(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芯材上にゴム層が成形されている導電性低充填配合ゴムローラーにおいて、該ゴム層へ導電性芯材を挿入した時に、該ゴム層に裂けや、切れ等の不具合の無い導電性ゴムローラーを提供する。【解決手段】本発明は、導電性芯材上にゴム材料がアクリロニトリルブタジエンゴム若しくはエピクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物を主成分とし、更に液状ポリブタジエンが添加されてなるゴム層が成形されている導電性ゴムローラーであって、該液状ポリブタジエンの分子量が１０００〜２０００、且つ、含有量が該ゴム主成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることを特徴とする導電性ゴムローラーである。【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材料がアクリロニトリルブタジエンゴム若しくはエピクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物を主成分とし、更に液状ポリブタジエンが添加されてなるゴム層が成形されている導電性ゴムローラーであって、該液状ポリブタジエンの分子量が１０００〜２０００、且つ、含有量が該ゴム主成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることを特徴とする導電性ゴムローラー。
【請求項２】
該ゴム主成分に、分子量が２００以上６５０以下であるチウラムジスルフィド系促進剤（Ａ）とチアゾール系促進剤（Ｂ）を質量比が（Ａ）＞（Ｂ）となるように添加したことを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項３】
該ゴム主成分に、ＤＢＰ吸油量が０．２〜１．９ml/gであるカーボンブラックを該ゴム主成分１００質量部に対して３〜１５質量部添加したことを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の導電性ゴムローラー。
【請求項４】
該ゴム層の伸び（Ｅｂ）が５００％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性ゴムローラー。
【請求項５】
該ゴム層の引き裂き強度（ＴＲ）が１０〜２０N/mであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導電性ゴムローラー。
【請求項６】
該ゴム層が発泡体で構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の導電性ゴムローラー。
【請求項７】
電子写真装置の画像担持体に当接して使用される転写ローラーが、請求項１乃至６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、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ローラーに関し、特には感光体等の像担持体に電子写真プロセス、静電記録プロセス等の作像手段で形成担持させたトナー像による可転写画像を紙等の記録媒体、転写材に転写させる転写装置の転写ローラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置の多くは、有害とされているオゾンの発生が非常に少ない接触転写方式を採用しており、なかでも転写部での被記録材搬送性に優れたローラー転写方式が主流となっている。
【０００３】
ローラー転写方式は、弾性ゴム層を有する転写ローラーを像担持体である感光ドラムに圧接して転写ニップを形成し、前記転写ニップで被記録材を搬送しつつ、転写ローラーに印加された転写バイアスの作用で感光ドラム上のトナー像を被記録材上へ転写するものである。
【０００４】
転写ローラーは一般的に、ＳＵＳ、Ｆｅ等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等によりその抵抗を１×１０5〜１×１０10［Ω］とした導電性スポンジ弾性層を形成した硬度２０〜４０度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）の弾性スポンジローラーが用いられている。また近年、様々な被記録材に印字する市場の要求が高まるに従い、より搬送性に優れた導電性ソリッドゴムを弾性層としたソリッド転写ローラーを用いた画像形成装置も開発されている。
【０００５】
ソリッド転写ローラーは、その弾性層が高い復元力を有するソリッド状ゴムであるため、従来のスポンジタイプの転写ローラーに比較して転写ニップ部での被記録材保持力が高く、給紙のバックテンションや、葉書や厚紙などが被記録材搬送路にこすれて生じる搬送抵抗などに対しても影響を受けにくく、より安定した被記録材搬送が行えるというメリットがある。
【０００６】
複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いる転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラーに関しては、従来より、これらのローラーの感光体やベルトなどへの張り付きや、該ローラーからの流動成分のブリードに起因する汚染の問題があった。該張り付き防止、又は、汚染防止を目的とした方法として、紫外線照射を行うことにより表面にあるゴムを改質させる方法（例えば、特許文献１参照）や、導電性フィラーを分散させたウレタン樹脂などをコーティングする方法（例えば、特許文献２参照）が用いられてきたが、いずれも、満足できるものではなかった。
【０００７】
例えば、紫外線照射法においては、照射線量、波長等の条件設定が難しく、強力に照射すると予期しない官能基が発生し、逆に感光体等との密着性が増し、或いは、ゴミ等の付着を促し、汚染問題の可能性が生ずる。
【０００８】
また、上記フィラー分散系の塗料のコーティングは、作用するフィラーの分散が不均一であることによる塗工ムラ、帯電ムラ等の問題解消が困難であり、十分な問題解決策とはなってはいなかった。
【特許文献１】特開平１１−１９０９２８号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明は、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芯材上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラーにおいて、該ゴム層へ導電性芯材を挿入した時に、該ゴム層が裂けや切れ等の不具合の発生の無い導電性ゴムローラーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、上記問題を解決するために、以下の構成としたものである。
【００１１】
（１）導電性芯材上にゴム材料がアクリロニトリルブタジエンゴム若しくはエピクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物を主成分とし、更に液状ポリブタジエンが添加されてなるゴム層が成形されている導電性ゴムローラーであって、該液状ポリブタジエンの分子量が１０００〜２０００、且つ、含有量が該ゴム主成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることを特徴とする導電性ゴムローラー。
【００１２】
（２）該ゴム主成分に、分子量が２００以上６５０以下であるチウラムジスルフィド系促進剤（Ａ）とチアゾール系促進剤（Ｂ）を質量比が（Ａ）＞（Ｂ）となるように添加したことを特徴とする、（１）の導電性ゴムローラー。
【００１３】
（３）該ゴム主成分に、ＤＢＰ吸油量が０．２〜１．９ml/gであるカーボンブラックを該ゴム主成分１００質量部に対して３〜１５質量部添加したことを特徴とする（１）乃至（２）のいずれかの導電性ゴムローラー。
【００１４】
（４）該ゴム層の伸び（Ｅｂ）が５００％以上であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかの導電性ゴムローラー。
【００１５】
（５）該ゴム層の引き裂き強度（ＴＲ）が１０〜２０N/mであることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかの導電性ゴムローラー。
【００１６】
（６）該ゴム層が発泡体で構成したことを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかの導電性ゴムローラー。
【００１７】
（７）電子写真装置の画像担持体に当接して使用される転写ローラーが、（１）乃至（６）のいずれか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。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ゴム材料の主成分が、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のいずれか１方又は、混合されたものであっても、これに液状ブタジエンゴムが所定量配合されたものであれば、本発明の課題とする感光体等への張り付きも無く、汚染の問題も解消され、裂けにくいゴム強度が得られる。
【００１９】
従って、例えば、転写ローラーとして使用した場合に、芯金（導電性芯材）挿入工程での収率の向上は元より、上記張り付き現象が起因となった筋状や雲状の画像の発生も無く、また、ブリードを抑えた配合により、スリーブ表面汚染による、黒点等の異常画像もない。更に、紫外線処理等の後工程加えることによるコストアップも無く、紫外線照射量の不足・過剰に起因する問題も生じないため、良好な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の導電性ローラーの一例を示す斜視図である。６１は芯金（導電性芯材）、６２は弾性層（ゴム層）である。
【００２２】
次に、図２に、本発明に係る導電性ローラーを電子写真装置に利用した一例を示す。同図に示す電子写真装置は、プロセスカートリッジを使用したレーザプリンターであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。また、同図に示す電子写真装置には、転写ローラーを有する転写装置が装着されている。
【００２３】
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、有機感光体（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Ａ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。
【００２４】
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Ａ方向の回転に伴って矢印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、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３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。
【００２５】
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５が付着され、トナー像として反転現像される。
【００２６】
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）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。転写ローラー６の６１は芯金（導電性芯材）、６２は弾性層（ゴム層）である。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のクリーニングブレード８によって除去される。
【００２７】
転写部を通った転写材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。
【００２８】
本発明において、導電性ローラー（図１）は以下のようにして作成した。
【００２９】
［導電性ローラー］
ゴム組成物は、ゴム主成分として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のいずれか１方、又は、両者の混合物とし、これに液状ポリブタジエンを所定量混合する。
【００３０】
液状ポリブタジエンは、ゴム主成分１００質量部に対して０．１〜１０質量部添加される。０．１質量部未満であると、ゴム主成分や他の材料との馴染みが悪くなり、また、１０質量部を超えると、必要以上に硬度が低下し、其のことが起因の不具合が生じる。また、液状ポリブタジエンの分子量は１０００〜２０００である。１０００未満であると、ブリードが生じ、２０００を超えると、液状ポリブタジエンとしての期待した作用が薄れる。
【００３１】
カーボンブラックについては、ゴム主成分１００質量部に対して３〜１５質量部添加されていることが望ましく、３質量部未満であると、引き裂き特性が悪くなる傾向があり、また、１５質量部を超えると、イオン導電性より電子導電特性が勝る不具合が生ずる懸念がある。また、カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が０．２〜１．９ml/gであることが望ましく、０．２ml/g未満若しくは１．９ml/gを超えるとイオン導電特性に支障をきたし易い
形成されたゴム層の伸び（Ｅｂ）は５００％以上であることが望ましく、５００％未満であると、圧接時のゴム層の伸びの追随性が悪くなり亀裂が生じやすいため、本発明の効果を十分に発揮することが難しくなる傾向がある。
【００３２】
また、該ゴム層の引き裂き強度（ＴＲ）が１０〜２０N/mであることが望ましく、１０N/m未満の場合には強度が不十分となり、２０N/m超えると加工が難しくなる傾向がある。
【００３３】
また、硫黄等の加硫剤、スルフィド系の加硫促進剤、カーボンブラック等の導電材他の、助剤を混合したものである。この中でも、チウラムジスルフィド系促進剤（Ａ）とチアゾール系促進剤（Ｂ）は、その質量比がＡ＞Ｂとなることが望ましい。更に、該チウラムジスルフィド系促進剤（Ａ）の分子量は２００以上６５０以下であることが望ましい。分子量が２００未満であると、配合難となり、６５０を超えると、運動性が落ち、促進剤として機能性が低下する傾向がある。
【００３４】
次に、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１４０〜１６０℃×３０〜４０分の加硫を行い、チューブ状の導電性ゴム成形物を作成し、次いでφ４〜１０ｍｍの導電性芯材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ＧＣ＃６０〜１２０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１５００〜２０００RPM、送り速度３００〜７００m/分で外径がφ略１５ｍｍになるように研磨し、導電性芯材とゴム層からなる導電性ローラーを作成した。
【実施例】
【００３５】
以下に本発明について実施例及び比較例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。実施例中、「部」は質量部を示す。
【００３６】
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。
【００３７】
アクリロニトリルブタジエンゴム
［商品名  ニポールＤＮ４０１ＬＬ  日本ゼオン（株）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）製］
・加硫剤
イオウ
［商品名  Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ  Ｓ−８０  バイエル（株）製］
・加硫促進剤
２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）
ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）
［商品名  Ｒｈｅｎｏｇｒａn  ＢＴＳ−８０  バイエル（株）製］
テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ）
［商品名  ノックマスターＴＯＴ−Ｎ８０ＥＳ  大内新興化学工業（株）製］
・発泡剤、発泡助剤
アゾジカルボンアミド
［商品名  セルマイクＭ２５７  三協化成（株）製］
尿素
［商品名  セルマイクＭ２５８  三協化成（株）製］
・その他の資材
液状ポリブタジエン
［商品名  Ｐｏｌｙｏｉｌ１１０  日本ゼオン（株）製］
カーボン
［商品名  旭３５  旭カーボン（株）製］
酸化亜鉛
［商品名  亜鉛華２種  ハクスイテック（株）製］
ステアリン酸
［商品名  ルナックＳ  花王（株）製］
【００３８】
また、伸び（Ｅｂ）引き裂き強度（ＴＲ）挿入性に関する特性は、以下の方法により測定した。
【００３９】
導電性芯材
［材質：SUM23L  無電解Ni鍍金処理］
〈伸び（Ｅｂ）〉ＪＩＳ  Ｋ６２５１による。
【００４０】
３号ダンベル使用  引っ張り速度：５００mm/min
〈引き裂き強度（ＴＲ）〉ＪＩＳ  Ｋ６２５２による。
【００４１】
Ｂ型使用  引っ張り速度：５００mm/min
〈挿入性〉ゴム層に導電性芯材を挿入した時に、切れや裂け（引き裂き）が発生しなかった物を○とし、切れや裂けが発生した物を×とした。
【００４２】
（実施例１〜９）
本発明のローラーのゴム材料主成分として、アクリロニトリルブタジエンゴムを７２部、エピクロルヒドリンゴムを２８部とした系列で、これに液状ポリブタジエンを０．５〜１０質量％加えたものを実施例表１の１〜５とした。
【００４３】
原材料をミキサー及びオープンロールで混練りを行い、ゴム組成物を調製した。
【００４４】
次に、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℃×３０分の加硫を行い、チューブ状の導電性ゴム成形物を作成し、次いでφ４〜１０ｍｍの導電性芯材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にセットし、研磨条件として回転速度１８００RPM、送り速度５００m/分で外径がφ１５ｍｍになるように研磨し、導電性芯材とゴム層からなる導電性ローラーを作成した。
【００４５】
他にアクリロニトリルブタジエンゴムを、１００部、５０部、２５部、０部（主成分の残量は、エピクロルヒドリンゴムとしている）とした系列を夫々、実施例を表１の６〜９とし、液状ポリブタジエンを、該主成分に対して、５部とし、その他は該主成分ゴムの比率に依存せずに、液状ポリブタジエンにより、本発明の効果が保証されることを証明するものとした。
【００４６】
本発明では、導電性ローラー（転写ローラー）のローラー抵抗値が、用途で求められる数値範囲であることは、当然のこととして、実施例・比較例のローラーの抵抗値を明記していないが、所定の装置での、所定用途で求められるローラー抵抗値範囲に調整したものであることは言うまでもない。従って、本発明では、その課題とする項目である、感光体等への張り付きや、汚染に対する効果を持ち、圧入に対する強度特性を評価する。
【００４７】
（比較例１〜５）
また、比較例としては、液状ポリブタジエンの存在が不可欠であること、また、その存在量が、多すぎても不具合が生ずるものであることを証明する事例を挙げた。
【００４８】
液状ポリブタジエンを添加しなかった以外は実施例１と同様にして、導電性芯材とゴム層からなる導電性ローラーを作成した。
【００４９】
【表１】
2006091118.tif 000002
【００５０】
【表２】
2006091118.tif 000003
【００５１】
【表３】
2006091118.tif 000004
【００５２】
【表４】
2006091118.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る転写ローラーの全体図。
【図２】本発明に係る画像形成装置の全体断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１…感光ドラム
２…帯電装置
３…露光光
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（クリーニング装置）
１０…定着装置
６１…芯金（導電性芯材）
６２…弾性層（ゴム層）
【図１】
2006091118.tif 000006
【図２】
2006091118.tif 000007