導電性ゴムローラの製造方法、導電性ゴムローラ及び転写ローラ
【課題】周方向の硬度及び抵抗にムラがない電子写真装置等に有用な導電性ローラの製造方法を提供する。
【解決手段】導電性芯金上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラの製造方法において、ゴム層が未加硫時には厚みが４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、該ゴム層を加硫する際の加熱が少なくとも熱風加熱と電磁波加熱であり、これらの加熱は加硫炉内で連続的又は同時に該ゴム層に施され、該加硫時のゴム層の未加硫時の厚みの１／２の深さにおける内部温度が、加硫炉内の温度に対して±１０℃にあること。
【解決手段】導電性芯金上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラの製造方法において、ゴム層が未加硫時には厚みが４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、該ゴム層を加硫する際の加熱が少なくとも熱風加熱と電磁波加熱であり、これらの加熱は加硫炉内で連続的又は同時に該ゴム層に施され、該加硫時のゴム層の未加硫時の厚みの１／２の深さにおける内部温度が、加硫炉内の温度に対して±１０℃にあること。
【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製造方法に関し、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】
複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置（以下、電子写真装置という）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において、ゴム層に導電性を付与するのに、カーボンブラックなどの導電性の充填剤を加える方法や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等のイオン導電性のゴム材料を使用する方法がある。
【０００４】
また、これらの導電性ゴムローラは、各々ドラムに対して荷重が加えられた状態で接触しており、さらに、用途の上で長時間通電されている。そのため、抵抗値の変動が小さいゴム材料が望ましく、また、製造方法の問題等から転写ローラや帯電ローラではアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロロヒドリンゴム等のゴム材料が広く使用されている（特許文献１）。
【０００５】
これらの導電性ゴムローラの製造では、まず、上記ゴム材料に、加硫剤、発泡剤、充填剤などを混練した原料ゴム組成物を用い、金型、押出機などで未加硫の円筒状成形体とした後、加熱により加硫・発泡させて円筒状ゴムチューブとされる。その後、該ゴムチューブに芯金を圧入し、外径を研磨してローラ形状を整える手法が用いられている。
【０００６】
上記円筒状ゴムチューブの製造方法としては、例えば高圧蒸気による加硫缶加硫、筒型等による金型加硫、マイクロ波照射によるマイクロ波加硫が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、加硫缶加硫では発泡体のセルが不均一で所望のセルを表面に出すためには多量の研磨を行わなくてはならず、金型加硫においては段取りに時間がかかり、かつ、金型洗浄を行う必要があり、何れも、量を数多く作るのには不向きであった。
【０００８】
一方、マイクロ波加硫では、連続化が容易で段取りが良く、セルも均一となりうるが、ゴムチューブが炉内で軟化した時にコンベアやローラ等の搬送物との接触面が増大し、セルの発泡ムラが増加することがあった。更にマイクロ波加熱炉（ＵＨＦ）の温度が高い場合ではさらにゴムが軟化し、チューブの内径が保持できず、チューブの製造が困難となる場合があった。更に、このチューブの不均一に起因して周方向の硬度及び抵抗のムラの原因となっていた（特許文献５）。
【０００９】
上記内外径の不均一に対して、複層構造のチューブを用いて内層のゴム組成物を選択的に加硫してチューブの内径を保持することが報告されている（特許文献３）。
【００１０】
しかし、単層からなるゴム組成物のチューブの製造方法については未だ改善されていない。さらに、上記ＵＨＦを用いた例では、該ゴムチューブを製造する場合において、昇温条件まで検討がされておらず、特にゴム層が厚い場合、加熱のバラツキによる硬度ムラが問題となっていた。
【特許文献１】特開平１１−０６５２６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４９７８号公報
【特許文献３】特開２００３−２４６４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の課題は、電子写真装置に用いうる導電性ゴムローラを、周方向の硬度及び抵抗にムラがなく製造できる方法を提供することであり、該製造方法で作成した導電性ゴムローラ、また、該導電性ゴムローラである転写ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明は、下記構成により達成される。
【００１３】
（１）導電性芯金上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラの製造方法において、ゴム層が未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、該ゴム層を加硫する際の加熱が少なくとも電磁波加熱及び熱風加熱手段であり、これら加熱は同一加硫炉内で連続的かつ同時に該ゴム層に施され、該加硫時のゴム層の未加硫時の厚みの１／２の深さにおける内部温度が、加硫炉内の雰囲気温度に対して±１０℃の範囲内にあることを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
【００１４】
（２）熱風加熱の熱風が１５０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする上記（１）の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１５】
（３）電磁波加熱の電磁波の波長が０．７×１０-4ｍ以上１．０ｍ以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１６】
（４）電子写真装置に用いる導電性ゴムローラであって、該導電性ゴムローラは上記（１）〜（３）いずれかの導電性ゴムローラの製造方法により製造されたものであることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【００１７】
（５）上記（４）の導電性ゴムローラであることを特徴とする転写ローラ。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、硬度及び抵抗のムラが無いゴム層を有する導電性ゴムローラが提供される。なお、本発明による導電性ゴムローラは電子写真装置用ローラ、特に転写ローラ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】
【００１９】
本発明は、図１の斜視図に示すような導電性芯金１上にゴム層２が成形されている導電性ゴムローラの製造方法に関するものである。その特徴は、ゴム層が未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、ゴム層を加硫するのに、少なくとも２種類の加熱手段、すなわち、電磁波加熱及び熱風加熱手段が併用され、これら加熱手段が同一加硫炉内で連続的かつ同時に未加硫のゴム層に施される。そして、該加熱時には、未加硫ゴム層の厚みの１／２の深さにおけるゴム層の温度が、加硫炉内の雰囲気温度に対して±１０℃の範囲内にあることである。
【００２０】
以下に本発明をさらに詳しく説明する。
【００２１】
（電子写真装置）
図２に、本発明に係る導電性ローラを電子写真装置に用いた一例の模式図を示す。
【００２２】
本電子写真装置は、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）からなる感光層が設けられている。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。
【００２３】
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）から振動電圧（交流電圧ＶＡＣ＋直流電圧ＶＤＣ）が印加され、その表面は、−６００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に帯電処理される。帯電された感光ドラム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。
【００２４】
その静電潜像は、現像装置２４の現像スリーブ２４ａ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が付着され、トナー像として反転現像される。
【００２５】
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、廃トナー容器に収容される。
【００２６】
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４０へ導入され、ここでトナー像が定着処理されて、画像形成物（プリント）として電子写真装置本体外に排出される。
【００２７】
上記したように、本電子写真装置内では、帯電ローラ２２、現像スリーブ２４ａ、転写ローラ２６等の導電性ローラが多く使用されている。これら導電性ローラとして、本発明の製造方法で製造される導電性ゴムローラは、必要によりさらに表面層が設けられて、使用可能である。特に、転写ローラとして好ましく使用できる。
【００２８】
（導電性ゴムローラの製造）
本発明の導電性ゴムローラの製造方法について、以下に説明する。
【００２９】
（ゴム材料）
ゴム層に使用される原料ゴムは、ゴムローラのゴム層として使用できるものならはいずれでも使用可能である。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、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等が使用できる。特に、電磁波で加熱する場合、加熱効率のよい、極性を有するゴム、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が好ましい。
【００３０】
（導電剤、充填剤）
本発明では、ゴム層が導電性を有することが必要であり、原料ゴムがエピクロルヒドリンゴムやニトリルゴムのように自己導電性を有するものの場合は必ずしも必要でないが、通常、カーボンブラック等の導電剤を添加して導電性を付与する。導電性を付与するために添加される導電剤としては、公知の物質を用いることが可能である。例えば、導電性粒子として、導電性カーボンブラック、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＳｎＯ2とＳｂＯ3の固溶体等の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇなどの金属粉末等、また、イオン導電剤として、ＬｉＣＩＯ4、ＮａＳＣＮなどが挙げられ、原料ゴムに単独で若しくは複数を添加し分散させることによって、所望の導電性とすることが可能である。また、ゴム層の強度、弾性をコントロールするために、炭酸カルシウム等の充填剤を配合することもできる。なお、上記導電剤と兼ねることも可能であり、ゴム層の表面粗さの調整剤となることもある。
【００３１】
（発泡剤、発泡助剤）
本発明では、ゴム層として、ソリッド形態、発泡形態のいずれでも良いが、発泡形態、すなわち、発泡ゴム層であることが、感光ドラムとの当接が良好となるので好ましい。原料ゴムに発泡剤、発泡助剤を適宜に加えることによって、発泡状態をコントロールする。
【００３２】
発泡剤としては、有機発泡剤、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）、オキシビスベンゼンスルフェニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等があり、これらを単独で若しくは混合して用いる。
【００３３】
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。
【００３４】
（加硫剤、加硫促進剤）
本発明においては、原料ゴムを加硫させるが、そのために用いられる加硫剤としては、硫黄、金属酸化物等がある。また、加硫剤と共に使用される加硫促進剤として、チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤が好ましい。具体的には、チアゾール系加硫促進剤として、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げられる。なお、ジベンゾチアジルジスルフィドが、スコーチ性が少なく、チウラム系加硫促進剤との併用が賞用されているので好ましい。また、チウラム系加硫促進剤として、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が挙げられる。なお、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。
【００３５】
（製造装置）
図３は、本発明の導電性ゴムローラの製造に適した加硫炉を備えた製造装置の模式図である。
【００３６】
なお、該製造装置は、まず、原料ゴム組成物を円筒状に押し出す押出機１１があり、それに引き続き、電磁波としてマイクロ波を用いた電磁波加熱装置（ＵＨＦ）１２が設けられている。その後に熱風加熱装置（ＨＡＶ）１３が設けられ、それに当接して引取機１４があり、該引き取られたゴム層用チューブを所定長さに切断する定尺切断機１５が最後に設けられている。
【００３７】
ＵＨＦ１２には、フッ素樹脂で被覆されたメッシュ状のベルトが設けられている。このベルトは、押出機１１から押し出された円筒状原料ゴム組成物（以下、未加硫チューブ）を受けとり、未加硫チューブをＵＨＦ内に搬送する。また、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３の間は表面をフッ素樹脂で被覆したコロが設けられており、ＵＨＦ１２内で電磁波加熱により加硫された未加硫チューブがＨＡＶ１３内へ搬送されるようになっている。ここで、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３とは加硫炉内の熱が外に逃げるのをできるだけ抑えるために当接していることが好ましく、これら装置の運転を独立して制御するためには１０ｃｍ程度離しておくことも好ましい。さらに、ＨＡＶ１３内では、未加硫チューブを搬送するために表面をフッ素樹脂で被覆したコロが設けられている。
【００３８】
ＵＨＦ１２には、室内に電磁波照射装置を備えるとともに、熱風が導入できるように構成され、ＵＨＦ内の加硫温度が調整できるようになっている。
【００３９】
上記製造装置について、押出機１１を除き、例えば、ＵＨＦ１２、ＨＡＶ１３及び引取機１４をそれぞれ４ｍ、６ｍ、１ｍとすることができ、大変コンパクトなものである。なお、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３の間、ＨＡＶ１３と引取機１４の間を０．１ｍから１ｍの間で調整できるようになっている。
【００４０】
（ゴム層用チューブの製造）
ゴム層用原料ゴム組成物をバンバリーミキサー、ニーダー等の密閉式混練機を用いて混練した後、オープンロールとリボン成形分出し機によりリボン状に成形し、押出機１１に投入する。その後、押出機１１より押出された原料チューブは、押し出された直後にＵＨＦ１２内に搬送され、電磁波（マイクロ波）の照射と熱風により加熱され、加硫される。ここで、未加硫状態で、チューブの厚みの１／２の深さにおける該チューブの内部温度が、ＵＨＦ１２の炉内温度に対して±１０℃に加熱され、加硫する。その後、未加硫チューブは、ＨＡＶ１３に搬送され、加硫が完了される。なお、ここで、ＵＨＦ１２内温度は、原料ゴム組成物の加硫（発泡）の最適温度により適宜決定されるが、通常１５０℃乃至２５０℃が適当であり、好ましくは、１８０℃乃至２２０℃である。そして、このＵＨＦ１２内におけるゴムの温度調節は、該ＵＨＦ内温度に対して、該厚みの１／２の深さにおける未加硫チューブの内部温度が、ＵＨＦの炉内温度に対して±１０℃の温度差内にあるように電磁波の出力及び熱風を調整する。
【００４１】
本発明においては、未加硫チューブが未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であること、該厚みの１／２の深さにおける未加硫チューブの内部温度が、ＵＨＦの炉内温度に対して±１０℃の温度差内にあるように制御することが重要である。
【００４２】
この温度差内にすることにより、未加硫の未加硫チューブへの加熱ムラが殆どなく、その結果、周方向の硬度ムラ、抵抗ムラの無い加硫ゴムチューブとすることができる。チューブの内部温度がＵＨＦ１２の炉内温度より１０℃を超えて大きい場合、未加硫チューブ内部が軟化し、自重による変形が起き易くなる。一方、該内部温度がＵＨＦ１２の炉内温度より１０℃を超えて小さい場合、未加硫チューブは外側が先に加硫され、搬送中に加熱ムラが発生しやすくなる。
【００４３】
また、該厚みにおいて、４ｍｍ未満では肉厚が薄いため、加熱時に粘度低下により自重変形が起りやすく、一方１３ｍｍ超の場合では照射する電磁波による照射ムラが発生することがある。
【００４４】
以上のように、未加硫の未加硫チューブの内部温度とＵＨＦ１２の炉内温度との差を±１０℃とすることが必要であり、そのためには電磁波の照射強度が非常に重要となる。つまり、マイクロ波を使用したＵＨＦ１２では、高出力のマイクロ波を照射すると、該内部温度はＵＨＦ炉内温度よりも高くなりやすく、その結果、未加硫の未加硫チューブの変形だけではなく、硬度ムラも大きくなる。特に、発泡ゴムチューブとする際には、急速な発泡による発泡セルの連泡化が部分的に促進されるため、硬度ムラがより大きくなる。さらに、高出力のマイクロ波では未加硫の未加硫チューブが過加熱になり、発火する場合もあり、生産上好ましくない。一方、マイクロ波の出力が弱い場合では、未加硫の未加硫チューブが内部まで十分に加熱されず、加硫ムラが発生しやすい。特に、発泡ゴムチューブとする際には周方向の発泡ムラも発生しやすくなる。特に肉厚のゴムチューブを製造する場合、内外の温度差が起き易くなるため、該加硫時は未加硫チューブの内部温度と加硫炉の炉内温度との差を±１０℃となるように、電磁波の細かい出力調整が必要となる。
【００４５】
なお、本発明で使用する電磁波は、その波長が０．７×１０-4ｍ以上１．０ｍ以下であるとよい。これは、ゴムの加硫に利用することができる波長領域であり、具体的には、マイクロ波、遠赤外線、近赤外線等の各種電磁波である。中では、ゴムへの透過性、加熱効率に優れているのでマイクロ波が特に好ましい。
【００４６】
ＨＡＶ１４の加熱は、熱風をＨＡＶ１４内へ送り込むことにより行われる。なお、熱風の温度としては、上記ＵＨＦ１３の内部温度と同じかやや高い温度が適当であり、未加硫チューブの加硫温度により適宜決められる。通常、１５０℃乃至２５０℃程度とされることが多い。また、熱風のＨＡＶ１３への導入量も未加硫チューブの追加加硫に必要な熱容量により適宜定めればよい。
【００４７】
加硫後に引取機１４より加硫炉から排出されたゴムチューブは、その直後に、定尺切断機１５により所望の寸法に切断され、導電性ゴムローラ用のゴムチューブが得られる。
【００４８】
（芯金取付け、ゴム層トリミング）
次いで、該切断されたゴムチューブに、必要に応じてホットメルト接着剤、加硫接着剤等の接着剤を所望の領域に塗布したφ４ｍｍ乃至１０ｍｍの導電性芯金を圧入して、ローラ状の成形体を得る。その後、この成形体を、研磨砥石ＧＣ８０を備えた研磨機（不図示）にセットし、研磨条件として回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍｍ／分で外径を所定の径になるように研磨し、導電性ゴムローラを作成する。
【００４９】
なお、導電性芯金としては、鉄、ニッケル、銅、ステンレススチール、真鍮等の導電性を有する金属を棒、パイプにしたものが通常使用される。なお、表面がニッケル等でメッキされていてもよい。さらに芯金１としては、樹脂に導電性カーボン、金属粉、導電性金属酸化物、樹脂微粒子や無機微粒子の表面を金属化して導電したものを配したものまた、樹脂を棒、パイプにしたものの表面を金属化して導電化したものも使用できる。
【００５０】
上記のようにして製造された導電性ゴムローラは、そのままで、あるいは表面層が設けられて、電子写真装置に導電性が必要な、帯電ローラ、現像スリーブ、転写ローラ等の導電性ゴムローラとして使用される。なお、該導電性ゴムローラは、特に、転写ローラとして好ましいものである。
【００５１】
次に本発明の評価方法について説明する。
【００５２】
（マイクロ波照射時の原料ゴムチューブの内部温度の測定方法）
蛍光温度計（安立計器株式会社製、商品名：蛍光式光ファイバー温度計ＦＬ−２０００）の検知部を、押出機より押し出された未加硫の未加硫チューブの内部に差し込み、ＵＨＦ内に未加硫チューブと共に搬送し、その時の温度を測定した。なお、該検知部は、ＵＨＦで加硫した後においても、未加硫時の厚みの１／２の内部位置に留まるように、差し込むことが望ましい。
【００５３】
（硬度ムラの測定方法）
ゴム硬さ計（高分子計器株式会社製、商品名：アスカーゴム硬度計Ｃ型）を用い、４．９Ｎ荷重で、導電性ゴムローラの任意の場所を周方向に９０°毎に４箇所アスカーＣ硬さを測定し、その最大値と最小値の差を硬度ムラと表した。該硬さの差は０か、０に近いほど好ましい。
【００５４】
（ローラの抵抗ムラの測定方法）
製造した導電性ゴムローラを、Ｎ／Ｎ（２３℃×５５％ＲＨ）環境下において４８時間置いた後、芯金に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛かるようにし、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、芯金とアルミドラムとの間に２ｋＶの電圧を印加して、抵抗値を測定する。この時の抵抗値の最大値と最小値の比を対数で表したものをローラの抵抗ムラとした。なお、この値は１．２未満が好ましい。
【００５５】
（セル径分布の確認方法）
チューブを任意の場所で切断し、その断面をマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、商品名：デジタルマイクロスコープＶＨ―８０００）にて確認し、外径側のセル径と内径側のセル径の大きさの違いを確認した。このとき外径側のセル径と内径側のセル径に差が無いことが好ましく、下記基準で評価した。
○：差が見られない。
△：やや差が見られる。
×：明らかに差が見られる。
【００５６】
（画像評価）
上記方法で得られた導電性ゴムローラを電子写真装置（レーザージェット５１００（ヒューレット・パッカード社製））に組込みこんで印字し、目視にて画像評価を行った。得られた画像が実用可能なレベルのものは○、画像不良は×とした。
【実施例】
【００５７】
以下に本発明について実施例を挙げて詳細に説明する。
【００５８】
以下の各実施例、比較例で使用した材料を示す。
【００５９】
１）原料ゴム
ＮＢＲ ：アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン株式会社製、商品名：ニポールＤＮ４０１ＬＬ）
ＥＣＯ ：エピクロルヒドリンゴム（日本ゼオン株式会社製、商品名：ハイドリンＴ３１０６）
【００６０】
２）その他、配合剤
酸化亜鉛：ハクスイテック株式会社製、亜鉛華２種
ステアリン酸：花王株式会社製、商品名：ルナックＳ−２０
カーボンブラック：旭カーボン株式会社製、商品名：旭＃３５
【００６１】
３）加硫剤、加硫促進剤
ＤＭ ：チアゾール系加硫促進剤 ジベンゾチアジルジスルフィド（大内新興化学株式会社製、商品名：ノクセラーＤＭ−Ｐ）
ＴＯＴ ：チウラム系加硫促進剤 テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド（大内新興化学株式会社製、商品名：ノクセラーＴＯＴ−Ｎ）
硫黄 ：硫黄（鶴見化学株式会社製、商品名：サルファックスＰＭＣ）
【００６２】
４）発泡剤
ＡＤＣＡ：アゾジカルボンアミド（永和化成工業株式会社製、商品名：ビニホールＡＣ）
【００６３】
（実施例１〜５、比較例１〜６）
原料ゴムとして、ＮＢＲ ８０質量部とＥＣＯ ２０質量部を混合して用い、これに、その他配合剤として、カーボンブラック３０質量部、酸化亜鉛５質量部、ステアリン酸
１質量部を添加し、さらに加硫剤として、硫黄 ５質量部、加硫促進剤として、ＤＭ ２質量部及びＴＯＴ １質量部を配合し、さらに、発泡剤として、ＡＤＣＡ ５質量部を添加し、バンバリーミキサーで混練した後、リボンブレンダーで分出しして、押出機に供給した。押出機において、内径の大きさを４．０ｍｍ乃至４．５ｍｍの範囲とし、表１に示す厚さで円筒状に押し出し、未加硫チューブを得た。なお、厚みの調整は押出機に取り付けた円筒ダイを取り替えることによって行った。得られた未加硫チューブに蛍光温度計を取り付けた後、表１に示すマイクロ波出力に調整したマイクロ波加熱装置に搬送して加硫した。このときのマイクロ波加熱装置内の温度（炉内温度）と共に未加硫チューブの内部温度も測定し、結果を表１に示した。マイクロ波加熱装置で加硫されたゴムチューブは２００℃の熱風が循環されている熱風加熱炉へ搬送され、さらに加硫が完結された。その後、引取機で引き取られ、次いで、長さ２４０ｍｍに切断された。切断されたゴムチューブに表面が化学ニッケルメッキされた直径６ｍｍの鉄製の芯金を圧入し、ゴムロールとした。次いで、研磨砥石ＧＣ８０を備えた研磨機にて、研磨条件（回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍｍ／分）で外径を片側１ｍｍ研磨して、導電性ゴムローラを作成した。
【００６４】
加硫発泡後に引き取られ、切断されたゴムチューブの断面を、上記セル径分布の確認方法に従って、発泡ムラを評価した。また、得られた導電性ゴムローラの硬度ムラ、提供ムラを上記測定方法に従って測定した。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
表１より、原料チューブの厚みが１３ｍｍであっても、セルが均一で、硬度ムラも小さく、抵抗ムラも１．２以下である導電性ゴムローラが製造できることがわかる。また、画像評価においても良好であった。
【００６７】
なお、比較例１ではゴムチューブの発泡が不良であったので、また、比較例６では発泡が激しくて良好なゴムチューブが得られなかったので、導電性ゴムローラの製造は行わなかった。比較例２、３では、厚みに対してマイクロ波の照射強度が弱く、炉内温度とゴム内部温度との差が１０℃以上になっている。その結果、加熱ムラに生じよる硬度ムラが大きくなった。また、比較例４、５においては、厚みに対してマイクロ波の照射強度が大きく、炉内温度との差が１０℃以上となり、硬度ムラが発生していた。いずれの比較例においても画像評価は実用レベル以下であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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】本発明に係る電子写真装置の一例の模式図である。
【図３】本発明の導電性ゴムローラの製造に適した製造装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 芯金
２ 弾性層
１１ 押出し機
１２ マイクロ波加熱装置（ＵＨＦ）
１３ 熱風加熱装置（ＨＡＶ）
１４ 引取機
１５ 定尺切断機
２１ 電子写真感光体（感光ドラム）
２２ 帯電ローラ
２３ 露光手段（レーザ光）
２４ 現像装置
２４ａ 現像ローラ
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
【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製造方法に関し、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】
複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置（以下、電子写真装置という）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において、ゴム層に導電性を付与するのに、カーボンブラックなどの導電性の充填剤を加える方法や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等のイオン導電性のゴム材料を使用する方法がある。
【０００４】
また、これらの導電性ゴムローラは、各々ドラムに対して荷重が加えられた状態で接触しており、さらに、用途の上で長時間通電されている。そのため、抵抗値の変動が小さいゴム材料が望ましく、また、製造方法の問題等から転写ローラや帯電ローラではアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロロヒドリンゴム等のゴム材料が広く使用されている（特許文献１）。
【０００５】
これらの導電性ゴムローラの製造では、まず、上記ゴム材料に、加硫剤、発泡剤、充填剤などを混練した原料ゴム組成物を用い、金型、押出機などで未加硫の円筒状成形体とした後、加熱により加硫・発泡させて円筒状ゴムチューブとされる。その後、該ゴムチューブに芯金を圧入し、外径を研磨してローラ形状を整える手法が用いられている。
【０００６】
上記円筒状ゴムチューブの製造方法としては、例えば高圧蒸気による加硫缶加硫、筒型等による金型加硫、マイクロ波照射によるマイクロ波加硫が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、加硫缶加硫では発泡体のセルが不均一で所望のセルを表面に出すためには多量の研磨を行わなくてはならず、金型加硫においては段取りに時間がかかり、かつ、金型洗浄を行う必要があり、何れも、量を数多く作るのには不向きであった。
【０００８】
一方、マイクロ波加硫では、連続化が容易で段取りが良く、セルも均一となりうるが、ゴムチューブが炉内で軟化した時にコンベアやローラ等の搬送物との接触面が増大し、セルの発泡ムラが増加することがあった。更にマイクロ波加熱炉（ＵＨＦ）の温度が高い場合ではさらにゴムが軟化し、チューブの内径が保持できず、チューブの製造が困難となる場合があった。更に、このチューブの不均一に起因して周方向の硬度及び抵抗のムラの原因となっていた（特許文献５）。
【０００９】
上記内外径の不均一に対して、複層構造のチューブを用いて内層のゴム組成物を選択的に加硫してチューブの内径を保持することが報告されている（特許文献３）。
【００１０】
しかし、単層からなるゴム組成物のチューブの製造方法については未だ改善されていない。さらに、上記ＵＨＦを用いた例では、該ゴムチューブを製造する場合において、昇温条件まで検討がされておらず、特にゴム層が厚い場合、加熱のバラツキによる硬度ムラが問題となっていた。
【特許文献１】特開平１１−０６５２６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４９７８号公報
【特許文献３】特開２００３−２４６４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の課題は、電子写真装置に用いうる導電性ゴムローラを、周方向の硬度及び抵抗にムラがなく製造できる方法を提供することであり、該製造方法で作成した導電性ゴムローラ、また、該導電性ゴムローラである転写ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明は、下記構成により達成される。
【００１３】
（１）導電性芯金上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラの製造方法において、ゴム層が未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、該ゴム層を加硫する際の加熱が少なくとも電磁波加熱及び熱風加熱手段であり、これら加熱は同一加硫炉内で連続的かつ同時に該ゴム層に施され、該加硫時のゴム層の未加硫時の厚みの１／２の深さにおける内部温度が、加硫炉内の雰囲気温度に対して±１０℃の範囲内にあることを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
【００１４】
（２）熱風加熱の熱風が１５０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする上記（１）の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１５】
（３）電磁波加熱の電磁波の波長が０．７×１０-4ｍ以上１．０ｍ以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１６】
（４）電子写真装置に用いる導電性ゴムローラであって、該導電性ゴムローラは上記（１）〜（３）いずれかの導電性ゴムローラの製造方法により製造されたものであることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【００１７】
（５）上記（４）の導電性ゴムローラであることを特徴とする転写ローラ。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、硬度及び抵抗のムラが無いゴム層を有する導電性ゴムローラが提供される。なお、本発明による導電性ゴムローラは電子写真装置用ローラ、特に転写ローラ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】
【００１９】
本発明は、図１の斜視図に示すような導電性芯金１上にゴム層２が成形されている導電性ゴムローラの製造方法に関するものである。その特徴は、ゴム層が未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、ゴム層を加硫するのに、少なくとも２種類の加熱手段、すなわち、電磁波加熱及び熱風加熱手段が併用され、これら加熱手段が同一加硫炉内で連続的かつ同時に未加硫のゴム層に施される。そして、該加熱時には、未加硫ゴム層の厚みの１／２の深さにおけるゴム層の温度が、加硫炉内の雰囲気温度に対して±１０℃の範囲内にあることである。
【００２０】
以下に本発明をさらに詳しく説明する。
【００２１】
（電子写真装置）
図２に、本発明に係る導電性ローラを電子写真装置に用いた一例の模式図を示す。
【００２２】
本電子写真装置は、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）からなる感光層が設けられている。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。
【００２３】
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）から振動電圧（交流電圧ＶＡＣ＋直流電圧ＶＤＣ）が印加され、その表面は、−６００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に帯電処理される。帯電された感光ドラム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。
【００２４】
その静電潜像は、現像装置２４の現像スリーブ２４ａ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が付着され、トナー像として反転現像される。
【００２５】
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、廃トナー容器に収容される。
【００２６】
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４０へ導入され、ここでトナー像が定着処理されて、画像形成物（プリント）として電子写真装置本体外に排出される。
【００２７】
上記したように、本電子写真装置内では、帯電ローラ２２、現像スリーブ２４ａ、転写ローラ２６等の導電性ローラが多く使用されている。これら導電性ローラとして、本発明の製造方法で製造される導電性ゴムローラは、必要によりさらに表面層が設けられて、使用可能である。特に、転写ローラとして好ましく使用できる。
【００２８】
（導電性ゴムローラの製造）
本発明の導電性ゴムローラの製造方法について、以下に説明する。
【００２９】
（ゴム材料）
ゴム層に使用される原料ゴムは、ゴムローラのゴム層として使用できるものならはいずれでも使用可能である。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、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等が使用できる。特に、電磁波で加熱する場合、加熱効率のよい、極性を有するゴム、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が好ましい。
【００３０】
（導電剤、充填剤）
本発明では、ゴム層が導電性を有することが必要であり、原料ゴムがエピクロルヒドリンゴムやニトリルゴムのように自己導電性を有するものの場合は必ずしも必要でないが、通常、カーボンブラック等の導電剤を添加して導電性を付与する。導電性を付与するために添加される導電剤としては、公知の物質を用いることが可能である。例えば、導電性粒子として、導電性カーボンブラック、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、ＺｎＯ、ＳｎＯ2とＳｂＯ3の固溶体等の金属酸化物、Ｃｕ、Ａｇなどの金属粉末等、また、イオン導電剤として、ＬｉＣＩＯ4、ＮａＳＣＮなどが挙げられ、原料ゴムに単独で若しくは複数を添加し分散させることによって、所望の導電性とすることが可能である。また、ゴム層の強度、弾性をコントロールするために、炭酸カルシウム等の充填剤を配合することもできる。なお、上記導電剤と兼ねることも可能であり、ゴム層の表面粗さの調整剤となることもある。
【００３１】
（発泡剤、発泡助剤）
本発明では、ゴム層として、ソリッド形態、発泡形態のいずれでも良いが、発泡形態、すなわち、発泡ゴム層であることが、感光ドラムとの当接が良好となるので好ましい。原料ゴムに発泡剤、発泡助剤を適宜に加えることによって、発泡状態をコントロールする。
【００３２】
発泡剤としては、有機発泡剤、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）、オキシビスベンゼンスルフェニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等があり、これらを単独で若しくは混合して用いる。
【００３３】
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。
【００３４】
（加硫剤、加硫促進剤）
本発明においては、原料ゴムを加硫させるが、そのために用いられる加硫剤としては、硫黄、金属酸化物等がある。また、加硫剤と共に使用される加硫促進剤として、チアゾール系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤が好ましい。具体的には、チアゾール系加硫促進剤として、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げられる。なお、ジベンゾチアジルジスルフィドが、スコーチ性が少なく、チウラム系加硫促進剤との併用が賞用されているので好ましい。また、チウラム系加硫促進剤として、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が挙げられる。なお、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。
【００３５】
（製造装置）
図３は、本発明の導電性ゴムローラの製造に適した加硫炉を備えた製造装置の模式図である。
【００３６】
なお、該製造装置は、まず、原料ゴム組成物を円筒状に押し出す押出機１１があり、それに引き続き、電磁波としてマイクロ波を用いた電磁波加熱装置（ＵＨＦ）１２が設けられている。その後に熱風加熱装置（ＨＡＶ）１３が設けられ、それに当接して引取機１４があり、該引き取られたゴム層用チューブを所定長さに切断する定尺切断機１５が最後に設けられている。
【００３７】
ＵＨＦ１２には、フッ素樹脂で被覆されたメッシュ状のベルトが設けられている。このベルトは、押出機１１から押し出された円筒状原料ゴム組成物（以下、未加硫チューブ）を受けとり、未加硫チューブをＵＨＦ内に搬送する。また、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３の間は表面をフッ素樹脂で被覆したコロが設けられており、ＵＨＦ１２内で電磁波加熱により加硫された未加硫チューブがＨＡＶ１３内へ搬送されるようになっている。ここで、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３とは加硫炉内の熱が外に逃げるのをできるだけ抑えるために当接していることが好ましく、これら装置の運転を独立して制御するためには１０ｃｍ程度離しておくことも好ましい。さらに、ＨＡＶ１３内では、未加硫チューブを搬送するために表面をフッ素樹脂で被覆したコロが設けられている。
【００３８】
ＵＨＦ１２には、室内に電磁波照射装置を備えるとともに、熱風が導入できるように構成され、ＵＨＦ内の加硫温度が調整できるようになっている。
【００３９】
上記製造装置について、押出機１１を除き、例えば、ＵＨＦ１２、ＨＡＶ１３及び引取機１４をそれぞれ４ｍ、６ｍ、１ｍとすることができ、大変コンパクトなものである。なお、ＵＨＦ１２とＨＡＶ１３の間、ＨＡＶ１３と引取機１４の間を０．１ｍから１ｍの間で調整できるようになっている。
【００４０】
（ゴム層用チューブの製造）
ゴム層用原料ゴム組成物をバンバリーミキサー、ニーダー等の密閉式混練機を用いて混練した後、オープンロールとリボン成形分出し機によりリボン状に成形し、押出機１１に投入する。その後、押出機１１より押出された原料チューブは、押し出された直後にＵＨＦ１２内に搬送され、電磁波（マイクロ波）の照射と熱風により加熱され、加硫される。ここで、未加硫状態で、チューブの厚みの１／２の深さにおける該チューブの内部温度が、ＵＨＦ１２の炉内温度に対して±１０℃に加熱され、加硫する。その後、未加硫チューブは、ＨＡＶ１３に搬送され、加硫が完了される。なお、ここで、ＵＨＦ１２内温度は、原料ゴム組成物の加硫（発泡）の最適温度により適宜決定されるが、通常１５０℃乃至２５０℃が適当であり、好ましくは、１８０℃乃至２２０℃である。そして、このＵＨＦ１２内におけるゴムの温度調節は、該ＵＨＦ内温度に対して、該厚みの１／２の深さにおける未加硫チューブの内部温度が、ＵＨＦの炉内温度に対して±１０℃の温度差内にあるように電磁波の出力及び熱風を調整する。
【００４１】
本発明においては、未加硫チューブが未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であること、該厚みの１／２の深さにおける未加硫チューブの内部温度が、ＵＨＦの炉内温度に対して±１０℃の温度差内にあるように制御することが重要である。
【００４２】
この温度差内にすることにより、未加硫の未加硫チューブへの加熱ムラが殆どなく、その結果、周方向の硬度ムラ、抵抗ムラの無い加硫ゴムチューブとすることができる。チューブの内部温度がＵＨＦ１２の炉内温度より１０℃を超えて大きい場合、未加硫チューブ内部が軟化し、自重による変形が起き易くなる。一方、該内部温度がＵＨＦ１２の炉内温度より１０℃を超えて小さい場合、未加硫チューブは外側が先に加硫され、搬送中に加熱ムラが発生しやすくなる。
【００４３】
また、該厚みにおいて、４ｍｍ未満では肉厚が薄いため、加熱時に粘度低下により自重変形が起りやすく、一方１３ｍｍ超の場合では照射する電磁波による照射ムラが発生することがある。
【００４４】
以上のように、未加硫の未加硫チューブの内部温度とＵＨＦ１２の炉内温度との差を±１０℃とすることが必要であり、そのためには電磁波の照射強度が非常に重要となる。つまり、マイクロ波を使用したＵＨＦ１２では、高出力のマイクロ波を照射すると、該内部温度はＵＨＦ炉内温度よりも高くなりやすく、その結果、未加硫の未加硫チューブの変形だけではなく、硬度ムラも大きくなる。特に、発泡ゴムチューブとする際には、急速な発泡による発泡セルの連泡化が部分的に促進されるため、硬度ムラがより大きくなる。さらに、高出力のマイクロ波では未加硫の未加硫チューブが過加熱になり、発火する場合もあり、生産上好ましくない。一方、マイクロ波の出力が弱い場合では、未加硫の未加硫チューブが内部まで十分に加熱されず、加硫ムラが発生しやすい。特に、発泡ゴムチューブとする際には周方向の発泡ムラも発生しやすくなる。特に肉厚のゴムチューブを製造する場合、内外の温度差が起き易くなるため、該加硫時は未加硫チューブの内部温度と加硫炉の炉内温度との差を±１０℃となるように、電磁波の細かい出力調整が必要となる。
【００４５】
なお、本発明で使用する電磁波は、その波長が０．７×１０-4ｍ以上１．０ｍ以下であるとよい。これは、ゴムの加硫に利用することができる波長領域であり、具体的には、マイクロ波、遠赤外線、近赤外線等の各種電磁波である。中では、ゴムへの透過性、加熱効率に優れているのでマイクロ波が特に好ましい。
【００４６】
ＨＡＶ１４の加熱は、熱風をＨＡＶ１４内へ送り込むことにより行われる。なお、熱風の温度としては、上記ＵＨＦ１３の内部温度と同じかやや高い温度が適当であり、未加硫チューブの加硫温度により適宜決められる。通常、１５０℃乃至２５０℃程度とされることが多い。また、熱風のＨＡＶ１３への導入量も未加硫チューブの追加加硫に必要な熱容量により適宜定めればよい。
【００４７】
加硫後に引取機１４より加硫炉から排出されたゴムチューブは、その直後に、定尺切断機１５により所望の寸法に切断され、導電性ゴムローラ用のゴムチューブが得られる。
【００４８】
（芯金取付け、ゴム層トリミング）
次いで、該切断されたゴムチューブに、必要に応じてホットメルト接着剤、加硫接着剤等の接着剤を所望の領域に塗布したφ４ｍｍ乃至１０ｍｍの導電性芯金を圧入して、ローラ状の成形体を得る。その後、この成形体を、研磨砥石ＧＣ８０を備えた研磨機（不図示）にセットし、研磨条件として回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍｍ／分で外径を所定の径になるように研磨し、導電性ゴムローラを作成する。
【００４９】
なお、導電性芯金としては、鉄、ニッケル、銅、ステンレススチール、真鍮等の導電性を有する金属を棒、パイプにしたものが通常使用される。なお、表面がニッケル等でメッキされていてもよい。さらに芯金１としては、樹脂に導電性カーボン、金属粉、導電性金属酸化物、樹脂微粒子や無機微粒子の表面を金属化して導電したものを配したものまた、樹脂を棒、パイプにしたものの表面を金属化して導電化したものも使用できる。
【００５０】
上記のようにして製造された導電性ゴムローラは、そのままで、あるいは表面層が設けられて、電子写真装置に導電性が必要な、帯電ローラ、現像スリーブ、転写ローラ等の導電性ゴムローラとして使用される。なお、該導電性ゴムローラは、特に、転写ローラとして好ましいものである。
【００５１】
次に本発明の評価方法について説明する。
【００５２】
（マイクロ波照射時の原料ゴムチューブの内部温度の測定方法）
蛍光温度計（安立計器株式会社製、商品名：蛍光式光ファイバー温度計ＦＬ−２０００）の検知部を、押出機より押し出された未加硫の未加硫チューブの内部に差し込み、ＵＨＦ内に未加硫チューブと共に搬送し、その時の温度を測定した。なお、該検知部は、ＵＨＦで加硫した後においても、未加硫時の厚みの１／２の内部位置に留まるように、差し込むことが望ましい。
【００５３】
（硬度ムラの測定方法）
ゴム硬さ計（高分子計器株式会社製、商品名：アスカーゴム硬度計Ｃ型）を用い、４．９Ｎ荷重で、導電性ゴムローラの任意の場所を周方向に９０°毎に４箇所アスカーＣ硬さを測定し、その最大値と最小値の差を硬度ムラと表した。該硬さの差は０か、０に近いほど好ましい。
【００５４】
（ローラの抵抗ムラの測定方法）
製造した導電性ゴムローラを、Ｎ／Ｎ（２３℃×５５％ＲＨ）環境下において４８時間置いた後、芯金に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛かるようにし、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、芯金とアルミドラムとの間に２ｋＶの電圧を印加して、抵抗値を測定する。この時の抵抗値の最大値と最小値の比を対数で表したものをローラの抵抗ムラとした。なお、この値は１．２未満が好ましい。
【００５５】
（セル径分布の確認方法）
チューブを任意の場所で切断し、その断面をマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、商品名：デジタルマイクロスコープＶＨ―８０００）にて確認し、外径側のセル径と内径側のセル径の大きさの違いを確認した。このとき外径側のセル径と内径側のセル径に差が無いことが好ましく、下記基準で評価した。
○：差が見られない。
△：やや差が見られる。
×：明らかに差が見られる。
【００５６】
（画像評価）
上記方法で得られた導電性ゴムローラを電子写真装置（レーザージェット５１００（ヒューレット・パッカード社製））に組込みこんで印字し、目視にて画像評価を行った。得られた画像が実用可能なレベルのものは○、画像不良は×とした。
【実施例】
【００５７】
以下に本発明について実施例を挙げて詳細に説明する。
【００５８】
以下の各実施例、比較例で使用した材料を示す。
【００５９】
１）原料ゴム
ＮＢＲ ：アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン株式会社製、商品名：ニポールＤＮ４０１ＬＬ）
ＥＣＯ ：エピクロルヒドリンゴム（日本ゼオン株式会社製、商品名：ハイドリンＴ３１０６）
【００６０】
２）その他、配合剤
酸化亜鉛：ハクスイテック株式会社製、亜鉛華２種
ステアリン酸：花王株式会社製、商品名：ルナックＳ−２０
カーボンブラック：旭カーボン株式会社製、商品名：旭＃３５
【００６１】
３）加硫剤、加硫促進剤
ＤＭ ：チアゾール系加硫促進剤 ジベンゾチアジルジスルフィド（大内新興化学株式会社製、商品名：ノクセラーＤＭ−Ｐ）
ＴＯＴ ：チウラム系加硫促進剤 テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド（大内新興化学株式会社製、商品名：ノクセラーＴＯＴ−Ｎ）
硫黄 ：硫黄（鶴見化学株式会社製、商品名：サルファックスＰＭＣ）
【００６２】
４）発泡剤
ＡＤＣＡ：アゾジカルボンアミド（永和化成工業株式会社製、商品名：ビニホールＡＣ）
【００６３】
（実施例１〜５、比較例１〜６）
原料ゴムとして、ＮＢＲ ８０質量部とＥＣＯ ２０質量部を混合して用い、これに、その他配合剤として、カーボンブラック３０質量部、酸化亜鉛５質量部、ステアリン酸
１質量部を添加し、さらに加硫剤として、硫黄 ５質量部、加硫促進剤として、ＤＭ ２質量部及びＴＯＴ １質量部を配合し、さらに、発泡剤として、ＡＤＣＡ ５質量部を添加し、バンバリーミキサーで混練した後、リボンブレンダーで分出しして、押出機に供給した。押出機において、内径の大きさを４．０ｍｍ乃至４．５ｍｍの範囲とし、表１に示す厚さで円筒状に押し出し、未加硫チューブを得た。なお、厚みの調整は押出機に取り付けた円筒ダイを取り替えることによって行った。得られた未加硫チューブに蛍光温度計を取り付けた後、表１に示すマイクロ波出力に調整したマイクロ波加熱装置に搬送して加硫した。このときのマイクロ波加熱装置内の温度（炉内温度）と共に未加硫チューブの内部温度も測定し、結果を表１に示した。マイクロ波加熱装置で加硫されたゴムチューブは２００℃の熱風が循環されている熱風加熱炉へ搬送され、さらに加硫が完結された。その後、引取機で引き取られ、次いで、長さ２４０ｍｍに切断された。切断されたゴムチューブに表面が化学ニッケルメッキされた直径６ｍｍの鉄製の芯金を圧入し、ゴムロールとした。次いで、研磨砥石ＧＣ８０を備えた研磨機にて、研磨条件（回転速度２０００ＲＰＭ、送り速度５００ｍｍ／分）で外径を片側１ｍｍ研磨して、導電性ゴムローラを作成した。
【００６４】
加硫発泡後に引き取られ、切断されたゴムチューブの断面を、上記セル径分布の確認方法に従って、発泡ムラを評価した。また、得られた導電性ゴムローラの硬度ムラ、提供ムラを上記測定方法に従って測定した。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
表１より、原料チューブの厚みが１３ｍｍであっても、セルが均一で、硬度ムラも小さく、抵抗ムラも１．２以下である導電性ゴムローラが製造できることがわかる。また、画像評価においても良好であった。
【００６７】
なお、比較例１ではゴムチューブの発泡が不良であったので、また、比較例６では発泡が激しくて良好なゴムチューブが得られなかったので、導電性ゴムローラの製造は行わなかった。比較例２、３では、厚みに対してマイクロ波の照射強度が弱く、炉内温度とゴム内部温度との差が１０℃以上になっている。その結果、加熱ムラに生じよる硬度ムラが大きくなった。また、比較例４、５においては、厚みに対してマイクロ波の照射強度が大きく、炉内温度との差が１０℃以上となり、硬度ムラが発生していた。いずれの比較例においても画像評価は実用レベル以下であった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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】本発明に係る電子写真装置の一例の模式図である。
【図３】本発明の導電性ゴムローラの製造に適した製造装置の模式図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 芯金
２ 弾性層
１１ 押出し機
１２ マイクロ波加熱装置（ＵＨＦ）
１３ 熱風加熱装置（ＨＡＶ）
１４ 引取機
１５ 定尺切断機
２１ 電子写真感光体（感光ドラム）
２２ 帯電ローラ
２３ 露光手段（レーザ光）
２４ 現像装置
２４ａ 現像ローラ
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯金上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラの製造方法において、
ゴム層が未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、
該ゴム層を加硫する際の加熱が少なくとも電磁波加熱及び熱風加熱であり、これら加熱は同一加硫炉内で連続的かつ同時に実施され、
該加硫時のゴム層の未加硫時の厚みの１／２の深さにおける内部温度が、加硫炉内の雰囲気温度に対して±１０℃の範囲に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】
熱風加熱の熱風が１５０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項３】
電磁波加熱の電磁波の波長が０．７×１０-4ｍ以上１．０ｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項４】
電子写真装置に用いる導電性ゴムローラであって、該導電性ゴムローラは請求項１〜３のいずれか１項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ものであることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項５】
請求項４に記載の導電性ゴムローラであることを特徴とする転写ローラ。
【請求項１】
導電性芯金上にゴム層が成形されている導電性ゴムローラの製造方法において、
ゴム層が未加硫時には厚み４ｍｍ以上１３ｍｍ以下であり、
該ゴム層を加硫する際の加熱が少なくとも電磁波加熱及び熱風加熱であり、これら加熱は同一加硫炉内で連続的かつ同時に実施され、
該加硫時のゴム層の未加硫時の厚みの１／２の深さにおける内部温度が、加硫炉内の雰囲気温度に対して±１０℃の範囲に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】
熱風加熱の熱風が１５０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項３】
電磁波加熱の電磁波の波長が０．７×１０-4ｍ以上１．０ｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項４】
電子写真装置に用いる導電性ゴムローラであって、該導電性ゴムローラは請求項１〜３のいずれか１項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ものであることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項５】
請求項４に記載の導電性ゴムローラであることを特徴とする転写ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２２１７５８（Ｐ２００８−２２１７５８Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６６５９７（Ｐ２００７−６６５９７）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【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２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【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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