(57)【要約】【課題】円筒状支持体の外周面に、少なくとも弾性層を備える中間転写ドラムであって、弾性層を低硬度なものとしつつ、ドラム表面上でのトナー固着を効果的に防止することができる中間転写ドラムを提供すること。【解決手段】円筒状支持体の外周面に、少なくとも弾性層を備える中間転写ドラムにおいて、弾性層は、クロロプレンゴムを含有するゴム成分と、植物油と、導電性フィラーと、を含有することを特徴とする中間転写ドラム。植物油としては、特に菜種油を使用することが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状支持体の外周面に、少なくとも弾性層を備える中間転写ドラムにおいて、
前記弾性層は、クロロプレンゴムを含有するゴム成分と、植物油と、導電性フィラーと、を含有することを特徴とする中間転写ドラム。
【請求項２】
前記ゴム成分１００重量部に対して、前記植物油を２０〜６０重量部含有する請求項１に記載の中間転写ドラム。
【請求項３】
前記植物油が菜種油である請求項１または２に記載の中間転写ドラム。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機などの電子写真方式による画像形成装置において、感光体上などに形成されたトナー画像を記録用紙などに転写する際に使用される中間転写ドラムに関するものである。本発明の中間転写ドラムは、電子写真の基本原理を使用する他の機器、例えばレーザービームプリンター、ファクシミリなどにも使用可能であり、複数種のカラートナーを使用するカラー複写機、カラープリンターなどに使用される中間転写ドラムにも使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
上記画像形成装置として、特に感光体ドラムなどの像担持体に対して複数の色の異なるトナーが収容される現像装置を配置し、像担持体に１色のカラートナー像を形成する度に、中間転写ドラムに転写（一次転写）する動作を繰り返して行い、全部の色のカラートナー画像を中間転写ドラムに重ねて転写した後に、転写ローラーと中間転写ドラムの周面との間で記録用紙を挟持して、中間転写ドラムの周面に形成されている画像を記録用紙上に一括転写（二次転写）してカラープリントを作成するようにしたものが知られている。かかる中間転写ドラムとしては、円筒状支持体の外周面に弾性層を備えるものが一般的であるが、特にトナーの転写性能や記録用紙の搬送性能などを考慮した場合、低硬度の弾性層を備えるものが市場において要求されている。
【０００３】
例えば下記特許文献１では、基体上に少なくとも弾性層を含む積層にて構成され、積層全体の硬度がアスカーＣ硬度で２０度以下である中間転写ドラムが記載されている。かかる文献では、中間転写ドラムとして発泡ウレタンからなる弾性層を備えるものが記載されているが、発泡ウレタンからなる弾性層は、外径調整のために研磨すると発泡層が現れ、表面の平滑性が著しく悪くなる傾向があった。
【０００４】
下記特許文献２では、アルミニウムからなる心材の外周面に、ゴムからなる弾性層を含む中間転写ドラムを備える画像形成装置が記載されている。しかし、かかる文献においては、弾性層を構成するゴムの硬度や配合などについての具体的な開示はない。また、下記特許文献３では、円筒状の導電性支持体と、その上に形成した弾性層とからなる中間転写ドラムを備える画像形成装置が記載されている。かかる文献では、中間転写ドラムとして、体積抵抗率を重視する観点から、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）にエピクロルヒドリンゴムを混合したゴム成分を使用したものが記載されている。しかし、かかる文献においては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）にエピクロルヒドリンゴムを混合したゴム成分を含有する弾性層を低硬度化する方法について開示するものではない。
【０００５】
ここで、一般的にゴム成分を含有する弾性層を低硬度化する方法として、ゴム成分に可塑剤を添加する方法が挙げられる。しかし、ゴム成分に可塑剤を添加すると、可塑剤が弾性層表面、さらには中間転写ドラム表面に移行し、トナーが可塑剤に溶解することで、ドラム表面にてトナーが固着する弊害があった。したがって、ゴム成分を主として含有する弾性層を備える中間転写ドラムにおいて、弾性層を低硬度としつつ、その表面でのトナー固着を防止することは非常に困難であった。
【特許文献１】特開平１１−７２０８号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９８９７号公報
【特許文献３】特開平１１−３４４８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、円筒状支持体の外周面に、少なくとも弾性層を備える中間転写ドラムであって、弾性層を低硬度なものとしつつ、ドラム表面上でのトナー固着を効果的に防止することができる中間転写ドラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下に示す中間転写ドラムにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係る中間転写ドラムは、円筒状支持体の外周面に、少なくとも弾性層を備える中間転写ドラムにおいて、前記弾性層は、クロロプレンゴムを含有するゴム成分と、植物油と、導電性フィラーと、を含有することを特徴とする。
【０００９】
上記中間転写ドラムにおいては、弾性層がクロロプレンゴムを含有するゴム成分と、植物油と、導電性フィラーと、を含有することにより、弾性層の体積抵抗率を半導電性（１０３〜１０１２Ω、好ましくは１０６〜１０１０Ω）とし、かつ弾性層を低硬度なもの、具体的にはＪＩＳ  Ａ（ＡＳＫＥＲ  Ａ硬度）にて硬度が３０〜５０、好ましくは３０〜４０としつつ、ドラム表面上にてトナー固着を効果的に防止することができる。ここで、一般的にゴムを低硬度化する方法として、ゴム成分にフタル酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＰ）やアジピン酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＡ）などの可塑剤を添加する方法が挙げられるが、このような可塑剤を添加したゴム成分を含有する弾性層を備える中間転写ドラムを使用した場合、その表面にてトナー固着が発生する傾向があった。しかし、本発明者の鋭意検討の結果、特に弾性層がクロロプレンゴムを含有するゴム成分と、植物油と、を含有することにより、弾性層を低硬度なものとしつつ、ドラム表面上でのトナー固着を効果的に防止することができることがわかった。
【００１０】
上記弾性層の厚みとしては、２〜８ｍｍであることが好ましく、４〜６ｍｍであることがより好ましい。弾性層の厚みが２ｍｍ未満であると、転写の際、転写ロールの押圧力によるドラムの圧縮変形が小さく、転写におけるニップ幅が十分得られないために、画質欠陥が発生する場合があり、８ｍｍを超えるとドラムの圧縮変形が大きくなりすぎて、記録用紙がカールするなどにより、記録用紙の搬送性能が悪化する傾向がある。
【００１１】
上記中間転写ドラムにおいて、前記ゴム成分１００重量部に対して、前記植物油を２０〜６０重量部含有することが好ましく、３５〜４５重量部含有することがより好ましい。植物油の含有量をかかる範囲内に調整することにより、弾性層を低硬度なものとしつつ、ドラム表面上でのトナー固着をより効果的に防止することができる。
【００１２】
上記中間転写ドラムにおいて、前記植物油が菜種油であることが好ましい。植物油として菜種油を使用することにより、より確実に弾性層を低硬度なものとしつつ、ドラム表面上にてトナー固着をさらに効果的に防止することができる。加えて、植物油の中でも流通量が最大級であり、安定した供給が見込まれるとともに、安価であるため、生産上の理由からも菜種油が好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る中間転写ドラムは、円筒状支持体の外周面に、少なくとも弾性層を備えるものであり、弾性層は、クロロプレンゴムを含有するゴム成分と、導電性フィラーと、植物油と、を含有する。ゴム成分としてクロロプレンゴムを含有することにより、弾性層にて半導電性の調整を比較的容易に行うことができ、かつ複写機やプリンターなどに要求される難燃性を向上することができる。弾性層の半導電性や難燃性などを考慮した場合、ゴム成分１００重量部中にクロロプレンゴムを５０重量部以上含有することが好ましく、７０重量部以上含有することがより好ましい。
【００１４】
本発明の中間転写ドラムにおいて、クロロプレンゴムとともにゴム成分として使用できるものとしては、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（アクリロニトリル−ブタジエンゴム；ＮＢＲ）、エチレン−プロピレンゴムなどのジエン系合成ゴム；エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エピクロルヒドリンゴムなどの非ジエン系合成ゴム；さらには天然ゴムなどが挙げられる。これらのゴム材料を単独で、あるいは２種以上をクロロプレンゴムとともに使用することができる。
【００１５】
弾性層の構成材料の一つである植物油は、ゴム成分を可塑化する効果と、加硫後の弾性層を低硬度化する効果とを併せ持つものである。フタル酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＰ）やアジピン酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＡ）などの可塑剤または液状ゴムをゴム成分に添加した場合、ドラム表面上でのトナー固着、あるいは可塑剤や液状ゴムが含有する低沸点成分に起因した弾性層での発泡やエアホールの発生などの弊害が発生するところ、本発明では植物油を使用することにより、これらの弊害の発生を効果的に防止することができる。植物油としては、公知の植物油を限定なく使用することができ、具体的には、菜種油、大豆油、ハイオレインサフラワー油、ハイリノールサフラワー油、オリーブ油、パーム油、コーン油、ひまわり油、亜麻仁油などを例示することができる。特に菜種油を含有する未加硫ゴム組成物は加工性が特に良好であり、かつ弾性層を低硬度なものとしつつ、ドラム表面上にてトナー固着をより効果的に防止することができるため好ましい。
【００１６】
弾性層中における植物油の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、２０〜６０重量部であることが好ましく、３５〜４５重量部であることがより好ましい。植物油の含有量が２０重量部未満であると、弾性層の硬度が高くなる場合があり、６０重量部を超えるとドラム表面に植物油がブリードアウトし、感光体表面などを汚染する場合がある。
【００１７】
弾性層に半導電性を付与するための導電性フィラーとして、ゴム・エラストマー材料に半導電性を付与するために一般的に使用されるものを限定なく使用可能であり、具体的にはカーボンブラック、銅粉末、アルミニウム粉末、ニッケル粉末などの金属材料、炭素繊維の微粉末、導電処理された酸化チタン、インジウム・スズ酸化物などが例示され、単独で、あるいは２種以上が混合して使用される。なお、導電性フィラーを添加することにより、耐ヘタリ性（圧縮永久歪）が小さくなるなど、弾性層の物理特性の改善も併せて可能となる。導電性フィラーの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、５〜４０重量部であることが好ましく、１５〜３０重量部であることがより好ましい。導電性フィラーの含有量を上記範囲内とすることにより、弾性層の硬度および導電性を所望の範囲内に調整することができる。
【００１８】
上記導電性フィラーとして、特にカーボンブラックを使用した場合、弾性層に半導電性を安定的に付与することができる傾向があるため好ましい。本発明において使用可能なカーボンブラックとしては、ＥＣ（Ｅｘｔｒａ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）カーボン、ＥＣＦ（Ｅｘｔｒａ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｕｒｎａｎｃｅ  ）カーボン、ＳＣＦ（Ｓｕｐｅｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｕｒｎａｎｃｅ  ）カーボン、ＣＦ（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｕｒｎａｎｃｅ  ）カーボン、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもかまわない。
【００１９】
本発明において、上述したゴム成分と、植物油と、導電性フィラーと、に加えて、無機充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種加工助剤、オイル、その他ゴム工業において通常に使用される添加剤を弾性層中に含有させることができる。
【００２０】
弾性層中に炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、および水酸化アルミニウムなどの無機充填剤を含有させる場合、弾性層の硬度をそれほど上昇させることなく物理特性の改善が図れるとともに、弾性層での発泡やエアホールの発生を効果的に抑制することができる。また、弾性層中に硫黄や過酸化物などの加硫剤を含有させる場合、ゴム成分と、植物油と、導電性フィラーと、を含有する未加硫ゴム組成物を迅速に加硫することができ、弾性層での発泡やエアホールの発生を効果的に抑制することができる。
【００２１】
本発明において、弾性層は、クロロプレンゴムを含有するゴム成分と、植物油と、導電性フィラーと、を含有し、必要に応じて無機充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種加工助剤、オイル、その他ゴム工業において通常に使用される添加剤を含有する未加硫ゴム組成物を混練し（混練工程）、円筒状に成形し（成形工程）、加硫する（加硫工程）ことにより得られる。
【００２２】
混練工程においては、公知の混練装置、例えばバンバリーミキサーやインターミックス、ニーダー、オープンロールを使用することができる。
【００２３】
成形工程としては、クロスヘッド押出工程、射出成形工程などが例示されるが、特に弾性層の厚みを上記所望の範囲内に調整する場合には、クロスヘッド押出工程が好ましい。
【００２４】
図１にてクロスヘッド押出工程の一例を示す。図１（ａ）は上面図であり、図１（ｂ）はクロスヘッド近傍の斜視図である。使用される未加硫ゴム組成物Ｍの円筒状成形体の製造装置は、押出機１とその押し出し先端部に装着されたクロスヘッド３、並びにマンドレル５より構成され、ホッパー１５より供給された未加硫ゴム組成物Ｍはスクリュー１７により先端部に装着されたクロスヘッド３に加熱・可塑化されて送られる。マンドレル５は、クロスヘッドの一端からゴム押し出し方向と略直行方向に適宜の駆動手段により一定速度で送られる。押出機１から押し出された未加硫ゴム組成物Ｍはクロスヘッド３の内部においてマンドレル５の移動方向に流れ方向を変更され、かつ金型を覆うように筒状に流動させられ、所定厚みにてマンドレル５の外面に被覆され、ゴム層を有するマンドレル５ａとして送り出される。得られた未加硫ゴム組成物の円筒状成形体は、通常はマンドレル５と共に加熱・加硫される（加硫工程）。加硫後の円筒状成形体（弾性層）は所定厚さとなるように研磨し、所定幅となるように端部を切断する。
【００２５】
中間転写ドラムを構成する円筒状支持体用材料としては、公知のものが使用可能であり、具体的にはアルミニウム、真鍮、鉄などの金属材料、ＡＢＳ、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイドなどの熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００２６】
本発明の中間転写ドラムにおいては、ドラム表面の抵抗率の調整、トナーのクリーニングの容易化、弾性層の圧縮変形量の調整などを目的として、弾性層の外周面に潤滑性を有する塗膜層を備えることが好ましい。特にトナーのクリーニング性が良好であることから、塗膜層の形成にはフッ素含有重合体塗料の使用が好適である。
【００２７】
フッ素含有重合体塗料としては、塗料樹脂自体がフッ素含有重合体であるもの、フッ素含有重合体とバインダー樹脂（例えば、水系ウレタンなど）とを併用したもののいずれでもよく、フッ素樹脂微粉末、溶剤可溶型のフッ素樹脂ないしフッ素含有重合体など、非粘着性ないし潤滑性を有する公知のフッ素含有重合体が限定なく使用可能である。具体的には、カイナー（ポリフッ化ビニリデン微粉末、日本合成ゴム工業社製）、ルブロン（ポリ四フッ化エチレン微粉末、ダイキン工業社製）、ＫＴＬ、ＫＴ（ポリ四フッ化エチレン微粉末、喜多村社製）などのフッ素樹脂粉末、フッ素含有ビニルモノマーと水酸基含有ビニルモノマーとの共重合体、フッ素置換アルキル基ないしフッ素置換アルコキシ基を有するポリエーテル化合物などの溶剤可溶型のフッ素含有重合体が例示される。溶剤可溶型で、水酸基を有するフッ素含有重合体としては、例えば特開平６−２６３８６７号公報開示のフッ素含有重合体が、好適に使用可能である。また溶剤系のフッ素樹脂塗料として市販されている塗料のなかで、使用する反応性組成物と相溶性のよいものを適宜選択して使用してもよい。市販されているフッ素含有重合体塗料としては、例えば、ルミフロン（旭硝子社製）、セフラルコート（セントラル硝子社製）、エムラロン３４５（ヘンケルテクノロジーズジャパン社製）などが挙げられる。塗膜層を形成するための塗装方法としては公知の方法が限定なく使用可能であり、スプレー法、ディップコート法が例示される。
【実施例】
【００２８】
以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明する。
【００２９】
実施例１〜７、比較例１
（ゴム組成物の調製）
ゴム成分１００重量部に対して、表１の配合処方に従い、実施例１〜７および比較例１の配合を、通常のオープンロールを用いて混練し、未加硫ゴム組成物を調整した。表１に記載の各配合剤を以下に示す。
【００３０】
ａ）ゴム成分
（１）クロロプレンゴム  （「スカイプレンＴＳＲ−６１」、東ソー社製）
（２）ＥＰＤＭ  （「エスプレン５０５」、住友化学社製）
ｂ）植物油
（１）菜種油  （日清オイリオ社製）
（２）亜麻仁油  （日清オイリオ社製）
（３）ハイオレインサフラワー油  （日清オイリオ社製）
（４）ハイリノールサフラワー油  （日清オイリオ社製）
（５）ひまわり油  （日清オイリオ社製）
ｃ）導電性フィラー  カーボンブラック  （「デンカブラック」、電気化学社製）
ｄ）ステアリン酸  （花王社製）
ｅ）プロセスオイル  （「ＰＷ−３８０」、出光興産社製）
ｆ）酸化マグネシウム  （「キョーワマグ＃１５０」、協和化学社製）
ｇ）無機充填剤  炭酸カルシウム
ｈ）サブ  （「無硫黄Ｕ−８」、天満サブ化工社製）
ｉ）酸化亜鉛  （「レノグランＺｎＯ−８０」、バイエル社製）
ｊ）硫黄  金華印微粉硫黄３００ｍｅｓｈ、鶴見化学工業社製
ｋ）加硫促進剤
（１）「ノックマスター  ＴＭＵ−ＭＳ−８０Ｅ」、バイエル社製
（２）「ノックマスター  ＴＴ−８０Ｅ」、大内新興化学社製
（３）「ノックマスター  ＤＴ−７５Ｅ」、大内新興化学社製
ｌ）可塑剤  アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＡ）
【００３１】
（トナー固着評価）
表１に記載の未加硫ゴム組成物を所定の金型を使用して１８５℃にて７分加熱、加硫することにより、標準形状を有する加硫ゴムシート（厚み２ｍｍ）を作製した。作製した加硫ゴムシート上にシアン色のトナーを載置し、５０℃にて７２時間放置後におけるトナー固着の有無を目視により評価した。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１に示すとおり、植物油を含有する実施例１〜７の加硫ゴムシート上では、トナー固着が発生しないことがわかる。一方、可塑剤であるアジピン酸ジ−２−エチルヘキシル（ＤＯＡ）を含有する比較例１の加硫ゴムシート上では、トナー固着が発生することがわかる。
【００３４】
実施例８
（ゴム組成物の調製）
ゴム成分１００重量部に対して、表１の配合処方に従い、実施例８の配合を、通常のニーダーを用いて混練し、未加硫ゴム組成物を調整した。
【００３５】
（中間転写ドラムの作製）
上述したクロスヘッド押出工程により、外径１２０ｍｍのアルミマンドレル（厚み２．５ｍｍ、長さ２４４ｍｍ）に、実施例８の未加硫ゴム組成物からなる円筒状成形体を被覆し、加硫（加硫条件；１８５℃−７分）することにより、アルミマンドレルの外周面に弾性層（厚み６ｍｍ）を形成した。その後、弾性層を厚み５ｍｍとなるまで研磨し、アルミマンドレルと弾性層とからなる外径１３０ｍｍの中間転写ドラムとした。続いて、弾性層の外周面に水系ウレタンとポリ四フッ化エチレン微粉末とを含有するフッ素含有重合体塗料を塗装し、焼付処理（焼付条件；１５０℃−２２分）を行うことで、アルミマンドレルの外周面に、弾性層と塗膜層とを備える中間転写ドラムを作製した。かかる中間転写ドラムを構成する弾性層の硬度は、ＪＩＳ  Ａ（ＡＳＫＥＲ  Ａ硬度）にて４０であった。また、かかる中間転写ドラムを画像形成装置に装着し、トナー固着の有無を実機評価したところ、トナー固着は発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】クロスヘッドを備えた押出機を使用し、マンドレルを使用して未加硫ゴム組成物の円筒状成形体を製造する工程を例示した図
【符号の説明】
【００３７】
１：押出機
３：クロスヘッド
５：マンドレル
【図１】
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