導電性ゴムローラ
【課題】クラウン形状またはテーパー形状の導電性ゴム層を有し、導電性ゴム層の外側に表面層を形成する必要がなく、低硬度で軸方向の抵抗値ムラが小さい導電性ゴムローラを提供する。
【解決手段】導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラにおいて、該導電性ゴム層は内層と外層からなるクラウン形状またはテーパー形状を有する二層構造であり、該内層は発泡ゴムからなり、該外層は少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなるものであって、２３℃／５５％ＲＨ環境における該内層の体積固有抵抗値をＲｉ、該外層の体積固有抵抗値をＲｏとした場合に、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【解決手段】導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラにおいて、該導電性ゴム層は内層と外層からなるクラウン形状またはテーパー形状を有する二層構造であり、該内層は発泡ゴムからなり、該外層は少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなるものであって、２３℃／５５％ＲＨ環境における該内層の体積固有抵抗値をＲｉ、該外層の体積固有抵抗値をＲｏとした場合に、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機・レーザビームプリンタ等の電子写真プロセスに使用される導電性ゴムローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電式複写機、レーザープリンター、ファクシミリなどの種々の電子写真装置には、導電性ゴムローラを始めとする各種導電性ゴム部品が使用されている。これらの導電性ゴムローラは、装置の高速化、良画質化に応えるために、当接により一様なニップ幅を保つことが要求され、抵抗値や硬度などの各種特性が均一であることが望まれている。近年更なる高画質化が進み、例えばローラ表面は非発泡層あるいは微細発泡層を有していながら、ローラ硬度は低硬度化するといった、単一ゴム層からなる導電性ゴムローラでは対応が困難な要求がなされる場合がある。
【０００３】
このような高度な要求に対応するために、二層以上の層構成からなる多層構造の導電性ゴムローラについて、従来から数多くの検討がなされている。多層構造の導電性ゴムローラの製造方法としては、押出機を用いた二層同時成型が挙げられる（例えば特許文献１）。二層同時成型は、複数層を同時一体的に押出し形成することにより工数の簡素化が図られる。例えば押出し成型後の加硫、発泡工程にマイクロ波を用いた連続加硫を行った場合、更に効率的な生産が可能である。
【０００４】
さらに多層構造の導電性ゴムローラを電子写真装置用の導電性ゴムローラとして用いた場合、均一なニップ幅を確保するためにクラウン形状やテーパー形状にする検討もなされている。しかし多くの場合、抵抗値などの特性が軸方向でムラが生じやすくなるという観点から、最表層よりも内側の層でクラウン形状をつくり、その上に塗工やチューブ被覆等の手段を用いて、均一な膜厚を有する最表層を形成する必要があった。そのため、多くの場合クラウン形状またはテーパー形状の多層構造を有する導電性ゴムローラを得るためには、軸体の外側にベースゴム層を形成し、その外側にクラウン形成層を形成し、さらにその外側に均一な膜厚を有する表面層を形成する必要があった（例えば特許文献２）。塗工などの表面層を形成する工程は工程そのものが複雑になりやすく、そのため歩留まりの悪化や設備の導入などの理由から十分に低コストな導電性ゴムローラを得ることが難しくなりやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３８９２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の課題は、クラウン形状またはテーパー形状の導電性ゴム層を有し、導電性ゴム層の外側に表面層を形成する必要がなく、低硬度で軸方向の抵抗値ムラが小さい導電性ゴムローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は以下の本発明〔１〕〜〔４〕によって解決される。
〔１〕導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラにおいて、該導電性ゴム層は内層と外層からなるクラウン形状またはテーパー形状を有する二層構造であって、該内層は発泡ゴムからなる層であり、該外層は少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなる層であって、２３℃／５５％ＲＨ環境における該内層の体積固有抵抗値をＲｉ、該外層の体積固有抵抗値をＲｏとした場合に、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
〔２〕前記クラウン形状またはテーパー形状のクラウン量またはテーパー量（前記導電性ゴムローラの中央部の外径と端部の外径の差）が２０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする前記〔１〕に記載の導電性ゴムローラ。
〔３〕前記エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの三元共重合体であることを特徴とする、前記〔１〕または〔２〕に記載の導電性ゴムローラ。
〔４〕前記導電性ゴム層が、マイクロ波による連続加硫工程によって得られたものであることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、クラウン形状またはテーパー形状の導電性ゴム層を有し、導電性ゴム層の外側に表面層を形成する必要がなく、低硬度で軸方向の抵抗値ムラが小さい導電性ゴムローラが提供される。この導電性ゴムローラは電子写真用装置用のローラとして用いられ、特には転写ローラなどに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の導電性ゴム層がクラウン形状である導電性ゴムローラの概略構成図である。
【図２】本発明の導電性ゴム層がテーパー形状である導電性ゴムローラの概略構成図である。
【図３】本発明の導電性ゴムローラの製造に使用される加硫装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の導電性ゴムローラは導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラであって、該導電性ゴム層は内層と外層の二層構造で構成されており、該導電性ゴム層はクラウン形状またはテーパー形状を有するものである。
【００１１】
図１および図２は、本発明の導電性ゴムローラの一例の軸方向断面図を示す。導電性軸芯体６１の周りに、発泡ゴムからなる内層６２が形成され、さらにその外周にゴム成分からなる外層６３が形成されており、外層６３はクラウン形状またはテーパー形状に研削されている。
〔内層〕
内層を形成する導電性発泡ゴムの原料組成物は、特に限定されない。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、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム等に、カーボンブラックや金属酸化物等の導電材を配合したものを用いることができる。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はイオン導電性を有しているので、カーボンブラック等の導電材を用いることなく所望の導電性を得られる場合がある。イオン導電性ゴムを用いた場合、カーボンブラック等の導電剤を用いた場合と比較して、抵抗値のムラやロットばらつきなどを小さくすることができるため、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イオン導電性ゴムを用いることが好ましい。
〔外層〕
外層を形成する導電性ゴムの原料組成物は、少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなるもので構成される。エピクロルヒドリンゴムはイオン導電性を有しており、クラウン形状やテーパー形状のように外層の厚さが軸方向で異なる場合でも抵抗値が大きく変化することがない。ゴム成分としては、必要に応じてアクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム等を併用することができる。エピクロロヒドリン系ゴムとしては、エピクロロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの三元共重合体であることが好ましい。
【００１２】
外層を形成する導電性ゴムは発泡ゴムであっても非発泡ゴムであっても良く、使用目的にあわせて適宜選択すればよく、発泡ゴムを用いた場合の発泡セル径に関しても使用目的にあわせて適宜選択すればよい。
【００１３】
内層と外層の厚さについては特に限定されるものではなく、使用目的に応じて適宜選択すればよい。内層が薄くなりすぎると発泡ゴムとしての機能が不十分となりやすく、導電性ゴムローラの硬度が高くなり易くなる。このため、内層の厚さは、内層と外層の合計厚さに対して、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上である。
〔クラウン形状またはテーパー形状〕
本発明の導電性ゴムローラはローラの中央部の外径が端部の外径よりも大きいクラウン形状またはテーパー形状である。クラウン形状は軸方向の断面図において、中央部から両端部にかけて中央部の外径が最大となるなめらかな曲線を有する形状である。曲線は特に限定されず、円弧や二次曲線等必要に応じて適宜選択すればよい。テーパー形状はゴム部の中央部に外径が一定の領域と、その両端からゴム端部にかけて直線的に外径が小さくなる領域を有する形状である。中央部の外径が一定の領域はゴム部全長に対して１０％以上８０％以下が好ましい。この範囲内であれば、均一なニップ幅を確保することが容易である。
【００１４】
クラウン量またはテーパー量（導電性ゴムローラの中央部の外径と端部の外径の差）は、導電性ゴムローラの硬度や電子写真装置にセットした場合の押し圧等によって適宜選択すればよい。クラウン量またはテーパー量が小さすぎると中央部のニップ幅が小さくなりやすくなり、クラウン量またはテーパー量が大きくなりすぎると両端部の当接が不十分になりやすくなる。このため、クラウン量またはテーパー量は、好ましくは２０μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上４００μｍ以下、さらに好ましくは４０μｍ以上３００μｍ以下である。
【００１５】
本発明の導電性ゴムローラは、内径、外径、内層厚さ及び外層厚さが一様な２層構造の導電性ゴムチューブを導電性軸芯体に圧入して、外層のみを研磨することによってクラウン形状またはテーパー形状の導電性ゴムローラを得ている。
〔内層と外層の抵抗値〕
内層と外層の抵抗値は、２３℃／５５％ＲＨ環境で内層の体積固有抵抗値をＲｉ、外層の体積固有抵抗値をＲｏとすると、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることが必要である。Ｒｏ／Ｒｉの値がこの範囲を逸脱すると、導電性ゴムローラがクラウン形状またはテーパー形状であり、外層の厚さが軸方向で均一ではないために、軸方向の抵抗値ムラが大きくなりすぎてしまうという問題が生じやすくなる。尚、軸方向の抵抗値ムラは１．５以下が好ましい。
〔硬度〕
本発明の導電性ゴムローラの硬度はアスカーＣ型の硬度計で１０度〜４０度の範囲であることが好ましい。硬度が１０度以上であれば圧縮永久歪が大きくなりすぎることがなく、また４０度以下であれば十分なニップ幅を得ることができる。
［導電剤］
本発明では、内層の導電性発泡ゴム層に、カーボンブラック等の電子導電剤やＬｉＣＩＯ4等のイオン導電剤を必要により配合することが可能である。
【００１６】
導電剤として、公知の導電性物質を用いることが可能である。例えば、電子導電剤として、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、ＬｉＣｌＯ4、ＮａＳＣＮなどが挙げられる。導電剤はゴム原料に単独で若しくは複数併用で添加し分散させる。なお、その種類、使用量は、必要な導電性から適宜に決定する。また、発泡ゴム層の導電性を得るために、ゴム原料の主鎖あるいは側鎖に極性を有する官能基を導入することによっても可能である。
【００１７】
なお、電子導電剤としては、少量の使用で十分な導電性を得ることができることから導電性カーボンブラックを使用することが好ましく、その使用量は通常上記ゴム原料１００質量部に対して５質量部以上９５質量部以上が適当である。
【００１８】
また本発明では、外層の導電性ゴム層に上記イオン導電剤を用いることが可能である。
本発明では、内層および外層の導電性ゴム層に炭酸カルシウム等の充填剤、老化防止剤を必要により配合することが可能である。
［導電性軸芯体］
導電性軸芯体は導電性を有し、導電性ゴムロールの表面が当接される部材に対して、軸芯体上に形成される外層の表面を密着支持する機能を有しているものであればいずれでもよい。材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等の金属やその合金を挙げることができる。また、これらの表面に耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理等を施してもよい。更に、導電性軸芯体として、樹脂製の基材の表面を金属等で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。
［導電性ゴムローラの製法］
本発明の導電性ゴムローラは、以下のようにして製造できる。二層構造の導電性ゴムチューブの製造に用いる加硫発泡装置の概要を図３に示す。
【００１９】
上記した内層用と外層用の原料組成物をそれぞれ、バンバリーミキサー、ニーダー等の密閉式混練機で混練した後、オープンロール、リボン成形分出し機によりリボン状に成形する。これらを二層同時押出機１１に投入して、二層同時に円筒状に押し出し、未加硫のチューブを製造する。
【００２０】
［発泡剤］
本発明では、内層の発泡ゴム層形成のために発泡剤が使用される。その発泡剤としては、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）系、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）系等の有機発泡剤が使用可能であるが、ＯＢＳＨを用いることが好ましい。発泡剤は、発泡ゴム層が必要とする弾性度を達成するために適宜の量とするが、ゴム原料１００質量部に対して１質量部以上２０質量部以下が適当である。
［発泡助剤］
発泡剤の分解温度は、尿素、酸化亜鉛等を発泡助剤として加えて低下させることもできる。この発泡助剤としては、尿素系化合物；酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物などが挙げられ、発泡剤に対応して選択して使用する。
［加硫剤］
加硫剤としては、硫黄、金属酸化物等が使用可能であり、特に硫黄が好ましい。なお、加硫剤は、導電性ゴム層が必要とする弾性度及び強度を達成するために適宜の量とするが、ゴム原料１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下が適当である。
［加硫促進剤］
本発明では、加硫剤とともに加硫促進剤を使用することが好ましい。かかる加硫促進剤としては各種知られているが、チアゾール系加硫促進剤やチウラム系加硫促進剤を使用することができる。そして、チアゾール系加硫促進剤とチウラム系加硫促進剤を併用するとＣセット性に効果があることが一般的に知られているので、併用することが好ましい。
【００２１】
チアゾール系加硫促進剤としては、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、チウラム系加硫促進剤との併用に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、チウラム系加硫促進剤としては、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が挙げられる。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を使用することが好ましい。なお、その他のチアゾール系加硫促進剤及びチウラム系加硫促進剤においても使用条件を整えることで使用可能である。
〔押出機〕
二層同時押出機は、外層用のスクリュー径７０ｍｍの押出機（不図示）と内層用のスクリュー径６０ｍｍの押出機１１をクロスヘッドで接続したものである。押出機のスクリュー径に特に制限はなく、所望の吐出量が得られるように適宜選択して用いればよい。内層、外層の肉厚は、押出機の回転数を調節して所望の肉厚になるように調整される。押出機の口金は、チューブの内径・外径を考慮して適宜調整される。
【００２２】
〔加硫装置〕
押出機により製造されたチューブはマイクロ波の加熱による加硫装置（マイクロ波加硫装置、ＵＨＦ）１２に連続的に導入される。このＵＨＦ１２で未加硫のチューブは加熱され、加硫と発泡が行われる。マイクロ波による連続加硫を用いることによって、加硫チューブの内外径が一定であり、かつ加硫毎のばらつきも小さくすることができるため、内層および外層の厚さを一定に保つことができる。このＵＨＦ１２の加熱区間（マイクロ波の有効照射区間）は２ｍ以下であることが好ましい。加熱区間が２ｍを超えても加硫発泡には問題ないが、装置が大きくなるだけであり、広大な設置場所が必要になることや経済性が悪くなることから好ましくない。ＵＨＦ１２の出力は１．０ｋＷ以上２．０ｋＷ以下が適当である。ＵＨＦ１２の出力が１．０ｋＷ以上であれば未加硫未発泡であるチューブを十分に加硫・発泡することができ、また、２．０ｋＷ以下であれば加熱が早すぎることがなく、加硫や発泡のコントロールが容易に制御でき、チューブの円筒状を保つことができる。
【００２３】
ＵＨＦ１２で加硫発泡されたチューブは、ＵＨＦ１２に続く熱風加硫装置（ＨＡＶ）１３に搬送され、加硫が完結されて、発泡ゴムチューブが得られる。なお、ＨＡＶ１３に送られる熱風の温度は、原料組成物の組成、発泡倍率、加硫度等により異なるが、通常１００℃以上２５０℃以下とするのが適当である。また、送風量についても、原料組成物の組成、発泡倍率、加硫度等により適宜に設定する。なお、発泡ゴムチューブの内層と外層を合わせた厚みは、導電性ゴムローラの使用目的により変わるが、通常２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、特に好ましくは３ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。
【００２４】
尚、押出機からの未加硫チューブをＵＨＦ１２内やＨＡＶ１３内を搬送する際には、フッ素樹脂を被覆したベルトやコロを使用することが好ましい。これによって、加硫が完了していないチューブがベルトやコロに付着してチューブ表面が剥落することを防止し、チューブの歪みを防止することができる。
【００２５】
このようにして得られた発泡ゴムチューブは、引き取り機１４により引き取られ、定尺切断機１５に送られ、所定長さに切断される。更に、切断等で生じた歪みは必要に応じて取り除かれる。所定長さに切断された発泡ゴムチューブは、その内側に軸芯体が圧入され、ローラ状の成形体とされる。軸芯体の表面には、圧入前に必要に応じて接着剤が塗布される。
【００２６】
ローラ状の成形体は、その発泡ゴムチューブの表面が砥石で研磨されて、使用目的に応じたクラウン形状またはテーパー形状とされる。研磨機の研磨砥石の幅は発泡ゴムチューブの全長よりも幅広であることが好ましく、研磨砥石の回転速度は例えば２０００ｒｐｍ程度である。
【００２７】
導電性ゴム層の体積固有抵抗値、導電性ゴムローラの軸方向の電気抵抗値ムラ、硬度、及び画像は後述の方法により評価される。
〔電子写真装置〕
本発明の導電性ゴムローラは電子写真装置の転写部で用いる転写ローラとして使用することができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例及び比較例を用いて、本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。評価条件は以下の通りである。
〔１．体積固有抵抗値〕
発泡剤を添加していない内層用ゴム組成物と外層用ゴム組成物を、それぞれ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍの金型を使用し、１６０℃で２０分間加硫してシートを製造する。この厚さ２ｍｍの加硫シートを用いて、東亜電波工業（株）極超絶縁計ＳＭ−８２２０により、２３℃／５５％ＲＨ（Ｎ／Ｎ）の環境下で１００Ｖの電圧を印加して内層の体積固有抵抗値Ｒｉと外層の体積固有抵抗値Ｒｏを測定する。
〔２．軸方向抵抗値ムラ〕
導電性ゴムローラを、２３℃／５５％ＲＨの（Ｎ／Ｎ）環境下で４８時間置いた後、軸芯体の端部に各４．９Ｎの荷重が掛かるようにして、外径３０ｍｍ、長さ２２８ｍｍで軸方向（長さ方向）に均等に６分割されたステンレス製のドラムに圧着させる。次いで、ステンレス製ドラムを３０ｒｐｍで回転させ、それにつれて導電性ゴムローラも従動回転させる。その状態で、軸芯体とステンレスドラム間に５０Ｖの電圧を印加して６分割された領域それぞれの電気抵抗を測定する。６部分の抵抗値の中から最大値を最小値で除した値を軸方向抵抗値ムラとする。
【００２９】
〔３．硬度〕
導電性ゴムローラのゴム層表面の任意の場所を周方向に９０°毎に４箇所、軸方向で３箇所、アスカーＣ型の硬度計（４．９Ｎ荷重）でアスカーＣ硬さを測定する。
〔４．クラウン量またはテーパー量〕
導電性ゴムローラの導電性ゴム部分の中央部の外径と、導電性ゴム部分の両端から２ｍｍ内側の外径の平均値との差をクラウン量またはテーパー量とする。
〔５．画像評価〕
導電性ゴムローラをカラーレーザープリンター（カラーレーザージェット ＣＰ３５２５ｄｎ ヒューレット・パッカード社製）の一次転写ローラとしてセットし、Ｌ／Ｌ環境下（１５．０℃、１０％ＲＨ）でイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの何れか単色のベタ画像を印刷する。濃度ムラのレベルが、実用上問題ないものを○、○よりもレベルは劣るが実用上問題ないものを△、実用上使用不可能であるものを×と表示する。
【００３０】
〔６．原料〕
各実施例及び比較例で使用したゴム材料は以下の通りである。
・ＮＢＲ：アクリロニトリルブタジエンゴム「ニポールＤＮ４０１ＬＬ」（商品名、日本ゼオン株式会社製）
・ＧＥＣＯ：エピクロロヒドリンゴム「ＥＰＩＯＮ‐３０１」（商品名、ダイソー株式会社製）
・ＥＰＤＭ：エチレンプロピレンゴム「エスプレン５０５Ａ」（商品名、住友化学工業株式会社製）
・酸化亜鉛：酸化亜鉛２種（商品名、ハクスイテック株式会社製）
・ステアリン酸：ルナックＳ（商品名、花王株式会社製）
・ＨＡＦカーボンブラック：カーボンブラック「旭＃７０」（商品名、旭カーボン株式会社製）
・ＦＴカーボンブラック：カーボンブラック「旭＃１５」（商品名、旭カーボン株式会社製）
・Ｍ：２−メルカプトベンゾチアゾール「ノクセラーＭ−Ｐ」（商品名、チアゾール系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・ＤＭ：ジベンゾチアジルジスルフィド「ノクセラーＤＭ−Ｐ」（商品名、チアゾール系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・ＴＥＴ：テトラエチルチウラムジスルフィド「ノクセラーＴＥＴ−Ｇ」（商品名、チウラムジスルフィド系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・ＢＺ：ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛「ノクセラーＢＺ−Ｐ」（商品名、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・硫黄：硫黄「サルファックスＰＭＣ」（商品名、鶴見化学工業株式会社製）
・ＯＢＳＨ：ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド「ネオセルボンＮ＃１０００Ｓ」（商品名、永和化成工業株式会社製）
【００３１】
〔実施例１〜９及び比較例１〜７〕
図３の加硫発泡装置を用いて二層構造の導電性ゴムチューブを製造した。この装置は、押出機１１を除くＵＨＦ１２から定尺切断機１５までは、全長約１３ｍである。ＵＨＦ１２は全長約４ｍ、ＨＡＶ１３は全長約６ｍ、引き取り機１４と定尺切断機１５の長さは併せて約１ｍであり、それらは０．１〜１．０ｍの間隔で配置されている。また押出機からの未加硫チューブをＵＨＦやＨＡＶに搬送するためのベルトの表面はフッ素樹脂で被覆されている。
【００３２】
表１に示す組成の内層用の原料組成物と外層用の原料組成物をそれぞれ、バンバリーミキサーで混練した後、二層同時押出機（温度６０℃）に投入し、内径２．５ｍｍ、外径１２．５ｍｍ、内層厚み３ｍｍ、外層厚み２ｍｍの、内径、外径、内層厚み及び外層厚みが一様な未加硫のチューブを得た。尚、口金はニップル径１．８ｍｍ、ダイス径６．０ｍｍ、外層用押出し機はスクリュー径７０ｍｍ、設定温度は６０℃、吐出量は１０．３ｋｇ／ｈであった。また、内層用押出し機はスクリュー径６０ｍｍ、設定温度は６０℃、吐出量は８．１ｋｇ／ｈであった。
【００３３】
次いでこの未加硫のチューブをＵＨＦ（出力１．５ｋＷ）内に連続的に導入して加硫発泡処理した。この加硫発泡されたチューブをＨＡＶ（設定温度２００℃）に搬送して、加硫を完結させ発泡ゴムチューブを得た。この発泡ゴムチューブを、引き取り機により引き取り、定尺切断機によって長さ２４０ｍｍに切断した。
【００３４】
このようにして得られた発泡ゴムチューブの内側に直径６ｍｍの導電性軸芯体を挿入してローラ状の成形体（ゴム層の長さ２２８ｍｍ、外径１６ｍｍ）を得た。この成形体を研磨機（株式会社シギヤ精機製作所製、ＧＲＮ−２０）を用いて外層部を研磨して、中央部の外径が１４ｍｍ、中央部の外径が一定のストレート部分の幅が７０ｍｍのテーパー形状の導電性ゴムローラを得た。
各導電性ゴムローラを評価し、表１及び表２の結果を得た。
【００３５】
実施例１〜３は、内層にイオン導電性の原料ゴム組成物を用い、外層にエピクロルヒドリンを用いたイオン導電性ゴム組成物を用いた場合の例である。Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下の範囲内にあるため、軸方向抵抗値ムラは良好な値を示し、画像評価においても濃度ムラのない良好な結果が得られた。
【００３６】
実施例４は、内層にカーボンブラック（導電材）を用いた電子導電性のゴム組成物を使用した場合の例である。外層にエピクロルヒドリンを用いたイオン導電性ゴム組成物を用いており、Ｒｏ／Ｒｉの値が２１．４と本発明の範囲内であるため、軸方向抵抗値ムラは１．２８と良好な値を示し、良好な画像が得られた。
【００３７】
実施例５は、外層に発泡ゴムを用いた場合の例である。外層にエピクロルヒドリンゴムを含んでおり、Ｒｏ／Ｒｉの値が１であるため軸方向抵抗値ムラは１．１６と良好な値を示し、良好な画像が得られた。
【００３８】
実施例６〜９はそれぞれクラウン量或いはテーパー量を変化させた場合の例であるが、本発明の範囲内であるため良好な結果が得られた。
【００３９】
比較例１〜２はＲｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下の範囲にないため、軸方向抵抗値ムラがそれぞれ１．５８、１．５２と大きすぎる値を示し、画像評価においても濃度ムラが実用上使用不可能なレベルであった。
【００４０】
比較例３は外層用の原料ゴム組成物としてカーボンブラックを用いた電子導電性のゴム組成物を使用した場合の例である。外層にエピクロルヒドリンを含んでいないため、軸方向抵抗値ムラが１．８４と大きすぎる値を示し、画像評価結果も実用上使用不可能なレベルであった。
【００４１】
比較例４〜７はそれぞれクラウン量或いはテーパー量を変化させた場合の例であるが、それぞれクラウン量、テーパー量が小さすぎたり、大きすぎたりしたため、均一なニップ幅を確保することができず、画像ムラが発生してしまった。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【符号の説明】
【００４４】
６１ 導電性軸芯体
６２ 内層（発泡ゴム層）
６３ 外層
１１ 内層用押出機
１２ マイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）
１３ 熱風加硫装置（ＨＡＶ）
１４ 引き取り機
１５ 定尺切断機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機・レーザビームプリンタ等の電子写真プロセスに使用される導電性ゴムローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電式複写機、レーザープリンター、ファクシミリなどの種々の電子写真装置には、導電性ゴムローラを始めとする各種導電性ゴム部品が使用されている。これらの導電性ゴムローラは、装置の高速化、良画質化に応えるために、当接により一様なニップ幅を保つことが要求され、抵抗値や硬度などの各種特性が均一であることが望まれている。近年更なる高画質化が進み、例えばローラ表面は非発泡層あるいは微細発泡層を有していながら、ローラ硬度は低硬度化するといった、単一ゴム層からなる導電性ゴムローラでは対応が困難な要求がなされる場合がある。
【０００３】
このような高度な要求に対応するために、二層以上の層構成からなる多層構造の導電性ゴムローラについて、従来から数多くの検討がなされている。多層構造の導電性ゴムローラの製造方法としては、押出機を用いた二層同時成型が挙げられる（例えば特許文献１）。二層同時成型は、複数層を同時一体的に押出し形成することにより工数の簡素化が図られる。例えば押出し成型後の加硫、発泡工程にマイクロ波を用いた連続加硫を行った場合、更に効率的な生産が可能である。
【０００４】
さらに多層構造の導電性ゴムローラを電子写真装置用の導電性ゴムローラとして用いた場合、均一なニップ幅を確保するためにクラウン形状やテーパー形状にする検討もなされている。しかし多くの場合、抵抗値などの特性が軸方向でムラが生じやすくなるという観点から、最表層よりも内側の層でクラウン形状をつくり、その上に塗工やチューブ被覆等の手段を用いて、均一な膜厚を有する最表層を形成する必要があった。そのため、多くの場合クラウン形状またはテーパー形状の多層構造を有する導電性ゴムローラを得るためには、軸体の外側にベースゴム層を形成し、その外側にクラウン形成層を形成し、さらにその外側に均一な膜厚を有する表面層を形成する必要があった（例えば特許文献２）。塗工などの表面層を形成する工程は工程そのものが複雑になりやすく、そのため歩留まりの悪化や設備の導入などの理由から十分に低コストな導電性ゴムローラを得ることが難しくなりやすいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２３８９２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２７４７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の課題は、クラウン形状またはテーパー形状の導電性ゴム層を有し、導電性ゴム層の外側に表面層を形成する必要がなく、低硬度で軸方向の抵抗値ムラが小さい導電性ゴムローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は以下の本発明〔１〕〜〔４〕によって解決される。
〔１〕導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラにおいて、該導電性ゴム層は内層と外層からなるクラウン形状またはテーパー形状を有する二層構造であって、該内層は発泡ゴムからなる層であり、該外層は少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなる層であって、２３℃／５５％ＲＨ環境における該内層の体積固有抵抗値をＲｉ、該外層の体積固有抵抗値をＲｏとした場合に、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
〔２〕前記クラウン形状またはテーパー形状のクラウン量またはテーパー量（前記導電性ゴムローラの中央部の外径と端部の外径の差）が２０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする前記〔１〕に記載の導電性ゴムローラ。
〔３〕前記エピクロロヒドリン系ゴムは、エピクロロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの三元共重合体であることを特徴とする、前記〔１〕または〔２〕に記載の導電性ゴムローラ。
〔４〕前記導電性ゴム層が、マイクロ波による連続加硫工程によって得られたものであることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、クラウン形状またはテーパー形状の導電性ゴム層を有し、導電性ゴム層の外側に表面層を形成する必要がなく、低硬度で軸方向の抵抗値ムラが小さい導電性ゴムローラが提供される。この導電性ゴムローラは電子写真用装置用のローラとして用いられ、特には転写ローラなどに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の導電性ゴム層がクラウン形状である導電性ゴムローラの概略構成図である。
【図２】本発明の導電性ゴム層がテーパー形状である導電性ゴムローラの概略構成図である。
【図３】本発明の導電性ゴムローラの製造に使用される加硫装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の導電性ゴムローラは導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラであって、該導電性ゴム層は内層と外層の二層構造で構成されており、該導電性ゴム層はクラウン形状またはテーパー形状を有するものである。
【００１１】
図１および図２は、本発明の導電性ゴムローラの一例の軸方向断面図を示す。導電性軸芯体６１の周りに、発泡ゴムからなる内層６２が形成され、さらにその外周にゴム成分からなる外層６３が形成されており、外層６３はクラウン形状またはテーパー形状に研削されている。
〔内層〕
内層を形成する導電性発泡ゴムの原料組成物は、特に限定されない。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、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム等に、カーボンブラックや金属酸化物等の導電材を配合したものを用いることができる。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はイオン導電性を有しているので、カーボンブラック等の導電材を用いることなく所望の導電性を得られる場合がある。イオン導電性ゴムを用いた場合、カーボンブラック等の導電剤を用いた場合と比較して、抵抗値のムラやロットばらつきなどを小さくすることができるため、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イオン導電性ゴムを用いることが好ましい。
〔外層〕
外層を形成する導電性ゴムの原料組成物は、少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなるもので構成される。エピクロルヒドリンゴムはイオン導電性を有しており、クラウン形状やテーパー形状のように外層の厚さが軸方向で異なる場合でも抵抗値が大きく変化することがない。ゴム成分としては、必要に応じてアクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム等を併用することができる。エピクロロヒドリン系ゴムとしては、エピクロロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの三元共重合体であることが好ましい。
【００１２】
外層を形成する導電性ゴムは発泡ゴムであっても非発泡ゴムであっても良く、使用目的にあわせて適宜選択すればよく、発泡ゴムを用いた場合の発泡セル径に関しても使用目的にあわせて適宜選択すればよい。
【００１３】
内層と外層の厚さについては特に限定されるものではなく、使用目的に応じて適宜選択すればよい。内層が薄くなりすぎると発泡ゴムとしての機能が不十分となりやすく、導電性ゴムローラの硬度が高くなり易くなる。このため、内層の厚さは、内層と外層の合計厚さに対して、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上である。
〔クラウン形状またはテーパー形状〕
本発明の導電性ゴムローラはローラの中央部の外径が端部の外径よりも大きいクラウン形状またはテーパー形状である。クラウン形状は軸方向の断面図において、中央部から両端部にかけて中央部の外径が最大となるなめらかな曲線を有する形状である。曲線は特に限定されず、円弧や二次曲線等必要に応じて適宜選択すればよい。テーパー形状はゴム部の中央部に外径が一定の領域と、その両端からゴム端部にかけて直線的に外径が小さくなる領域を有する形状である。中央部の外径が一定の領域はゴム部全長に対して１０％以上８０％以下が好ましい。この範囲内であれば、均一なニップ幅を確保することが容易である。
【００１４】
クラウン量またはテーパー量（導電性ゴムローラの中央部の外径と端部の外径の差）は、導電性ゴムローラの硬度や電子写真装置にセットした場合の押し圧等によって適宜選択すればよい。クラウン量またはテーパー量が小さすぎると中央部のニップ幅が小さくなりやすくなり、クラウン量またはテーパー量が大きくなりすぎると両端部の当接が不十分になりやすくなる。このため、クラウン量またはテーパー量は、好ましくは２０μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上４００μｍ以下、さらに好ましくは４０μｍ以上３００μｍ以下である。
【００１５】
本発明の導電性ゴムローラは、内径、外径、内層厚さ及び外層厚さが一様な２層構造の導電性ゴムチューブを導電性軸芯体に圧入して、外層のみを研磨することによってクラウン形状またはテーパー形状の導電性ゴムローラを得ている。
〔内層と外層の抵抗値〕
内層と外層の抵抗値は、２３℃／５５％ＲＨ環境で内層の体積固有抵抗値をＲｉ、外層の体積固有抵抗値をＲｏとすると、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることが必要である。Ｒｏ／Ｒｉの値がこの範囲を逸脱すると、導電性ゴムローラがクラウン形状またはテーパー形状であり、外層の厚さが軸方向で均一ではないために、軸方向の抵抗値ムラが大きくなりすぎてしまうという問題が生じやすくなる。尚、軸方向の抵抗値ムラは１．５以下が好ましい。
〔硬度〕
本発明の導電性ゴムローラの硬度はアスカーＣ型の硬度計で１０度〜４０度の範囲であることが好ましい。硬度が１０度以上であれば圧縮永久歪が大きくなりすぎることがなく、また４０度以下であれば十分なニップ幅を得ることができる。
［導電剤］
本発明では、内層の導電性発泡ゴム層に、カーボンブラック等の電子導電剤やＬｉＣＩＯ4等のイオン導電剤を必要により配合することが可能である。
【００１６】
導電剤として、公知の導電性物質を用いることが可能である。例えば、電子導電剤として、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、ＬｉＣｌＯ4、ＮａＳＣＮなどが挙げられる。導電剤はゴム原料に単独で若しくは複数併用で添加し分散させる。なお、その種類、使用量は、必要な導電性から適宜に決定する。また、発泡ゴム層の導電性を得るために、ゴム原料の主鎖あるいは側鎖に極性を有する官能基を導入することによっても可能である。
【００１７】
なお、電子導電剤としては、少量の使用で十分な導電性を得ることができることから導電性カーボンブラックを使用することが好ましく、その使用量は通常上記ゴム原料１００質量部に対して５質量部以上９５質量部以上が適当である。
【００１８】
また本発明では、外層の導電性ゴム層に上記イオン導電剤を用いることが可能である。
本発明では、内層および外層の導電性ゴム層に炭酸カルシウム等の充填剤、老化防止剤を必要により配合することが可能である。
［導電性軸芯体］
導電性軸芯体は導電性を有し、導電性ゴムロールの表面が当接される部材に対して、軸芯体上に形成される外層の表面を密着支持する機能を有しているものであればいずれでもよい。材質としては、例えば、鉄、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等の金属やその合金を挙げることができる。また、これらの表面に耐傷性付与を目的として、導電性を損なわない範囲で、メッキ処理等を施してもよい。更に、導電性軸芯体として、樹脂製の基材の表面を金属等で被覆して表面導電性としたものや、導電性樹脂組成物から製造されたものも使用可能である。
［導電性ゴムローラの製法］
本発明の導電性ゴムローラは、以下のようにして製造できる。二層構造の導電性ゴムチューブの製造に用いる加硫発泡装置の概要を図３に示す。
【００１９】
上記した内層用と外層用の原料組成物をそれぞれ、バンバリーミキサー、ニーダー等の密閉式混練機で混練した後、オープンロール、リボン成形分出し機によりリボン状に成形する。これらを二層同時押出機１１に投入して、二層同時に円筒状に押し出し、未加硫のチューブを製造する。
【００２０】
［発泡剤］
本発明では、内層の発泡ゴム層形成のために発泡剤が使用される。その発泡剤としては、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）系、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）系等の有機発泡剤が使用可能であるが、ＯＢＳＨを用いることが好ましい。発泡剤は、発泡ゴム層が必要とする弾性度を達成するために適宜の量とするが、ゴム原料１００質量部に対して１質量部以上２０質量部以下が適当である。
［発泡助剤］
発泡剤の分解温度は、尿素、酸化亜鉛等を発泡助剤として加えて低下させることもできる。この発泡助剤としては、尿素系化合物；酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物などが挙げられ、発泡剤に対応して選択して使用する。
［加硫剤］
加硫剤としては、硫黄、金属酸化物等が使用可能であり、特に硫黄が好ましい。なお、加硫剤は、導電性ゴム層が必要とする弾性度及び強度を達成するために適宜の量とするが、ゴム原料１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下が適当である。
［加硫促進剤］
本発明では、加硫剤とともに加硫促進剤を使用することが好ましい。かかる加硫促進剤としては各種知られているが、チアゾール系加硫促進剤やチウラム系加硫促進剤を使用することができる。そして、チアゾール系加硫促進剤とチウラム系加硫促進剤を併用するとＣセット性に効果があることが一般的に知られているので、併用することが好ましい。
【００２１】
チアゾール系加硫促進剤としては、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、チウラム系加硫促進剤との併用に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、チウラム系加硫促進剤としては、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が挙げられる。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を使用することが好ましい。なお、その他のチアゾール系加硫促進剤及びチウラム系加硫促進剤においても使用条件を整えることで使用可能である。
〔押出機〕
二層同時押出機は、外層用のスクリュー径７０ｍｍの押出機（不図示）と内層用のスクリュー径６０ｍｍの押出機１１をクロスヘッドで接続したものである。押出機のスクリュー径に特に制限はなく、所望の吐出量が得られるように適宜選択して用いればよい。内層、外層の肉厚は、押出機の回転数を調節して所望の肉厚になるように調整される。押出機の口金は、チューブの内径・外径を考慮して適宜調整される。
【００２２】
〔加硫装置〕
押出機により製造されたチューブはマイクロ波の加熱による加硫装置（マイクロ波加硫装置、ＵＨＦ）１２に連続的に導入される。このＵＨＦ１２で未加硫のチューブは加熱され、加硫と発泡が行われる。マイクロ波による連続加硫を用いることによって、加硫チューブの内外径が一定であり、かつ加硫毎のばらつきも小さくすることができるため、内層および外層の厚さを一定に保つことができる。このＵＨＦ１２の加熱区間（マイクロ波の有効照射区間）は２ｍ以下であることが好ましい。加熱区間が２ｍを超えても加硫発泡には問題ないが、装置が大きくなるだけであり、広大な設置場所が必要になることや経済性が悪くなることから好ましくない。ＵＨＦ１２の出力は１．０ｋＷ以上２．０ｋＷ以下が適当である。ＵＨＦ１２の出力が１．０ｋＷ以上であれば未加硫未発泡であるチューブを十分に加硫・発泡することができ、また、２．０ｋＷ以下であれば加熱が早すぎることがなく、加硫や発泡のコントロールが容易に制御でき、チューブの円筒状を保つことができる。
【００２３】
ＵＨＦ１２で加硫発泡されたチューブは、ＵＨＦ１２に続く熱風加硫装置（ＨＡＶ）１３に搬送され、加硫が完結されて、発泡ゴムチューブが得られる。なお、ＨＡＶ１３に送られる熱風の温度は、原料組成物の組成、発泡倍率、加硫度等により異なるが、通常１００℃以上２５０℃以下とするのが適当である。また、送風量についても、原料組成物の組成、発泡倍率、加硫度等により適宜に設定する。なお、発泡ゴムチューブの内層と外層を合わせた厚みは、導電性ゴムローラの使用目的により変わるが、通常２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、特に好ましくは３ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。
【００２４】
尚、押出機からの未加硫チューブをＵＨＦ１２内やＨＡＶ１３内を搬送する際には、フッ素樹脂を被覆したベルトやコロを使用することが好ましい。これによって、加硫が完了していないチューブがベルトやコロに付着してチューブ表面が剥落することを防止し、チューブの歪みを防止することができる。
【００２５】
このようにして得られた発泡ゴムチューブは、引き取り機１４により引き取られ、定尺切断機１５に送られ、所定長さに切断される。更に、切断等で生じた歪みは必要に応じて取り除かれる。所定長さに切断された発泡ゴムチューブは、その内側に軸芯体が圧入され、ローラ状の成形体とされる。軸芯体の表面には、圧入前に必要に応じて接着剤が塗布される。
【００２６】
ローラ状の成形体は、その発泡ゴムチューブの表面が砥石で研磨されて、使用目的に応じたクラウン形状またはテーパー形状とされる。研磨機の研磨砥石の幅は発泡ゴムチューブの全長よりも幅広であることが好ましく、研磨砥石の回転速度は例えば２０００ｒｐｍ程度である。
【００２７】
導電性ゴム層の体積固有抵抗値、導電性ゴムローラの軸方向の電気抵抗値ムラ、硬度、及び画像は後述の方法により評価される。
〔電子写真装置〕
本発明の導電性ゴムローラは電子写真装置の転写部で用いる転写ローラとして使用することができる。
【実施例】
【００２８】
以下に実施例及び比較例を用いて、本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。評価条件は以下の通りである。
〔１．体積固有抵抗値〕
発泡剤を添加していない内層用ゴム組成物と外層用ゴム組成物を、それぞれ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍの金型を使用し、１６０℃で２０分間加硫してシートを製造する。この厚さ２ｍｍの加硫シートを用いて、東亜電波工業（株）極超絶縁計ＳＭ−８２２０により、２３℃／５５％ＲＨ（Ｎ／Ｎ）の環境下で１００Ｖの電圧を印加して内層の体積固有抵抗値Ｒｉと外層の体積固有抵抗値Ｒｏを測定する。
〔２．軸方向抵抗値ムラ〕
導電性ゴムローラを、２３℃／５５％ＲＨの（Ｎ／Ｎ）環境下で４８時間置いた後、軸芯体の端部に各４．９Ｎの荷重が掛かるようにして、外径３０ｍｍ、長さ２２８ｍｍで軸方向（長さ方向）に均等に６分割されたステンレス製のドラムに圧着させる。次いで、ステンレス製ドラムを３０ｒｐｍで回転させ、それにつれて導電性ゴムローラも従動回転させる。その状態で、軸芯体とステンレスドラム間に５０Ｖの電圧を印加して６分割された領域それぞれの電気抵抗を測定する。６部分の抵抗値の中から最大値を最小値で除した値を軸方向抵抗値ムラとする。
【００２９】
〔３．硬度〕
導電性ゴムローラのゴム層表面の任意の場所を周方向に９０°毎に４箇所、軸方向で３箇所、アスカーＣ型の硬度計（４．９Ｎ荷重）でアスカーＣ硬さを測定する。
〔４．クラウン量またはテーパー量〕
導電性ゴムローラの導電性ゴム部分の中央部の外径と、導電性ゴム部分の両端から２ｍｍ内側の外径の平均値との差をクラウン量またはテーパー量とする。
〔５．画像評価〕
導電性ゴムローラをカラーレーザープリンター（カラーレーザージェット ＣＰ３５２５ｄｎ ヒューレット・パッカード社製）の一次転写ローラとしてセットし、Ｌ／Ｌ環境下（１５．０℃、１０％ＲＨ）でイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの何れか単色のベタ画像を印刷する。濃度ムラのレベルが、実用上問題ないものを○、○よりもレベルは劣るが実用上問題ないものを△、実用上使用不可能であるものを×と表示する。
【００３０】
〔６．原料〕
各実施例及び比較例で使用したゴム材料は以下の通りである。
・ＮＢＲ：アクリロニトリルブタジエンゴム「ニポールＤＮ４０１ＬＬ」（商品名、日本ゼオン株式会社製）
・ＧＥＣＯ：エピクロロヒドリンゴム「ＥＰＩＯＮ‐３０１」（商品名、ダイソー株式会社製）
・ＥＰＤＭ：エチレンプロピレンゴム「エスプレン５０５Ａ」（商品名、住友化学工業株式会社製）
・酸化亜鉛：酸化亜鉛２種（商品名、ハクスイテック株式会社製）
・ステアリン酸：ルナックＳ（商品名、花王株式会社製）
・ＨＡＦカーボンブラック：カーボンブラック「旭＃７０」（商品名、旭カーボン株式会社製）
・ＦＴカーボンブラック：カーボンブラック「旭＃１５」（商品名、旭カーボン株式会社製）
・Ｍ：２−メルカプトベンゾチアゾール「ノクセラーＭ−Ｐ」（商品名、チアゾール系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・ＤＭ：ジベンゾチアジルジスルフィド「ノクセラーＤＭ−Ｐ」（商品名、チアゾール系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・ＴＥＴ：テトラエチルチウラムジスルフィド「ノクセラーＴＥＴ−Ｇ」（商品名、チウラムジスルフィド系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・ＢＺ：ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛「ノクセラーＢＺ−Ｐ」（商品名、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤、大内新興化学工業株式会社製）
・硫黄：硫黄「サルファックスＰＭＣ」（商品名、鶴見化学工業株式会社製）
・ＯＢＳＨ：ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド「ネオセルボンＮ＃１０００Ｓ」（商品名、永和化成工業株式会社製）
【００３１】
〔実施例１〜９及び比較例１〜７〕
図３の加硫発泡装置を用いて二層構造の導電性ゴムチューブを製造した。この装置は、押出機１１を除くＵＨＦ１２から定尺切断機１５までは、全長約１３ｍである。ＵＨＦ１２は全長約４ｍ、ＨＡＶ１３は全長約６ｍ、引き取り機１４と定尺切断機１５の長さは併せて約１ｍであり、それらは０．１〜１．０ｍの間隔で配置されている。また押出機からの未加硫チューブをＵＨＦやＨＡＶに搬送するためのベルトの表面はフッ素樹脂で被覆されている。
【００３２】
表１に示す組成の内層用の原料組成物と外層用の原料組成物をそれぞれ、バンバリーミキサーで混練した後、二層同時押出機（温度６０℃）に投入し、内径２．５ｍｍ、外径１２．５ｍｍ、内層厚み３ｍｍ、外層厚み２ｍｍの、内径、外径、内層厚み及び外層厚みが一様な未加硫のチューブを得た。尚、口金はニップル径１．８ｍｍ、ダイス径６．０ｍｍ、外層用押出し機はスクリュー径７０ｍｍ、設定温度は６０℃、吐出量は１０．３ｋｇ／ｈであった。また、内層用押出し機はスクリュー径６０ｍｍ、設定温度は６０℃、吐出量は８．１ｋｇ／ｈであった。
【００３３】
次いでこの未加硫のチューブをＵＨＦ（出力１．５ｋＷ）内に連続的に導入して加硫発泡処理した。この加硫発泡されたチューブをＨＡＶ（設定温度２００℃）に搬送して、加硫を完結させ発泡ゴムチューブを得た。この発泡ゴムチューブを、引き取り機により引き取り、定尺切断機によって長さ２４０ｍｍに切断した。
【００３４】
このようにして得られた発泡ゴムチューブの内側に直径６ｍｍの導電性軸芯体を挿入してローラ状の成形体（ゴム層の長さ２２８ｍｍ、外径１６ｍｍ）を得た。この成形体を研磨機（株式会社シギヤ精機製作所製、ＧＲＮ−２０）を用いて外層部を研磨して、中央部の外径が１４ｍｍ、中央部の外径が一定のストレート部分の幅が７０ｍｍのテーパー形状の導電性ゴムローラを得た。
各導電性ゴムローラを評価し、表１及び表２の結果を得た。
【００３５】
実施例１〜３は、内層にイオン導電性の原料ゴム組成物を用い、外層にエピクロルヒドリンを用いたイオン導電性ゴム組成物を用いた場合の例である。Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下の範囲内にあるため、軸方向抵抗値ムラは良好な値を示し、画像評価においても濃度ムラのない良好な結果が得られた。
【００３６】
実施例４は、内層にカーボンブラック（導電材）を用いた電子導電性のゴム組成物を使用した場合の例である。外層にエピクロルヒドリンを用いたイオン導電性ゴム組成物を用いており、Ｒｏ／Ｒｉの値が２１．４と本発明の範囲内であるため、軸方向抵抗値ムラは１．２８と良好な値を示し、良好な画像が得られた。
【００３７】
実施例５は、外層に発泡ゴムを用いた場合の例である。外層にエピクロルヒドリンゴムを含んでおり、Ｒｏ／Ｒｉの値が１であるため軸方向抵抗値ムラは１．１６と良好な値を示し、良好な画像が得られた。
【００３８】
実施例６〜９はそれぞれクラウン量或いはテーパー量を変化させた場合の例であるが、本発明の範囲内であるため良好な結果が得られた。
【００３９】
比較例１〜２はＲｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下の範囲にないため、軸方向抵抗値ムラがそれぞれ１．５８、１．５２と大きすぎる値を示し、画像評価においても濃度ムラが実用上使用不可能なレベルであった。
【００４０】
比較例３は外層用の原料ゴム組成物としてカーボンブラックを用いた電子導電性のゴム組成物を使用した場合の例である。外層にエピクロルヒドリンを含んでいないため、軸方向抵抗値ムラが１．８４と大きすぎる値を示し、画像評価結果も実用上使用不可能なレベルであった。
【００４１】
比較例４〜７はそれぞれクラウン量或いはテーパー量を変化させた場合の例であるが、それぞれクラウン量、テーパー量が小さすぎたり、大きすぎたりしたため、均一なニップ幅を確保することができず、画像ムラが発生してしまった。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【符号の説明】
【００４４】
６１ 導電性軸芯体
６２ 内層（発泡ゴム層）
６３ 外層
１１ 内層用押出機
１２ マイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）
１３ 熱風加硫装置（ＨＡＶ）
１４ 引き取り機
１５ 定尺切断機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラにおいて、該導電性ゴム層は内層と外層からなるクラウン形状またはテーパー形状を有する二層構造であり、該内層は発泡ゴムからなり、該外層は少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなるものであって、２３℃／５５％ＲＨ環境における該内層の体積固有抵抗値をＲｉ、該外層の体積固有抵抗値をＲｏとした場合に、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項２】
前記クラウン形状またはテーパー形状のクラウン量またはテーパー量（前記導電性ゴムローラの中央部の外径と端部の外径の差）が２０μｍ以上５００μｍ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。
【請求項３】
前記エピクロロヒドリン系ゴムが、エピクロロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの三元共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項４】
前記導電性ゴム層が、マイクロ波による連続加硫工程によって得られたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
【請求項１】
導電性軸芯体上に導電性ゴム層が設けられた導電性ゴムローラにおいて、該導電性ゴム層は内層と外層からなるクラウン形状またはテーパー形状を有する二層構造であり、該内層は発泡ゴムからなり、該外層は少なくともエピクロロヒドリン系ゴムを含むゴム成分からなるものであって、２３℃／５５％ＲＨ環境における該内層の体積固有抵抗値をＲｉ、該外層の体積固有抵抗値をＲｏとした場合に、Ｒｏ／Ｒｉの値が０．０１以上１００以下であることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項２】
前記クラウン形状またはテーパー形状のクラウン量またはテーパー量（前記導電性ゴムローラの中央部の外径と端部の外径の差）が２０μｍ以上５００μｍ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。
【請求項３】
前記エピクロロヒドリン系ゴムが、エピクロロヒドリン／エチレンオキサイド／アリルグリシジルエーテルの三元共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項４】
前記導電性ゴム層が、マイクロ波による連続加硫工程によって得られたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１６４１７８（Ｐ２０１１−１６４１７８Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９７３（Ｐ２０１０−２３９７３）
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【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２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月５日（２０１０．２．５）
【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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