(57)【要約】【課題】カラー画像形成装置における中間転写ベルトの内側において使用される転写ローラ等の導電性ゴムローラにおいて、転写ベルトへの貼り付きが軽微である導電性スポンジゴムローラを提供する。【解決手段】導電性芯材上にゴム層が形成されている導電性スポンジゴムローラの該スポンジゴムの配合物中に無機酸化物を添加することによって中間転写ベルトと導電性ゴムローラのゴム主成分との接触面積を減らす。該無機酸化物の添加量をａ、該カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、該スポンジゴムの主成分に対して    ２５．５ｖｏｌ％≦ａ＋ｂ≦５４．５ｖｏｌ％    の条件で、該無機酸化物およびカーボンブラックを添加する。【選択図】図１
2006071764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー用画像形成装置の中間転写ベルトの内側において使用され、且つ、芯金上に発泡ゴムを同心円状に形成してなる導電性スポンジゴムローラにおいて、該スポンジゴムの配合物中に潮解性のない無機酸化物およびカーボンブラックを添加することを特徴とする導電性スポンジゴムローラ。
【請求項２】
該無機酸化物の添加量をａ、該カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、該スポンジゴムの主成分に対して
２５．５ｖｏｌ％≦ａ＋ｂ≦５４．５ｖｏｌ％
の条件で、前記無機酸化物およびカーボンブラックが添加されていることを特徴とする請求項１に記載の導電性スポンジゴムローラ。
【請求項３】
該無機酸化物の添加量をａ、該カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、それぞれ、
０．４５≦ａ／（ａ＋ｂ）≦０．８７
０．１０≦ｂ／（ａ＋ｂ）≦０．５２
の条件で、前記無機酸化物およびカーボンブラックが添加されていることを特徴とする請求項１乃至乃２のいずれかに記載の導電性スポンジゴムローラ。
【請求項４】
カラー用画像形成装置の中間転写ベルトにおいて使用される導電性ゴムローラとして、請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性スポンジゴムローラが使用されることを特徴とする上記カラー用画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを利用したカラー用画像形成装置において使用される導電性スポンジゴムローラ及びカラー用画像形成装置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帯電方式を採用しており、中でも耐摩耗性や転写部での転写材搬送性に優れたローラ状の部材が主流となっている。例えばベルト形状の中間転写ベルトの内側で使用するローラ状の部材（転写ローラ）は、弾性を有する材料が用いられ、像担持体である中間転写ベルトに対して確実なニップの形成を可能としている。電気抵抗値と硬度を両立できる転写ローラとして、ＳＵＳ、Ｆｅ等の芯金上にカーボンブラック、イオン導電性フィラー等によりその抵抗を１×１０６〜１×１０１０［Ω］とした導電性スポンジ弾性体層を形成した硬度２０〜４０度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）の弾性スポンジローラが用いられている。
【０００３】
しかしながら、従来の導電性ゴムローラを用いるカラー用画像形成装置では以下に示すような問題があった。
【０００４】
上記の用途で用いられる単層の導電性ゴムローラは表面の粘着性が大きいため、中間転写ベルトとの粘着力により駆動トルクが大きくなったり、正常な動作が出来なくなったり、粘着性によってローラ自体のゴムが剥がれて蓄積し異常画像が発生するという問題があった。この問題に対して、導電性ゴムローラの表面に離型性の良い材料をコーティングすることで付着を防止することが考えられるが、高離型性材料は一般的にコストが高く、これも導電性ゴムローラのコストを高くしてしまうという問題がある。また、もう１つの対策としてゴム弾性層を形成し、１次、２次加硫した後、紫外線照射処理やオゾン照射処理を施す方法が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００５】
しかし、製造工程の煩雑さに伴いコストが高くなるという問題が生じるため低コスト化が望まれる現在では好ましくない。
【特許文献１】特開２００２−３５７２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、カラー用画像形成装置の中間転写ベルトの内側において用いられる導電性スポンジゴムローラにおいて、導電性スポンジゴムローラの表面の粘着力を極力軽減し、中間転写ベルトへの貼り付きが軽微であることを特徴とする導電性スポンジゴムローラ及びカラー用画像形成装置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】
【０００７】
本発明では、カラー用画像形成装置の中間転写ベルトの内側において使用され、且つ、芯金上に発泡ゴムを同心円状に形成してなる導電性スポンジゴムローラにおいて、該スポンジゴムの配合物中に潮解性のない無機酸化物およびカーボンブラックを添加することを特徴とする導電性スポンジゴムローラにより上記問題を解決し、
該無機酸化物の添加量をａ、該カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、該スポンジゴムの主成分に対して  ２５．５ｖｏｌ％≦ａ＋ｂ≦５４．５ｖｏｌ％  の条件で、該無機酸化物およびカーボンブラックを添加することにより、上記の問題を解決している。
【０００８】
さらには、該無機酸化物の添加量をａ、該カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、それぞれ、  ０．４５≦ａ／（ａ＋ｂ）≦０．８７、０．１０≦ｂ／（ａ＋ｂ）≦０．５２  の条件で、該無機酸化物およびカーボンブラックを添加することにより、ベルトと該スポンジゴムの主成分との接触面積を少なくし、上記の問題を解決した。
【発明の効果】
【０００９】
カラー用画像形成装置の中間転写ベルトの内側に用いられる導電性芯材上にスポンジゴム層が形成されている導電性スポンジゴムローラにおいて、スポンジゴムの主成分に対して無機酸化物の添加量をａ、カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、スポンジゴムの主成分に対して  ２５．５ｖｏｌ％≦ａ＋ｂ≦５４．５ｖｏｌ％  の条件で、該無機酸化物およびカーボンブラックを添加し、無機酸化物の添加量をａ、カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、それぞれ、  ０．４５≦ａ／（ａ＋ｂ）≦０．８７、０．１０≦ｂ／（ａ＋ｂ）≦０．５２  の条件で、該無機酸化物およびカーボンブラックを添加することによってベルトと該スポンジゴムの主成分との接触面積を少なくし、ベルト貼り付きレベルの軽減された導電性スポンジゴムローラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のローラは以下に説明する画像形成装置により評価される。
【００１１】
図２は電子写真プロセスを利用したフルカラー画像形成装置（複写機あるいはレーザービームプリンター）である。
【００１２】
第１の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下感光ドラムと記す）１は、矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００１３】
感光ドラム１は回転過程で、一次帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。３２は一次帯電器の電源であり、ここでは直流に交流を重畳して印加しているが、直流のみでもよい。次いで不図示の露光手段（フルカラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等）による露光光３を受けることによりフルカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００１４】
次いで、その静電潜像が第１の現像器（イエロー色現像器４１）により第１色であるイエロートナーＹにより現像される。この時、第２〜第４の現像器（マゼンタ色現像器４２、シアン色現像器４３、ブラック色現像器４４）の各現像器は、作動−オフになっていて感光ドラム１には作用せず、上記第１色のイエロートナー画像は上記第２〜第４の現像器による影響を受けない。
【００１５】
中間転写ベルト５は、矢印方向に感光ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動されている。
【００１６】
感光ドラム１上に形成担持された上記第１色のイエロートナー画像が、感光ドラム１と中間転写ベルト５とのニップ部を通過する過程で、一次転写ローラ６から中間転写ベルト５に印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト５の外周面に順次一次転写されていく。
【００１７】
中間転写ベルト５に対応する第一色のイエロートナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１３により清掃される。
【００１８】
以下、同様にして第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像及び第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト５上に重ね合わせて転写され、目的のフルカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００１９】
二次転写ローラ７は、二次転写対向ローラ８に対応し平行に軸受させて中間転写ベルト５の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【００２０】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源３０から印加される。その印加電圧は、例えば＋１００Ｖ〜２ｋＶの範囲である。
【００２１】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１〜第３色のトナー画像の一次転写工程において、二次転写ローラ７は中間転写ベルト５から離間させることも可能である。
【００２２】
中間転写ベルト５上に転写された合成カラートナー画像の転写材Ｐへの転写は、二次転写ローラ７が中間転写ベルト５に当接されると共に、給紙ローラ１１から転写材ガイド１０を通って、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７との当接ニップに所定のタイミングで転写材Ｐが給送され、二次転写バイアスが電源３１から二次転写ローラ７に印加される。この二次転写バイアスにより中間転写ベルト５から第２の画像担持体である転写材Ｐへ合成カラートナー画像が二次転写される。この際に中間転写ベルト上の二次転写前のトナー画像の帯電を補助する装置は、本装置には付加されていない。トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、定着器１５へ導入され加熱定着が行われる。
【００２３】
転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写ベルト５には離接自在に配置されたクリーニングローラ９が当接され、感光ドラム１とは逆極性のバイアスを印加することにより、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５上に残留している転写残トナーに一次転写時と逆極性の電荷が付与される。３３はバイアス電源である。ここでは、直流に交流を重畳して印加している。一次転写時と逆極性に帯電された前記転写残トナーは、感光ドラム１とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１に静電的に転写されることにより、中間転写ベルトがクリーニングされる。この工程は、一次転写と同時に行うことができるためスループットの低下を生じない。
【００２４】
つづいて、中間転写ベルトと電子写真感光体が一体に支持されたプロセスカートリッジについて図３で説明する。本発明のカートリッジは、少なくとも中間転写ベルト５と電子写真感光体１及び一次転写手段６が一体に支持され装置本体から着脱自在に構成されていればよい。図３では更に中間転写ベルトクリーニング機構１３、電子写真感光体のクリーニング機構も一体ユニットとして付属している。本発明の中間転写ベルトのクリーニングは、前述のように転写残トナーを一次転写時と逆の極性に帯電させ、一次転写部で電子写真感光体に戻すために必要な機構であり、本図では中抵抗の弾性体からなるクリーニングローラ９を装備している。電子写真感光体のクリーニングは、ブレードクリーニングである。本カートリッジには廃トナー容器も一体となっており（不図示）、中間転写ベルト−電子写真感光体双方の転写残トナーもカートリッジ交換時に同時に廃棄されるため、メンテナンス性の向上に貢献している。
【００２５】
また、中間転写ベルトは、駆動ローラ８とテンションローラ１２の２本のローラで張架され部品点数の削減と小型化を図っている。ここで、駆動ローラ８は同時にクリーニングローラの対向ローラとなっている。中間転写ベルトに従動して回転するテンションローラ１２は、スライドする機構を有しており、圧縮ばねにより矢印の方向に圧接され、中間転写ベルトに張力を与えている。そのスライド幅は１〜５ｍｍ程度で、ばねの圧力合計は５〜１００Ｎ程度である。また、電子写真感光体１と駆動ローラ８は不図示のカップリングを有し、本体から回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００２６】
更に、別の画像形成装置の例を図４に示す。図４は電子写真感光体１を画像形成に必要な現像剤の数と同数具備したもので、フルカラープリントの印字スピードが飛躍的に向上する利点がある。
【００２７】
図４は中間転写ベルトを使用したもので、図２と同様に電子写真感光体１に形成された可視画像は中間転写ベルト５に順次転写され、重ね合わされた後、二次転写ローラ７でトナーと逆極性のバイアスを印加され、転写材Ｐの上に一括転写される。中間転写ベルトに残留した現像剤は、クリーニング装置１８で除去される。
（本発明の導電性スポンジゴムローラ）
本発明は、カラー用画像形成装置の中間転写ベルトの内側において使用され、且つ、芯金上に発泡ゴムを同心円状に形成してなる導電性スポンジゴムローラにおいて、該スポンジゴムの配合物中に潮解性のない無機酸化物およびカーボンブラックを添加することを特徴とする導電性スポンジゴムローラであり、
該無機酸化物の添加量をａ、カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、該スポンジゴムの主成分に対して  ２５．５ｖｏｌ％≦ａ＋ｂ≦５４．５ｖｏｌ％  の条件で添加されているものであり、
更に望ましくは、該無機酸化物の添加量をａ、カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、それぞれ、  ０．４５≦ａ／（ａ＋ｂ）≦０．８７、０．１０≦ｂ／（ａ＋ｂ）≦０．５２  の条件で添加されている導電性スポンジゴムローラである。
【００２８】
本発明の導電性ローラ該ゴム層（図１）は以下のようにして作製した。
［導電性スポンジゴムローラのゴム層］
ゴム配合物は、ゴム主成分としてアクリロニトリルブタジエンゴム、またはエピクロルヒドリンゴムの混合物である。また、さらに硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラック等の導電材、発泡剤、発泡助剤を混合したものである。
【００２９】
押出し機（不図示）を用いてゴム配合物を押出し、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℃×３０ｍｉｎの条件で加硫を行い、チューブ状の導電性ゴム成形物を作成し、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、ローラ状の成形体を得た。この成形体を、研磨砥石を取り付けた研磨機（不図示）により外径がφ１４ｍｍになるように研磨し、転写ローラ用導電性スポンジゴムローラを作製した。
【００３０】
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  ニポールＤＮ４０１ＬＬ  日本ゼオン（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］
加硫剤：
［イオウ；商品名  Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ  Ｓ−８０  バイエル（株）社製］
加硫促進剤：
［２−メルカプトベンゾチアゾール；商品名  Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ  ＭＢＴ−８０  バイエル（株）社製］
［ジベンゾチアジルジスルフィド；商品名  Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ  ＭＢＴＳ−７５Ｃ  バイエル（株）社製］
［テトラエチルチウラムジスルフィド；商品名  Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ  ＴＥＴＤ−７５  バイエル（株）社製］
発泡剤：
［ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）；商品名  ＨＭ−８０Ａ  永和化成工業（株）社製］
［ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）；商品名  ＥＨ−８０  永和化成（株）社製］
発泡助剤：
［尿素；商品名  ＨＭ−５０Ｕ  永和化成工業（株）社製］
その他の資材：
［炭酸カルシウム；商品名  スーパーＳＳ  丸尾カルシウム（株）社製］
［カーボン；商品名  ＦＴ旭１５  旭カーボン（株）社製］
［酸化亜鉛；商品名  亜鉛華２種    ハクスイテック（株）社製］
［ステアリン酸；商品名  ルナックＳ  花王（株）社製］
また、中間転写ベルトへの貼りつき性に関する特性は以下の方法により測定した。
＜ベルト剥がれ音（１）＞
φ１４ｍｍ、長さ２３０ｍｍに成形、研磨した導電性スポンジゴムローラをカラーレーザープリンター（カラーレーザージェット  ３５００Ｎ  ＨＰ社製）を使用し、ＩＴＢユニットに転写ローラをセットし、Ｊ／Ｊ環境下で転写ローラに３．５ｋＶの電圧を印加しながら７２ｈの本体連続通電空回転を行った。その後、２４ｈの間欠空回転（１ｈごとにＯＮ→ＯＦＦの繰り返し）を行った。その際、起動時にベルトが回転し始める際に、異常音無しをＡ、軽微な剥がれ音があるが起動時だけであるものをＢ、強固な剥がれ音があるものをＣとした。
＜ベルト貼り付き性（２）＞
上記（１）の終了後、２４ｈ放置した後にＩＴＢユニットを解体して中間転写ベルトと転写ローラの貼り付きレベルを観察した。貼り付きのレベルとしては、転写ベルトに全く貼り付かなかったものをＡＡ、軽微な粘着性があったものをＡ、貼り付いていたがローラの自重で転写ベルトから外れたものをＢ、強固の貼り付きを示したものをＣとした。
＜画像レベル＞
通電空回転後、前記カラーレーザープリンターにより各色ベタ黒で３０枚ずつ印字し、画像に転写ローラピッチの画像スジが無かったものをＡ、初期に画像スジがありながら途中で消えるものをＢ、最後まで画像スジが消えないものをＣとした。
【００３１】
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］
本発明のスポンジゴムの主成分としては、アクリロニトリルブタジエンゴムが７７質量％とエピクロルヒドリンゴムが２３質量％からなる系列である。
【００３２】
実施例１−１〜１−４は、該導電性スポンジゴムローラの該スポンジゴム層において無機酸化物の添加量をａ、カーボンブラックの添加量をｂとしたとき、ゴム主成分に対して  ２５．５ｖｏｌ％≦ａ＋ｂ≦５４．５ｖｏｌ％  の範囲で、さらに  ０．４５≦ａ／（ａ＋ｂ）≦０．８７、０．１０≦ｂ／（ａ＋ｂ）≦０．５２  の体積比で添加することによって中間転写ベルトに対するベルト貼り付きが軽減されることを示す事例である（表１参照）。
【００３３】
それに対し比較例１−１〜１−３は、該導電性スポンジゴムローラの該スポンジゴム層において無機酸化物の添加量をａおよびカーボンブラックの添加量をｂしたとき、  ａ＋ｂ＜２５．５ｖｏｌ％  での条件で添加された場合、中間転写ベルトと該スポンジゴム中のゴム主成分の接触面積が多くなり中間転写ベルトとの貼り付きレベルが悪くなってしまうことを示す事例である。また、  ５４．５ｖｏｌ％＜ａ＋ｂ  の条件で添加された場合はベルトへの貼り付きレベルは良好であるが充填量が多くなりすぎたために該スポンジゴム層の硬度が固くなりすぎて中間転写ベルトとのニップがうまくとれずに画像ＮＧとなってしまうことを示す事例である（表２参照）。
【００３４】
【表１】
2006071764.tif 000003
【００３５】
【表２】
2006071764.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明により上記の特徴を備えた導電性スポンジゴムローラが提供される。このローラは電子写真プロセスを利用したカラー用画像形成装置に大いに使用されることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る導電性スポンジローラの全体断面図である。
【図２】本発明に係る導電性スポンジゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図（１）である。
【図３】本発明に係る導電性スポンジゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図（２）である。
【図４】本発明に係る導電性スポンジゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図（３）である。
【符号の説明】
【００３８】
１      感光ドラム
２      一次帯電器
３      露光光
５      中間転写ベルト
６      一次転写ローラ
７      二次転写ローラ
８      二次転写対向ローラ
９      クリーニングローラ
１０      転写材ガイド
１１      給紙ローラ
１２      テンションローラ
１３      クリーニング装置
１５      定着器
１６      転写搬送ベルト
１７      転写ローラ
１８      クリーニング装置
３０、３１、３３      バイアス電源
３２      一次帯電器電源
４１      イエロー色現像装置
４２      マゼンタ色現像装置
４３      シアン色現像装置
４４      ブラック色現像装置
５１      感光ベルト
５２      駆動ローラ
５３      従動ローラ
６１      芯金
６２      弾性層
６３      吸着ローラ
１２１      導電性ゴムローラ
１２２      電流計
１２３      駆動ローラ
Ｐ      転写材
【図１】
2006071764.tif 000005
【図２】
2006071764.tif 000006
【図３】
2006071764.tif 000007
【図４】
2006071764.tif 000008