JP4144701B2

JP4144701B2 - 帯電ロール

Info

Publication number: JP4144701B2
Application number: JP2003070899A
Authority: JP
Inventors: 順也星; 卓野田; 剛弥延; 忍長谷川
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-03-14
Also published as: JP2004279731A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式複写機及びプリンタ、またはトナージェット式複写機及びプリンタなどの画像形成装置の感光体等に一様な帯電を付与するために用いられる帯電ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式複写機及びプリンタなどの画像形成装置の帯電ロールには、感光体等への非汚染性の他、所定の導電性が要求される。そこで、従来、ポリウレタン、シリコーンゴム製のものが用いられていたが、感光体等への汚染性、帯電性等の理由から、各種弾性層表面に各種コーティング層、表面処理層又は被覆チューブを設けたものが提案されている（特許文献１〜特許文献４参照）。従来より、帯電部材は帯電特性を維持するために、外径の高寸法精度が求められ、弾性層を研磨加工した後、上述したように、コーティング層、表面処理層又は被覆チューブを設けるのが一般的であった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１７５４７０号公報（請求項等）
【特許文献２】
特開平５−２８１８３１号公報（請求項等）
【特許文献３】
特開２００２−０４０７６０号公報（請求項等）
【特許文献４】
特開平４−２１４５７９号公報（請求項２、［００２２）等）
【特許文献５】
特開２００２−２４４４５７号公報（請求項、［００１８］等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、帯電ロールとしては、さらに安定した帯電特性が求められ、また、放電音軽減やコストダウンという要望もある。
【０００５】
そこで、低コストで高い帯電特性を維持するには、寸法精度を多少犠牲にしても、非常に低硬度で十分なニップ幅を確保できる帯電ロールを実現できればよいとの着想から、高導電性で低硬度の弾性層上にチューブ状の表層を設けることによりこれらの特性を全て満足した帯電ロールの実現を図った。
【０００６】
ここで、本出願人が先に開発した、支持体上に設けられた導電性弾性発泡層と、この導電性弾性発泡層上に設けられた離型層とからなり、離型層は導電性樹脂で予め成形されたスリーブ部材である転写部材（特許文献５参照）に着目した。しかしながら、ここに開示されている樹脂チューブでは目標とする硬度は実現できず、また、弾性層を低硬度にしようとすると、研磨後樹脂チューブを被覆することはできないので、樹脂チューブ内で発泡しなければならないが、このチューブ内での発泡成形が低硬度なものは実現するのが困難だった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、導電性、汚染性及び帯電特性に優れ放電音が小さい帯電ロールを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明者らは検討を重ねた結果、第１の導電性弾性層をニトリル系ゴム（ＮＢＲ）発泡体とし、第２の導電性弾性層をイソシアネートの表面処理層を有するエピクロルヒドリン系ゴム（ＥＣＯ）とすることにより、導電性、汚染性及び帯電特性に優れ、放電音が小さく、且つ少ない工程で精度よく製造できる帯電ロールとなることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、芯金上に設けられた第１の導電性弾性層と、この第１の導電性弾性層上に設けられた第２の導電性弾性層とを具備する帯電ロールにおいて、前記第１の導電性弾性層がニトリル系ゴムと導電性カーボンブラックとニトリル系ゴム１００重量部に対して２８重量部以上の可塑剤とを含有すると共にＤＣ−１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０^５Ω以下で且つゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで４０°以下であるニトリル系ゴム発泡体からなり、前記第２の導電性弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムからなると共に表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有し、当該第１の導電性弾性層と第２の導電性弾性層とが接着剤を介さずに接合していることを特徴とする帯電ロールにある。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記第２の導電性弾性層はゴム硬度がＪＩＳＡで３５〜７５°であることを特徴とする帯電ロールにある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１または２の態様において、前記第２の導電性弾性層の表面粗さは、Ｒｚで８μｍ以下であることを特徴とする帯電ロールにある。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記第２の導電性弾性層の厚さは０．３〜１．２ｍｍであることを特徴とする帯電ロールにある。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、ＤＣ−１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０^４〜１．０×１０^７Ωであることを特徴とする帯電ロールにある。
【００１４】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記表面処理液がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも１種のポリマーと、導電性付与剤との少なくとも一方をさらに含有することを特徴とする帯電ロールにある。
【００１５】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記第２の導電性弾性層が予め成形されたスリーブ部材であり、前記第１の導電性弾性層が前記芯金と前記予め成形されたスリーブ部材との間で、発泡前の第１の導電性弾性層を発泡して形成されたものであることを特徴とする帯電ロールにある。
【００１６】
所定の導電性（電気抵抗値）を満たすためには第１の導電性弾性層に十分量の導電性カーボンブラックを添加する必要があるが、導電性カーボンブラックを添加すると硬度が高くなり十分なニップが得られなくなる。一方、低硬度とするために可塑剤の添加量を多くすると、可塑剤が帯電ロールの外表面に移行して、当接した感光体を汚染してしまい、また、低硬度とするための発泡を困難にする。しかしながら、第１の導電性弾性層としてニトリル系ゴム発泡体、特に中高ニトリル又は高ニトリル系ゴムを用いると、ニトリル系ゴムの低ガス透過性のため高発泡とすることができ、高導電性で低汚染性であり且つ低硬度の発泡体が実現できることを知見した。さらに、第２の導電性弾性層を予め成形されたエピクロルヒドリン系ゴム製のスリーブ部材とし、第１の導電性弾性層をその中で発泡成形すると、研磨することなく且つ接着剤を介さずに二層を十分な強度で接合することができるため、少ない工程で精度のよい帯電ロールを得ることができる。
【００１７】
図１に本発明の帯電ロールの横断面を示す。図１に示すように帯電ロール１０は、芯金１１上に、第１の導電性弾性層１２、第２の導電性弾性層１３を順に具備するものであり、第２の導電性弾性層１３は表面に表面処理層を有する。
【００１８】
本発明の帯電ロールの芯金上に設けられた第１の導電性弾性層は、ニトリル系ゴムと導電性カーボンブラックとニトリル系ゴム１００重量部に対して２８重量部以上の可塑剤とを含有すると共にＤＣ−１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０^５Ω以下で且つゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで４０°以下であるニトリル系ゴム発泡体からなる。ニトリル系ゴムは特に限定されないが、ニトリル量が３１％以上の中高ニトリル、高ニトリル又は極高ニトリル系ゴムであることが後述のガス透過性の観点等から好ましい。また、発泡し易さの観点から、低ムーニー粘度のもの、例えば、ムーニー粘度がＭＬ_１＋４（１００℃）で４５以下のものを用いるのが好ましい。なお、水添ＮＢＲを用いてもよいが、過酸化物架橋でへたりやすくなるため、水素化率は９５％以下が好ましい。
【００１９】
帯電ロールとしての特性を満たすための第１の導電性弾性層の電気抵抗値は１．０×１０^５Ω以下であるため、導電性付与剤として導電性カーボンブラックを電気抵抗値１．０×１０^５Ω以下となるように添加する。例えばニトリル系ゴム１００重量部に対して２５重量部以上添加すればよい。導電性カーボンブラックの種類は特に限定されず、例えば、ケッチェンブラック（ライオン社製）、トーカブラック＃５５００（東海カーボン社製）などが挙げられる。
【００２０】
また、帯電ロールとして十分なニップを確保するために第１の導電性弾性層は、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで４０°以下である必要がある。このように低硬度とするとニップ幅を大きく設定できるため、好適にムラなく帯電できる。なお、ＡｓｋｅｒＣのゴム硬度は、１２ｍｍ厚以上のテストピースを用い、１０００ｇｆ定荷重で測定したものであり、第１の導電性弾性層と同条件で作成したものである。ここで、製造した帯電ロールの第２の導電性弾性層を剥がして第１の導電性弾性層を厚さ１２ｍｍ以上となるように重ねて測定した場合も、ほぼ同一の硬度を示す。
【００２１】
前述のように電気抵抗値が１．０×１０^５Ω以下となる量の導電性カーボンブラックを添加すると硬度が高くなる。したがって、硬度を低くするためには可塑剤を添加する必要がある。ここで、電気抵抗値が１．０×１０^５Ω以下となる量のカーボンブラックを添加した場合には、通常、可塑剤を基材ゴム１００重量部に対して７０〜８０重量部程度添加する必要がある。しかしながら、本発明で用いるニトリル系ゴムはガス透過性が低く、高発泡とすると硬度を低くできるため、可塑剤の添加量は、例えば、ニトリル系ゴム１００重量部に対して２８〜４０重量部と低くてよい。このように可塑剤の添加量が低いため、可塑剤が帯電ロールの外表面に移行して、当接した感光体を汚染することはない。また、可塑剤の添加量が多いと混練りし難くなるが、本発明においては、可塑剤含有量が低いため好適に混練りすることができる。なお、可塑剤は特に限定されないが、ジ−（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）等の極性オイルを挙げることができる。ＤＯＰを可塑剤として用いると、エピクロルヒドリン系ゴムからなる第２の導電性弾性層に移行し難くなるためか、汚染性にすぐれた帯電ロールとなる。
【００２２】
ニトリル系ゴム発泡体の発泡倍率は２．０〜４．０倍であることが好ましい。この発泡倍率は、第１の導電性弾性層を芯金と予め成形されたスリーブ部材との間で発泡させて成形する場合、発泡前の第１の導電性弾性層とスリーブ部材との空間と、発泡前の第１の導電性弾性層の量の割合で決定されるものである。ここで、発泡前の第１の導電性弾性層は、拘束されない状態で発泡させた場合には２．０〜４．０倍より発泡するものを用いる必要がある。このようにすることにより二層を圧着して成形し、強固に接合することができる。但し、発泡させすぎるとスリーブ部材が破裂してしまうので好ましくない。なお、この発泡条件は、発泡剤の種類や量によって未拘束条件下での発泡倍率を規定すると共に、発泡前の第１の導電性弾性層を芯金に設ける厚さを高精度で制御し、加熱条件等を適宜設定する。また、発泡体は、独立気泡でも連通気泡でもよい。ここで、本発明で用いるニトリル系ゴムはガス透過性が低いため、ガス透過防止剤等を添加しなくても上記のような高発泡倍率の導電性弾性層とすることができる。したがって、ガス透過防止剤等の添加により帯電ロールの特性が低下することがない。また、ニトリル系ゴム発泡体の平均セル径は１００〜３００μｍであることが好ましい。
【００２３】
本発明の帯電ロールは、この第１の導電性弾性層上に第２の導電性弾性層を具備する。第２の導電性弾性層はエピクロルヒドンリン系ゴムからなり、且つ表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有する。
【００２４】
エピクロルヒドリン系ゴムとしては、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体等を挙げることができる。
【００２５】
また、表面処理層はイソシアネートを含む表面処理液を含浸させて形成する。この表面処理液としてはイソシアネート化合物を有機溶剤に溶解させたもの、さらには、これにカーボンブラックを添加したものを用いることができるが、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも１種のポリマーと、導電性付与剤との少なくとも一方をイソシアネート成分と共に含有する表面処理液を用いるのが好ましい。
【００２６】
ここで、イソシアネート化合物としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３−ジメチルジフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）および前記記載の多量体および変性体などを挙げることができる。
【００２７】
また、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、所定の溶剤に可溶でイソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものである。アクリルフッ素系ポリマーは、例えば、水酸基、アルキル基、又はカルボキシル基を有する溶剤可溶性のフッ素系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸フッ化アルキルのブロックコポリマーやその誘導体等を挙げることができる。また、アクリルシリコーン系ポリマーは、溶剤可溶性のシリコーン系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸シロキサンエステルのブロックコポリマーやその誘導体等を挙げることができる。これらのポリマーは一種又は二種以上混合して用いることができる。表面処理液中のポリマーは、イソシアネート成分に対して２〜３０重量％とするのが好ましい。少ないとカーボンブラックを表面処理層中に保持する効果が小さくなり、多すぎると相対的にイソシアネート成分が少なくなって有効な表面処理層が形成できない。
【００２８】
また、表面処理液には導電性付与剤としてカーボンブラックを用いることが好ましい。カーボンブラックの種類は特に限定されず、上記と同様である。表面処理液中のカーボンブラックは、イソシアネート成分に対して１０〜４０重量％であるのが好ましい。これより少ないと有効な帯電特性が発揮できず、多すぎると脱落等の問題が生じ好ましくないからである。
【００２９】
さらに、表面処理液は、これらアクリルフッ素系ポリマー又はアクリルシリコーン系ポリマー及びイソシアネート化合物を溶解する溶剤を含有する。溶剤としては特に限定されないが、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の有機溶剤を用いればよい。
【００３０】
帯電ロールに表層として表面処理層を設けていることにより、第１の導電性弾性層に添加した可塑剤の帯電ロール表面へのブリードを防ぐことができるため、感光体への汚染性に優れた帯電ロールとなる。
【００３１】
第２の導電性弾性層のゴム硬度はＪＩＳＡで３５〜７５°であることが好ましく、さらに好ましくは４５〜７０°である。上記範囲より低いと帯電ロールとしての耐久性を満足せず、また、上記範囲より高いと製品硬度が高くなってしまうからである。
【００３２】
第２の導電性弾性層の表面粗さは８μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは６μｍ以下、最も好ましくは２．５μｍ以下である。表面粗さを８μｍ以下とすると、トナー成分が付着しにくい帯電ロールとすることができる。但し、８μｍより大きくても１２μｍ以下であれば、トナーによっては使用することができる。
【００３３】
なお第２の導電性弾性層の厚さは０．３〜１．２ｍｍであることが好ましい。ここで、帯電ロール全体及び芯金の直径は特に限定されないが、通常使用するものは、帯電ロールはφ１４〜１８ｍｍ、芯金はφ６〜８ｍｍ程度であるため、第１の導電性弾性層の肉厚も好ましい範囲は決まることとなる。また、帯電ロールの長さも特に限定されないが、例えば、２１０ｍｍ〜３２０ｍｍ程度とすることができる。
【００３４】
本発明の帯電ロールはＤＣ−１００Ｖ印加時の電気抵抗値は、低温低湿環境下（１０℃、３０％ＲＨ）〜高温高湿環境下（４０℃、８０％ＲＨ）で、１０^４〜１０^７Ωとすることができる。
【００３５】
また、本発明の帯電ロールは、第１の導電性弾性層をこのような高発泡で低硬度なニトリル系ゴム発泡体とし、第２の導電性弾性層をエピクロルヒドリン系ゴムとしたため、使用時の放電音を軽減することができる。
【００３６】
第２の導電性弾性層は予め成形されたスリーブ部材からなることが好ましい。第２の導電性弾性層を予め成形されたスリーブ部材とすると、本発明の帯電ロールは、予め成形されたスリーブ部材と芯金との間で、発泡前の第１の導電性弾性層を発泡させて製造することができ、第１の導電性弾性層は第２の導電性弾性層の内面により規制された寸法の発泡体となる。よって、結果として第１の導電性弾性層の研磨工程は不要となる。また、エピクロルヒドリン系ゴムとニトリル系ゴムであるため、二層を接着剤を介さずに接合しても帯電ロールの使用の際に問題ない強度で接着できる。
【００３７】
本発明の帯電ロールの製造方法は特に限定されないが、例えば、第２の導電性弾性層となるスリーブ部材を成形する工程と、このスリーブ部材の外表面に表面処理層を設ける工程と、芯金上に発泡前の第１の導電性弾性層を成形する工程と、この発泡前の第１の導電性弾性層を設けた芯金を金型内に配したスリーブ部材中に配置して発泡する工程により製造することができる。以下に製造方法の一例を示す。
【００３８】
まず、第２の導電性弾性層となるスリーブ部材を、トランスファー、インジェクション又は押出成形により成形する。トランスファー又はインジェクション成形によって成形すると、スリーブ部材は鏡面研磨された金型を用いれば、別途外表面を研磨するよりも高精度且つ平滑なものになるため、寸法調整のために外表面を研磨しなくてもよい。このスリーブ部材をスリーブ部材と同径の芯金に被覆して表面処理液に浸漬するなどして、表面に表面処理液を塗布し、その後加熱することにより、スリーブ部材の外表面に表面処理層を形成する。
【００３９】
次に図２の断面図に示すクロスヘッドダイス２０を用いて、発泡前の第１の導電性弾性層１２ａを芯金１１上に押出成形する。図２に示すように、発泡前の第１の導電性弾性層１２ａを成形するためのクロスヘッドダイス２０内部に、芯金１１が芯金ガイド２１によって位置決め保持されている。このようなクロスヘッドダイス２０に図示しない注入孔から、発泡前の第１の導電性弾性層１２ａとなる未発泡未加硫ゴムを注入しながら芯金１１を前進させ、芯金１１上に発泡前の第１の導電性弾性層１２ａを押出成形する。その後、所望の長さに芯金１１及び発泡前の第１の導電性弾性層１２ａを切断する。なお、発泡前の第1の導電性弾性層１２ａは金型を用いてインジェクション成形等により形成してもよい。
【００４０】
ここで、このような発泡前の第１の導電性弾性層１２ａを被覆した芯金１１を用いて本発明の帯電ロールを成形するための金型を図３に示す。
【００４１】
金型３０は、内径が高精度に規定された金属製のパイプ部材からなる円筒型３１と、芯金１１の両端を保持するコマ３２とを具備し、円筒型３１とコマ３２は、同芯状態となるように両端部に設けられた割型である押さえ金型３３により保持されるようになっている。ここで、コマ３２の芯金１１の嵌合孔３２ａの周りには凹部３２ｂが設けられ、且つ凹部３２ｂに連通するようにガス抜き孔３２ｃが設けられている。また、円筒型３１の両端部とコマ３２とは単に当接状態となるようになっており、凹部３２ｂが円筒型３１の両端部とコマ３２との間の隙間３４に連通するようになっている。よって、成形後において、第１の導電性弾性層１２とコマ３２との間の凹部３２ｂに空間部が残留するようになり、且つ空間部はガス抜き孔３２ｃ及び隙間３４と連通するようになっている。
【００４２】
このような金型３０を用いて発泡前の第１の導電性弾性層１２ａを発泡させて帯電ロールとするには、まず、芯金１１の両端部をコマ３２の嵌合孔３２ａに挿入する一方、円筒型３１内にスリーブ部材１３ａを配置し、コマ３２及び円筒型３１を押さえ金型３３で保持する（図３（ａ）参照）。その後、金型３０を加熱することにより、発泡前の第１の導電性弾性層１２ａを発泡させると共に加硫し（図３（ｂ）参照）、目的とする帯電ロール１０とする（図１参照）。
【００４３】
このような発泡成形により、第１の導電性弾性層１２は芯金１１と強固に接合されると共に第２の導電性弾性層１３とも強固に接合される。さらに、特に高温高湿環境下においては、通常帯電ロールの弾性層と芯金との間に錆びが発生するという問題が生じる場合があるが、本発明においてはニトリル系ゴムを用いることにより錆の発生を軽減させることができる。また、発泡前の第１の導電性弾性層１２ａの厚さが高精度に規定されて発泡後の寸法も高精度の内径を有する円筒型３１に保持されたスリーブ部材１３ａにより規定されるので、発泡条件が高精度に規定されることになり、発泡倍率、発泡状態などを高精度に制御することができる。勿論、このような発泡成形を実現できたのは、ニトリル系ゴム材料を用いたためである。
【００４４】
また、円筒型３１として高精度の内径を有するパイプ部材を用いたので、発泡成形後の寸法精度が高品位に維持でき、また、パーティングラインのない第２の導電性弾性体１３とすることができる。
【００４５】
さらに、発泡成形により、表面処理層を形成した第２の導電性弾性層１３は、円筒型３１の内周面に押圧された状態で加熱処理されるので、表面の表面粗さがなだらかになり、トナーのフィルミングがさらに生じ難いものとなる。
【００４６】
なお、上述した金型３０では、円筒型３１として金属製のパイプ部材を用いたが、この代わりにフッ素系樹脂又はシリコーン系樹脂などの弾性スリーブを用い、弾性スリーブの外周面を割型等で保持するようにしてもよい。この場合も同様な発泡成形ができるが、パイプ部材より脱型がし易いという効果を奏する。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）１００重量部に、導電材としてトーカブラック♯４５００を２０重量部及び三フッ化酢酸ナトリウムを０．５重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸２重量部、加硫剤を１．５重量部、それぞれ添加してロールミキサーで混練りし、これをインジェクション成形後、１５０℃×１ｈで蒸気加硫を行い、厚さ０．７５ｍｍのゴムスリーブを形成した。次にこのゴムスリーブを、酢酸エチル１００重量部、イソシアネート化合物（ＭＤＩ）２０重量部、アセチレンブラック（電気化学社製）４重量部、及びアクリルシリコーンポリマー（モディパーＦＳ７００；日本油脂社製）２重量部をボールミルで３時間分散混合した表面処理液を用いて表面処理をおこない、表面処理層を形成し第２の導電性弾性層とした。すなわち、表面処理液を２３℃に保ったままゴムスリーブを６０秒浸漬し、その後１２０℃に保持されたオーブンで１時間加熱することにより表面処理層を形成した。
【００４９】
ニトリル量３３％の中高ニトリル系ゴム（ムーニー粘度：ＭＬ_１＋４（１００℃）３０）１００重量部に、亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量部、トーカブラック♯５５００を２５重量部、ＤＯＰ３０重量部、加硫剤（硫黄）１重量部、加硫助剤３．５重量部、発泡剤ＡＤＣＡ５重量部、発泡助剤３重量部、無機系発泡剤３重量部をそれぞれ添加してロールミキサーで混練りしたゴム（発泡前の第１の導電性弾性層）を、φ８ｍｍの芯金上に厚さ１ｍｍで成形した後、第２の導電性弾性層を被覆し、１５０℃で１時間加熱して発泡前の第１の導電性弾性層を発泡させ、第１の導電性弾性層と第２の導電性弾性層を一体成形して、φ１４×３２０ｍｍの帯電ロールを製造した。
【００５０】
（実施例２）
ゴムスリーブに添加する導電材として、三フッ化酢酸ナトリウム０．５重量部を用いた以外は実施例１と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５１】
（実施例３）
ゴムスリーブに添加する導電材として、旭サーマル（旭カーボン社製）６０重量部を用いた以外は実施例１と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５２】
（実施例４）
ニトリル量３３％の中高ニトリル系ゴム（ムーニー粘度：ＭＬ_１＋４（１００℃）３０）１００重量部の代わりに、ニトリル量４０％の高ニトリル系ゴム（ムーニー粘度：ＭＬ_１＋４（１００℃）４５）１００重量部を用いた以外は実施例１と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５３】
（実施例５）
押出し成形によりゴムスリーブを成形し、ゴムスリーブの外表面を研磨後、表面処理層を形成して第２の導電性弾性層とした以外は、実施例１と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５４】
（比較例１）
エピクロルヒドリンゴム１００重量部に、導電材として三フッ化酢酸ナトリウムを０．２重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸２重量部、加硫剤１．５重量部、炭酸カルシウム３０重量部をそれぞれ添加してロールミキサーで混練りし、これをトランスファー成形により１６０℃×３０分でプレス加硫・研磨を行い、ゴム厚さ３ｍｍのゴムロールを形成した。次に、実施例と同様の表面処理液を２３℃に保ったまま、ゴムロールを６０秒浸漬し、その後１２０℃に保持されたオーブンで１時間加熱することにより表面処理層をゴムロール上に形成しφ１４×３２０ｍｍの帯電ロールを製造した。
【００５５】
（比較例２）
第１の導電性弾性層を、あらかじめ発泡形成したＡｓｋｅｒＦ３０°のウレタンフォームをカーボンブラック分散液に含浸して導電性を付与したものとし、第２の導電性弾性層とウレタン接着剤により接着した以外は実施例１と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５６】
（比較例３）
エピクロルヒドリンゴム１００重量部に、導電材としてトーカブラック＃５５００を２０重量部、アジペート系可塑剤ジ−（２−エチルヘキシル）アジペート（ＤＯＡ）２５重量部、炭酸カルシウム３０重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸２重量部、加硫剤１．５重量部、発泡剤ＡＤＣＡ５重量部、発泡助剤３重量部、無機系発泡剤３重量部をそれぞれ添加してロールミキサーで混練りしたゴム（発泡前の第１の導電性弾性層）を、φ８ｍｍの芯金上に厚さ１．５ｍｍで成形したこと以外は実施例１と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５７】
（比較例４）
発泡前の第１の導電性弾性層をφ８ｍｍの芯金上に厚さ１ｍｍで成形したこと以外は比較例３と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５８】
（比較例５）
ＥＰＤＭ１００重量部に、トーカブラック＃５５００を５０重量部、ナフテンオイル７５重量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量部、硫黄２重量部、加硫助剤３．５重量部、発泡剤ＡＤＣＡ５重量部、発泡助剤３重量部、無機系発泡剤３重量部をそれぞれ添加してロールミキサーで混練りしたゴム（発泡前の第１の導電性弾性層）を、φ８ｍｍの芯金上に厚さ１．５ｍｍで成形したこと以外は実施例１と同様にして帯電ロールを製造した。
【００５９】
（比較例６）
発泡前の第１の導電性弾性層をφ８ｍｍの芯金上に厚さ１ｍｍで成形したこと以外は比較例５と同様にして帯電ロールを製造した。
【００６０】
（試験例１）
上記各実施例および比較例の帯電ロールについて、第１の導電性弾性層の厚さ、硬度（ＡｓｋｅｒＣ）、平均セル径（セル１００個の平均値）及び電気抵抗値、第２の導電性弾性層の厚さ、硬度（ＪＩＳＡ）及び表面粗さＲｚ、帯電ロールの低温低湿環境（Ｌ／Ｌ：１０℃×２０％）・常温常湿環境（Ｎ／Ｎ：２０℃×５０％）・高温高湿環境下（Ｈ／Ｈ：３０℃×８５％）の各環境下に保持したときの電気抵抗値を測定した。なお、第１の導電性弾性層については、製造した帯電ロールの第２の導電性弾性層を剥がして測定した。測定結果及び各帯電ロールの概略を表１及び表２に示す。
【００６１】
なお、帯電ロールの電気抵抗値は、図４に示すように、帯電ロール１０をＳＵＳ３０４板からなる電極部材４０の上に載置し、芯金１１の両端に１００ｇ荷重をかけた状態で、芯金１１と電極部材４０との間の電気抵抗値を、ＵＬＴＲＡＨＩＧＨＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＭＥＴＥＲＲ８３４０Ａ（株式会社アドバンテスト製）を用いて測定した。なお、このときの印加電圧はＤＣ−１００Ｖであった。第１の導電性弾性層の抵抗値は、帯電ロールの第２の導電性弾性層を剥がしたものについて、同様にして測定した。
【００６２】
（試験例２）：接着性評価
実施例、比較例の帯電ロールの、第１の導電性弾性層と第２の導電性弾性層とを手で剥がし、二層の接着力を、○：十分接合されていた、△：手ですぐ剥がれた、×：接合されていなかった、として評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００６３】
この結果、実施例１〜５及び比較例３では接着力は良好であったが、比較例２及び比較例５は強固に接着されていなかった。
【００６４】
（試験例３）：環境特性（画像）評価
市販のレーザープリンター（ＥＰＳＯＮ社製ＬＰ−８６００ＦＸ）の帯電部分に、上記各実施例及び比較例の帯電ロールを取り付けた。このプリンターを起動し、試験例１のＬ／Ｌ、Ｎ／Ｎ及びＨ／Ｈの各環境下で画像を出力し、○：画像にムラが見られなかった、△：画像にムラがやや見られた、として評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００６５】
この結果、実施例１〜５及び比較例１〜３では全ての環境下で良好でムラ及び劣化が見られなかったが、比較例５はＬ／Ｌ環境下で画像のムラ及び劣化が見られた。
【００６６】
（試験例４）：保管試験
市販のレーザープリンター（ＥＰＳＯＮ社製ＬＰ−８６００ＦＸ）のトナーカートリッジに上記実施例及び比較例の帯電ロールを組付けて感光体に当接させ、カートリッジを５０℃、９０％ＲＨの環境に１４日間保持した後、カートリッジ及び帯電ロールをプリンターに組付けて画像を出力して、このときの画像の比較及び帯電ロールの表面を顕微鏡観察し、○：ロール表面のブリード及び画像の劣化が見られなかった、×：ロール表面のブリード及び画像の劣化が見られた、として評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００６７】
この結果、比較例３の帯電ロールではロール表面にブリードが見られ、画像にも劣化が見られた。
【００６８】
（試験例５）：ピンホールリーク試験
市販のレーザープリンター（ＥＰＳＯＮ社製ＬＰ−８６００ＦＸ）に、０．１ｍｍのピンホールを開けた感光体と、上記実施例及び比較例の帯電ロールを取り付けて、３０℃、８５％ＲＨの環境に２日間保持した後、画像を出力してこの時の画像を比較し、◎：ピンホール径に対し画像黒点広がりが見られなかった、○：ピンホール径に対し画像黒点広がりが若干見られた、として評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００６９】
この結果、実施例１、２、４及び５の帯電ロールではピンホール径に対し画像黒点広がりが全く見られなかった。
【００７０】
（試験例６）：耐刷トナー成分付着評価
市販のレーザープリンター（ＥＰＳＯＮ社製ＬＰ−８６００ＦＸ）に上記実施例及び比較例の帯電ロールを取り付け、５０００枚連続印刷後のロール表面の顕微鏡観察及び画像の比較を行い、○：ロール表面がフィルミングせず画像にもムラが見られなかった、△：ロール表面がフィルミングした又は画像にムラが見られた、として評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００７１】
この結果、実施例１〜５及び比較例２、３及び５ではロール表面にフィルミングが少なく画像の劣化が見られなかったが、比較例１ではロール表面がフィルミングして画像にもムラが見られた。
【００７２】
（試験例７）：放電音評価
サイレンサーとしてのスポンジ部材等を内蔵しない感光体に交換した市販のレーザープリンター（ＥＰＳＯＮ社製ＬＰ−８６００ＦＸ）に、上記各実施例及び比較例の帯電ロールを取り付け、サイレンサーを内蔵した本来の感光体及び帯電ロールとしたときの放電音と比較して、○：同程度であった、△：やや放電音が大きくなった、×：かなり放電音が大きくなった、として放電音を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【００７３】
この結果、実施例及び比較例３では、放電音が軽減されていることが分かった。
【００７４】
表１及び２に示すように、実施例の帯電ロールは、導電性、汚染性及び帯電特性等全ての特性に優れた帯電ロールであった。
【００７５】
一方、実施例１と同様のゴムスリーブ内で、ＥＣＯ又はＥＰＤＭを用いた発泡前の第１の導電性弾性層を、芯金上に同じ厚さで成形して発泡させることにより製造した比較例４又は比較例６では、発泡が不十分で帯電ロールを製造することができなかった。
【００７６】
また、実施例１と同様のゴムスリーブ内でＥＰＤＭを発泡させることにより製造した比較例５では、２層が十分な強度で接合されておらず、また、所定の電気抵抗を得るために導電性カーボンを多く添加したため、第１の導電性弾性層の硬度は高かった。
【００７７】
さらに、実施例１と同様のゴムスリーブ内でＥＣＯを発泡させることにより製造した比較例３では、実施例のように高発泡とできなかったため第１の導電性弾性層の硬度は高く、また、保管試験の結果から汚染性が悪いことがわかった。したがって、硬度を低くするために比較例３の帯電ロールへの可塑剤の添加量を多くすると、さらに汚染性を悪化させてしまうため好ましくないことがわかった。
【００７８】
【表１】

【００７９】
【表２】

【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、導電性、汚染性及び帯電特性に優れ放電音が小さく且つ少ない工程で精度よく製造できる帯電ロールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の帯電ロールの概略断面図である。
【図２】本発明の帯電ロールの製造方法の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の帯電ロールの製造方法の一例を示す断面図である。
【図４】試験例１の電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
１０帯電ロール
１１芯金
１２第１の導電性弾性層
１３第２の導電性弾性層
１２ａ発泡前の第1の導電性弾性層
２０クロスヘッドダイス
２１芯金ガイド
３０金型
３１円筒型
３２コマ
３３押さえ金型

Claims

芯金上に設けられた第１の導電性弾性層と、この第１の導電性弾性層上に設けられた第２の導電性弾性層とを具備する帯電ロールにおいて、前記第１の導電性弾性層がニトリル系ゴムと導電性カーボンブラックとニトリル系ゴム１００重量部に対して２８重量部以上の可塑剤とを含有すると共にＤＣ−１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０^５Ω以下で且つゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで４０°以下であるニトリル系ゴム発泡体からなり、前記第２の導電性弾性層がエピクロルヒドリン系ゴムからなると共に表面にイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層を有し、当該第１の導電性弾性層と第２の導電性弾性層とが接着剤を介さずに接合していることを特徴とする帯電ロール。
請求項１において、前記第２の導電性弾性層はゴム硬度がＪＩＳＡで３５〜７５°であることを特徴とする帯電ロール。
請求項１または２において、前記第２の導電性弾性層の表面粗さは、Ｒｚで８μｍ以下であることを特徴とする帯電ロール。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記第２の導電性弾性層の厚さは０．３〜１．２ｍｍであることを特徴とする帯電ロール。
請求項１〜４の何れかにおいて、ＤＣ−１００Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０^４〜１．０×１０^７Ωであることを特徴とする帯電ロール。
請求項１〜５の何れかにおいて、前記表面処理液がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも１種のポリマーと、導電性付与剤との少なくとも一方をさらに含有することを特徴とする帯電ロール。
請求項１〜６の何れかにおいて、前記第２の導電性弾性層が予め成形されたスリーブ部材であり、前記第１の導電性弾性層が前記芯金と前記予め成形されたスリーブ部材との間で、発泡前の第１の導電性弾性層を発泡して形成されたものであることを特徴とする帯電ロール。