(57)【要約】【課題】導電性スポンジローラを画像形成装置の転写ローラとして採用する場合、隣接する感光体ドラムと接触した状態で長期間放置した際に、接触位置においてゴムの永久歪が起こり、このような場合には良好な画像を得ることができないという問題があった。【解決手段】芯金５１及び導電性発泡ゴムである発泡ゴム層５２を備えた導電性発泡ローラにおいて、１６０℃、６０分の一次加硫と、所定の温度と時間による二次加硫をおこなうことによって、圧縮永久歪み率を１．７５％以下とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金及び導電性発泡ゴムを備えた導電性発泡ローラにおいて、
圧縮永久歪み率が１．７５％以下であることを特徴とする導電性発泡ローラ。
【請求項２】
更に圧縮永久歪み率が１．６３％以下であることを特徴とする請求項１記載の導電性発泡ローラ。
【請求項３】
前記導電性発泡ゴムは、アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムの混合ゴムであることを特徴とする請求項１又は２記載の導電性発泡ローラ。
【請求項４】
芯金及び導電性発泡ゴムを備えた導電性発泡ローラの製造方法において、
アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムを所定の配合割合で混練する工程と、
前記混練したゴム混合物を中空チューブ状に押し出し、所定の長さにカットして予備成形チューブを成形する工程と、
前記予備成形チューブを略１６０℃で６０分間程度の一次加硫を行う工程と、
前記一次加硫を行った前記予備成形チューブの中空部に芯金を圧入して一次成形ローラを得る工程と、
前記一次成形ローラを所定の温度と時間で二次加硫を行う工程と、
前記二次加硫を行った前記一次成形ローラを所定の形状に研磨する工程と
を有することを特徴とする導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項５】
前記アクリロニトリルブタジエンゴムと前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合が７０：３０であることを特徴とする請求項４記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項６】
前記二次加硫を、１１０℃〜１４０℃の温度範囲、且つ１時間〜５時間の時間範囲で行うことを特徴とする請求項４又は５記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項７】
芯金及び導電性発泡ゴムを備えた導電性発泡ローラの製造方法において、
アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムを所定の配合割合で混練する工程と、
前記混練したゴム混合物を中空チューブ状に押し出し、所定の長さにカットして予備成形チューブを成形する工程と、
前記予備成形チューブを略１６０℃で６０分間程度の一次加硫を行う工程と、
前記一次加硫を行った前記予備成形チューブの中空部に芯金を圧入して一次成形ローラを得る工程と、
前記一次成形ローラを略１６０℃で６０分間程度の二次加硫を行う工程と、
前記二次加硫を行った前記一次成形ローラを所定の形状に研磨して二次成形ローラを得る工程と、
前記二次成形ローラを所定の温度と時間でアニールする工程と
を有することを特徴とする導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項８】
前記アクリロニトリルブタジエンゴムと前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合が５５：４５であることを特徴とする請求項７記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項９】
前記アニールを、７０℃〜１４０℃の温度範囲、且つ１．３２時間〜１６８時間の時間範囲で行うことを特徴とする請求項８記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項１０】
前記アクリロニトリルブタジエンゴムと前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合が７０：３０であることを特徴とする請求項７記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項１１】
前記アニールを、７０℃〜１３０℃の温度範囲、且つ１．３２時間〜１６８時間の時間範囲で行うことを特徴とする請求項１０記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項１２】
前記アクリロニトリルブタジエンゴムと前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合が８５：１５であることを特徴とする請求項７記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項１３】
前記アニールを、７０℃〜１３０℃の温度範囲、且つ２．６３時間〜１６８時間の時間範囲で行うことを特徴とする請求項１２記載の導電性発泡ローラの製造方法。
【請求項１４】
請求項４乃至１３の何れかの導電性発泡ローラの製造方法で製造された導電性発泡ローラであって、
ゴム部が、前記芯金の軸方向における、中央部から両端部近傍にかけて、外径が漸次小さくなる領域を有することを特徴とする導電性発泡ローラ。
【請求項１５】
前記ゴム部は、前記中央部を中心に左右対称に形成され、一方の側において、形状の異なる複数の円錐台状部が配置された構成を有することを特徴とする請求項１４記載の導電性発泡ローラ。
【請求項１６】
形状の異なる円錐台状部が２種類であり、前記２種類の円錐台状部の境が、前記ゴム部の端部から該ゴム部全長の２８％以内の位置となるように形成されたことを特徴とする請求項１５記載の導電性発泡ローラ。
【請求項１７】
トナー像を担持する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに直接或いは間接的に圧接して配置され、前記トナー像を記録媒体に転写するよう電圧を印加する転写ローラと
を有する画像形成装置において、
前記転写ローラを、請求項１乃至３、及び請求項１４乃至１６の何れかの導電性発泡ローラとしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
トナー像を担持する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに直接或いは間接的に圧接して配置され、前記トナー像を記録媒体に転写するよう電圧を印加する転写ローラと
を有する画像形成装置において、
前記転写ローラを、請求項４乃至１３の何れかの導電性発泡ローラの製造方法で製造された導電性発泡ローラとしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置における導電性発泡ローラの構造、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置において、感光ドラムに接触して回転する帯電ローラや転写ローラには、導電性スポンジローラが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９―１１４１８６号公報（第３頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導電性スポンジローラを、隣接する部材と接触した状態で長期間放置した際に、接触位置においてゴムの永久歪が起こり、このような場合には良好な画像を得ることができないという問題があった。本発明の目的は、このような問題点を解消し、永久歪みの発生しにくい半導電性発泡ローラ、その製造方法、及びこの半導電性発泡ローラを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による導電性発泡ローラは、
芯金及び導電性発泡ゴムを備えた導電性発泡ローラにおいて、圧縮永久歪み率が１．７５％以下であることを特徴とする。
【０００６】
本発明による導電性発泡ローラの製造方法は、芯金及び導電性発泡ゴムを備えた導電性発泡ローラの製造方法において、
アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムを所定の配合割合で混練する工程と、前記混練したゴム混合物を中空チューブ状に押し出し、所定の長さにカットして予備成形チューブを成形する工程と、前記予備成形チューブを略１６０℃で６０分間程度の一次加硫を行う工程と、前記一次加硫を行った前記予備成形チューブの中空部に芯金を圧入して一次成形ローラを得る工程と、前記一次成形ローラを所定の温度と時間で二次加硫を行う工程と、前記二次加硫を行った前記一次成形ローラを所定の形状に研磨する工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明による別の導電性発泡ローラの製造方法は、芯金及び導電性発泡ゴムを備えた導電性発泡ローラの製造方法において、
芯金及び導電性発泡ゴムを備えた導電性発泡ローラの製造方法において、アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムを所定の配合割合で混練する工程と、前記混練したゴム混合物を中空チューブ状に押し出し、所定の長さにカットして予備成形チューブを成形する工程と、前記予備成形チューブを略１６０℃で６０分間程度の一次加硫を行う工程と、前記一次加硫を行った前記予備成形チューブの中空部に芯金を圧入して一次成形ローラを得る工程と、前記一次成形ローラを略１６０℃で６０分間程度の二次加硫を行う工程と、前記二次加硫を行った前記一次成形ローラを所定の形状に研磨して二次成形ローラを得る工程と、前記二次成形ローラを所定の温度と時間でアニールする工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明による更に別の導電性発泡ローラは、上記製造方法によって製造された導電性発泡ローラであって、
ゴム部が、前記芯金の軸方向における、中央部から両端部近傍にかけて、外径が漸次小さくなる領域を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明による画像形成装置は、トナー像を担持する感光体ドラムと、前記感光体ドラムに直接或いは間接的に圧接して配置され、前記トナー像を記録媒体に転写するよう電圧を印加する転写ローラとを有する画像形成装置において、
前記転写ローラを、上記した何れかの導電性発泡ローラとしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ゴム加硫物を発泡させてスポンジ状として、導電性発泡ローラに柔軟性を持たせる場合に、アクリロニトリルブタジエンゴムを多く配合し、環境負荷を軽減する理由のため塩素を含有するエピクロルヒドリンゴムの含有比率を抑えても、圧縮永久歪みに起因する横帯び発生による、印刷の品質劣化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明に基づく画像形成装置の要部構成を示す、実施の形態１の画像形成装置の要部構成図である。
【００１２】
同図において、画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の４色を印刷可能なタンデム型のカラー電子写真プリンタとしての構成を備えている。画像形成装置１の内部には、印刷媒体としての記録用紙１６の搬送経路に沿ってその上流側から順に、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の各色の画像を形成する４つのイメージドラムユニット１１〜１４が着脱自在に配置されている。画像形成装置１の下部には、記録用紙１６を複数枚積層した状態で入れておき、順次一枚ずつ取り出すための給紙カセット３７が配設されている。
【００１３】
用紙カセット３７の用紙繰り出し方向端部には、用紙カセット３７から１枚ずつ記録用紙１６を分離して取り出すための図示しない給紙ローラが配設され、更にここから繰り出された記録用紙１６の搬送路（一部点線で示す）に沿ってその上流側から順に、印刷用紙の斜行を矯正しつつ搬送するレジストローラユニット３０、無端状で記録用紙１６の搬送を行う搬送ベルト４２、この搬送ベルト４２に沿って配置された上記４つのイメージドラムユニット１１〜１４、内部にハロゲンランプなどの発熱体を有し記録用紙１６を加熱及び加圧して記録用紙１６に現像剤の定着を行う定着ユニット３８、排出された記録用紙をストックする排紙トレイ３９が配設されている。
【００１４】
各イメージドラムユニット１１〜１４は、それぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像を形成するため、各々対応する静電潜像を形成するＬＥＤヘッド２３を装着している。尚、直列に並べられた４つのイメージドラムユニット１１〜１４は全て同じ構成であり、使用されるトナーの色、即ち、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のみが異なる。従って、ここでは例えばブラック（Ｋ）のイメージドラムユニット１１を例にとり、これらの内部構成を説明する。
【００１５】
イメージドラムユニット１１は、トナー像を担持する感光体ドラム２１、感光体ドラム２１の表面を帯電させる帯電ローラ２２、帯電した感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成するＬＥＤヘッド２３、摩擦帯電により静電潜像にトナー像を形成する現像ローラ２４、感光体ドラム２１の表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレード２５、及び現像剤としてのトナー（ここではブラック（Ｋ））を収容して供給するトナーカートリッジ２６などを備える。
【００１６】
転写部４０は、記録用紙１６を静電吸着して搬送する前記した搬送ベルト４２、図示せぬ駆動部より回転されて搬送ベルト４２を駆動するドライブローラ４３、ドライブローラ４３と共に備えられて搬送ベルト４２を張架するテンションローラ４４〜４６、前記イメージドラムユニット１１〜１４の各感光体ドラム２１に、それぞれ搬送ベルト４２を介して対向して圧接するよう配置され、トナー像を記録用紙１６に転写するよう電圧を印加する４つの転写ローラ４１、及び搬送ベルト４２に付着するトナーを除去するクリーニングブレード４８などを有する。
【００１７】
イメージドラムユニット１１〜１４と搬送ベルト４２は同期して駆動され、搬送ベルト４２に静電吸着された記録用紙１６に各色のトナー像を順次重ね合わせて転写する。このようにして各イメージドラムユニット１１〜１４及び転写部４０で画像を転写された記録用紙１６は、トナー像を熱と圧力で記録用紙１６の表面に融着させる定着ユニット３８へ送り出される。
【００１８】
定着ユニット３８は、内部に図示しない熱源を備えたアッパローラ３８ａと、その表面が弾性体で覆われたロワローラ３８ｂとからなるローラ対を備えており、トナー像が転写されて送り込まれる記録用紙１６上のトナー像に熱と圧力を印加してトナー像を融解して記録用紙１６に定着させる。その後記録用紙１６は、図示しない排出ローラユニットにより排出トレイ３９へと排出される。
【００１９】
図２は、上記した画像形成装置１に備えられた本発明に基づく転写ローラ４１の内部構成を示す構成図である。
【００２０】
同図に示すように、転写ローラ４１は、円柱状の芯金５１と芯金５１の周囲に同心円状に積層する発泡ゴム層５２とから構成されており、電気伝導性を所望の抵抗値に調整した導電性発泡ローラである。転写ローラ４１のゴム部分には、後述するようにアクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴムとを混合したゴムを用いており、上記ゴムに後述する、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、発泡剤、受酸剤、充填剤等を混合配合して加硫発泡成形している。
【００２１】
転写ローラ４１は、被接触物に対して接触幅を大きく得るためにアスカーＣ製品硬度が４５°以下である必要があり、このためゴム部分（発泡ゴム層５２）を発泡させることにより必要な柔軟を得ている。一方、転写のための適度な押圧力を得るため、アスカーＣ製品硬度が２５％以上である必要がある。更に、転写ローラ４１のゴム部分（発泡ゴム層５２）は、適度な電気抵抗を有していることを必要とする。
【００２２】
その抵抗は、１０５Ω・ｃｍより小さい場合には体積抵抗率の大きい転写材に対して転写性が不十分となり、１０１２Ω・ｃｍより大きい場合には電源への負担が大きくなって適正な転写電流を発生させることが困難になる。従って、転写ローラ４１のゴム部分（発泡ゴム層５２）の最適な抵抗領域は１０５〜１０１２Ω・ｃｍの範囲であり、以後この適正領域を中抵抗領域と呼ぶ。尚、本実施の形態の転写ローラ４１のように、そのゴム部分にエピクロルヒドリンゴムを用いると、ヒドロニウムイオンが電気伝導性を有するので、安定的に中抵抗領域の電気抵抗値を得ることが可能である。
【００２３】
加硫発泡成形時に混合配合される加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、発泡剤、受酸剤、充填剤として用いられる材料を以下に列記する。
【００２４】
・加硫剤
ニトリルゴムの加硫剤である硫黄系加硫剤として、粉末硫黄、有機含硫黄化合物、過酸化物硫黄等がある。有複合硫黄化合物としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等を用いることができる。過酸化物硫黄としてはベンゾイルペルオキシド等を用いることができる。またエピクロルヒドリンゴムの加硫剤であるトリアジン系化合物として、２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジン、２−置換−４，６−ジメルカプト−Ｓ−トリアジン（置換基はアルキル基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基等）等を用いることができる。
・加硫促進剤
チオウレア系加硫促進剤、トリアジン誘導体等がある。チオウレア類としては、テトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エテレンチオウレア、及び（Ｃｎ  Ｈ２ｎ＋１  ＮＨ）２Ｃ＝Ｓ（ｎ＝１〜１０の整数）等を用いることができる。
・加硫促進助剤
酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸亜鉛、ステアリン酸等を用いることができる。
・発泡剤
有機系発泡剤であるアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ））を１種、または両方を用いることができる。化学発泡剤としては、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等を用いることができる。
・受酸剤
酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化すず、ハイドロタルサイト類化合物等を用いることができる。
・充填剤
シリカ、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、二塩基性亜リン酸塩（ＤＬＰ）、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナ等の粉体を用いることができる。
【００２５】
次に、例えば前記した転写ローラ４１や帯電ローラ２２として用いられる導電性発泡ローラを、種々の条件の下に実験試料として製作し、製作した導電性発泡ローラの電気抵抗値、抵抗周ムラ、製品硬度を測定した。以下、その製作方法及び測定結果について説明する。尚、後述する各表では、各実験試料につい行った実験を実験例１〜３２として区別して示す。
【００２６】
表１は、後述する実験例１〜３２に用いた原材料と、その配合割合（配合Ａ、配合Ｂ、配合Ｃ）を示す表である。つまり実験例１〜３２は、原材料を配合Ａ、配合Ｂ、配合Ｃの何れかの割合で配合して形成されている。表２は、使用されるポリマー（ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）とエピクロルヒドリンゴム)の詳細を示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
【表２】
2008058621.tif 000004
【００２９】
（実験例１〜１０）
表３に示す、導電性発泡ローラの実験例１〜１０に用いた原材料及び配合割合は、表１に示す配合Ｂである。配合Ｂからなるゴム混合物を、密閉式混練機（ＤＳ１０−４０ＭＷＡ−Ｓ（株）森山製作所製）により１００℃で１０分間混練した。上記混練機からリボン取りしたゴム混合物を、４０℃に温度調節された単軸押出機に投入して中空チューブ状に押し出した。この時、得られるチューブの寸法を、外径１６ｍｍ、内径５ｍｍ、長さ３０ｍとする。このゴムチューブを適切な長さにカットして予備成形チューブを成形し、この予備成形チューブを加圧式水蒸気式加硫缶に投入して１６０℃で６０分間の一次加硫を行った。この際、化学発泡剤がガス化して発泡すると共に、ゴム成分の架橋も進行した。上記の如く円筒形状の加硫発泡体チューブの中空部に、ホットメルト接着剤を塗布した金属製シャフトからなる芯金（外径６ｍｍ）を圧入挿入して、一次成形ローラを得た。
【００３０】
【表３】
2008058621.tif 000005
【００３１】
ここでは、以上のようにして得られる一次成形ローラを１０試料用意し、それぞれを熱風オーブンに入れ、表３に示す１０例の温度と時間で二次加硫を行って、芯金と導電性発泡ゴムとが接着され一体化した後に、ゴム両端を切落としてゴム長を２１４ｍｍとし、ゴム表面を研磨してゴム厚さ４ｍｍで外径を１４ｍｍとして実験例１〜１０の導電性発泡ローラを得た。
【００３２】
得られた実験例１〜１０の導電性発泡ローラについて、電気抵抗値、抵抗周ムラ、製品硬度を測定した結果を表３に示し、同じく歪み量、歪み率の測定結果、及びべた画像評価を表４に示す。
【００３３】
【表４】
2008058621.tif 000006
【００３４】
表３の各パラメータ、そして表４の圧縮永久歪み率の試験方法、及び画像評価の方法について以下に説明する。
【００３５】
・電気抵抗値
図３は、実験試料としての導電性発泡ローラの電気抵抗測定方法を説明するための説明図である。同図に示すように、金属で形成された回転ドラム１０１に導電性発泡ローラ（試料）１０２を当接して連れ回り回転させ、２０℃（温度）、５０％（湿度）環境下で両ローラ間に１０００Ｖの直流電圧を印加し、そのとき流れる電流を測定し、その平均値から導電性発泡ローラの電気抵抗値を算出する。
【００３６】
・抵抗周むら
導電性発泡ローラの一周内の電気抵抗値の最大値と最小値との比である。
・製品硬度
導電性発泡ローラの側面にアスカーＣ硬度計を荷重１０００ｇｆで押当てて読み取った値である。
【００３７】
・圧縮永久歪み試験
図４は、実験試料としての導電性発泡ローラの圧縮永久歪み測定方法を説明するための説明図である。同図に示すように、転写ローラに相当する導電性発泡ローラ１０１を、感光体ドラムに相当する外径３０ｍｍの筒型形状部１０３に対して、押し込み力４７ｇｆ／ｃｍで圧接して、温度７０℃、湿度９０％環境下に７日開放置する試験である。
尚、  押し込み力＝全荷重÷接触長  であり、Ａ４サイズの場合、接触長に相当するゴム長は２１４ｍｍで、全荷重は１０００ｇｆとする。また、圧接する場合には、例えばバネ等で導電性発泡ローラ１０１の中心軸を押圧して行う。
・歪み量、永久歪み率
圧縮永久歪み試験を実施して、荷重負荷を解除してから７日経過時点でのゴム部分の長手方向（芯金の軸方向）中央部及び両端から内側１０ｍｍの３箇所の圧接位置について残留している歪み量（表に示す値はそれらの平均値）を測定し、その平均値をゴムの厚さで割った値（％表示）を圧縮永久歪み率とした。
【００３８】
・画像評価の方法について
例えば図１の画像形成装置１（タンデム型のカラー電子写真プリンタ）を使用し、その転写ローラ４１として、圧縮永久歪み率を測定した各導電性発泡ローラ１０２を装着して１００％画像パターンを印刷して画像品質評価する。転写ローラ４１として使用する導電性発泡ローラ１０２と感光体ドラム２１との間は一定加重になるように設定して、両者の押し当て全荷重は１０００ｇｆとした。圧縮永久歪み試験において、転写ローラの接触部分の永久歪み率が所定値以上の場合に、感光体ドラム２１への接触状態が正常部分と異なってしまう。そのためトナーの転写性が電気的にも機械的にも適正でなくなって画像上の横帯が発生する。画像評価は、この横帯の有無により良否を判定する。表では、良の場合を○で、不良の場合×で示している。
【００３９】
表３に示す各実験例の導電性発泡ローラについて、圧縮永久歪み試験による永久歪み率測定の結果を表４に示す。同表に示すように、実験例１〜９では、永久歪み率が何れも１．７５％以下であり画像は良好であった。実験例１０では、永久歪み率が２．０９％となって所定値を超え、１００％画像の中に転写ローラ周期の横帯が発生した。
【００４０】
従って、実験例１〜９の実施例で示すように、ここでは少なくとも永久歪み率が１．７５％以下となる温度と時間で二次加硫を行うことによって、圧縮永久歪み起因する画像上の横帯を防ぐことができる。尚、ここでの実験例１０は参考例として掲げるものである。
【００４１】
一般に、アクリロニトリルブタジエンゴムを多く配合して発泡させたゴム加硫物は、圧縮永久歪みが悪くなるという問題があったが、以上のように、本実施の形態の導電性発泡ローラの製造方法によれば、ゴム加硫物を発泡させてスポンジ状として柔軟性を持たせる場合に、アクリロニトリルブタジエンゴムを多く配合し、環境負荷を軽減する理由のため塩素を含有するエピクロルヒドリンゴムの含有比率を抑えても、圧縮永久歪み率を所定値以下として、圧縮永久歪みに起因する横帯び発生による、印刷の品質劣化を防止することができる。
【００４２】
実施の形態２．
（実験例１１〜１７）
表５に示す、導電性発泡ローラの実験例１１〜１７に用いた原材料及び配合割合は、表１に示す配合Ａである。配合Ａからなるゴム混合物を、密閉式混練機（ＤＳ１０−４０ＭＷＡ−Ｓ（株）森山製作所製）により１００℃で１０分間混練した。上記混練機からリボン取りしたゴム混合物を、４０℃に温度調節された単軸押出機に投入して中空チューブ状に押し出した。この時、得られるチューブの寸法を、外径１６ｍｍ、内径５ｍｍ、長さ３０ｍとする。このゴムチューブを適切な長さにカットして予備成形チューブを成形し、この予備成形チューブを加圧式水蒸気式加硫缶に投入して１６０℃で６０分間の一次加硫を行った。この際、化学発泡剤がガス化して発泡すると共に、ゴム成分の架橋も進行した。上記の如く円筒形状の加硫発泡体チューブの中空部に、ホットメルト接着剤を塗布した金属製シャフトからなる芯金（外径６ｍｍ）を圧入挿入して、一次成形ローラを得た。
【００４３】
【表５】
2008058621.tif 000007
【００４４】
次に、一次成形ローラを熱風オーブンに入れ、１６０℃で６０分間の二次加硫を行って、芯金と導電性発泡ゴムとが接着され一体化した後に、ゴム両端を切落としてゴム長を２１４ｍｍとし、ゴム表面を研磨してゴム厚さ４ｍｍで外径を１４ｍｍとして二次成形ローラを得た。ここでは、以上のようにして得られる二次成形ローラを７試料用意し、それぞれを熱風オーブンに入れ、表５に示す７例の温度と時間でアニール処理して、実験例１１〜１７の導電性発泡ローラを得た。
【００４５】
得られた実験例１１〜１７の導電性発泡ローラについて、電気抵抗値、抵抗周ムラ、製品硬度を測定した結果を表５に示し、同じく歪み量、歪み率の測定結果、及びべた画像評価の結果を図６に示す。尚、表５の各パラメータ、そして表６の圧縮永久歪み率の試験方法、及び画像評価の方法については、前記した実施の形態１で説明した通りなので、ここでの説明は省略する。
【００４６】
【表６】
2008058621.tif 000008
【００４７】
表６に示すように、実験例１２〜１６では永久歪み率が１．６３％以下で画像は良好であった。実験例１１及び実験例１７では、永久歪み率が１．９８％及び１．９％となり、１００％画像の中に転写ローラ周期の横帯が発生した。
【００４８】
従って、実験例１２〜１６の実施例で示すように、ここでは少なくとも永久歪み率が１．６３％以下となる温度と時間でアニール処理を行うことによって、圧縮永久歪み起因する画像上の横帯を防ぐことができる。尚、ここでの実験例１１，１７は参考例として掲げるものである。
【００４９】
（実験例１８〜２３）
表７に示す、導電性発泡ローラの実験例１８〜２３に用いた原材料及び配合割合は、表１に示す配合Ｂである。ここでは、実験例１１〜１７と同じ製造方法で、即ち配合Ｂからなるゴム混合物を、１００℃で１０分間混練して中空チューブ状に押出して予備成形チューブを成形した後、１６０℃で６０分間の一次加硫、及び１６０℃で６０分間の二次加硫を行って二次成形ローラを６試料用意し、それぞれを熱風オーブンに入れ、表７に示す６例の温度と時間でアニール処理して、実験例１８〜２３の導電性発泡ローラを得た。
【００５０】
【表７】
2008058621.tif 000009
【００５１】
得られた実験例１８〜２３の導電性発泡ローラについて、電気抵抗値、抵抗周ムラ、製品硬度を測定した結果を表７に示し、同じく歪み量、歪み率の測定結果、及びべた画像評価の結果を図８に示す。
【００５２】
【表８】
2008058621.tif 000010
【００５３】
表８に示すように、実験例１９〜２２では永久歪み率が１．５８％以下で画像は良好であった。実験例１８及び実験例２３では、永久歪み率が１．９２％及び１．８８％となり、１００％画像の中に転写ローラ周期の横帯が発生した。
【００５４】
従って、実験例１９〜２２の実施例で示すように、ここでは少なくとも永久歪み率が１．５８％以下となる温度と時間でアニール処理を行うことによって、圧縮永久歪み起因する画像上の横帯を防ぐことができる。尚、ここでの実験例１８，２３は参考例として掲げるものである。
【００５５】
（実験例２４〜２９）
表９に示す、導電性発泡ローラの実験例２４〜２９に用いた原材料及び配合割合は、表１に示す配合Ｃである。ここでは、実験例１１〜１７と同じ製造方法で、即ち配合Ｃからなるゴム混合物を、１００℃で１０分間混練して中空チューブ状に押出して予備成形チューブを成形した後、１６０℃で６０分間の一次加硫、及び１６０℃で６０分間の二次加硫を行って二次成形ローラを６試料用意し、それぞれを熱風オーブンに入れ、表９に示す６例の温度と時間でアニール処理して、実験例２４〜２９の導電性発泡ローラを得た。
【００５６】
【表９】
2008058621.tif 000011
【００５７】
得られた実験例２４〜２９の導電性発泡ローラについて、電気抵抗値、抵抗周ムラ、製品硬度を測定した結果を表９に示し、同じく歪み量、歪み率の測定結果、及びべた画像評価の結果を図１０に示す。
【００５８】
【表１０】
2008058621.tif 000012
【００５９】
表１０に示すように、実験例２５〜２８では永久歪み率が１．５５％以下で画像は良好であった。実験例２４及び実験例２９では、永久歪み率が１．９０％及び１．８８％となり、１００％画像の中に転写ローラ周期の横帯が発生した。
【００６０】
従って、実験例２５〜２８の実施例で示すように、ここでは少なくとも永久歪み率が１．５５％以下となる温度と時間でアニール処理を行うことによって、圧縮永久歪み起因する画像上の横帯を防ぐことができる。尚、ここでの実験例２４，２９は参考例として掲げるものである。
【００６１】
以上のように、本実施の形態の導電性発泡ローラの製造方法によれば、実施の形態１の場合と同様に、ゴム加硫物を発泡させてスポンジ状として柔軟性を持たせる場合に、アクリロニトリルブタジエンゴムを多く配合し、環境負荷を軽減する理由のため塩素を含有するエピクロルヒドリンゴムの含有比率を抑えても、圧縮永久歪み率を所定値以下として、圧縮永久歪み起因する横帯び発生による、印刷の品質劣化を防止することができる。
更に、多くの実験例で永久歪み率を１．６３％以下とすることができたように、実施の形態１の場合よりも、更に永久歪み率を引き下げることが容易となり、品質の向上及び生産性の向上に寄与できる。
【００６２】
実施の形態３．  
（実験例３０）  
実験例３０では、前記した実施の形態１の実験例５の実験試料である導電性発泡ローラに対して、研磨による外径が僅かに異なる導電性発泡ローラを得る。即ち、実施の形態１で示した導電性発泡ローラの実験例１〜１０と同様の方法で、一次成形ローラを得て熱風オーブンに入れ、表３に示す実験例５の場合と同様に、温度１３０℃にて３時間の二次加硫を行った。そして、芯金と導電性発泡ゴムとが接着され一体化した後に、ゴム両端を切落としてゴム長を２１４ｍｍとしてゴム表面を研磨し、ここではゴム厚さが４ｍｍ〜４．１ｍｍで、ゴム端部の外径を１４ｍｍ、ゴム中央部の外径を１４.１ｍｍとして、外径差１００μｍとなる略太鼓形状を狙った。
【００６３】
図５は、本実施の形態の導電性発泡ローラの理想的な外周面の形状を示す正面図である。同図に示すように、理想的な導電性発泡ローラは、そのゴム部１１１（図中１１０は芯金）の断面外形線が４次曲線に沿って形成されて、外周面が太鼓状に形成されている。図６は、図５の理想形状に近似させるため、中央部付近を円柱形状とし、その両側を円錐台形状とした近似形状の例を示す実験例３０の導電性発泡ローラの簡易図である。
【００６４】
図７は、図６の近似形状の構成を説明するための説明図である。同図（ａ）に示すように、理想形状（その半径の変化を点線で示す）のゴム部分と同じ体積であるように円錐台を選択し、半径７．０５ｍｍを超える部分をカットして同図（ｂ）の形状を得るものである。図１５は、図７（ｂ）の形状を目標にして研磨して得た実験例３０の導電性発泡ローラの外径を測定した測定結果を示すグラフである。このように外径差９０μｍの導電性発泡ローラを得た。
【００６５】
表１１は、この実験例３０における圧縮永久歪み試験の測定結果と画像評価結果を示す。尚、表１１の圧縮永久歪み率の試験方法、及び画像評価の方法については、前記した実施の形態１で説明した通りなので、ここでの説明は省略する。同表に示すように、ここでは永久歪み率が１．３２％となり、画像は良好であった。
【００６６】
【表１１】
2008058621.tif 000013
【００６７】
図１５に示すグラフでは、ゴム端部から１０ｍｍ未満の領域の形状が理想的ではないが問題ではない。なぜならゴム端部から１０ｍｍ未満の領域については、ゴムの非圧縮性によりゴムが外側に逃げてしまうため、狙いの外径に研磨できないのが実情であって、また使用時にも被接触物に対してゴム端部は同様に外側へ逃げるため、ゴム端部から１０ｍｍ未満の領域の形状を重要に捉えなくても問題ない。
【００６８】
以上のように、本実施の形態の実施例（実験例３０）による導電性発泡ローラによれば、実験例５（表３，４）の導電性発泡ローラの永久歪み率１．５４％に対して、ゴム部形状を略太鼓上に形成することにより永久歪み率１．３２％が得られたように、永久歪み率の低減に寄与することができる。
【００６９】
実施の形態４．
表１２に示す、導電性発泡ローラの実験例３１、３２に用いた原材料及び配合割合は、表１に示す配合Ｂである。配合Ｂからなるゴム混合物を、密閉式混練機（ＤＳ１０−４０ＭＷＡ−Ｓ（株）森山製作所製）により１００℃で１０分間混練した。上記混練機からリボン取りしたゴム混合物を、４０℃に温度調節された単軸押出機に投入して中空チューブ状に押し出した。この時、得られるチューブの寸法を、外径２０ｍｍ、内径７ｍｍ、長さ３０ｍとする。このゴムチューブを適切な長さにカットして予備成形チューブを成形し、この予備成形チューブを加圧式水蒸気式加硫缶に投入して１６０℃で６０分間の一次加硫をおこなった。この際、化学発泡剤がガス化して発泡すると共に、ゴム成分の架橋も進行した。上記の如く円筒形状の加硫発泡体チューブの中空部に、ホットメルト接着剤を塗布した金属製シャフトからなる芯金（外径８ｍｍ）を圧入挿入して、一次成形ローラを得た。
【００７０】
【表１２】
2008058621.tif 000014
【００７１】
一次成形ローラを熱風オーブンに入れ、温度１３０℃にて３時間（実験例５に相当）の二次加硫を行って、芯金と導電性発泡ゴムとが接着され一体化した後に、ゴム両端を切落としてゴム長をＡ３サイズ対応の３０１ｍｍにしてゴム表面を研磨し、ここでは実験例３１、３２の何れも、ゴム端部の外径を１６ｍｍ、ゴム中央部の外径を１６．２ｍｍとして、外径差２００μｍとなる略太鼓形状を狙った。
【００７２】
（実験例３１）
図８は、本実施の形態の導電性発泡ローラの理想的な外周面の形状を示す正面図である。同図に示すように、理想的な導電性発泡ローラは、そのゴム部１１１（図中１１０は芯金）の断面外形線が４次曲線に沿って形成されて、外周面が太鼓状に形成されている。図９は、図８の理想形状に近似させるため、中央部付近を円柱形状とし、その両側を円錐台形状とした近似形状の例を示す実験例３１の導電性発泡ローラの簡易図である。
【００７３】
図１０は、図９の近似形状の構成を説明するための説明図である。前記した実験例３０の場合と同様に、先ず理想形状（その半径の変化を点線で示す）のゴム部分と同じ体積であるように円錐台を選択し、半径８．１０ｍｍを超える部分をカットして同図の形状を得るものである。図１６は、図１０の形状を目標にして研磨して得た実験例３１の導電性発泡ローラの外径を測定した測定結果を示すグラフである。このように外径差１８６μｍの導電性発泡ローラを得た。
【００７４】
表１２に、この実験例３１における圧縮永久歪み試験の測定結果と画像評価結果を示す。このように、ここでは永久歪み率が１．８０％となり、１００％画像の中に転写ローラ周期の横帯が発生した。以上のように、ここでの実験例３１は、参考例として掲げたものである。
【００７５】
（実験例３２）
図１１は、図８の理想形状に近似させた実験例３２の導電性発泡ローラの簡易図である。同図に示すように、ここでの導電性発泡ローラのゴム部１１１は、芯金１１０の軸方向における中央部を中心に左右対称に形成され、中央部付近を円柱形状とし、例えば一方の側において、端部に向かって２種類の円錐台２、円錐台２１を段差が生じないように連ねて近似している。同図中の円錐台１と２との境界位置は、ゴム端部から内側に１０ｍｍの位置から、ゴム端部から内側にゴム全長の２８％までの場所が良い。以下にその理由を説明する。
【００７６】
図１２は、円柱部分が無くて円錐台１と２のみで表す場合を説明するための説明図である。理想と考える４次曲線に対して、最適化した円錐台を選択するために、体積差が極小になるような境界位置を求める。これは、Ｓ−Ｓ１およびＳ−Ｓ２の和が極小になることと等価であるので、
△（（Ｓ−Ｓ１）十（Ｓ−Ｓ２））＝ＭＩＮ（極小値）
である。上記変分方程式を満足する境界位置は、ゴム端部から内側に８５ｍｍの場所であり、図１３は、境界位置をこの８５ｍｍの位置に設定した状態を示す説明図である。この時の境界位置は、ゴム部全長（３０１ｍｍ）の約２８％に相当する。更に円柱部分がある場合は、上記境界位置が端部側ヘシフトするため、上記境界位置はゴム端部から内側にゴム全長の２８％までの場所に設定されることが望ましい。図１４はこの時の状態、即ち実験例３２の近似形状を示している。
【００７７】
図１７は、図１４に示す形状を目標として研磨して得た実験例３２の導電性発泡ローラの外径を測定した測定結果を示すグラフである。このようにして外径差１８０μｍの導電性発泡ローラを得た。尚、ゴム端部から１０ｍｍ未満の領域の形状が理想的ではないが、実験例３０で説明した理由と同様の理由により問題ない。
【００７８】
表１２に、この実験例３２における圧縮永久歪み試験の測定結果と画像評価結果を示す。このように、ここでは永久歪み率が１．５５％となり、画像は良好であった。
【００７９】
図１８は、感光体ドラム２１（図１）或いは感光体ドラム２１に相当する筒型形状部１０３（図４）に対する、図９に外形を示す実験例３１の導電性発泡ローラのニップ量を示すグラフであり、図１９は、同じく感光体ドラム２１或いは筒型形状部１０３に対する、図１１に外形を示す実験例３２の導電性発泡ローラのニップ量を示すグラフである。
【００８０】
図１８のグラフに示すように、実験例３１（参考例）の導電性発泡ローラでは、端部付近への荷重が強く、中間部分は少し弱まり、中央部で再度強くなっており、Ａ３サイズで全長が長くなったため実験例３０と同様なテーパー形状は十分な効果を上げていない。一方図１９のグラフに示すように、実験例３２（実施例）の導電性発泡ローラでは、実験例３１において荷重が端部に集中していた傾向を改善しているので、永久歪みを小さくすることができた。尚、実験例３２では現実の量産製造用研磨装置の都合によって二種類の円錐台のみで理想と考える４次曲線を近似しているけれども、多くの円錐台で近似することが望ましい。その理由は上記の如く４次曲線に対する体積差をさらに小さくすることが可能になるからである。
【００８１】
以上のように本実施の形態の導電性発泡ローラによれば、そのゴム部を複数の円錐台を段差無く連続して配置した構成にして理想形状に近似させることによって永久歪み率の低減を実現している。このため、Ａ３対応のようにサイズが大きくて、永久歪み率の低減が難しくなる転写ローラに用いて好適な導電性発泡ローラを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に基づく画像形成装置の要部構成を示す、実施の形態１の画像形成装置の要部構成図である。
【図２】画像形成装置に備えられた本発明に基づく転写ローラの内部構成を示す構成図である。
【図３】実験試料としての導電性発泡ローラの電気抵抗測定方法を説明するための説明図である。
【図４】実験試料としての導電性発泡ローラの圧縮永久歪み測定方法を説明するための説明図である。
【図５】実施の形態３の導電性発泡ローラの理想的な外周面の形状を示す正面図である。
【図６】図５の理想形状に近似させるため、中央部付近を円柱形状とし、その両側を円錐台形状とした近似形状の例を示す実験例３０の導電性発泡ローラの簡易図である。
【図７】図６の近似形状の構成を説明するための説明図であり、同図（ａ）は理想形状のゴム部分と同じ体積であるように円錐台を選択した段階を示し、同図（ｂ）は半径７．０５ｍｍを超える部分をカットした段階の形状を示す。
【図８】実施の形態４の導電性発泡ローラの理想的な外周面の形状を示す正面図である。
【図９】図８の理想形状に近似させた実験例３１の導電性発泡ローラの簡易図である。
【図１０】図９の近似形状の構成を説明するための説明図である。
【図１１】図８の理想形状に近似させた実験例３２の導電性発泡ローラの簡易図である。
【図１２】円柱部分が無くて２種類の円錐台のみで表す場合を説明するための説明図である。
【図１３】円錐台の境界位置を最も好ましい位置に設定した状態を示す説明図である。
【図１４】図１１の近似形状の構成を説明するための説明図である。
【図１５】図７（ｂ）の形状を目標にして研磨して得た実験例３０の導電性発泡ローラの外径を測定した測定結果を示すグラフである。
【図１６】図１０の形状を目標にして研磨して得た実験例３１の導電性発泡ローラの外径を測定した測定結果を示すグラフである。
【図１７】図１４に示す形状を目標として研磨して得た実験例３２の導電性発泡ローラの外径を測定した測定結果を示すグラフである。
【図１８】感光体ドラムに対する、図９に外形を示す実験例３１の導電性発泡ローラのニップ量を示すグラフである。
【図１９】感光体ドラムに対する、図１１に外形を示す実験例３２の導電性発泡ローラのニップ量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１  画像形成装置、
１１〜１４  イメージドラムユニット、
１６  記録用紙、
２１  感光体ドラム、
２２  帯電ローラ、
２３  ＬＥＤヘッド、
２４  現像ローラ、
２５，４８  クリーニングブレード、
２６  トナーカートリッジ、
３０  レジストローラユニット、
３７  給紙カセット、
３８  定着ユニット、
３９  排紙トレイ、
４０  転写部、
４１  転写ローラ、
４２  搬送ベルト、
４３  ドライブローラ、
４４〜４６  テンションローラ、
５１  芯金、
５２  発泡ゴム層、
１０１  回転ドラム、
１０２  導電性発泡ローラ、
１０３  筒型形状部、
１１０  芯金、
１１１  ゴム部。
【図１】
2008058621.tif 000015
【図２】
2008058621.tif 000016
【図３】
2008058621.tif 000017
【図４】
2008058621.tif 000018
【図５】
2008058621.tif 000019
【図６】
2008058621.tif 000020
【図７】
2008058621.tif 000021
【図８】
2008058621.tif 000022
【図９】
2008058621.tif 000023
【図１０】
2008058621.tif 000024
【図１１】
2008058621.tif 000025
【図１２】
2008058621.tif 000026
【図１３】
2008058621.tif 000027
【図１４】
2008058621.tif 000028
【図１５】
2008058621.tif 000029
【図１６】
2008058621.tif 000030
【図１７】
2008058621.tif 000031
【図１８】
2008058621.tif 000032
【図１９】
2008058621.tif 000033