(57)【要約】【課題】  安定した駆動力を有する駆動ロールを提供する。【解決手段】  金属または樹脂からなるコアの外周面に、基材ゴム１００重量部に対して充填材が１００〜３００重量部配合されたゴム状弾性体からなり、且つ肉厚が０．２〜１．０ｍｍであるゴム状弾性層を有し、ＤＣ−１０Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０５Ω以下である駆動ロールとする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属または樹脂からなるコアの外周面に、基材ゴム１００重量部に対して充填材が１００〜３００重量部配合されたゴム状弾性体からなり、且つ肉厚が０．２〜１．０ｍｍであるゴム状弾性層を有し、ＤＣ−１０Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０５Ω以下であることを特徴とする駆動ロール。
【請求項２】
請求項１において、前記ゴム状弾性層の１０〜６０℃の線膨張が、１．０μｍ／℃以下であることを特徴とする駆動ロール。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記基材ゴムがＥＰＤＭであることを特徴とする駆動ロール。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、カラー印刷用中間転写ベルト又はＯＰＣベルトの駆動ロールとして用いることを特徴とする駆動ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）などのＯＡ機器等において無端のフィルム又はゴムベルトを駆動するための駆動ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、ＬＢＰなどのＯＡ機器等においては、有機系感光体（ＯＰＣ）ベルトと中間転写ドラム又は中間転写ベルトとを用いた方式等があり、この方式ではＯＰＣベルト又は中間転写ベルトを巻回保持して回転駆動するためのベルト駆動ロールが用いられる。
【０００３】
かかる電子写真方式の概要を図１及び図２に示す。図１に示す方式は中間転写ドラムを用いる方式であり、ベルト駆動ロール１１Ａ、従動ロール１１Ｂ、搬送ロール１１Ｃおよび従動ロール１１Ｄからなる４つのロールに巻き掛けられたＯＰＣベルト１２に当接するように中間転写ドラム１３が設けられており、ＯＰＣベルト１２上に形成されたトナー像は、一旦、中間転写ドラム１３に転写された後、転写画像が紙等の被印刷シートに転写されるようになっている。ここで、ロール１１Ａ〜１１Ｄのうち少なくとも１つ、例えば、ベルト駆動ロール１１Ａが駆動されており、他の搬送ロール１１Ｃおよび従動ロール１１Ｂ、１１Ｄは従動自在に設けられていれる。
【０００４】
一方、図２に示す方式は、中間転写ベルトを用いる方式であり、ベルト駆動ロール２１Ａと２つの従動ロール２１Ｂおよび２１Ｃとに巻き掛けられた中間転写ベルト２２と、ＯＰＣドラム２３とが用いられ、ＯＰＣドラム２３に形成されたトナー画像は中間転写ベルト２２に転写された後、転写画像が被印刷シートに転写されるようになっている。ここで、ベルト駆動ロール２１Ａが駆動されており、他の従動ロール２１Ｂおよび２１Ｃは従動可能である。なお、中間転写ベルト２２は、通常、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンズイミタゾール等の樹脂フィルム、あるいはゴムベルトからなる。
【０００５】
そして、このように用いられるベルト駆動ロールとしては、ゴム製ロールが知られている。
【０００６】
ところで、近年、複写機、ＬＢＰ等の高速化、カラー化に伴い、ベルト速度のばらつきにより、文字ずれ、画像の伸び、色ずれ等が生じるため、ベルト駆動ロールの寸法精度及びベルト駆動精度が非常に重要になってきた。このような観点からすると、従来のゴムロールは温度変化により直径が変化してベルト速度が変化するという問題がある。
【０００７】
この問題等を解決するために、表面が粗面化又は艶消し処理された樹脂コート層を金属製のコアロール表面に有するベルト駆動ロールを出願した（特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、このような樹脂コート層によるロールでは、長期使用により摩耗の影響で摩擦係数が低下して正確にベルトを駆動できなくなるという問題や、特にカラー用電子写真機器の中間転写ベルトやＯＰＣベルトの駆動ロールとして使用すると色ずれが起こりやすいという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２３６６２７号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、安定した駆動力を有する駆動ロールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、金属または樹脂からなるコアの外周面に、基材ゴム１００重量部に対して充填材が１００〜３００重量部と多量に配合されたゴム状弾性体からなり、且つ肉厚が０．２〜１．０ｍｍであるゴム状弾性層を有し、ＤＣ−１０Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０５Ω以下である駆動ロールとすると、環境が変化しても安定した駆動力を有する駆動ロールになるという新たな知見を得て、本発明を完成させた。上記の構成とすることにより、ゴム状弾性層の線膨張係数を非常に小さくできるため、使用環境の変化によるロール寸法の変化がほとんど無く、一定の速度でベルトを駆動でき、色ずれが生じやすい高速カラー印刷においても好適に使用することができる。
【００１２】
かかる本発明の第１の態様は、金属または樹脂からなるコアの外周面に、基材ゴム１００重量部に対して充填材が１００〜３００重量部配合されたゴム状弾性体からなり、且つ肉厚が０．２〜１．０ｍｍであるゴム状弾性層を有し、ＤＣ−１０Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０５Ω以下であることを特徴とする駆動ロールにある。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ゴム状弾性層の１０〜６０℃の線膨張が、１．０μｍ／℃以下であることを特徴とする駆動ロールにある。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記基材ゴムがＥＰＤＭであることを特徴とする駆動ロールにある。
【００１５】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、カラー印刷用中間転写ベルト又はＯＰＣベルトの駆動ロールとして用いることを特徴とする駆動ロールにある。
【発明の効果】
【００１６】
金属または樹脂からなるコアの外周面に、基材ゴム１００重量部に対して充填材が１００〜３００重量部配合されたゴム状弾性体からなり、且つ肉厚が０．２〜１．０ｍｍであるゴム状弾性層を有し、ＤＣ−１０Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０５Ω以下である駆動ロールとすることにより、使用環境によらず安定してベルトを駆動できるという効果を奏する。また、ゴム製のロールのため、樹脂製のロールのように摩擦係数の低下等の問題も少ない耐久性に優れたロールである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の駆動ロールは、金属または樹脂からなるコアの外周面に、基材ゴム１００重量部に対して充填材が１００〜３００重量部配合されたゴム状弾性体からなり、且つ肉厚が０．２〜１．０ｍｍであるゴム状弾性層を有する。このような構成にすることにより、ゴム状弾性層の１０〜６０℃の線膨張を１．０μｍ／℃以下とすることができる。なお、本明細書において、「ゴム状弾性層の線膨張」とは、１℃あたりのゴム状弾性層の肉厚の変化量を意味する、すなわち、ゴム状弾性層の１０〜６０℃の線膨張とは、６０℃及び１０℃におけるゴム状弾性層の肉厚の差を温度差５０℃で割ったものである。
【００１８】
従来、コアの外周面にゴム状弾性層を設けたロールとした場合には、当該ゴム状弾性層を薄く成形することはできなかった。しかしながら、本発明においては充填材を非常に多量に配合したため、ゴム状弾性層の肉厚を０．２〜１．０ｍｍとすることができ、駆動ロールの線膨張が小さくなり、使用環境により外径がほとんど変化しないため、駆動力が一定となり、高精度な駆動力が求められるカラー印刷において高速で印刷しても色ずれ等の問題が生じない。
【００１９】
また、本発明の駆動ロールは、ＤＣ−１０Ｖ印加時の電気抵抗値が１．０×１０５Ω以下である。電気抵抗値が１．０×１０５Ωより大きいと、特にカラー印刷の際に画像が悪くなる場合がある。
【００２０】
基材ゴムは特に限定されず、従来から公知の各種ゴム材質および熱可塑性エラストマから選択される材質を用いることができ、例えば、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）あるいは塩素化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、これらのブレンドゴム等を挙げることができる。特に好ましくはＥＰＤＭである。
【００２１】
基材ゴム１００重量部に対して１００〜３００重量部の充填材を配合する。充填材が１００重量部より少ないと、ゴム状弾性層の肉厚を０．２ｍｍの薄さにすることができない。充填材としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボン（ＳｉＯ２）、炭酸カルシウム等を挙げることができるが、電気抵抗値を低くするためにはカーボンブラックを用いることが好ましい。なお、粉状のものでも、ウイスカー状のものでもよいが、粉状の充填材が好ましい。
【００２２】
また、ゴム状弾性層を設けるコアは金属製、樹脂製の何れでもよいが、金属製のものを用いると、金属は線膨張が小さいため駆動ロール全体としての温度による寸法変化をより小さくすることができ、また、駆動ロールに電圧を付加して使用する場合に電気抵抗値を低くすることができる。
【００２３】
本発明の駆動ロールを硫黄加硫して製造する場合は、硫黄及び／又は硫黄を含む加硫促進剤を、例えば、基材ゴム１００重量部に対し１〜１０重量部添加する。
【００２４】
また、過酸化物加硫して製造する場合は、ジクミルパーオキサイド等の過酸化物系加硫剤を、例えば、基材ゴム１００重量部に対し１〜２０重量部添加する。この過酸化物系加硫剤でゴムを過酸化物架橋させることにより、加硫時においてゴム中に含まれ得る副産物が少なくなるために、ベルトの汚染を防止することができるものと推測される。
【００２５】
また、可塑剤を配合してもよく、例えば基材ゴム１００重量部に対して１〜２００重量部配合することができる。なお、各種可塑剤を用いることができるが、ブルームによる汚染を防止するためには、ジ−（２−エチルヘキシル）フタレート、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイル等を用いるのが好ましい。
【００２６】
さらに、イオン導電性付与剤等の導電性付与剤等、その他の添加剤を添加してもよい。
【００２７】
本発明の駆動ロールの製造方法は特に限定されないが、例えば、基材ゴムと、基材ゴム１００重量部に対して１００〜３００重量部の充填材とを、加硫剤及び必要に応じた各種添加剤と共に添加して混練りし、押出成形等によりゴム状弾性層となるスリーブ部材を成形し、これを蒸気加硫したものをコアに被覆してさらに加硫接着することにより製造することができる。なお、加硫条件も一般的なものでよい。加硫温度は、例えば、１３０℃〜１８０℃程度である。
【００２８】
駆動ロールのゴム状弾性層の表面粗さＲａは、１．６μｍ以下であることが好ましい。これより大きいと、高い駆動精度が得られないという問題が発生することがある。
【００２９】
成形されたゴム弾性層のゴム硬度は特に限定されず、用途や製造条件に応じて適宜決定すればよいが、ＪＩＳ  Ａで５０°以上であることが好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００３１】
（実施例１）
ＥＰＤＭ１００重量部に、粉状充填材としてカーボンブラックを１００重量部、可塑剤としてパラフィンオイルを５０重量部、ステアリン酸を１重量部、硫黄を１重量部、加硫促進剤としてチウラム系加硫促進剤を４重量部を練り混んだゴム材質を用いて押出成形により成形したスリーブ部材を、蒸気釜にて１５０℃で６０分間蒸気加硫し、これを外径２１ｍｍの金属シャフトに被覆し加硫接着して肉厚１．０ｍｍのゴム状弾性層を形成して、外径２３ｍｍ、幅２３２ｍｍの駆動ロールを作製した。
【００３２】
（実施例２）
さらに充填材としてホワイトカーボン５０重量部を混合した以外は、実施例１と同様にして、駆動ロールを作製した。
【００３３】
（実施例３）
カーボンブラックの配合量を１５０重量部とし、ゴム状弾性層の肉厚を０．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、駆動ロールを作製した。
【００３４】
（実施例４）
ゴム状弾性層の肉厚を０．２ｍｍとした以外は、実施例３と同様にして、駆動ロールを作製した。
【００３５】
（実施例５）
カーボンブラックの配合量を２００重量部、ホワイトカーボンの配合量を１００重量部とした以外は、実施例２と同様にして、駆動ロールを作製した。
【００３６】
（比較例１）
カーボンブラックの配合量を９０重量部とした以外は、実施例１と同様にして、駆動ロールを作製した。
【００３７】
（比較例２）
ゴム状弾性層の肉厚を１．２ｍｍとした以外は、実施例３と同様にして、駆動ロールを作製した。
【００３８】
（比較例３）
カーボンブラックの配合量を９０重量部とした以外は、実施例４と同様にした。
【００３９】
（比較例４）
カーボンブラックのかわりにホワイトカーボンを用いた以外は、実施例１と同様にして、駆動ロールを作製した。
【００４０】
（試験例１）
実施例１〜５及び比較例１〜４の駆動ロールについて、１０℃及び６０℃の各環境下に２４時間放置（シーズニング）した後の駆動ロールの外径を、レーザー測定器にて測定し、ゴム状弾性層の１０℃〜６０℃の線膨張を以下の式により算出した。結果を表１に示す。なお、金属シャフトの線膨張係数は１×１０−７程度であり、無視できるものである。
【００４１】
［数１］
2005226666.tif 000002
【００４２】
Ｘ６０：６０℃での駆動ロール外径
Ｘ１０：１０℃での駆動ロール外径
【００４３】
（試験例２）
実施例１〜５及び比較例１〜４の駆動ロールについて、電気抵抗値を測定した。具体的には、図３に示すように、各駆動ロール３０をＳＵＳ３０４板からなる電極部材４０の上に載置し、コア３２の両端に１００ｇ荷重をかけた状態で、印加電圧をＤＣ−１０Ｖとして、芯金３２と電極部材４０との間の電気抵抗値を、ＵＬＴＲＡ  ＨＩＧＨ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＭＥＴＥＲ  Ｒ８３４０Ａ（株式会社アドバンテスト製）を用いて測定した。
【００４４】
（試験例３）
実施例１〜５及び比較例１〜４の駆動ロールを、カラーレーザープリンタの中間転写ベルトの駆動ロールとしてとりつけた。このカラーレーザープリンタを起動し、１０℃及び６０℃の各環境下で画像を出力し、○：画像に色ずれが生じなかった、×：画像に色ずれが生じた、として評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2005226666.tif 000003
【００４６】
表１の結果から、実施例１〜５の駆動ロールは１０〜６０℃における線膨張は１．０μｍ／℃以下であり、温度が変化してもロールの大きさの変化は非常に小さいため、一定の駆動速度でベルトを搬送でき、カラー高速印刷でも１０℃及び６０℃の環境下共、色ずれが全く生じなかった。一方、充填材の配合量が少ない比較例１や、ゴム状弾性層の厚い比較例２では、線膨張が１．０μｍ／℃よりも大きく、温度により駆動力がばらつくため、カラー高速印刷では１０℃及び６０℃の環境下共、色ずれが生じた。充填材の配合量を少なくした比較例３では肉厚０．２ｍｍのゴム状弾性層のロールを作製しようとしたが、寸法精度が悪くなり使用できる駆動ロールを作製することができなかった。また、ホワイトカーボンのみを充填材として用いた比較例４では線膨張は０．９５μｍ／℃と小さかったが電気抵抗値が高いため色ずれが生じた。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】中間転写ドラムを使用する電子写真方式の概要を示す模式図である。
【図２】中間転写ベルトを使用する電子写真方式の概要を示す模式図である。
【図３】電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１Ａ〜１１Ｄ  ロール
１２  ＯＰＣベルト
１３  中間転写ドラム
２１Ａ〜２１Ｃ  ロール
２２  中間転写ベルト
２３  ＯＰＣドラム
３０  駆動ロール
３２  コア
４０  電極部材
【図１】
2005226666.tif 000004
【図２】
2005226666.tif 000005
【図３】
2005226666.tif 000006