導電性ゴムローラの製造方法
【課題】発泡ゴム層のセルが均一で、周方向の硬度、抵抗ムラが無く更に、低抵抗領域で温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく、硬度が安定した導電性ゴムローラの製造方法を提供する。
【解決手段】原料ゴムとして、エピクロルヒドリンゴム及び／又はＮＢＲと共に、数平均分子量１００００以上、ＡＧＥの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であるＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を使用し、化学発泡剤を含む原料ゴム組成物をチューブ状に押出し、そのチューブを搬送速度０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎで、近赤外線加硫装置内で０．２ｋＷ乃至６ｋＷの赤外線ランプ４本乃至６本で加硫発泡する。
【解決手段】原料ゴムとして、エピクロルヒドリンゴム及び／又はＮＢＲと共に、数平均分子量１００００以上、ＡＧＥの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であるＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を使用し、化学発泡剤を含む原料ゴム組成物をチューブ状に押出し、そのチューブを搬送速度０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎで、近赤外線加硫装置内で０．２ｋＷ乃至６ｋＷの赤外線ランプ４本乃至６本で加硫発泡する。
【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ゴムローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタなど、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。従来これらの導電性ゴムローラは、導電性ゴムのチューブに導電性の芯金を挿入し、必要により外径をトリミングや表層形成して、作成されている。この導電性ゴムチューブの製造は、原料ゴム組成物を押出し機からチューブ状に押し出し、加熱加硫あるいは加熱発泡加硫することにより行われることが多い。
【０００３】
この加熱加硫、加熱発泡加硫の方法として、高圧蒸気による加硫缶により加硫する方法（例えば、特許文献１）、円筒金型等による金型加硫（例えば、特許文献２）、マイクロ波照射によるＵＨＦ加硫（例えば、特許文献３）などが知られている。ところで、加硫缶加硫では、加硫状況が不均一になりやすく、特に発泡体ではセルが不均一となりやすいためで、ローラの表面に所望のセルを形成するためには多量の研磨が必要となる。金型加硫では、段取りに時間が掛かることや金型洗浄を行う必要があるため、量を数多く作るには不向きであった。
【０００４】
また、ＵＨＦ加硫では、段取りが良く、セルも均一となるが、ゴムが軟化した時にチューブが潰れ、特に、チューブ内外径の縦横比が不均一となりやすい。そして、このチューブの不均一性が、周方向の硬度や抵抗ムラの原因となる。そこで、チューブの不均一性を解消するために短いＵＨＦ装置を複数台連結し、マイクロ波の照射出力に勾配を付ける方法が知られている。そのためには、長大な装置が必要で、結果として加硫時間が長くなり、マイクロ波がかかり過ぎて、ゴム成分の主鎖切断が起き、導電性ゴム層の体積固有抵抗値が高くなったり、軟化劣化や硬化劣化が起きてしまったりすることがある。
【０００５】
したがって、これらの加硫方法では、そのまま利用するには複写機、プリンタ等に使用する導電性ゴムローラの製造には不向きであることが多い。また、こうした抵抗値等精細な性能が要求される短径のローラへの技術展開を紹介するものはなかった。
【０００６】
従来これらのゴムローラの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充填材を加える方法やアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）に自己導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴムを配合して抵抗値を下げる方法が知られている。しかし、この方法においては、エピクロルヒドリンゴムを多量に配合すると、温度や湿度の僅かの変化（環境変化）により、抵抗値が大きく変動してしまうことが問題となっている。また、エピクロルヒドリンゴムを多量に含むゴム組成物にマイクロ波を照射すると、エピクロルヒドリンゴムの主鎖中のエーテル結合が切断されて、軟化劣化し、ローラの硬度が不安定になることがある。
【０００７】
複写機、プリンタ等に使用される導電性ゴムローラには、発泡ゴム層のセルが均一で、周方向の硬度、抵抗ムラが無く更に、低抵抗領域で温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定していることが要求される。しかし、こうした背景から、このような要求を満たす、複写機、プリンタ等に使用される導電性ゴムローラの製造方法においては、製造工程における段取り性や生産性の良い製造方法が求められている。
【特許文献１】特開平１１−１１４９７８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１８５９号公報
【特許文献３】特開平１１−２０１１４０号公報
【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、発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラを、セル分布が均一で、かつ、周方向の硬度ムラ、抵抗ムラが無く、温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定して製造できる方法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】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討し、ゴム原料として、導電性ゴムと共に、特定の共重合体を用いることにより、発泡ゴム層が安定して製造できることを見出し、ついに本発明に至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の構成をとるものである。
【００１１】
（１）導電性芯材上に発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該発泡ゴム層を形成する原料ゴム組成物が、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、数平均分子量１００００以上、アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）単位含量１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下のエチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体、及び化学発泡剤を含有しており、
前記原料ゴム組成物をゴム押出し装置で連続して近赤外線加硫装置内へ、チューブ状に押出して原料ゴム組成物チューブを形成し、該近赤外線加硫装置内を０．５乃至６．０ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、近赤外線を、合計照射出力１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷで、照射して、発泡・加硫することを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
【００１２】
（２）近赤外線の照射が、照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを４本乃至６本使用することを特徴とする（１）記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１３】
（３）更に、近赤外線照射装置で発泡加硫された発泡ゴムチューブが、熱風加熱により１００℃乃至３００℃で１分乃至１２分間加熱加硫されることを特徴とする（１）又は（２）記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１４】
（４）導電性ゴムローラの抵抗値が、２３℃×５５％ＲＨ環境下で、１×１０5Ω乃至５×１０8Ωとなることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１５】
（５）前記導電性ゴムローラが、電子写真装置用導電性ゴムローラの基層部材であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１６】
（６）前記電子写真装置用導電性ゴムローラが、転写ローラであることを特徴とする（５）記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、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転写ローラ等として好適に使用することができる導電性ゴムローラ及び電子写真装置用ローラが提供される。なお、本発明の製造方法により製造された導電性ゴムローラは、発泡ゴム層のセルが均一で、周方向の硬度、抵抗ムラが無く更に、低抵抗領域で温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定しているものであり、その利用価値は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、導電性芯材上に発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法に関するものである。
【００１９】
該発泡ゴム層を形成する原料ゴム組成物は、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）と、エチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体を含む。そして、該ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体は、数平均分子量が１００００以上であり、かつＡＧＥの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であるものである。
【００２０】
また、該原料ゴム組成物は、化学発泡剤を含有するものである。
【００２１】
本発明の導電性ゴムローラの製造方法では、まず、未加硫の原料ゴム組成物のチューブをゴム押出し装置から連続して近赤外線加硫装置内へ押出される（押出し工程）。次いで、押し出された未加硫ゴム組成物チューブは０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎの搬送速度で搬送中に、近赤外線が、合計照射出力１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷで、照射され、発泡・加硫成形される（発泡・加硫工程）。これにより、発泡ゴム層のセルが均一で、周方向の硬度、抵抗ムラが無く、更に、低抵抗領域で温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定している導電性ゴムローラが提供可能となる。
【００２２】
まず、本発明の製造される導電性ゴムローラを用いる画像形成装置について説明する。
【００２３】
図２は、本発明に係る導電性ゴムローラ又は電子写真装置用ローラを備えた画像形成装置の一例の概略構成を示す縦断面図である。本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る。
【００２４】
この画像形成装置は、像担持体として、ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）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／ｓで回転駆動される。
【００２５】
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表面を、−６００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に帯電処理する。帯電された感光ドラム１表面に、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で走査露光する。これにより、感光ドラム１表面に、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。
【００２６】
その静電潜像は、現像装置４の現像ローラ３０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。
【００２７】
一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の被転写材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に供給された被転写材７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、被転写材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。
【００２８】
転写部Ｔを通った被転写材７は、感光ドラム１から分離されて定着装置１０へ搬送されて、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。
【００２９】
このような画像形成装置では、本発明の製造方法で製造された導電性ゴムローラは、必要により表面に機能層が設けられ、帯電ローラ２、転写ローラ６又は現像ローラ３０の電子写真装置用導電性ゴムローラとして装着される。
【００３０】
本発明にかかる導電性ゴムローラの１例の斜視図を図１に示す。
【００３１】
本発明の導電性ゴムローラは、導電性芯材６１上に発泡ゴム層６２を有する。なお、導電性芯材６１としては、外径が、好ましくは４ｍｍ乃至１０ｍｍである、鉄、銅、ステンレス等の金属材料の丸棒を用いることができる。さらにこれらの表面には防錆や耐傷性付与を目的としてメッキ処理が施されていても構わない。
【００３２】
本発明における発泡ゴム層６２を形成するための原料ゴム組成物としては、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はＮＢＲと、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を含むものである。該ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体は、数平均分子量が１００００以上であり、かつＡＧＥの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下である。なお、他にＥＰＤＭ、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴムのいずれかとの混合物を含んでいても良い。なお、該ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体としては、例えば、数平均分子量１００００以上、ＡＧＥ単位含量１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下のものや日本ゼオン（株）ゼオスパン８０１０を用いることができる。また、エピクロルヒドリンゴムとしては、例えば、ダイソー（株）社製のエピオン３０１（商品名）を、ＮＢＲとしては、例えば、日本ゼオン（株）社製のＤＮ４０１（商品名）を好ましく用いることができる。
【００３３】
本発明の原料ゴム組成物には、アゾジカルボンアミド等の化学発泡剤を含む。なお、アゾジカルボンアミドを好ましく使用できる。
【００３４】
また、必要により、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラック等の補強材、炭酸カルシウム等の充填材、その他の助剤を含む。加硫剤としては、イオウの他に有機過酸化物、トリアジン、ポリアミン等がある。また、加療助剤としては、チウラム系、チアゾール系、グアニジン系、スルフェンアミド系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系のものがある。
【００３５】
上記各成分から原料ゴム組成物を調製する方法は、特に限定されず、例えば、使用する原料、組成等に応じて、公知の方法から適したものを選択すればよい。具体的には、例えば、ゴム成分、発泡剤、導電剤、加硫剤、加硫促進剤等の成分を、例えば、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ゴム組成物を調製すればよい。
【００３６】
図３は、本発明において使用する加硫成形装置の一例の模式断面図である。本装置は、押出機１１、昇温加熱手段としての近赤外線加硫装置１２、必要により使用する熱風加熱手段である熱風加硫装置（ＨＡＶ加硫装置と表すことがある）１３、巻引取機１４、冷却槽１５及び定尺切断機１６で構成されている。
【００３７】
バンバリーミキサー又はニーダー等の密閉式混練機で混練して調製した原料ゴム組成物は、オープンロールとリボン成形分出し機（不図示）によりリボン状に成形された後に、押出機１１に投入される。近赤外線加硫装置１２は、入り口側と出口側にテフロン樹脂を被覆したコロを備えている。押出機１１で押出成形された未加硫のゴム組成物チューブはこの上を搬送され、搬送される間に近赤外線が照射され昇温加熱されて発泡・加硫されて発泡ゴムチューブが形成される。この発泡ゴムチューブは、ＨＡＶ加硫装置１３に搬送される。ＨＡＶ加硫装置１３は、テフロン樹脂を被覆したコロを備えており、発泡ゴムチューブはこの上を搬送され、搬送される間熱風に曝されて加熱されてさらに加硫される。発泡ゴムチューブは、引取機１４で引き取られ、引取機１４より排出された直後に、冷却槽１５でチューブを冷却し、定尺切断機１６により所望の寸法に切断される。その後続けて自動芯金圧入機１７により導電性ゴムチューブに芯金が圧入され、導電性を有する発泡ゴムチューブ成形物が調製される。
【００３８】
近赤外線加硫装置１２、ＨＡＶ加硫装置１３及び巻引取機１４の長さは、本実施形態では、順に、０．４ｍ、６ｍ、１ｍとなっている。近赤外線加硫装置１２とＨＡＶ加硫装置１３間及びＨＡＶ加硫装置１３と引取機１４間の間隙は０．１ｍ乃至１．０ｍとなるように設定されている。なお、近赤外線加硫装置には、１本あたりの出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプが４本又は６本配置されている、また、該赤外線ランプによる近赤外線の照射区域の長さが０．４ｍ以下とすることが好ましい。なお、赤外線ランプは、所定の出力のものを用いることであっても、電流量を調整することで出力を調整できるものであっても良い。
【００３９】
上記においては、原料ゴム組成物は押出機１１でチューブ状に押出され、その未加硫の原料ゴム組成物チューブは、近赤外線加硫装置１２内に搬送され、該近赤外線加硫装置内を、０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎの搬送速度で搬送される。なお、該未加硫の原料ゴム組成物チューブの搬送速度は、１．０ｍ／ｍｉｎ乃至３．０ｍ／ｍｉｎとするのがより好ましい。搬送速度を０．５ｍ／ｍｉｎ以上とすると、より安定した加硫状態が得られ、３．０ｍ／ｍｉｎ以下とすると、より安定した発泡状態が得られ均一な内径寸法となる。該近赤外線加硫装置内において、近赤外線を照射する区域の長さが０．４ｍ以下近赤外線加硫装置内を用い近赤外線を照射し、該ゴム組成物チューブを発泡し、加硫して発泡ゴムチューブを形成する。
【００４０】
近赤外線照射装置は１本あたりの照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを４本乃至６本使用するのが好ましく、６本とするのがより好ましい。照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを１本や３本とすると、装置内で近赤外線のムラが発生し、均一な加硫と発泡を行うことが困難となる。一方、該赤外線ランプを７本以上とすると、近赤外線が過剰にかかる箇所が発生し、不均一な発泡状態となり、更には、所望の抵抗値より高い抵抗値になる不具合が生じることがある。なお、合計の照射出力を１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷとすることが肝要であり、この範囲の赤外線を照射することにより、均一な発泡セルが達成できる。
【００４１】
なお、赤外線ランプとしては、１本あたりの出力が０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷであることが好ましく、１．０ｋＷ乃至４．０ｋＷとするのがより好ましい。赤外線ランプの１本あたりの出力を０．２ｋＷ以上とすると、短い装置構成であっても充分な照射を行うことができる。一方、６．０ｋＷ以下とすると、過剰な加熱を容易に避けることができ、均一な発泡を必要とする導電性ゴムローラを製造する場合において、制御が非常に容易となる。
【００４２】
また、近赤外線を照射する区域の長さを０．４ｍ以下とするのが好ましく、０．３ｍ以下とするのがより好ましい。近赤外線を照射する区域の長さを０．４ｍ以下とすると、均一で安定した発泡状態が得られ均一な内径寸法となる。
【００４３】
上記赤外線ランプによる照射で原料ゴム組成物チューブは十分に発泡完了するのであるが、所望の場合には、続いて、発泡ゴムチューブをＨＡＶ加硫装置１３に搬送し、発泡ゴムチューブを搬送しながらＨＡＶ加硫装置１３の熱風炉中で加熱して加硫を完了させる。ＨＡＶ加硫装置１３の熱風炉における加熱条件は、特に限定されないが、通常、１００℃乃至３００℃で１分乃至１２分間加熱加硫するのが好ましい。なお、ＨＡＶ加硫装置１３の熱風炉は、ガス炉を熱源とする熱風炉とするのが好ましい。
【００４４】
加硫を完了させて得られた上記発泡ゴムチューブは引取機１４で引き取られ、引取機１４より排出された直後に、冷却槽１５でチューブを冷却し、定尺切断機１６により所定の寸法に切断される。その後続けて外径４ｍｍ乃至１０ｍｍの導電性芯材を自動芯金圧入機１７により前記導電性ゴムチューブに圧入し導電性を有する発泡ゴムチューブ成形物を調製する。このときの導電性芯材はホットメルト接着剤、又は加硫接着剤等の接着剤を所望の領域に塗布したもの又は、接着剤が塗布していないものどちらであってもよい。
【００４５】
次いでこのローラ状成形体は、研磨機（不図示）にセットされて研磨され、所定の外径を有する導電性ゴムローラとされる。
【００４６】
なお、上記で得られた導電性ゴムローラは、そのままで、導電性が要求される、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等の電子写真装置用ローラとして使用できる。また、得られた導電性ゴムローラを基層部材とし、さらに該発泡ゴム層の表面に、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等として必要な機能層を設けることによって電子写真装置用ローラとする。
【００４７】
例えば、現像ローラや帯電ローラでは、上記導電性ゴムローラの発泡ゴム層の外周面には所望の機能を付与するための層が必要に応じて設けられる。なお、係る機能層として、発泡ゴム層から低分子量含有物がしみ出すのを防止するしみ出し防止層、電極層や電気特性を制御する抵抗制御層、感光体等に傷や汚染を与えないために設けられる被覆層等がある。なお、しみ出し防止層、電極層や抵抗制御層、被覆層等を設ける方法としては、公知の方法、例えば、ディップコート法又はロールコート法等の塗工液を用いる方法や、同時成形多層シームレスチューブを被覆する方法等を採用することができる。
【００４８】
また、転写ローラでは、発泡ゴム層から低分子量含有物のしみ出しを防止するしみ出し防止層、電気特性を制御する抵抗制御層、被転写材の搬送性を改良するため表面性状を制御する表面性状制御層等の機能を付与するための層を必要に応じて設ければよい。これらの層は、上記現像ローラや帯電ローラの場合と同様の方法で形成作製できる。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明を実施例に基づいて詳しく説明する。
【００５０】
まず、発泡ゴム層用原料について示す。
【００５１】
・ＮＢＲ：「ニポールＤＮ４０１」（商品名）、日本ゼオン株式会社製
・エピクロルヒドリンゴム：「エピオン３０１」（商品名）、ダイソー株式会社製
・ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体：「ゼオスパン８０１０」（商品名）、日本ゼオン株式会社製
・化学発泡剤：アゾジカルボンアミド「ビニホールＡＣ」（商品名）、永和化成工業株式会社製
・ステアリン酸：「ルナックＳ２０」（商品名）、花王株式会社製
・酸化亜鉛：亜鉛華１号、白水化学株式会社製
・カーボン：「旭３５」（商品名）、旭カーボン株式会社製
【００５２】
実施例１
（原料ゴム組成物の調製）
ＮＢＲ ７５．０質量部
エピクロルヒドリンゴム ２４．９質量部
ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体 ０．１質量部
化学発泡剤 ４質量部
ステアリン酸 １質量部
酸化亜鉛 ５質量部
カーボン １０質量部
以上の成分をバンバリーミキサーで混練し、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て、原料ゴム組成物をリボン状で得た。
【００５３】
（導電性ゴムローラの作成）
このリボン状に成形したゴム組成物を、図３の加硫成形装置の押出機１１（株式会社三葉製作所社製）に投入し、未加硫の原料ゴム組成物チューブを、近赤外線加硫装置内１２（アルバック理工株式会社製）へ押出した。なお、本実施例では、加硫成形装置は、ＨＡＶ装置１３は使用せず、取り外して、近赤外線加硫装置１２と引取機１４を直接つないである。また、近赤外線加硫装置１２は、照射出力０．２ｋＷの赤外ランプ６本により、照射長さ０．４ｍで近赤外線が照射できるようになっている。
【００５４】
この未加硫のチューブは、近赤外線照射領域を搬送速度０．５ｍ／ｍｉｎで搬送され、発泡・加硫し、得られ発泡チューブを巻引取機１４で引き取り、引取機１４より排出された直後に、冷却槽１５でチューブを冷却し、定尺切断機１６により切断して、外径１６．０ｍｍ、内径４．２ｍｍ、長さ２５０ｍｍの発泡ゴムチューブ成形物を得た。その後続けて自動芯金圧入機１７により外径６ｍｍの導電性芯材（Ｎｉメッキの鉄棒）を発泡ゴムチューブ成形物の内径部に圧入し、発泡ゴムチューブ成形物を発泡ゴム層とするローラ状の成形体を得た。このローラ状の成形体を、研磨砥石ＧＣ８０を取り付けた研磨機にて、研磨条件（回転速度２０００ｒｐｍ、送り速度５００ｍｍ／分）で、外径が１３ｍｍになるように研磨して、導電性ゴムローラを得た。
【００５５】
上記発泡ゴムチューブ成形物の内外径縦横比及びセル径分布を下記により測定した。また、得られた導電性ゴムローラについて、硬度ムラ、抵抗値とそのムラ及び抵抗値の環境変化を下記により測定した。得られた結果を表１に示す。
【００５６】
（発泡ゴムチューブ成形物の内外径縦横比）
発泡ゴムチューブ成形物を切断した断面を投影機（株式会社ニコン製、プロファイルプロジェクターＶ−１２Ｂ（商品名））にて、径の最大部（ｔmax）と最小部（ｔmin）を内径外径それぞれ測定する。そして、その比（ｔmax／ｔmin）を求め、当該発泡ゴムチューブの内径外外径それぞれ縦横比とする。この比は１に近いほどが好ましい。
【００５７】
（発泡ゴムチューブ成形物のセル径分布）
発泡ゴムチューブ成形物を切断した断面をビデオマイクロ（株式会社キーエンス製、デジタルマイクロスコープＶＨ−８０００（商品名））にて観察し、外径側のセル径と内径側のセル径の大きさを該装置のモニター中に表示のゲージにて計測した。このとき、外径側のセル径（Ｄou）と内径側のセル径（Ｄin）から、下記基準でセル形分布を評価した。なお、外径側のセル径（Ｄou）と内径側のセル径（Ｄin）に差がないことが好ましい。
○：（│Dou-Din│/Dou）≦1.5又は（│Dou-Din│/Din）≦1.5（差がない）
△：（1.5<│Dou-Din│/Dou）≦2.0又は（1.5<│Dou-Din│/Din）≦2.0（やや差がある）
×：（│Dou-Din│/Dou）>2.0又は（│Dou-Din│/Din）>2.0（差がある）
【００５８】
（導電性ゴムローラの硬度ムラ）
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発泡ゴム層の任意の場所を周方向に９０°毎４箇所測定し、その最大値と最小値の差を硬度ムラとした。なお、硬度ムラは０に近いことが好ましい。
【００５９】
（導電性ゴムローラの抵抗値及びその環境変動量）
導電性ゴムローラの抵抗値は、ローラの軸体に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛けて、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、軸体とドラムとの間に２ｋＶの電圧を印加してローラ１周分を測定し、平均した。この測定をＬ／Ｌ（１５℃×１０％ＲＨ）、Ｎ／Ｎ（２３℃×５５％ＲＨ）、Ｈ／Ｈ（３５℃×８５％ＲＨ）の各環境下にて、それぞれ４８時間の放置後に行った。
【００６０】
このときのＮ／Ｎ環境における抵抗値ＲNNが当該導電性ゴムローラの抵抗値であり、Ｌ／Ｌ環境における抵抗値ＲLLとＨ／Ｈ環境における抵抗値ＲHHの比（ＲLL／ＲHH）を桁〔ｌｏｇ（ＲLL／ＲHH）〕で表したものを環境変動量とした。なお、抵抗値は１×１０5Ω乃至５×１０8Ωであることが好ましく、環境変動量は１．２桁未満であることが好ましい。
【００６１】
（導電性ゴムローラの電気抵抗ムラ）
上記Ｎ／Ｎの環境下での抵抗値の測定で、ローラ一周分の抵抗値の最大値Ｒmaxと最小値Ｒminを求め、その比（Ｒmax／Ｒmin）を桁〔ｌｏｇ（Ｒmax／Ｒmin）〕で表したものを当該導電性ゴムローラの抵抗値ムラとした。なお、抵抗値ムラは１．２桁未満であることが好ましい。
【００６２】
実施例２〜５、比較例１〜５
原料ゴム組成物のＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム及びＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体の使用量、発泡加硫の条件（近赤外線ランプの照射出力と数、チューブの搬送速度）を表１又は表２の様に変更した他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを得た。発泡ゴムチューブ及び導電性ゴムローラについて、実施例１と同様に評価した。得られた結果を表１又は表２に示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
表１に示したように、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体をエピクロルヒドリンゴム及び／又はＮＢＲと共に用い、近赤外線加硫装置内の近赤外線照射条件、搬送速度を本願範囲内とすると、発泡チューブの内外径縦横比、セル径の分布が均一であることがわかる。更に導電性ゴムローラの周方向の硬度ムラも小さく、所望の抵抗値も得られ、かつ抵抗ムラ、環境変動量も１．２桁以下と小さいことがわかる。
【００６６】
これに対して、表２に示したように、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を使用しないと、比較例１では搬送速度が遅いにかかわらず、発泡ゴムチューブ成形物が加硫、発泡せず導電性ゴムローラとして成形できなかった。合計赤外線照射出力が本発明の範囲外では、比較例４、５に見られるように、チューブの成形はできたが形状及び抵抗値にムラがあり、環境変動も大きかった。さらに、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を使用しているにかかわらず、搬送速度が外れると、比較例２、３に見られるように、硬度ムラ、抵抗ムラ、環境変動量が大きく、セル径分布、内外径縦横比も悪かった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態の導電性ゴムローラの斜視図である。
【図２】本発明の導電性ゴムローラ（電子写真装置用導電性ゴムローラ）を備えた画像形成装置の一例の断面概略図である。
【図３】本発明における加硫成形装置の一例の断面概略図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ レーザ光
４ 現像装置
５ トナー
６ 転写ローラ
７ 被転写材
８ クリーニングブレード
９ クリーニング装置
１０ 定着装置
１１ 押出機
１２ 近赤外線加硫装置
１３ 熱風加硫装置（ＨＡＶ加硫装置）
１４ 引取機
１５ 冷却槽
１６ 定尺切断機
１７ 自動芯金圧入機
３０ 現像ローラ
６１ 導電性芯材
６２ 発泡ゴム層
【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ゴムローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタなど、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。従来これらの導電性ゴムローラは、導電性ゴムのチューブに導電性の芯金を挿入し、必要により外径をトリミングや表層形成して、作成されている。この導電性ゴムチューブの製造は、原料ゴム組成物を押出し機からチューブ状に押し出し、加熱加硫あるいは加熱発泡加硫することにより行われることが多い。
【０００３】
この加熱加硫、加熱発泡加硫の方法として、高圧蒸気による加硫缶により加硫する方法（例えば、特許文献１）、円筒金型等による金型加硫（例えば、特許文献２）、マイクロ波照射によるＵＨＦ加硫（例えば、特許文献３）などが知られている。ところで、加硫缶加硫では、加硫状況が不均一になりやすく、特に発泡体ではセルが不均一となりやすいためで、ローラの表面に所望のセルを形成するためには多量の研磨が必要となる。金型加硫では、段取りに時間が掛かることや金型洗浄を行う必要があるため、量を数多く作るには不向きであった。
【０００４】
また、ＵＨＦ加硫では、段取りが良く、セルも均一となるが、ゴムが軟化した時にチューブが潰れ、特に、チューブ内外径の縦横比が不均一となりやすい。そして、このチューブの不均一性が、周方向の硬度や抵抗ムラの原因となる。そこで、チューブの不均一性を解消するために短いＵＨＦ装置を複数台連結し、マイクロ波の照射出力に勾配を付ける方法が知られている。そのためには、長大な装置が必要で、結果として加硫時間が長くなり、マイクロ波がかかり過ぎて、ゴム成分の主鎖切断が起き、導電性ゴム層の体積固有抵抗値が高くなったり、軟化劣化や硬化劣化が起きてしまったりすることがある。
【０００５】
したがって、これらの加硫方法では、そのまま利用するには複写機、プリンタ等に使用する導電性ゴムローラの製造には不向きであることが多い。また、こうした抵抗値等精細な性能が要求される短径のローラへの技術展開を紹介するものはなかった。
【０００６】
従来これらのゴムローラの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充填材を加える方法やアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）に自己導電性ゴムであるエピクロルヒドリンゴムを配合して抵抗値を下げる方法が知られている。しかし、この方法においては、エピクロルヒドリンゴムを多量に配合すると、温度や湿度の僅かの変化（環境変化）により、抵抗値が大きく変動してしまうことが問題となっている。また、エピクロルヒドリンゴムを多量に含むゴム組成物にマイクロ波を照射すると、エピクロルヒドリンゴムの主鎖中のエーテル結合が切断されて、軟化劣化し、ローラの硬度が不安定になることがある。
【０００７】
複写機、プリンタ等に使用される導電性ゴムローラには、発泡ゴム層のセルが均一で、周方向の硬度、抵抗ムラが無く更に、低抵抗領域で温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定していることが要求される。しかし、こうした背景から、このような要求を満たす、複写機、プリンタ等に使用される導電性ゴムローラの製造方法においては、製造工程における段取り性や生産性の良い製造方法が求められている。
【特許文献１】特開平１１−１１４９７８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１８５９号公報
【特許文献３】特開平１１−２０１１４０号公報
【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、発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラを、セル分布が均一で、かつ、周方向の硬度ムラ、抵抗ムラが無く、温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定して製造できる方法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】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討し、ゴム原料として、導電性ゴムと共に、特定の共重合体を用いることにより、発泡ゴム層が安定して製造できることを見出し、ついに本発明に至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の構成をとるものである。
【００１１】
（１）導電性芯材上に発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該発泡ゴム層を形成する原料ゴム組成物が、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、数平均分子量１００００以上、アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）単位含量１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下のエチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体、及び化学発泡剤を含有しており、
前記原料ゴム組成物をゴム押出し装置で連続して近赤外線加硫装置内へ、チューブ状に押出して原料ゴム組成物チューブを形成し、該近赤外線加硫装置内を０．５乃至６．０ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、近赤外線を、合計照射出力１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷで、照射して、発泡・加硫することを特徴とする導電性ゴムローラの製造方法。
【００１２】
（２）近赤外線の照射が、照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを４本乃至６本使用することを特徴とする（１）記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１３】
（３）更に、近赤外線照射装置で発泡加硫された発泡ゴムチューブが、熱風加熱により１００℃乃至３００℃で１分乃至１２分間加熱加硫されることを特徴とする（１）又は（２）記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１４】
（４）導電性ゴムローラの抵抗値が、２３℃×５５％ＲＨ環境下で、１×１０5Ω乃至５×１０8Ωとなることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１５】
（５）前記導電性ゴムローラが、電子写真装置用導電性ゴムローラの基層部材であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【００１６】
（６）前記電子写真装置用導電性ゴムローラが、転写ローラであることを特徴とする（５）記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、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転写ローラ等として好適に使用することができる導電性ゴムローラ及び電子写真装置用ローラが提供される。なお、本発明の製造方法により製造された導電性ゴムローラは、発泡ゴム層のセルが均一で、周方向の硬度、抵抗ムラが無く更に、低抵抗領域で温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定しているものであり、その利用価値は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、導電性芯材上に発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法に関するものである。
【００１９】
該発泡ゴム層を形成する原料ゴム組成物は、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）と、エチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体を含む。そして、該ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体は、数平均分子量が１００００以上であり、かつＡＧＥの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下であるものである。
【００２０】
また、該原料ゴム組成物は、化学発泡剤を含有するものである。
【００２１】
本発明の導電性ゴムローラの製造方法では、まず、未加硫の原料ゴム組成物のチューブをゴム押出し装置から連続して近赤外線加硫装置内へ押出される（押出し工程）。次いで、押し出された未加硫ゴム組成物チューブは０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎの搬送速度で搬送中に、近赤外線が、合計照射出力１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷで、照射され、発泡・加硫成形される（発泡・加硫工程）。これにより、発泡ゴム層のセルが均一で、周方向の硬度、抵抗ムラが無く、更に、低抵抗領域で温度・湿度の環境変化による抵抗値変動が小さく硬度が安定している導電性ゴムローラが提供可能となる。
【００２２】
まず、本発明の製造される導電性ゴムローラを用いる画像形成装置について説明する。
【００２３】
図２は、本発明に係る導電性ゴムローラ又は電子写真装置用ローラを備えた画像形成装置の一例の概略構成を示す縦断面図である。本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る。
【００２４】
この画像形成装置は、像担持体として、ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）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／ｓで回転駆動される。
【００２５】
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表面を、−６００Ｖ（暗部電位Ｖｄ）に一様に帯電処理する。帯電された感光ドラム１表面に、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で走査露光する。これにより、感光ドラム１表面に、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。
【００２６】
その静電潜像は、現像装置４の現像ローラ３０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。
【００２７】
一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の被転写材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に供給された被転写材７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、被転写材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。
【００２８】
転写部Ｔを通った被転写材７は、感光ドラム１から分離されて定着装置１０へ搬送されて、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。
【００２９】
このような画像形成装置では、本発明の製造方法で製造された導電性ゴムローラは、必要により表面に機能層が設けられ、帯電ローラ２、転写ローラ６又は現像ローラ３０の電子写真装置用導電性ゴムローラとして装着される。
【００３０】
本発明にかかる導電性ゴムローラの１例の斜視図を図１に示す。
【００３１】
本発明の導電性ゴムローラは、導電性芯材６１上に発泡ゴム層６２を有する。なお、導電性芯材６１としては、外径が、好ましくは４ｍｍ乃至１０ｍｍである、鉄、銅、ステンレス等の金属材料の丸棒を用いることができる。さらにこれらの表面には防錆や耐傷性付与を目的としてメッキ処理が施されていても構わない。
【００３２】
本発明における発泡ゴム層６２を形成するための原料ゴム組成物としては、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はＮＢＲと、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を含むものである。該ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体は、数平均分子量が１００００以上であり、かつＡＧＥの共重合比率が１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下である。なお、他にＥＰＤＭ、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴムのいずれかとの混合物を含んでいても良い。なお、該ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体としては、例えば、数平均分子量１００００以上、ＡＧＥ単位含量１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下のものや日本ゼオン（株）ゼオスパン８０１０を用いることができる。また、エピクロルヒドリンゴムとしては、例えば、ダイソー（株）社製のエピオン３０１（商品名）を、ＮＢＲとしては、例えば、日本ゼオン（株）社製のＤＮ４０１（商品名）を好ましく用いることができる。
【００３３】
本発明の原料ゴム組成物には、アゾジカルボンアミド等の化学発泡剤を含む。なお、アゾジカルボンアミドを好ましく使用できる。
【００３４】
また、必要により、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラック等の補強材、炭酸カルシウム等の充填材、その他の助剤を含む。加硫剤としては、イオウの他に有機過酸化物、トリアジン、ポリアミン等がある。また、加療助剤としては、チウラム系、チアゾール系、グアニジン系、スルフェンアミド系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系のものがある。
【００３５】
上記各成分から原料ゴム組成物を調製する方法は、特に限定されず、例えば、使用する原料、組成等に応じて、公知の方法から適したものを選択すればよい。具体的には、例えば、ゴム成分、発泡剤、導電剤、加硫剤、加硫促進剤等の成分を、例えば、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ゴム組成物を調製すればよい。
【００３６】
図３は、本発明において使用する加硫成形装置の一例の模式断面図である。本装置は、押出機１１、昇温加熱手段としての近赤外線加硫装置１２、必要により使用する熱風加熱手段である熱風加硫装置（ＨＡＶ加硫装置と表すことがある）１３、巻引取機１４、冷却槽１５及び定尺切断機１６で構成されている。
【００３７】
バンバリーミキサー又はニーダー等の密閉式混練機で混練して調製した原料ゴム組成物は、オープンロールとリボン成形分出し機（不図示）によりリボン状に成形された後に、押出機１１に投入される。近赤外線加硫装置１２は、入り口側と出口側にテフロン樹脂を被覆したコロを備えている。押出機１１で押出成形された未加硫のゴム組成物チューブはこの上を搬送され、搬送される間に近赤外線が照射され昇温加熱されて発泡・加硫されて発泡ゴムチューブが形成される。この発泡ゴムチューブは、ＨＡＶ加硫装置１３に搬送される。ＨＡＶ加硫装置１３は、テフロン樹脂を被覆したコロを備えており、発泡ゴムチューブはこの上を搬送され、搬送される間熱風に曝されて加熱されてさらに加硫される。発泡ゴムチューブは、引取機１４で引き取られ、引取機１４より排出された直後に、冷却槽１５でチューブを冷却し、定尺切断機１６により所望の寸法に切断される。その後続けて自動芯金圧入機１７により導電性ゴムチューブに芯金が圧入され、導電性を有する発泡ゴムチューブ成形物が調製される。
【００３８】
近赤外線加硫装置１２、ＨＡＶ加硫装置１３及び巻引取機１４の長さは、本実施形態では、順に、０．４ｍ、６ｍ、１ｍとなっている。近赤外線加硫装置１２とＨＡＶ加硫装置１３間及びＨＡＶ加硫装置１３と引取機１４間の間隙は０．１ｍ乃至１．０ｍとなるように設定されている。なお、近赤外線加硫装置には、１本あたりの出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプが４本又は６本配置されている、また、該赤外線ランプによる近赤外線の照射区域の長さが０．４ｍ以下とすることが好ましい。なお、赤外線ランプは、所定の出力のものを用いることであっても、電流量を調整することで出力を調整できるものであっても良い。
【００３９】
上記においては、原料ゴム組成物は押出機１１でチューブ状に押出され、その未加硫の原料ゴム組成物チューブは、近赤外線加硫装置１２内に搬送され、該近赤外線加硫装置内を、０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎの搬送速度で搬送される。なお、該未加硫の原料ゴム組成物チューブの搬送速度は、１．０ｍ／ｍｉｎ乃至３．０ｍ／ｍｉｎとするのがより好ましい。搬送速度を０．５ｍ／ｍｉｎ以上とすると、より安定した加硫状態が得られ、３．０ｍ／ｍｉｎ以下とすると、より安定した発泡状態が得られ均一な内径寸法となる。該近赤外線加硫装置内において、近赤外線を照射する区域の長さが０．４ｍ以下近赤外線加硫装置内を用い近赤外線を照射し、該ゴム組成物チューブを発泡し、加硫して発泡ゴムチューブを形成する。
【００４０】
近赤外線照射装置は１本あたりの照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを４本乃至６本使用するのが好ましく、６本とするのがより好ましい。照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを１本や３本とすると、装置内で近赤外線のムラが発生し、均一な加硫と発泡を行うことが困難となる。一方、該赤外線ランプを７本以上とすると、近赤外線が過剰にかかる箇所が発生し、不均一な発泡状態となり、更には、所望の抵抗値より高い抵抗値になる不具合が生じることがある。なお、合計の照射出力を１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷとすることが肝要であり、この範囲の赤外線を照射することにより、均一な発泡セルが達成できる。
【００４１】
なお、赤外線ランプとしては、１本あたりの出力が０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷであることが好ましく、１．０ｋＷ乃至４．０ｋＷとするのがより好ましい。赤外線ランプの１本あたりの出力を０．２ｋＷ以上とすると、短い装置構成であっても充分な照射を行うことができる。一方、６．０ｋＷ以下とすると、過剰な加熱を容易に避けることができ、均一な発泡を必要とする導電性ゴムローラを製造する場合において、制御が非常に容易となる。
【００４２】
また、近赤外線を照射する区域の長さを０．４ｍ以下とするのが好ましく、０．３ｍ以下とするのがより好ましい。近赤外線を照射する区域の長さを０．４ｍ以下とすると、均一で安定した発泡状態が得られ均一な内径寸法となる。
【００４３】
上記赤外線ランプによる照射で原料ゴム組成物チューブは十分に発泡完了するのであるが、所望の場合には、続いて、発泡ゴムチューブをＨＡＶ加硫装置１３に搬送し、発泡ゴムチューブを搬送しながらＨＡＶ加硫装置１３の熱風炉中で加熱して加硫を完了させる。ＨＡＶ加硫装置１３の熱風炉における加熱条件は、特に限定されないが、通常、１００℃乃至３００℃で１分乃至１２分間加熱加硫するのが好ましい。なお、ＨＡＶ加硫装置１３の熱風炉は、ガス炉を熱源とする熱風炉とするのが好ましい。
【００４４】
加硫を完了させて得られた上記発泡ゴムチューブは引取機１４で引き取られ、引取機１４より排出された直後に、冷却槽１５でチューブを冷却し、定尺切断機１６により所定の寸法に切断される。その後続けて外径４ｍｍ乃至１０ｍｍの導電性芯材を自動芯金圧入機１７により前記導電性ゴムチューブに圧入し導電性を有する発泡ゴムチューブ成形物を調製する。このときの導電性芯材はホットメルト接着剤、又は加硫接着剤等の接着剤を所望の領域に塗布したもの又は、接着剤が塗布していないものどちらであってもよい。
【００４５】
次いでこのローラ状成形体は、研磨機（不図示）にセットされて研磨され、所定の外径を有する導電性ゴムローラとされる。
【００４６】
なお、上記で得られた導電性ゴムローラは、そのままで、導電性が要求される、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等の電子写真装置用ローラとして使用できる。また、得られた導電性ゴムローラを基層部材とし、さらに該発泡ゴム層の表面に、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等として必要な機能層を設けることによって電子写真装置用ローラとする。
【００４７】
例えば、現像ローラや帯電ローラでは、上記導電性ゴムローラの発泡ゴム層の外周面には所望の機能を付与するための層が必要に応じて設けられる。なお、係る機能層として、発泡ゴム層から低分子量含有物がしみ出すのを防止するしみ出し防止層、電極層や電気特性を制御する抵抗制御層、感光体等に傷や汚染を与えないために設けられる被覆層等がある。なお、しみ出し防止層、電極層や抵抗制御層、被覆層等を設ける方法としては、公知の方法、例えば、ディップコート法又はロールコート法等の塗工液を用いる方法や、同時成形多層シームレスチューブを被覆する方法等を採用することができる。
【００４８】
また、転写ローラでは、発泡ゴム層から低分子量含有物のしみ出しを防止するしみ出し防止層、電気特性を制御する抵抗制御層、被転写材の搬送性を改良するため表面性状を制御する表面性状制御層等の機能を付与するための層を必要に応じて設ければよい。これらの層は、上記現像ローラや帯電ローラの場合と同様の方法で形成作製できる。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明を実施例に基づいて詳しく説明する。
【００５０】
まず、発泡ゴム層用原料について示す。
【００５１】
・ＮＢＲ：「ニポールＤＮ４０１」（商品名）、日本ゼオン株式会社製
・エピクロルヒドリンゴム：「エピオン３０１」（商品名）、ダイソー株式会社製
・ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体：「ゼオスパン８０１０」（商品名）、日本ゼオン株式会社製
・化学発泡剤：アゾジカルボンアミド「ビニホールＡＣ」（商品名）、永和化成工業株式会社製
・ステアリン酸：「ルナックＳ２０」（商品名）、花王株式会社製
・酸化亜鉛：亜鉛華１号、白水化学株式会社製
・カーボン：「旭３５」（商品名）、旭カーボン株式会社製
【００５２】
実施例１
（原料ゴム組成物の調製）
ＮＢＲ ７５．０質量部
エピクロルヒドリンゴム ２４．９質量部
ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体 ０．１質量部
化学発泡剤 ４質量部
ステアリン酸 １質量部
酸化亜鉛 ５質量部
カーボン １０質量部
以上の成分をバンバリーミキサーで混練し、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て、原料ゴム組成物をリボン状で得た。
【００５３】
（導電性ゴムローラの作成）
このリボン状に成形したゴム組成物を、図３の加硫成形装置の押出機１１（株式会社三葉製作所社製）に投入し、未加硫の原料ゴム組成物チューブを、近赤外線加硫装置内１２（アルバック理工株式会社製）へ押出した。なお、本実施例では、加硫成形装置は、ＨＡＶ装置１３は使用せず、取り外して、近赤外線加硫装置１２と引取機１４を直接つないである。また、近赤外線加硫装置１２は、照射出力０．２ｋＷの赤外ランプ６本により、照射長さ０．４ｍで近赤外線が照射できるようになっている。
【００５４】
この未加硫のチューブは、近赤外線照射領域を搬送速度０．５ｍ／ｍｉｎで搬送され、発泡・加硫し、得られ発泡チューブを巻引取機１４で引き取り、引取機１４より排出された直後に、冷却槽１５でチューブを冷却し、定尺切断機１６により切断して、外径１６．０ｍｍ、内径４．２ｍｍ、長さ２５０ｍｍの発泡ゴムチューブ成形物を得た。その後続けて自動芯金圧入機１７により外径６ｍｍの導電性芯材（Ｎｉメッキの鉄棒）を発泡ゴムチューブ成形物の内径部に圧入し、発泡ゴムチューブ成形物を発泡ゴム層とするローラ状の成形体を得た。このローラ状の成形体を、研磨砥石ＧＣ８０を取り付けた研磨機にて、研磨条件（回転速度２０００ｒｐｍ、送り速度５００ｍｍ／分）で、外径が１３ｍｍになるように研磨して、導電性ゴムローラを得た。
【００５５】
上記発泡ゴムチューブ成形物の内外径縦横比及びセル径分布を下記により測定した。また、得られた導電性ゴムローラについて、硬度ムラ、抵抗値とそのムラ及び抵抗値の環境変化を下記により測定した。得られた結果を表１に示す。
【００５６】
（発泡ゴムチューブ成形物の内外径縦横比）
発泡ゴムチューブ成形物を切断した断面を投影機（株式会社ニコン製、プロファイルプロジェクターＶ−１２Ｂ（商品名））にて、径の最大部（ｔmax）と最小部（ｔmin）を内径外径それぞれ測定する。そして、その比（ｔmax／ｔmin）を求め、当該発泡ゴムチューブの内径外外径それぞれ縦横比とする。この比は１に近いほどが好ましい。
【００５７】
（発泡ゴムチューブ成形物のセル径分布）
発泡ゴムチューブ成形物を切断した断面をビデオマイクロ（株式会社キーエンス製、デジタルマイクロスコープＶＨ−８０００（商品名））にて観察し、外径側のセル径と内径側のセル径の大きさを該装置のモニター中に表示のゲージにて計測した。このとき、外径側のセル径（Ｄou）と内径側のセル径（Ｄin）から、下記基準でセル形分布を評価した。なお、外径側のセル径（Ｄou）と内径側のセル径（Ｄin）に差がないことが好ましい。
○：（│Dou-Din│/Dou）≦1.5又は（│Dou-Din│/Din）≦1.5（差がない）
△：（1.5<│Dou-Din│/Dou）≦2.0又は（1.5<│Dou-Din│/Din）≦2.0（やや差がある）
×：（│Dou-Din│/Dou）>2.0又は（│Dou-Din│/Din）>2.0（差がある）
【００５８】
（導電性ゴムローラの硬度ムラ）
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発泡ゴム層の任意の場所を周方向に９０°毎４箇所測定し、その最大値と最小値の差を硬度ムラとした。なお、硬度ムラは０に近いことが好ましい。
【００５９】
（導電性ゴムローラの抵抗値及びその環境変動量）
導電性ゴムローラの抵抗値は、ローラの軸体に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛けて、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、軸体とドラムとの間に２ｋＶの電圧を印加してローラ１周分を測定し、平均した。この測定をＬ／Ｌ（１５℃×１０％ＲＨ）、Ｎ／Ｎ（２３℃×５５％ＲＨ）、Ｈ／Ｈ（３５℃×８５％ＲＨ）の各環境下にて、それぞれ４８時間の放置後に行った。
【００６０】
このときのＮ／Ｎ環境における抵抗値ＲNNが当該導電性ゴムローラの抵抗値であり、Ｌ／Ｌ環境における抵抗値ＲLLとＨ／Ｈ環境における抵抗値ＲHHの比（ＲLL／ＲHH）を桁〔ｌｏｇ（ＲLL／ＲHH）〕で表したものを環境変動量とした。なお、抵抗値は１×１０5Ω乃至５×１０8Ωであることが好ましく、環境変動量は１．２桁未満であることが好ましい。
【００６１】
（導電性ゴムローラの電気抵抗ムラ）
上記Ｎ／Ｎの環境下での抵抗値の測定で、ローラ一周分の抵抗値の最大値Ｒmaxと最小値Ｒminを求め、その比（Ｒmax／Ｒmin）を桁〔ｌｏｇ（Ｒmax／Ｒmin）〕で表したものを当該導電性ゴムローラの抵抗値ムラとした。なお、抵抗値ムラは１．２桁未満であることが好ましい。
【００６２】
実施例２〜５、比較例１〜５
原料ゴム組成物のＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム及びＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体の使用量、発泡加硫の条件（近赤外線ランプの照射出力と数、チューブの搬送速度）を表１又は表２の様に変更した他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラを得た。発泡ゴムチューブ及び導電性ゴムローラについて、実施例１と同様に評価した。得られた結果を表１又は表２に示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
表１に示したように、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体をエピクロルヒドリンゴム及び／又はＮＢＲと共に用い、近赤外線加硫装置内の近赤外線照射条件、搬送速度を本願範囲内とすると、発泡チューブの内外径縦横比、セル径の分布が均一であることがわかる。更に導電性ゴムローラの周方向の硬度ムラも小さく、所望の抵抗値も得られ、かつ抵抗ムラ、環境変動量も１．２桁以下と小さいことがわかる。
【００６６】
これに対して、表２に示したように、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を使用しないと、比較例１では搬送速度が遅いにかかわらず、発泡ゴムチューブ成形物が加硫、発泡せず導電性ゴムローラとして成形できなかった。合計赤外線照射出力が本発明の範囲外では、比較例４、５に見られるように、チューブの成形はできたが形状及び抵抗値にムラがあり、環境変動も大きかった。さらに、ＥＯ−ＰＯ−ＡＧＥ三元共重合体を使用しているにかかわらず、搬送速度が外れると、比較例２、３に見られるように、硬度ムラ、抵抗ムラ、環境変動量が大きく、セル径分布、内外径縦横比も悪かった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態の導電性ゴムローラの斜視図である。
【図２】本発明の導電性ゴムローラ（電子写真装置用導電性ゴムローラ）を備えた画像形成装置の一例の断面概略図である。
【図３】本発明における加硫成形装置の一例の断面概略図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 感光ドラム
２ 帯電ローラ
３ レーザ光
４ 現像装置
５ トナー
６ 転写ローラ
７ 被転写材
８ クリーニングブレード
９ クリーニング装置
１０ 定着装置
１１ 押出機
１２ 近赤外線加硫装置
１３ 熱風加硫装置（ＨＡＶ加硫装置）
１４ 引取機
１５ 冷却槽
１６ 定尺切断機
１７ 自動芯金圧入機
３０ 現像ローラ
６１ 導電性芯材
６２ 発泡ゴム層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材上に発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該発泡ゴム層を形成する原料ゴム組成物が、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、数平均分子量１００００以上、アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）単位含量１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下のエチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体、及び化学発泡剤を含有しており、
前記原料ゴム組成物をゴム押出し装置で連続して近赤外線加硫装置内へ、チューブ状に押出して原料ゴム組成物チューブを形成し、該近赤外線加硫装置内を０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、近赤外線を、合計照射出力１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷで、照射して、発泡・加硫す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】
近赤外線の照射が、照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを４本乃至６本使用す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】
更に、近赤外線照射装置で発泡加硫された発泡ゴムチューブが、熱風加熱により１００℃乃至３００℃で１分乃至１２分間加熱加硫され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】
導電性ゴムローラの抵抗値が、２３℃×５５％ＲＨの環境下で、１×１０5Ω乃至５×１０8Ωとなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項５】
前記導電性ゴムローラが、電子写真装置用導電性ゴムローラの基層部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項６】
前記電子写真装置用導電性ゴムローラが、転写ローラであることを特徴とする請求項５に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項１】
導電性芯材上に発泡ゴム層を有する導電性ゴムローラの製造方法において、
該発泡ゴム層を形成する原料ゴム組成物が、少なくともエピクロルヒドリンゴム及び／又はアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、数平均分子量１００００以上、アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）単位含量１０ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下のエチレンオキサイド（ＥＯ）−プロピレンオキサイド（ＰＯ）−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）三元共重合体、及び化学発泡剤を含有しており、
前記原料ゴム組成物をゴム押出し装置で連続して近赤外線加硫装置内へ、チューブ状に押出して原料ゴム組成物チューブを形成し、該近赤外線加硫装置内を０．５ｍ／ｍｉｎ乃至６．０ｍ／ｍｉｎで搬送しながら、近赤外線を、合計照射出力１．０ｋＷ乃至３６．０ｋＷで、照射して、発泡・加硫す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】
近赤外線の照射が、照射出力０．２ｋＷ乃至６．０ｋＷの赤外線ランプを４本乃至６本使用す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】
更に、近赤外線照射装置で発泡加硫された発泡ゴムチューブが、熱風加熱により１００℃乃至３００℃で１分乃至１２分間加熱加硫され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】
導電性ゴムローラの抵抗値が、２３℃×５５％ＲＨの環境下で、１×１０5Ω乃至５×１０8Ωとなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項５】
前記導電性ゴムローラが、電子写真装置用導電性ゴムローラの基層部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【請求項６】
前記電子写真装置用導電性ゴムローラが、転写ローラであることを特徴とする請求項５に記載の導電性ゴムローラの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−５８３６８（Ｐ２０１０−５８３６８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２５９８２（Ｐ２００８−２２５９８２）
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【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１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３日（２００８．９．３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【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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