(57)【要約】【課題】  転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の導電性ゴムローラーにおいて、長時間通電によって起こるヒドリンゴムの劣化に起因する抵抗変動を少なくし、更にローラー表面の張付き性を少なくした導電性ゴムローラー、特に発泡体からなる導電性ゴムローラーを提供することである。【解決手段】  導電性芯材上に発泡体からなるゴム層が成形されている導電性ゴムローラーにおいて、該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して酸化マグネシウムを１．０〜１０．０質量部、活性酸化亜鉛を１．２〜３．０質量部、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有し、且つ該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部中にエピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有していることを特徴とする導電性ゴムローラー。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材上に発泡体からなるゴム層が成形されている導電性ゴムローラーにおいて、該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して酸化マグネシウムを１．０〜１０．０質量部、活性酸化亜鉛を１．２〜３．０質量部、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有し、且つ該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部中にエピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有していることを特徴とする導電性ゴムローラー。
【請求項２】
前記ゴム材料中の前記活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍである請求項１に記載の導電性ゴムローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンター及び静電記録装置等の画像形成装置において、使用される導電性ローラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等、電子写真方式の画像形成装置の多くに帯電ローラー、転写ローラー及び現像ローラー等の導電性ローラーが用いられている。従来これらのゴムローラーに導電性を付与するのにカーボンブラック等の導電性の充填材を加える方法、あるいは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等のイオン導電性のゴム材料を配合する方法が挙げられる（特許文献１）。上記ローラーに導電性を付与するのにカーボンブラック等の導電性の充填材を加える方法は電圧値による抵抗値の依存性や、ロットによる抵抗値のバラツキが大きいため、その抵抗値が比較的安定した後者のイオン導電性の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や、イオン導電剤を付与したゴム材料を用いる手段が主流となっている（例えば特許文献２）。
【０００３】
しかし、これらの材料は長時間通電を行うと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等の劣化により抵抗変動が大きくなってしまうことが問題となっている。特にエピクロルヒドリンゴムの場合、受酸剤として添加してある酸化亜鉛が架橋反応中に塩化亜鉛となり、これがエピクロルヒドリンゴム中のエーテル結合を切断し軟化劣化することが公知である（特許文献３）。このエーテル結合の切断により前述した抵抗変動や更には低分子量化したエピクロルヒドリンゴムがローラー表面へ移行し、感光ドラム等への張付きとなってしまうことが問題となっているため、これからの複写機やプリンターの高速化等の要求から、導電性ゴムローラーには更なるゴムの劣化による電気的特性の変化を少なくした特性、更には感光ドラム等への張付きを少なくした特性が求められている。
【特許文献１】特開２００４−２０８００号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４９２５号公報
【特許文献３】特開平１−２６１４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の導電性ゴムローラーにおいて、長時間通電によって起こるヒドリンゴムの劣化に起因する抵抗変動を少なくし、更にローラー表面の張付き性を少なくした導電性ゴムローラー、特に発泡体からなる導電性ゴムローラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に従って、導電性芯材上に発泡体からなるゴム層が成形されている導電性ゴムローラーにおいて、該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して酸化マグネシウムを１．０〜１０．０質量部、活性酸化亜鉛を１．２〜３．０質量部、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有し、且つ該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部中にエピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有していることを特徴とする導電性ゴムローラーが提供される。
【発明の効果】
【０００６】
以上に示したように、本発明によって、抵抗変動量が小さくなり、耐熱老化性も向上し更には汚染性も向上した導電性ゴムローラーを提供することが可能となった。
【０００７】
従って、上記導電性ゴムローラーを用いた導電性ローラーは電子写真技術の画像形成に用いられる転写ローラー等に好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】
図２に、本発明に係る導電性ローラーを画像形成装置に利用した一例を示す。ここでは転写ローラーについての説明であるが、帯電ローラーあるいは現像ローラー等の他のローラータイプの部材に対しても適用可能である。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。
【００１０】
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。
【００１１】
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３、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走査露光を受ける。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。
【００１２】
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５が付着され、トナー像として反転現像される。
【００１３】
一方、給紙部（不図示）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。このとき、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。
【００１４】
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（不図示）外部に排出される。
【００１５】
本発明を実証する導電性ローラー（図１）は、以下のようにして作製した。
【００１６】
［導電性ローラー］
ゴム組成物は、ゴム主成分のポリマー分１００質量部に対して酸化マグネシウムを１．０〜１０．０質量部、活性酸化亜鉛を１．２〜３．０質量部、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有し、且つ該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部中にエピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有したものの混合物とし、これにカーボンブラック等の導電材や他の助剤、硫黄等の加硫剤、スルフィド系の加硫促進剤、発泡剤を混合したものである。
【００１７】
上記において、酸化マグネシウムが１．０質量部未満であると、加硫促進助剤として作用する以前に発泡助剤として働いてしまい、加硫促進助剤としての効果が薄れ加硫しなくなり、１０．０質量部を超えると、加硫促進助剤としての効果が現れ過ぎ発泡する以前に加硫してしまい発泡体にならないという問題が懸念される。また、活性酸化亜鉛が１．２質量部未満であると、加硫促進助剤として働かず発泡助剤として働いてしまい未加硫になってしまうことが懸念され、３．０質量部を超えると、酸化マグネシウムと同様に加硫促進助剤としての効果が現れ過ぎ発泡する以前に加硫してしまい発泡体にならないという問題が生じる可能性が高くなる。
【００１８】
酸化亜鉛の粒子径を小さくすることにより比表面積を大きくし活性度を上げた活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５μｍ未満であると、活性度が上がり過ぎ逆にヒドリンゴムのエーテル結合を切断してしまう問題があり、０．２μｍを超えると、活性度が低下し加硫促進助剤の役割を果たさなくなってしまう問題がある。
【００１９】
また、エピクロルヒドリンゴムが５質量部未満であると、ヒドリンの劣化よりも他のポリマーの劣化の効果が大きくなり効果が発揮されなくなる。
【００２０】
更に、２−メルカプトベンゾイミダゾールが２．０質量部未満であると、劣化に対する効果が少なくなり、５．０質量部を超えると、ブルームが発生し逆に汚染性が増してしまうことが懸念される。
【００２１】
押出し機（不図示）を用いてゴム組成物を押出し、未加硫のチューブ状の導電性ゴム成形物を得た後、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φ４〜１０ｍｍ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。この成形体を、研磨砥石ＧＣ８０を取り付けた研磨機（不図示）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φ１４ｍｍになるように研磨し、導電性発泡ゴムローラーを作製した。
【００２２】
なお、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。
【００２３】
更に、実施例及び比較例では結合アクリロニトニル量が２５％以下である低ニトリルのアクリロニトリルブタジエンゴムを記載したが、本発明はこれに限られるものではない。
・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］
・アクリロニトリルブタジエンゴム［商品名：ＤＮ４０１  日本ゼオン（株）社製］
・酸化マグネシウム［商品名：キョーワマグ１５０  協和化学工業（株）］
・活性酸化亜鉛［商品名：ＡＺＯ  正同化学工業（株）］
・２−メルカプトベンゾイミダゾール［商品名：ノクラックＭＢ  大内新興化学工業（株）社製］
【００２４】
[実施例１〜６]
ゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して酸化マグネシウムを１．０〜１０．０質量部含有し、且つゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して活性酸化亜鉛を１．２〜３．０質量部含有していることを特徴とし、更に該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部中にエピクロルヒドリンゴムが５〜１００質量部含有し、該ゴム材料中の該活性酸化亜鉛の粒子径が０．０５〜０．２μｍであり、該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して２−メルカプトベンゾイミダゾールが２．０〜５．０質量部含有したものを実施例１〜６とし、下記のように評価を行った。結果を表１に示す。
【００２５】
[比較例１〜３]
比較例としては酸化マグネシウムが１．０質量部未満含有の場合と、活性酸化亜鉛が１．２質量部未満、３．０質量部を超えて含有したものを比較例１〜３とし、下記のように評価を行った。結果を表２に示す。
【００２６】
＜ローラーの通電耐久試験方法＞
ローラーの通電耐久試験は、導電性ローラーを５０℃の環境下に置き、軸体に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛かるようにして外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着し、回転させた状態で、軸体とアルミニウムドラムとの間に２５時間、８０μＡの定電流を印加し続けた。その後、Ｎ／Ｎ環境に戻して２４時間以上放置した後で再びローラー抵抗を測定した。ここで初期の抵抗値と耐久後の抵抗値の差を桁数で表現したものを通電耐久量とした。これが小さいほど、導電性ゴムローラーの通電耐久性が良いといえる。変動量は０．１桁未満が好ましい。
【００２７】
＜耐熱老化試験方法＞
ＪＩＳ  Ｋ−６２５７に準拠し測定した。
【００２８】
＜貼り付き性＞
φ１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍに成形、研磨した導電性ローラーをレーザープリンター（レーザージェット４０００Ｎ  ＨＰ社製）に使用される感光体に接触させ、両端に１０００ｇの荷重を加え、４０℃／９５％ＲＨの環境下に１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Ａ、貼り付いたがローラーの自重で感光体から外れた物をＢ、ローラーの自重で外れなかった物をＣと評価した（評価装置図は不図示）。
【００２９】
＜汚染性＞
貼り付き性評価を行った感光体を前記レーザープリンターのカートリッジに組み込み、ベタ黒で３０枚印字し、画像に接触跡の白すじが無かったものをＡ、初期に白すじがあるが途中で無くなるものをＢ、最後まで白すじが消えない物をＣと評価した。
【００３０】
【表１】
2005240948.tif 000002
【００３１】
【表２】
2005240948.tif 000003
【００３２】
この結果からゴム材料中のポリマー分１００質量部に対して酸化マグネシウムを１．０〜１０．０質量部、活性酸化亜鉛を１．２〜３．０質量部、２−メルカプトベンゾイミダゾールを２．０〜５．０質量部含有し、且つ該ゴム層のゴム材料中のポリマー分１００質量部中にエピクロルヒドリンゴムを５〜１００質量部含有する、本発明の範囲内では抵抗変動量が小さくなり、耐熱老化性も向上し更には張付き性、汚染性も向上することがわかる。また、本発明の範囲を外れた場合には抵抗変動量が大きくなり、耐熱老化性も悪化し更には張付き性、汚染性も悪化する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の導電性ゴムローラーを転写ローラーに用いた概略断面図である。
【図２】本発明の導電性ゴムローラーを具備する画像形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  感光ドラム
２  帯電装置
３  露光手段
４  現像装置
５  トナー
６  転写ローラー
７  記録媒体
８  クリーニングブレード
９  廃トナー容器
１０  定着装置
６１  芯金
６２  弾性層
【図１】
2005240948.tif 000004
【図２】
2005240948.tif 000005