導電性ゴムローラ並びにこれを有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】低抵抗の要求を満たしつつ、感光体や転写ベルト等の部材を汚染することなく圧縮永久ひずみを減少させた導電性ゴムローラ並びにこれを有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】導電性芯材と、該導電性芯材上に設けられた弾性層とを有する導電性ゴムローラであって、該弾性層は、エピクロルヒドリンゴムと、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成され、該エピクロルヒドリンゴムの質量部（ａ）に対する該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部（ｂ）の比率（ｂ／ａ）は、０．０５≦ｂ／ａ≦１．０である。
【解決手段】導電性芯材と、該導電性芯材上に設けられた弾性層とを有する導電性ゴムローラであって、該弾性層は、エピクロルヒドリンゴムと、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成され、該エピクロルヒドリンゴムの質量部（ａ）に対する該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部（ｂ）の比率（ｂ／ａ）は、０．０５≦ｂ／ａ≦１．０である。
【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、プリンター及び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に関する。詳しくは、電子写真感光体等の像担持体に電子写真プロセスや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や転写材に転写させる転写装置の転写ローラ、１次転写ローラ等の導電性ゴムローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機や静電記録装置等の画像形成装置においては、電圧印加した導電性ゴムローラを感光体表面に押し当て、帯電する接触帯電方式が主流となっている。この方式において、画像形成の中心である感光体ドラム廻りに帯電、転写などの各工程別に導電性ゴムローラが用いられている。
【０００３】
近年、このような導電性ゴムローラのゴム成分には、アクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリン系ゴム等の極性ゴムが用いられている。極性ゴムは、ポリマー内に極性基が存在するため導電性（イオン導電性）を有し、電気抵抗のばらつきや、電気抵抗の電圧依存性が小さいため、導電性ゴムローラに適していることが知られている。
【０００４】
上記の導電性ゴムローラの弾性体層に求められる体積固有抵抗は、２×１０９Ω・ｃｍ以下の場合が多い。ゴム成分がアクリロニトリルブタジエンゴム単独の場合、その加硫物の体積固有抵抗は、２×１０９〜１×１０１０Ω・ｃｍ程度であり、導電性が不十分となってしまう。また、アクリロニトリルブタジエンゴムは耐オゾン性が劣る為、十分な通電耐久性が得られない。
【０００５】
所望する体積固有抵抗を得るため、特許文献１は、加硫物の体積固有抵抗が１×１０７〜３×１０９Ω・ｃｍ程度であることが知られているエピクロルヒドリン系ゴムをアクリロニトリルブタジエンゴムにブレンドする技術を開示する。
【０００６】
また、近年ではカラー化、高画質化に対応するために、より低抵抗な導電性ゴムローラが求められている。そのため、エピクロルヒドリン系ゴムを単独で用いたり、過塩素酸イオンや塩化物イオンを含む第４級アンモニウム塩など各種イオン導電剤を添加する方法も用いられている（例えば特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、一般的に、このようなゴム弾性体を用いた導電性ゴムローラの場合、温度や湿度の環境変動により抵抗値が変化するため、使用環境により画像品質が変化するといった問題点がある。特に、エピクロルヒドリン系ゴムは、湿度の影響を受けやすく、抵抗値の環境変動が大きいという問題を有する。また、第４級アンモニウム塩など各種イオン導電剤を添加する方法は、表面移行による汚染や通電などにより、抵抗値の経時変化を生じる恐れがある為、高速化や長寿命化に対応可能な通電耐久性が得られない場合がある。
【０００８】
さらに、エピクロルヒドリン系ゴムや過塩素酸イオンや塩化物イオンを含む第４級アンモニウム塩を配合した場合、塩素が副反応を起こす等の理由により、圧縮永久歪みを著しく悪化させるほか、焼却時に有毒ガスやダイオキシンを発生する恐れがある。
【０００９】
そこで、特許文献３は、上記のように低抵抗を実現しながらも圧縮永久ひずみの良好な弾性体を得る方法として、エピクロルヒドリンゴムにエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体を所定量配合する技術を開示する。エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体は、エーテル酸素を含む為、ポリマー中の金属陽イオンなどを安定化させ電気抵抗を低抵抗化させる働きがある。また、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体は、極性が大きい為、他の極性ゴムとの相溶性に優れるほか、アリルグリシジルエーテルが不飽和結合を有する為、他のゴムと硫黄架橋することが可能である。従って、第４級アンモニウム塩などの導電剤と異なり、ブリードや感光体汚染を起こし難い。また、特許文献３によると、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル共重合体はハロゲン元素を含まない為、エピクロルヒドリン系ゴムのように塩素が副反応を起こすなどの問題もなく、圧縮永久歪みの良好なゴム材料が得られる。
【００１０】
上述のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体をアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴムなどの極性ゴムに配合した導電性ゴムローラは、ある程度の低抵抗化を実現する。しかしながら、圧縮永久ひずみに関しては更なる改良が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−２８７６５４号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１１８号公報
【特許文献３】特開２００２−１０５３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の従来の課題に鑑み提案されたものである。つまり、本発明は、低抵抗の要求を満たしつつ、感光体や転写ベルト等の部材を汚染することなく圧縮永久ひずみを減少させた導電性ゴムローラ並びにこれを有するプロセスカートリッジ及び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】
【００１２】
本発明による導電性ゴムローラは、導電性芯材と、該導電性芯材上に設けられた弾性層とを有する導電性ゴムローラであって、該弾性層は、エピクロルヒドリンゴムと、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成され、該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体は：８０モル％以上９０モル％以下のエチレンオキサイドと；０モル％よりも多く１０モル％以下のプロピレンオキサイドと；１０モル％以上２０モル％以下のアリルグリシジルエーテルと；からなる共重合体であり、該エピクロルヒドリンゴムの質量部（ａ）に対する該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部（ｂ）の比率（ｂ／ａ）は、０．０５≦ｂ／ａ≦１．０であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明によるプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、上述の導電性ゴムローラを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による導電性ゴムローラによると、低抵抗化を実現しながら、感光体または転写ベルト等の各部材を汚染することなく圧縮永久ひずみが良好となる。特に、低抵抗化が必要とされるカラー画像形成装置等に用いるのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、本発明による導電性ゴムローラについて、図１を参照して、説明する。図１は、画像形成装置の一次転写に用いられる一次転写ローラを例示する、本発明による導電性ゴムローラの全体断面図である。本発明による導電性ゴムローラは、アルミニウムなどの良導体からなる芯金６１と、芯金６１上に形成された弾性層６２とを有する。
【００１６】
芯金６１としては、アルミニウム、ステンレススチール、めっき処理した鉄、黄銅またはこれらを含む合金などの良導体が好適に用いられる。本発明に用いられる芯金６１は、３〜１０ｍｍの直径を有していることが好ましく、０．１〜１．５ｍｍ程度の厚さを有する金属管であっても、また棒状であってもよい。
【００１７】
弾性層６２は、公知のエピクロルヒドリンゴムと、特定の構成比率を有するエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成される。エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体は、エーテル酸素を含む為ポリマー中の金属陽イオンなどを安定化させ電気抵抗を低抵抗化させる働きがある。従って、本発明で使用するエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体において、アリルグリシジルエーテルの共重合比率は、１０モル％以上２０モル％以下であることが重要である。また、この重合比率は、１０モル％以上１５モル％以下であることがより好ましい。
【００１８】
アリルグリシジルエーテルは、不飽和結合を有するため、他のゴム成分と架橋することも可能である。また、上述の３元共重合体におけるアリルグリシジルエーテルの共重合比率により、分子鎖のセグメント運動が左右される。従って、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が１０モル％未満であると、架橋点が少ない為、圧縮永久ひずみが大きくなるという問題を生じる。
【００１９】
また、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が適正でない場合、エーテル酸素による低抵抗化を阻害したり、分子運動が活発化される高温・高湿環境において著しい抵抗変化を生じ、抵抗値の環境変化が大きくなる。アリルグリシジルエーテルの共重合比率が２０モル％を超えると、架橋点の数が多くなり過ぎて、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体中のエーテル酸素の自由度が阻害され、低抵抗化が困難となる。さらに、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が２０モル％を超えると、引っ張り特性や疲労特性、耐屈曲性等が悪化してしまう。
【００２０】
本発明の場合、特定の共重合比率のアリルグリシジルエーテルから構成されるエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体と、エピクロルヒドリンゴムとをブレンドしてもよい。これにより、主鎖構造内のエーテル酸素がイオンを安定化させる働きと分子鎖のセグメント運動の違いによる抵抗変化のバランスを計ることが可能となる。また、従来のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体を含有する導電性ゴムローラが有する低抵抗化特徴を保持したまま、圧縮永久ひずみの良好な導電性ゴムローラを提供することが可能となる。
【００２１】
なお、本発明で使用するエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体におけるエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの共重合比率は、相溶性、電気抵抗値等の観点から、以下の範囲であることが好ましい。つまり、アリルグリシジルエーテル１０モル％以上２０モル％以下に対し、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝５０モル％以上８９モル％以下／１モル％以上５０モル％以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明で使用するエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体の配合量は、以下の通りである。
【００２３】
エピクロルヒドリンゴムの質量部をａとし、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部をｂとした場合、その比率（ｂ／ａ）が、
０．０５≦ｂ／ａ≦１．０
【００２４】
この質量比が０．０５未満では、低抵抗化は可能なのものの圧縮永久ひずみが大きくなり、また、質量比が１．０を超える場合は、抵抗の環境依存性が大きくなりやすい他、感光体を汚染する可能性もある。
【００２５】
本発明に使用するゴム成分は、上述のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体のほかに、エピクロルヒドリンゴムを含有する。エピクロルヒドリンゴムとしては、イオウ加硫または有効加硫が可能である点で、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体（ＥＣＨ−ＥＯ−ＡＧＥ）であることが好ましい。特に、エピクロルヒドリンゴム中のエチレンオキサイドの共重合割合が４０モル％以上であることがより好ましい。エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体は、エチレンオキサイドの共重合割合が多くなるに従い、加硫ゴムの体積固有抵抗値が小さくなる傾向がある。このため、エチレンオキサイドの共重合割合が４０モル％よりも小さいと、導電性ゴムローラの弾性層に必要な電気抵抗値が得にくい。そのため、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が多くなり、環境依存性を高くしてしまう。従って、本発明に使用するエピクロルヒドリンゴムにおけるエチレンオキサイドの共重合割合は、３８モル％以上５８モル％以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明による導電性ゴムローラに使用されるゴム組成物には、上述の成分のほか、一般のゴムに使用されるその他の成分を必要に応じて含有させることが出来、これらの成分としては、以下に例示される通りである。
【００２７】
加硫剤（硫黄、有機含硫黄化合物等）
各種加硫促進剤
各種滑剤
加工助剤（サブ等）
各種老化防止剤
各種発泡剤（ｐ、ｐ’−オキシビススルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等）
各種発泡助剤（尿素等）
加硫助剤（酸化亜鉛、ステアリン酸等）
各種充填剤（炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー等）
【００２８】
また、導電性調整のために各種イオン導電剤も必要に応じて配合可能であるが、ローラ表面への移行により感光体を汚染する可能性がある為、このイオン導電剤の配合量は、上述のゴム主成分１００質量部に対して、２．０質量部未満とする方が好ましい。
【００２９】
また、本発明による導電性ゴムローラの製造方法としては、まず、未加硫の導電性ゴム組成物を押出し機によりチューブ状に押出し、加硫缶や連続加硫炉で加熱し導電性のゴム（弾性体）チューブを作製される。その後、この導電性ゴムチューブに接着剤を塗布した導電性軸体を挿入して、更に加熱することにより導電性軸体と導電性ゴムチューブとを接着する。このように処理した後、所定の外径になるまで研磨することにより、本発明による導電性ゴムローラが得られる。なお、この方法は、一例であって、未加硫のゴム組成物と接着剤を塗布した導電性軸体との同時押出しや、押出したゴム組成物を金型に装填して加硫する等の従来公知の各種製造方法が適用可能である。また、本発明による導電性ゴムローラには、必要に応じて弾性体層の外周上に樹脂等の層を設けることも出来る。
【００３０】
次に、本発明による導電性ゴムローラの適用例を示す。図２は、本発明による導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図である。
【００３１】
第１の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１は、矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００３２】
感光ドラム１は、回転過程で、一次帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。符号３２は、一次帯電器電源であり、ここでは直流に交流を重畳して印加しているが、直流のみでもよい。次いで、感光ドラム１は、露光手段（図示せず）による露光光３を受けることにより、目的のフルカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。なお、この露光手段としては、フルカラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等が例示される。
【００３３】
次いで、この静電潜像は、第１の現像装置（イエロー色現像装置４１）により第１色であるイエロートナーＹにより現像される。この時、第２〜第４の現像装置（マゼンダ色現像装置４２、シアン色現像装置４３、ブラック色現像装置４４）の各現像装置は、作動−オフになっていて感光ドラム１には作用しない。従って、上記第１色のイエロートナー画像は、上記第２〜第４の現像装置による影響を受けない。
【００３４】
中間転写ベルト５は、矢印方向に感光ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動されている。
【００３５】
感光ドラム１上に形成担持された上記第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム１と中間転写ベルト５とのニップ部を通過する。この過程において、一次転写ローラ６から中間転写ベルト５に印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト５の外周面に順次一次転写されていく。
【００３６】
中間転写ベルト５に対応する第一色のイエロートナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１３により清掃される。
【００３７】
以下、同様にして第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像及び第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト５上に重ね合わせて転写され、目的のフルカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００３８】
二次転写ローラ７は、二次転写対向ローラ８に対応し平行に軸受させて中間転写ベルト５の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【００３９】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１色〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性（例えば、正）でバイアス電源３０から印加される。その印加電圧は、例えば＋１００Ｖ〜２ｋＶの範囲である。
【００４０】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１色〜第３色のトナー画像の一次転写工程において、二次転写ローラ７は、中間転写ベルト５から離間させることも可能である。
【００４１】
中間転写ベルト５上に転写された合成カラートナー画像は、次に、給紙ローラ１１から転写材ガイド１０を介して給送された転写材Ｐへ転写される。中間転写ベルト５の合成カラートナー画像は、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７とで形成された当接ニップに所定のタイミングで給送された転写材Ｐに、転写される。この当接ニップにおいて、この転写は、バイアス電源３１からの二次転写バイアスの二次転写ローラ７への印加により、行われる。この二次転写バイアスにより中間転写ベルト５から第２の画像担持体である転写材Ｐへ合成カラートナー画像が二次転写される。この際、中間転写ベルト上の二次転写前のトナー画像の帯電を補助する装置は、本装置には付加されていない。トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、定着器１５へ導入され加熱定着される。
【００４２】
転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写ベルト５には、離接自在に配置されたクリーニング用帯電部材９が当接され、感光ドラム１とは逆極性のバイアスが印加される。これにより、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５上に残留している転写残トナーに一次転写時と逆極性の電荷が付与される。符号３３は、バイアス電源を示す。ここでは、直流に交流を重畳して印加している。一次転写時と逆極性に帯電された上述の転写残トナーは、感光ドラム１とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１に静電的に転写されることにより、中間転写体がクリーニングされる。この工程は、一次転写と同時に行うことができるため、スループットの低下を生じない。
【００４３】
続いて、中間転写ベルトと電子写真感光体とが一体に支持されたプロセスカートリッジについて、図３を参照して、説明する。本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも中間転写ベルト５と、感光ドラム１及び一次転写ローラ６とが一体に支持され装置本体から着脱自在に構成されていればよい。図３では、更に中間転写ベルトクリーニング装置１３、電子写真感光体のクリーニング用帯電部材９も一体ユニットとして付属している。本発明において、中間転写ベルトのクリーニングは、前述のように、転写残トナーを一次転写と逆の極性に帯電させ、一次転写部で電子写真感光体に戻すために必要な機構であり、本図では中抵抗の弾性体からなるクリーニング用帯電部材９により行う。電子写真感光体のクリーニングは、ブレードクリーニングにより行う。本カートリッジには廃トナー容器（図示せず）を一体として設けてもよく、中間転写ベルト−電子写真感光体双方の転写残トナーもカートリッジ交換時に同時に廃棄されるため、メンテナンス性の向上に貢献している。
【００４４】
また、中間転写ベルトは、二次転写対向ローラ８及びテンションローラ１２の２本のローラで張架され、部品点数の削減と小型化を図ってもよい。ここで、二次転写対向ローラ８は、同時にクリーニング用帯電部材９の対向ローラとなっている。中間転写ベルトに従動して回転するテンションローラ１２は、スライドする機構を有しており、圧縮ばねにより矢印の方向に圧接され、中間転写ベルトに張力を与えている。そのスライド幅は、１〜５ｍｍ程度で、ばねの圧力合計は５〜１００Ｎ程度である。また、感光ドラム１と二次転写対向ローラ８はカップリング（図示せず）を有し、本体から回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００４５】
更に、別の画像形成装置の例を図４に示す。図４は、感光ドラム１を画像形成に必要な現像剤の数と同数具備したもので、フルカラープリントの印字スピードが飛躍的に向上する利点がある。
【００４６】
図４に示す画像形成装置は、中間転写ベルトを使用したものである。この画像形成装置において、図２と同様に感光ドラム１に可視画像が形成され、中間転写ベルト５にトナーが順次転写され、重ね合わされた後、二次転写ローラ７でトナーと逆極性のバイアスを印加され、転写材Ｐの上に一括転写される。中間転写ベルトに残留した現像剤は、クリーニング装置１８で除去される。
【００４７】
また、図５に本発明による導電性ゴムローラをモノクロ用画像形成装置に利用した一例を示す。図５に示すモノクロ用画像形成装置は、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ープリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。図５に示す画像形成装置には、転写ローラとして本発明による導電性ゴムローラを有する転写装置が装着されている。
【００４８】
図５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。）５０１を備えている。感光ドラム５０１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５０１は、駆動手段（図示せず）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／秒で回転駆動される。
【００４９】
感光ドラム５０１表面は、接触帯電部材としての帯電装置５０２によって均一に帯電される。帯電装置５０２は、感光ドラム５０１表面に接触配置されており、感光ドラム５０１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。帯電装置５０２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５０１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５０１表面は、レーザー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などの露光手段５０３、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５０１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。この静電潜像は、現像装置５０４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が付着され、トナー像として反転現像される。
【００５０】
一方、給紙部（図示せず）から給搬送された紙等の転写材５０７は、転写ガイド（図示せず）にガイドされて、感光ドラム５０１と転写ローラ５０６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム５０１上のトナー像と同期して供給される。転写部Ｔに供給された転写材５０７の表面には、転写バイアス印加電源により転写ローラ５０６に印加された転写バイアスによって、感光ドラム５０１上のトナー像が転写される。このとき、転写材５０７に転写されないで感光ドラム５０１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置５０９によって除去される。
【００５１】
転写部Ｔを通った転写材５０７は、感光ドラム５０１から分離されて定着装置５１０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】
【００５２】
以下、実施例および比較例を参照して、本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００５３】
各実施例及び比較例に用いたゴム組成物の配合割合及び試験結果は、表１の通りである。なお、配合量の単位は質量部である。本実施形態においては、カラー用画像形成装置用の導電性ゴムローラとして求められる抵抗値を基に、ゴム組成物の体積固有抵抗値が１０７．０〜１０７．８Ω・ｃｍとなるように配合を調整した。
【００５４】
なお、本実施形態においては、転写用ローラとして導電性ゴムローラを作製したが、この導電性ゴム組成物は、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等の導電性ゴムローラの作製に用いられることは言うまでもない。
【００５５】
はじめに、表１に示す原材料をオープンロールで混練を行い、各実施例及び比較例のゴム組成物を作製した。なお、各実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
【００５６】
エピクロルヒドリンゴム（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体）
［エピクロルヒドリン含量３９モル％／エチレンオキサイド含量５６モル％／アリルグリシジルエーテル含量５モル％；商品名：ゼクロン３１０６（日本ゼオン（株）社製）］
エピクロルヒドリンゴム（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド２元共重合体）
［ゼオスパン８１００（日本ゼオン（株）社製）］
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体
（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル共重合比率＝９０：６：４）［商品名：ゼオスパン８０３０（日本ゼオン（株）社製）］
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体
（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル共重合比率＝８７：１：１２）［商品名：ゼオスパン８０１０（日本ゼオン（株）社製）］
アクリロニトリルブタジエンゴム
（アクリロニトリル含量１８質量％）［商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ４０１ＬＬ（日本ゼオン（株）社製）］
カーボンブラック
［ＦＴカーボン；商品名：旭＃１５（旭カーボン（株）社製）］
充填剤
［炭酸カルシウム；商品名：スーパーＳＳ（丸尾カルシウム（株）社製）］
加硫促進助剤
［ステアリン酸；商品名：ルナックＳ（花王（株）社製）］
［酸化亜鉛；商品名：亜鉛華２種（ハクスイテック（株）社製）］
加硫促進剤
［メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）；商品名：ノクセラーＭ（大内新興化学工業（株）社製）］
［ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）；商品名：ノクセラーＤＭ（大内新興化学工業（株）社製）］
［テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴ）；商品名：ノクセラーＴＥＴ（大内新興化学工業（株）社製）］
加硫剤
［硫黄（Ｓ）；商品名：サルファックスＰＭＣ（鶴見化学工業（株）社製）］
発泡剤
［アゾジカルボンアミド；商品名：ビニホールＡＣ＃ＬＱ（永和化成（株）社製）］
［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＃１０００Ｓ（永和化成（株）社製）］
発泡助剤
［尿素；商品名：セルペーストＡ（永和化成（株）社製）］
【００５７】
なお、実施例及び比較例の導電性ゴムローラは、以下の通り作製した。まず、上記の材料を、オープンロールで混練した後、これを、押出し機を用いてチューブ状にゴム組成物を押出した。これを、加硫缶にて表１に記した加硫温度（１６０℃）で３０分加硫を行い、チューブ状のゴム加硫物を作製した。次いで、φ６ｍｍの導電性軸体を前記チューブ状のゴム加硫物の内径部に挿入しローラ状の成形体を得た。この成形体を外径がφ１４ｍｍになるように研磨し、導電性ゴムローラを作製した。
【００５８】
＜ローラの体積固有抵抗値の測定＞
導電性ゴムローラの体積固有抵抗値は、以下の通り、測定した。まず、上述の導電性ゴムローラを２３℃／５５ＲＨ％の環境下に２４時間放置した。この軸体に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛かるようにして外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着し、ドラムを３０ｒｐｍの回転速度で回転させた状態で、軸体とアルミドラムとの間に５秒間１ｋＶの電圧を印加した。このとき、マルチメータによって検出される電流値から、オームの法則によりローラ抵抗値を算出した。
【００５９】
＜圧縮永久ひずみ＞
表１に示した配合において（発泡剤、発泡助剤を除く）ソリッドゴムの試験片を作製し、ＪＩＳＫ６２６２「加硫ゴムの永久ひずみ試験方法」の規定に従い、測定温度７０℃、試験時間２４時間で試験を行った。判定については以下の基準で決定した。
【００６０】
○：３５％以内
×：３５％を超える
【００６１】
＜感光体汚染性の判定試験＞
実施例および比較例の配合によりφ１４ｍｍ、長さ２３０ｍｍに成形、研磨した導電性ゴムローラを用いて行った。これを、レーザープリンタ（レーザージェット４０００Ｎ（ＨＰ社製））に使用される感光体に接触させ、両端に５００ｇｆの荷重を加え、４０℃／９５％ＲＨの環境下に１週間放置した。この後、ローラを外し、感光体を前記レーザープリンタのカートリッジに組み込み、べた黒で３０枚印字して、画像を得た。この画像について、接触跡の白スジが無かったものをＡと、初期に白スジがあるが途中で消えるものをＢと、最後まで白スジが消えないものをＣと、それぞれ判定した。
【００６２】
実施例１〜４では、低抵抗で且つ感光体を汚染することなく圧縮永久ひずみが良好であることが分かる。
【００６３】
一方、比較例１では、ゴム組成物のゴム主成分がエピクロルヒドリンゴム単体であるとき、圧縮永久ひずみが大きくなった。
【００６４】
比較例２および３では、感光ドラムが汚染された。
【００６５】
また、比較例４では、架橋密度が少ないため圧縮永久ひずみが増大した。
【００６６】
さらに、比較例５では、感光ドラムが汚染された。
【００６７】
【表１】
【００６８】
以上に示したように、本発明による導電性ゴムローラによれば、低抵抗で、且つ感光ドラムを汚染せず、圧縮永久ひずみの良好な導電性ゴムローラが得られることがわかる。
【００６９】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による導電性ゴムローラの全体断面図
【図２】本発明による導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図
【図３】本発明に係る導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図
【図４】本発明に係る導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図
【図５】本発明による画像形成装置の全体断面図
【符号の説明】
【００７１】
１ 感光ドラム
２ 一次帯電器
３ 露光光
５ 中間転写ベルト
６ 一次転写ローラ
７ 二次転写ローラ
８ 二次転写対向ローラ
９ クリーニング用帯電部材
１０ 転写材ガイド
１１ 給紙ローラ
１２ テンションローラ
１３ クリーニング装置
１５ 定着器
１６ 転写搬送ベルト
１７ 転写ローラ
１８ クリーニング装置
３０ バイアス電源
３１ バイアス電源
３２ 一次帯電器電源
３３ バイアス電源
４１ イエロー色現像装置
４２ マゼンダ色現像装置
４３ シアン色現像装置
４４ ブラック色現像装置
５１ 感光ベルト
５２ 駆動ローラ
５３ 従動ローラ
６１ 芯金
６２ 弾性層
６３ 吸着ローラ
１２１ 導電性ゴムローラ
１２２ 電流計
１２３ 駆動ローラ
５０１ 感光ドラム
５０２ 帯電装置
５０３ 露光手段
５０４ 現像装置
５０５ トナー
５０６ 転写ローラ
５０７ 転写材
５０８ クリーニングブレード
５０９ クリーニング装置
５１０ 定着装置
Ｐ 転写材
Ｒ１ 矢印
Ｒ２ 矢印
Ｔ 転写部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンター及び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に関する。詳しくは、電子写真感光体等の像担持体に電子写真プロセスや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や転写材に転写させる転写装置の転写ローラ、１次転写ローラ等の導電性ゴムローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機や静電記録装置等の画像形成装置においては、電圧印加した導電性ゴムローラを感光体表面に押し当て、帯電する接触帯電方式が主流となっている。この方式において、画像形成の中心である感光体ドラム廻りに帯電、転写などの各工程別に導電性ゴムローラが用いられている。
【０００３】
近年、このような導電性ゴムローラのゴム成分には、アクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリン系ゴム等の極性ゴムが用いられている。極性ゴムは、ポリマー内に極性基が存在するため導電性（イオン導電性）を有し、電気抵抗のばらつきや、電気抵抗の電圧依存性が小さいため、導電性ゴムローラに適していることが知られている。
【０００４】
上記の導電性ゴムローラの弾性体層に求められる体積固有抵抗は、２×１０９Ω・ｃｍ以下の場合が多い。ゴム成分がアクリロニトリルブタジエンゴム単独の場合、その加硫物の体積固有抵抗は、２×１０９〜１×１０１０Ω・ｃｍ程度であり、導電性が不十分となってしまう。また、アクリロニトリルブタジエンゴムは耐オゾン性が劣る為、十分な通電耐久性が得られない。
【０００５】
所望する体積固有抵抗を得るため、特許文献１は、加硫物の体積固有抵抗が１×１０７〜３×１０９Ω・ｃｍ程度であることが知られているエピクロルヒドリン系ゴムをアクリロニトリルブタジエンゴムにブレンドする技術を開示する。
【０００６】
また、近年ではカラー化、高画質化に対応するために、より低抵抗な導電性ゴムローラが求められている。そのため、エピクロルヒドリン系ゴムを単独で用いたり、過塩素酸イオンや塩化物イオンを含む第４級アンモニウム塩など各種イオン導電剤を添加する方法も用いられている（例えば特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、一般的に、このようなゴム弾性体を用いた導電性ゴムローラの場合、温度や湿度の環境変動により抵抗値が変化するため、使用環境により画像品質が変化するといった問題点がある。特に、エピクロルヒドリン系ゴムは、湿度の影響を受けやすく、抵抗値の環境変動が大きいという問題を有する。また、第４級アンモニウム塩など各種イオン導電剤を添加する方法は、表面移行による汚染や通電などにより、抵抗値の経時変化を生じる恐れがある為、高速化や長寿命化に対応可能な通電耐久性が得られない場合がある。
【０００８】
さらに、エピクロルヒドリン系ゴムや過塩素酸イオンや塩化物イオンを含む第４級アンモニウム塩を配合した場合、塩素が副反応を起こす等の理由により、圧縮永久歪みを著しく悪化させるほか、焼却時に有毒ガスやダイオキシンを発生する恐れがある。
【０００９】
そこで、特許文献３は、上記のように低抵抗を実現しながらも圧縮永久ひずみの良好な弾性体を得る方法として、エピクロルヒドリンゴムにエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体を所定量配合する技術を開示する。エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体は、エーテル酸素を含む為、ポリマー中の金属陽イオンなどを安定化させ電気抵抗を低抵抗化させる働きがある。また、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体は、極性が大きい為、他の極性ゴムとの相溶性に優れるほか、アリルグリシジルエーテルが不飽和結合を有する為、他のゴムと硫黄架橋することが可能である。従って、第４級アンモニウム塩などの導電剤と異なり、ブリードや感光体汚染を起こし難い。また、特許文献３によると、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル共重合体はハロゲン元素を含まない為、エピクロルヒドリン系ゴムのように塩素が副反応を起こすなどの問題もなく、圧縮永久歪みの良好なゴム材料が得られる。
【００１０】
上述のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体をアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒドリンゴムなどの極性ゴムに配合した導電性ゴムローラは、ある程度の低抵抗化を実現する。しかしながら、圧縮永久ひずみに関しては更なる改良が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−２８７６５４号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１１８号公報
【特許文献３】特開２００２−１０５３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の従来の課題に鑑み提案されたものである。つまり、本発明は、低抵抗の要求を満たしつつ、感光体や転写ベルト等の部材を汚染することなく圧縮永久ひずみを減少させた導電性ゴムローラ並びにこれを有するプロセスカートリッジ及び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】
【００１２】
本発明による導電性ゴムローラは、導電性芯材と、該導電性芯材上に設けられた弾性層とを有する導電性ゴムローラであって、該弾性層は、エピクロルヒドリンゴムと、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成され、該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体は：８０モル％以上９０モル％以下のエチレンオキサイドと；０モル％よりも多く１０モル％以下のプロピレンオキサイドと；１０モル％以上２０モル％以下のアリルグリシジルエーテルと；からなる共重合体であり、該エピクロルヒドリンゴムの質量部（ａ）に対する該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部（ｂ）の比率（ｂ／ａ）は、０．０５≦ｂ／ａ≦１．０であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明によるプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、上述の導電性ゴムローラを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による導電性ゴムローラによると、低抵抗化を実現しながら、感光体または転写ベルト等の各部材を汚染することなく圧縮永久ひずみが良好となる。特に、低抵抗化が必要とされるカラー画像形成装置等に用いるのに好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
まず、本発明による導電性ゴムローラについて、図１を参照して、説明する。図１は、画像形成装置の一次転写に用いられる一次転写ローラを例示する、本発明による導電性ゴムローラの全体断面図である。本発明による導電性ゴムローラは、アルミニウムなどの良導体からなる芯金６１と、芯金６１上に形成された弾性層６２とを有する。
【００１６】
芯金６１としては、アルミニウム、ステンレススチール、めっき処理した鉄、黄銅またはこれらを含む合金などの良導体が好適に用いられる。本発明に用いられる芯金６１は、３〜１０ｍｍの直径を有していることが好ましく、０．１〜１．５ｍｍ程度の厚さを有する金属管であっても、また棒状であってもよい。
【００１７】
弾性層６２は、公知のエピクロルヒドリンゴムと、特定の構成比率を有するエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成される。エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体は、エーテル酸素を含む為ポリマー中の金属陽イオンなどを安定化させ電気抵抗を低抵抗化させる働きがある。従って、本発明で使用するエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体において、アリルグリシジルエーテルの共重合比率は、１０モル％以上２０モル％以下であることが重要である。また、この重合比率は、１０モル％以上１５モル％以下であることがより好ましい。
【００１８】
アリルグリシジルエーテルは、不飽和結合を有するため、他のゴム成分と架橋することも可能である。また、上述の３元共重合体におけるアリルグリシジルエーテルの共重合比率により、分子鎖のセグメント運動が左右される。従って、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が１０モル％未満であると、架橋点が少ない為、圧縮永久ひずみが大きくなるという問題を生じる。
【００１９】
また、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が適正でない場合、エーテル酸素による低抵抗化を阻害したり、分子運動が活発化される高温・高湿環境において著しい抵抗変化を生じ、抵抗値の環境変化が大きくなる。アリルグリシジルエーテルの共重合比率が２０モル％を超えると、架橋点の数が多くなり過ぎて、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体中のエーテル酸素の自由度が阻害され、低抵抗化が困難となる。さらに、アリルグリシジルエーテルの共重合比率が２０モル％を超えると、引っ張り特性や疲労特性、耐屈曲性等が悪化してしまう。
【００２０】
本発明の場合、特定の共重合比率のアリルグリシジルエーテルから構成されるエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体と、エピクロルヒドリンゴムとをブレンドしてもよい。これにより、主鎖構造内のエーテル酸素がイオンを安定化させる働きと分子鎖のセグメント運動の違いによる抵抗変化のバランスを計ることが可能となる。また、従来のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体を含有する導電性ゴムローラが有する低抵抗化特徴を保持したまま、圧縮永久ひずみの良好な導電性ゴムローラを提供することが可能となる。
【００２１】
なお、本発明で使用するエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体におけるエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドの共重合比率は、相溶性、電気抵抗値等の観点から、以下の範囲であることが好ましい。つまり、アリルグリシジルエーテル１０モル％以上２０モル％以下に対し、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝５０モル％以上８９モル％以下／１モル％以上５０モル％以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本発明で使用するエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体の配合量は、以下の通りである。
【００２３】
エピクロルヒドリンゴムの質量部をａとし、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部をｂとした場合、その比率（ｂ／ａ）が、
０．０５≦ｂ／ａ≦１．０
【００２４】
この質量比が０．０５未満では、低抵抗化は可能なのものの圧縮永久ひずみが大きくなり、また、質量比が１．０を超える場合は、抵抗の環境依存性が大きくなりやすい他、感光体を汚染する可能性もある。
【００２５】
本発明に使用するゴム成分は、上述のエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体のほかに、エピクロルヒドリンゴムを含有する。エピクロルヒドリンゴムとしては、イオウ加硫または有効加硫が可能である点で、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体（ＥＣＨ−ＥＯ−ＡＧＥ）であることが好ましい。特に、エピクロルヒドリンゴム中のエチレンオキサイドの共重合割合が４０モル％以上であることがより好ましい。エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体は、エチレンオキサイドの共重合割合が多くなるに従い、加硫ゴムの体積固有抵抗値が小さくなる傾向がある。このため、エチレンオキサイドの共重合割合が４０モル％よりも小さいと、導電性ゴムローラの弾性層に必要な電気抵抗値が得にくい。そのため、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が多くなり、環境依存性を高くしてしまう。従って、本発明に使用するエピクロルヒドリンゴムにおけるエチレンオキサイドの共重合割合は、３８モル％以上５８モル％以下であることが好ましい。
【００２６】
本発明による導電性ゴムローラに使用されるゴム組成物には、上述の成分のほか、一般のゴムに使用されるその他の成分を必要に応じて含有させることが出来、これらの成分としては、以下に例示される通りである。
【００２７】
加硫剤（硫黄、有機含硫黄化合物等）
各種加硫促進剤
各種滑剤
加工助剤（サブ等）
各種老化防止剤
各種発泡剤（ｐ、ｐ’−オキシビススルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等）
各種発泡助剤（尿素等）
加硫助剤（酸化亜鉛、ステアリン酸等）
各種充填剤（炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー等）
【００２８】
また、導電性調整のために各種イオン導電剤も必要に応じて配合可能であるが、ローラ表面への移行により感光体を汚染する可能性がある為、このイオン導電剤の配合量は、上述のゴム主成分１００質量部に対して、２．０質量部未満とする方が好ましい。
【００２９】
また、本発明による導電性ゴムローラの製造方法としては、まず、未加硫の導電性ゴム組成物を押出し機によりチューブ状に押出し、加硫缶や連続加硫炉で加熱し導電性のゴム（弾性体）チューブを作製される。その後、この導電性ゴムチューブに接着剤を塗布した導電性軸体を挿入して、更に加熱することにより導電性軸体と導電性ゴムチューブとを接着する。このように処理した後、所定の外径になるまで研磨することにより、本発明による導電性ゴムローラが得られる。なお、この方法は、一例であって、未加硫のゴム組成物と接着剤を塗布した導電性軸体との同時押出しや、押出したゴム組成物を金型に装填して加硫する等の従来公知の各種製造方法が適用可能である。また、本発明による導電性ゴムローラには、必要に応じて弾性体層の外周上に樹脂等の層を設けることも出来る。
【００３０】
次に、本発明による導電性ゴムローラの適用例を示す。図２は、本発明による導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図である。
【００３１】
第１の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）１は、矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００３２】
感光ドラム１は、回転過程で、一次帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。符号３２は、一次帯電器電源であり、ここでは直流に交流を重畳して印加しているが、直流のみでもよい。次いで、感光ドラム１は、露光手段（図示せず）による露光光３を受けることにより、目的のフルカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。なお、この露光手段としては、フルカラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等が例示される。
【００３３】
次いで、この静電潜像は、第１の現像装置（イエロー色現像装置４１）により第１色であるイエロートナーＹにより現像される。この時、第２〜第４の現像装置（マゼンダ色現像装置４２、シアン色現像装置４３、ブラック色現像装置４４）の各現像装置は、作動−オフになっていて感光ドラム１には作用しない。従って、上記第１色のイエロートナー画像は、上記第２〜第４の現像装置による影響を受けない。
【００３４】
中間転写ベルト５は、矢印方向に感光ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動されている。
【００３５】
感光ドラム１上に形成担持された上記第１色のイエロートナー画像は、感光ドラム１と中間転写ベルト５とのニップ部を通過する。この過程において、一次転写ローラ６から中間転写ベルト５に印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト５の外周面に順次一次転写されていく。
【００３６】
中間転写ベルト５に対応する第一色のイエロートナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１３により清掃される。
【００３７】
以下、同様にして第２色のマゼンタトナー画像、第３色のシアントナー画像及び第４色のブラックトナー画像が順次中間転写ベルト５上に重ね合わせて転写され、目的のフルカラー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。
【００３８】
二次転写ローラ７は、二次転写対向ローラ８に対応し平行に軸受させて中間転写ベルト５の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【００３９】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１色〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性（例えば、正）でバイアス電源３０から印加される。その印加電圧は、例えば＋１００Ｖ〜２ｋＶの範囲である。
【００４０】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１色〜第３色のトナー画像の一次転写工程において、二次転写ローラ７は、中間転写ベルト５から離間させることも可能である。
【００４１】
中間転写ベルト５上に転写された合成カラートナー画像は、次に、給紙ローラ１１から転写材ガイド１０を介して給送された転写材Ｐへ転写される。中間転写ベルト５の合成カラートナー画像は、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７とで形成された当接ニップに所定のタイミングで給送された転写材Ｐに、転写される。この当接ニップにおいて、この転写は、バイアス電源３１からの二次転写バイアスの二次転写ローラ７への印加により、行われる。この二次転写バイアスにより中間転写ベルト５から第２の画像担持体である転写材Ｐへ合成カラートナー画像が二次転写される。この際、中間転写ベルト上の二次転写前のトナー画像の帯電を補助する装置は、本装置には付加されていない。トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、定着器１５へ導入され加熱定着される。
【００４２】
転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写ベルト５には、離接自在に配置されたクリーニング用帯電部材９が当接され、感光ドラム１とは逆極性のバイアスが印加される。これにより、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５上に残留している転写残トナーに一次転写時と逆極性の電荷が付与される。符号３３は、バイアス電源を示す。ここでは、直流に交流を重畳して印加している。一次転写時と逆極性に帯電された上述の転写残トナーは、感光ドラム１とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１に静電的に転写されることにより、中間転写体がクリーニングされる。この工程は、一次転写と同時に行うことができるため、スループットの低下を生じない。
【００４３】
続いて、中間転写ベルトと電子写真感光体とが一体に支持されたプロセスカートリッジについて、図３を参照して、説明する。本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも中間転写ベルト５と、感光ドラム１及び一次転写ローラ６とが一体に支持され装置本体から着脱自在に構成されていればよい。図３では、更に中間転写ベルトクリーニング装置１３、電子写真感光体のクリーニング用帯電部材９も一体ユニットとして付属している。本発明において、中間転写ベルトのクリーニングは、前述のように、転写残トナーを一次転写と逆の極性に帯電させ、一次転写部で電子写真感光体に戻すために必要な機構であり、本図では中抵抗の弾性体からなるクリーニング用帯電部材９により行う。電子写真感光体のクリーニングは、ブレードクリーニングにより行う。本カートリッジには廃トナー容器（図示せず）を一体として設けてもよく、中間転写ベルト−電子写真感光体双方の転写残トナーもカートリッジ交換時に同時に廃棄されるため、メンテナンス性の向上に貢献している。
【００４４】
また、中間転写ベルトは、二次転写対向ローラ８及びテンションローラ１２の２本のローラで張架され、部品点数の削減と小型化を図ってもよい。ここで、二次転写対向ローラ８は、同時にクリーニング用帯電部材９の対向ローラとなっている。中間転写ベルトに従動して回転するテンションローラ１２は、スライドする機構を有しており、圧縮ばねにより矢印の方向に圧接され、中間転写ベルトに張力を与えている。そのスライド幅は、１〜５ｍｍ程度で、ばねの圧力合計は５〜１００Ｎ程度である。また、感光ドラム１と二次転写対向ローラ８はカップリング（図示せず）を有し、本体から回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００４５】
更に、別の画像形成装置の例を図４に示す。図４は、感光ドラム１を画像形成に必要な現像剤の数と同数具備したもので、フルカラープリントの印字スピードが飛躍的に向上する利点がある。
【００４６】
図４に示す画像形成装置は、中間転写ベルトを使用したものである。この画像形成装置において、図２と同様に感光ドラム１に可視画像が形成され、中間転写ベルト５にトナーが順次転写され、重ね合わされた後、二次転写ローラ７でトナーと逆極性のバイアスを印加され、転写材Ｐの上に一括転写される。中間転写ベルトに残留した現像剤は、クリーニング装置１８で除去される。
【００４７】
また、図５に本発明による導電性ゴムローラをモノクロ用画像形成装置に利用した一例を示す。図５に示すモノクロ用画像形成装置は、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ープリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。図５に示す画像形成装置には、転写ローラとして本発明による導電性ゴムローラを有する転写装置が装着されている。
【００４８】
図５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。）５０１を備えている。感光ドラム５０１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５０１は、駆動手段（図示せず）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／秒で回転駆動される。
【００４９】
感光ドラム５０１表面は、接触帯電部材としての帯電装置５０２によって均一に帯電される。帯電装置５０２は、感光ドラム５０１表面に接触配置されており、感光ドラム５０１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。帯電装置５０２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５０１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５０１表面は、レーザー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などの露光手段５０３、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５０１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。この静電潜像は、現像装置５０４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が付着され、トナー像として反転現像される。
【００５０】
一方、給紙部（図示せず）から給搬送された紙等の転写材５０７は、転写ガイド（図示せず）にガイドされて、感光ドラム５０１と転写ローラ５０６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム５０１上のトナー像と同期して供給される。転写部Ｔに供給された転写材５０７の表面には、転写バイアス印加電源により転写ローラ５０６に印加された転写バイアスによって、感光ドラム５０１上のトナー像が転写される。このとき、転写材５０７に転写されないで感光ドラム５０１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置５０９によって除去される。
【００５１】
転写部Ｔを通った転写材５０７は、感光ドラム５０１から分離されて定着装置５１０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】
【００５２】
以下、実施例および比較例を参照して、本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００５３】
各実施例及び比較例に用いたゴム組成物の配合割合及び試験結果は、表１の通りである。なお、配合量の単位は質量部である。本実施形態においては、カラー用画像形成装置用の導電性ゴムローラとして求められる抵抗値を基に、ゴム組成物の体積固有抵抗値が１０７．０〜１０７．８Ω・ｃｍとなるように配合を調整した。
【００５４】
なお、本実施形態においては、転写用ローラとして導電性ゴムローラを作製したが、この導電性ゴム組成物は、帯電ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ等の導電性ゴムローラの作製に用いられることは言うまでもない。
【００５５】
はじめに、表１に示す原材料をオープンロールで混練を行い、各実施例及び比較例のゴム組成物を作製した。なお、各実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
【００５６】
エピクロルヒドリンゴム（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体）
［エピクロルヒドリン含量３９モル％／エチレンオキサイド含量５６モル％／アリルグリシジルエーテル含量５モル％；商品名：ゼクロン３１０６（日本ゼオン（株）社製）］
エピクロルヒドリンゴム（エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド２元共重合体）
［ゼオスパン８１００（日本ゼオン（株）社製）］
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体
（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル共重合比率＝９０：６：４）［商品名：ゼオスパン８０３０（日本ゼオン（株）社製）］
エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体
（エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル共重合比率＝８７：１：１２）［商品名：ゼオスパン８０１０（日本ゼオン（株）社製）］
アクリロニトリルブタジエンゴム
（アクリロニトリル含量１８質量％）［商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ４０１ＬＬ（日本ゼオン（株）社製）］
カーボンブラック
［ＦＴカーボン；商品名：旭＃１５（旭カーボン（株）社製）］
充填剤
［炭酸カルシウム；商品名：スーパーＳＳ（丸尾カルシウム（株）社製）］
加硫促進助剤
［ステアリン酸；商品名：ルナックＳ（花王（株）社製）］
［酸化亜鉛；商品名：亜鉛華２種（ハクスイテック（株）社製）］
加硫促進剤
［メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）；商品名：ノクセラーＭ（大内新興化学工業（株）社製）］
［ジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭ）；商品名：ノクセラーＤＭ（大内新興化学工業（株）社製）］
［テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴ）；商品名：ノクセラーＴＥＴ（大内新興化学工業（株）社製）］
加硫剤
［硫黄（Ｓ）；商品名：サルファックスＰＭＣ（鶴見化学工業（株）社製）］
発泡剤
［アゾジカルボンアミド；商品名：ビニホールＡＣ＃ＬＱ（永和化成（株）社製）］
［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＃１０００Ｓ（永和化成（株）社製）］
発泡助剤
［尿素；商品名：セルペーストＡ（永和化成（株）社製）］
【００５７】
なお、実施例及び比較例の導電性ゴムローラは、以下の通り作製した。まず、上記の材料を、オープンロールで混練した後、これを、押出し機を用いてチューブ状にゴム組成物を押出した。これを、加硫缶にて表１に記した加硫温度（１６０℃）で３０分加硫を行い、チューブ状のゴム加硫物を作製した。次いで、φ６ｍｍの導電性軸体を前記チューブ状のゴム加硫物の内径部に挿入しローラ状の成形体を得た。この成形体を外径がφ１４ｍｍになるように研磨し、導電性ゴムローラを作製した。
【００５８】
＜ローラの体積固有抵抗値の測定＞
導電性ゴムローラの体積固有抵抗値は、以下の通り、測定した。まず、上述の導電性ゴムローラを２３℃／５５ＲＨ％の環境下に２４時間放置した。この軸体に片側４．９Ｎの荷重が両方に掛かるようにして外径３０ｍｍのアルミニウム製のドラムに圧着し、ドラムを３０ｒｐｍの回転速度で回転させた状態で、軸体とアルミドラムとの間に５秒間１ｋＶの電圧を印加した。このとき、マルチメータによって検出される電流値から、オームの法則によりローラ抵抗値を算出した。
【００５９】
＜圧縮永久ひずみ＞
表１に示した配合において（発泡剤、発泡助剤を除く）ソリッドゴムの試験片を作製し、ＪＩＳＫ６２６２「加硫ゴムの永久ひずみ試験方法」の規定に従い、測定温度７０℃、試験時間２４時間で試験を行った。判定については以下の基準で決定した。
【００６０】
○：３５％以内
×：３５％を超える
【００６１】
＜感光体汚染性の判定試験＞
実施例および比較例の配合によりφ１４ｍｍ、長さ２３０ｍｍに成形、研磨した導電性ゴムローラを用いて行った。これを、レーザープリンタ（レーザージェット４０００Ｎ（ＨＰ社製））に使用される感光体に接触させ、両端に５００ｇｆの荷重を加え、４０℃／９５％ＲＨの環境下に１週間放置した。この後、ローラを外し、感光体を前記レーザープリンタのカートリッジに組み込み、べた黒で３０枚印字して、画像を得た。この画像について、接触跡の白スジが無かったものをＡと、初期に白スジがあるが途中で消えるものをＢと、最後まで白スジが消えないものをＣと、それぞれ判定した。
【００６２】
実施例１〜４では、低抵抗で且つ感光体を汚染することなく圧縮永久ひずみが良好であることが分かる。
【００６３】
一方、比較例１では、ゴム組成物のゴム主成分がエピクロルヒドリンゴム単体であるとき、圧縮永久ひずみが大きくなった。
【００６４】
比較例２および３では、感光ドラムが汚染された。
【００６５】
また、比較例４では、架橋密度が少ないため圧縮永久ひずみが増大した。
【００６６】
さらに、比較例５では、感光ドラムが汚染された。
【００６７】
【表１】
【００６８】
以上に示したように、本発明による導電性ゴムローラによれば、低抵抗で、且つ感光ドラムを汚染せず、圧縮永久ひずみの良好な導電性ゴムローラが得られることがわかる。
【００６９】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による導電性ゴムローラの全体断面図
【図２】本発明による導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図
【図３】本発明に係る導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図
【図４】本発明に係る導電性ゴムローラを用いたフルカラー画像形成装置の概略構成図
【図５】本発明による画像形成装置の全体断面図
【符号の説明】
【００７１】
１ 感光ドラム
２ 一次帯電器
３ 露光光
５ 中間転写ベルト
６ 一次転写ローラ
７ 二次転写ローラ
８ 二次転写対向ローラ
９ クリーニング用帯電部材
１０ 転写材ガイド
１１ 給紙ローラ
１２ テンションローラ
１３ クリーニング装置
１５ 定着器
１６ 転写搬送ベルト
１７ 転写ローラ
１８ クリーニング装置
３０ バイアス電源
３１ バイアス電源
３２ 一次帯電器電源
３３ バイアス電源
４１ イエロー色現像装置
４２ マゼンダ色現像装置
４３ シアン色現像装置
４４ ブラック色現像装置
５１ 感光ベルト
５２ 駆動ローラ
５３ 従動ローラ
６１ 芯金
６２ 弾性層
６３ 吸着ローラ
１２１ 導電性ゴムローラ
１２２ 電流計
１２３ 駆動ローラ
５０１ 感光ドラム
５０２ 帯電装置
５０３ 露光手段
５０４ 現像装置
５０５ トナー
５０６ 転写ローラ
５０７ 転写材
５０８ クリーニングブレード
５０９ クリーニング装置
５１０ 定着装置
Ｐ 転写材
Ｒ１ 矢印
Ｒ２ 矢印
Ｔ 転写部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性芯材と、該導電性芯材上に設けられた弾性層とを有する導電性ゴムローラであって、
該弾性層は、エピクロルヒドリンゴムと、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成され、
該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体は：
８０モル％以上９０モル％以下のエチレンオキサイドと；
０モル％よりも多く１０モル％以下のプロピレンオキサイドと；
１０モル％以上２０モル％以下のアリルグリシジルエーテルと；
からなる共重合体であり、
該エピクロルヒドリンゴムの質量部（ａ）に対する該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部（ｂ）の比率（ｂ／ａ）は、
０．０５≦ｂ／ａ≦１．０
であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項２】
前記エピクロルヒドリンゴムは、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体である、請求項１に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項３】
当該導電性ゴムローラは、転写ローラである、請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電性ゴムローラを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記導電性ゴムローラは、トナーを転写材に転写する転写手段であることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電性ゴムローラを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記導電性ゴムローラは、トナーを転写材に転写する転写手段であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１】
導電性芯材と、該導電性芯材上に設けられた弾性層とを有する導電性ゴムローラであって、
該弾性層は、エピクロルヒドリンゴムと、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体とから形成され、
該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体は：
８０モル％以上９０モル％以下のエチレンオキサイドと；
０モル％よりも多く１０モル％以下のプロピレンオキサイドと；
１０モル％以上２０モル％以下のアリルグリシジルエーテルと；
からなる共重合体であり、
該エピクロルヒドリンゴムの質量部（ａ）に対する該エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド／アリルグリシジルエーテル３元共重合体の質量部（ｂ）の比率（ｂ／ａ）は、
０．０５≦ｂ／ａ≦１．０
であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項２】
前記エピクロルヒドリンゴムは、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル３元共重合体である、請求項１に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項３】
当該導電性ゴムローラは、転写ローラである、請求項１又は２に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電性ゴムローラを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記導電性ゴムローラは、トナーを転写材に転写する転写手段であることを特徴とする請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電性ゴムローラを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記導電性ゴムローラは、トナーを転写材に転写する転写手段であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３２８０２５（Ｐ２００７−３２８０２５Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５７３４６（Ｐ２００６−１５７３４６）
【出願日】平成１８年６月６日（２００６．６．６）
【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１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月６日（２００６．６．６）
【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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