(57)【要約】【課題】圧縮永久ひずみ性を保持したまま、電子写真感光体への汚染がなく、且つ紫外線照射等の特別な表面処理をすることなしに電子写真感光体への貼り付きのない導電性ローラを提供することである。【解決手段】導電性芯部材の上にゴム層が形成されている導電性ローラにおいて、該ゴム層のゴム組成物中のゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム、エビクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物であり、且つ液状サブが該ゴム成分１００質量部に対し５〜５０質量部含有されていることを特徴とする導電性ローラ。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯部材の上にゴム層が形成されている導電性ローラにおいて、該ゴム層のゴム組成物中のゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム、エビクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物であり、且つ液状サブが該ゴム成分１００質量部に対し５〜５０質量部含有されていることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記ゴム組成物中のアクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含量が２５質量％以下である請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記導電性ローラが像担持体とこれに接触させて使用され、前記像担持体上のトナー像を記録媒体へ転写する転写ローラである請求項１又は２に記載の導電性ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機や静電記録装置等に用いられる転写ローラ等に用いられる導電性ローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機や静電記録装置等は、均一に帯電された感光体を露光して得られた静電潜像に現像剤であるトナーを付着させ、そのトナーを紙等の転写媒体に転写することにより画像を形成している。また、感光体の帯電はコロナ放電による非接触の帯電方式や導電性のローラを使用する接触型の帯電方式がある。転写方式も同様に、非接触のコロナ転写方式とローラ方式がある。近年、放電によるオゾン発生等の問題により、帯電や転写は導電性ローラ方式が主流となっている。
【０００３】
上記導電性ローラには体積抵抗率が１×１０５〜１×１０１１Ω・ｃｍの電気抵抗を有する導電性ゴム材料が用いられる。前記導電性ゴム材料は、目的とする導電性を実現するために、カーボンブラック等の導電性フィラーを添加し、目的とする抵抗に調整している。しかし、このようにして得られた導電性ゴム材料は、材料中の導電性フィラーの分散状況によって抵抗値にばらつきを生じ、安定した抵抗のゴム材料を得るのは困難であり、混練りを長時間行い分散を向上させる等の製造において特別な対策が必要となってくる。
【０００４】
また、前記問題を解決する手段として、導電性ローラとして使用するゴム成分に１×１０５〜１×１０１０Ω・ｃｍ程度の体積抵抗率を持つ導電性ゴムを使用し、所定の電気抵抗を得る方法が知られている。このような導電性ゴムは、温度や湿度等の環境による抵抗変化があるものの、カーボンブラック等の導電性フィラーに頼らないため、材料ロットによる抵抗値のばらつきや印加電圧による依存性が極めて小さく、扱い易い材料である。前記導電性ゴムには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及びウレタンゴム等があるが、その中でもアクリロニトリルブタジエンゴムは加工性も良好で、比較的安価で扱い易いため、上記導電性ローラ用の材料として用いられる。
【０００５】
しかし、前述したような導電性ゴムは粘着性を持ち、前記導電性ローラとして感光体へ接触して用いた場合、感光体への貼り付きが問題となる。特に、転写ローラのようにゴムが直接感光体に接触する導電性ローラの場合、大きな問題となる。導電性ローラの感光体への貼り付きは、電子写真複写機等の記録装置を一定時間休止後に再稼動させる場合、感光体の回転の妨げとなる。感光体への貼り付きを防止するために、導電性ローラに紫外線照射やオゾン暴露等の表面処理を行うとことが特開平８−２９２６４０号公報に開示されている。しかし、このような表面処理は貼り付き防止の効果はあるものの、導電性ローラの製造工程が増えるばかりか処理設備も高価でコストアップに繋がっている。
【０００６】
また、導電性ローラ、特に転写ローラ用としては紙搬送性等の問題があり低硬度のものが用いられることが多い。ゴム材料を低硬度にする方法としては、プロセスオイルや可塑剤等の低粘度の液状物を添加する方法が多く用いられている。しかし、前記導電性ゴムに通常用いられる可塑剤は、感光体を汚染し、ひび割れを起こす等の問題があり使用できない。パラフィン系プロセスオイルは感光体への汚染は少ないとされているが、前記導電性ゴムとの相溶性に欠け、ブリードアウトしてしまい使用できない。そこで、無汚染で硬度を低下させる目的で、低分子量のアクリロニトリルブタジエンゴムをはじめとする液状ゴムの添加が行われている。この方法も、硬度は低下するが液状ゴムが更にべたつきを増加させ、感光体への貼り付きに関しては悪影響を及ぼしてしまう。また、液状ゴムのように粘性の低いゴムは架橋に関与しないため、ゴムに添加した場合、圧縮永久ひずみを悪化させてしまう。前記ローラは、一定の荷重を加え感光体に接触されているため、圧縮永久歪が悪化してしまうと、転写ローラでは紙搬送性が劣ってしまい好ましくない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題を解決した導電性ローラ、つまり、圧縮永久ひずみ性を保持したまま、電子写真感光体への汚染がなく、且つ紫外線照射等の特別な表面処理をすることなしに電子写真感光体への貼り付きのない導電性ローラを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、導電性芯部材の上にゴム層が形成されている導電性ローラにおいて、該ゴム層のゴム組成物中のゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム、エビクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物であり、且つ液状サブが該ゴム成分１００質量部に対し５〜５０質量部含有されていることを特徴とする導電性ローラが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、電気抵抗のばらつきに優れるアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴムの特徴を生かしたまま上記問題を解決する方法を鋭意研究した結果、液状サブを用いより均一に分散させることにより、非粘着性というサブの特徴を最大限に生かせるのではないかと考えて、本発明に至った。
【００１０】
以下に、本発明の導電性ゴム材料について詳細に説明する。
【００１１】
本発明において用いられるゴム主成分は、アクリロニトリルブタジエンゴム若しくはエビクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物である。これらのゴムを使ったローラは、材料ロット内やロット間による抵抗のばらつきが少なく好ましい。２種のゴムを混合することにより希望の抵抗に調整することも可能となる。また、本発明に使用する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は特に限定されるものではないが、アクリロニトリルブタジエンゴムに関しては低温低湿から高温高湿による抵抗変化が少ないという点で、アクリロニトリル含量が２５質量％以下のものがより好ましい。アクリロニトリル含量が２５質量％を超えてしまうと、極性が高くなってしまい水分との親和性が高くなるため湿度の影響を受け易くなり、また、ゴム分子同士の凝集力が大きく分子運動性が低くなるため温度依存性も大きくなってしまうことが要因の一つとして考えられる。
【００１２】
本発明に添加されるサブは、液状サブである。液状サブはゴムに混練りされる段階では液状で、ゴム架橋工程でゴムが架橋されるのと同時に液状サブも同時に架橋され固体化するものである。通常サブは粉の状態でゴムに添加され、ゴムに分散される。従って、製品の表面は、非粘着性のサブの部位と母体である粘着性の導電性ゴムの部位が存在するため、粘着性を完全に無くすことは難しい。しかし、液状サブは液体でゴムに分散されるため、粉で分散させるサブに比較して、サブの部位とゴムの部位が明確でなくなり、表面に存在するサブの非粘着部位が広く形成されることとなり、ローラも感光体に粘着しにくくなると考えられる。また、架橋させるまでは液体のため未架橋ゴムの粘度が低くなる。製造にあたって押出し工程を経ることの多いゴムローラにおいて、粘度が低いゴムは縮みが小さくなることや押出し圧力が低くなる等で好ましい点が多い。
【００１３】
本発明におけるサブの配合量はゴム成分１００質量部に対し５〜５０質量部であり、好ましくは１０〜３０質量部である。サブが５質量部より少ない場合、液状サブの効果が少なく貼り付きが起こり、５０質量部を超えた場合、未架橋ゴムの粘度が低くなり過ぎて混練り加工性が低下することから、上記範囲の添加量であることが必要である。
【００１４】
本発明における導電性ゴム材料は、上記例示のゴムに添加剤を混練り分散し、それを架橋することによって得られる。上記添加剤としては、加硫剤、加硫促進剤、充填材、導電剤、発泡体として用いる場合は発泡剤や発泡助剤等の従来公知のものが使用可能である。
【００１５】
本発明に使用する加硫剤としては、硫黄又は有機系硫黄化合物の他、従来公知の架橋剤が使用可能である。加硫系の薬品としてメルカプトベンゾチアゾール等のチアゾール類、テトラメチルチウラムジスルフィド等の加硫促進剤、酸化亜鉛等の加硫促進助剤等が用いられる。配合量は、ゴム成分１００質量部に対し、０．１〜１０質量部が好ましく、特には１〜５質量部が好ましい。加硫の方法としては、蒸気缶加硫及びプレス加硫等の公知の方法が使用可能である。
【００１６】
充填剤としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウムやクレー等が挙げられる。補強剤としては、カーボンブラックやシリカ等が挙げられる。本発明におけるゴム材料は上記例示の各成分を配合して混練し、１５０〜１８０℃で１０〜４０分間加熱・加硫することによって得られる。また、本発明の導電性ローラは、円筒形状に押出し成形し、蒸気加硫にて加硫後、芯部材を圧入し研削して製造されるのが一般的であるが、型によるプレス成形等、従来公知の方法にて所望の形状に成形、研削して使用される。
【００１７】
【実施例】
以下、より具体的な構成を示し、本発明を説明するが、例示する範囲にとどまらない。
【００１８】
（ゴム材料及び試験片の作製）
実施例１〜７及び比較例１〜４
各実施例及び比較例について、表１及び表２に示す各成分を配合して混練し、そのゴム材料を型に仕込み、１６０℃で３０分間加熱して加硫を行い、直径２９ｍｍ厚さ１２．５ｍｍのブロック及び１２ｍｍ角、厚さ２ｍｍのシートを作製した。
【００１９】
各実施例、比較例には次の材料を使用した。
【００２０】
アクリロニトリルブタジエンゴム１には「ニポール１０４３（日本ゼオン株式会社）」、アクリロニトリルブタジエンゴム２には「ニポールＤＮ４０７（日本ゼオン株式会社）」、アクリロニトリルブタジエンゴム３には「ニポールＤＮ４０１Ｌ（日本ゼオン株式会社）」、エピクロルヒドリンゴム「ゼクロン３１０６（日本ゼオン株式会社）」、酸化亜鉛２種「酸化亜鉛２種（ハクスイテック株式会社）」、ステアリン酸「ルナックＳ（花王株式会社）」、重質炭酸カルシウム「スーパーＳＳ（丸尾カルシウム株式会社）」、液状サブ「液状Ｆ−３（天満サブ化工株式会社）」、液状ゴムには液状ポリブタジエンゴム「Ｐｏｌｙｏｉｌ　１１０（日本ゼオン株式会社）」、加硫促進剤ＭＢＴＳには「ノクセラーＤＭ（大内新興化学株式会社）」、加硫促進剤ＴＭＴＭには「ノクセラーＴＳ（大内新興化学株式会社）」、加硫剤の硫黄には「サルファックスＰＭＣ（鶴見化学株式会社）」をそれぞれ使用した。
【００２１】
【表１】
2004045511.tif 000002
【００２２】
【表２】
2004045511.tif 000003
【００２３】
また、表３及び表４に示す貼り付き性、画像評価、圧縮永久歪、体積抵抗率及び混練り加工性は、以下の方法で測定した。
【００２４】
＜貼り付き性評価＞
各実施例、比較例について、材料を円筒形に押出し、１６０℃で３０分間蒸気加硫して得られた成形体に導電性の芯部材を圧入した後、外径１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍに研削したローラをヒューレットパッカード製の「レーザープリンターレーザージェット４０００Ｎ」に使用されるカートリッジの感光体に接触させ、両端に１０００ｇの荷重を加え、４０℃／９５％ＲＨの環境下に一ヶ月放置した。放置後、荷重を外し、感光体に貼り付かなかったものを○、貼り付いたがローラ自重で感光体より外れたものを△、ローラ自重でも感光体より外れなかったものを×で示した。ローラとしては△以上の評価が必要である。
【００２５】
＜画像評価＞
貼り付き性評価に使用した感光体を前記カートリッジに組み込み、ベタ黒で３０枚印字し、画像を評価した。画像に接触跡の白筋が無かったものを○、初期に白筋があるが途中で無くなるものを△、最後まで白筋が消えないものを×とした。
【００２６】
＜圧縮永久歪評価＞
各実施例、比較例について、７０℃、７２時間、２５％圧縮で、ＪＩＳ　Ｋ　６２６２に準じて圧縮永久歪率を測定した。また、紙搬送性の悪化する圧縮永久歪率の基準として、３０％より小さいものを○、３０％以上ものものを×として評価した。
【００２７】
＜体積抵抗率評価＞
各実施例、比較例について、２ｍｍシートに１ｋＶの電圧を印加し、Ｌ／Ｌ（１５℃／１０％ＲＨ）、Ｎ／Ｎ（２３℃／５５％ＲＨ）、Ｈ／Ｈ（３５℃／８５％ＲＨ）の各条件で、体積抵抗率を求めた。また、Ｌ／Ｌ条件の抵抗値をＨ／Ｈ条件の抵抗値で除した値を対数変換し、変動桁とした。
【００２８】
＜混練り加工性＞
各実施例、比較例について、オープンロールでの混練時に、混練り性が良好なものを○、ロール表面に粘着する等して混練りしにくいものを△、ロール表面に大きく粘着する等して混練性に劣るものを×として評価した。
【００２９】
【表３】
2004045511.tif 000004
【００３０】
【表４】
2004045511.tif 000005
【００３１】
実施例１〜５及び比較例１、２より、液状サブを添加することにより貼り付きが改善され、更に添加量が５〜５０質量部のものが良いことがわかる。前記添加量では感光体に貼り付かないばかりか感光体汚染も認められない。また、添加量が１０〜３０質量部のものは貼り付き性、混練加工性ともに良好であり、より好ましい添加量であることがわかる。５質量部より少ないとサブの効果が小さく貼り付き性に劣り、ローラが感光体に貼り付いてしまう。また、３０質量部を超えると、サブの効果が出て貼り付くことは無くなるが、圧縮永久歪が悪くなり、感光体汚染が認められることからもローラ用途として適さなくなってくる。また、比較例３及び４は液状サブのかわりに液状ゴムを含有させたものであるが、少量では貼り付きに対する効果が無く、効果が認められるまで添加量を増やすと画像評価や圧縮永久歪が悪くなってくる。
【００３２】
実施例３及び実施例６、７より、使用するアクリロニトリルブタジエンゴムはアクリロニトリル含量が２５質量％以下のものがより好ましく利用できる。アクリロニトリル含量が２５質量％以下のものを使用した場合、より一層環境依存性が小さくなり、各環境で安定した性能が得られるという利点がある。
【００３３】
実施例３及び８、９より、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ブレンドにより抵抗調整が可能であることがわかる。両ゴムのブレンドによる悪影響は認められず、求めるローラに応じ任意に抵抗調整を行うことが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性芯部材の上にゴム層が形成されている導電性ローラにおいて、該ゴム層のゴム組成物中のゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム若しくはエビクロルヒドリンゴム又はそれらの混合物であり、且つ液状サブが該ゴム成分１００質量部に対し５〜５０質量部含有されている場合、紫外線照射等の特別な表面処理をすることなく感光体への貼り付きや感光体汚染が無く、圧縮永久ひずみ性への影響の少ない導電性ローラを提供することが可能である。また、この導電性ローラはゴムが直接感光体に接触する導電性ローラ、例えば電子写真複写機等における転写ローラ用途として好適である。