JP2007163574A - 導電性ゴムローラ - Google Patents

Abstract

【課題】適切なニップ量が確保され、表面粗さが抑えられていると共に圧縮永久歪の良好な導電性ゴムローラを提供する。
【解決手段】芯金の外周に設けた導電性弾性層に、原料ゴム１００質量部に対して、平均長さが１０〜６０μｍであり、アスペクト比が１．２〜３．５であるのセルロース粉末１〜５０質量部を配する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置に用いる帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等に用いる導電性ゴムローラに関するものである。

接触帯電、接触転写方式の電子写真装置では、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等としてそれぞれに適する形態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図１に示すように、芯金１とその外周に導電性弾性層２を有する形態とされている。必要に応じて導電性弾性層の外側に抵抗調整、汚れ・染み出し防止のための保護等の機能を有する表面層３を設けた複数層の形態とされていることもある。

帯電ローラでは感光体と当接して感光体表面に均一な帯電を行うため、現像ローラではトナーを均一な厚みで担持しかつ感光体上の静電潜像へムラのないトナー移転をするトナー搬送体としての機能性を確保するため、感光体に対して一様なニップ幅を保つことが要求される。そのために、これらの導電性ゴムローラは適当な硬さ及び当接による圧縮力に対して充分な回復性を有する必要があり、ニップ幅を確保するために圧接して使用するのに適した低硬度の弾性層を有するローラが使用されている。

低硬度にするために多量の軟化剤・可塑剤を添加すると、弾性層の圧縮永久歪み（＝Ｃセット。当接に対する形状の回復性）が悪化し、さらに、長期間、圧接させたままで放置すると弾性層から低分子物質がブルームして感光体の汚染や弾性層が永久変形を起こすことがある。この結果、感光体の帯電不良、トナーの摩擦帯電不良、転写不良等の問題が生じることがあった。

軟化剤・可塑剤を含まずに低硬度の導電性弾性体を得るためには、弾性層ゴムの架橋密度を低くする、充填剤を含まない或いは充填剤の添加量が少ない原料ゴム組成物にする等の方法があるが、架橋密度が低いゴムは圧縮永久歪みが悪くなり、充填剤を含まない或いは充填剤の添加量が少ない原料ゴム組成物は、ゴム練りや押出し加工性が悪く、実用上問題がある。また、可塑剤を用いないと低硬度化が難しいだけでなく、ゴム練りにおけるロール加工性や予備成形における押出し加工性が悪く、実用上好ましくない。

従って、適切なニップ幅を確保するために十分であり、かつ、ブルームや感光体への汚染に影響の無い範囲で軟化剤・可塑剤を添加した上に、弾性層の圧縮永久歪を改善する必要があった。

弾性層の圧縮永久歪を改善するために短繊維を添加する手法がとられることがあり、短繊維を弾性層表面から垂直に突出させて緩衝効果により圧縮永久歪を改善する手法（特許文献１）、平均長さが０．５ｍｍ以上の繊維を弾性層と表面層に跨るように配置し、ローラ表面に短繊維を突出させることなくアンカー効果により導電性弾性層の表面層との密着性を高めると共に長期圧接放置に起因する圧縮永久変形を抑制できる方法（特許文献２）、発泡体に０．２ｍｍ以上の短繊維を添加して発泡による剛性の低下を改善する方法（特許文献３）等が知られている。

しかし、上記従来の方法においては、弾性層と表面層の接着性や表面層を塗布する際の安定性などを考慮して繊維長を長くするとともに、十分な剛性を確保するために繊維のアスペクト比を大きくする必要があった。

そして、弾性層から繊維が垂直に突出していたために、表面層を設けずに繊維が弾性層表面から突出している場合には感光ドラムを傷つけ寿命を早めたり、弾性層上に例えば約１０μｍ以下といった薄膜の表面層を設けようとした場合には、同様に繊維が表面層から突出したり、突出まではしなくても表面層の表面粗さが大きくなってしまい、例えば、現像ローラではトナー付着量が増えて画像不良が生じるなどの問題が発生した。
特開平０６−０９５４９１号公報 特開２００２−２７８２５３号公報 特開平０４−３５８８２５号公報

従って、本発明は、適切なニップ量が確保され、表面粗さが抑えられていると共に圧縮永久歪の良好な導電性ゴムローラを提案することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討し、適切なニップ量を確保するために、問題にならないが充分な柔軟性が得られる量で可塑剤が配合されていても、特定の形態を有するセルロース粉末を原料ゴムに対して特定量配合することにより、表面粗さが抑えられていると共に圧縮永久歪の良好な導電性ゴムローラが得られることを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、下記の構成を有するものである。
（１）芯金とその外周に導電性弾性層を有する導電性ゴムローラにおいて、
該導電性弾性層が、原料ゴム１００質量部に対して、平均長さ１０〜６０μｍかつアスペクト比１．２〜３．５のセルロース粉末１〜５０質量部を含有することを特徴とする導電性ゴムローラ。
（２）セルロース粉末が、原料ゴム１００質量部に対し５〜２０質量部である上記（１）の導電性ゴムローラ。
（３）原料ゴムが、エピクロルヒドリンゴムを主成分としている上記（１）又は（２）の導電性ゴムローラ。
（４）導電性ゴムローラが、帯電ローラである上記（１）〜（３）のいずれかの導電性ゴムローラ。
（５）原料ゴム１００質量部に対して、少なくとも、平均長さ１０〜６０μｍかつアスペクト比１．２〜３．５のセルロース粉末１〜５０質量部を含有する導電性弾性層原料組成物が芯金と同時押出し成形されることを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
（６）セルロース粉末が、原料ゴム１００質量部に対し５〜２０質量部である上記（５）の導電性ゴムローラの製造方法。
（７）原料ゴムが、エピクロルヒドリンゴムを主成分としている上記（５）又は（６）の導電性ゴムローラの製造方法。

本発明によれば、導電性弾性層に平均長さ１０〜６０μｍ、アスペクト比１．２〜３．５のセルロース粉末が配合されているので、可塑剤、柔軟剤が配合された弾性層で問題となる感光体汚染、また、可塑剤、柔軟剤の配合がされていないあるいは不足している弾性層で問題となるニップ量不足などの問題が解決され、表面粗さが抑えられていると共に圧縮永久歪の良好である導電性ゴムローラが提供される。

以下に本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

本発明の導電性ゴムローラは、図１に示すように、少なくとも芯金１に平均長さ１０〜６０μm、アスペクト比１．２〜３．５のセルロース粉末が弾性層（ゴム層）２に配された構成を取っており、その表面に機能を付与するための表面層３が形成されていてもよい。

弾性層中に配される平均太さ１０〜６０μｍ、アスペクト比１．２〜３．５であるセルロース粉末は、原料ゴム１００質量部に対して１〜５０質量部で用いられることが必要である。セルロース粉末は、カーボンブラックのようなバウンドラバーを生成せず、かつ弾性率が高いので、圧縮時に再結合することがなく、圧縮永久歪の小さい導電性ゴムローラとなる。セルロース粉末が平均長さ１０μｍ未満又はアスペクト比１．２未満であると弾性層の圧縮永久歪の改善効果が十分とならず、また、平均長さ６０μｍ超、またはアスペクト比３．５超においては弾性層の表面粗さが大きくなり、さらにはセルロース繊維の先端が表面から突出してしまう可能性があり好ましくない。

セルロース粉末の添加量が１質量部未満では圧縮永久歪が大きく、５０質量部超では表面粗さが大きくなり好ましくない。なお、セルロース粉末の添加量を５〜２０質量部とすることが、圧縮永久歪をより小さく、表面粗さも抑えることができ、圧縮永久歪、表面粗さを両立させた導電性ゴムローラを得ることができる。

なお、本発明において、導電性弾性層は体積抵抗値が１×１０⁵〜１×１０¹²Ω・ｃｍであることが好ましい。

導電性弾性層に使用されるゴム原料としては、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−共重合体）、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ（ポリクロロプレン）、シリコンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどのゴムがある。また、これらのゴムを混合物としても用いることができ、特に制限されるものではない。

上記の中でもエピクロルヒドリンゴム（ＣＯ：エピクロルヒドリンホモポリマー、ＥＣＯ：エチレンオキサイド−エピクロルヒドリン共重合体、ＧＣＯ：エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、ＧＥＣＯ：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）はイオン導電性を有し電気抵抗の調整が容易であり、電気抵抗ムラが小さいことから、より好ましく用いることができる。すなわち、エピクロルヒドリンゴムを主成分とすると、セルロース粉末がカーボンブラックのような補強効果によるゴムの分子運動性を抑えることがないので高抵抗化されず、自身のイオン導電性の利点を活かし、容易に所望の電気抵抗を得ることができる。

導電性弾性層に必要により用いられる導電剤として、カーボンブラックやカーボンブラックグラファイトの導電性カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属化合物、金、銅、ニッケル等の金属の粉、或いは、四級アンモニウム塩、アルカリ金属塩、スルホン酸塩等のイオン導電剤も使用できる。またこれらの導電剤は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

さらに、導電性弾性層には、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤、滑材、受酸剤等の配合剤を必要に応じて加え、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、オープンロールなどの一般的な混練機を用いて分散混練して未加硫の原料ゴム組成物が作製される。

この原料ゴム組成物は押出し機や射出成形、圧縮成形などの成形方法で芯金の上に円筒状に成形された後、加硫缶やバッチ式熱風炉、連続加硫、プレス加硫などの加硫方法で加硫される。

原料ゴム組成物をチューブ状に押出、一次加硫処理を行なった後、所定長さに切断して芯金を挿入し、更に二次加硫処理を行い、最後に必要により両端をトリミングし、更に表面を研磨して導電性ゴムローラを得ることができる。また、芯金を備えた導電性ゴムローラ金型に原料ゴム組成物を注入し、そのまま維持加硫処理を行い、金型から取り出したものを二次加硫処置し、最後に必要により両端のトリミング、表面研磨して導電性ゴムローラを得ることができる。

さらに、クロスヘッドを備えたベント式の押出し機を用いて芯金と共に原料ゴム組成物を一体的に押出し成形した後に、一次加硫し、次いで両端を所定の長さに切り離し、次いで二次加硫して、最後に表面研磨して、導電性ゴムローラが得られる。

なお、表面研磨は、導電性弾性層の表面性や形状を調整するために行なわれ、乾式研磨や湿式研磨などの研磨加工が一般的に用いられる。

本発明では、小さい長さのセルロース粉末をゴムマトリクス中に均質に配されているのでマットリックスゴムの３次元構造が安定化してスウェルが改善されており、芯金と導電性弾性層用原料ゴム組成物をクロスヘッドにより同時押出し成形するとき、芯金と導電性弾性層が剥れることのない導電性ゴムローラが製造できるので好ましい。また、この方法によりセルロース粉末がローラの長手方向に配向させ、感光体との圧接に対してセルロース粉末が広い面積で弾性的に作用することとなり、圧縮永久歪が良好なとなる。

上記した芯金として、少なくとも表面が導電性であれば特に制限は無く、画像形成装置に用いられるものであれば使用できる。なお、その導電性は体積抵抗値で１０⁴Ω・ｃｍ以下であれば良い。具体的には、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、真鍮等の金属丸棒を使用しても良いし、表面にニッケル鍍金などを施した鉄等の金属、あるいは導電性が付与された樹脂を用いてもよい。

本発明では、導電性弾性層の外側に更に表面層が形成されていてよく、導電性ゴムローラの使用目的、例えば、帯電ローラ、現像ローラ或いは転写ローラによって適宜表面層を選択することができる。

すなわち、本発明の導電性ゴムローラは、接触帯電、接触転写方式の電子写真や電子写真製版システムなどの画像形成装置に用いられ、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラなどの用途によって、それぞれに適する形態の導電性ゴムローラとして使用される。

必要に応じて、導電性弾性層の外側に表面層のような抵抗調整層や汚れ・染み出し防止のための保護層を設けて使用されることもある。

また、導電性ゴムローラの外形はストレートの円筒形状や長手方向にクラウン形状になっているものが用いられる。中でも、外形が、像担持体に圧接し、均一な密着幅を形成するために長手方向にクラウンになっているものが好ましい。

保護層や抵抗調整層などの表面層３を設ける場合、柔軟性、耐磨耗性及び機械強度のあるポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂などの高分子バインダーを結着樹脂とし、これらの樹脂中に導電性弾性層で用いる各種導電剤を分散して電気抵抗が調整される。中でも、アクリルウレタン樹脂は柔軟性と機械強度および表面耐磨耗性のバランスに優れていることから、表面層に好ましく用いられる。

高分子バインダーを溶剤に溶解した溶液中に所定量の導電剤を加え、ビーズミル、サンドミル、ボールミル、ペイントシェーカーなどの塗料分散機を用いて分散し、これを浸漬塗工、スプレー塗工、ロールコートなどの塗工方法によって導電性弾性層上に塗布する。次いで、熱風循環乾燥機や赤外線乾燥炉などを用いて溶剤を除去し、導電性弾性層の上に表面層を形成する。

表面層の形成に代えて、紫外線照射や電子線照射などで導電性弾性層の表面を改質し、擬似表面層を設けることも可能である。

表面層を設ける場合は、その膜厚を１〜５０μｍの範囲とするのが好ましく、５０μｍを越えると弾性層が硬くなりやすく、ローラ表面にトナー等が融着し、引いては画像不良が発生しやすくなり、１μｍ未満であると表面層の耐圧性が不足しやすく、いずれも好ましくない。

本発明の導電性ゴムローラは、帯電ローラ、現像ローラ或いは転写ローラとして、複写機、レーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター、電子写真製版システム等の電子写真装置に用いることが可能である。

特に、本発明の導電性ゴムローラを帯電ローラとして使用すると、過酷環境下での長期保管時に発生する感光体と当接において、圧縮永久歪が小さいために当接跡が画像に現われることが殆どなく、さらに、繊維先端が表面に突出したり表面粗さが大きくなったりしないので、感光体を傷つけて寿命を早めたり、トナー付着による画像不良が生じない。

本発明の導電性ゴムローラを使用する電子写真装置の概要を図２に示す。

静電潜像を担持する感光体２１の周りに、感光体２１の表面に均一な帯電をするための帯電ローラ１０、感光体２１表面に静電潜像を形成するための露光手段２４、感光体２１表面に形成された静電潜像をトナー像とするための現像手段２５、感光体２１表面に形成されたトナー像を紙等の転写材２７に転写するための転写ローラ２６、感光体２１表面に残るトナーをクリーニング除去するクリーニング手段２８がこの順で設けられている。感光体２１の表面を帯電するための帯電ローラ１０には、摺擦電極２３ａを経て、印加電源２３が設けられている。また、転写ローラ２６にはトナー像を転写材２７へ転写させるためにトナーと逆の電荷がされ、そのための電源２９が設けられている。

ここで、導電性ゴムローラが必要なものは、帯電ローラ１０、現像手段２５の中に設けられている現像ローラ及び転写ローラ２６であり、それぞれの機能に応じて芯金、導電性弾性層、表面層等が選択されるが、いずれも本発明の導電性ゴムローラを使用することができる。

感光体２１は、支軸２１ｃを中心に、導電性支持体２１ｂの表面に上に感光層２１ａが設けられたものであり、感光層２１ａとしては、無機感光体、有機感光体等いずれでもよく、本発明の導電性ゴムローラを組み込んでなる電子写真装置では支障なく使用できる。

上記したように、本発明の導電性ゴムローラは帯電ローラ、現像ローラ或いは転写ローラとして使用可能であるが、簡単のために帯電ローラとして用いた例を説明する。

帯電ローラ１０は、芯金１１の表面に上にセルロース粉末を含む導電性弾性層１２が設けられており、さらにその表面に機能を付与するための表面層１３が形成されたものである。

なお、本図２では図示していないが、転写材２７を所定のタイミングで供給する供給手段および転写材２７に転写されたトナー像を転写材２７に定着する定着手段が設けられている。

本発明においては、感光体２１、帯電ローラ１０、現像手段２５及びクリーニング手段２８のような電子写真装置の複数の要素がプロセスカートリッジに一体的に組込まれることもできる。

以下に、実施例により本発明を説明する。

＜セルロース粉末の形状測定＞
本発明で使用するセルロース粉末は、アスペクト比が１．２〜３．５と比較的小さく、一般に、図３に示すような柱或いは棒として取り扱うことができる。

なお、セルロース粉末４では、長辺部Ａが該セルロース粉末の長さであり、該セルロース粉末の太さは長矩（長径）部Ｂと短矩（短径）部Ｃの平均である。セルロース粉末４は押出し方向に対して長辺部Ａがほぼ平行に配向するために、鋭利な剃刀を用いて、ゴムローラの長手方向（押出し方向）に対して平行に切り出した面で長さを、また、それに直角に導電性弾性層２を約１ｍｍ厚さで切り出しその断面で太さを測定した。

すなわち、各断面についてＳＥＭ（日立製作所社製、Ｓ−４７００）により、加速電圧１０ｋＶで断面を観察した。なお、長さは３００倍の倍率で、また、太さは１５００倍の倍率で各１００個のセルロース粉末について計測し、平均値をセルロース粉末の平均長さと平均太さとした。なお、ＳＥＭ観測時に、Ａ、Ｂ、Ｃともに３μｍ以下のものは明らかにその他大多数のセルロース粉末長さよりも短く、例外として点在しているように見え、試料作製に当たり切断されてしまったものと判断できるため、計測には加えなかった。

上記のようにして求められた平均長さ及び平均太さから、そのセルロース粉末のアスペクト比（平均長さ／平均太さ）を算出した。

実施例１
＜導電性弾性層の作製＞
エピクロルヒドリンゴム（エピクロルヒドリン４０ｍｏｌ％・エチレンオキサイド５６ｍｏｌ％・アリルグリシジルエーテル４ｍｏｌ％共重合体）１００質量部に、酸化亜鉛５質量部、セバシン酸ポリエステル１０質量部、炭酸カルシウム３０質量部、カーボンブラック（ＤＢＰ吸油量３８ｍｌ／１００ｇ、一次粒径２８０ｎｍ）５質量部、ステアリン酸亜鉛１質量部、老化防止剤ＭＢＩ ０．５質量部、４級アンモニウム塩化合物２質量部及びセルロース粉末（平均長さ１６μｍ、平均太さ１３μｍ、アスペクト比１．２）１５質量部を添加し、８０℃に設定した加圧ニーダーで１５分間混練した。さらに、加硫促進剤ＴＭＴＭ １質量部、加硫促進剤ＭＢＴＳ １質量部及び硫黄１．２質量部を加え、２５℃に設定したオープンロールにて１０分間混練して、未加硫ゴム組成物を作成した。

次に、導電性のホットメルト接着剤（重縮合カルボン酸エステル＋トルエン＋メチルエチルケトン＋カーボンブラック）を芯金（ＳＵＳ製、φ６．０ｍｍ、長さ２５８．０ｍｍ）の両端部１３．０ｍｍから内側に塗布し、８０℃に設定したクロスヘッドを用いた押出し成形機（直径５０ｍｍベント式押出し機、Ｌ／Ｄ＝１６、ＥＭ技研社製）によって前記芯金を中心として同軸上に、前記未加硫ゴム組成物を円筒形に連続的に押出して未加硫ゴムローラを成形した。連続して押出される未加硫ゴムローラの芯金端部位置を切断して押出される前後の未加硫ゴムローラを切り離した後、前記接着剤の塗布位置（芯金端部から内側１３．０ｍｍの位置）から芯金端部までの余分なゴムを切り離して芯金上の未加硫ゴム組成物の長さを２３２．０ｍｍになるように未加硫ゴムローラを成形した。

ここで、未加硫ゴム組成物と芯金をクロスヘッドで同時押出しして芯金端部のゴムを切断した直後に、いわゆるスウェルによって未加硫ゴム組成物が芯金から剥れる現象が起こった。以下の判断基準で、本実施例では○であった。

スウェルの判断基準
○：未加硫ゴム組成物が芯金から剥れ始めた位置が、芯金端部から５．０ｍｍ未満であり未加硫ゴム組成物の長さが２３２．０ｍｍ得られた。
△：未加硫ゴム組成物が芯金から剥れ始めた位置が、芯金端部から５．０ｍｍ以上１３．０ｍｍ未満である。
×：未加硫ゴム組成物が芯金から剥れ始めた位置が１３．０ｍｍ以上で接着剤から未加硫ゴム組成物が浮いてしまった。このものでは画像不良となる。

次に、前記未加硫ゴムローラを１７０℃の熱風循環乾燥機で１時間加硫し、回転砥石を用いた乾式磨機によって外径８．５０ｍｍ（ゴム厚み１．２５ｍｍ）、クラウン量１２０μｍの導電性弾性層が形成された加硫ゴムローラを作製した。

研磨後の加硫ゴムローラ表面をＳＥＭ（１０ｋＶ、×３００倍）で観察したところ、セルロース粉末は押出し方向に対してほぼ平行に配向しており、表面からセルロース粉末の先端が突出している様子はなかった。

また、研磨加硫ゴムローラに−２００Ｖの電圧をかけたときに測定される電流量を測定した。すなわち、研磨加硫ゴムローラをＮＮ（温度２３℃、湿度６０％）環境に２４時間以上放置して、安定化した。この研磨加硫ゴムローラの芯金両端部に各５００ｇの荷重をかけ、φ３０ｍｍの金属製（ＳＵＳ）ドラムに圧接し、金属製ドラムを３０ｒｐｍで回転させた状態で加硫ゴムローラの片側の芯金部に直流電圧−２００Ｖを印加した。この状態で金属製ドラムに直列に接続した１ｋΩの抵抗体にかかっている電圧を３秒間測定し、最大値と最小値を得、その平均を平均電圧値とした。平均電圧値／１ｋΩで電流値に換算した値を研磨加硫ゴムローラの電流値とした。なお、この研磨加硫ゴムローラの電流値は２１００μＡ±１５０μＡであった。

次に、研磨加硫ゴムローラの表面の粗さ（十点平均粗さＲｚ、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９８２）を、（株）小阪研究所製の表面粗さ計「サーフコーダＳＥ−３４００」（商品名）を用い長手方向に測定した。なお、基準長さにより粗さに変動があるので、一括して基準長さを２．５ｍｍとした。その結果、本実施例の研磨加硫ゴムローラの表面粗さは７μｍ未満であった。なお、この研磨加硫ゴムローラの表面に表面層を形成すると形成後の表面粗さは小さくなる。研磨加硫ゴムローラの表面粗さが７μｍ未満であると、表面層形成後の表面粗さは５μｍ未満となり、このローラを帯電ローラとして用いたときにはトナー付着による画像不良の発生が発生しない。

研磨加硫ゴムローラ表面粗さ７μｍ以上１５μｍ以下では表面層形成後の表面粗さは５μｍ以上１０μｍ以下となり、トナー付着による画像不良が発生することがあり、研磨加硫ゴムローラ表面粗さ１５μｍ以上では表面層形成後の表面粗さが１０μｍ以上となり、トナー付着による画像不良が発生する。

そこで、研磨加硫ゴムローラの表面で測定した表面粗さが７μｍ未満を「○」、７μｍ以上１５μｍ未満を「△」、１５μｍ以上を「×」と評価することにした。

＜表面層の作製＞
上記のように導電性弾性層を形成し、表面研磨した加硫ゴムローラを帯電ローラとして使用するために、その表面に表面層を設けた。

ε−カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液１００質量部（希釈剤：ＭＥＫ、固形分２０質量％、ＯＨ価５０）と導電性酸化スズ２０質量部を混合し、ジルコニアビーズ（平均粒径０．５ｍｍ）を分散メディアとして横型サンドミルを３回通して分散した。ビーズをろ過分離した分散液にヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）をＯＨ／ＮＣＯ＝１．０になるように添加して表面層塗料を調整した。

上記の研磨加硫ゴムローラの表面に上記表面層塗料を浸漬塗布した後、１６０℃の熱風循環乾燥機で２時間乾燥して導電性ゴムローラとした。乾燥後の表面層の厚みはＳＥＭを使用し１０ｋＶの印加電圧によって１５００倍で観察したところ１０μｍであった。

この導電性ゴムローラをキヤノン社製のレーザービームプリンター「ＬＢＰ５５００」（商品名）の黒のオールインワンカートリッジの帯電ローラとして組み込み、温度４０℃湿度９５％の過酷環境に７日間放置した。その後、ＮＮ環境にてハーフトーン画像と実用画像（写真画像）を出力してＣセットの画像評価を行った。下記の評価基準でこの導電性ゴムローラは○と評価できた。

Ｃセットの画像評価
○：出力画像には当接跡が見られない。
△：軽微にセット跡が見られるが、実用画像ではセット跡が見えない。
×：実用画像においてもセット跡見える。

上記Ｃセット評価の画像を出力した後、カセットから導電性ローラを取り出し、該ローラの外径をＣセット位置で５箇所測定し、その最小外径値をセット位置における最小値とした。また、Ｃセット位置の測定と約９０度ずれた位置で５箇所測定し、その最小外径値を該導電性ローラの最小外径値とした。これら外径値の差を算出し、Ｃセット量とした。なお、本実施例では１３μｍであった。なお、Ｃセット画像評価とＣセット量を併せてＣセット評価ということもある。

なお、導電性弾性層に可塑剤としてセバシン酸ポリエステル１０重量部を配合したが、得られる導電性ゴムローラは十分低硬度化しており、感光体と適切なニップを得ることができるとともに、感光体汚染などの染み出しが発生しなかった。

実施例２〜５、比較例１〜２
セルロース粉末として、表１に示す平均長さ、平均太さ、アスペクト比のものを使用する他は、実施例１と同様にして、弾性ゴムローラを作製した。そして、実施例１と同様の評価を、途中段階でも、得られた弾性ゴムローラについても行なった。これらの結果を実施例１の結果と共に表１に示した。

比較例３
セルロース粉末を全く使用せずに、実施例1と同様にして、弾性ゴムローラを作製した。そして、実施例１と同様の評価を、途中段階でも、得られた弾性ゴムローラについても行なった。これらの結果を実施例１の結果と共に表１に示した。

なお、実施例１〜５、比較例１〜３における加硫ゴムローラでの電流値は２１００μＡ±１５０μＡでほぼ変わらない値であった。

セルロースの平均長さが１０μｍ以上である実施例１〜５において、スウェルは△以上の結果が得られ、特に、アスペクト比が１．４以上である実施例２〜５においてはスウェルは○の良好な結果が得られた。

実施例１〜５において、表面粗さについて○〜△の結果が得られ、特に、平均粒径が３５μｍ以下の実施例１〜４においては表面粗さが○の良好な結果が得られた。

実施例１〜５において、Ｃセット画像評価は△〜○の結果が得られた。同様に、Ｃセット画像評価が良いものほどＣセット量が小さくなるという結果が得られた。

セルロース粉末を添加していない比較例３ではＣセット画像とスウェルがともに×と悪いのに対して、セルロース粉末の平均長さが８μｍである比較例１ではスウェルが若干改善して△となったが、Ｃセット画像の評価×で改善が見られないが、表面粗さが○という結果であった。

一方、セルロース粉末の平均長さが７７μｍの比較例２では、スウェルが○、表面粗さが×、Ｃセットが○という結果が得られた。研磨後の導加硫ゴムローラの表面からセルロース粉末が突出していることはなかった。

これらの結果から、セルロース粉末の平均長さとアスペクト比が小さくなると表面粗さは良好であるがＣセット画像・スウェルの改善効果は小さく、一方、セルロース粉末の平均長さとアスペクト比が大きくなるとＣセット・スウェルの改善効果は大きいが表面粗さが大きくなってしまうということがわかる。

実施例６〜９、比較例４
上記で最も良好な結果が得られた実施例３のセルロース粉末を使用し、その添加部数を表２示すように変えた以外は実施例３と同様に導電性ゴムローラを作製し、実施例３と同様の評価を行った。結果を実施例３及び比較例３の結果と共に表２に示す。

比較例５
セルロース粉末に代えて、ストラクチャーの発達したカーボンブラック２（ＤＢＰ吸油量４２０ｍｌ／１００ｇ、一次粒径３０ｎｍ）１５質量部を使用する他は実施例３と同様に導電性ゴムローラを作製し、実施例３と同様の評価を行った。結果を表２に示す。

加硫ゴムローラの電流は実施例３、６〜９及び比較例３〜４においては２１００μＡ±１５０μＡの範囲にあり、実施例３と大差の無い結果が得られた。また、実施例３、６〜９においては、スウェル、表面粗さ、Ｃセット画像について△〜○の結果が得られ、特に、実施例３、７〜８においてスウェル、表面粗さ、Ｃセット画像の全てが○となる良好な結果が得られた。

セルロース粉末を添加しない比較例３ではＣセット画像とスウェルが悪く×であり、セルロース粉末を６０質量部添加した比較例４では表面粗さが×になった。

一方、セルロース粉末の代わりにストラクチャーの大きいカーボンブラック２を１５質量部使用した比較例５では、スウェルは△、Ｃセット画像は×になった。添加部数が少ないために電子導電性が十分に発生せず、逆にカーボンブラックの補強効果によってポリマーの分子運動性が低下してイオン導電性が低下し、加硫ゴムローラの電流は下がった。また、Ｃセット量も大きくなった。カーボンブラック２を１５質量部以上添加すれば電子導電性が支配的になって抵抗は下がり、スウェルとＣセット画像も改善される方向になると予想されるが、その場合、イオン導電性の利点である抵抗制御が困難になることや、硬度が著しく上がってしまい、十分なニップを確保することが困難になってしまう。

導電性ゴムローラの断面図である。 電子写真装置の例を説明するための概略図である。 セルロース粉末の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 芯金
２ 導電性弾性層
３ 表面層
４ セルロース粉末
１１ 芯金
１２ 弾性体層
１３ 表面層
２１ 像担持体
２１ａ 感光層
２１ｂ 導電性支持体
２１ｃ 支軸
２３ 印加電源
２３ａ 摺擦電極
２４ 露光手段
２５ 現像手段
２６ 転写ローラ
２７ 転写材
２８ クリーニング手段
２９ 印加電源
Ａ 長辺部（長さ）
Ｂ 長矩（長径）部（太さ）
Ｃ 短矩（短径）部（太さ）

Claims (7)

1. 芯金とその外周に導電性弾性層を有する導電性ゴムローラにおいて、
   該導電性弾性層が、原料ゴム１００質量部に対して、平均長さ１０〜６０μｍかつアスペクト比１．２〜３．５のセルロース粉末１〜５０質量部を含有することを特徴とする導電性ゴムローラ。
2. セルロース粉末が、原料ゴム１００質量部に対し５〜２０質量部であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラ。
3. 原料ゴムが、エピクロルヒドリンゴムを主成分としていることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラ。
4. 導電性ゴムローラが、帯電ローラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性ゴムローラ。
5. 原料ゴム１００質量部に対して、少なくとも、平均長さ１０〜６０μｍかつアスペクト比１．２〜３．５のセルロース粉末１〜５０質量部を含有する導電性弾性層原料組成物が芯金と同時押出し成形されることを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
6. セルロース粉末が、原料ゴム１００質量部に対し５〜２０質量部であることを特徴とする請求項５に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
7. 原料ゴムが、エピクロルヒドリンゴムを主成分としていることを特徴とする請求項５又は６に記載の導電性ゴムローラの製造方法。

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