JP2002287456A

JP2002287456A - 導電性ゴムローラ

Info

Publication number: JP2002287456A
Application number: JP2001378845A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hashimoto; 正幸橋本; Masayuki Takahashi; 昌之高橋; Mitsuru Okuda; 満奥田
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: JP3656904B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気抵抗の環境依存性が低く、電気抵抗のば
らつきが小さい導電性ゴムローラを提供することにあ
る。【解決手段】導電性支持体上にゴム層を有する導電性
ゴムローラにおいて、該ゴム層が、エチレンオキサイド
を４０モル％以上含有するエピクロルヒドリンゴム
（Ａ）と、アクリロニトリル含有量が２０質量％以下で
あるアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｂ）を含有し、
該（Ａ）の（Ａ）と（Ｂ）の合計に対する割合が、質量
比で５以上２５未満であることを特徴とする導電性ゴム
ローラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
電子写真プリンター及び静電記録装置等の画像形成装置
に用いられ、電子写真感光体に接触して配置される導電
性ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、電子写真プリンター及
び静電記録装置等の画像形成装置は、均一に帯電された
電子写真感光体を露光して得られた静電潜像に現像剤で
あるトナーを付着させ、そのトナーを紙等の転写媒体に
転写することにより画像を形成している。また、電子写
真感光体の帯電方式には、コロナ放電による非接触の帯
電方式や半導電性のローラを使用する接触の帯電方式が
ある。転写方式も同様に、非接触のコロナ転写方式と接
触のローラ転写方式がある。

【０００３】上記導電性ローラには、体積抵抗率が１×
１０⁵〜１×１０¹¹Ω・ｃｍの電気抵抗を有する導電性
ゴム材料が用いられる。前記導電性ゴム材料は、目的と
する導電性を実現するために、カーボンブラック等の導
電性フィラーを配合している。しかし、このようにして
得られた導電性ゴム材料は、電気抵抗が印加電圧の変化
に影響を受けるため、帯電部材として使用する際には印
加電圧制御装置を必要とする。また、ゴム材料中の導電
性フィラーの分散状況によって抵抗値にばらつきを生
じ、安定した抵抗のゴム材料を得るのは困難であった。

【０００４】かかる問題を解決する手段として、帯電部
材として使用するゴム成分に、電気抵抗が低いポリマー
である導電性ゴムを使用し、所定の電気抵抗を得る方法
が知られている。このような導電性ゴムの導電性は、カ
ーボンブラック等の導電性フィラーに頼らないため、材
料ロットによる抵抗値のばらつきや印加電圧による依存
性が小さく、極めて扱い易い材料である。しかし、低温
低湿時と高温高湿時の抵抗の違い、いわゆる環境依存性
が高いという欠点がある。

【０００５】抵抗ばらつきが比較的小さい等の長所か
ら、アクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロルヒド
リンゴム等の導電性ゴムは、導電性ローラの材料として
用いられている。その中でもアクリロニトリルブタジエ
ンゴムは、１×１０⁹〜１０¹⁰Ω・ｃｍの抵抗であり、
価格も安いことから、導電性ローラ、特に転写ローラの
材料として広く用いられている。

【０００６】しかし、機器の小型化やコストダウン等の
理由で、転写ローラに電荷を印加するための電源も小型
化し、大きな電圧が印加できないタイプとなっている。
それに従い、ゴム材料にも、今までより一桁ほど体積抵
抗率の低い１×１０⁸Ω・ｃｍ〜１×１０⁹Ω・ｃｍを超
えない程度のもの、また環境依存性の低いものが求めら
れている。

【０００７】アクリロニトリルブタジエンゴムは、アク
リロニトリル含量が１５質量％〜５０質量％の間で使用
されているのが一般的であるが、アクリロニトリル含量
が前記割合であった場合、抵抗は大きく変動せず、抵抗
の調整幅が狭い。

【０００８】抵抗を調整する方法として、カーボンブラ
ックの添加がある。しかし、カーボンブラックの添加
は、抵抗のばらつきが生じ易く好ましくない。

【０００９】また、同じ導電性ゴムであるエピクロルヒ
ドリンゴムとのブレンドによる方法も提案されている。
エピクロルヒドリンゴムは、エピクロルヒドリンの単独
重合体若しくはエピクロルヒドリンとエチレンオキサイ
ドの共重合体等がある。エチレンオキサイドを共重合さ
せたものは、その組成中のエチレンオキサイド含有量が
高いほど抵抗が低い。前述のエピクロルヒドリンゴムと
のブレンドによる提案は、エピクロルヒドリンゴムのブ
レンド割合が全質量１００に対して２５以上と高いこと
から環境依存性が大きくなったり（特開平８−２９２６
４０号公報）、エチレンオキサイド含有量が４０モル％
以下と低いもの、つまり抵抗の高いものを使っているこ
とから、エピクロルヒドリンゴムのブレンド割合が低い
場合に抵抗調整幅が狭かったりして（特開平１１−６５
２６９号公報）、何れも一桁程度低抵抗側に調整すると
いった意味では好ましくない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題を解決することができる、電気抵抗の環境依存性が
低く、電気抵抗のばらつきが小さい導電性ゴムローラを
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
支持体上にゴム層を有する導電性ゴムローラにおいて、
該ゴム層が、エチレンオキサイドを４０モル％以上含有
するエピクロルヒドリンゴム（Ａ）と、アクリロニトリ
ル含有量が２０質量％以下であるアクリロニトリルブタ
ジエンゴム（Ｂ）を含有し、該（Ａ）の（Ａ）と（Ｂ）
の合計に対する割合が、質量比で５以上２５未満である
ことを特徴とする導電性ゴムローラが提供される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者は、エピクロルヒドリン
ゴムの抵抗が、エピクロルヒドリンゴム中のエチレンオ
キサイド含有量によって変化し、その抵抗はエチレンオ
キサイド含量が高くなれば抵抗が低くなることに注目し
た。環境依存性の小さいアクリロニトリルブタジエンゴ
ムに、エピクロルヒドリンゴムの中でもエチレンオキサ
イド含量の高い、すなわち、抵抗の低いものを少量ブレ
ンドすることにより、アクリロニトリルブタジエンゴム
の持つ環境依存性を保ったまま低抵抗化できるのではな
いかと考え、本発明に至った。

【００１３】以下に、本発明の導電ゴムローラについて
詳細に説明する。

【００１４】使用する支持体としては、導電性を有して
いて回転などローラに与えられる負荷に耐え得るもので
あれば使用可能であるが、一般的には鉄やステンレス等
の金属類又はこれらにメッキを施したものが用いられ
る。

【００１５】本発明において用いられるゴム成分は、ア
クリロニトリルブタジエンゴムとエピクロルヒドリンゴ
ムである。アクリロニトリルブタジエンゴムとエピクロ
ルヒドリンゴムは相溶性が高く、ブレンドした場合均一
に分散する。その結果、抵抗ばらつきの小さいゴム材料
となる。

【００１６】アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｂ）
は、アクリロニトリル含量が２０質量％以下のものであ
り、１８質量％以下のものが好ましく、下限は１０質量
％以上であることが好ましい。アクリロニトリル含量が
２０質量％よりも多い場合、環境依存性が高くなってし
まう。また、１０質量％に満たない場合は、アクリロニ
トリルブタジエンゴムの抵抗が高くなり易い。

【００１７】エピクロルヒドリンゴム（Ａ）は、エチレ
ンオキサイド含量が４０モル％以上のものであり、４８
モル％以上のものが好ましく、上限は６５モル％以下で
あることが好ましい。このエチレンオキサイド含量は、
ポリマー組成中のエチレンオキサイド含量が４０モル％
以上のものの他、エチレンオキサイド含量の違う複数の
エピクロルヒドリンゴムをブレンドすることによって調
整されたものでもよい。エピクロルヒドリンゴムの電気
抵抗は、エチレンオキサイド含量が大きくなるに従って
低抵抗になる。エチレンオキサイド含量が４０モル％未
満のものを使用した場合、所定の抵抗を得るためのアク
リロニトリルブタジエンゴムにブレンドするエピクロル
ヒドリンゴムが多くなってしまい、環境依存性を高くし
てしまう。また、６５モル％を超える場合には、エチレ
ンオキサイドが結晶化し易く、抵抗及び環境依存性がと
もに高くなり易い。

【００１８】（Ａ）の（Ａ）と（Ｂ）の合計に対する割
合、即ち、（Ａ）を（Ａ）と（Ｂ）の合計で除し、１０
０をかけた値［（Ａ）÷｛（Ａ）＋（Ｂ）｝×１００］
は質量比で５以上２５未満であり、好ましくは１０以上
２０以下である。この割合よりエピクロルヒドリンゴム
が少ないと、電気抵抗を下げる効果が低く、多い場合は
環境依存性が高くなってしまう。

【００１９】本発明における導電性ゴム材料は、上記例
示のゴムに添加剤を加え混練り分散し、１６０〜１８０
℃で１０〜５０分間加熱・架橋することによって得られ
る。上記添加剤として、加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、
可塑剤、補強剤、充填剤及び発泡剤等の従来公知のもの
が使用可能である。

【００２０】本発明の導電性ゴムローラは、上記導電性
ゴム材料を円筒状に押出し、蒸気加硫した後、導電性支
持体を圧入し、研摩して所定の外径に製造されるのが一
般的であるが、支持体との同時押出しやプレス加硫等の
従来公知の様々な方法が適用可能である。また、本発明
の導電性ローラには、ゴム層の外周に樹脂等の層を設け
ることもできる。

【００２１】本発明の導電性ゴムローラに用いられるゴ
ム材料の抵抗は、２３℃／５５％ＲＨ（Ｎ／Ｎ）の環境
下、体積抵抗率で１×１０⁹Ω・ｃｍ以下、特には１×
１０⁸Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。また、本発
明の導電性ゴムローラの抵抗は、２３℃／５５％ＲＨ
（Ｎ／Ｎ）の環境下、抵抗値で２×１０⁸Ω以下、特に
は１×１０⁷Ω以上であることが好ましい。

【００２２】

【実施例】以下、より具体的な構成を示し、本発明を更
に詳細に説明するが、本発明は、例示する範囲にとどま
らない。

【００２３】＜ゴム材料の作製＞（実施例１〜１２及び比較例１〜７）表１及び表２に示
す各成分を配合して混練し、ゴム材料として用いた。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】上記実施例及び比較例において、アクリロ
ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）の（注１）には日本
ゼオン株式会社製のＤＮ４０１を、（注２）には同社Ｄ
Ｎ４０７を、（注３）にはＪＳＲ株式会社製のＮ２６０
Ｓを、ヒドリンゴム（注４）には日本ゼオン株式会社製
のゼクロン３１０６を、ヒドリンゴム（注６）には同社
ゼクロン３１０５を、ヒドリンゴム（注５）にはダイソ
ー株式会社製ＣＧ−１０５を使用した。

【００２７】また、酸化亜鉛にはハクスイテック株式会
社製の酸化亜鉛２種を、ステアリン酸には花王株式会社
製のルナックＳ２０を、ＦＴカーボンブラックには旭カ
ーボン株式会社製の旭＃１５を、重質炭酸カルシウムに
は丸尾カルシウム株式会社製のスーパーＳＳを、ジベン
ゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）には大内新興化学
株式会社製のノクセラーＤＭを、テトラエチルチウラム
ジスルフィド（ＴＥＴＤ）には大内新興化学株式会社製
のノクセラーＴＥＴを、硫黄には鶴見化学株式会社製の
サルファックスＰＭＣをそれぞれ使用した。

【００２８】＜ゴム材料の性能評価＞上記実施例と比較
例のゴム材料を用いてゴム加硫シートを作製し、抵抗の
評価を行った。

【００２９】まず、各実施例と比較例の配合で、ポリマ
ーと各薬品を混練し、１６０℃で３０分間加圧・加硫し
て、縦横１２０ｍｍ×厚さ２ｍｍのゴム加硫シートの試
験片を作製した。

【００３０】得られた試験片に直流５００Ｖの電圧を印
加して、それぞれ１０℃／１５％ＲＨ（Ｌ／Ｌ）、２３
℃／５５％ＲＨ（Ｎ／Ｎ）及び３５℃／９５％ＲＨ（Ｈ
／Ｈ）の環境下で体積抵抗率を測定した。測定したＬ／
Ｌの体積抵抗率をＨ／Ｈの体積抵抗率で除し、対数変換
し変動桁とした。本実施例及び比較例においては、体積
抵抗率の変動桁が１．０以下であるものを好ましいもの
とした。

【００３１】以上の評価の結果を表３及び表４に示す。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】＜ゴムローラの性能評価＞｛ゴムローラの作製｝上記実施例と比較例のゴム材料を
用いてゴムローラを作製し、抵抗の評価を行った。各実
施例と比較例の配合でポリマーと各薬品を混練した材料
について押出し機を用いてチューブ状に押出しを行い、
１６０℃で３０分間蒸気加硫を行ってゴム加硫物を得
た。得られたチューブ状の加硫物に直径６ｍｍの導電性
支持体を圧入してローラ状にした後、直径が１５ｍｍに
なるように研磨し、導電性ローラを作製した。

【００３５】｛抵抗測定｝作製した導電性ローラの導電
性支持体の両側に各５００ｇの荷重がかかるように、導
電性ローラを外径３０ｍｍのステンレス製ドラムに圧着
した状態で、導電性支持体とステンレス製ドラムとの間
に２０００Ｖの電圧を印加して１０℃／１５％ＲＨ（Ｌ
／Ｌ）、２３℃／５５％ＲＨ（Ｎ／Ｎ）及び３５℃／９
５％ＲＨ（Ｈ／Ｈ）の環境下で電流値を測定し、オーム
の法則により抵抗値を算出した。測定したＬ／Ｌの抵抗
値をＨ／Ｈの抵抗値で除し、対数変換し変動桁とした。
本実施例及び比較例においては、抵抗値の変動桁はゴム
材料の場合と同様、１．０以下であるものを好ましいも
のとした。

【００３６】｛画像評価｝得られた導電性ローラをレー
ザービームプリンター（レーザージェット４０５０、ヒ
ューレットパッカード社製）の転写ローラとして用い、
上記抵抗測定と同様のＬ／Ｌ及びＨ／Ｈの２環境下でハ
ーフトーン画像をプリントし、画質を目視によって評価
した。

【００３７】以上の評価の結果を表５及び表６に示す。
表中、Ａは、優れた画像であることを示し、Ｂは転写ム
ラや転写不足等の欠陥が生じた画像であることを示す。

【００３８】

【表５】

【００３９】

【表６】

【００４０】実施例１〜１２及び比較例１〜３より、エ
ピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリルブタジエンゴ
ムの割合は、本発明の範囲内が適していることがわか
る。比較例１、２のようにエピクロルヒドリンゴムが本
発明の範囲より少ないと全環境下で体積抵抗率が高くな
り、Ｌ／Ｌで転写ムラが生じてしまい、比較例３のよう
にエピクロルヒドリンゴムが本発明の範囲より多いと環
境依存性が高くなり、Ｈ／Ｈで転写不足が生じる。

【００４１】また、実施例１〜１２及び比較例４、５よ
り、アクリロニトリル含有量も本発明の範囲が適してい
ることがわかる。比較例４、５のようにアクリロニトリ
ル含量が２０質量％を超える２２質量％であると、環境
依存性が高くなり、エピクロルヒドリンゴムが少ないと
き（比較例４）は、Ｌ／Ｌで高抵抗になるため転写ムラ
が生じてしまい、エピクロルヒドリンゴムが多いとき
（比較例５）は、Ｈ／Ｈで低抵抗になるため転写不足が
生じてしまう。

【００４２】更に、実施例１〜１２及び比較例６、７よ
り、エピクロルヒドリンゴムのエチレンオキサイド含有
量も本発明の範囲が適していることがわかる。４０モル
％より少ない３８モル％であると、エピクロルヒドリン
ゴムの体積抵抗率が高いため、ブレンドによる低抵抗化
の効果は小さく、Ｌ／Ｌで高抵抗になるため転写ムラが
生じてしまう。

【００４３】

【発明の効果】上述したように、本発明によって、電気
抵抗の環境依存性が低く、電気抵抗のばらつきが小さ
い、特に転写ローラとして好適な導電性ゴムローラを提
供することが可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３ //(Ｃ０８Ｌ 9/02 Ｃ０８Ｌ 71:03 71:03） (72)発明者奥田満茨城県稲敷郡茎崎町茎崎1888−２キヤノン化成株式会社内Ｆターム(参考） 2H071 BA03 DA06 DA09 2H200 FA01 HA03 HB12 HB22 HB43 JA02 JA23 JA25 JA26 JB10 LC03 MA03 MA11 MA17 MA20 MB04 3J103 AA02 AA85 BA41 FA18 FA30 GA57 GA58 GA74 HA20 HA53 4J002 AC071 CH042 GQ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上にゴム層を有する導電性
ゴムローラにおいて、該ゴム層が、エチレンオキサイド
を４０モル％以上含有するエピクロルヒドリンゴム
（Ａ）と、アクリロニトリル含有量が２０質量％以下で
あるアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｂ）を含有し、
該（Ａ）の（Ａ）と（Ｂ）の合計に対する割合が、質量
比で５以上２５未満であることを特徴とする導電性ゴム
ローラ。
【請求項２】前記導電性ゴムローラが転写ローラであ
る請求項１に記載の導電性ゴムローラ。
【請求項３】前記エピクロルヒドリンゴムがエチレン
オキサイドを４８モル％以上含有する請求項１又は２に
記載の導電性ゴムローラ。
【請求項４】前記アクリロニトリルブタジエンゴムが
アクリロニトリルを１８質量％以下含有する請求項１〜
３のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
【請求項５】前記（Ａ）の（Ａ）と（Ｂ）の合計に対
する割合が、質量比で１０以上２０以下である請求項１
〜４のいずれかに記載の導電性ゴムローラ。
【請求項６】エピクロルヒドリンゴムが、エチレンオ
キサイドを４８モル％以上含有し、アクリロニトリルブ
タジエンゴムが、アクリロニトリルを１８質量％以下含
有し、（Ａ）の（Ａ）と（Ｂ）の合計に対する割合が、
質量比で１０以上２０以下である請求項１〜５のいずれ
かに記載の導電性ゴムローラ。
【請求項７】前記導電性ゴムローラが２×１０⁸Ω以
下の抵抗値を有する請求項１〜６のいずれかに記載の導
電性ゴムローラ。
【請求項８】導電性ゴムローラが１×１０⁷Ω以上の
抵抗値を有する請求項７に記載の導電性ゴムローラ。