JP7404863B2

JP7404863B2 - 導電性ゴム組成物、導電性ゴムローラ、画像形成装置

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Publication number: JP7404863B2
Application number: JP2019233776A
Authority: JP
Inventors: 傑寺田; 雄一朗松谷
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: JP2021102678A; CN113024909A

Description

本発明は、導電性ゴム組成物に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ等の導電性ゴムローラが使用されている。これらの導電性ゴムローラは、その用途に応じて、電気抵抗等の導電性、低硬度、低圧縮永久ひずみ、通電耐久性（連続通電時の抵抗上昇値の低さ）、非汚染性等の種々の性能が要求される。

ここで、導電性ゴムローラを画像形成装置の転写ローラとして用いる場合には、通電耐久性が重要となる。通電耐久性が悪いと転写電圧のコントロールが困難となり、抵抗上昇を抑えるために、装置の機構が複雑になる。そのため、通電耐久性に優れた導電性ゴムローラの開発が要求されている。

例えば、特許文献１には、導電性を有する芯金と、該芯金の表面側に少なくとも１層以上の導電性弾性層を備えた導電性ゴムローラであって、上記導電性弾性層は、非塩素・非臭素系のポリマーを主成分とし、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を含有したポリマー組成物を用いて形成されてなり、上記非塩素・非臭素系のポリマーとして、ポリエーテル含有ポリマーあるいは／及びシアン基を有するポリマーの内の少なくとも一種以上を含んでいる導電性ゴムローラが記載されている（特許文献１（請求項１）参照）。

また、特許文献２には、結合アクリロニトリル量が２５％以下のＮＢＲと、ＥＰＤＭとポリエチレンオキサイド－ポリプロピレンオキサイド－アリルグリシジルエーテル共重合体（ＰＯ－ＥＯ－ＡＧＥ共重合体）からなるブレンドゴムに、フルオロ基及びスルホニル基を有する陰イオンを備えた塩を配合したゴム組成物に、化学発泡剤を添加して発泡させてなる導電性発泡ロールが記載されている（特許文献２（請求項１）参照）。

特開２００４－１６３８２５号公報特開２００４－３５４７２３号公報

従来、通電耐久性を改善した導電性ゴムローラが提案されているが、より優れた通電耐久性を有する導電性ゴムローラが求められている。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、通電耐久性に優れた導電性ゴムローラを形成し得る導電性ゴム組成物を提供することを目的とする。

上記課題を解決することができた本発明の導電性ゴム組成物は、（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体、および、（Ｃ）イオン導電剤を含有することを特徴とする。前記導電性ゴム組成物を用いて導電性ゴムローラを形成すれば、通電耐久性に優れた導電性ゴムローラが得られる。導電性ゴムローラに電圧を印加すると、（Ｃ）イオン導電剤が相手電極側に分極するため、電気抵抗値が上昇すると考えられる。しかし、導電性ゴム組成物に（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体を配合すると、この共重合体が有するフェニル基の作用によって、（Ｃ）イオン導電剤の分極が抑制され、通電による電気抵抗値の上昇が抑制されると考えられる。

本発明の導電性ゴム組成物を用いれば、通電耐久性に優れた導電性ゴムローラが得られる。

本発明の導電性ゴムローラの一例を示す斜視図である。カラー用画像形成装置の一例の模式的概略図である。導電性ゴムローラの電気抵抗値の測定方法の説明図である。

［導電性ゴム組成物］
本発明の導電性ゴム組成物は、（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体、および、（Ｃ）イオン導電剤を含有することを特徴とする。ゴム組成物にイオン導電剤を配合することで、得られるゴムローラにイオン導電性を付与することができる。このような導電性ゴムローラに繰り返し通電を行うと、イオン導電剤が相手電極側に分極してしまい、導電性ゴムローラの電気抵抗値が上昇する。しかしながら、ゴム組成物にアルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体を配合することで、イオン導電剤の分極を抑制し、電気抵抗値の上昇を抑制できる。

（Ａ）基材ゴム
前記（Ａ）基材ゴムは特に限定されず、従来導電性ゴムローラに使用されるものが好適に使用できる。前記（Ａ）基材ゴムとしては、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、シリコンゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

（ＮＢＲ）
前記ＮＢＲとしては、アクリロニトリルとブタジエンとを、乳化重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成され、なおかつ架橋性を有する種々のＮＢＲが、いずれも使用可能である。

ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含有量が２４質量％以下である低ニトリルＮＢＲ、２５質量％～３０質量％である中ニトリルＮＢＲ、３１質量％～３５質量％である中高ニトリルＮＢＲ、３６質量％～４２質量％である高ニトリルＮＢＲ、４３質量％以上である極高ニトリルＮＢＲが、いずれも使用可能である。

前記ＮＢＲのアクリロニトリル含有量は、３６質量％以下が好ましく、より好ましくは３１質量％以下、さらに好ましくは２４質量％以下である。アクリロニトリル含有量が３６質量％以下であれば、得られる導電性ゴムローラの電気抵抗値の環境依存性が小さくなる。前記アクリロニトリル含有量は、１５質量％以上が好ましい。

またＮＢＲ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、非油展タイプのＮＢＲが好ましい。

前記（Ａ）基材ゴムがアクリロニトリルブタジエンゴムを含有する場合、前記（Ａ）基材ゴム中の前記アクリロニトリルブタジエンゴムの含有率は、３０質量％以上が好ましく、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上であり、９９．５質量％以下が好ましく、より好ましくは９０質量％以下、さらに好ましくは８０質量％以下である。前記アクリロニトリルブタジエンゴムの含有率が３０質量％以上であれば導電性ゴムローラの導電性がより良好となり、９９．５質量％以下であれば他種ゴムとのブレンドによりＮＢＲ単体では実現しにくい電気抵抗の環境依存性や耐オゾン性の改良などを実現できる。

（ＥＰＤＭ）
前記ＥＰＤＭとしては、エチレンとプロピレンに少量のジエン成分を加えることで、主鎖中に二重結合を導入した種々のＥＰＤＭがいずれも使用可能である。前記ＥＰＤＭとしては、ジエン成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第３成分としては、例えばエチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４－ヘキサジエン（１，４－ＨＤ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）等が挙げられ、エチリデンノルボルネンが好ましい。

前記ＥＰＤＭは、エチレン成分の含有率が、４０質量％以上が好ましく、より好ましくは４５質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上であり、７０質量％以下が好ましく、より好ましくは６５質量％以下、さらに好ましくは６０質量％以下である。エチレン成分の含有率が４０質量％以上であれば導電性ゴムローラとして必要な最小限の機械物性は確保でき、７０質量％以下であればエチレン部位の結晶化による圧縮永久歪や電気抵抗の環境依存性の悪化を抑制できる。

前記ＥＰＤＭは、ジエン成分の含有率が、５質量％以上が好ましく、より好ましくは７質量％以上、さらに好ましくは８質量％以上であり、１５質量％以下が好ましく、より好ましくは１３質量％以下、さらに好ましくは１１質量％以下である。ジエン成分の含有率が５質量％以上であればＮＢＲ等の他のジエン系ゴムとの共架橋性がより良好となり、１５質量％以下であればロール加工性やスコーチ性がより良好となる。

またＥＰＤＭ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、非油展タイプのＥＰＤＭが好ましい。

前記（Ａ）基材ゴムがエチレンプロピレンジエンゴムを含有する場合、前記（Ａ）基材ゴム中の前記エチレンプロピレンジエンゴムの含有率は、０．５質量％以上が好ましく、より好ましくは５質量％以上、さらに好ましくは１０質量％以上であり、７０質量％以下が好ましく、より好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３０質量％以下である。前記エチレンプロピレンジエンゴムの含有率が０．５質量％以上であれば耐オゾン性がより良好となり、７０質量％以下であれば導電性ゴムローラの導電性がより良好となる。

（ＳＢＲ）
前記ＳＢＲとしては、スチレンとブタジエンとを、乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成され、なおかつ架橋性を有する種々のＳＢＲが、いずれも使用可能である。ＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲが、いずれも使用可能である。またＳＢＲ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、非油展タイプのＳＢＲが好ましい。

（ＣＲ）
前記ＣＲとしては、クロロプレンを乳化重合させて合成され、架橋性を有する種々のＣＲが、いずれも使用可能である。ＣＲは、クロロプレンを乳化重合させる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。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。ＣＲ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、非油展タイプのＣＲが好ましい。

（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む種々の重合体が使用可能である。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の１種または２種以上が挙げられる。

前記（Ａ）基材ゴムは、アクリロニトリルブタジエンゴムおよび／またはエチレンプロピレンジエンゴムを含有することが好ましい。この場合、前記（Ａ）基材ゴム中のアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエチレンプロピレンジエンゴムの合計含有率は、３０．５質量％以上が好ましく、より好ましくは５０質量％以上、さらに好ましくは７０質量％以上であり、（Ａ）基材ゴムとしてアクリロニトリルブタジエンゴムおよびエチレンプロピレンジエンゴムのみを含有することも好ましい。

前記（Ａ）基材ゴム中のアクリロニトリルブタジエンゴムとエチレンプロピレンジエンゴムとの質量比（ＮＢＲ／ＥＰＤＭ）は、６０／４０以上が好ましく、より好ましくは６７／３３以上、さらに好ましくは７０／３０以上であり、９９．５／０．５以下が好ましく、より好ましくは９０／１０以下、さらに好ましくは８０／２０以下である。前記質量比が６０／４０以上であれば導電性ゴムローラの導電性がより良好となり、９９．５／０．５以下であれば導電性ゴムローラの耐オゾン性がより良好となる。

（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体
前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体は、式（１）で表されるランダム共重合体である。前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体は、前記導電性ゴム組成物の成形体の通電耐久性を高める。前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体が有するフェニル基の作用によって、（Ｃ）イオン導電剤の分極が抑制され、通電によってゴム成形物の電気抵抗値の上昇が抑制されると考えられる。

［式（１）中、Ａはアルキレン基を表す。ｍ１およびｎ１は、それぞれ独立して１以上の整数を表す。なお、ｍ１が２以上の整数である場合、複数存在するＡは同一でも異なっていてもよい。また、各構造単位の配列順序はランダムである。］

式（１）中のＡで示されるアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等が挙げられる。

前記式（１）で表されるランダム共重合体は、アルキレンオキサイドに由来する構造単位（ＡＯ）とフェニルグリシジルエーテルに由来する構造単位（ＰｈＧＥ）との質量比（ＡＯ：ＰｈＧＥ）が、７０：３０以上が好ましく、より好ましくは８０：２０以上であり、９９．５：０．５以下が好ましく、より好ましくは９９：１である。

前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体は、式（２）で表されるエチレンオキサイド－プロピレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテルランダム共重合体が好ましい。

［式（２）中、ｌ２、ｍ２およびｎ２は、それぞれ独立して１以上の整数を表す。なお、各構造単位の配列順序はランダムである。］

前記式（２）で表されるランダム共重合体は、エチレンオキサイドに由来する構造単位（ＥＯ）とフェニルグリシジルエーテルに由来する構造単位（ＰｈＧＥ）との質量比（ＥＯ：ＰｈＧＥ）が、７０：３０以上が好ましく、より好ましくは８０：２０以上であり、９９．５：０．５以下が好ましく、より好ましくは９９：１である。また、前記式（２）で表されるランダム共重合体中のプロピレンオキサイドに由来する構造単位（ＰＯ）の含有率は３０質量％以下が好ましく、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下である。

前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体の重量平均分子量は、４，０００以上が好ましく、より好ましくは１０，０００以上であり、１０，０００，０００以下が好ましく、より好ましくは１，０００，０００以下、さらに好ましくは２００，０００以下である。

前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体の分子量分布（重量平均分子量／数平均分子量）は、５以下が好ましく、より好ましくは３以下、さらに好ましくは２以下である。前記分子量分布の下限は１である。

前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体の含有量は、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して、７質量部以上が好ましく、より好ましくは１２質量部以上、さらに好ましくは１５質量部以上であり、４０質量部以下が好ましく、より好ましくは３５質量部以下、さらに好ましくは２５質量部以下である。前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体の含有量が７質量部以上であれば導電性ゴムローラの通電上昇をより抑制でき、４０質量部以下であれば導電性ゴムローラの抵抗値が低くなりすぎることを防止できる。

（Ｃ）イオン導電剤
前記（Ｃ）イオン導電剤は、ゴム組成物にイオン導電性を付与する化合物である。前記（Ｃ）イオン導電剤としては、第４級アンモニウム塩、カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物もしくはエステル類等のカルボン酸誘導体、芳香族系化合物の縮合体、有機金属錯体、金属塩、キレート化合物、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、ヒドロキシカルボン酸金属錯体、ポリカルボン酸金属錯体、ポリオール金属錯体等が挙げられる。前記（Ｃ）イオン導電剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

前記（Ｃ）イオン導電剤は特に限定されないが、有機化合物の金属塩が好ましい。前記（Ｃ）イオン導電剤は、イオン導電剤を構成する有機化合物は、フルオロ基（－Ｆ）およびスルホニル基（－Ｓ（＝Ｏ）₂－）を有するものが好ましく、ビスフルオロアルキルスルホニルイミドの塩、トリス（フルオロアルキルスルホニル）メタンの塩、フルオロアルキルスルホン酸の塩等が好ましい。前記金属塩を構成する金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム等の２Ａ族の金属イオン、その他の金属イオンが挙げられる。前記金属イオンとしては、アルカリ金属イオンが好ましく、リチウムイオン、カリウムイオンがより好ましい。

前記（Ｃ）イオン導電剤としては、ＬｉＯＳＯ₂ＣＦ₃、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₃Ｆ₇、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₄Ｆ₉、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＬｉＣＨ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＫＯＳＯ₂ＣＦ₃、ＫＯＳＯ₂Ｃ₃Ｆ₇、ＫＯＳＯ₂Ｃ₄Ｆ₉、ＫＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＫＮ（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）₂、ＫＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＫＣＨ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂が特に好ましい。

前記（Ｃ）イオン導電剤の含有量は、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して、０．３質量部以上が好ましく、より好ましくは０．５質量部以上、さらに好ましくは０．７質量部以上であり、５．０質量部以下が好ましく、より好ましくは３．０質量部以下、さらに好ましくは２．０質量部以下である。前記（Ｃ）イオン導電剤の含有量が、０．３質量部以上であれば導電性ゴムローラの導電性がより良好となり、転写ローラに適した導電性を確保でき、５．０質量部以下であれば導電性ゴムローラの電気抵抗値が低くなりすぎることを防止できる。

（Ｄ）発泡剤
前記導電性ゴム組成物は、さらに（Ｄ）発泡剤を含有してもよい。導電性ゴム組成物が、（Ｄ）発泡剤を配合することで、多孔質構造を有する導電性ゴムローラを作製できる。

前記（Ｄ）発泡剤としては、加熱によって分解してガスを発生する種々の化合物が使用可能である。前記（Ｄ）発泡剤としては、４，４’－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ－ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等が挙げられる。

前記（Ｄ）発泡剤の含有量は、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して、１．０質量部以上が好ましく、より好ましくは２．０質量部以上、さらに好ましくは２．５質量部以上である。前記（Ｄ）発泡剤の含有量が１．０質量部以上であれば多孔質構造を有する導電性ゴムローラを作製できる。前記（Ｄ）発泡剤の含有量は、１５質量部以下が好ましく、より好ましくは１２質量部以下、さらに好ましくは９質量部以下である。前記（Ｄ）発泡剤の含有量が多すぎると発泡倍率が低下する傾向がある。

発泡助剤
前記導電性ゴム組成物は、発泡助剤を含有してもよい。発泡助剤としては、組み合わせる発泡剤の分解温度を引き下げて、当該発泡剤の分解を促進する働きをする種々の化合物が使用可能である。例えば、前記（Ｄ）発泡剤としてＯＢＳＨやＡＤＣＡを用いる場合、発泡助剤としては、尿素（Ｈ₂ＮＣＯＮＨ₂）系発泡助剤が好ましい。

前記発泡助剤の使用量は、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して２．５質量部以下が好ましい。なお発泡助剤の配合割合の下限は０質量部である。

架橋剤
前記導電性ゴム組成物は、（Ａ）基材ゴムを架橋させるための架橋剤を含有する。前記架橋剤としては、例えば、硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物架橋剤、各種モノマー等の１種または２種以上が挙げられる。前記架橋剤としては、硫黄系架橋剤が好ましい。

前記硫黄系架橋剤としては、硫黄、有機含硫黄化合物等が挙げられる。前記硫黄としては、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等が挙げられる。前記有機含硫黄化合物としては、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が挙げられる。前記架橋剤としては、硫黄が好ましい。

前記架橋剤の使用量は、（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して、０．５質量部以上が好ましく、２．０質量部以下が好ましい。

架橋促進剤
前記導電性ゴム組成物は、架橋促進剤を含有してもよい。前記架橋促進剤としては、無機促進剤、有機促進剤のいずれも使用できる。前記無機促進剤としては、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等が挙げられる。前記有機促進剤としては、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が挙げられる。架橋促進剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記硫黄系架橋剤と組み合わせる架橋促進剤としては、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。

前記チアゾール系促進剤としては、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が挙げられ、ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィドが好ましい。

前記チウラム系促進剤としては、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が挙げられ、テトラメチルチウラムモノスルフィドが好ましい。

前記チアゾール系促進剤の使用量は、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して０．５質量部以上、２．０質量部以下が好ましい。前記チウラム系促進剤の使用量は、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して０．５質量部以上、２．０質量部以下が好ましい。

他の成分
前記導電性ゴム組成物は、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、充填剤、劣化防止剤、可塑剤、加工助剤、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、共架橋剤等が挙げられる。

前記充填剤としては、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等が挙げられる。充填剤を配合することにより、導電性ゴムローラの機械的強度等を向上できる。

前記劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。老化防止剤としては、ジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル等が挙げられる。

前記可塑剤としては、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。前記加工助剤としては、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等が挙げられる。

前記導電性ゴム組成物は、（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体、および、（Ｃ）イオン導電剤、ならびに必要に応じて他の原料を配合し、ニーダー等で混練することで調製できる。

［導電性ゴムローラ］
本発明の導電性ゴムローラは、前記導電性ゴム組成物から形成されていることを特徴とする。本発明の導電性ゴムローラは、前記導電性ゴム組成物から形成されており、電気抵抗値の通電上昇が低いため、画像形成装置の転写ローラに好適に使用できる。図１は、本発明の導電性ゴムローラの一例を示す斜視図である。導電性ゴムローラ１は、前記導電性ゴム組成物の架橋物からなり、円筒状に形成されている。前記導電性ゴムローラ１の中心の通孔には金属製シャフト２が挿通されて固定されている。

導電性ゴムローラ１は、中実構造でもよいし、多孔質構造でもよい。また、導電性ゴムローラ１は、外周面や内周面に、ローラの抵抗調整層、表面保護層等を配置してもよい。

金属製シャフト２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形成される。前記金属製シャフト２は、例えば、導電性を有する接着剤を介して、導電性ゴムローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、または通孔の内径よりも外径の大きいものを通孔に圧入することで、導電性ゴムローラ１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、金属製シャフト２を導電性ゴムローラ１に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。

前記導電性ゴムローラ１を製造するには、まず、調製した導電性ゴム組成物を、押出機を用いて筒状に押出成形し、次いで、所定の長さにカットして加硫缶内で加圧、加熱してゴムを架橋させる。また、発泡剤を配合している場合には、架橋するとともに、発泡させる。次いで、架橋（および発泡）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、導電性ゴムローラの外周面を研磨する。研磨方法としては、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。

前記金属製シャフト２は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で、通孔に挿通して固定できる。ただし、カット後、まず通孔に金属製シャフト２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導電性ゴムローラ１の反りや変形を抑制できる。また、金属製シャフト２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、なおかつ外周面のフレを抑制できる。

前記金属製シャフト２は、通孔の内径よりも外径の大きいものを通孔に圧入するか、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に挿通すればよい。前者の場合は、金属製シャフト２の圧入と同時に導電性ゴムローラ１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、金属製シャフト２が導電性ゴムローラ１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、金属製シャフト２を導電性ゴムローラ１に電気的に接合し、機械的に固定してもよい。

［画像形成装置］
本発明の画像形成装置は、前記導電性ゴムローラを備えたことを特徴とする。前記導電性ゴムローラは、前記導電性ゴム組成物から形成されており、電気抵抗値の通電上昇が低い。そのため、前記導電性ゴムローラを画像形成装置の転写ローラとして使用することで、転写ローラの電気抵抗値の上昇が抑制され、長期にわたって安定して良好な画像を形成できる。

図２を参照して、カラー用画像形成装置の一例を説明する。図２は、本発明のカラー用画像形成装置の一例の模式的概略図である。図２に示したカラー用画像形成装置１０は、転写ロール１ａ，１ｂ、帯電ロール１１、感光体１２、中間転写ベルト１３、定着ロール１４、４色のトナー１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）、鏡１６を備えている。そして、前記転写ロール１ａおよび１ｂとして、本発明の導電性ゴムローラが使用されている。

このカラー用画像形成装置１０によって画像が形成される場合、まず、感光体１２が図中の矢印の方向に回転し、帯電ローラ１１によって感光体１２が帯電された後に、鏡１６を介してレーザー１７が感光体１２の非画像部を露光して除電され、画線部に相当する部分が帯電した状態になる。次に、トナー１５ａが感光体１２上に供給されて、帯電画線部にトナー１５ａが付着し１色目の画像が形成される。このトナー画像は一次転写ローラ１ａに電界がかけられることにより中間転写ベルト１３上へ転写される。同様にして、感光体１２上に形成されたトナー１５ｂ～１５ｄの各色の画像が中間転写ベルト１３上に転写され、中間転写ベルト１３上に４色のトナー１５（１５ａ～１５ｄ）からなるフルカラー画像が一旦形成される。このフルカラー画像は二次転写ローラ１ｂに電界がかけられることにより被転写体（通常は紙）１８上へ転写され、所定の温度に加熱されている定着ローラ１４を通過することで被転写体１８の表面へ定着される。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。

［評価方法］
（１）電気抵抗値
図３に示すように、金属製シャフト２が挿通された導電性ゴムローラ１を軸支し、これを金属製円筒３の上方に、導電性ゴムローラ１と金属製円筒３とが当接するように配置した。前記金属製シャフト２と金属製円筒３との間に、直流電源４および抵抗５を直列に接続して、電気抵抗値の計測回路を作製した。なお、直流電源４は－側を金属製シャフト２、＋側を抵抗５に接続した。
前記金属製シャフト２の両端部にそれぞれ５００ｇｆの荷重Ｆをかけて導電性ゴムローラ１を金属製円筒３に押圧し、金属製シャフト２と金属製円筒３との間に電圧Ｅ（１０００Ｖ）を印加した。電圧をかけたまま、金属製円筒３を回転させることで間接的に導電性ゴムローラ１を回転させて、抵抗５（内部抵抗ｒ：１ｋΩ）にかかる電圧Ｖを計測した。測定条件は温度２３±１℃、相対湿度５５±１％とした。測定は３２回行い、平均値を算出した。
導電性ゴムローラ１の電気抵抗値Ｒを、次式（１）より求めた。
Ｒ₀＝ｒ×Ｅ／Ｖ（１）
［Ｒ₀：導電性ゴムローラ１の電気抵抗値、ｒ：抵抗５の内部抵抗値、Ｅ：印加電圧、Ｖ：検出電圧］

（２）通電上昇率
導電性ゴムローラに対して、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下で、２０００Ｖの電圧を連続的に１時間印加した。電圧印加後の導電性ゴムローラについて電気抵抗値を測定した。電圧印加前の導電性ゴムローラの電気抵抗値（Ｒ₀）と電圧印加後の導電性ゴムローラの電気抵抗値（Ｒ₁）との比（Ｒ₁／Ｒ₀）を求め、これを抵抗上昇率（通電上昇率）とした。

（３）硬度
温度２３℃、相対湿度５５％の環境中で、金属製シャフトの両端部にそれぞれ１ｋｇｆの荷重をかけ、デュロメータを用いて導電性ゴムローラのゴム表面の硬度を測定した。デュロメータは、導電性ゴムローラＮｏ．１～７はＪＩＳ－Ａ型、導電性ゴムローラＮｏ．８～１０はＡｓｋｅｒ－Ｃ型を用いた。

［導電性ゴムローラの製造］
表１、２に示した配合となるように、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレンオキサイド－プロピレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体（ＥＯ－ＰＯ－ＰｈＧＥ）共重合体、イオン導電剤、その他各種配合剤を配合し、ニーダーを用いて、２０℃で１０分間混練して導電性ゴム組成物を調製した。

得られた導電性ゴム組成物を単軸押出機に供給して５０℃でチューブ状に押し出して予備成形した後、生ゴムチューブを所定寸法に裁断して予備成形体を得た。この予備成形体を加圧水蒸気式加硫缶に投入し、１６０℃で、１５分間～７０分間架橋して架橋ゴムチューブを得た。

この架橋ゴムチューブに金属製のシャフトを挿入し、オーブン中で１６０℃に加熱した後、ゴム表面を研磨し、外径等の寸法を調整して導電性ゴムローラを作製した。得られた導電性ゴムローラについて、電気抵抗値、通電上昇率を測定し、結果を表１、２に示した。

表１、２で使用した原料は下記のとおりである。
ＮＢＲ：日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ４０１ＬＬ（アクリロニトリルブタジエンゴム（アクリロニトリル含有量：１８．０質量％））
ＥＰＤＭ：住友化学社製、エスプレン（登録商標）５０５Ａ（エチレンプロピレンジエンゴム（ジエン成分：５－エチリデン－２－ノルボルネン、エチレン成分：５０質量％、ジエン成分：９．５質量％））
ＥＯ－ＰＯ－ＰｈＧＦ共重合体：エチレンオキサイド－プロピレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテルランダム共重合体（ＥＯとＰｈＧＥとの質量比（ＥＯ：ＰｈＧＥ）；８０：２０～９９：１、ＰＯの含有率；１０質量％以下、１０，０００～２００，０００、分子量分布：２以下）
ＥＯ－ＰＯ－ＡＧＥ共重合体：日本ゼオン社製、ＺＳＮ８０３０（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共重合体）
ＥＯ－ＰＯ共重合体：明成化学工業社製、アルコックスＥＰ１０１０Ｎ（エチレンオキサイド－プロピレンオキサイドランダム共重合体（重量平均分子量：１０万））
イオン導電剤：リチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド
無機充填剤：白石カルシウム社製、軽質炭酸カルシウム
架橋剤：鶴見化学工業社製、硫黄
架橋促進剤Ｎｏ．１：大内新興化学社製、ノクセラー（登録商標）ＤＭ－Ｐ（ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィド）
架橋促進剤Ｎｏ．２：大内新興化学社製、ノクセラーＴＳ（テトラメチルチウラムモノスルフィド）
発泡剤：永和化成工業社製、ビニホール（登録商標）ＡＣ＃３（アゾジカルボンアミド）
発泡助剤：永和化成工業社製、セルペースト（登録商標）１０１（尿素）

導電性ゴムローラＮｏ．１～５および８は、（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体、および、（Ｃ）イオン導電剤を含有する導電性ゴム組成物から形成されている。これらの導電性ゴムローラＮｏ．１～５および８は、いずれも電気抵抗値が低く、かつ、通電上昇率が低かった。

導電性ゴムローラＮｏ．６および９は、ＥＯ－ＰＯ－ＡＧＥ共重合体を含有する導電性ゴム組成物から形成されている。これらの導電性ゴムローラＮｏ．６および９は、電気抵抗値は低いが、通電上昇率が高かった。
導電性ゴムローラＮｏ．７および１０は、ＥＯ－ＰＯ共重合体を含有する導電性ゴム組成物から形成されている。これらの導電性ゴムローラＮｏ．７および１０は、電気抵抗値が高かった。

１：導電性ゴムローラ、２：金属製シャフト、３：金属製円筒、４：直流電源、５：抵抗、Ｆ：荷重

Claims

（Ａ）基材ゴム、（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体、および、（Ｃ）イオン導電剤を含有し、
前記（Ｂ）アルキレンオキサイド－フェニルグリシジルエーテル共重合体の含有量が、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して、７質量部～４０質量部であり、
前記（Ｃ）イオン導電剤の含有量が、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して、０．３質量部～５．０質量部であることを特徴とする導電性ゴム組成物。
前記（Ａ）基材ゴムが、アクリロニトリルブタジエンゴムおよび／またはエチレンプロピレンジエンゴムを含有する請求項１に記載の導電性ゴム組成物。
前記（Ａ）基材ゴムは、前記アクリロニトリルブタジエンゴムの含有率が３０質量％～９９．５質量％であり、前記エチレンプロピレンジエンゴムの含有率が０．５質量％～７０質量％である請求項２に記載の導電性ゴム組成物。
前記（Ｃ）イオン導電剤が、有機化合物の金属塩である請求項１～３のいずれか一項に記載の導電性ゴム組成物。
前記（Ｃ）イオン導電剤を構成する有機化合物が、フルオロ基およびスルホニル基を有するものである請求項４に記載の導電性ゴム組成物。
さらに（Ｄ）発泡剤を含有する請求項１～５のいずれか一項に記載の導電性ゴム組成物。
前記（Ｄ）発泡剤の含有量が、前記（Ａ）基材ゴム１００質量部に対して、１．０質量部～１５質量部である請求項６に記載の導電性ゴム組成物。
請求項１～７のいずれか一項に記載の導電性ゴム組成物から形成されていることを特徴とする導電性ゴムローラ。
転写ローラとして使用されるものである請求項８に記載の導電性ゴムローラ。
請求項８または９に記載の導電性ゴムローラを備えたことを特徴とする画像形成装置。