(57)【要約】【課題】ゴム成形物の内径の寸法安定性が良好であり、ゴム成形物と導電性芯材との間で接着剤を使用しなくても密着性が優れ、加硫後の寸法安定性、電気的な均一性に優れた導電性ゴムローラー及びその製造方法を提供することである。【解決手段】導電性芯材と円筒状の導電性ゴム成形物を少なくとも有する導電性ゴムローラーにおいて、該導電性ゴムローラーの長手方向全域で、該導電性芯材の外径寸法に対して、該導電性ゴム成形物の内径が２０〜３５％細く、且つその内径の公差が±５μｍである導電性ゴム成形物を接着剤無しで圧入する導電性ゴムローラー及びその製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材と円筒状の導電性ゴム成形物を少なくとも有する導電性ゴムローラーにおいて、該導電性ゴムローラーの長手方向全域で、該導電性芯材の外径寸法に対して、該導電性ゴム成形物の内径が２０〜３５％細く、且つその内径の公差が±５μｍである導電性ゴム成形物を接着剤無しで圧入することを特徴とする導電性ゴムローラー。
【請求項２】
導電性ゴムローラーのゴム硬度が２０°〜７０°である請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項３】
導電性ゴムローラーのゴム強度が１０〜３０ＭＰａである請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラー。
【請求項４】
導電性ゴムローラーのゴムチューブが導電性芯材を締め付け、且つ保持する密着度が４９Ｎ・ｃｍ以上である請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ゴムローラー。
【請求項５】
導電性芯材と円筒状の導電性ゴム成形物を少なくとも含む導電性ゴムローラーの製造方法において、該導電性ゴム成形物の内径部分が該導電性芯材の外径寸法より２０〜３５％細く、且つその内径の公差が±５μｍとなる押出し工程と、該導電性ゴム成形物を加硫する工程と、該導電性ゴム成形物を導電性ゴムローラーとして使用する寸法に切断する工程と、及び導電性ゴム成形物を該導電性芯材に接着剤無しで圧入する工程を含むことを特徴とする導電性ゴムローラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、電子写真等の画像形成装置に用いられる導電性ローラー及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いる転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラーの製造法として、原料ゴムとゴム薬品（充填材、加硫剤を含む）をロールやミキサー等の混練機で混合混練し、これを押出し機を用いて任意の内外径に成形した後、蒸気加硫缶もしくは高周波照射装置を用いて加硫を行う。この加硫成形物に予め所定の位置に導電性接着剤を塗った導電性芯材を圧入、熱処理を行うが、接着剤のムラによる部分的な剥離又はそれによる帯電ムラを生じる場合がある。更に、接着剤に含まれる有機溶剤の取り扱いや環境問題の点からも接着剤レスでのゴム成形物と導電性芯材との一体化が望まれていた。
【０００３】
また、接着剤を塗布する変わりに、トリアジンチオール化合物をゴム成形物に配合し、更に導電性芯材にニッケルめっきを施し導電性芯材とゴム成形物の密着性を上げる方法も提案されているが（特許文献１）、トリアジンチオール化合物はゴムの架橋剤としても働くため、ゴム成形物を大きく変化させてしまうおそれがある。
【０００４】
ゴム成形物が導電性芯材をある一定の圧力で締め付けることで接着剤レスは可能であるが、従来内径の寸法安定性が問題となり不可能であった。このゴム成形物と導電性芯材を一体化したものを、任意の寸法に研磨した後、複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３０７１２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記課題を解決することにあり、ゴム成形物の内径の寸法安定性が良好であり、ゴム成形物と導電性芯材との間で接着剤を使用しなくても密着性が優れ、加硫後の寸法安定性、電気的な均一性に優れた導電性ゴムローラー及びその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、導電性芯材と円筒状の導電性ゴム成形物を少なくとも有する導電性ゴムローラーにおいて、該導電性ゴムローラーの長手方向全域で、該導電性芯材の外径寸法に対して、該導電性ゴム成形物の内径が２０〜３５％細く、且つその内径の公差が±５μｍである導電性ゴム成形物を接着剤無しで圧入することを特徴とする導電性ゴムローラーが提供される。
【０００８】
また、本発明に従って、導電性芯材と円筒状の導電性ゴム成形物を少なくとも含む導電性ゴムローラーの製造方法において、該導電性ゴム成形物の内径部分が該導電性芯材の外径寸法より２０〜３５％細く、且つその内径の公差が±５μｍとなる押出し工程と、該導電性ゴム成形物を加硫する工程と、該導電性ゴム成形物を導電性ゴムローラーとして使用する寸法に切断する工程と、及び導電性ゴム成形物を該導電性芯材に接着剤無しで圧入する工程を含むことを特徴とする導電性ゴムローラーの製造方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
本発明は、導電性芯材と円筒状の導電性ゴム成形物を少なくとも含む導電性ゴムローラーにおいて、該導電性ゴム成形物の内径が、該導電性ゴムローラーの長手方向全域で、該導電性芯材の外径寸法に対して２０〜３５％細く、且つ内径の公差±５μｍの導電性ゴム成形物を接着剤無しで圧入したことを特徴とする。
【００１１】
該導電性ゴム成形物の内径が２０％未満の細さでは導電性芯材と円筒状の導電性ゴム組成物の圧入が困難になり、３５％を超えて大きくなると導電性芯材と円筒状の導電性ゴム組成物の圧入は容易になるが、回転駆動させた際にゴム成形物と導電性芯材との間でズレが生じ易くなる。
【００１２】
更に、内径の公差が±５μｍを超えると導電性芯材と円筒状の導電性ゴム組成物の密着にムラが生じ総体として密着力が著しく弱くなり、また導電性ゴム組成物に亀裂等が生じ易くなる。
【００１３】
前記導電性ゴム成形物は、好ましくはゴム硬度が２０°〜７０°であり、また好ましくはゴム強度が１０〜３０ＭＰａである導電性ゴムローラーとすることで優れた性能が得られる。
【００１４】
ゴム硬度が２０°未満であると導電性芯材と円筒状の導電性ゴム組成物の圧入は容易になるが、回転駆動させた際にゴム成形物と導電性芯材との間でズレが生じ易く、７０°を超えると導電性芯材と円筒状の導電性ゴム組成物の圧入が困難になり好ましくない。
【００１５】
ゴム強度が１０ＭＰａ未満であると導電性芯材と円筒状の導電性ゴム組成物の圧入は容易になるが、回転駆動させた際にゴム成形物と導電性芯材との間でズレが生じ易く、３０ＭＰａを超えると導電性芯材と円筒状の導電性ゴム組成物の圧入が困難になり好ましくない。
【００１６】
本発明は、ゴム成形物と導電性芯材との間で接着剤を使用しなくても密着性が優れるものであり、その密着性は導電性ゴムローラーのゴムチューブが導電性芯材を締め付け、且つ保持する密着度が４９Ｎ・ｃｍ以上であることが好ましく、密着度が４９Ｎ・ｃｍ未満であると回転駆動させた際にゴム成形物と導電性芯材との間でズレが生じ易くなる。
【００１７】
更に、該導電性芯材表面が、概略長手方向に規則的あるいは不規則的に、連続又は不連続の溝状の筋を有するものである様にした場合には、回転する導電性ローラーの芯金表面とゴム内面との摩擦力が大きくなるので、本発明の上記目的を容易に達成することができるため好ましい。
【００１８】
次に、本発明の導電性ローラーについて図を用いて説明する。図１は導電性ローラー（転写ローラー）の全体断面図である。
【００１９】
図２に、本発明の導電性ローラーを画像形成装置に用いた一例を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のプロセスカートリッジを使用したレーザープリンターであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。また、同図に示す画像形成装置には、転写ローラーを有する転写装置が装着されている。
【００２０】
同図に示す画像形成装置は、像担持体として、ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１を備えている。感光ドラム１は、接地された円筒アルミニウム基体の外周面に、有機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光層を設けたものである。この感光ドラム１は、駆動手段（不図示）により、矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）、例えば５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００２１】
感光ドラム１表面は、接触帯電部材としての帯電ローラー２によって均一に帯電される。帯電ローラー２は、感光ドラム１表面に接触配置されており、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラー２には、帯電バイアス印加電源（高圧電源）により振動電圧（交流電圧ＶＡＣ＋直流電圧ＶＤＣ）が印加され、これにより感光ドラム１表面は、−６００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に帯電処理される。帯電後の感光ドラム１表面は、レーザースキャナから出力されてミラーによって反射されたレーザー光、すなわち、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザー光により露光光３を受ける。これにより、感光ドラム１表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像（明電部位Ｖｌ＝−１５０Ｖ）が形成される。
【００２２】
その静電潜像は、現像装置４の現像スリーブに印加された現像バイアスによって、負に帯電されたトナーが付着され、トナー像として反転現像される。
【００２３】
一方、給紙部から給搬送された紙等の転写材７が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム１と転写ローラー６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせるようにして供給される。転写部Ｔに供給された転写材７は、転写バイアス印加電源により転写ローラー６に印加された転写バイアスによって、表面に感光ドラム１上のトナー像が転写される。この時、転写材７に転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置９によって除去される。
【００２４】
転写部Ｔを通った転写材７は、感光ドラム１から分離されて定着装置１０へ導入され、ここでトナー像の定着処理を受け、画像形成物（プリント）として画像形成装置本体外部に排出される。
【００２５】
【実施例】
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。
【００２６】
表１及び表２に示す原材料をミキサー及びオープンロールで混練りを行ない実施例１〜７及び比較例１〜６のゴム組成物を作製した。
【００２７】
（材料）表１、表２に示す。
【００２８】
（試験片）；各実施例及び比較例のゴム組成物をプレス加硫にて２ｍｍシート（１６０℃で２０分間加硫）。
【００２９】
（導電性ローラー）
本発明の導電性ローラーは、該チューブ状の導電性ゴム成形物の内径が、該導電性ゴムローラーの長手方向全域で、該導電性芯材の外径寸法に対して、２０〜２５％細く、且つ内径の公差±５μｍの導電性ゴム成形物となるものを用いる。
【００３０】
該導電性ゴム成形物は、該チューブ状の導電性ゴム成形物の内径が、該導電性芯材の外径寸法φ６ｍｍに対して、２０〜２５％細いシリコーンゴム等の極性の異なるゴムを共押出しし、加硫缶にて１６０℃で３０分間の加硫を行った後、このシリコーンゴム等の極性の異なるゴムを引き抜くことにより該導電性芯材の外径寸法に対して、２０〜２５％細い内径を有する、該チューブ状の導電性ゴム成形物が得られる。
【００３１】
加硫缶にて１６０℃で３０分間の加硫を行ないチューブ状の導電性ゴム成形物を作製し、次いでφ６ｍｍ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ー状の成形体を得た。
【００３２】
この成形体を研磨砥石ＧＣ８０を取り付けた研磨機にセットし、研磨条件として回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍ／分で外径がφ１５ｍｍになるように研磨し、導電性ローラーを作製した。
【００３３】
（実施例１〜７）
本発明のローラーのゴム材料主成分として、アクリロニトリルブタジエンゴムを７５質量％、エピクロルヒドリンゴムを２５質量％とした系列で、このゴムの硬度が４０°、強度が２０ＭＰａとし、このゴム材から得られるチューブの内径がφ４．８、４．５及び３．９ｍｍとしたものを実施例１〜３とした。また、該ゴムの硬度を２０°、７０°、強度が２０ＭＰａとし、このゴム材から得られるチューブの内径がφ４．８ｍｍとしたものを実施例４、５とし、該ゴムの硬度を４０°、強度が１０、３０ＭＰａとし、このゴム材から得られるチューブの内径がφ４．８ｍｍとしたものを実施例６、７とした。
【００３４】
（比較例１〜６）
また、比較例としては、このゴム材から得られるチューブの内径が導電性芯材の外径寸法に対して、２０〜３５％細いことが必須であること、また、該ゴムの硬度又は強度が適切でないと不具合が生ずるものであることを証明する事例を示した。
【００３５】
また、ゴム硬度、ゴム強度、ゴムチューブ−導電性芯材密着力等に関する特性は、以下の方法により測定し、評価した。その結果を表１、表２に示す。
【００３６】
＜硬度＞
硬度は、Ａ型硬度計を使用し、ＪＩＳ  Ｋ−６２５３に準拠して測定した。
【００３７】
＜強度＞
ゴム強度は、３号ダンベルを使用し、引張り速度５００ｍｍ／ｍｉｎで、ＪＩＳ  Ｋ−６２５１に準拠して測定した。
【００３８】
＜ゴムチューブ−導電性芯材密着力＞
ゴムチューブと導電性芯材密着力は、ゴムチューブを固定し、導電性芯材にトルクゲージを取り付け、回転させ測定した。その時の値が４９Ｎ・ｃｍ以上のものを良好とした。
【００３９】
本発明では、導電性ローラー（転写ローラー）のローラー抵抗値が、用途で求められる数値範囲であることは、当然のこととして、実施例・比較例のローラーの抵抗値を明記していないが、所定の装置での、所定用途で求められるローラー抵抗値範囲に調整したものであることは言うまでもない。従って、本発明では、その課題とする項目である、ゴム成形物と導電性芯材との密着を評価する。
【００４０】
【表１】
2004340292.tif 000002
【００４１】
【表２】
2004340292.tif 000003
【００４２】
・アクリロニトリルブタジエンゴム…商品名：ニポールＤＮ４０１Ｌ、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…硫黄、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−８０、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
・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：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
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、導電性ゴム成形物の内径が、導電性芯材の外径寸法に対して、２０〜３５％細く、且つその内径の公差が±５μｍであるゴム成形物と導電性芯材との間で接着剤を使用しなくても密着性が優れ、加硫後の寸法安定性、電気的な均一性に優れた導電性ゴムローラー及びその製造方法を提供することが可能となった。
【００４４】
なお、こうして成形した導電性ローラーを、展開しようとする帯電ローラー、現像ローラー、転写ローラー等、夫々の層構成の中で利用可能な部位に適正に適用すれば、夫々の用途において有用なものである。その評価は、前記した装置構成の中での夫々の部位において用い、画像上の優劣を基準にして行う。
【００４５】
しかし、本発明の主なところは、芯金と導電性ゴムとの接着を不要としながら、上記用途において、接着剤を要するものと少なくとも其の密着性に差異がないことを企図するものであるため、本発明の有効性判断は、其の評価にあるように芯金と導電性ゴムとの密着性評価で行われるものである。
【００４６】
従って、本発明では、転写ローラーをもって、実施例、比較例を評価するが、他のローラーにおいても、密着性までの評価結果を適用できることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導電性ローラー（転写ローラー）の全体断面図である。
【図２】本発明の導電性ローラーを備えた画像形成装置の全体断面図である。
【符号の説明】
１  感光ドラム
２  帯電装置
３  露光光
４  現像装置
５  トナー
６  転写ローラー
６１  芯金
６２  弾性層
７  転写材
８  クリーニングブレード
９  クリーニング装置
１０  定着装置
【図１】
2004340292.tif 000004
【図２】
2004340292.tif 000005