導電性ゴムローラの製造方法、導電性ゴムローラ及び画像形成装置
【課題】導電性ゴムローラのゴム層を成型する前工程である予備成型において、熱履歴によるゴム物性の変化、特に硬度低下の無い導電性ゴムローラの製造方法を提供する。
【解決手段】ゴム層材料が、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、前記押出成型の前工程として、２軸押出し機による前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型で用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する予備成型工程を有する導電性ゴムローラの製造方法。
【解決手段】ゴム層材料が、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、前記押出成型の前工程として、２軸押出し機による前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型で用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する予備成型工程を有する導電性ゴムローラの製造方法。
【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、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ゴムローラ及び該導電性ゴムローラの製造方法に関する。更には、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として該導電性ゴムローラを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置の多くに、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等の導電性ゴムローラが用いられている。
【０００３】
これらの導電性ゴムローラの製造方法としては、ゴムやプラスチック等を円筒状に押し出す押出成型機が知られている。導電性ゴムローラでは均一な導電性を発現させるためにゴム中の水分や気泡を除去する必要があるため、ベント式を備えた押出成型機が特に用いられる。
【０００４】
前記押出成型機へのゴムの供給方法については、一般的には、前記押出成型機のゴム投入口の形状にあわせた形状にゴムを予備成型して供給する（例えば、特許文献１）。予備成型の方法としては、ゴム混練後に任意のカッター等を用いて短冊状に切断する方法や、混練後のゴムを予備成型機によりリボン状に成型する方法などが知られている。このように予備成型したゴムを、前記押出成型機に投入する（例えば、特許文献２）。
【０００５】
しかしながら、ＵＨＦ加硫のような連続加硫において、前記予備成型を別途行う場合には、成型後のゴムを連続的に押出成型機に投入する必要があり、人手がかかるなど経済的に不都合がある。また、連続加硫ライン内で予備成型を行い、予備成型直後に連続的に押出成型機にゴムを供給し、円筒状に押出成型、次いで加硫発泡を行う製造方法においては、前記課題は解決される。しかし、予備成型時の熱履歴によりゴム物性の変化、特に硬度低下が発生する場合がある。
【特許文献１】特開平０８−０２５３７０号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、導電性ゴムローラの製造方法において、特にはマイクロ波加硫炉を用いた連続加硫工程での予備成型方法に関して、熱履歴によるゴム物性の変化、特に硬度低下の無い導電性ゴムローラの製造方法を提供することを目的とする。また、該製造方法により製造された導電性ゴムローラ、及び該導電性ゴムローラを転写ローラとして備えた画像形成装置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】
【０００７】
本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法は、ゴム層材料を円筒状に押出成型し、成型された成型された該ゴム層材料を加硫・発泡して円筒状ゴム層を成型し、該円筒状ゴム層を導電性芯材に嵌合して導電性ゴムローラを製造する方法において、
前記ゴム層材料は、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、
前記押出成型の前工程として、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型に用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する予備成型工程を有し、
前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）が、２０％以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る導電性ゴムローラは、前記導電性ゴムローラの製造方法により製造された導電性ゴムローラである。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、少なくとも転写ローラを有する転写装置を備えた画像形成装置において、該転写ローラが前記導電性ゴムローラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法により、予備成型工程における熱履歴によるゴム物性の変化、特に硬度低下の無い導電性ゴムローラを提供することができる。また、該導電性ゴムローラを転写ローラとして備えた画像形成装置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】
【００１１】
本発明の導電性ゴムローラの製造方法は、ゴム層材料を円筒状に押出成型し、成型された成型された該ゴム層材料を加硫・発泡して円筒状ゴム層を成型し、該円筒状ゴム層を導電性芯材に嵌合して導電性ゴムローラを製造する方法において、前記ゴム層材料は、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、前記押出成型の前工程として、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型に用いる押出し機に連続的に該リボン状のゴム層材料を供給する予備成型工程を有し、前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）が、２０％以下であることを特徴とする。
【００１２】
（導電性ゴムローラ）
本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法により得られる導電性ゴムローラは、図１に示すように、導電性芯材１上にゴム層２を有する。
【００１３】
（ゴム成分）
前記ゴム層の原料であるゴム層材料は、ゴム成分として、少なくともアクリロニトリルブタジエンゴムと、エピクロルヒドリンゴムを含む。さらに、ポリスチレン系高分子材料、ポリオレフィン系高分子材料、ポリエステル系高分子材料、ポリウレタン系高分子材料、ＲＶＣなどの熱可塑性エラストマー、アクリル系樹脂、スチレン酢酸ビニル共重合体、ブタジエン―アクリロニトリル共重合体などの高分子材料、これらゴム、エラストマー、樹脂の混合物をゴム成分として含んでもよい。
【００１４】
（カーボンブラック）
前記ゴム層材料は、該ゴム層材料中のゴム成分の含有量を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含む。
【００１５】
カーボンブラックは補強性や導電性の付与を目的に添加している。カーボンブラックの種類は特に限定されず、例えばＨＡＦ級、ＭＴ級、ＳＲＦ級、ＧＰＦ級、ＦＴ級等を用いることができる。本発明ではＳＲＦ級のカーボンブラックが、低配合量で補強性に効果があるため好ましい。
【００１６】
カーボンブラックの含有量が５質量部未満では、添加する目的である補強性が得られない。一方、３０質量部を超えると、導電性ゴムローラを作製したときにゴム層の硬度が高くなり過ぎるだけでなく、カーボンブラックによる導電性の寄与が顕著となり、その結果、抵抗ムラが発生するため好ましくない。さらに、マイクロ波を用いた連続加硫においては、３０質量部超含む場合ではカーボンブラックによる発熱が大きくなり、過加熱となる場合があり好ましくない。
【００１７】
また、カーボンブラック以外にも補強性や導電性を付与する他の材料は、種々知られている。導電性を付与する材料としては、例えば、導電性粒子として、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＳｎＯ2とＳｂＯ3の固溶体等の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇ等の金属粉末等、また、イオン導電剤として、ＬｉＣＩＯ4、ＮａＳＣＮ等が挙げられる。しかし、マイクロ波加硫を行う場合、金属酸化物は凝集した際に偏熱する場合がある。また、イオン導電剤はブルーム等により感光ドラム等を汚染する場合があるため、好ましくない。一方、補強性を付与する材料としては、炭酸カルシウム等の充填材等があるが、エピクロルヒドリンゴムとの併用では塩化物が副生する場合があり、製品物性に影響を与える場合があるため、好ましくない。
【００１８】
（発泡剤・発泡助剤）
本発明に用いられる発泡剤としては、有機発泡剤、例えばＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）系、ＤＰＴ（ジニトロソペンタメチレンテトラアミン）系、ＴＳＨ（ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド）系、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルフェニルヒドラジド）系などを単独で若しくは混合して用いることが可能である。発泡剤の分解温度は、尿素樹脂や酸化亜鉛などの発泡助剤などを加えて低下させることもできる。
【００１９】
前記発泡助剤としては、尿素系化合物、酸化亜鉛、酸化鉛などの金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸などを主成分とする化合物などが挙げられ、発泡剤に対応して添加することができる。
【００２０】
（加硫剤・加硫促進剤）
本発明に用いられる加硫剤としては、硫黄、金属酸化物などが挙げられる。加硫促進剤としては各種知られているが、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤を用いることができる。チアゾール系促進剤及びチウラム系促進剤の併用は、Ｃセット性に効果があることが一般的に知られている。
【００２１】
具体的なチアゾール系促進剤としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等があるが、スコーチ性が少なく、チウラム系促進剤との併用が賞用されるジベンゾチアジルジスルフィドが好ましい。また、チウラム系促進剤としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等を用いることができるが、スコーチ性に優れたテトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィドが好ましい。なお、その他のチアゾール系促進剤及びチウラム系促進剤においても、使用条件を整えることで本発明に適用可能である。
【００２２】
（導電性芯材）
前記導電性芯材としては、円柱状や円筒状の形態を有し、鉄、銅及びステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等の材料からなるものを用いることができる。
【００２３】
（予備成型工程）
本発明において、予備成型工程は、前記押出成型の前工程であり、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型で用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する工程である。
【００２４】
前記予備成型工程に使用される２軸押出し機は、通常用いられる２軸押出し機が使用できるが、投入するゴム層材料の形状に左右されにくい開放式の２軸押出し機が好ましい。ゴム層材料の投入にはベルトコンベア等を用いて、自動投入を行ってもよい。また、前記開放式の２軸押出し機のスクリューは、テーパー形状のスクリューを用い、テーパーの角度は任意に設定できる。なお、ゴム層材料投入時のスクリューに係る負荷により、偏った磨耗などが発生しないようにするため、２本のスクリューの長さは同程度にすることが好ましい。
【００２５】
また、リボン状に予備成型するためのゴム吐出口であって、長方形状の口金は、後工程の押出成型に使用される押出し機のゴム投入口の形状、大きさに併せて設定が可能である。具体的には、予備成型工程後のリボン状ゴムの断面積が、前記押出成型に使用される押出し機のゴム投入口断面積の６０％以下になるように、前記口金の形状を設定するのが好ましい。６０％をこえる断面積であると、前記押出成型に使用される押出し機のゴム投入口で詰まりが生じたり、押出し機のスクリューへの食い込みが低下したりするため好ましくない。
【００２６】
前記２軸押出し機により、ゴム層材料をリボン状ゴムに予備成型する際の前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度は４０℃〜８０℃である。４０℃未満の場合では、前記ゴム層材料が硬いため、予備成型時のリボン形状が歪みやすく、押出し機のゴム投入口への供給の安定性が損なわれるため好ましくない。また、８０℃を超える温度では、熱履歴が大きいため、ゴム物性の変化が生じ、ゴム層の硬度が低下するため好ましくない。なお、予備成型温度は、２０〜４０℃で行うことが好ましい。
【００２７】
また、本発明では、前記ゴム層材料を前記２軸押出し機に投入してから、ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分となるようにする。予備成型時間が２分未満では、スクリュー回転によるせん断が大きく、スコーチしやすくなり、硬度低下が生じるため好ましくない。また、１０分をこえる予備成型時間では、ゴム成分の分子鎖の切断が多くなり、その結果ムーニー粘度の低下、硬度の低下が生じるため好ましくない。
【００２８】
前記予備成型工程を行うことにより、熱履歴によるゴム物性変化の少ない製造方法を提供することができる。本発明の製造方法では、ゴム層材料であるゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）は２０％以下である。スコーチＴ５の変化率が２０％をこえる、即ち予備成型時間が本発明で規定する時間より短い場合等では、より高い熱履歴がかかるため、スコーチ時間が短くなり、加硫先行気味になるため硬度低下が生じやすい。また、ムーニー粘度が２０％をこえる、即ち予備成型時間が本発明で規定する時間より長い場合等では、ゴムの分子鎖の切断が多くなるため分子量が低下し、ゴム強度の低下、硬度低下が生じる。
【００２９】
また、連続加硫ライン内で予備成型を連続的に行い、予備成型直後に前記リボン状ゴムを円筒状に成型し、加硫・発泡させることにより、より安定した製造方法を提供することができる。さらに、従来混練後に人手により行っていた予備成型をインライン化すれば、要員削減も期待でき、コストダウンの効果がある。また、予備成型工程を押出成型の直前に行うことは、ゴム層材料の混練のバラツキがあった場合でも、予備成型によって混練をある程度促進し、ゴム層材料としての安定化も期待できる。
【００３０】
（導電性ゴムローラの製造方法）
次に、本発明の導電性ゴムローラの製造方法の一例を以下に示す。
【００３１】
図２は、本発明の製造方法で用いるマイクロ波を用いた導電性ゴムローラの連続加硫による製造装置の一例を示す。前記製造装置は、全長１３ｍからなり、押出機１１、マイクロ波加硫装置１２（以下、ＵＨＦとする）、熱風加硫装置１３（以下、ＨＡＶとする）、引取機１４、定尺切断機１５で構成される。また、１６は予備成型機である。予備成型機１６は、２軸テーパースクリューを備えた２軸押出し機を用いる。
【００３２】
ＵＨＦ１２は、テフロン（登録商標）でコーティングされたメッシュのベルト、又はテフロン樹脂（登録商標）を被覆したコロで押出機１１より押出されたゴムチューブを搬送し、ＨＡＶ１３はテフロン樹脂（登録商標）を被覆したコロで搬送を行う。ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３間は、テフロン樹脂（登録商標）を被覆したコロで連結されている。
【００３３】
ＵＨＦ１２、ＨＡＶ１３、引取機１４の長さは、本実施形態では、順に、４ｍ、６ｍ、１ｍとなっている。ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３間、及びＨＡＶ１３と引取機１４間は０．１〜１．０ｍとなるように設定されている。
【００３４】
ゴム層材料のゴム成分を、混練機を用い混練した後、オープンロールにより加硫剤・加硫助剤、発泡剤・発泡助剤を添加し、さらに混練する。その後、予備成型機１６により前述した条件でゴム層材料をリボン状に予備成型し、押出機１１に連続的に供給する（予備成型工程）。
【００３５】
供給されたリボン状に予備成型されたゴム層材料は、押出機１１により円筒状に成型、押出され、ゴムチューブを得る（押出成型）。該押出機１１より押し出された直後にＵＨＦ１２内に搬送され、マイクロ波の照射により連続的に加硫発泡され、続いて、ＨＡＶ１３に搬送し、加硫を完了させる（加硫発泡工程）。
【００３６】
加硫、発泡を行ったゴムチューブは、引取機１４より排出された直後に、定尺切断機１５により所望の寸法に切断される。これにより、チューブ状の導電性ゴム成型物を得る。次いで、接着剤を所望の領域に塗布した導電性芯材を前記チューブ状の導電性ゴム成型物の内径部に圧入し、ローラ状の成型体を作製する。この成型体を、研磨機（不図示）にセットし、研磨することにより導電性ゴムローラを作製することができる。
【００３７】
（画像形成装置）
図３に、本発明に係る導電性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、プロセスカートリッジを使用した電子写真方式の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、本発明に係る導電性ゴムローラを転写ローラとして有する転写装置が装着されている。なお、本発明の係る導電性ゴムローラは、転写ローラ以外にも、帯電ローラ、現像ローラ等にも用いることができる。
【００３８】
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。）２１を備えている。感光ドラム２１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２１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。
【００３９】
感光ドラム２１表面は、接触帯電部材としての帯電ローラ２２によって均一に帯電される。帯電ローラ２２は、感光ドラム２１表面に接触配置されており、感光ドラム２１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２２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２１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２１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２３、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２３により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム２１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。その静電潜像は、現像装置２４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２５が付着され、トナー像として反転現像される。
【００４０】
一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の転写材２７が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム２１と転写ローラ２６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム２１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２７は、転写バイアス印加電源により転写ローラ２６に印加された転写バイアスによって、表面に感光ドラム２１上のトナー像が転写される。このとき、転写材２７に転写されないで感光ドラム２１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニングブレード２８によって除去され、廃トナー用容器２９に回収される。転写部Ｔを通った転写材２７は、感光ドラム２１から分離されて定着装置３０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。
【実施例】
【００４１】
以下に、本発明について実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
（ムーニースコーチ試験）
ＪＩＳ Ｋ６３００に記載される未加硫ゴム物理試験方法に準拠し、１２５℃におけるスコーチＴ５（分）及び１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ（１＋４）において、予備成型前のゴム及び、リボン状に成型後のゴムを採取し、各測定を行った。１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、
予備成型後の測定値をＡ１、Ｂ１とし、予備成型前の測定結果をＡ０、Ｂ０として、予備成型による変化率を（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）と定義し、各変化率（％）を算出した。
【００４３】
（硬度、硬度差の測定方法）
硬度計（アスカーＣ型、４．９Ｎ荷重）を用い、導電性ゴムローラのゴム層の任意の場所を周方向に９０°毎４箇所測定し、平均値を硬度とした。なお、本発明で用いられる導電性ゴムローラの適正硬度は２５°〜３５°である。
【００４４】
（画像評価）
本発明の製造方法により得られた導電性ゴムローラを、転写ローラとして電子写真装置（商品名：「レーザージェット５１００」、ヒューレット・パッカード社製）に組み込んで印字し、目視にて画像評価を行った。評価は、以下の基準で行った。
○：得られた画像が実用可能なレベル
×：画像不良。
【００４５】
（実施例１）
本実施例では、ゴム層材料として以下のものを用いた。
【００４６】
アクリロニトリルブタジエンゴム（商品名：「ＤＮ４０１ＬＬ」、日本ゼオン（株）社製）７０質量部
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） ３０質量部
導電性カーボンブラック（商品名：「旭＃３５」、旭カーボン（株）社製）５質量部
酸化亜鉛（商品名：「亜鉛華２種」、ハクスイテック（株）社製）１０質量部
ステアリン酸（商品名：「ルナックＳ」、花王（株）社製）１重量部
チアゾール系促進剤：ジベンゾチアジルジスルフィド（商品名：「ノクセラーＤＭ−Ｐ」、大内新興化学（株）社製）２質量部
チウラムジスルフィド系促進剤：テトラエチルチウラムジスルフィド（商品名：「ノクセラーＴＥＴ−Ｇ」、大内新興化学（株）社製）２質量部
硫黄（商品名：「サルファックスＰＭＣ」、鶴見化学（株）社製）２質量部
オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（商品名：「ネオセルボン＃１０００」、永和化成工業（株）社製）６質量部
また、本実施例では図２に示すマイクロ波を用いた連続加硫による導電性ゴムローラの製造装置を用いた。本実施例で使用した製造装置は全長１３ｍからなる。ＵＨＦ１２、ＨＡＶ１３、引取機１４の長さは、順に、４ｍ、６ｍ、１ｍであり、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３間、及びＨＡＶ１３と引取機１４間は０．１ｍである。
【００４７】
また、予備成型機１６には、２軸テーパースクリューを備えた２軸押出し機（商品名：「コニカルフィーダー１０型」、（株）トーシン社製）を用いた。また、予備成型機１６のゴム吐出口の口金は、縦１０ｍｍ、横４０ｍｍの長方形の形状であり、押出成型において使用される押出し機のゴム投入口断面積の４０％である。
【００４８】
まず、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、導電性カーボンブラックを、密閉式混練機を用い混練した。その後、オープンロールにより、酸化亜鉛、ステアリン酸、チアゾール系促進剤、チウラムジスルフィド系促進剤、硫黄及びオキシビズ（ベンゼンスルホニドヒドラジド）を添加し、さらに混練した。
【００４９】
次に、前記混合物（ゴム組成物）を予備成型機１６により押出し、リボン状に予備成型した。予備成型は２５℃で行い、予備成型時間を２分とした。これにより、リボン状に成型されたゴム層材料を得た。このとき、押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃の範囲内であった。また、予備成型前後でのゴム組成物の１２５℃スコーチＴ５変化率は６％であり、ＭＬ１＋４（１００℃）変化率は５％であった。
【００５０】
次に、前記リボン上に成型されたゴム層材料を、連続的に押出機１１に投入した。押出機１１よりチューブ状に成型されたゴムチューブを、該押出機１１より押し出された直後にＵＨＦ１２内に搬送した。該ゴムチューブにマイクロ波を照射して、該ゴムチューブを加熱して加硫発泡し、続いて、ＨＡＶ１３に搬送し、加硫を完了した。
【００５１】
加硫、発泡を行ったゴムチューブは、引取機１４より排出された直後に、定尺切断機１５により所望の寸法に切断し、チューブ状の導電性ゴム成型物を作製した。次いで、ホットメルト接着剤又は加硫接着剤を所望の領域に塗布した快削鋼材からなるφ４〜１０ｍｍの導電性芯材を前記チューブ状の導電性ゴム成型物の内径部に圧入し、ローラ状の成型体を得た。この成型体を、研磨砥石「ＧＣ８０」（商品名、（株）テイケン社製）を取り付けた研磨機（不図示）にセットした。研磨条件として、回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍｍ／分で外径がφ１５ｍｍになるように研磨し、導電性ゴムローラを得た。得られた導電性ゴムローラの硬度、及び該導電性ゴムローラを転写ローラに用いた画像形成装置による画像評価結果を表１に示す。
【００５２】
（実施例２）
ゴム組成物中の導電性カーボンブラックの量を２０質量部とし、予備成型時間を３分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。表１より、スコーチＴ５、ムーニー粘度の変化率が適正な範囲にあり、その結果、ローラ硬度も適正範囲であり、画像評価も良好であった。
【００５３】
（実施例３）
ゴム組成物中の導電性カーボンブラックの量を３０質量部とし、予備成型時間を１０分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。表１より、スコーチＴ５、ムーニー粘度の変化率が適正な範囲にあり、その結果、ローラ硬度も適正範囲であり、画像評価も良好であった。
【００５４】
（比較例１）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を２０質量部とし、予備成型時間を１分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５５】
（比較例２）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を３質量部とし、予備成型時間を０．５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５６】
（比較例３）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を４５質量部とし、予備成型時間を１．５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５７】
（比較例４）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を２０質量部とし、予備成型時間を１５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５８】
（比較例５）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を３質量部とし、予備成型時間を１５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５９】
（比較例６）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を４５質量部とし、予備成型時間を１５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６０】
実施例１から３では、スコーチＴ５、ムーニー粘度（ＭＬ（１＋４））の変化率が適正な範囲にあり、その結果、ローラ硬度も適正範囲であり、画像評価も良好であった。
【００６１】
一方、比較例１、２では予備成型時間が短いため、その結果、スコーチＴ５の低下率の増加が見られ、ローラ硬度が低下した。比較例３、６ではカーボンブラックの量が本発明で規定する範囲より多いため、適正なローラ硬度とはならなかった。比較例４、５では、予備成型時間が長いため、ムーニー粘度の低下率が著しく、比較例１、２同様にローラ硬度低下が見られた。また、比較例ではいずれの画像評価においても、画像不良が認められた。
【００６２】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る導電性ゴムローラの斜視図である。
【図２】本発明に係るマイクロ波を用いた導電性ゴムローラの連続加硫による製造装置の全体断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の全体断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 導電性芯材
２ ゴム層
１１ 押出機
１２ マイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）
１３ 熱風加硫装置（ＨＡＶ）
１４ 引取機
１５ 定尺切断機
１６ 予備成型機
２１ 電子写真感光体（感光ドラム）
２２ 帯電ローラ
２３ レーザ光
２４ 現像装置
２５ トナー
２６ 転写ローラ
２７ 転写材
２８ クリーニングブレード
２９ 廃トナー容器
３０ 定着装置
Ｔ 転写部
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真複写装置、プリンター、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ゴムローラ及び該導電性ゴムローラの製造方法に関する。更には、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として該導電性ゴムローラを備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置の多くに、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等の導電性ゴムローラが用いられている。
【０００３】
これらの導電性ゴムローラの製造方法としては、ゴムやプラスチック等を円筒状に押し出す押出成型機が知られている。導電性ゴムローラでは均一な導電性を発現させるためにゴム中の水分や気泡を除去する必要があるため、ベント式を備えた押出成型機が特に用いられる。
【０００４】
前記押出成型機へのゴムの供給方法については、一般的には、前記押出成型機のゴム投入口の形状にあわせた形状にゴムを予備成型して供給する（例えば、特許文献１）。予備成型の方法としては、ゴム混練後に任意のカッター等を用いて短冊状に切断する方法や、混練後のゴムを予備成型機によりリボン状に成型する方法などが知られている。このように予備成型したゴムを、前記押出成型機に投入する（例えば、特許文献２）。
【０００５】
しかしながら、ＵＨＦ加硫のような連続加硫において、前記予備成型を別途行う場合には、成型後のゴムを連続的に押出成型機に投入する必要があり、人手がかかるなど経済的に不都合がある。また、連続加硫ライン内で予備成型を行い、予備成型直後に連続的に押出成型機にゴムを供給し、円筒状に押出成型、次いで加硫発泡を行う製造方法においては、前記課題は解決される。しかし、予備成型時の熱履歴によりゴム物性の変化、特に硬度低下が発生する場合がある。
【特許文献１】特開平０８−０２５３７０号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、導電性ゴムローラの製造方法において、特にはマイクロ波加硫炉を用いた連続加硫工程での予備成型方法に関して、熱履歴によるゴム物性の変化、特に硬度低下の無い導電性ゴムローラの製造方法を提供することを目的とする。また、該製造方法により製造された導電性ゴムローラ、及び該導電性ゴムローラを転写ローラとして備えた画像形成装置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】
【０００７】
本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法は、ゴム層材料を円筒状に押出成型し、成型された成型された該ゴム層材料を加硫・発泡して円筒状ゴム層を成型し、該円筒状ゴム層を導電性芯材に嵌合して導電性ゴムローラを製造する方法において、
前記ゴム層材料は、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、
前記押出成型の前工程として、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型に用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する予備成型工程を有し、
前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）が、２０％以下であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る導電性ゴムローラは、前記導電性ゴムローラの製造方法により製造された導電性ゴムローラである。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、少なくとも転写ローラを有する転写装置を備えた画像形成装置において、該転写ローラが前記導電性ゴムローラであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法により、予備成型工程における熱履歴によるゴム物性の変化、特に硬度低下の無い導電性ゴムローラを提供することができる。また、該導電性ゴムローラを転写ローラとして備えた画像形成装置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】
【００１１】
本発明の導電性ゴムローラの製造方法は、ゴム層材料を円筒状に押出成型し、成型された成型された該ゴム層材料を加硫・発泡して円筒状ゴム層を成型し、該円筒状ゴム層を導電性芯材に嵌合して導電性ゴムローラを製造する方法において、前記ゴム層材料は、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、前記押出成型の前工程として、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型に用いる押出し機に連続的に該リボン状のゴム層材料を供給する予備成型工程を有し、前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）が、２０％以下であることを特徴とする。
【００１２】
（導電性ゴムローラ）
本発明に係る導電性ゴムローラの製造方法により得られる導電性ゴムローラは、図１に示すように、導電性芯材１上にゴム層２を有する。
【００１３】
（ゴム成分）
前記ゴム層の原料であるゴム層材料は、ゴム成分として、少なくともアクリロニトリルブタジエンゴムと、エピクロルヒドリンゴムを含む。さらに、ポリスチレン系高分子材料、ポリオレフィン系高分子材料、ポリエステル系高分子材料、ポリウレタン系高分子材料、ＲＶＣなどの熱可塑性エラストマー、アクリル系樹脂、スチレン酢酸ビニル共重合体、ブタジエン―アクリロニトリル共重合体などの高分子材料、これらゴム、エラストマー、樹脂の混合物をゴム成分として含んでもよい。
【００１４】
（カーボンブラック）
前記ゴム層材料は、該ゴム層材料中のゴム成分の含有量を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含む。
【００１５】
カーボンブラックは補強性や導電性の付与を目的に添加している。カーボンブラックの種類は特に限定されず、例えばＨＡＦ級、ＭＴ級、ＳＲＦ級、ＧＰＦ級、ＦＴ級等を用いることができる。本発明ではＳＲＦ級のカーボンブラックが、低配合量で補強性に効果があるため好ましい。
【００１６】
カーボンブラックの含有量が５質量部未満では、添加する目的である補強性が得られない。一方、３０質量部を超えると、導電性ゴムローラを作製したときにゴム層の硬度が高くなり過ぎるだけでなく、カーボンブラックによる導電性の寄与が顕著となり、その結果、抵抗ムラが発生するため好ましくない。さらに、マイクロ波を用いた連続加硫においては、３０質量部超含む場合ではカーボンブラックによる発熱が大きくなり、過加熱となる場合があり好ましくない。
【００１７】
また、カーボンブラック以外にも補強性や導電性を付与する他の材料は、種々知られている。導電性を付与する材料としては、例えば、導電性粒子として、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＳｎＯ2とＳｂＯ3の固溶体等の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇ等の金属粉末等、また、イオン導電剤として、ＬｉＣＩＯ4、ＮａＳＣＮ等が挙げられる。しかし、マイクロ波加硫を行う場合、金属酸化物は凝集した際に偏熱する場合がある。また、イオン導電剤はブルーム等により感光ドラム等を汚染する場合があるため、好ましくない。一方、補強性を付与する材料としては、炭酸カルシウム等の充填材等があるが、エピクロルヒドリンゴムとの併用では塩化物が副生する場合があり、製品物性に影響を与える場合があるため、好ましくない。
【００１８】
（発泡剤・発泡助剤）
本発明に用いられる発泡剤としては、有機発泡剤、例えばＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）系、ＤＰＴ（ジニトロソペンタメチレンテトラアミン）系、ＴＳＨ（ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド）系、ＯＢＳＨ（オキシビスベンゼンスルフェニルヒドラジド）系などを単独で若しくは混合して用いることが可能である。発泡剤の分解温度は、尿素樹脂や酸化亜鉛などの発泡助剤などを加えて低下させることもできる。
【００１９】
前記発泡助剤としては、尿素系化合物、酸化亜鉛、酸化鉛などの金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸などを主成分とする化合物などが挙げられ、発泡剤に対応して添加することができる。
【００２０】
（加硫剤・加硫促進剤）
本発明に用いられる加硫剤としては、硫黄、金属酸化物などが挙げられる。加硫促進剤としては各種知られているが、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤を用いることができる。チアゾール系促進剤及びチウラム系促進剤の併用は、Ｃセット性に効果があることが一般的に知られている。
【００２１】
具体的なチアゾール系促進剤としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等があるが、スコーチ性が少なく、チウラム系促進剤との併用が賞用されるジベンゾチアジルジスルフィドが好ましい。また、チウラム系促進剤としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等を用いることができるが、スコーチ性に優れたテトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィドが好ましい。なお、その他のチアゾール系促進剤及びチウラム系促進剤においても、使用条件を整えることで本発明に適用可能である。
【００２２】
（導電性芯材）
前記導電性芯材としては、円柱状や円筒状の形態を有し、鉄、銅及びステンレス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化物分散樹脂等の材料からなるものを用いることができる。
【００２３】
（予備成型工程）
本発明において、予備成型工程は、前記押出成型の前工程であり、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型で用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する工程である。
【００２４】
前記予備成型工程に使用される２軸押出し機は、通常用いられる２軸押出し機が使用できるが、投入するゴム層材料の形状に左右されにくい開放式の２軸押出し機が好ましい。ゴム層材料の投入にはベルトコンベア等を用いて、自動投入を行ってもよい。また、前記開放式の２軸押出し機のスクリューは、テーパー形状のスクリューを用い、テーパーの角度は任意に設定できる。なお、ゴム層材料投入時のスクリューに係る負荷により、偏った磨耗などが発生しないようにするため、２本のスクリューの長さは同程度にすることが好ましい。
【００２５】
また、リボン状に予備成型するためのゴム吐出口であって、長方形状の口金は、後工程の押出成型に使用される押出し機のゴム投入口の形状、大きさに併せて設定が可能である。具体的には、予備成型工程後のリボン状ゴムの断面積が、前記押出成型に使用される押出し機のゴム投入口断面積の６０％以下になるように、前記口金の形状を設定するのが好ましい。６０％をこえる断面積であると、前記押出成型に使用される押出し機のゴム投入口で詰まりが生じたり、押出し機のスクリューへの食い込みが低下したりするため好ましくない。
【００２６】
前記２軸押出し機により、ゴム層材料をリボン状ゴムに予備成型する際の前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度は４０℃〜８０℃である。４０℃未満の場合では、前記ゴム層材料が硬いため、予備成型時のリボン形状が歪みやすく、押出し機のゴム投入口への供給の安定性が損なわれるため好ましくない。また、８０℃を超える温度では、熱履歴が大きいため、ゴム物性の変化が生じ、ゴム層の硬度が低下するため好ましくない。なお、予備成型温度は、２０〜４０℃で行うことが好ましい。
【００２７】
また、本発明では、前記ゴム層材料を前記２軸押出し機に投入してから、ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分となるようにする。予備成型時間が２分未満では、スクリュー回転によるせん断が大きく、スコーチしやすくなり、硬度低下が生じるため好ましくない。また、１０分をこえる予備成型時間では、ゴム成分の分子鎖の切断が多くなり、その結果ムーニー粘度の低下、硬度の低下が生じるため好ましくない。
【００２８】
前記予備成型工程を行うことにより、熱履歴によるゴム物性変化の少ない製造方法を提供することができる。本発明の製造方法では、ゴム層材料であるゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）は２０％以下である。スコーチＴ５の変化率が２０％をこえる、即ち予備成型時間が本発明で規定する時間より短い場合等では、より高い熱履歴がかかるため、スコーチ時間が短くなり、加硫先行気味になるため硬度低下が生じやすい。また、ムーニー粘度が２０％をこえる、即ち予備成型時間が本発明で規定する時間より長い場合等では、ゴムの分子鎖の切断が多くなるため分子量が低下し、ゴム強度の低下、硬度低下が生じる。
【００２９】
また、連続加硫ライン内で予備成型を連続的に行い、予備成型直後に前記リボン状ゴムを円筒状に成型し、加硫・発泡させることにより、より安定した製造方法を提供することができる。さらに、従来混練後に人手により行っていた予備成型をインライン化すれば、要員削減も期待でき、コストダウンの効果がある。また、予備成型工程を押出成型の直前に行うことは、ゴム層材料の混練のバラツキがあった場合でも、予備成型によって混練をある程度促進し、ゴム層材料としての安定化も期待できる。
【００３０】
（導電性ゴムローラの製造方法）
次に、本発明の導電性ゴムローラの製造方法の一例を以下に示す。
【００３１】
図２は、本発明の製造方法で用いるマイクロ波を用いた導電性ゴムローラの連続加硫による製造装置の一例を示す。前記製造装置は、全長１３ｍからなり、押出機１１、マイクロ波加硫装置１２（以下、ＵＨＦとする）、熱風加硫装置１３（以下、ＨＡＶとする）、引取機１４、定尺切断機１５で構成される。また、１６は予備成型機である。予備成型機１６は、２軸テーパースクリューを備えた２軸押出し機を用いる。
【００３２】
ＵＨＦ１２は、テフロン（登録商標）でコーティングされたメッシュのベルト、又はテフロン樹脂（登録商標）を被覆したコロで押出機１１より押出されたゴムチューブを搬送し、ＨＡＶ１３はテフロン樹脂（登録商標）を被覆したコロで搬送を行う。ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３間は、テフロン樹脂（登録商標）を被覆したコロで連結されている。
【００３３】
ＵＨＦ１２、ＨＡＶ１３、引取機１４の長さは、本実施形態では、順に、４ｍ、６ｍ、１ｍとなっている。ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３間、及びＨＡＶ１３と引取機１４間は０．１〜１．０ｍとなるように設定されている。
【００３４】
ゴム層材料のゴム成分を、混練機を用い混練した後、オープンロールにより加硫剤・加硫助剤、発泡剤・発泡助剤を添加し、さらに混練する。その後、予備成型機１６により前述した条件でゴム層材料をリボン状に予備成型し、押出機１１に連続的に供給する（予備成型工程）。
【００３５】
供給されたリボン状に予備成型されたゴム層材料は、押出機１１により円筒状に成型、押出され、ゴムチューブを得る（押出成型）。該押出機１１より押し出された直後にＵＨＦ１２内に搬送され、マイクロ波の照射により連続的に加硫発泡され、続いて、ＨＡＶ１３に搬送し、加硫を完了させる（加硫発泡工程）。
【００３６】
加硫、発泡を行ったゴムチューブは、引取機１４より排出された直後に、定尺切断機１５により所望の寸法に切断される。これにより、チューブ状の導電性ゴム成型物を得る。次いで、接着剤を所望の領域に塗布した導電性芯材を前記チューブ状の導電性ゴム成型物の内径部に圧入し、ローラ状の成型体を作製する。この成型体を、研磨機（不図示）にセットし、研磨することにより導電性ゴムローラを作製することができる。
【００３７】
（画像形成装置）
図３に、本発明に係る導電性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、プロセスカートリッジを使用した電子写真方式の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、本発明に係る導電性ゴムローラを転写ローラとして有する転写装置が装着されている。なお、本発明の係る導電性ゴムローラは、転写ローラ以外にも、帯電ローラ、現像ローラ等にも用いることができる。
【００３８】
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。）２１を備えている。感光ドラム２１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２１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。
【００３９】
感光ドラム２１表面は、接触帯電部材としての帯電ローラ２２によって均一に帯電される。帯電ローラ２２は、感光ドラム２１表面に接触配置されており、感光ドラム２１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２２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２１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２１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２３、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２３により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム２１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。その静電潜像は、現像装置２４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２５が付着され、トナー像として反転現像される。
【００４０】
一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の転写材２７が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム２１と転写ローラ２６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム２１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２７は、転写バイアス印加電源により転写ローラ２６に印加された転写バイアスによって、表面に感光ドラム２１上のトナー像が転写される。このとき、転写材２７に転写されないで感光ドラム２１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニングブレード２８によって除去され、廃トナー用容器２９に回収される。転写部Ｔを通った転写材２７は、感光ドラム２１から分離されて定着装置３０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。
【実施例】
【００４１】
以下に、本発明について実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
（ムーニースコーチ試験）
ＪＩＳ Ｋ６３００に記載される未加硫ゴム物理試験方法に準拠し、１２５℃におけるスコーチＴ５（分）及び１００℃におけるムーニー粘度ＭＬ（１＋４）において、予備成型前のゴム及び、リボン状に成型後のゴムを採取し、各測定を行った。１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、
予備成型後の測定値をＡ１、Ｂ１とし、予備成型前の測定結果をＡ０、Ｂ０として、予備成型による変化率を（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）と定義し、各変化率（％）を算出した。
【００４３】
（硬度、硬度差の測定方法）
硬度計（アスカーＣ型、４．９Ｎ荷重）を用い、導電性ゴムローラのゴム層の任意の場所を周方向に９０°毎４箇所測定し、平均値を硬度とした。なお、本発明で用いられる導電性ゴムローラの適正硬度は２５°〜３５°である。
【００４４】
（画像評価）
本発明の製造方法により得られた導電性ゴムローラを、転写ローラとして電子写真装置（商品名：「レーザージェット５１００」、ヒューレット・パッカード社製）に組み込んで印字し、目視にて画像評価を行った。評価は、以下の基準で行った。
○：得られた画像が実用可能なレベル
×：画像不良。
【００４５】
（実施例１）
本実施例では、ゴム層材料として以下のものを用いた。
【００４６】
アクリロニトリルブタジエンゴム（商品名：「ＤＮ４０１ＬＬ」、日本ゼオン（株）社製）７０質量部
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） ３０質量部
導電性カーボンブラック（商品名：「旭＃３５」、旭カーボン（株）社製）５質量部
酸化亜鉛（商品名：「亜鉛華２種」、ハクスイテック（株）社製）１０質量部
ステアリン酸（商品名：「ルナックＳ」、花王（株）社製）１重量部
チアゾール系促進剤：ジベンゾチアジルジスルフィド（商品名：「ノクセラーＤＭ−Ｐ」、大内新興化学（株）社製）２質量部
チウラムジスルフィド系促進剤：テトラエチルチウラムジスルフィド（商品名：「ノクセラーＴＥＴ−Ｇ」、大内新興化学（株）社製）２質量部
硫黄（商品名：「サルファックスＰＭＣ」、鶴見化学（株）社製）２質量部
オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（商品名：「ネオセルボン＃１０００」、永和化成工業（株）社製）６質量部
また、本実施例では図２に示すマイクロ波を用いた連続加硫による導電性ゴムローラの製造装置を用いた。本実施例で使用した製造装置は全長１３ｍからなる。ＵＨＦ１２、ＨＡＶ１３、引取機１４の長さは、順に、４ｍ、６ｍ、１ｍであり、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３間、及びＨＡＶ１３と引取機１４間は０．１ｍである。
【００４７】
また、予備成型機１６には、２軸テーパースクリューを備えた２軸押出し機（商品名：「コニカルフィーダー１０型」、（株）トーシン社製）を用いた。また、予備成型機１６のゴム吐出口の口金は、縦１０ｍｍ、横４０ｍｍの長方形の形状であり、押出成型において使用される押出し機のゴム投入口断面積の４０％である。
【００４８】
まず、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、導電性カーボンブラックを、密閉式混練機を用い混練した。その後、オープンロールにより、酸化亜鉛、ステアリン酸、チアゾール系促進剤、チウラムジスルフィド系促進剤、硫黄及びオキシビズ（ベンゼンスルホニドヒドラジド）を添加し、さらに混練した。
【００４９】
次に、前記混合物（ゴム組成物）を予備成型機１６により押出し、リボン状に予備成型した。予備成型は２５℃で行い、予備成型時間を２分とした。これにより、リボン状に成型されたゴム層材料を得た。このとき、押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃の範囲内であった。また、予備成型前後でのゴム組成物の１２５℃スコーチＴ５変化率は６％であり、ＭＬ１＋４（１００℃）変化率は５％であった。
【００５０】
次に、前記リボン上に成型されたゴム層材料を、連続的に押出機１１に投入した。押出機１１よりチューブ状に成型されたゴムチューブを、該押出機１１より押し出された直後にＵＨＦ１２内に搬送した。該ゴムチューブにマイクロ波を照射して、該ゴムチューブを加熱して加硫発泡し、続いて、ＨＡＶ１３に搬送し、加硫を完了した。
【００５１】
加硫、発泡を行ったゴムチューブは、引取機１４より排出された直後に、定尺切断機１５により所望の寸法に切断し、チューブ状の導電性ゴム成型物を作製した。次いで、ホットメルト接着剤又は加硫接着剤を所望の領域に塗布した快削鋼材からなるφ４〜１０ｍｍの導電性芯材を前記チューブ状の導電性ゴム成型物の内径部に圧入し、ローラ状の成型体を得た。この成型体を、研磨砥石「ＧＣ８０」（商品名、（株）テイケン社製）を取り付けた研磨機（不図示）にセットした。研磨条件として、回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍｍ／分で外径がφ１５ｍｍになるように研磨し、導電性ゴムローラを得た。得られた導電性ゴムローラの硬度、及び該導電性ゴムローラを転写ローラに用いた画像形成装置による画像評価結果を表１に示す。
【００５２】
（実施例２）
ゴム組成物中の導電性カーボンブラックの量を２０質量部とし、予備成型時間を３分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。表１より、スコーチＴ５、ムーニー粘度の変化率が適正な範囲にあり、その結果、ローラ硬度も適正範囲であり、画像評価も良好であった。
【００５３】
（実施例３）
ゴム組成物中の導電性カーボンブラックの量を３０質量部とし、予備成型時間を１０分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。表１より、スコーチＴ５、ムーニー粘度の変化率が適正な範囲にあり、その結果、ローラ硬度も適正範囲であり、画像評価も良好であった。
【００５４】
（比較例１）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を２０質量部とし、予備成型時間を１分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５５】
（比較例２）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を３質量部とし、予備成型時間を０．５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５６】
（比較例３）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を４５質量部とし、予備成型時間を１．５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５７】
（比較例４）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を２０質量部とし、予備成型時間を１５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５８】
（比較例５）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を３質量部とし、予備成型時間を１５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００５９】
（比較例６）
ゴム組成物における導電性カーボンブラックの量を４５質量部とし、予備成型時間を１５分とした以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６０】
実施例１から３では、スコーチＴ５、ムーニー粘度（ＭＬ（１＋４））の変化率が適正な範囲にあり、その結果、ローラ硬度も適正範囲であり、画像評価も良好であった。
【００６１】
一方、比較例１、２では予備成型時間が短いため、その結果、スコーチＴ５の低下率の増加が見られ、ローラ硬度が低下した。比較例３、６ではカーボンブラックの量が本発明で規定する範囲より多いため、適正なローラ硬度とはならなかった。比較例４、５では、予備成型時間が長いため、ムーニー粘度の低下率が著しく、比較例１、２同様にローラ硬度低下が見られた。また、比較例ではいずれの画像評価においても、画像不良が認められた。
【００６２】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係る導電性ゴムローラの斜視図である。
【図２】本発明に係るマイクロ波を用いた導電性ゴムローラの連続加硫による製造装置の全体断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の全体断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 導電性芯材
２ ゴム層
１１ 押出機
１２ マイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）
１３ 熱風加硫装置（ＨＡＶ）
１４ 引取機
１５ 定尺切断機
１６ 予備成型機
２１ 電子写真感光体（感光ドラム）
２２ 帯電ローラ
２３ レーザ光
２４ 現像装置
２５ トナー
２６ 転写ローラ
２７ 転写材
２８ クリーニングブレード
２９ 廃トナー容器
３０ 定着装置
Ｔ 転写部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム層材料を円筒状に押出成型し、成型された該ゴム層材料を加硫・発泡して円筒状ゴム層を成型し、該円筒状ゴム層を導電性芯材に嵌合して導電性ゴムローラを製造する方法において、
前記ゴム層材料は、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムとを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、
前記押出成型の前工程として、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型に用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する予備成型工程を有し、
前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）が、２０％以下であることを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導電性ゴムローラの製造方法により製造された導電性ゴムローラ。
【請求項３】
少なくとも転写ローラを有する転写装置を備えた画像形成装置において、該転写ローラが請求項２に記載の導電性ゴムローラであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
ゴム層材料を円筒状に押出成型し、成型された該ゴム層材料を加硫・発泡して円筒状ゴム層を成型し、該円筒状ゴム層を導電性芯材に嵌合して導電性ゴムローラを製造する方法において、
前記ゴム層材料は、ゴム成分として少なくともアクリロニトリルゴムとエピクロルヒドリンゴムとを含み、前記ゴム成分の合計を１００質量部としたとき、カーボンブラックを５〜３０質量部含有するゴム組成物であって、
前記押出成型の前工程として、２軸テーパースクリューと、長方形状の口金からなるゴム吐出口と、を備えた２軸押出し機により、予備成型における前記ゴム層材料の押し出し直後の表面温度が４０℃〜８０℃であり、前記ゴム層材料を該２軸押出し機に投入してから該ゴム吐出口を通じて断面が長方形のリボン状ゴムに成型されるまでの予備成型時間が２〜１０分で、前記ゴム層材料を連続成型し、かつ、前記押出成型に用いる押出し機に連続的に該リボン状ゴムを供給する予備成型工程を有し、
前記ゴム組成物のＪＩＳ Ｋ６３００のムーニースコーチ試験における１２５℃のスコーチＴ５（分）をＡｎ、及び１００℃のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）をＢｎとしたとき、前記予備成型工程によりリボン状に成型されたゴム組成物のＡ１、Ｂ１が、予備成型前のＡ０、Ｂ０に対し、その各々の変化率（Ａ０−Ａ１）／Ａ０×１００（％）、（Ｂ０−Ｂ１）／Ｂ０×１００（％）が、２０％以下であることを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導電性ゴムローラの製造方法により製造された導電性ゴムローラ。
【請求項３】
少なくとも転写ローラを有する転写装置を備えた画像形成装置において、該転写ローラが請求項２に記載の導電性ゴムローラであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−４６９８２（Ｐ２０１０−４６９８２Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１５２６１（Ｐ２００８−２１５２６１）
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
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