(57)【要約】【課題】表面コート層を設けない一層構造であっても耐汚染性が良好な導電性ローラ、及びこの導電性ローラを装着した画像形成装置を提供すること。【解決手段】（Ａ）１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５のエチレンプロピレンゴム１００質量部、あるいは１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５以上２５未満のエチレンプロピレンゴムと１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が２５を超えるエチレンプロピレンゴムとを１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５となるようにブレンドしたエチレンプロピレンゴム１００質量部、（Ｂ）可塑剤５〜３０質量部及び（Ｃ）導電材１〜８０質量部を含むゴム組成物からなる導電性ローラ、及びこの導電性ローラを装着した画像形成装置である。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５のエチレンプロピレンゴム１００質量部、あるいは１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５以上２５未満のエチレンプロピレンゴムと１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が２５を超えるエチレンプロピレンゴムとを１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５となるようにブレンドしたエチレンプロピレンゴム１００質量部、（Ｂ）可塑剤５〜３０質量部及び（Ｃ）導電材１〜８０質量部を含むゴム組成物からなる導電性ローラ。
【請求項２】
ゴム組成物が、さらに（Ｄ）加硫剤０．５〜１０質量部、（Ｅ）発泡剤１〜１５質量部及び（Ｆ）充填材１０〜６０質量部を含み、導電性ローラが導電性発泡ローラである請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
導電性発泡ローラが、シャフトの外周に導電性発泡体層が一層形成されたものである請求項２に記載の導電性ローラ。
【請求項４】
導電性ローラが、転写ローラ，一次転写ローラ，二次転写ローラ，トナー供給ローラ，画像形成体用クリーニングローラ，バイアスローラ，バックアップローラ，帯電ローラ，現像ローラ又は給紙ローラである請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ローラ。
【請求項５】
請求項４に記載の導電性ローラを装着してなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐汚染性に優れ、画像形成装置に装着して使用した場合にＯＰＣ（感光体）ドラムに直接接触してもＯＰＣドラムを汚染することのない導電性ローラ及びこの導電性ローラを装着した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、ファクシミリ，プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置などにおいて、画像形成部材を帯電させるための帯電ローラの他に、転写ローラ、バイアスローラ，バックアップローラ，トナー供給ローラ，クリーニングローラ，給紙ローラ等の各種ローラが使用されており、これらのローラを形成する材料としては、エチレンプロピレンゴム発泡体が多用されている。
エチレンプロピレンゴム発泡体が多用されるのは、オゾン，ＮＯｘ　や熱等に対して安定であって、耐久性が良好であることが主な理由である。
エチレンプロピレンゴム発泡体は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）をベースゴムとしたゴム組成物からなるものであり、導電性発泡ローラは、シャフトの外周にゴム組成物からなる発泡層（ＥＰＤＭ発泡層）を形成することにより作製される。このゴム組成物には、混練り作業性の向上や発泡体の低硬度化を図るために多量の可塑剤を添加する必要がある（通常、可塑剤の添加量はベースゴム１００質量部に対して４０〜６０質量部である。）。このため、作製された導電性発泡ローラを、画像形成装置に装着し、ＯＰＣドラムと直接接触するローラ（帯電ローラ等）として使用した場合、ＯＰＣ汚染が発生しやすいという問題がある。また、このローラがＯＰＣドラムと直接接触しない場合でも、紙等の記録媒体を容易に汚染してしまうという問題があった。
そこで、この問題を解消するために、ＥＰＤＭ発泡層の外周に汚染防止のための表面コート層を設けて複層構造とすることが、一般に行なわれていた。しかしながら、複層を形成することは、製造工程が複雑になるなどの問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、エチレンプロピレンゴム発泡層の外周に汚染防止のための表面コート層を設けなくても、良好な耐汚染性を有する導電性ローラ、及びこの導電性ローラを装着した画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ムーニー粘度が低いエチレンプロピレンゴムをベースゴムとして使用することにより、混練り作業性やローラの低硬度化を維持しつつ、ローラの汚染の主因である可塑剤の添加量を大幅に減量することができ、この結果、表面コート層を設けない一層構造であっても耐汚染性が良好な導電性ローラを得ることができることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、（Ａ）１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５のエチレンプロピレンゴム１００質量部、あるいは１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５以上２５未満のエチレンプロピレンゴムと１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が２５を超えるエチレンプロピレンゴムとを１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５となるようにブレンドしたエチレンプロピレンゴム１００質量部、（Ｂ）可塑剤５〜３０質量部及び（Ｃ）導電材１〜８０質量部を含むゴム組成物からなる導電性ローラ、及びこの導電性ローラを装着した画像形成装置を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる（Ａ）成分のエチレンプロピレンゴムは、１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５のものであり、好ましくは１０〜２５である。このムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５未満であると、ゴム組成物を保存したときのコールド不良が激しいため、ハンドリングが困難となる。また、このムーニー粘度ＭＬ１＋４　が２５を超えると、ゴム組成物における可塑剤の添加量を増加しなければならなくなる。エチレンプロピレンゴムを一種用いる場合は、１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５のものを用いる。また、１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５のエチレンプロピレンゴムを二種以上ブレンドして用いてもよい。
１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５以上２５未満のエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ１）と、１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が２５を超えるエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ２）とを組み合わせて用いる場合は、ＥＰＤＭ１とＥＰＤＭ２とを混合したブレンドゴムの１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５となるようにすればよい。本発明においては、ＥＰＤＭ１の一種又は二種以上と、ＥＰＤＭ２の一種又は二種以上とを組み合わせて用いることができる。
このように二種以上のＥＰＤＭを組み合わせることにより、市販されていない所望のムーニー粘度のＥＰＤＭを得ることができる。また、このようなブレンドにより、導電材、可塑剤、充填材等の分散状態を変えることができ、より所望のローラ特性を得ることができる。
【０００６】
（Ｂ）成分の可塑剤としては、プロセスオイルなどを使用することができ、具体的には、パラフィン系プロセスオイル，ナフテン系プロセスオイル及び芳香族系プロセスオイルが挙げられる。。この中で、導電性ローラの耐汚染性の点から、パラフィン系プロセスオイルが好ましい。可塑剤の添加量は、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して５〜３０質量部であるが、１０〜３０質量部が好ましい。可塑剤の添加量が５質量部未満では、ゴム組成物の混練り作業が困難となる。また、可塑剤の添加量が３０質量部を超えると、導電性ローラに汚染が発生しやすくなる。
【０００７】
（Ｃ）成分の導電材としては、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。導電材の添加量は、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して１〜８０質量部であり、５〜６０質量部が好ましい。
【０００８】
本発明の導電性ローラを導電性発泡ローラとする場合、エチレンプロピレンゴム発泡体は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分に加え、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して、好ましくは（Ｄ）加硫剤０．５〜１０質量部、（Ｅ）発泡剤１〜１５質量部及び（Ｆ）充填材１０〜６０質量部を添加して加硫、発泡することにより得ることができる。
（Ｄ）成分の加硫剤としては、種々ものを用いることができるが、エチレンプロピレンゴム組成物の発泡及び加硫の制御を容易に行うことができる点から、硫黄系加硫剤が好ましい。ここで、硫黄系加硫剤とは、硫黄と加硫促進剤との組み合わせ、あるいは含硫黄有機化合物をいう。加硫促進剤としては、チアゾール類，スルフェンアミド類，チオウレア類，チウラム類，ジチオカルバミン酸塩類，グアニジン類，アルデヒドアミン類，アルデヒドアンモニア類が挙げられ、これらの一種を単独で又は二種以上を混合して用いることができる。含硫黄有機化合物としては、例えば、モルホリンジスルフィド，テトラアルキルチウラムジスルフィド，ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等が挙げられる。加硫剤の添加量は、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して０．５〜１０質量部が好ましい。
【０００９】
（Ｅ）成分の発泡剤としては、例えば、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ），ベンゼンスルホニルヒドラジド，トルエンスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ），アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン，Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ化合物などの有機発泡剤；重炭酸ナトリウム，重炭酸アンモニウム等の無機発泡剤が挙げられる。これらの中でもＯＢＳＨ，ＡＤＣＡあるいはこれらを併用した発泡剤が好ましい。発泡剤の添加量は、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して１〜１５質量部が好ましく、３〜１２質量部が特に好ましい。
（Ｆ）成分の充填材としては、例えば、炭酸カルシウム，炭酸マグネシウム，シリカ，珪酸マグネシウム，クレー等が挙げられる。この中で、発泡セルの安定化の点から、炭酸カルシウムが好ましい。充填材の添加量は、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して１０〜６０質量部が好ましく、１５〜５０質量部が特に好ましい。充填材の添加量が１０質量部未満では、発泡セルが安定せず、不均一になり、また、充填材の添加量が６０質量部を超えると、エチレンプロピレンゴム発泡体の圧縮永久歪が大きくなってしまう。
エチレンプロピレンゴム発泡体には、上記の添加剤以外に、亜鉛華，ステアリン酸等の加硫促進助剤、スコーチ防止剤、粘着付与剤、その他ゴム用添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で適宜添加することができる。
【００１０】
本発明の導電性ローラ製造方法について、導電性発泡ローラを製造する場合を例に挙げて説明する。まず、エチレンプロピレンゴムに加硫剤及び発泡剤以外の添加剤を６０〜９０℃程度の温度でニーダー、バンバリーミキサー等を使用して混練する。この混練物を冷却した後に、加硫剤及び発泡剤を添加し、４０〜９０℃程度の温度で混練してゴム組成物を得る。
次に、押出機を用いて、ダミーシャフトの外周にこのゴム組成物を円筒状に押出して被覆し、所定の長さに切断する。次いで、これを予熱した金型にセットして、所定温度で所定時間（通常１４０〜１８０℃で５〜３０分程度）加熱する。
上記所定温度で所定時間加熱した後、金型を開放することにより、エチレンプロピレンゴム発泡体を得る。ダミーシャフトを除去した後、ダミーシャフトの替わりに、予め接着剤を塗布した本シャフトを挿入し、熱風等で加熱して、エチレンプロピレンゴム発泡体とシャフトとの接着処理と、発泡体の後加硫とを同時に行う。この場合の温度及び時間は、１４０〜２００℃、１５〜６０分程度である。上記シャフト付の発泡体の外周を砥石による研削、ブレードによるピーリング等により、所望の外径に調整して目的のローラを得ることができる。
発泡体を得るための加熱方法としては、上記金型法の他に高周波法，熱風法，流動床法，加硫缶法等があり、いずれの方法も用いることができる。
【００１１】
本発明の導電性ローラにおいては、ベースゴムとして１００℃における１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が５〜２５のエチレンプロピレンゴムを用いることにより可塑剤の添加量を少量とすることができるので、エチレンプロピレンゴム発泡体の耐汚染性が向上する。このため、エチレンプロピレンゴム発泡体層の外周に表面コート層を形成することなく、シャフトの外周にエチレンプロピレンゴム発泡層のみが形成されたローラとすることができる。
本発明の導電性ローラは、転写ローラ，一次転写ローラ，二次転写ローラ，トナー供給ローラ，画像形成体用クリーニングローラ，バイアスローラ，バックアップローラ，帯電ローラ，現像ローラ又は給紙ローラなどとして好適なものである。
また、本発明によれば、発泡体密度が０．１５〜０．５０ｇ／ｃｍ３　、アスカーＣ硬度が１５〜５０度、平均セル径が２５０μｍ以下の導電性発泡ローラを得ることができる。ここで、ローラのアスカーＣ硬度が１５度未満であると、ローラの硬度が低すぎることとなるため、圧縮永久歪が大きくなり、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器用のローラとして不適当となる場合がある。また、ローラのアスカーＣ硬度が５０度を超えると、ローラの硬度が高すぎることとなるため、ＯＡ機器用のローラとして用いた場合、ＯＰＣドラムを損傷するおそれがある。このアスカーＣ硬度は、好ましくは１５〜４５度である。発泡体の平均セル径が２５０μｍを超えると、本発明の導電性ローラを画像形成装置において帯電ローラとして用いた場合に、画像の画質が悪くなるおそれがある。この平均セル径は、好ましくは５０〜２００μｍである。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各例で得られた発泡体の物性は、以下の方法に従って測定した。
【００１３】
（１）混練り作業性
ニーダーを使用し、温度７０℃、回転数２０ｒｐｍで混練した後、５０℃のロールでシーティングしたときの作業性を評価し、混練り作業性に問題がない場合を○、混練り作業性に問題がある場合を×とした。
（２）耐汚染性
ローラをＯＰＣドラム及び紙に接触させ、温度４０℃、湿度９５％ＲＨの環境に２週間放置した後、ＯＰＣドラム及び紙における傷や汚れを肉眼で観察し、ＯＰＣドラム及び紙のいずれにおいても傷や汚れが観察されない場合を○、ＯＰＣドラム及び紙のいずれか又は双方において傷や汚れが観察された場合を×とした。
（３）ローラ抵抗
図１に示す機構を有する試験機を用いて行なった。電圧印加手段３により連続的に１００Ｖの電圧を印加しながら、被試験体ローラ１を金属ドラム２に対して、両端に各５００ｇの負荷を掛けて押し付け、矢印で示すように転動させながら、７２箇所についてローラの抵抗を、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用いて測定し、その測定値の常用対数の平均値を算出した。
（４）アスカーＣ硬度
ＪＩＳ　Ｋ６３０１に準拠して測定した。
（５）平均セル径
ハイロックス社製のＣＣＤビデオカメラを用い、約７０倍の倍率で写真撮影を行い、画像のセル径を測定した。
【００１４】
実施例１
１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が８のＥＰＤＭ（ａ）１００質量部と表１に示す配合成分［Ｉ］をニーダーを用いて、温度７０℃、回転数２０ｒｐｍで５分間混練りした後、表１に示す配合成分［ＩＩ］を投入し、５０℃のロールを用いて混練りし、未加硫のゴム発泡体組成物を調製した。このゴム発泡体組成物を押出機を用いて、外径が１６ｍｍとなるように直径４ｍｍのダミーシャフトの外周を被覆し、成形した。円筒金型内で、１６０℃で１５分間かけて加硫、発泡を行い、チューブ状発泡体を得た。このチューブ状発泡体を空気オーブンに投入し、１８０℃で３時間の後加硫を行った。
チューブ状発泡体からダミーシャフトを取り除き、ホットメルト接着剤を外周に巻いた金属製シャフト（外径６ｍｍ）をチューブ状発泡体に圧入し、１２０℃で７０分間の加熱接着処理を行い、冷却後、表面を研磨し、端部をカットして導電性ローラ（外径１８ｍｍ，長さ２２０ｍｍ）を得た。この導電性ローラの物性を表１に示す。
【００１５】
実施例２
ＥＰＤＭとして１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が２４のＥＰＤＭ（ｂ）を用いた以外は、実施例１と同様にして導電性ローラ（外径１８ｍｍ，長さ２２０ｍｍ）を得た。この導電性ローラの物性を表１に示す。
【００１６】
実施例３
ＥＰＤＭとして、１００℃におけるムーニー粘度が８のＥＰＤＭ（ａ）６０質量部と１００℃におけるムーニー粘度が４５のＥＰＤＭ（ｃ）４０質量部を用い、カーボンブラック、炭酸カルシウム及び可塑剤の使用量を表１に示すものとした以外は、実施例１と同様にして導電性ローラ（外径１８ｍｍ，長さ２２０ｍｍ）を得た。この導電性ローラの物性を表１に示す。なお、二種のＥＰＤＭを混合したものの１００℃のおけるムーニー粘度は２２．８であった。
【００１７】
比較例１
ＥＰＤＭとして１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が４５のＥＰＤＭ（ｃ）を用い、加硫、発泡の条件を１７０℃で１５分間とした以外は、実施例１と同様にして導電性ローラ（外径１８ｍｍ，長さ２２０ｍｍ）を得た。この導電性ローラの物性を表１に示す。
【００１８】
比較例２
可塑剤の使用量を３０質量部とした以外は、比較例１と同様にしたが、ローラ形状とすることはできなかった。物性を表１に示す。
【００１９】
【表１】
2004029690.tif 000002
【００２０】
（注）
（１）三井化学社製，ＥＰＤＭ４０１０（１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が８のＥＰＤＭ）
（２）三井化学社製，ＥＰＤＭ４０２４（１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が２４のＥＰＤＭ）
（３）三井化学社製，ＥＰＤＭ４０４５（１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ１＋４　が４５のＥＰＤＭ）
（４）東海カーボン社製，ＴＢ＃５５００
（５）日東粉化工業社製，ノーベライトＡ
（６）出光興産社製，ダイアナプロセナオイルＰＷ３８０
（７）２−メルカプトベンゾチアゾール
（８）永和化成工業社製，ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）
（９）永和化成工業社製，セルペースト１０１
【００２１】
【発明の効果】
本発明の導電性ローラは、表面コート層を設けない一層構造であっても耐汚染性が良好なものであり、画像形成装置用の、転写ローラ，一次転写ローラ，二次転写ローラ，トナー供給ローラ，画像形成体用クリーニングローラ，バイアスローラ，バックアップローラ，帯電ローラ，現像ローラ又は給紙ローラとして好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ローラ抵抗の測定に用いた試験機の概略を示す模式図である。
【符号の説明】
１：被試験体ローラ
２：金属ドラム
３：電圧印加手段
【図１】
2004029690.tif 000003