(57)【要約】【課題】抵抗バラツキが小さく均一な導電性を有し、感光体を汚染するおそれのない導電性ローラを提供することにある。【解決手段】導電性芯軸の外周上に導電性弾性層を有する導電性ローラにおいて、該導電性弾性層が原料ゴムとしてエピクロルヒドリン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリルゴムの１種単独あるいは２種以上の混合物を主体とするゴム組成物を含有し、かつイソプロピルアルコール抽出量がゴム組成物の５質量％以下であ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】
導電性芯軸の外周上に導電性弾性層を有する導電性ローラにおいて、該導電性弾性層が原料ゴムとしてエピクロルヒドリン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリルゴムの１種単独あるいは２種以上の混合物を主体とするゴム組成物を含有し、かつイソプロピルアルコール抽出量がゴム組成物の５質量％以下であることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記導電性弾性層が原料ゴム１００質量部に対して、１０〜１００質量部のファクチスを含有するゴム組成物を有する請求項１に記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記ファクチスのイソプロピルアルコール抽出量が５質量％以下である請求項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、導電性ゴムローラに関し、特に電子複写機等の感光体周りの帯電ローラや転写ローラ等として好適な導電性ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機又は電子写真印刷機等の電子写真装置は感光体外周面上に均一に帯電させ、次に感光ドラム表面上に印刷パターンの静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、これを熱により記録用紙上に転写する方式のものが知られている。この方式の中で、感光体表面上への帯電方法としては一般的にコロナ放電方式が用いられている。しかし、コロナ放電方式は人体に有害なオゾンが多量に発生するほか、装置の小型化が難しい問題を有している。
【０００３】
近年、コロナ放電方式よりも小型化が容易で人体に有毒なオゾンを発生させない接触帯電方式が検討され、一部で実用化されている。この接触帯電方式は、感光体表面に導電性を有する弾性ローラを所定の押圧力で当接させるものであり、帯電部材は感光ドラムとの均一密着性が必要なために、適度な弾性を有し、圧縮永久歪が小さく、更には感光体を汚染しないことが要求される。
【０００４】
また、帯電部材に用いられるゴムローラは所定の電位を一定に保持する必要がある。従って、帯電部材に用いられるゴムローラは所定の電位を一定に保持するために、従来では、カーボンブラックを導電性充填剤として用いられてきた。しかし、カーボンブラックは電子伝導系の導電性充填剤であり、カーボンブラックの配合量のわずかな変化やゴムの分散状態によって、電気抵抗が大きくばらつき、印加電圧への依存性も大きく、安定した電気抵抗を得ることが困難である。そこで、安定した電気抵抗を得る方法としては帯電部材のゴム組成物にエピクロルヒドリン系ゴム又はアクリロニトリル−ブタジエンゴム共重合体ゴムを用いる方法が知られている。エピクロルヒドリン系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエンゴム等の極性ゴムは電気抵抗のばらつきが小さく、印加電圧の依存性も小さい長所を有している。
【０００５】
このようなゴム組成物には、硬度調整や混練り加工性、押出し加工性を改良のために充填剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤といった多種の添加剤が用いられる。一般的に、前記ゴム組成物を感光体に当接させると、ゴム組成物中の前記添加剤に含まれる低分子量分が感光体に移行し、感光体汚染に悪影響を与える問題がある。感光体汚染を防ぐために、アセトン抽出成分が５質量％以下のポリウレタン樹脂発泡体を用いる方法が特開平８−２０７０５８号公報に開示されている。しかしながら、ゴム組成物においては、アセトン抽出を行った場合、感光体汚染の原因である前記添加剤に含まれる低分子量分以外に、感光体汚染に関係ない物質まで抽出するので、抽出量と感光体汚染を正確に規定付けることが難しく、好ましくない。
【０００６】
ところで、このようなゴム組成物を使用した導電性ゴムローラの一般的な製造方法としては、未加硫ゴム組成物を押出し機によりチューブ状に押出した後、加硫缶や連続加硫炉で加熱し、加硫させてゴムチューブを作製した後、ゴムチューブに接着剤を塗布した芯金を挿入して、加熱接着し、更に表面を研磨することにより、ゴムローラを製造する方法が一般的に知られている。しかしながら、この方法では研削条件によってはローラ表面に凹凸が生じ、表面粗さ（Ｒｚ）が大きくなることがあり、ローラ表面粗さを反映した帯電濃度ムラが生じることがある。従って、表面粗さを小さくするために、研削時間を長くしたり、又は型内成形等の特殊な工程を加えなければならずコストが上がるといった問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のゴムローラを用いた帯電装置には次のような問題がある。ゴムローラに用いるゴム組成物には、充填剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤といった多くの添加剤が用いられるために、この添加剤に含まれる低子量分がブリードアウトして、密着している感光体へ移行して汚染が起こり悪影響を与える。
【０００８】
本発明の目的は、抵抗バラツキが小さく均一な導電性を有し、感光体を汚染するおそれのない導電性ローラを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、導電性芯軸の外周上に導電性弾性層を有する導電性ローラにおいて、該導電性弾性層が原料ゴムとしてエピクロルヒドリン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリルゴムの１種単独あるいは２種以上の混合物を主体とするゴム組成物を含有し、かつイソプロピルアルコール抽出量がゴム組成物の５質量％以下であることを特徴とする導電性ローラが提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本発明で使用する導電性ゴムローラは、ローラ芯軸上の周囲に導電性弾性層が同心円状に積層された導電性ローラにおいて、導電性弾性層のゴム組成物がエピクロルヒドリン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリルゴムの１種単独あるいは２種以上の混合物を主体とするゴム組成物であり、かつ導電性弾性層のゴム組成物のイソプロピルアルコール抽出量がゴム組成物の５質量％以下からなる導電性ゴムローラである。
【００１２】
ゴム組成物のイソプロピルアルコール抽出成分が５質量％を越えると、前記添加剤等の低分子量分が、感光ドラムに移行し、感光体汚染を起こし、圧縮永久歪にも悪影響を与えるので好ましくない。本発明では、感光体汚染の悪影響を与えるゴム組成物中の低分子量分をイソプロピルアルコールで抽出することにより、感光体汚染の影響を与える低分子量分のみを抽出することができることから、抽出量と感光体汚染を正確に規定することができ、ゴム組成物のイソプロピルアルコール抽出量がゴム組成物の５質量％以下からなる導電性ローラを用いることで、感光体汚染の無い導電性ローラを確実に得ることができる。
【００１３】
導電性ゴムローラに用いるゴム組成物の配合について説明すると、本発明で用いているゴム組成物としては、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体ゴム（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体（ＧＥＣＯ）のエピクロルヒドリン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリルゴムの１種単独あるいは２種以上の混合物が挙げられる。本発明では可塑剤、軟化剤を多量に用いるとイソプロピルアルコール抽出量が前記規定量を超えるために、可塑剤や軟化剤を多量には使用することは好ましくない。従って、研磨後の表面性や押出し加工性が悪化することがある。そこで、研磨後の表面性や押出し加工性を向上させるためにファクチスを用いている。ゴム組成物中のファクチスの配合割合は、原料ゴム１００質量部に対して、１０〜１００質量部が好ましい。ファクチスの配合割合が１０質量部未満の場合、ゴムローラの表面平滑性や押出し加工性が劣ることがある。また、ファクチスの配合割合が１００質量部を超えると圧縮永久歪に悪影響を与えることから、前記の配合割合が好ましい。一般的にファクチスにはモノマー、オリゴマーや未架橋重合体等が含まれており、この低分子量が感光体汚染に悪影響を与えるので、本発明ではファクチスのイソプロピルアルコール抽出量が５質量％以下のファクチスを使用することが好ましい。
【００１４】
本発明のゴム組成物には、加硫剤及び必要に応じて加硫促進剤を適宜配合することができる。
【００１５】
本発明の導電性ローラは、次のように製造される。帯電部材に用いられるゴム組成物を構成する各成分を所定量配合し、混練りしてゴム組成物を製造した後、ゴムを円柱状に押出し成形し、次いで加硫する。加硫方法としては加硫缶が好ましいが、その他の加硫方法であってもよい。加硫条件は使用する原料ゴムや各成分に応じて変化するが、通常は１４０℃〜１７０℃で５分〜６０分間程度で行うのが好ましい。加硫後芯部材を圧入、研削して製造されるのが一般的であるが、特にこれに限定されるものではない。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明について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。
【００１７】
（ゴム組成物及びローラの作製）
各実施例及び比較例について、表１及び表２に示すゴム組成物をチューブ状に押出した。その成形物を１６０℃で３０分間蒸気加硫した後、芯金を圧入し、砥石ＧＣ８０、回転速度２０００ｒｐｍ、送り速度５００ｍ／分の条件で、外形１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍに表面研磨を行い、ローラを作製した。
【００１８】
各実施例及び比較例で使用した材料は、以下の通りである。
【００１９】
エピクロルヒドリンゴムには、日本ゼオン（株）製「ゼクロン３１０６」を、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムには日本ゼオン（株）製「ニポールＤＮ４０１Ｌ」を、アクリルゴムには日本ゼオン（株）製「ニポール　ＡＲ７２ＬＳ」を、酸化亜鉛にはハイテック（株）製「酸化亜鉛２種」を、ステアリン酸には花王（株）製「ステアリン酸Ｓ」を、炭酸カルシウムには白石カルシウム（株）製「シルバーＷ」を使用した。エステル・エーテル系可塑剤には旭電化（株）製「アデカイザーＲＳ−７００」を、ファクチス１にはイソプロピルアルコール抽出率が１５〜２０質量％のバイエル（株）製「レノプレンＥＰＳ」を、ファクチス２にはファクチス１をイソプロピルアルコールで２４時間抽出し、イソプロピルアルコール抽出率を５質量％以下に抽出残渣したものを使用した。加硫剤２，４，６−トリメルカプト−Ｓ−トリアジンには日本ゼオン（株）製「ＺＩＳＮＥＴＦ」を、酸化マグネシウムには協和化学工業（株）製の「キョーワマグ１５０」を、ケッチェンブラックにはライオン（株）製「ケッチェンＥＣ」を、加硫促進剤であるＭＤＢ、ＴＥＴＤ、ＴＲＡ、ＺｎＢＤＣには大内新興化学工業（株）製の「ノクセラーＭＤＢ」、「ノクセラーＴＥＴ」、「ノクセラーＴＲＡ」、「ノクセラーＢＺ」を使用した。
【００２０】
【表１】
2004012530.tif 000002
【００２１】
【表２】
2004012530.tif 000003
【００２２】
また、表３〜表５に示すイソプロピルアルコール抽出率及びアセトン抽出率、圧縮永久歪、表面粗さ及び感光体汚染は、以下の方法で測定した。
【００２３】
＜ローラ抵抗及び抵抗ムラ＞
ローラ抵抗測定は、当該ゴムローラ試験片を両端部に荷重５００ｇで芯金端部より２００Ｖの直流電圧を印加し、１分後の抵抗値を採用し、抵抗値の最大値と最小値の平均値をローラ抵抗、最大値と最小値の差を抵抗周ムラとした。
【００２４】
＜感光ドラム汚染性＞
当該ゴムローラを感光ドラムに１ヶ月、４０℃／９５％ＲＨの環境下、ローラ両端部に荷重５００ｇで押圧した後の感光体の汚染状態を肉眼で確認した。感光体汚染がなかった場合に〇とし、感光体汚染が確認された場合に×と評価した。
【００２５】
＜イソプロピルアルコール抽出率及びアセトン抽出率＞
ローラから２ｇの試験片を採取し、これをＪＩＳ　Ｋ６３５０に準じ、溶媒にイソプロピルアルコール又はアセトンを用いて抽出して試験を行った。
【００２６】
＜圧縮永久歪用試験片の作製及び圧縮永久歪試験＞
直径２９ｍｍ、厚み１２．５ｍｍサイズの円柱形の試料を用い、ＪＩＳ　Ｋ６３０１に準じ、４０℃で７２時間、２５％圧縮して試験を行った。
【００２７】
＜表面粗さ＞
前記の条件で得られたローラの表面粗さ（Ｒｚ）をＪＩＳ　Ｂ０６０１に準じ測定した。
【００２８】
【表３】
2004012530.tif 000004
【００２９】
【表４】
2004012530.tif 000005
【００３０】
【表５】
2004012530.tif 000006
【００３１】
エピクロルヒドリンゴム、アクリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリルゴムのイオン導電系ゴムを用いた実施例１〜１６、比較例３〜１１は、エチレンブタジエンゴム／カーボンブラックの電子伝導系を用いた比較例１、２と比べて周ムラが少なく、導電均一性に優れていた。
【００３２】
ゴム組成物のイソプロピルアルコール抽出量が５質量％以下の実施例１〜１６は感光体汚染が無く、イソプロピルアルコール抽出量が５質量％を超える比較例２〜１１は感光体汚染が見られることから、ゴム組成物のイソプロピルアルコール抽出量が５質量％以下のゴム組成物を導電性弾性層に用いることにより感光体汚染を防止することができる。
【００３３】
イソプロピルアルコール抽出率４質量％の実施例１３とイソプロピルアルコール抽出率７質量％の比較例２において、アセトン抽出率は共に１４質量％であった。実施例１３は感光体汚染がなく、比較例２は感光体汚染が確認された。また、比較例１０のアセトン抽出率は１２質量％で比較例２よりアセトン抽出率が少ないが感光体汚染が確認された。従って、イソプロピルアルコール抽出率と感光体汚染は規定することができるが、アセトン抽出率では感光体汚染を規定することができないことが分かる。
【００３４】
ファクチスの配合量が１０質量部未満の実施例１、１４〜１６、比較例１の場合は、ファクチスの配合量が１０質量部以上の実施例２〜１３、比較例２〜１１と比べ表面粗さが悪い。従って、表面粗さを小さくするために、研削時間を長くしたり、型内成形等の特殊な工程を加えたりしなければならない。また、ファクチスの配合量が１００質量部を超える比較例９〜１１の場合、ファクチスの配合量が１００質量部未満の実施例１〜１６、比較例１〜８と比べて圧縮永久歪が悪くなっていることが分かる。従って、ファクチスの配合量は原料ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部が好ましいことが分かる。
【００３５】
イソプロピルアルコール抽出率が５質量％以下であるファクチス２を１０質量部〜１００質量部まで配合した実施例５〜１３は感光体汚染が無かった。ファクチス１を５０質量部以上配合した比較例２〜８では感光体汚染が見られた。ファクチス１では５０質量部以上は配合できないが、ファクチス２は前記の最適な配合割合で添加することができる。
【００３６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によって、抵抗のバラツキが小さく均一な導電性を有し、感光体等の被帯電部材への汚染のおそれのない導電性ローラを提供することが可能となった。