(57)【要約】【課題】  転写ローラや帯電ローラあるいは現像ローラ等の導電性スポンジゴムローラにおいて、蒸気等で加硫した場合、発泡状態のムラが発生した。この発泡状態のムラが無く、且つセルの大きさが均一な導電性ゴムローラを提供する。【解決手段】  本発明は、導電性芯材上にゴム層が形成されている導電性スポンジゴムローラにおいて、該ゴムの１６０℃における加硫速度（Ｔ10）が１．２〜２．5min、且つ発泡剤の分解温度が１４０〜１６５℃であることを特徴とし、製造時において昇温速度３５℃/min以上で昇温し加硫温度が１５５〜１６５℃、又は、昇温速度３５℃/min以上で１２０℃〜１３０℃まで昇温し１〜３min一度熱保持し、その後昇温速度２５℃/min以上で昇温し１５５〜１６５℃で加硫することを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材上にスポンジゴム層が成形されている導電性スポンジゴムローラにおいて、該スポンジゴムの１６０℃における加硫速度（Ｔ10）が１．２〜２．５min、且つ発泡剤の分解温度が１４０〜１６５℃であることを特徴とする導電性スポンジゴムローラ。
【請求項２】
該スポンジゴム層が、昇温速度３５℃/min以上でリニアに昇温し、１５５〜１６５℃で加硫して得られた層である請求項１に記載の導電性スポンジゴムローラ。
【請求項３】
該スポンジゴム層が、熱加硫する前に昇温速度３５℃/min以上で１２０〜１３０℃まで昇温し１〜３min熱保持した後、昇温速度２５℃/min以上で１５５〜１６５℃まで昇温し加硫して得られた層である請求項１に記載の導電性スポンジゴムローラ。
【請求項４】
該スポンジゴム層の平均セル径が１００μｍ〜５００μｍ、且つセル間の壁厚が１５０μｍ以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性スポンジゴムローラ。
【請求項５】
該スポンジゴム層のゴム材料がアクリロニトリルブタジエンゴム、若しくはエピクロルヒドリンゴム若しくはエチレンプロピレンゴム又はそれらの混合物を主成分とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導電性スポンジゴムローラ。
【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、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に関し、特には感光体等の像担持体に電子写真プロセス、静電記録プロセス等の作像手段で形成担持させたトナー像による可転写画像を紙等の記録媒体、転写材に転写させる転写装置の転写ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置の多くは、有害とされているオゾンの発生が非常に少ない接触転写方式を採用しており、なかでも転写部での被記録材搬送性に優れたローラ転写方式が主流となっている。
【０００３】
ローラ転写方式は、弾性ゴムローラ層を有する転写ローラを像担持体である感光ドラムに圧接して転写ニップを形成し、前記転写ニップで被記録材を搬送しつつ、転写ローラに印加された転写バイアスの作用で感光ドラム上のトナー像を被記録材上へ転写するものである。
【０００４】
近年、様々な被記録材に印字する市場の要求が高まるに従い、より搬送性に優れた導電性ソリッドゴムを弾性層としたソリッド転写ローラを用いた画像形成装置も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ソリッド転写ローラは、その弾性層が高い復元力を有するソリッド状ゴムであるため、従来のスポンジタイプの転写ローラに比較して転写ニップ部での被記録材保持力が高く、給紙のバックテンションや、葉書や厚紙などが被記録材搬送路にこすれて生じる搬送抵抗などに対しても影響を受けにくく、より安定した被記録材搬送が行えるというメリットがある。しかし、低硬度を追求する上では限度がある。
【０００６】
そこで、電気抵抗値と硬度を両立できる転写ローラとして、ＳＵＳ、Ｆｅ等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等によりその抵抗を１×１０6〜１×１０10［Ω］とした導電性スポンジ弾性体層を形成した硬度２０〜４０度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）の弾性スポンジローラが用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いる導電性スポンジゴムローラの該ゴム層は蒸気等で加硫した場合、発泡状態にムラが生じるという問題がある。これは、加硫と発泡剤の分解のタイミングが適切ではないときに生じる。例えば、加硫に対して発泡剤の分解が早めになるとガス抜けが起こり発泡セル径が小さくなり、発泡剤の分解に対して加硫が早めになるときも発泡剤が分解し難くなり、発泡セル径が小さくなる。また、発泡剤の分解温度が低い場合、加硫温度までの昇温ばらつきの影響を受け易く発泡状態もばらつく、という問題があった。
【特許文献１】特開２００１−２７８５５号公報（Ｐ．２）
【特許文献２】特開２００１−１０９２８３号公報（Ｐ．２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は、電子写真装置等の画像形成装置に用いられる導電性スポンジゴムローラにおいて、発泡状態にムラがなくゴム層の内部から外部まで均一なセル径の導電性スポンジゴムローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、導電性芯材上にスポンジゴム層が成形されている導電性スポンジゴムローラにおいて、該スポンジゴムの１６０℃における加硫速度（Ｔ10）が１．２〜２．５min、且つ発泡剤の分解温度が１４０〜１６５℃であることを特徴とする導電性スポンジゴムローラにより上記問題を解決した。
【００１０】
更に、該スポンジゴム層を、昇温速度３５℃/min以上でリニアに昇温し、１５５〜１６５℃で加硫して得られた層とすることで好適に本発明の目的は達成できた。
【００１１】
また、更に、該スポンジゴム層を、熱加硫する前に昇温速度３５℃/min以上で１２０〜１３０℃まで昇温し１〜３min熱保持した後、昇温速度２５℃/min以上で１５５〜１６５℃まで昇温し加硫して得られた層とすることで好適に本発明の目的は達成できた。
【００１２】
該スポンジゴム層の平均セル径が１００μｍ〜５００μｍ、且つセル間の壁厚が１５０μｍ以下である導電性スポンジゴムローラは本発明の目的を達成するものである。
【００１３】
該スポンジゴム層のゴム材料がアクリロニトリルブタジエンゴム、若しくはエピクロルヒドリンゴム若しくはエチレンプロピレンゴム又はそれらの混合物を主成分とする導電性スポンジゴムローラは本発明の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ゴム材料の主成分が例えば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若しくはエチレンプロピレンゴム又はそれらの混合物の場合、Ｔ10が１．２〜２．５minで且つ発泡剤の分解温度が１４０℃〜１６５℃の範囲であるような加硫発泡系によって、チューブ内部から外径付近まで均一な発泡状態の導電性スポンジゴムローラを提供することができる。更に、製造時において昇温速度が３５℃/min以上であり加硫温度が１５５〜１６５℃、又は、昇温速度３５℃/min以上で１２０℃〜１３０℃まで昇温し１〜３min一度熱保持した後、昇温速度２５℃/min以上で１５５〜１６５℃まで昇温し加硫することによって、より好適にチューブ内部から外径付近まで均一な発泡状態の導電性スポンジゴムローラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
本発明の導電性スポンジゴムローラにおいて、導電性芯材（図１の芯金６１）上にスポンジゴム層（図１の弾性層６２）を形成するためのゴム材料は以下のようにして作成した。
【００１７】
［導電性ローラのゴム材料］；ゴム組成物は、ゴム主成分としてアクリロニトリルブタジエンゴムを５８質量％、エピクロルヒドリンゴムを２２質量％、エチレンプロピレンゴムを２０質量％の混合物とする。
【００１８】
更に、硫黄等の加硫剤、スルフィド系の加硫促進剤、カーボンブラック等の導電材、その他の助剤を混合したものである。
【００１９】
材料を列記すると
アクリロニトリルブタジエンゴム
［ニポールDN401L  日本ゼオン社製］
エピクロルヒドリンゴム
［ゼクロン3106  日本ゼオン社製］
エチレンプロピレンゴム
［エスプレン505  JSR社製］
加硫剤
［イオウ；商品名  Rhenogran S-80  バイエル社製］
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  バイエル社製］
発泡剤
［ADCA（アゾジカルボンアミド）；商品名  M257  三協化成社製］
［OBSH（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）；商品名  EH-80  永和化成社製］
発泡助剤
［尿素；商品名  M258  三協化成社製］
その他の材料
［炭酸カルシウム；商品名  TP-222H  奥多摩化学工業社製］
［カーボン；商品名  FT旭15、SRF旭35  旭カーボン社製］
［酸化亜鉛；商品名  亜鉛華２種  ハクスイテック社製］
［ステアリン酸；商品名  ルナックS  花王社製］
［プロセスオイル；商品名  ダイアナプロセスオイルPW-380  出光興産社製］
【００２０】
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、加硫缶にて加硫を行いチューブ状の導電性ゴム成形物を作成する。
【００２１】
この際の加硫速度（Ｔ10）が１．２〜２．５min、且つ発泡剤の分解温度が１４０〜１６５℃である。
【００２２】
加硫温度が発泡剤の分解温度に達したところで、発泡剤は分解し始め、セルの形成が始まる。本発明は、セル形成のタイミングとセル壁の加硫効果のバランスをとったものである。
【００２３】
加硫速度（Ｔ10）が１．２〜２．５minであるのに対して発泡剤の分解温度が１４０℃未満であると、加硫よりも発泡剤の分解が大きく先行するため、熱の伝わり易い部分ではガス抜けが生じ導電性スポンジゴムローラの該ゴム層の内外部でセル径がばらついてしまう。また、発泡剤の分解温度が１６５℃を超えると、加硫に対して発泡剤の分解が遅れるため十分に発泡剤が分解できずにセル径が小さくなる。
【００２４】
加硫パターンとしては、加硫温度までリニアに昇温させるとか、一度熱保持した後加硫温度まで昇温させるパターンがあるが、本発明ではリニア昇温で加硫温度が１５５〜１６５℃である場合と、一度１２０℃〜１３０℃で１〜３min熱保持した後、１５５〜１６５℃で加硫するという場合の両方において有用な形成物の得られることを見出したものである。
【００２５】
形成した導電性スポンジゴムローラの該ゴム層は、平均セル径１００μｍ〜５００μｍ、且つ該セル間の壁厚が１５０μｍ以下であることが望ましい。平均セル径が１００μｍ未満であるか、５００μｍを超えると、転写ローラとして用いる場合、紙の搬送性に問題が生じやすい。また、セル間の壁厚が１５０μｍを超えると固くなりすぎて、本発明の用途には適合しない。セル間の壁厚の最低厚みは、破壊されないで形成する厚みであり、製法、材料により微妙に異なる。
【００２６】
図２に、本発明の導電性スポンジゴムローラを画像形成装置に利用した一例を示す。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プリンタであり、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、本発明の導電性スポンジゴムローラを転写ローラとして備えた転写装置が装着されている。
【００２７】
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支持体の外周面に、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Ａ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。
【００２８】
感光ドラム１表面は、接触帯電部材としての帯電ローラ２によって均一に帯電される。帯電ローラ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Ａ方向の回転に伴って反時計回りに従動回転する。帯電ローラ２には、帯電バイアス印加電源（高圧電源、不図示）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。
【００２９】
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。
【００３０】
一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の転写材が、転写ガイド７にガイドされて、感光ドラム１と転写ローラ６との間の転写部（転写ニップ部）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。６１は芯金、６２は弾性層である。転写部に供給された転写材は、転写バイアス印加電源（不図示）により転写ローラ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、クリーニング装置のクリーニングブレード８によって除去される。９は廃トナー容器である。
【００３１】
転写部を通った転写材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。
【実施例１】
【００３２】
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。
【００３３】
［導電性ローラのゴム層］；ゴム組成物は、ゴム主成分としてアクリロニトリルブタジエンゴムを５８質量％、エピクロルヒドリンゴムを２２質量％、エチレンプロピレンゴムを２０質量％の混合物とする。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、加硫缶にて加硫を行い、チューブ状の導電性ゴム成形物を作成した。その後チューブ状の導電性ゴム生成物の断面のセル状態を観察した。
【００３４】
実施例及び比較例に用いたゴム組成物の配合割合は表１〜２の通りである。表１〜２に示す原材料をミキサー及びオープンロールで混練りし、各実施例及び比較例のゴム組成物を作成した。
【００３５】
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。
【００３６】
アクリロニトリルブタジエンゴム
［ニポールDN401L  日本ゼオン社製］
エピクロルヒドリンゴム
［ゼクロン3106  日本ゼオン社製］
エチレンプロピレンゴム
［エスプレン505  JSR社製］
加硫剤
［イオウ；商品名  Rhenogran S-80  バイエル社製］
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  バイエル社製］
発泡剤
［ADCA（アゾジカルボンアミド）；商品名  M257  三協化成社製］
［OBSH（オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）；商品名  EH-80  永和化成社製］
発泡助剤
［尿素；商品名  M258  三協化成社製］
その他の材料
［炭酸カルシウム；商品名  TP-222H  奥多摩化学工業社製］
［カーボン；商品名  FT旭15、SRF旭35  旭カーボン社製］
［酸化亜鉛；商品名  亜鉛華２種  ハクスイテック社製］
［ステアリン酸；商品名  ルナックS  花王社製］
［プロセスオイル；商品名  ダイアナプロセスオイルPW-380  出光興産社製］
【００３７】
実施例１−１〜１−１１は、発泡剤の分解温度が１４０℃〜１６５℃かつ加硫速度（Ｔ10）が１．２〜２．５minの範囲であるように加硫系及び発泡系薬品の比率を調整し、セルが均一になることを示す事例である。
【００３８】
比較例１−１〜１−６は、発泡剤の分解温度が１４０℃〜１６５℃かつ加硫速度（Ｔ10）が１．２〜２．５minの範囲外であると発泡セルが不均一になるということを示す事例である。
【００３９】
加硫条件は表１〜２に示す実施例及び比較例については１６０℃×３０minの加硫を行った。
【実施例２】
【００４０】
表３〜４に示す実施例及び比較例についてはそれぞれ表３〜４中に示した加硫温度にて３０minの加硫を行った。表３〜４の実施例及び比較例の加硫パターンとしては、加硫温度までリニアに昇温させるものをＡ、一度熱保持した後加硫温度まで昇温させるものをＢとした。
【００４１】
表３及び表４の実施例及び比較例において用いた配合は表１の実施例１−１の配合である。
【実施例３】
【００４２】
表５の実施例３−１〜３−２は、加硫パターンＡで加硫温度までの昇温速度が３５℃/min以上である場合と、加硫パターンＢで熱保持温度までの昇温速度が３５℃/min以上であり、加硫温度までの昇温速度が２５℃/minである場合に発泡セルが均一になるということを示す事例である。
【００４３】
表６の比較例３−１〜３−２は、加硫パターンＡで加硫温度までの昇温速度が３５℃/min未満である場合と、加硫パターンＢで熱保持温度までの昇温速度が３５℃/min未満であり、加硫温度までの昇温速度が２５℃/min未満であると発泡セルが不均一になることを示す事例である。
【００４４】
表５及び表６の実施例および比較例において用いた配合は表１の実施例１−１の配合である。
【００４５】
また、発泡セル径、加硫速度及び発泡剤分解温度などに関する特性は、以下の方法により測定した。
【００４６】
〔加硫速度〕；  アルファテクノロジーズ（株）のレオメータMDR2000を用いて１６０℃で３０min測定し、その時のＴ10の値を加硫速度の指標とした。
【００４７】
〔発泡剤分解温度〕；  発泡剤の分解温度は実施例及び比較例に示した各配合のゴム材をアルファテクノロジーズ（株）のレオメータMDR2000で測定した発泡圧によって定義した。定義については、１２０℃〜１８０℃まで５℃刻みに温度をふり、各温度で３０min測定したときにＴＰ90（９０％発泡した時間）が１５min以内である最低の温度を分解温度とした。
【００４８】
〔セル径〕；  加硫後のゴムチューブ断面における内部及び外部のセル径を（株）KEYENCEのビデオマイクロVH-6200により測定した。
【００４９】
これらの結果は各配合及び各加硫温度に対応させ表１〜４に示す。
【００５０】
上記表１〜４の実施例及び比較例における発泡状態の評価としては、加硫後のゴムチューブ断面の発泡セル径の大小差が１００μｍ以下で、且つセル間の壁厚が１００μｍ以下であるものの発泡状態を○とし、それ以外のものを×とした。
【００５１】
【表１】
2005107152.tif 000002
【００５２】
【表２】
2005107152.tif 000003
【００５３】
【表３】
2005107152.tif 000004
【００５４】
【表４】
2005107152.tif 000005
【００５５】
【表５】
2005107152.tif 000006
【００５６】
【表６】
2005107152.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の導電性スポンジローラの全体斜視図である。
【図２】本発明の導電性スポンジローラを転写ローラとして備えた画像形成装置の全体断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
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
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】
2005107152.tif 000008
【図２】
2005107152.tif 000009