(57)【要約】【課題】  転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の導電性ゴムローラーにおいて、環境による抵抗値の変動を小さくし、且つ長時間通電によって起こる抵抗変動を小さくした導電性ゴムローラー、及び該導電性ゴムローラーからなる転写ローラーを提供することである。【解決手段】  導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーであって、該ゴム層がゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して、ニトリル含量が１５〜４３質量％であるアクリロニトリルブタジエンゴムを７５〜９９．５質量部含み、且つ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三元共重合体を２５〜０．５質量部含むことを特徴とする導電性ゴムローラー、電子写真装置に搭載される転写装置の転写ローラーが該導電性ゴムローラーであることを特徴とする転写ローラー。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーであって、該ゴム層がゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して、ニトリル含量が１５〜４３質量％であるアクリロニトリルブタジエンゴムを７５〜９９．５質量部含み、且つ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三元共重合体を２５〜０．５質量部含むことを特徴とする導電性ゴムローラー。
【請求項２】
前記ゴム材料中に、更にハロゲンを含有する四級アンモニウム塩又は四級ホスホニウム塩を０．１〜４．０質量部含む請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項３】
前記ゴム層が発泡体で構成されている請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項４】
電子写真装置に搭載される転写装置の転写ローラーが、請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ゴムローラーであることを特徴とする転写ローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンター及び静電記録装置等の画像形成装置において、使用される導電性ゴムローラー、特には転写ローラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等、電子写真方式の画像形成装置の多くに帯電ローラー、転写ローラー及び現像ローラー等の導電性ゴムローラーが用いられている。従来これらのゴムローラーに導電性を付与するのにカーボンブラック等の導電性の充填材を加える方法、あるいはアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴム等のイオン導電性のゴム材料を配合する方法が挙げられる（特許文献１）。上記ローラーに導電性を付与するのにカーボンブラック等の導電性の充填材を加える方法は、電圧値による抵抗値の依存性や、ロットによる抵抗値のバラツキが大きいため、その抵抗値が比較的安定した後者のイオン導電性のアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴムや、イオン導電剤を付与したゴム材料を用いる手段が主流となっている（例えば特許文献２）。
【０００３】
しかし、これらの材料は環境による抵抗値の変動が大きいという問題がある。特にカラーレーザービームプリンター用の転写ローラー等において比較的低い抵抗値を得ようとする場合、ヒドリンゴムの配合量を多くする必要があり、結果として抵抗値の環境による変動が大きくなってしまうという問題がある。また、長時間通電を行うとアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴム等の劣化により抵抗変動が大きくなってしまうという問題がある。そのため今後の電子写真複写装置、プリンター及び静電記録装置等の画像形成装置における高画質化の要求から、抵抗値の環境による変動、長時間の通電による抵抗値の変動をより小さくした導電性ローラーが求められている。
【特許文献１】特開２００２−２８７５６号公報
【特許文献２】特開２００２−１６７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の導電性ゴムローラーにおいて、環境による抵抗値の変動を小さくし、且つ長時間通電によって起こる抵抗変動を小さくした導電性ゴムローラー、及び該導電性ゴムローラーからなる転写ローラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に従って、導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーであって、該ゴム層がゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して、ニトリル含量が１５〜４３質量％であるアクリロニトリルブタジエンゴムを７５〜９９．５質量部含み、且つ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三元共重合体を２５〜０．５質量部含むことを特徴とする導電性ゴムローラーが提供される。
【０００６】
また、本発明に従って、電子写真装置に搭載される転写装置の転写ローラーが、上記導電性ゴムローラーであることを特徴とする転写ローラーが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
以上に示したように、本発明は抵抗値の環境による変動が小さくなり、長時間通電による抵抗値の変動が小さくなる。従って、上記導電性ゴムローラーは電子写真技術の画像形成に用いられる転写ローラー等に好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
図２に、本発明に係る導電性ゴムローラーを画像形成装置に利用した一例を示す。ここでは転写ローラーについての説明であるが、帯電ローラーあるいは現像ローラー等の他のローラータイプの部材に対しても適用可能である。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のプロセスカートリッジを使用したレーザープリンターであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。また、同図に示す画像形成装置には、転写ローラーを有する転写装置が装着されている。
【００１０】
同図に示す画像形成装置は、像担持体として、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は、接地された円筒アルミニウム基体の外周面に、有機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光層を設けたものである。この感光ドラム１は、駆動手段（不図示）により、矢印のＲ１方向に所定のプロセススピード（周速度）、例えば５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００１１】
感光ドラム１表面は、接触帯電部材としての帯電ローラー２によって均一に帯電される。帯電ローラー２は、感光ドラム１表面に接触配置されており、感光ドラム１の矢印のＲ１方向の回転に伴って矢印のＲ２方向に従動回転する。帯電ローラー２には、帯電バイアス印加電源（高圧電源）により振動電圧（交流電圧ＶＡＣ＋直流電圧ＶＤＣ）が印加され、これにより感光ドラム１表面は、−６００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に帯電処理される。帯電後の感光ドラム１表面は、レーザスキャナから出力されてミラーによって反射されたレーザ光３、すなわち、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム１表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像（明電部位Ｖｌ＝−１５０Ｖ）が形成される。
【００１２】
その静電潜像は、現像装置４の現像スリーブに印加された現像バイアスによって、負に帯電されたトナーが付着され、トナー像として反転現像される。
【００１３】
一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の転写材７が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム１と転写ローラー６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせるようにして供給される。転写部Ｔに供給された転写材７は、転写バイアス印加電源により転写ローラー６に印加された転写バイアスによって、表面に感光ドラム１上のトナー像が転写される。このとき、転写材７に転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置９によって除去される。
【００１４】
転写部Ｔを通った転写材７は、感光ドラム１から分離されて定着装置１０へ導入され、ここでトナー像の定着処理を受け、画像形成物（プリント）として画像形成装置本体（不図示）外部に排出される。
【００１５】
図１に示される本発明にかかる導電性ゴムローラーは以下のようにして作製した。
【００１６】
［導電性ゴムローラー］：ゴム組成物は、ゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して、ニトリル含量が１５〜４３質量％であるアクリロニトリルブタジエンゴムを７５〜９９．５質量部含み、且つ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三元共重合体を０．５〜２５質量部含有したものの混合物とし、これにカーボンブラック等の充填材や硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、発泡剤を混合したものである。
【００１７】
上記において、アクリロニトリルブタジエンゴムが７５質量部未満であると抵抗値の環境による変動が大きくなり、９９．５質量部を超えると長時間通電による抵抗値の変動が大きくなる。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三元共重合体が０．５質量部未満であると長時間通電による抵抗値の変動が大きくなり、２５質量部を超えると環境による抵抗値の変動が大きくなり過ぎてしまうという問題が生じる。
【００１８】
本発明で用いられるアクリロニトリルブタジエンゴムは、ニトリル含量が１５〜４３質量％である。ニトリル含量が上記範囲内であると安定した電気抵抗値のローラーを得ることができ、更にローラーに加工する際に、押出し性等の加工性の良好なゴム組成物を得ることができるのである。
【００１９】
更に、ゴム材料中に、ハロゲンを含有する四級アンモニウム塩又は四級ホスホニウム塩を０．１〜４．０質量部することが好ましい。この範囲内に四級アンモニウム塩又は四級ホスホニウム塩を含有することにより、抵抗値の安定性に優れ、かつ染み出しによる電子写真感光体汚染等の無いローラーを得ることができるのである。
【００２０】
押出し機（不図示）を用いてゴム組成物を押出し、未加硫のチューブ状の導電性ゴム成形物を得た後、加硫缶にて１６０℃で３０分間の加硫を行ない弾性層６２となるチューブ状の導電性ゴム成形物を作製し、次いでφ４〜１０ｍｍの導電性芯材６１を前記チューブ状の導電性ゴム成形物の内径部に圧入し、ローラー状の成形体を得た。この成形体を、研磨砥石ＧＣ８０を取り付けた研磨機（不図示）にセットし、研磨条件として回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍ／分で外径がφ１２ｍｍになるように研磨し、導電性発泡ゴムローラーを作製した。
【実施例】
【００２１】
なお、各実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
・アクリロニトリルブタジエンゴム  ［商品名：ＤＮ４０１ＬＬ  ニトリル含量１８質量％  日本ゼオン（株）社製］
・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三元共重合体  ［商品名：ＺＳＮ８０３０  日本ゼオン（株）社製］
・四級アンモニウム塩  ［商品名：アデカサイザーＬＶ−７０  旭電化工業（株）社製］
・エピクロルヒドリンゴム  ［商品名：ゼクロン３１０６  日本ゼオン（株）社製］
【００２２】
（ローラーの電気抵抗及び環境変動量の測定方法）
ローラー抵抗は、導電性ゴムローラーの軸体に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛かるようにし、外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着し、回転させた状態で軸体とアルミニウムドラムとの間に５００Ｖの電圧を印加して測定した。この測定をＬ／Ｌ（１５℃／１０％ＲＨ）、Ｎ／Ｎ（２３℃／５５％ＲＨ）、Ｈ／Ｈ（３５℃／８５％ＲＨ）の各環境下にて４８時間の放置後に測定した。環境変動量はＬ／ＬとＨ／Ｈでの抵抗値の違いを桁で表した。変動量は１．８桁以下が好ましい。
【００２３】
（ローラーの通電試験方法及び抵抗値の電圧に対する変動量測定方法）
ローラーの通電耐久試験は、Ｎ／Ｎ環境下でローラーをレーザービームプリンター（商品名：カラーレーザージェット４６００  ヒューレット・パッカード社製）を用いて１０万枚通紙耐久試験を行った。その後、Ｎ／Ｎ環境にて１時間放置した後にローラー抵抗を測定した。ここで初期の抵抗値と耐久後の抵抗値の差を桁数で表現したものを耐久変動量とした。これが小さいほど、導電性ゴムローラーの通電耐久性が良いといえる。変動量は０．２桁以下が好ましい。
【００２４】
（実施例１〜６）
実施例１〜６は導電性芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーであって、該ゴム層がゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して、ニトリル含量が１５〜４３質量％であるアクリロニトリルブタジエンゴムを７５〜９９．５質量部含み、且つ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三元共重合体を５〜２５質量部含む導電性ゴムローラーである。
【００２５】
実施例１、３、６においてはアクリロニトリルブタジエンゴムを多く含んでいるために環境変動が特に小さかった。また、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三元共重合体を含有しているため耐久変動も良好な値を示した。
【００２６】
更に、実施例３、４、６はハロゲン系第４級アンモニウム塩２〜４質量部を含有しているが、環境変動、耐久変動ともに良好な値を得ることができた。
【００２７】
（比較例１〜６）
比較例としては、アクリロニトリルブタジエンゴムを９９．５質量部超える、７５質量部未満含有の場合と、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三元共重合体を２５質量部超える、０．５質量部未満含むものと、エピクロルヒドリンゴムを用いたものを比較例とした。
【００２８】
比較例１では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三元共重合体を含有せず、アクリロニトリルブタジエンゴムのみを用いた場合であるが、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三元共重合体を含んでいないため耐久変動が０．７桁と大きく、不良であった。
【００２９】
比較例２、３ではアクリロニトリルブタジエンゴムが７０質量部と少ないために抵抗値の環境変動が大きくなってしまい不良であった。
【００３０】
比較例４では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三元共重合体の代わりにエピクロルヒドリンゴムを配合していることのみが実施例２と異なる点であるが、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三元共重合体を含有していないため、耐久変動が大きくなり不良であった。
【００３１】
比較例５は第４級アンモニウム塩を配合した点が比較例４と異なる。しかしながら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三元共重合体を含有していないため耐久変動が大きくなり不良であった。
【００３２】
比較例６も比較例４、５と同様に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三元共重合体を含有していないため、耐久変動が大きくなってしまい不良であった。
【００３３】
【表１】
2006085006.tif 000002
【００３４】
【表２】
2006085006.tif 000003
【００３５】
表１の結果からゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して、アクリロニトリルブタジエンゴムを７５〜９９．５質量部含み、且つ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三元共重合体を０．５〜２５質量部含む場合、抵抗値の環境による変動が小さくなり、且つ長時間通電による抵抗値の変動が小さくなることがわかる。また、表２に示されるの本発明の範囲外である比較例の場合には環境変動が大きくなる、或いは長時間通電による抵抗値の変動が大きくなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる転写ローラーの全体断面図である。
【図２】本発明にかかる転写ローラーを具備する画像形成装置の全体断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  感光ドラム
２  帯電装置
３  露光手段
４  現像装置
５  トナー
６  転写ローラー
７  記録媒体
８  クリーニングブレード
９  廃トナー容器
１０  定着装置
６１  芯材
６２  弾性層
【図１】
2006085006.tif 000004
【図２】
2006085006.tif 000005