともに、その付着量が、量規制ブレードによって規制されることで、ローラ本体の外周面に、厚みがほぼ一定のトナー層が形成される。また、並行して感光体の表面には、一様に帯電させたのち露光することで、静電潜像が形成される。
現像ローラを用いた現像では、ローラ本体の外周面に量規制ブレード（帯電ブレード）を接触させた状態で、当該現像ローラを回転させる。そうするとトナーが帯電されて、ローラ本体の外周面に付着されるとともに、その付着量が、量規制ブレードによって規制されることで、ローラ本体の外周面に、厚みがほぼ一定のトナー層が形成される。また、並行して感光体の表面には、一様に帯電させたのち露光することで、静電潜像が形成される。
次いで、この状態で現像ローラをさらに回転させて、トナー層を、感光体の表面近傍に搬送する。そうすると、上記トナー層を形成するトナーが、感光体の表面に形成された静電潜像に応じて、選択的に感光体の表面に移動して、静電潜像がトナー像に現像される。
現像ローラのローラ本体には、トナーの劣化を生じにくくして、画像耐久性に優れることが求められる。画像耐久性とは、同じトナーを繰り返し画像形成に使用した際に、当該トナーの劣化を抑制して、形成画像の画質をどれだけの間、良好に維持できるかを表す指標である。
現像ローラのローラ本体には、トナーの劣化を生じにくくして、画像耐久性に優れることが求められる。画像耐久性とは、同じトナーを繰り返し画像形成に使用した際に、当該トナーの劣化を抑制して、形成画像の画質をどれだけの間、良好に維持できるかを表す指標である。
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てトナーと繰り返し接触するローラ本体が、トナーにどれだけのダメージを与えるか、あるいは与えないかが、画像耐久性を向上する上での大きな鍵となる。
画像耐久性が低下すると、形成画像の黒ベタ部分に白縦筋を生じたり、余白部分にカブリを生じたりして、当該形成画像の画質が低下する傾向がある。
画像耐久性が低下すると、形成画像の黒ベタ部分に白縦筋を生じたり、余白部分にカブリを生じたりして、当該形成画像の画質が低下する傾向がある。
そこで、ローラ本体を形成するゴム組成物に、オイルや可塑剤等の軟化剤、あるいは液状ゴムなどを配合して、ローラ本体の柔軟性を向上することが検討されている（特許文献１〜４等参照）。
しかし、軟化剤や液状ゴムを配合したローラ本体は、圧縮永久ひずみが大きくなる傾向がある。圧縮永久ひずみが大きいローラ本体は、たとえば、画像形成装置の停止時に、感光体に圧接され続けた箇所が、圧接を解除しても元の状態まで復元されない、いわゆるヘタリを生じて、形成画像に画像ムラ等の画像不良を生じる原因となる。
しかし、軟化剤や液状ゴムを配合したローラ本体は、圧縮永久ひずみが大きくなる傾向がある。圧縮永久ひずみが大きいローラ本体は、たとえば、画像形成装置の停止時に、感光体に圧接され続けた箇所が、圧接を解除しても元の状態まで復元されない、いわゆるヘタリを生じて、形成画像に画像ムラ等の画像不良を生じる原因となる。
また、とくに軟化剤は、現像ローラを画像形成装置の現像ユニットに組み込んで、感光体の表面に接触させた状態で、たとえば、高温高湿環境下で長期間静置した際などに、ローラ本体の外周面にブリードしやすい。そして、ブリードした軟化剤が感光体等を汚染して、形成画像に、汚染ライン等の画像不良を生じる原因となる。
本発明の目的は、たとえば、現像ローラ等として使用した際に、柔軟でトナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れる上、感光体の汚染を生じにくく、しかも、圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいローラ本体を備えた半導電性ローラとその製造方法を提供することにある。
本発明は、イオン導電性ゴム、およびジエン系ゴムを含む基材ゴム（但し、ゴムラテックスを除く）、ならびに当該基材ゴムを架橋させるための架橋成分を含み、かつ天然ゴムラテックスが配合されたゴム組成物からなるローラ本体を含む半導電性ローラである。
また本発明は、かかる本発明の半導電性ローラの製造方法であって、基材ゴムに天然ゴムラテックスを配合して、当該天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練したのち架橋成分を配合してゴム組成物を調製する工程、ならびに調製したゴム組成物を筒状に成形したのち基材ゴムを架橋させる工程を含むことを特徴とするものである。
また本発明は、かかる本発明の半導電性ローラの製造方法であって、基材ゴムに天然ゴムラテックスを配合して、当該天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練したのち架橋成分を配合してゴム組成物を調製する工程、ならびに調製したゴム組成物を筒状に成形したのち基材ゴムを架橋させる工程を含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、たとえば、現像ローラ等として使用した際に、柔軟でトナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れる上、感光体の汚染を生じにくく、しかも、圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいローラ本体を備えた半導電性ローラとその製造方法を提供することができる。
本発明は、イオン導電性ゴム、およびジエン系ゴムを含む基材ゴム（但し、ゴムラテックスを除く）、ならびに当該基材ゴムを架橋させるための架橋成分を含み、かつ天然ゴムラテックスが配合されたゴム組成物からなるローラ本体を含む半導電性ローラである。
また本発明は、上記本発明の半導電性ローラの製造方法であって、基材ゴムに天然ゴムラテックスを配合して、当該天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練したのち架橋成分を配合してゴム組成物を調製する工程、ならびに調製したゴム組成物を筒状に成形したのち基材ゴムを架橋させる工程を含むことを特徴とするものである。
天然ゴムは、基本的に、イオン導電性ゴムや、あるいは天然ゴム以外の他のジエン系ゴム等と比べて柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいという優れた特性を有している。そのため天然ゴムを、固形の基材ゴムとして、ゴム組成物に配合することも考えられる。
また本発明は、上記本発明の半導電性ローラの製造方法であって、基材ゴムに天然ゴムラテックスを配合して、当該天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練したのち架橋成分を配合してゴム組成物を調製する工程、ならびに調製したゴム組成物を筒状に成形したのち基材ゴムを架橋させる工程を含むことを特徴とするものである。
天然ゴムは、基本的に、イオン導電性ゴムや、あるいは天然ゴム以外の他のジエン系ゴム等と比べて柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいという優れた特性を有している。そのため天然ゴムを、固形の基材ゴムとして、ゴム組成物に配合することも考えられる。
しかし、発明者の検討によると、天然ゴムは、固形の基材ゴムとして配合するよりも、天然ゴムラテックスの状態で配合した方が、当該天然ゴムラテックス中に微細粒子状に分散した天然ゴムを、ゴム組成物中に、より一層、均一かつ微細に分散させることができる。そして、上述した天然ゴムの優れた特性を、ゴム組成物からなるローラ本体の全体に、できるだけ均一かつ良好に付与することができる。
そのため、ローラ本体の柔軟性を高めて、半導電性ローラを、たとえば、現像ローラ等として使用した際に、トナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れたものとすることができる。またローラ本体を、圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいものとすることもできる。
しかも、天然ゴムは、架橋成分による基材ゴムの架橋時に、当該基材ゴムとともに架橋反応されて架橋物中に取り込まれるため、当該架橋物からなるローラ本体は、ブリードによる感光体の汚染を生じることもない。
しかも、天然ゴムは、架橋成分による基材ゴムの架橋時に、当該基材ゴムとともに架橋反応されて架橋物中に取り込まれるため、当該架橋物からなるローラ本体は、ブリードによる感光体の汚染を生じることもない。
したがって、本発明によれば、たとえば、現像ローラ等として使用した際に、柔軟でトナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れる上、感光体の汚染を生じにくく、しかも、圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいローラ本体を備えた半導電性ローラを提供することができる。
《ゴム組成物》
ローラ本体のもとになるゴム組成物を構成する基材ゴムとしては、上記のように、イオン導電性ゴムとジエン系ゴムとを、少なくとも併用する。
《ゴム組成物》
ローラ本体のもとになるゴム組成物を構成する基材ゴムとしては、上記のように、イオン導電性ゴムとジエン系ゴムとを、少なくとも併用する。
〈イオン導電性ゴム〉
イオン導電性ゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリンゴム、ポリエーテルゴム等が挙げられる。
このうちエピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、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挙げられる。
イオン導電性ゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリンゴム、ポリエーテルゴム等が挙げられる。
このうちエピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、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挙げられる。
またポリエーテルゴムとしては、たとえば、エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、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三元共重合体等が挙げられる。
中でもエチレンオキサイドを含む共重合体、とくにＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。
中でもエチレンオキサイドを含む共重合体、とくにＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。
ＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯにおけるエチレンオキサイド含量は、いずれも３０モル％以上、とくに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上記の範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、半導電性ローラのローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
エチレンオキサイドは、半導電性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上記の範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、半導電性ローラの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、却って、半導電性ローラの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て、たとえば、現像ローラ等としての使用に適した適度の柔軟性が得られなかったり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して、当該ゴム組成物の成形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、とくに５０モル％以下であるのが好ましい。
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、とくに２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、とくに５モル％以下であるのが好ましい。
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、とくに２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、とくに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上記の範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、半導電性ローラの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。そのため、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、半導電性ローラの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、とくに１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、とくに６０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、とくに１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、とくに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、狭義の共重合体だけでなく、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）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いる。本発明では、このいずれのＧＥＣＯも使用可能である。
エピクロルヒドリンゴムとしては、とくにＧＥＣＯが好ましい。ＧＥＣＯは、アリルグリシジルエーテルに起因して、主鎖中に、架橋点として機能する二重結合を有するため、主鎖間での架橋によって、架橋後の圧縮永久ひずみを小さくすることができる。そのため半導電性ローラのローラ本体を、さらに圧縮永久ひずみが小さく、ヘタリを生じにくいものとすることができる。
エピクロルヒドリンゴムとしては、とくにＧＥＣＯが好ましい。ＧＥＣＯは、アリルグリシジルエーテルに起因して、主鎖中に、架橋点として機能する二重結合を有するため、主鎖間での架橋によって、架橋後の圧縮永久ひずみを小さくすることができる。そのため半導電性ローラのローラ本体を、さらに圧縮永久ひずみが小さく、ヘタリを生じにくいものとすることができる。
これらイオン導電性ゴムの１種または２種以上を使用することができる。
（配合割合）
エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部中の３０質量部以上、とくに３５質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、とくに４５質量部以下であるのが好ましい。
（配合割合）
エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部中の３０質量部以上、とくに３５質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、とくに４５質量部以下であるのが好ましい。
エピクロルヒドリンゴムの配合割合がこの範囲未満では、半導電性ローラに良好な半導電性を付与できないおそれがある。
一方、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にジエン系ゴムが少なくなって、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与できないおそれがある。また、酸化膜のもとになるジエン系ゴムが少なくなって、ローラ本体の外周面に、低摩擦層等として十分に機能しうる酸化膜を形成できないおそれもある。
一方、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にジエン系ゴムが少なくなって、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与できないおそれがある。また、酸化膜のもとになるジエン系ゴムが少なくなって、ローラ本体の外周面に、低摩擦層等として十分に機能しうる酸化膜を形成できないおそれもある。
これに対し、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を上記の範囲とすることにより、半導電性ローラの良好な半導電性を維持しながら、ローラ本体に、ゴムとしての良好な特性を付与することができる。また、ローラ本体の外周面に、低摩擦層等として十分に機能しうる酸化膜を形成することもできる。
〈ジエン系ゴム〉
ジエン系ゴムとしては、たとえば、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）、あるいは天然ゴムラテックスから得られる固形の天然ゴム等の１種または２種以上が挙げられる。
〈ジエン系ゴム〉
ジエン系ゴムとしては、たとえば、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）、あるいは天然ゴムラテックスから得られる固形の天然ゴム等の１種または２種以上が挙げられる。
中でも、ＢＲ、ＣＲ、およびＮＢＲの３種を併用するのが好ましい。ただし、各ゴムは、それぞれ２種以上を併用してもよい。
（ＢＲ）
ＢＲは、とくにローラ本体に、ゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で画像耐久性に優れ、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を付与するために機能する。
（ＢＲ）
ＢＲは、とくにローラ本体に、ゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で画像耐久性に優れ、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を付与するために機能する。
またＢＲは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上するためにも機能する。
さらにＢＲは、酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
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。
さらにＢＲは、酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
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。
とく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を用いるのが好ましい。
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を用いるのが好ましい。
これらＢＲの１種または２種以上を使用することができる。
（ＣＲ）
ＣＲは、とくにローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めるために機能する。
またＣＲは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、それ自体が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したりするためにも機能する。
（ＣＲ）
ＣＲは、とくにローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めるために機能する。
またＣＲは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、それ自体が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したりするためにも機能する。
さらにＣＲは、やはり酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
ＣＲは、たとえば、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は、たとえば、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。
一方、非硫黄変性タイプのＣＲは、たとえば、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、たとえば、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、たとえば、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。
さらに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。
さらに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ゴムを用いてもよい。かかる他の共重合成分としては、たとえば、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、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、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種以上を使用することができる。
（ＮＢＲ）
ＮＢＲは、その溶解パラメータ（ＳＰ値）が、エピクロルヒドリンゴム、ＢＲ、ＣＲ、および天然ゴムのいずれとも近いため、これらゴムの、いわば相溶化剤として機能して、各ゴム間の微分散化を補助し、ゴム組成物の一体性を向上する。そして、ゴム組成物の加熱時の流動性を高めて、軟化剤を含まない配合でも良好な成形性を確保したり、成形後のローラ本体の柔軟性をさらに向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めたりするために機能する。
これらＣＲの１種または２種以上を使用することができる。
（ＮＢＲ）
ＮＢＲは、その溶解パラメータ（ＳＰ値）が、エピクロルヒドリンゴム、ＢＲ、ＣＲ、および天然ゴムのいずれとも近いため、これらゴムの、いわば相溶化剤として機能して、各ゴム間の微分散化を補助し、ゴム組成物の一体性を向上する。そして、ゴム組成物の加熱時の流動性を高めて、軟化剤を含まない配合でも良好な成形性を確保したり、成形後のローラ本体の柔軟性をさらに向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めたりするために機能する。
またＮＢＲは、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、それ自体が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したりするためにも機能する。
さらにＮＢＲは、やはり酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
ＮＢＲとしては、結合アクリロニトリル量が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。
さらにＮＢＲは、やはり酸化性雰囲気中での紫外線照射によって酸化されて、ローラ本体の外周面に酸化膜を形成する材料としても機能する。
ＮＢＲとしては、結合アクリロニトリル量が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、ゴム組成物の加熱時の流動性を向上して、軟化剤を含まない配合でもさらに良好な成形性を得るべく、ムーニー粘度の小さいものを選択して用いるのが好ましい。具体的には、ＮＢＲのムーニー粘度は３５ＭＬ（１＋４）１００℃以下であるのが好ましい。
ただし、ムーニー粘度の下限はとくに限定されず、入手可能な最小のムーニー粘度のＮＢＲまで、種々の固形のＮＢＲが、いずれも使用可能である。あるいは、固形のＮＢＲに代えて、常温で液状を呈する液状ＮＢＲを用いることもできる。
ただし、ムーニー粘度の下限はとくに限定されず、入手可能な最小のムーニー粘度のＮＢＲまで、種々の固形のＮＢＲが、いずれも使用可能である。あるいは、固形のＮＢＲに代えて、常温で液状を呈する液状ＮＢＲを用いることもできる。
さらに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、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種以上を使用することができる。
これらＮＢＲの１種または２種以上を使用することができる。
（配合割合）
ジエン系ゴムが、前述したようにＢＲ、ＣＲ、およびＮＢＲの３種であるとき、ＣＲの配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部中の、１質量部以上、とくに５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下、とくに１５質量部以下であるのが好ましい。
ＣＲの配合割合がこの範囲未満では、当該ＣＲによる、ローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高める効果が十分に得られないおそれがある。また、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりする効果が十分に得られないおそれもある。
ジエン系ゴムが、前述したようにＢＲ、ＣＲ、およびＮＢＲの３種であるとき、ＣＲの配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部中の、１質量部以上、とくに５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下、とくに１５質量部以下であるのが好ましい。
ＣＲの配合割合がこの範囲未満では、当該ＣＲによる、ローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高める効果が十分に得られないおそれがある。また、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりする効果が十分に得られないおそれもある。
一方、ＣＲの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムが少なくなって、半導電性ローラに、良好な半導電性を付与できないおそれがある。またＢＲ、ＮＢＲが少なくなって、ゴム組成物の流動性や成形性が低下したり、ローラ本体の柔軟性が却って低下したりするおそれがある。
これに対し、ＣＲの配合割合を上記の範囲とすることにより、他の３種のゴムを併用することによる効果を維持しながら柔軟性を向上して、半導電性ローラを、たとえば、現像ローラ等として使用した際のローラ本体の画像耐久性を、さらに向上することができる。
これに対し、ＣＲの配合割合を上記の範囲とすることにより、他の３種のゴムを併用することによる効果を維持しながら柔軟性を向上して、半導電性ローラを、たとえば、現像ローラ等として使用した際のローラ本体の画像耐久性を、さらに向上することができる。
ＮＢＲの配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部中の、１質量部以上、とくに５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下、とくに１５質量部以下であるのが好ましい。
ＮＢＲの配合割合がこの範囲未満では、当該ＮＢＲによる、ゴム組成物の一体性を向上して、当該ゴム組成物の流動性や成形性を高めたり、ローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めたりする効果が十分に得られないおそれがある。また、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりする効果が十分に得られないおそれもある。
ＮＢＲの配合割合がこの範囲未満では、当該ＮＢＲによる、ゴム組成物の一体性を向上して、当該ゴム組成物の流動性や成形性を高めたり、ローラ本体の柔軟性を向上して、当該ローラ本体の画像耐久性を高めたりする効果が十分に得られないおそれがある。また、とくにプラス帯電性のトナーの帯電特性を向上したり、半導電性ローラのローラ抵抗値を微調整したりする効果が十分に得られないおそれもある。
一方、ＮＢＲの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムが少なくなって、半導電性ローラに、良好な半導電性を付与できないおそれがある。またＢＲ、ＣＲが少なくなって、ゴム組成物の流動性や成形性が低下したり、ローラ本体の柔軟性が却って低下したりするおそれがある。
これに対し、ＮＢＲの配合割合を上記の範囲とすることにより、他の３種のゴムを併用することによる効果を維持しながらゴム組成物の一体性を向上して、当該ゴム組成物の流動性や成形性を高めることができる。また、ローラ本体の柔軟性を向上して、半導電性ローラを、たとえば、現像ローラ等として使用した際のローラ本体の画像耐久性を、さらに向上することもできる。
これに対し、ＮＢＲの配合割合を上記の範囲とすることにより、他の３種のゴムを併用することによる効果を維持しながらゴム組成物の一体性を向上して、当該ゴム組成物の流動性や成形性を高めることができる。また、ローラ本体の柔軟性を向上して、半導電性ローラを、たとえば、現像ローラ等として使用した際のローラ本体の画像耐久性を、さらに向上することもできる。
ＢＲの配合割合は、上記各基材ゴムの残量である。すなわち、エピクロルヒドリンゴム、ＣＲ、およびＮＢＲの配合割合を所定の範囲に設定し、さらにＢＲを加えた基材ゴムの総量が１００質量部となるように、当該ＢＲの配合割合を設定すればよい。
〈天然ゴムラテックス〉
天然ゴムラテックスとしては、各種のゴムの樹から採取された樹液を原料として、たとえば、濃縮、脱蛋白処理、前加硫処理等の各種の処理を任意に施した種々の天然ゴムラテックスが、いずれも使用可能である。
〈天然ゴムラテックス〉
天然ゴムラテックスとしては、各種のゴムの樹から採取された樹液を原料として、たとえば、濃縮、脱蛋白処理、前加硫処理等の各種の処理を任意に施した種々の天然ゴムラテックスが、いずれも使用可能である。
天然ゴムラテックスとしては、保存剤としてアンモニアを使用した低アンモニアラテックス（アンモニア分：０．２５％程度）、高アンモニアラテックス（アンモニア分：０．７％程度）等が一般的である。
しかし、アンモニアが基材ゴムや天然ゴムの架橋反応を抑制する結果、ローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなる傾向がある。また本発明では、ゴム組成物を調製する際に、天然ゴムラテックスが、基材ゴムその他の成分と高温下で混練されるため、当該混練時に発生するアンモニアガスの量を少なくすることが、刺激臭を抑制したり、環境の負荷を軽減したりする上で望ましい。
しかし、アンモニアが基材ゴムや天然ゴムの架橋反応を抑制する結果、ローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなる傾向がある。また本発明では、ゴム組成物を調製する際に、天然ゴムラテックスが、基材ゴムその他の成分と高温下で混練されるため、当該混練時に発生するアンモニアガスの量を少なくすることが、刺激臭を抑制したり、環境の負荷を軽減したりする上で望ましい。
そのため天然ゴムラテックスとしては、上述した一般的な天然ゴムラテックスも使用可能であるが、とくに、アンモニアに代えて他の保存剤を使用して、低アンモニアラテックスよりもさらにアンモニア分を少なくした超低アンモニアラテックス（アンモニア分：０．２５％未満）を、選択して使用するのが好ましい。
かかる超低アンモニアラテックスの具体例としては、これに限定されないが、たとえば、(株)レヂテックス社製のＵＬＡＣＯＬ〔登録商標、固形分（不揮発分）量：６１％、アンモニア分：約０．１％〕等が挙げられる。
かかる超低アンモニアラテックスの具体例としては、これに限定されないが、たとえば、(株)レヂテックス社製のＵＬＡＣＯＬ〔登録商標、固形分（不揮発分）量：６１％、アンモニア分：約０．１％〕等が挙げられる。
また、とくにローラ本体の圧縮永久ひずみをできるだけ小さくすることを考慮すると、天然ゴムラテックスとしては、たとえば、上述した超低アンモニアラテックスを任意の加硫剤であらかじめ前加硫させた、前加硫ラテックスを用いるのが好ましい。
かかる前加硫ラテックスの具体例としては、これに限定されないが、たとえば、(株)レヂテックス社製のＰＣ−ＵＬＡ〔固形分量：５９％、アンモニア分：約０．２％〕等が挙げられる。
かかる前加硫ラテックスの具体例としては、これに限定されないが、たとえば、(株)レヂテックス社製のＰＣ−ＵＬＡ〔固形分量：５９％、アンモニア分：約０．２％〕等が挙げられる。
（配合割合）
天然ゴムラテックスの配合割合は、当該天然ゴムラテックス中に含まれる固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、中でも１．７質量部以上、とくに３質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、中でも４３質量部以下、とくに３７質量部以下であるのが好ましい。
天然ゴムラテックスの配合割合は、当該天然ゴムラテックス中に含まれる固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、中でも１．７質量部以上、とくに３質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、中でも４３質量部以下、とくに３７質量部以下であるのが好ましい。
天然ゴムラテックスの配合割合がこの範囲未満では、たとえば、半導電性ローラを現像ローラ等として使用した際にローラ本体の柔軟性が不足し、トナーの劣化を生じやすくなって、当該ローラ本体の画像耐久性が低下するおそれがある。
一方、天然ゴムラテックスの配合割合が上記の範囲を超える場合には、ローラ本体が柔らかくなりすぎ、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、天然ゴムラテックスの配合割合が上記の範囲を超える場合には、ローラ本体が柔らかくなりすぎ、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。
これに対し、天然ゴムラテックスの配合割合を上記の範囲とすることにより、より一層、柔軟でトナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れる上、圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいローラ本体を形成することが可能となる。
〈架橋成分〉
基材ゴムのうちイオン導電性ゴムがエピクロルヒドリンゴムである場合、当該エピクロルヒドリンゴム、およびジエン系ゴムを架橋させるための架橋成分としては、チオウレア系架橋剤、硫黄系架橋剤、および両架橋剤用の架橋促進剤を併用するのが好ましい。
〈架橋成分〉
基材ゴムのうちイオン導電性ゴムがエピクロルヒドリンゴムである場合、当該エピクロルヒドリンゴム、およびジエン系ゴムを架橋させるための架橋成分としては、チオウレア系架橋剤、硫黄系架橋剤、および両架橋剤用の架橋促進剤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、たとえば、エチレンチオウレア、Ｎ,Ｎ′−ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、式(1)：
（ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ (1)
〔式中、ｎは１〜１２の整数を示す。〕で表されるチオウレア、テトラメチルチオウレア等の１種または２種以上が挙げられる。とくにエチレンチオウレアが好ましい。
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、たとえば、エチレンチオウレア、Ｎ,Ｎ′−ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、式(1)：
（ＣｎＨ２ｎ＋１ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ (1)
〔式中、ｎは１〜１２の整数を示す。〕で表されるチオウレア、テトラメチルチオウレア等の１種または２種以上が挙げられる。とく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、前述したゴムとしての良好な特性をローラ本体に付与すること等を考慮すると、基材ゴムの総量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）
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エピクロルヒドリンゴムの架橋反応を促進する機能を有する種々の架橋促進剤を併用してもよい。架橋促進剤としては、たとえば、１,３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド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。とくに１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジンが好ましい。
（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エピクロルヒドリンゴムの架橋反応を促進する機能を有する種々の架橋促進剤を併用してもよい。架橋促進剤としては、たとえば、１,３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド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。とくに１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジンが好ましい。
架橋促進剤の配合割合は、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、基材ゴムの総量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。
（硫黄系架橋剤）
主にジエン系ゴムや、エピクロルヒドリンゴムのうちＧＥＣＯを架橋させるための硫黄系架橋剤としては、たとえば、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る。とくに粉末硫黄、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が好ましい。
（硫黄系架橋剤）
主にジエン系ゴムや、エピクロルヒドリンゴムのうちＧＥＣＯを架橋させるための硫黄系架橋剤としては、たとえば、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る。とくに粉末硫黄、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が好ましい。
硫黄の配合割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、基材ゴムの総量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。
なお、たとえば、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、上記の配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄分の割合とする。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、基材ゴムの総量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。
なお、たとえば、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、上記の配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄分の割合とする。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、基材ゴムの総量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。
（架橋促進剤）
硫黄系架橋剤には、当該硫黄系架橋剤によるジエン系ゴム等の架橋反応を促進する機能を有する種々の架橋促進剤を併用してもよい。架橋促進剤としては、たとえば、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。中でも、チアゾール系促進剤とチウラム系促進剤を併用するのが好ましい。
硫黄系架橋剤には、当該硫黄系架橋剤によるジエン系ゴム等の架橋反応を促進する機能を有する種々の架橋促進剤を併用してもよい。架橋促進剤としては、たとえば、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。中でも、チアゾール系促進剤とチウラム系促進剤を併用するのが好ましい。
チアゾール系促進剤としては、たとえば、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、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、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、２−（４′−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等の１種または２種以上が挙げられる。とくにジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。
チウラム系促進剤としては、たとえば、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２-エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等の１種または２種以上が挙げられる。とくにテトラメチルチウラムモノスルフィドが好ましい。
上記２種の架橋促進剤の併用系において、架橋反応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、基材ゴムの総量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、基材ゴムの総量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。
〈導電剤〉
ゴム組成物には、さらに、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、導電剤として配合してもよい。
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、半導電性ローラのローラ抵抗値をさらに低下させることができる。
ゴム組成物には、さらに、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、導電剤として配合してもよい。
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、半導電性ローラのローラ抵抗値をさらに低下させることができる。
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、たとえば、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、たとえば、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、たとえば、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、たとえば、(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、たとえば、(ＣＦ３ＳＯ２)３Ｃ−、(ＣＦ３ＣＨ２ＯＳＯ２)３Ｃ−等の１種または２種以上が挙げられる。
また、上記陰イオンとともにイオン塩を構成する陽イオンとしては、たとえば、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、上記陰イオンとともにイオン塩を構成する陽イオンとしては、たとえば、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、とく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、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。
中でも、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、基材ゴムの総量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、当該イオン塩を配合することによる、半導電性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。
イオン塩の配合割合がこの範囲未満では、当該イオン塩を配合することによる、半導電性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、感光体を汚染したり、紫外線等の照射による酸化膜の形成を妨げたりするおそれがある。
〈その他〉
ゴム組成物には、ローラ本体の画像耐久性、圧縮永久ひずみ等の特性や、半導電性ローラのローラ抵抗値等のバランスに注意しながら、さらに必要に応じて、各種の添加剤を配合してもよい。
〈その他〉
ゴム組成物には、ローラ本体の画像耐久性、圧縮永久ひずみ等の特性や、半導電性ローラのローラ抵抗値等のバランスに注意しながら、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、たとえば、架橋助剤、受酸剤、充填剤、可塑剤、加工助剤等が挙げられる。
このうち架橋助剤としては、たとえば、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、従来公知の架橋助剤の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、個別に、基材ゴムの総量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。
このうち架橋助剤としては、たとえば、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、従来公知の架橋助剤の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、個別に、基材ゴムの総量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、架橋時にエピクロルヒドリンゴムやＣＲ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、とく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、感光体の汚染をさらに良好に防止できる。
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、とく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、感光体の汚染をさらに良好に防止できる。
受酸剤の配合割合は、基材ゴムの総量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。
充填剤としては、たとえば、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、半導電性ローラの機械的強度等を向上できる。
充填剤としては、たとえば、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、半導電性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することもできる。導電性カーボンブラックとしては、たとえば、アセチレンブラックが挙げられる。導電性カーボンブラックの配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、１２質量部以下であるのが好ましい。
可塑剤としては、たとえば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。また、加工助剤としては、たとえば、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩などが挙げられる。可塑剤および／または加工助剤の配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以下であるのが好ましい。
可塑剤としては、たとえば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。また、加工助剤としては、たとえば、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩などが挙げられる。可塑剤および／または加工助剤の配合割合は、基材ゴムの総量１００質量部あたり３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、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。
《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、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。
《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、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、たとえば、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、たとえば、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。あるいは、この両方を併用して、シャフト４をローラ本体２に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。
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を形成してもよい。
酸化膜６を形成すると、当該酸化膜６が誘電層として機能して、半導電性ローラ１の誘電正接を低減できる。また酸化膜６が低摩擦層となることで、たとえば、現像ローラ等として使用した際に、トナーの付着を抑制できる。
酸化膜６を形成すると、当該酸化膜６が誘電層として機能して、半導電性ローラ１の誘電正接を低減できる。また酸化膜６が低摩擦層となることで、たとえば、現像ローラ等として使用した際に、トナーの付着を抑制できる。
しかも酸化膜６は、たとえば、酸化性雰囲気中で紫外線を照射等するだけで簡単に形成できるため、半導電性ローラ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。ただし、酸化膜６は形成しなくてもよい。
なお、ローラ本体２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、紫外線の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、ローラ本体２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、紫外線の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。
半導電性ローラ１を、本発明の製造方法によって製造するには、まず、前述した各成分を所定の割合で配合し、次いで、天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練してゴム組成物を調製する。
次に、調製したゴム組成物を、押出機を用いて筒状に押出成形し、所定の長さにカットして、加硫缶内で加圧、加熱して基材ゴムを架橋させる。
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外周面５を研磨してローラ本体２を形成する。研磨方法としては、たとえば、乾式トラバース研磨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、あるいは湿式研磨をして仕上げてもよい。その場合には、外周面５の離型性を向上して、当該外周面５をより一層低摩擦化できる。また感光体等の汚染を有効に防止できる。
次に、調製したゴム組成物を、押出機を用いて筒状に押出成形し、所定の長さにカットして、加硫缶内で加圧、加熱して基材ゴムを架橋させる。
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外周面５を研磨してローラ本体２を形成する。研磨方法としては、たとえば、乾式トラバース研磨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、あるいは湿式研磨をして仕上げてもよい。その場合には、外周面５の離型性を向上して、当該外周面５をより一層低摩擦化できる。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。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。前者の場合は、シャフト４の圧入と同時に、ローラ本体２との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。また、前述したようにこの両方を併用して、シャフト４をローラ本体２に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。
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、酸化性雰囲気中で、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ジエン系ゴムを酸化させるだけで、酸化膜６を形成できる。そのため、簡単で効率的であり、半導電性ローラ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することができる。
しかも、紫外線の照射によって形成される酸化膜６は、たとえば、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、ゴム組成物中のジエン系ゴム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、とくに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、とくに１分間以上であるのが好ましく、３０分間以下、とくに２０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。
照射する紫外線の波長は、ゴム組成物中のジエン系ゴム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、とくに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、とくに１分間以上であるのが好ましく、３０分間以下、とくに２０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。
なお、図１の実施形態においては、ローラ本体２を、前述した各成分を含む特定のゴム組成物の架橋物からなる単層構造としていたが、ローラ本体を、２層以上の積層構造としてもよい。その場合には、積層構造を構成するいずれか少なくとも１層を、前述した各成分を含む特定のゴム組成物の架橋物によって形成すればよい。
本発明の半導電性ローラ１は、たとえば、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画像形成装置において、現像ローラとして好適に使用できるほか、たとえば、帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
本発明の半導電性ローラ１は、たとえば、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画像形成装置において、現像ローラとして好適に使用できるほか、たとえば、帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
以下に、本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、必ずしもこれらに限定されるものではない。
〈実施例１〉
（ゴム組成物）
基材ゴムとしては、ＧＥＣＯ〔(株)大阪ソーダ製のＥＰＩＯＮ（登録商標）−３０１（低粘度タイプ）〕４０質量部、ＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕１０質量部、ＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮＩＰＯＬ（登録商標）ＤＮ４０１ＬＬ、低ニトリルＮＢＲ、結合アクリロニトリル量（中心値）：１８．０％、ムーニー粘度（中心値）：３２ＭＬ（１＋４）１００℃〕１０質量部、およびＢＲ〔宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１３０Ｂ〕４０質量部を配合した。上記基材ゴムの合計１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、まず、下記の各成分を配合して、天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練した。
〈実施例１〉
（ゴム組成物）
基材ゴムとしては、ＧＥＣＯ〔(株)大阪ソーダ製のＥＰＩＯＮ（登録商標）−３０１（低粘度タイプ）〕４０質量部、ＣＲ〔昭和電工(株)製のショウプレン（登録商標）ＷＲＴ〕１０質量部、ＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮＩＰＯＬ（登録商標）ＤＮ４０１ＬＬ、低ニトリルＮＢＲ、結合アクリロニトリル量（中心値）：１８．０％、ムーニー粘度（中心値）：３２ＭＬ（１＋４）１００℃〕１０質量部、およびＢＲ〔宇部興産(株)製のＵＢＥＰＯＬ（登録商標）ＢＲ１３０Ｂ〕４０質量部を配合した。上記基材ゴムの合計１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、まず、下記の各成分を配合して、天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練した。
表１中の各成分は下記の通り。また、表１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。
天然ゴムラテックス：超低アンモニアラテックス〔前出の(株)レヂテックス社製のＵＬＡＣＯＬ（登録商標）、固形分量：６１％、アンモニア分：約０．１％〕
カリウム塩：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〕
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〕
架橋助剤：酸化亜鉛２種〔三井金属鉱業(株)製〕
カーボンブラック：アセチレンブラック〔デンカ(株)製のデンカブラック（登録商標）粒状〕
加工助剤：ステアリン酸亜鉛〔堺化学工業(株)製のＳＺ−２０００〕
天然ゴムラテックスの配合割合は、固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１．８３質量部であった。
天然ゴムラテックス：超低アンモニアラテックス〔前出の(株)レヂテックス社製のＵＬＡＣＯＬ（登録商標）、固形分量：６１％、アンモニア分：約０．１％〕
カリウム塩：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〕
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〕
架橋助剤：酸化亜鉛２種〔三井金属鉱業(株)製〕
カーボンブラック：アセチレンブラック〔デンカ(株)製のデンカブラック（登録商標）粒状〕
加工助剤：ステアリン酸亜鉛〔堺化学工業(株)製のＳＺ−２０００〕
天然ゴムラテックスの配合割合は、固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１．８３質量部であった。
次いで、混練を続けながら、下記の架橋成分を配合したのち、さらに混練してゴム組成物を調製した。
表２中の各成分は下記の通り。また、表２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。
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、三新化学工業(株)製のサンセラー（登録商標）ＤＴ〕
硫黄系架橋剤：分散性硫黄〔鶴見化学工業(株)製のＳＵＬＦＡＸ（登録商標）ＰＭＣ、硫黄分：９７．５％〕
促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｓｈａｎｘｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ． Ｌｔｄ．製の商品名ＳＵＮＳＩＮＥ ＭＢＴＳ〕
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、三新化学工業(株)製のサンセラーＴＳ〕
（半導電性ローラの作製）
調製したゴム組成物を押出成形機に供給して、外径φ２０ｍｍ、内径φ７ｍｍの筒状に押出成形した後、所定の長さにカットし、架橋用の仮のシャフトに装着して、加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
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、三新化学工業(株)製のサンセラー（登録商標）ＤＴ〕
硫黄系架橋剤：分散性硫黄〔鶴見化学工業(株)製のＳＵＬＦＡＸ（登録商標）ＰＭＣ、硫黄分：９７．５％〕
促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド〔Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｓｈａｎｘｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ． Ｌｔｄ．製の商品名ＳＵＮＳＩＮＥ ＭＢＴＳ〕
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、三新化学工業(株)製のサンセラーＴＳ〕
（半導電性ローラの作製）
調製したゴム組成物を押出成形機に供給して、外径φ２０ｍｍ、内径φ７ｍｍの筒状に押出成形した後、所定の長さにカットし、架橋用の仮のシャフトに装着して、加硫缶内で１６０℃×１時間架橋させた。
次に、架橋させた筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ７．５ｍｍの金属製のシャフトに装着し直して、オーブン中で１６０℃に加熱して二次架橋させるとともに熱硬化性接着剤を硬化させて、シャフトと電気的に接合し、機械的に固定した。
次いで、筒状体の両端を整形したのち、外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち、さらに＃２０００のフィルム（三共理化学(株)製）を用いて鏡面研磨して、外径φ２０．００ｍｍ（公差０．０５）に仕上げた。
次いで、筒状体の両端を整形したのち、外周面を、円筒研磨機を用いてトラバース研磨したのち、さらに＃２０００のフィルム（三共理化学(株)製）を用いて鏡面研磨して、外径φ２０．００ｍｍ（公差０．０５）に仕上げた。
そして、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５分間照射することで、上記外周面に酸化膜を形成して、ローラ本体を形成し、半導電性ローラを製造した。
〈実施例２〜８〉
基材ゴムの総量１００質量部あたりの天然ゴムラテックスの配合割合を、５質量部（固形分量換算で３．０５質量部、以下同様）、１０質量部（６．１質量部）、２０質量部（１２．２質量部）、３０質量部（１８．３質量部）、５０質量部（３０．５質量部）、６０質量部（３６．６質量部）、および７０質量部（４２．７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、半導電性ローラを製造した。
〈実施例２〜８〉
基材ゴムの総量１００質量部あたりの天然ゴムラテックスの配合割合を、５質量部（固形分量換算で３．０５質量部、以下同様）、１０質量部（６．１質量部）、２０質量部（１２．２質量部）、３０質量部（１８．３質量部）、５０質量部（３０．５質量部）、６０質量部（３６．６質量部）、および７０質量部（４２．７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、半導電性ローラを製造した。
〈比較例１〉
天然ゴムラテックスを配合しなかっ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、半導電性ローラを製造した。
〈実施例９〉
天然ゴムラテックスとして、超低アンモニアラテックスを前加硫させた前加硫ラテックス〔前出の(株)レヂテックス社製のＰＣ−ＵＬＡ、固形分量：５９％、アンモニア分：約０．２％〕を、基材ゴムの総量１００質量部あたり３０質量部の割合で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、半導電性ローラを製造した。
天然ゴムラテックスを配合しなかっ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、半導電性ローラを製造した。
〈実施例９〉
天然ゴムラテックスとして、超低アンモニアラテックスを前加硫させた前加硫ラテックス〔前出の(株)レヂテックス社製のＰＣ−ＵＬＡ、固形分量：５９％、アンモニア分：約０．２％〕を、基材ゴムの総量１００質量部あたり３０質量部の割合で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、半導電性ローラを製造した。
天然ゴムラテックスの配合割合は、固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１７．７質量部であった。
〈実施例１０〉
天然ゴムラテックスとして、高アンモニアラテックス〔固形分量：６１％、アンモニア分：約０．７％〕を、基材ゴムの総量１００質量部あたり３０質量部の割合で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、半導電性ローラを製造した。
〈実施例１０〉
天然ゴムラテックスとして、高アンモニアラテックス〔固形分量：６１％、アンモニア分：約０．７％〕を、基材ゴムの総量１００質量部あたり３０質量部の割合で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、半導電性ローラを製造した。
天然ゴムラテックスの配合割合は、固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１８．３質量部であった。
〈タイプＡデュロメータ硬さ測定〉
各実施例、比較例で製造した半導電性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±２℃、相対湿度５５±２％の標準試験環境下、下記の測定方法に則って測定した。
〈タイプＡデュロメータ硬さ測定〉
各実施例、比較例で製造した半導電性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±２℃、相対湿度５５±２％の標準試験環境下、下記の測定方法に則って測定した。
すなわち、ローラ本体の両端から突出したシャフトの両端部を支持台に固定した状態で、当該ローラ本体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、加圧面に加える質量：１ｋｇ、測定時間：３秒（加硫ゴムの標準測定時間）の条件で、タイプＡデュロメータ硬さを求めた。
〈画像耐久性試験〉
各実施例、比較例で製造した半導電性ローラを、市販のレーザープリンタ用の、新品のカートリッジ（トナーを収容したトナー容器、感光体、および感光体と接触させた現像ローラが一体になったもの）の既設の現像ローラと交換した。なお、該当するレーザープリンタは、正帯電の非磁性１成分トナーを使用するもので、トナー推奨印字枚数は約２００００枚である。
各実施例、比較例で製造した半導電性ローラを、市販のレーザープリンタ用の、新品のカートリッジ（トナーを収容したトナー容器、感光体、および感光体と接触させた現像ローラが一体になったもの）の既設の現像ローラと交換した。なお、該当するレーザープリンタは、正帯電の非磁性１成分トナーを使用するもので、トナー推奨印字枚数は約２００００枚である。
上記カートリッジを、新品の状態で、初期状態のレーザープリンタに装着し、温度３０±１℃、相対湿度８０±１％の高温高湿環境下、５％濃度の画像を連続的に画像形成して、かぶりの有無による画像耐久性の良否を下記の基準で評価した。
◎：カブリは全く見られなかった。画像耐久性は極めて良好。
○：目視では観察できない程度のわずかなカブリがあったものの画像耐久性は良好。
◎：カブリは全く見られなかった。画像耐久性は極めて良好。
○：目視では観察できない程度のわずかなカブリがあったものの画像耐久性は良好。
△：紙面端部にごくわずかなカブリがあったものの画像耐久性は実用レベル。
×：紙面端部にカブリがあり画像耐久性は不良。
〈圧縮永久ひずみ試験〉
各実施例、比較例で調製したゴム組成物を、半導電性ローラを製造した時と同条件で架橋させて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２６２：２０１３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−常温，高温及び低温における圧縮永久ひずみの求め方」に規定された小型試験片を作製し、この小型試験片を用いて、上記規格に所載の測定方法に則って圧縮永久ひずみ率を求めた。
×：紙面端部にカブリがあり画像耐久性は不良。
〈圧縮永久ひずみ試験〉
各実施例、比較例で調製したゴム組成物を、半導電性ローラを製造した時と同条件で架橋させて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２６２：２０１３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−常温，高温及び低温における圧縮永久ひずみの求め方」に規定された小型試験片を作製し、この小型試験片を用いて、上記規格に所載の測定方法に則って圧縮永久ひずみ率を求めた。
具体的には、小型試験片に、その元の厚みｈ０（ｍｍ）の２５％の圧縮ひずみを加えて温度７０±１℃で２２時間保持したのち、圧縮を解除して室温で３０分間静置後の厚みｈ１（ｍｍ）を測定した。そして、式(1)：
によって圧縮永久ひずみ率Ｃｓ（％）を求めた。なお、式中のｈ２（ｍｍ）は、圧縮ひずみを加える際に併用したスペーサの厚みを示す。
以上の結果を、表３〜表４に示す。
以上の結果を、表３〜表４に示す。
表の実施例１〜１０、比較例１の結果より、ゴム組成物に天然ゴムラテックスを配合することにより、柔軟でトナーの劣化を生じにくく画像耐久性に優れる上、圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくいローラ本体を備えた半導電性ローラを形成できることが判った。
また、実施例１〜８の結果より、上記の効果をより一層向上することを考慮すると、天然ゴムラテックスの配合割合は、固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、中でも１．７質量部以上、とくに３質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、中でも４３質量部以下、とくに３７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１〜８の結果より、上記の効果をより一層向上することを考慮すると、天然ゴムラテックスの配合割合は、固形分量に換算して、基材ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、中でも１．７質量部以上、とくに３質量部以上であるのが好ましく、５０質量部以下、中でも４３質量部以下、とくに３７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５、９、１０の結果より、ローラ本体の圧縮永久ひずみをできるだけ小さくすることを考慮すると、天然ゴムラテックスとしては、アンモニア分を少なくした超低アンモニアラテックス、とくに、前加硫ラテックスを用いるのが好ましいことが判った。
１ 半導電性ローラ
２ ローラ本体
３ 通孔
４ シャフト
５ 外周面
６ 酸化膜
２ ローラ本体
３ 通孔
４ シャフト
５ 外周面
６ 酸化膜
Claims (9)
- イオン導電性ゴム、およびジエン系ゴムを含む基材ゴム（但し、ゴムラテックスを除く）、ならびに当該基材ゴムを架橋させるための架橋成分を含み、かつ天然ゴムラテックスが配合されたゴム組成物からなるローラ本体を含む半導電性ローラ。
- 前記天然ゴムラテックスの配合割合は、固形分量換算で、前記基材ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上、５０質量部以下である請求項１に記載の半導電性ローラ。
- 前記天然ゴムラテックスは、アンモニア分が０．２５％未満の超低アンモニアラテックスである請求項１または２に記載の半導電性ローラ。
- 前記天然ゴムラテックスは、前記超低アンモニアラテックスを前加硫させた、前加硫ラテックスである請求項３に記載の半導電性ローラ。
- 前記イオン導電性ゴムは、エピクロルヒドリンゴムであり、前記ジエン系ゴムは、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、およびアクリロニトリルブタジエンゴムの３種である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
- 前記ローラ本体は、非多孔質でかつ単層構造である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
- ローラ本体の外周面に、酸化膜を備えている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の半導電性ローラ。
- 電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで、感光体の表面に形成される静電潜像を、帯電させたトナーによってトナー像に現像する現像ローラとして用いる請求項１ないし７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８のいずれか１項に記載の半導電性ローラの製造方法であって、前記基材ゴムに前記天然ゴムラテックスを配合して、前記天然ゴムラテックス中の水分が蒸発するまで混練したのち前記架橋成分を配合してゴム組成物を調製する工程、ならびに調製した前記ゴム組成物を筒状に成形したのち前記基材ゴムを架橋させる工程を含む、半導電性ローラの製造方法。
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