(57)【要約】【課題】耐久使用時や高温放置時にも感光体等との圧接部において張付きを生ずることがない発泡ゴムローラの製造方法および発泡ゴムローラを提供する。【解決手段】軸と、その外周に担持された筒状発泡ゴム層とを有する発泡ゴムローラの製造方法である。筒状発泡ゴム層を成形する成形工程と、成形された筒状発泡ゴム層を形状保持可能な程度まで加硫硬化させる一次加硫工程と、一次加硫後の筒状発泡ゴム層の表面を研削する研削工程と、研削後の筒状発泡ゴム層を最終的な加硫度まで加硫硬化させる二次加硫工程と、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、該軸の外周に担持された筒状発泡ゴム層とを有する発泡ゴムローラの製造方法において、前記筒状発泡ゴム層を成形する成形工程と、該成形された筒状発泡ゴム層を形状保持可能な程度まで加硫硬化させる一次加硫工程と、該一次加硫後の筒状発泡ゴム層の表面を研削する研削工程と、該研削後の筒状発泡ゴム層を最終的な加硫度まで加硫硬化させる二次加硫工程と、を含むことを特徴とする発泡ゴムローラの製造方法。
【請求項２】
前記二次加硫工程における、二次加硫温度を１３０〜１９０℃、二次加硫時間を０．５〜２時間の範囲内とする請求項１記載の発泡ゴムローラの製造方法。
【請求項３】
前記成形工程において、前記筒状発泡ゴム層を、押出しにより成形する請求項１または２記載の発泡ゴムローラの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載の発泡ゴムローラの製造方法により製造されてなることを特徴とする発泡ゴムローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡ゴムローラの製造方法および発泡ゴムローラ（以下、それぞれ単に「製造方法」および「ローラ」とも称する）に関し、詳しくは、電子写真の分野において感光体周りに配置して使用される転写ローラ等として好適な発泡ゴムローラの製造方法および発泡ゴムローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置においては、電子写真プロセスの各工程で、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ、給紙ローラ、搬送ローラ等の各種ローラ部材が多様な役割を果たしている。
【０００３】
かかるローラ部材には感光体等に対し均一な力で弾性接触することが必要とされるため、これらローラ部材は通常、芯金等の軸の外周にゴム材料や樹脂材料からなる弾性層を担持させて形成され、特に、低硬度の弾性発泡体からなる弾性層を用いた発泡体ローラが多く使用されている。
【０００４】
このうち弾性層がゴム材料からなるゴムローラを製造するに際しては、通常、略円筒状に押出したゴムを、押出し形状が保持できる程度まで硬化させ（一次加硫）、その後、最終特性が得られる加硫度まで再度加硫して（二次加硫）、最後にローラ表面を研削することにより、製品ローラとする方法が用いられる。かかるゴムローラの製法に関しては、例えば、特許文献１に、芯金上にソリッドゴムからなる弾性層を成形して一次加硫した後に、二次加硫を行い、該二次加硫後に研磨をした後に、紫外線処理等の表面処理を施した転写ローラが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０９７７０号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のうち弾性層がゴム材料からなるゴムローラ、中でも発泡ゴムローラにおいては、実機での耐久使用時や高温・高湿環境下での放置時に、感光体に圧接されている部分が貼付いて、再起動する場合に大きなトルクが必要となるという不具合が生じていた。
【０００６】
この張付きの問題を解消するためには、（１）発泡ゴム原料中にフィラーを大量に添加してローラの表面特性を改良する、（２）発泡ゴム原料中に内部離型剤（オイル等）を添加する、（３）ローラ表面に紫外線（ＵＶ）を照射する、などの対応策が考えられるが、これらは、（１）圧縮永久ひずみの悪化および低温・低湿環境での硬度アップを引き起こして、ローラ形状の変形による画像への影響や低温での用紙搬送性の変化などの問題を生ずること、（２）ブリードによる感光体汚染等に起因する画像不良が発生すること（画像への影響）、（３）設備コストが膨大となり、ローラのコストに大きく影響するため、実用的でないことなど、いずれも問題点を有するものであった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、耐久使用時や高温・高湿環境下での放置時などにも感光体等との圧接部において張付きを生ずることがない発泡ゴムローラの製造方法および発泡ゴムローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、発泡ゴムの原料配合ではなく、ローラの製造プロセスの改良の観点から鋭意検討した結果、従来のように研削前の状態で二次加硫を行った場合、張付きを解消することができないのに対し、研削した状態で二次加硫を行うことにより、ローラ表面の特性を改良して張付きの問題を改善することができ、さらに、圧縮永久歪や通電耐久特性の改善にも効果が得られることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の発泡ゴムローラの製造方法は、軸と、該軸の外周に担持された筒状発泡ゴム層とを有する発泡ゴムローラの製造方法において、前記筒状発泡ゴム層を成形する成形工程と、該成形された筒状発泡ゴム層を形状保持可能な程度まで加硫硬化させる一次加硫工程と、該一次加硫後の筒状発泡ゴム層の表面を研削する研削工程と、該研削後の筒状発泡ゴム層を最終的な加硫度まで加硫硬化させる二次加硫工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明において好適には、前記二次加硫工程における、二次加硫温度を１３０〜１９０℃、二次加硫時間を０．５〜２時間の範囲内とする。また、前記成形工程においては、前記筒状発泡ゴム層を、押出しにより成形することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の発泡ゴムローラは、上記本発明の発泡ゴムローラの製造方法により製造されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記構成としたことにより、耐久使用時や高温放置時にも感光体等との圧接部において張付きを生ずることがない発泡ゴムローラの製造方法および発泡ゴムローラを実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明は、軸と、その外周に担持された筒状発泡ゴム層とを有する発泡ゴムローラの製造方法に係る改良技術である。
【００１４】
本発明においては、筒状発泡ゴム層を成形した後（成形工程）、成形された筒状発泡ゴム層を、形状保持可能な程度まで加硫硬化させて（一次加硫工程）、一次加硫後の筒状発泡ゴム層の表面を研削し（研削工程）、その後、筒状発泡ゴム層を最終的な加硫度まで加硫硬化させる（二次加硫工程）。即ち、本発明においては、従来のように一次加硫および二次加硫を行った後にローラ表面の研削を行うのではなく、一次加硫後にローラ表面を研削し、その後、二次加硫を行うものとしたことで、使用時における、感光体に対するローラの張付きの問題を解消することが可能となったものである。
【００１５】
本発明により張付き防止効果が得られる理由については、研削後の、最終的にローラ表面をなす面（酸素が触れる面）が露出した状態で二次加硫を施すために、スポンジ状の発泡ゴム表面におけるゴムの低分子成分や加硫剤等の添加物を飛ばすことができるためであると推測される。また、本発明によれば、表面に露出するゴムの架橋が進行するためにセット性が良くなり、これにより圧縮永久歪を低減する効果も得ることができる。その他、通電耐久特性等の改善にも効果がある。
【００１６】
本発明においては、上記研削工程および二次加硫工程を順次行う点のみが重要であり、これにより張付き防止等の所期の効果を得ることができ、それ以外の、各工程に係る実施条件については、特に制限されるものではなく、常法に従い、所望に応じ適宜決定することが可能である。
【００１７】
例えば、筒状発泡ゴム層の成形は、発泡ゴム原料を、押出成形機等を用いてチューブ状に押出成形することにより好適に行うことができる。この際、ＵＨＦ波を用いたマイクロ波加熱と熱風とを組み合わせて用いることにより、押出した発泡ゴム原料を連続的に加熱して、発泡、硬化させることで、一次加硫を行うことができる。一次加硫は加硫缶や金型を用いて行うこともできるが、製造歩留の点で、連続押出・加硫が可能なマイクロ波加熱および熱風を併用する方法が好適である。なお、本発明において一次加硫とは、前述したように、押出し形状が保持できる程度まで加硫硬化させた状態を意味し、具体的には例えば、最終硬度の８割に達するまで加硫硬化させた状態である。
【００１８】
また、筒状発泡ゴム層の表面の研削は、成形ローラ表面に形成されたスキン層を除去するために行うものであり、回転砥石等を用いて常法に従い行えばよく、その条件については特に制限されない。さらに、二次加硫は、最終的なローラ特性が得られる加硫度まで加硫することができるものであれば、その条件については特に制限されないが、例えば、加硫温度１３０〜１９０℃、加硫時間０．５〜２時間程度とすることができる。より好適には、加硫温度１５０〜１７０℃、加硫時間１〜２時間程度とする。
【００１９】
本発明の発泡ゴムローラは、上記製造方法により製造されてなるものであればよく、その構造の詳細や原料配合等については、目的に応じ適宜決定することができ、特に制限されるものではない。例えば、以下のように構成することができる。
【００２０】
発泡ゴム原料は、ゴム材料、化学発泡剤および導電剤に加えて、さらに、所望により加硫剤、加硫促進剤、オイル、可塑剤、亜鉛華、ステアリン酸、炭酸カルウシム、マグネシアなどのゴム用添加剤を添加して形成される。
【００２１】
ゴム材料としては、例えば、エチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、アクリルゴムなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
また、化学発泡剤としては、特に制限はなく、公知の無機発泡剤および有機発泡剤のうちから適宜選択して用いることができる。ここで、無機発泡剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、水素化ホウ酸ナトリウムなどが挙げられ、有機発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、バリウムアゾジカルボキシレート、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジドなどが挙げられる。これらの化学発泡剤は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも特に、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）およびアゾジカルボンアミドが、緻密で均一な発泡セルが得られることから好適である。この化学発泡剤の使用量は、ゴム材料１００質量部に対し、通常０．５〜２０質量部、好ましくは１〜１５質量部の範囲である。
【００２３】
また、導電剤にはイオン導電剤と電子導電剤があり、イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等のドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンミニウム等のオクタデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等のアンモニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などの有機イオン導電材；リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などの無機イオン導電剤が挙げられる。また、電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック；ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボンブラック；酸化カーボンブラック等のインク用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅等の金属；カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカーなどが挙げられる。
【００２４】
これら導電剤は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、所望の固有抵抗値をもつ発泡ゴム層が得られるように、導電剤の種類に応じて適宜選定することができる。
【００２５】
加硫剤としては、ゴム材料の種類に応じて、公知の加硫剤、例えば、硫黄や過酸化物などの中から適宜選択することができる。
【００２６】
上記各成分を用いて発泡ゴム原料を調製するに際しては、ゴム材料と、導電剤と、化学発泡剤および加硫剤を除く他の添加剤とを、７０〜１３０℃程度の温度で混練した後、５０〜９０℃程度の比較的低温で化学発泡剤および加硫剤を添加、混練し、早期加硫や早期発泡を抑制することが好ましい。混練は、ロール、ニーダー、ミキサーなどを用いて行うことができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例）
軸の外周に筒状発泡ゴム層が担持されてなる外径φ１７ｍｍの発泡ゴムローラを、金属軸（外径：φ６ｍｍ，材質：ＳＵＳ）および下記の表１中に示す発泡ゴム原料を用いて製造した。具体的にはまず、下記発泡ゴム原料を８０℃で混練して、押出成形により外径φ１７ｍｍのチューブ状に成形し、マイクロ波加熱および熱風の併用により一次加硫を行った後、軸と一体化した。
【００２８】
【表１】
2008145979.tif 000002
【００２９】
次いで、筒状発泡ゴム層の表面を、下記表２，３に示すようにそれぞれ削りしろを変えて、砥石（テイケン社製、ＧＣ８０（炭化ケイ素），♯８０）を用いて研削し、その後、各表中にそれぞれ示す二次加硫条件にて加熱して二次加硫させて、各実施例の発泡ゴムローラを得た。
【００３０】
（比較例）
下記の表４中の条件に従い、表面研削と二次加硫との順序を入れ替えて行った以外は実施例と同様にして、各比較例の発泡ゴムローラを得た。なお、比較例１については、二次加硫を行わなかった。
【００３１】
得られた各ローラにつき、圧縮永久歪および感光体汚染の有無を評価した。感光体汚染の評価は、２２℃５５％環境においてハーフトーン画像を印字した際に全く影響ない場合を○、５枚印字で影響がなくなる場合を△、それ以上を×とした。また、下記に従い張付き試験を行った。これらの結果を、下記の表２〜４中に併せて示す。
【００３２】
（高温・高湿放置試験）
図１（ａ）に示すように、各ローラ１を、両端に５００ｇの荷重をかけて感光体１０に圧接させた状態で、５０℃×９５％の環境に５日間放置した後、図１（ｂ）に示すように、矢印方向にプッシュプルゲージで押して、ローラ１が感光体１０から剥がれる時の応力の最大値を計測した。ローラ１と感光体１０との間の摩擦力が０．８Ｎであるので、この測定値の最低値は０．８Ｎとなる。この結果を、測定値および○：１．０Ｎ以下，△：１．０〜２．０Ｎ，×：２．０Ｎ以上の基準にて評価した。
【００３３】
（通電試験後放置試験）
図２に示すように、２２℃×５５％環境においてローラ１を回転させながら、１０μＡを７２時間印加し、終了後、通電および回転を止めた状態で２４時間放置して、上記高温・高湿放置試験と同様に、ローラ１が感光体１０から剥がれる時の応力の最大値をプッシュプルゲージで測定した。この場合も、ローラ１と感光体１０との間の摩擦力が０．８Ｎであるので、測定値の最低値は０．８Ｎとなる。この結果を、上記高温・高湿放置試験と同様に、測定値および○，△，×の基準にて評価した。
【００３４】
【表２】
2008145979.tif 000003
【００３５】
【表３】
2008145979.tif 000004
【００３６】
【表４】
2008145979.tif 000005
【００３７】
上記表２〜４の結果からわかるように、二次加硫に先立って研削工程を行うことにより製造された各実施例のローラにおいては、この逆の順序で製造されたかまたは二次加硫を行わなかった各比較例のローラに比し、高温高湿放置時および通電試験後放置時のいずれの場合についても張付き状態が改善され、かつ、圧縮永久歪および感光体汚染の面でも、良好な性能が得られることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例に係る試験方法を示す説明図である。
【図２】実施例に係る試験方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  発泡ゴムローラ
１０  感光体
【図１】
2008145979.tif 000006
【図２】
2008145979.tif 000007