JP4945143B2

JP4945143B2 - 導電性ローラ及びそれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP4945143B2
Application number: JP2006032767A
Authority: JP
Inventors: 浩之兼杉; 秀洋赤間
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2006-02-09
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-02-09
Also published as: JP2007212772A

Description

本発明は、導電性ローラ及び該導電性ローラを用いた画像形成装置に関し、特に乾燥工程が不要で、短時間で製造することができ、特性のバラツキが小さく、更には大気下でも製造することが可能な導電性ローラと、該導電性ローラを現像ローラや帯電ローラ等として備える画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、潜像を保持した感光ドラム等にトナーを供給し、感光ドラムの潜像に該トナーを付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られている。該加圧現像法においては、例えば、感光ドラムを一定電位に帯電した後、露光機により感光ドラム上に静電潜像を形成し、更に、トナーを担持した現像ローラを、静電潜像を保持した感光ドラムに接触させて、トナーを感光ドラムの潜像に付着させることで現像を行う。

また、上記感光ドラムの帯電には、従来コロナ放電方式が採用されていたが、コロナ放電方式では、6〜10kＶの高電圧を印加する必要があるため、装置の安全確保の観点から好ましくなく、更に、コロナ放電中にオゾン等の有害物質が発生するため、環境面からも好ましくなかった。これに対し、感光ドラムに帯電ローラを当接させて、感光ドラムと帯電ローラ間に電圧を印加して、感光ドラムを帯電させる接触帯電方式が提案されている。

上記現像ローラ及び帯電ローラは、感光ドラムに密着した状態を確実に保持しながら回転しなければならないため、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、シリコーンゴム、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）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ポリウレタン等のエラストマーにカーボンブラックや金属粉を分散させた導電性の弾性体やこれらを発泡させた発泡体からなる弾性層を形成した構造となっている。また、トナーに対する帯電性や付着性の制御、弾性層による感光ドラムの汚染防止等を目的として、上記弾性層の表面に、更に樹脂製の塗膜層を形成する場合もある。

また、上記現像ローラ及び帯電ローラに加えて、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラ、感光ドラム上の潜像に付着したトナーを記録媒体に転写するための転写ローラ、転写後に感光ドラム上に残留するトナーを除去するためのクリーニングローラ等にも、上述のようなシャフトの外周に弾性層を形成し、該弾性層の表面に更に塗膜層を形成した構造の導電性ローラが用いられている。

ところで、従来、上記導電性ローラにおいて、上記塗膜層は、シャフトと弾性層とからなるローラ本体を溶剤系若しくは水系の塗工液中にディップしたり、該塗工液をローラ本体にスプレーした後に、熱又は熱風で乾燥硬化して形成されている。しかしながら、この場合、長時間の乾燥が必要なため、量産には長い乾燥ラインが必要である。また、塗工液の熱硬化は、長い硬化時間を必要とするため、生産性の点にも問題があった。更に、上記塗膜層は、その機能から微妙な導電性及び表面状態が要求されるが、乾操ライン内の温度分布及び風量等のバラツキが塗膜層の性能に大きく影響するため、品質の点でも問題があった。

これに対し、特開２００２−３１０１３６号公報（特許文献１）には、長い乾燥ラインを必要とせず、短時間で且つ安定した品質の塗膜層を形成する手法として、ラジカル発生型の光重合開始剤を含有する紫外線で硬化可能な塗工液をローラ本体の外表面に塗布し硬化させて塗膜層を形成する技術が提案されている。

特開２００２−３１０１３６号公報

しかしながら、本発明者らが検討を進めたところ、特開２００２−３１０１３６号公報に記載の塗膜層原料は、酸素によって硬化反応が阻害されるため、大気下で硬化を試みた場合、塗膜層原料が硬化しなかったり、部分的に硬化するのみで、塗膜層表面の粘着性が高くなるという問題があった。そのため、窒素等の不活性ガス雰囲気下で硬化を行う必要があり、この場合、製造コストが上昇したり、製造工程が複雑になる等の問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、乾燥工程を必要とせず、短時間で製造することができ、特性のバラツキが小さく、大気下でも製造することが可能な導電性ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる導電性ローラを備え、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、光重合開始剤として、ラジカル発生型の光重合開始剤に代えてカチオン発生型の光重合開始剤を使用し、樹脂原料としてエポキシ化合物とオキセタン化合物とを使用することで、大気下でも紫外線照射により、短時間で硬化物を形成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の導電性ローラは、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤とを含む原料混合物を紫外線照射によりカチオン重合させてなる硬化物を備える導電性ローラであって、
前記原料混合物が更にオキセタン化合物を含むことを特徴とする。

本発明の導電性ローラは、更にシャフト部材を備え、該シャフト部材の外周上に前記硬化物からなる層が配設されていることが好ましい。

本発明の導電性ローラは、シャフト部材と、該シャフト部材の半径方向外側に配設された弾性層と、該弾性層の半径方向外側に配設された塗膜層とを備え、該塗膜層が前記硬化物からなることも好ましい。

ここで、前記シャフト部材としては、金属及び樹脂製の中実体、金属及び樹脂製の中空体、並びに金属製中実体の外周に樹脂基材を配設してなる複合体が好ましい。

また、本発明の画像形成装置は、上記の導電性ローラを備えることを特徴とする。

本発明によれば、カチオン発生型の光重合開始剤とエポキシ化合物とオキセタン化合物とを含有する原料混合物を紫外線照射によりカチオン重合させてなる硬化物を備え、乾燥工程を必要とせず、短時間で製造することができ、特性のバラツキが小さく、大気下でも製造することが可能な導電性ローラを提供することができる。また、かかる導電性ローラを用いた、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。

＜導電性ローラ＞
以下に、図を参照しながら、本発明の導電性ローラを詳細に説明する。図１は、本発明の導電性ローラの一例の断面図であり、図２は、本発明の導電性ローラの他の例の断面図であり、図３は、本発明の導電性ローラにシャフト部材として用いることができる金属又は樹脂製中空体の一例の断面図であり、図４は、本発明の導電性ローラにシャフト部材として用いることができる金属製中実体の外周に樹脂基材を配設してなる複合体の一例の断面図である。

本発明の導電性ローラは、エポキシ化合物とオキセタン化合物と光カチオン重合開始剤とを含む原料混合物を紫外線照射によりカチオン重合させてなる硬化物を備えることを特徴とする。上記原料混合物において、光カチオン重合開始剤は、紫外線照射によりカチオンを発生することができる。また、上記原料混合物において、エポキシ化合物は、光カチオン重合開始剤から発生したカチオンにより重合することができる。ここで、紫外線照射によるカチオンの発生及び発生したカチオンによる重合の開始は、酸素によって阻害されることがないため、上記原料混合物の硬化は、大気下でも十分に進行する。そのため、本発明の導電性ローラは、大気下でも製造することが可能である。また、上記硬化物は、乾燥を必要とせず、また、硬化時間も短いため、短時間で製造することができ、特性のバラツキも小さい。

上記原料混合物に用いる光カチオン重合開始剤は、紫外線照射によりカチオンを発生して、後述するエポキシ化合物等の重合を開始させる作用を有する。該光カチオン重合開始剤としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン等が挙げられる。上記ヨードニウム塩としては、４-メチルフェニル-４-(２-メチルプロピル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、４-メチルフェニル-４-(２-メチルプロピル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、４-メチルフェニル-４-(２-メチルプロピル)フェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４-メチルフェニル-４-(１-メチルエチル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、４-メチルフェニル-４-(１-メチルエチル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、４-メチルフェニル-４-(１-メチルエチル)フェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート等が挙げられ、上記スルホニウム塩としては、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、ビス[４-(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[４-(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、ビス[４-(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィドビステトラフルオロボレート等が挙げられ、上記ホスホニウム塩としては、テトラフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、テトラフェニルホスホニウムヘキサフルオロアンチモネート、テトラフェニルホスホニウムテトラフルオロボレート等が挙げられ、上記フェロセンとしては、η⁵-シクロペンタジエニル-η⁵-クメニル-鉄(II)ヘキサフルオロホスフェート、η⁵-シクロペンタジエニル-η⁵-クメニル-鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート、η⁵-シクロペンタジエニル-η⁵-クメニル-鉄(II)テトラフルオロボレート等が挙げられる。これら光カチオン重合開始剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

上記原料混合物に用いるエポキシ化合物は、エポキシ基を１つ以上、好ましくは２つ以上有する。該エポキシ化合物としては、(３,４-エポキシシクロヘキシル)メチル-３',４'-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ε-カプロラクトン変性(３,４-エポキシシクロヘキシル)メチル-３',４'-エポキシシクロヘキシルカルボキレート、１,２-エポキシ-４-ビニルシクロヘキサン、１,２：８,９-ジエポキシリモネン等の脂環式エポキシ化合物の他、ドデシルグリシジルエーテル、トリデシルグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、１,４-ブタンジオールジグリシジルエーテル、１,６-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。これらの中でも、脂環式エポキシ化合物が好ましい。これらエポキシ化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

上記原料混合物は、更にオキセタン化合物（即ち、４員環の環状エーテル化合物）を含有する。上記原料混合物が更にオキセタン化合物を含有することで、紫外線照射による硬化反応の速度を向上させることができる。ここで、上記オキセタン化合物としては、オキセタン環を１つ以上有する限り特に限定されるものではないが、オキセタン環を２つ有するものが好ましい。上記オキセタン化合物としては、３-エチル-３-ヒドロキシメチルオキセタン、３-エチル-３-フェノキシメチルオキセタン、３-エチル-３-(２-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、３-エチル-３-シクロヘキルオキシメチルオキセタン、ビス(３-エチル-３-オキセタニルメチル)エーテル、１,４-ビス[(３-エチル-３-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン（即ち、キシリレンジオキセタン）等が挙げられ、これらの中でも、ビス(３-エチル-３-オキセタニルメチル)エーテル、１,４-ビス[(３-エチル-３-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼンが好ましい。これらオキセタン化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

上記エポキシ化合物（ＥＰ）とオキセタン化合物（ＯＸ）の質量比（ＥＰ／ＯＸ）は、1／99〜100／0の範囲が好ましい。

上記原料混合物における光カチオン重合開始剤の配合量は、上記エポキシ化合物及びオキセタン化合物の合計100質量部に対して、0.01〜5質量部の範囲が好ましい。光カチオン重合開始剤の配合量が0.01質量部未満では、紫外線照射によって原料混合物が十分に硬化しないことがあり、一方、5質量部を超えると、高価な光カチオン重合開始剤の割合が高すぎて、原料混合物の配合コストが高くなる。

上記原料混合物には、硬化物に導電性を付与するために、導電剤を添加してもよく、該導電剤としては、カーボン系電子導電剤、イオン導電剤及び透明導電剤が好ましい。カーボン系電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト等が挙げられる。また、イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。また、透明導電剤としては、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物の微粒子；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属の微粒子：導電性酸化チタンウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。上記導電剤の配合量は、上記エポキシ化合物及びオキセタン化合物の合計100質量部に対して20質量部以下が好ましく、0.01〜20質量部の範囲が更に好ましく、1〜10質量部の範囲がより一層好ましい。なお、カーボン系電子導電剤を使用する場合は、紫外線照射による原料混合物の硬化を十分に進行させる観点から、増感剤を配合することが好ましく、該増感剤としては、９,１０-ジブトキシアントラセン等が挙げられる。

本発明の導電性ローラは、図１に示す導電性ローラ１のように、シャフト部材２を備え、該シャフト部材２の外周上に前記硬化物からなる層（硬化物層３）が配設されていることが好ましい。また、本発明の導電性ローラは、図２に示す導電性ローラ１のように、シャフト部材２と、該シャフト部材２の半径方向外側に配設された弾性層４と、該弾性層４の半径方向外側に配設された塗膜層５とを備え、該塗膜層５が前記硬化物からなることも好ましい。

本発明の導電性ローラにおいて、上記シャフト部材２は、良好な導電性を有する限り特に制限はなく、図１及び図２中に示されるような金属又は樹脂製の中実体であても、図３に示すような金属又は樹脂製の中空体であってもよく、また、図４に示すような金属製中実体の外周に樹脂基材を配設してなる複合体であってもよい。なお、図３に示す中空体は、円筒部２Ａと該円筒部２Ａの両端部に位置する一対の軸部２Ｂとからなり、図４に示す複合体は、金属製中実体２Ｃと該金属製中実体２Ｃの外周に配設された樹脂基材２Ｄとからなる。なお、上記シャフト部材２の一部又は全部に樹脂を使用することで、シャフト部材２を軽量化することができる。そのため、シャフト部材２の外径を大きくしても、シャフト部材２の質量の増加を十分に抑制することができる。

上記金属製中実体や金属製中空体の材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等が挙げられる。また、上記樹脂製中実体、樹脂製中空体及び樹脂基材２Ｄの材質としては、ポリアセタール、ポリアミド６、ポリアミド６・６、ポリアミド１２、ポリアミド４・６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・１２、ポリアミド１１、ポリアミドＭＸＤ６、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアセタール、ポリアミド６・６、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド６・１２、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートが好ましい。これら樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

なお、上記シャフト部材２に樹脂を使用する場合、樹脂に導電剤を添加・分散させて、十分に導電性を確保することが好ましい。ここで、樹脂に分散させる導電剤としては、カーボンブラック粉末、グラファイト粉末、カーボンファイバー、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末等の粉末状導電剤が好ましい。これら導電剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。該導電剤の配合量は、特に制限されるものではないが、樹脂の全体に対して5〜40質量％の範囲が好ましく、5〜20質量％の範囲が更に好ましい。

本発明の導電性ローラが図２に示すように弾性層４を有する場合、該弾性層４は、エラストマーを含み、必要に応じて導電剤等の他の成分を含む。該弾性層に用いるエラストマーとしては、ポリウレタン、シリコーンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びこれらの混合物等が挙げられる。該弾性層には、上記エラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させる等して、上記エラストマーを発泡体として用いてもよい。

上記弾性層に用いる導電剤としては、イオン導電剤、電子導電剤等が挙げられる。イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられ、電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープ酸化スズ、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウィスカー、黒鉛ウィスカー、炭化チタンウィスカー、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、導電性酸化チタンウィスカー、導電性酸化亜鉛ウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。

上記弾性層は、上記導電剤の配合により、その抵抗値を10³〜10¹⁰Ωcmとすることが好ましく、10⁴〜10⁸Ωcmとすることが更に好ましい。弾性層の抵抗値が10³Ωcm未満では、電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により導電性ローラ自体が破壊する場合があり、10¹⁰Ωcmを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。また、上記弾性層の硬度は、特に限定されるものではないが、アスカーＣ硬度で80度以下であることが好ましく、20〜70度であることが更に好ましい。

本発明の導電性ローラは、例えば、シャフト部材の外周に弾性層を形成してなるローラ本体の外表面に上記原料混合物を塗布した後、紫外線照射することで作製できる。なお、原料混合物の塗布方法としては、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法、ダイコート法等が挙げられる。また、紫外線照射に用いる光源としては、水銀灯、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が挙げられる。紫外線照射の条件は、原料混合物に含まれる成分、組成及び塗布量等に応じて適宜選択され、照射強度や積算光量等を適宜調整すればよい。

上述した本発明の導電性ローラは、画像形成装置の現像ローラ、帯電ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、給紙ローラ、クリーニングローラ、定着用の加圧ローラ等として用いることができる。

＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、上述した導電性ローラを備えることを特徴とし、現像ローラ及び帯電ローラの少なくとも一方として上記導電性ローラを備えることが好ましい。本発明の画像形成装置は、上記導電性ローラを用いる以外、特に制限はなく、公知の方法で製造することができる。

以下に、図を参照して本発明の画像形成装置を詳細に説明する。図５は、本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。図示例の画像形成装置は、静電潜像を保持した感光体６と、感光体６の近傍（図では上方）に位置し感光体６を帯電させるための帯電ローラ７と、トナー８を供給するためのトナー供給ローラ９と、トナー供給ローラ９と感光体６との間に配置された現像ローラ１０と、現像ローラ１０の近傍（図では上方）に設けられた成層ブレード１１と、感光体６の近傍（図では下方）に位置する転写ローラ１２と、感光体６に隣接して配置されたクリーニングローラ１３とを備える。なお、本発明の画像形成装置は、更に画層形成装置に通常用いられる公知の部品（図示せず）を備えることができる。

図示例の画像形成装置においては、感光体６に帯電ローラ７を当接させて、感光体６と帯電ローラ７との間に電圧を印加して、感光体６を一定電位に帯電させた後、露光機（図示せず）により静電潜像を感光体６上に形成する。次に、感光体６と、トナー供給ローラ９と、現像ローラ１０とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ９上のトナー８が現像ローラ１０を経て感光体６に送られる。現像ローラ１０上のトナー８は、成層ブレード１１により、均一な薄層に整えられ、現像ローラ１０と感光体６とが接触しながら回転することにより、トナー８が現像ローラ１０から感光体６の静電潜像に付着し、該潜像が可視化する。潜像に付着したトナー８は、転写ローラ１２で紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に感光体６上に残留するトナー８は、クリーニングローラ１３によって除去される。ここで、本発明の画像形成装置においては、帯電ローラ７、トナー供給ローラ９、現像ローラ１０、転写ローラ１２及びクリーニングローラ１３の少なくともいずれかに、好ましくは、帯電ローラ７及び現像ローラ１０の少なくとも一方に、上述した本発明の導電性ローラを用いることで、優れた画像を安定的に形成することが可能となる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（参考例１）
グリセリンにプロピレンオキサイドを付加した３官能で分子量9,000のポリエーテルポリオール100質量部に導電性カーボン1.6質量部とジブチル錫ジラウレート0.15質量部を加え十分に撹拌混合した後、減圧下で撹拌しながら20分間脱泡して、これをポリオール成分とした。ポリオール成分の水酸基価は19 mgKOH/gであった。一方、ＮＣＯ含有率が11％のポリプロピレングリコール変性ポリメリックＭＤＩをイソシアネート成分として減圧下で撹拌しながら20分間脱泡して、これをイソシアネート成分とした。ポリオール成分とイソシアネート成分の比率が101.75／13.70（イソシアネートインデックス：103）の割合になるようにして２成分注型機にてポリオールとイソシアネートを3000 rpmで高速撹拌混合し、混合したウレタン原液を外径寸法がφ8 mmの金属製中実体をセットした筒形状のモールド（内径16 mm）に注入し、90℃で60分間熱風循環オーブンにて加熱キュアーした。その後、筒形状のモールドから金属製中実体付きウレタンローラを取り出しローラ本体を得た。

上記ローラ本体の外周面に表１に示す配合の塗膜層用原料混合物（塗工液）をロールコーターにより厚さ10μmで塗布し、ウシオ電機(株)製ユニキュアＵＶＨ-０２５２Ｃ装置を用い、大気下、ＵＶ照射強度700mW/cm²で5秒間、紫外線（ＵＶ）を照射し、塗膜層を形成して、現像ローラを得た。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（参考例２）
サンニックスＦＡ９５２［三洋化成工業株式会社製ポリエーテルポリオール、ＯＨ価＝37］100質量部、ＳＲＸ２７４Ｃ［東レダウコーニングシリコーン株式会社製整泡剤］1質量部、ＴＯＹＯＣＡＴＮＰ［東ソー株式会社製アミン触媒］2.8質量部、ＴＯＹＯＣＡＴＥＰ［東ソー株式会社製アミン触媒］1.5質量部及びサンフォームＩＣ-７１６［三洋化成株式会社トリレンジイソシアネート］59質量部を機械的に撹拌して発泡させた。次に、外径寸法がφ8 mmの金属製中実体をセットした筒形状のモールド（内径16 mm）に、上記の発泡ポリウレタン原料8.0 gを発泡機から注入した。次に、発泡ポリウレタン原料が注入されたモールドを80℃のオーブン中で20分間加熱した後脱型して、ローラ本体を作製した。該ローラ本体の外周面に表１に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成する以外は参考例１と同様にして現像ローラを製造した。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（参考例３）
液状シリコーンＬＩＭ液＃２０９０［東レ・ダウコーニング・シリコーン製］を撹拌脱泡した後、外径寸法がφ6 mmの金属製中実体をセットした筒形状のモールド（内径12 mm）に注入し、120℃で30分間熱風循環オーブンにて加熱キュアーした。筒形状のモールドから金属製中実体付きローラ本体を取り出し、200℃で4時間熱風循環オーブンにて加熱キュアーしローラ本体を得た。該ローラ本体の外周面に表１に示す配合の塗膜層用原料混合物を塗布し、参考例１と同様に紫外線照射して塗膜層を形成して帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（参考例４）
ムーニー粘度ＭＬ₁₊₄(100℃)が70のＮｉｐｏｌＩＲ２２００Ｌ［日本ゼオン製］100質量部、平均分子量29000のＬＩＲ-３０［クラレ製］60質量部、カーボンブラックＴＢ＃５５００［東海カーボン製］28質量部、亜鉛華5質量部、ステアリン酸1質量部、パーヘキサＣ-４０［日本油脂製］9質量部を５５Ｌニーダーを用いて混錬し、ゴム組成物を準備した。接着剤を付けた外径寸法φ8 mmの金属製中実体にゴム組成物を三葉製作所のクロスヘッド式押し出し機を用いて円筒状に押し出し、未加硫ゴム／金属製中実体一体成型物を得た。これを円筒状のモールド内にセットし、3.2×10⁶ Paの圧力をかけ175℃で20分間、加硫を行った。割りモールドの圧力を開放し、ゴムローラを得、さらに180℃のオーブン中で4時間加硫を行った。得られたローラを回転砥石によりφ16 mmの径にプランジ式研磨を行い、ローラ本体を得た。該ローラ本体の外周面に表１に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成する以外は参考例１と同様にして現像ローラを製造した。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（参考例５）
表１に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成する以外は参考例２と同様にして現像ローラを製造した。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（参考例６）
ヨウ素価が36、ムーニー粘度ＭＬ₁₊₄(100℃)が39のＥＰＤＭ100質量部に対してカーボンブラックＴＢ＃５５００［東海カーボン製］50質量部、炭酸カルシウムとしてノーベライトＡ［日本粉化工業製］36質量部、ダイアナプロセスオイルＰＷ９０［出光興産製］60質量部、亜鉛華3質量部、ステアリン酸2質量部、加硫促進剤２-メルカプトチアゾール1質量部、硫黄1.5質量部、発泡剤ネオセルボンＮ＃１０００Ｍ［永和化成工業製］6質量部を５５Ｌニーダーを用いて混錬し、発泡ゴム組成物を準備した。接着剤を付けた外径寸法φ8 mmの金属製中実体に発泡ゴム組成物を三葉製作所のクロスヘッド式押し出し機を用いて円筒状に押し出し未加硫ゴム／金属製中実体一体成型物を得た。これを円筒状のモールド内にセットし、3.2×10⁶ Paの圧力をかけ175℃で20分間、加硫・発泡を行った。割りモールドの圧力を開放し、スキン層付きの発泡ゴムローラを得、さらに180℃のオーブン中で4時間加硫を行った。得られたローラを回転砥石によりφ16 mmの径にプランジ式研磨を行い、ローラ本体を得た。該ローラ本体の外周面に表１に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成する以外は参考例１と同様にして現像ローラを製造した。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（比較例１）
表１に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成する以外は参考例３と同様にして帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性を有し、原料混合物が十分に硬化していないことが確認された。

（参考例７〜８及び１０〜１２）
外径寸法φ8 mmの金属製中実体に代えて、外径寸法φ6 mm、内径寸法φ4 mmの樹脂製中空体を用いる以外は、参考例１〜２及び４〜６と同様にローラ本体を形成し、更に、該ローラ本体の外周面に表２に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成して、現像ローラを製造した。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（参考例９）
外径寸法φ6 mmの金属製中実体に代えて、外径寸法φ4 mm、内径寸法φ2 mmの樹脂製中空体を用いる以外は、参考例３と同様にローラ本体を形成し、更に、該ローラ本体の外周面に表２に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成して、帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（比較例２）
外径寸法φ6mmの金属製中実体に代えて、外径寸法φ4mm、内径寸法φ2mmの樹脂製中空体を用いる以外は、比較例１と同様にローラ本体を形成し、更に、該ローラ本体の外周面に表２に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成して、帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性を有し、原料混合物が十分に硬化していないことが確認された。

（実施例１３〜１４及び１６〜１８）
表３に示す配合の塗膜層用原料混合物を用い、ＵＶ照射強度を100 mW/cm²として塗膜層を形成する以外は参考例１〜２及び４〜６と同様にして現像ローラを製造した。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（実施例１５）
表３に示す配合の塗膜層用原料混合物を用い、ＵＶ照射強度を100 mW/cm²として塗膜層を形成する以外は参考例３と同様にして帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（比較例３）
表３に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成する以外は比較例１と同様にして帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性を有し、原料混合物が十分に硬化していないことが確認された。

（実施例１９〜２０及び２２〜２４）
表４に示す配合の塗膜層用原料混合物を用い、ＵＶ照射強度を100 mW/cm²として塗膜層を形成する以外は参考例７〜８及び１０〜１２と同様にして現像ローラを製造した。得られた現像ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（実施例２１）
表４に示す配合の塗膜層用原料混合物を用い、ＵＶ照射強度を100 mW/cm²として塗膜層を形成する以外は参考例９と同様にして帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性がなく、原料混合物が完全に硬化していることが確認された。

（比較例４）
表４に示す配合の塗膜層用原料混合物を用いて塗膜層を形成する以外は比較例２と同様にして帯電ローラを製造した。得られた帯電ローラの塗膜層は、粘着性を有し、原料混合物が十分に硬化していないことが確認された。

*1 ダイセル・サイテック(株)製, (３,４-エポキシシクロヘキシル)メチル-３',４'-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート
*2 ダイセル化学工業(株)製, ε-カプロラクトン変性３,４-エポキシシクロヘキシルメチル-３',４'-エポキシシクロヘキサンカルボキレート
*3 ダイセル化学工業(株)製, エポキシ化ポリブタジエン
*4 共栄社化学製, ウレタンアクリレートオリゴマー
*5 共栄社化学製, １,６-ヘキサンジオールジアクリレート
*6 チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製, ４-メチルフェニル-４-(２-メチルプロピル)フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート
*7 (株)三新化学製, 芳香族スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
*8 (株)三新化学製, 芳香族スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
*9 (株)三新化学製, 芳香族スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
*10 チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製, ビス(２,４,６-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド
*11 三菱化学(株)製
*12 川崎化成製, ９,１０-ジブトキシアントラセン
*13 東亞合成(株)製, ３-エチル-３-ヒドロキシメチルオキセタン
*14 東亞合成(株)製,１,４-ビス[(３-エチル-３-オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン
*15 東亞合成(株)製,３-エチル-３-フェノキシメチルオキセタン
*16 東亞合成(株)製,３-エチル-３-(２-エチルヘキシロキシメチル)オキセタン
*17 東亞合成(株)製,３-エチル-３-シクロヘキルオキシメチルオキセタン
*18 東亞合成(株)製,ビス(３-エチル-３-オキセタニルメチル)エーテル
*19 ダイセル化学工業(株)製, (３,４-エポキシシクロヘキシル)メチル-３',４'-エポキシシクロヘキシルカルボキシレート

表１及び２の参考例から、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤とを含む原料混合物を紫外線照射することで、大気下でもカチオン重合により原料混合物が硬化して、粘着性のない塗膜層が形成されることが分る。

一方、比較例から、アクリル化合物と光ラジカル重合開始剤とを含む原料混合物を大気下で紫外線照射した場合、原料混合物が十分に硬化せず、粘着性のある塗膜層が形成されてしまうことが分る。

また、表３及び４の実施例から、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤とを含む原料混合物にオキセタン化合物を添加した場合、紫外線照射強度が低くても、紫外線照射によってカチオン重合により原料混合物が硬化して、粘着性のない塗膜層が形成されることが分る。

本発明の導電性ローラの一例の断面図である。本発明の導電性ローラの他の例の断面図である。本発明の導電性ローラにシャフト部材として用いることができる金属又は樹脂製中空体の一例の断面図である。本発明の導電性ローラにシャフト部材として用いることができる金属製中実体の外周に樹脂基材を配設してなる複合体の一例の断面図である。本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。

符号の説明

１導電性ローラ
２シャフト部材
２Ａ円筒部
２Ｂ軸部
２Ｃ金属製中実体
２Ｄ樹脂基材
３硬化物層
４弾性層
５塗膜層
６感光体
７帯電ローラ
８トナー
９トナー供給ローラ
１０現像ローラ
１１成層ブレード
１２転写ローラ
１３クリーニングローラ

Claims

エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤とを含む原料混合物を紫外線照射によりカチオン重合させてなる硬化物を備える導電性ローラであって、
前記原料混合物が更にオキセタン化合物を含むことを特徴とする導電性ローラ。
更にシャフト部材を備え、該シャフト部材の外周上に前記硬化物からなる層が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
シャフト部材と、該シャフト部材の半径方向外側に配設された弾性層と、該弾性層の半径方向外側に配設された塗膜層とを備え、該塗膜層が前記硬化物からなることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
前記シャフト部材が、金属又は樹脂製の中実体、金属又は樹脂製の中空体、或いは金属製中実体の外周に樹脂基材を配設してなる複合体であることを特徴とする請求項２又は３に記載の導電性ローラ。
請求項１〜４のいずれかに記載の導電性ローラを用いた画像形成装置。