JP2004020800A

JP2004020800A - Conductive rubber roller

Info

Publication number: JP2004020800A
Application number: JP2002174111A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hashimoto; 橋本　正幸; Ryuta Urano; 浦野　竜太; Hitomi Ishizuka; 石塚　ひとみ
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP3922546B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive rubber roller which obviates sticking and staining to a photoreceptor and is little in the fluctuation in electric resistance from a low temperature and low humidity to a high temperature and high humidity without a special surface treatment. <P>SOLUTION: The conductive rubber roller provided with a rubber layer on a conductive core material is characterized in that the rubber component of the rubber composition of the rubber layer is the rubber composition containing at least nonpolar rubber (A), epichlorohydrin rubber (B), and acrylonitrile butadiene rubber (C) and satisfying the conditions of ≥10 to ≤30 wt.% in the ratio of (A) to the entire rubber component and ≥5 to <25 wt.% in the ratio of (B) to (B)+(C). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【本発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機や静電記録装置等に用いられる転写ローラ等に用いられる導電性ゴムローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記電子写真複写機や静電記録装置等は、均一に帯電された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、感光体の帯電は、コロナ放電による非接触の帯電方式や導電性のローラを使用する接触型の帯電方式がある。転写方式も同様に、非接触のコロナ転写方式とローラ方式がある。近年、放電によるオゾン発生等の問題により、帯電や転写は導電性ローラ方式が主流となっている。
【０００３】
上記導電性ローラには、体積抵抗率が１×１０^５〜１×１０^１０Ω・ｃｍの電気抵抗を有する導電性ゴム材料が用いられるのが一般的である。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添加し、目的とする抵抗に調整している。しかし、このようにして得られた導電性ゴム材料は、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り、導電性フィラーの分散工程である混練りを長くする等、製造において特別な対策が必要となってくる。
【０００４】
また、前記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、体積抵抗率が低いポリマーを使用し、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は、抵抗制御を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。前記導電性ポリマーには、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及びウレタンゴム等があるが、その中でもアクリロニトリルブタジエンゴムは加工性も良好で、比較的安価で扱い易いため、上記導電性ローラ用の材料として用いられる。
【０００５】
しかし、前述の導電性ポリマーには低温低湿や高温高湿等の環境による抵抗変化があり、ポリマーによっては環境による抵抗変化が１．５桁以上にもなるものがある。環境による変化が大きい材料では、環境による抵抗変化によってローラに印加する電圧を制御したり、抵抗変化に耐え得る大容量の電源を搭載したりしなければならず、低コスト化や装置の小型化に影響が出てしまう。
【０００６】
更に、前述したような導電性ポリマーは粘着性があり、前記導電性ローラに用いた場合、感光体へ接触して用いられるものは、感光体への貼り付きが問題となる。導電性ローラの感光体への貼り付きは、電子写真複写機等の記録装置を一定時間休止後に再稼動させる場合、感光体の回転の妨げとなる。特許第２９６４８２１号公報や特開平８−３２８３５１号公報には、前記導電性フィラーの欠点を補う方法としてアクリロニトリルブタジエンゴムやエピクロロヒドリンゴムにイオン導電剤を用いた開示がなされている。しかし、これらの方法においては電気抵抗のばらつきを抑えることはできるが、貼り付きを防止することはできない。実際、特許第２９６４８２１号公報においては貼り付きの問題が起こらない多層構成の中間層の開示であり、特開平８−３２８３５１号公報においては導電層上に汚染防止のための層を設けることもできるとされており、貼り付きに関しては何ら検討されていない。
【０００７】
また、特開平８−２９２６４０号公報及び特開平１１−１４９２０１号公報には、感光体への貼り付きや汚染を防止するためにオゾン照射や紫外線照射を行うという開示がなされている。しかし、オゾン照射や紫外線照射等の表面処理を行うことは、貼り付き防止の効果はあるものの、工程が増える他、処理設備も高価となり製品のコストアップに繋がっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題に鑑みてなされたものであり、特別な表面処理を行うことなしに感光体への貼り付きや汚染がなく、且つ低温低湿から高温高湿における電気抵抗の変動が小さい導電性ゴムローラを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、導電性芯材上にゴム層が設けられている導電性ゴムローラにおいて、該ゴム層のゴム組成物のゴム成分が、少なくとも非極性ゴム（Ａ）、エピクロロヒドリンゴム（Ｂ）及びアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｃ）を含有しており、且つ、全ゴム成分に対する（Ａ）の割合が１０質量％以上３０質量％以下、（Ｂ）＋（Ｃ）に対する（Ｂ）の割合が５質量％以上２５質量％未満、の条件を満たすゴム組成物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。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の導電性ゴムローラについて詳細に説明する。本発明のゴムローラは、導電性芯部材の上にゴム層が設けられている導電性ゴムローラである。
芯部材としては加工のし易さやコスト面から鉄が好適に用いられるが、導電性を持っていれば特に材質は限定されるものではない。また、腐食防止等の目的でメッキが施されてあっても問題は無い。
【００１１】
本発明の導電性ゴムローラのゴム層に用いられるゴム組成物中のゴム成分は、非極性ゴム（Ａ）、エピクロロヒドリンゴム（Ｂ）及びアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｃ）から成っている。構成は、非極性ゴム（Ａ）が全ゴム成分に対して１０質量％以上３０質量％以下であり、且つ、エピクロロヒドリンゴム（Ｂ）とアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｃ）の合計に対するエピクロロヒドリンゴム（Ｂ）の割合が、５質量％以上２５質量％未満である。
【００１２】
上記ゴム成分中の非極性ゴム（Ａ）は、感光体への貼り付きや汚染防止を目的に添加される。非極性ゴムは感光体へ接触した場合、馴染みが悪いため、貼り付きや汚染を起こすことが無い。逆に極性ゴムだけを使用した場合は前述した通り、感光体へ接触した場合、貼り付きや汚染を起こしてしまう。ゴムの種類としては、非極性であれば特に限定されるものではなく、例えば、エチレンプロピレンゴムやブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴム等が挙げられるが、耐オゾン性や耐熱性等が優れているエチレンプロピレンゴムが好適である。
【００１３】
上記非極性ゴム（Ａ）の添加量としては、全ゴム成分に対して１０質量％以上３０質量％以下であり、より好ましくは１５〜２５質量％である。１０質量％より少ない場合、感光体への貼り付きの効果がなくなり、汚染も生じてしまう。また、３０質量％より大きい場合、貼り付きや汚染は生じないものの、抵抗の高い非極性ゴムの割合が増えてしまうことにより抵抗が上昇し、適正なローラ抵抗が確保できなくなってしまう。ローラ抵抗としては、最も抵抗の高くなる低温低湿環境でも１×１０^１０Ω未満が好ましく、これ以上の抵抗になると、例えば転写ローラでは端部のトナー飛び散り等の転写むらを生じてしまい、ローラとしての機能不足となってしまう。
【００１４】
上記ゴム成分中のエピクロロヒドリンゴム（Ｂ）は、アクリロニトリルブタジエンゴム（Ｃ）と共に抵抗調整を目的として添加される。エピクロロヒドリンゴムとしては特に限定されるものではないが、エチレンオキサイドを共重合したゴムが好ましい。エチレンオキサイドを共重合したゴムは低抵抗であり、添加量を変化させることによる抵抗調整の幅が広がる。エチレンオキサイド含量としては３０モル％以上のゴムが抵抗も低くなり好ましく、更に３５モル％以上であればより好ましく使用できる。
【００１５】
上記ゴム成分中のアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｃ）は特に限定されることは無いが、アクリロニトリル含量が大きくなってくると低温低湿から高温高湿までの抵抗変化（環境変動）が大きくなってしまうため、アクリロニトリル含量が３５質量％以下のものが好ましく、更に２０質量％以下であればより好ましく使用できる。
【００１６】
上記エピクロロヒドリンゴム（Ｂ）とアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｃ）は、添加量を変化させることにより所望の抵抗に調整を行うものであるが、その割合としては、エピクロロヒドリンゴム（Ｂ）とアクリロニトリルブタジエンゴム（Ｃ）の合計に対するエピクロロヒドリンゴム（Ｂ）の割合が、５質量％以上２５質量％未満である。エピクロロヒドリンゴムの割合が５質量％未満であると抵抗が殆ど変化せず、また、エピクロロヒドリンゴムは環境変動が大きく、割合が２５質量％以上であった場合、その影響を受けてしまい、ローラの環境変動も大きくなってしまう。
【００１７】
また、加工性向上やコストダウン等の目的で、上記ローラ抵抗や環境変動を超えない範囲で他のポリマーを添加することも可能である。添加するポリマーとして特に限定されるものではないが、アクリルゴム、ウレタンゴム及び水素化アクリロニトリルゴム等が挙げられる。添加量としては、全ゴム成分に対して５〜１５質量％が好ましい。
【００１８】
上記ゴム組成物中には、イオン導電剤を添加することができる。イオン導電剤としては、第四級アンモニウム塩や第四級ホスホニウム塩等が挙げられるが、耐久による抵抗変化やコスト面を考えると第四級アンモニウム塩がより好ましい。
【００１９】
上記イオン導電剤の添加量は、ゴム成分１００質量部に対して０．２質量部〜５質量部が好ましい。０．２質量部未満であると抵抗を下げる効果が小さく、５質量部を超えるとイオン導電剤のブリードやブルームを生じることがあり、それにより感光体を汚染してしまう恐れがある。
【００２０】
また、上記ゴム組成物にはパラフィンオイルを添加することにより加工性の向上や硬度調整を行うことができる。通常、エピクロロヒドリンゴムやアクリロニトリルブタジエンゴムには、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）やジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等の可塑剤を用いるが、このような可塑剤は感光体の汚染要因となる。パラフィンオイルは感光体を汚染しないが、エピクロロヒドリンゴムやアクリロニトリルゴムに添加した場合、相溶性が悪くブリードを起こしてしまうため、使用することができない。しかし、本発明のゴム成分中にはパラフィンオイルと相溶性が良好なエピクロロヒドリンゴムが含まれており、添加オイルを保持するため、パラフィンオイルを添加してもブリードを生じることが少なく、加工性の向上や硬度調整が可能である。
【００２１】
上記パラフィンオイルの添加量としては、ゴム成分１００質量部に対して１質量部〜５０質量部が好ましい。添加量が１質量部未満の場合、添加の効果が小さい。また、５０質量部を超えた場合はエチレンプロピレンゴムがオイルを保持できる量を超えてしまい、ブリードを生じてしまうことがある。
【００２２】
上記ゴム組成物中のその他の構成要素としては、通常ゴム材料に用いられるものが使用可能であり、例えば、充填材、補強材、加硫剤及び加硫促進剤等が挙げられ、発泡ゴムの場合には発泡剤及び発泡助剤が添加される。充填材あるいは補強材としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カーボンブラック及びシリカ等が挙げられる。加硫剤としては、硫黄又は有機系硫黄化合物の他、従来公知の架橋剤が使用可能である。加硫促進剤としては、メルカプトベンゾチアゾール等のチアゾール類及びテトラメチルチウラムジスルフィド等が挙げられるほか、酸化亜鉛等の加硫促進助剤等が用いられる。
【００２３】
本発明の導電性ゴムローラのゴム層は、上記ゴム成分に各添加剤を混練り分散し、加熱して加硫させることで得られる。加硫の方法としては、蒸気缶加硫及びプレス加硫等の公知の方法が使用可能である。また、ゴム層は、円筒形状に押出し成形した後、蒸気加硫にて加硫後、導電性芯部材を圧入した後、研削して所望の形状に製造されるのが一般的であるが、型によるプレス成形や、導電性芯部材にゴムを被覆した後加硫する等、従来公知の方法で製造することが可能である。更に、こうして製造されたゴム層上に、樹脂層等を設けることにより、複数層のローラとすることも可能である。
【００２４】
【実施例】
以下、より具体的な構成を示し、本発明を説明するが、例示する範囲にとどまらない。
【００２５】
＜ゴム材料及び試験片の作製＞
ローラの作製
表１〜表３に示す通りの各実施例及び比較例について、オープンロールにて混練したゴム材料を円筒形に押出し、１６０℃で３０分間蒸気加硫して得られた成形体に芯材を圧入した後、ゴム部分を直径１４ｍｍに研削した。また、ゴム部分の長さについては２５０ｍｍになるように切断した。
【００２６】
上記実施例及び比較例において、エピクロロヒドリンゴム１及び２には日本ゼオン株式会社製のゼクロン３１０１（エチレンオキサイド含量３１モル％）及びゼクロン３１０５（同３８モル％）を、アクリロニトリルブタジエンゴム１及び２には日本ゼオン株式会社製のニポールＤＮ４０１Ｌ（アクリロニトリル含量１８質量％）及びニポールＤＮ４０７（同２２質量％）を使用した。酸化亜鉛にはハクスイテック株式会社製酸化亜鉛２種を、ステアリン酸には花王株式会社製のステアリン酸Ｓ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ＳＳＳを、イオン導電剤には花王株式会社製の第四級アンモニウム塩であるＫＳ−５５５を、ＭＢＴＳ、ＴＭＴＭは大内振興化学株式会社製のノクセラーＤＭ、ノクセラーＴＳを、硫黄には鶴見化学株式会社製のサルファックス２００Ｓを使用した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【表２】

【００２９】
【表３】

【００３０】
＜感光体への貼り付き＞
ローラをヒューレッドパッカード製レーザージェット４０５０用の感光ドラムに片側荷重５００ｇとなるように接触させ、４０℃／９５％ＲＨ環境下に２４０時間放置した後の感光体の汚染状態を目視で確認し、接触跡が認められないものを○とし、接触跡が認められたものを×とした。
【００３１】
＜ローラ抵抗の測定＞
ローラを毎分３０回転でＳＵＳドラムと接触させながら印加電圧２００Ｖでローラの最大抵抗と最小抵抗を測定し、最大抵抗と最大抵抗の平均をローラ抵抗とした。測定は３環境で行い、低温低湿は１５℃／１０％ＲＨ、常温常湿は２３℃／５０％ＲＨ、高温高湿は３５℃／８０％ＲＨとし、各環境に２４時間放置後、測定した。
【００３２】
＜環境変動桁＞
低温低湿で測定したローラ抵抗を高温高湿で測定したローラ抵抗で除し、対数変換して環境変動桁とした。
【００３３】
＜混練り加工性＞
ロールでの混練りの際、ロールへの粘着が激しい又は全く粘着しない等の理由により加工が困難なものを１、ロールへの適度な粘着があり加工し易いものを５とし、標準を３として５段階で混練り加工性を評価した。
【００３４】
尚、各実施例及び比較例についての評価結果を表４〜表６に示した。
【００３５】
【表４】

【００３６】
【表５】

【００３７】
【表６】

【００３８】
実施例１〜実施例９及び比較例１〜比較例６は、ＥＰＤＭ（非極性ゴム）、エチレンオキサイド量３８モル％のエピクロロヒドリンゴム、アクリロニトリル含量１８質量％のアクリロニトリルブタジエンゴムの添加量をそれぞれ変更したものである。これにより、非極性ゴムの全ポリマーに対する割合は、１０〜３０質量％が好ましいことがわかる。ＥＰＤＭ添加量の少ない比較例１〜３の場合、ローラ抵抗は低下するものの感光体に貼り付いてしまい好ましくないことがわかる。また、逆にＥＰＤＭ添加量の多い比較例４〜６の場合、貼り付きの問題はないが低温低湿のローラ抵抗が１×１０^１０Ωを超えてしまい、好ましくない。
【００３９】
比較例７は、エピクロロヒドリンゴムとアクリロニトリルブタジエンゴムに対するエピクロロヒドリンゴムの割合を２．５質量％になる様に調整したものである。また、比較例８は同じく割合が２７．５質量％になる様に調整したものである。実施例４〜６と比較することにより、エピクロロヒドリンゴムのエピクロロヒドリンゴムとアクリロニトリルブタジエンゴムの合計に対する割合は５〜２５質量％が好ましいことがわかる。割合が２．５質量％である比較例７は常温常湿において、ローラ抵抗が既に１×１０^１０Ωを超えており好ましくないことがわかる。また、割合が２７．５質量％である比較例８はローラ抵抗の環境依存性が１．５桁を超える悪化を生じ、好ましくないことがわかる。
【００４０】
実施例１０〜１２は、非極性ゴムをＥＰＤＭからブタジエンゴムに変更したものである。ＥＰＤＭの実施例４〜６と特性は殆ど変わらず、非極性ゴムが貼り付きに効果のあることがわかる。
【００４１】
実施例１３〜１５は、実施例４〜６に対しイオン導電剤を添加したものである。イオン導電剤を添加することにより、他の特性を損なうことなく低抵抗側への調整が可能になることがわかる。
【００４２】
実施例１６〜１８は、実施例４〜６に対しパラフィンオイルを添加したものである。パラフィンオイルを添加することにより、加工性が向上し、材料としてより好ましくなることがわかる。
【００４３】
実施例１９〜２１は、実施例４〜６のエピクロロヒドリンゴムをエチレンオキサイド含量３１モル％のものに置きかえたものである。これにより、ブレンドするエピクロロヒドリンゴムのエチレンオキサイド含量は３５モル％以上がより好ましいことがわかる。エチレンオキサイド含量の低いエピクロロヒドリンゴムの場合は、ブレンドによる抵抗低下幅が小さい。
【００４４】
実施例２２〜２４は、実施例４〜６のアクリロニトリルブタジエンゴムをアクリロニトリル含量２２質量％のものに置きかえたものである。これにより、ブレンドするアクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含量は２０質量％以下がより好ましいことがわかる。２０質量％より増えた場合は、環境変動桁が若干大きくなってしまう。
【００４５】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、感光体に貼り付くことがなく、低温低湿から高温高湿までの抵抗変化の小さい導電性ゴムローラを提供することが可能となり、そのローラは転写ローラ等ＯＡローラ用途として好適である。[0001]
[Technical field to which the present invention pertains]
The present invention relates to a conductive rubber roller used for a transfer roller or the like used in an electrophotographic copying machine or an electrostatic recording device.
[0002]
[Prior art]
The above-described electrophotographic copying machine, electrostatic recording apparatus, and the like attach a toner, which is a developer, to an electrostatic latent image obtained by exposing a uniformly charged photoconductor, and transfer the toner to a transfer medium such as paper. An image is formed by transfer. The charging of the photoreceptor includes a non-contact charging method using corona discharge and a contact-type charging method using a conductive roller. Similarly, the transfer method includes a non-contact corona transfer method and a roller method. In recent years, due to problems such as generation of ozone due to discharge, a conductive roller method has been mainly used for charging and transferring.
[0003]
In general, a conductive rubber material having an electric resistance of 1 × 10 ⁵ to 1 × 10 ¹⁰ Ω · cm is used for the conductive roller. The conductive rubber material is adjusted to a desired resistance by adding a conductive filler such as carbon black in order to achieve the desired conductivity. However, the conductive rubber material thus obtained varies in resistance value depending on the dispersion state of the conductive filler in the material, and it is difficult to obtain a rubber material having a stable resistance. Special measures are required in the production, such as lengthening the kneading as a dispersion step.
[0004]
As a means for solving the above-mentioned problem, there is known a method of obtaining a predetermined electric resistance by using a polymer having a low volume resistivity as a rubber component used as a charging member. Since such a conductive rubber does not rely on a conductive filler such as carbon black for resistance control, it is a material that is extremely easy to handle, with little variation in resistance value between material lots and little dependence on applied voltage. The conductive polymer, acrylonitrile butadiene rubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber and the like, among them, acrylonitrile butadiene rubber has good workability, relatively inexpensive and easy to handle, the material for the conductive roller Used as
[0005]
However, the above-mentioned conductive polymer has a resistance change due to an environment such as low temperature and low humidity and a high temperature and high humidity, and depending on the polymer, the resistance change due to the environment may be 1.5 digits or more. For materials that change significantly due to the environment, it is necessary to control the voltage applied to the roller by the resistance change due to the environment, or to install a large-capacity power supply that can withstand the resistance change, thereby reducing costs and miniaturizing the equipment. Will be affected.
[0006]
Further, the conductive polymer as described above has adhesiveness, and when used for the conductive roller, sticking to the photoreceptor poses a problem for those used in contact with the photoreceptor. The sticking of the conductive roller to the photoreceptor hinders the rotation of the photoreceptor when a recording device such as an electrophotographic copying machine is restarted after a certain period of inactivity. Japanese Patent No. 2964821 and JP-A-8-328351 disclose the use of an ionic conductive agent in acrylonitrile butadiene rubber or epichlorohydrin rubber as a method for compensating for the drawbacks of the conductive filler. However, these methods can suppress variations in electrical resistance but cannot prevent sticking. In fact, Japanese Patent No. 2964821 discloses an intermediate layer having a multilayer structure which does not cause a sticking problem, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-328351 discloses a method of providing a conductive layer with a layer for preventing contamination. No consideration has been given to sticking.
[0007]
Further, JP-A-8-292640 and JP-A-11-149201 disclose that ozone irradiation or ultraviolet irradiation is performed in order to prevent sticking to a photoreceptor or contamination. However, performing a surface treatment such as ozone irradiation or ultraviolet irradiation, although effective in preventing sticking, increases the number of steps and increases the cost of processing equipment, leading to an increase in product cost.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention has been made in view of the above problems, there is no sticking or contamination to the photoreceptor without performing a special surface treatment, and the fluctuation of electrical resistance from low temperature and low humidity to high temperature and high humidity. It is to provide a small conductive rubber roller.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a conductive rubber roller in which a rubber layer is provided on a conductive core material, a rubber component of the rubber composition of the rubber layer includes at least a nonpolar rubber (A), an epichlorohydrin rubber (B), and Acrylonitrile butadiene rubber (C) is contained, and the ratio of (A) to all rubber components is 10% by mass or more and 30% by mass or less, and the ratio of (B) to (B) + (C) is 5% by mass. A conductive rubber roller is provided which is a rubber composition satisfying the condition of at least 25% by mass.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the conductive rubber roller of the present invention will be described in detail. The rubber roller of the present invention is a conductive rubber roller in which a rubber layer is provided on a conductive core member.
Iron is preferably used as the core member in terms of ease of processing and cost, but the material is not particularly limited as long as it has conductivity. Further, there is no problem even if plating is performed for the purpose of corrosion prevention or the like.
[0011]
The rubber component in the rubber composition used for the rubber layer of the conductive rubber roller of the present invention comprises a non-polar rubber (A), epichlorohydrin rubber (B), and acrylonitrile butadiene rubber (C). The composition is such that the nonpolar rubber (A) accounts for 10% by mass or more and 30% by mass or less based on the total rubber component, and the epichlorohydrin rubber with respect to the total of the epichlorohydrin rubber (B) and the acrylonitrile-butadiene rubber (C). The proportion of (B) is 5% by mass or more and less than 25% by mass.
[0012]
The non-polar rubber (A) in the rubber component is added for the purpose of preventing sticking to the photoreceptor and prevention of contamination. When the non-polar rubber comes into contact with the photoreceptor, it does not adhere to the photoreceptor, so that it does not stick or contaminate. Conversely, when only the polar rubber is used, as described above, when it comes into contact with the photoreceptor, sticking or contamination occurs. The type of rubber is not particularly limited as long as it is non-polar, and includes, for example, ethylene propylene rubber, butadiene rubber, and styrene butadiene rubber. Rubber is preferred.
[0013]
The amount of the non-polar rubber (A) to be added is 10% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 15% to 25% by mass, based on all rubber components. If the amount is less than 10% by mass, the effect of sticking to the photoreceptor is lost and contamination occurs. If it is more than 30% by mass, although sticking and contamination do not occur, resistance increases due to an increase in the proportion of non-polar rubber having high resistance, and it becomes impossible to secure an appropriate roller resistance. The roller resistance is preferably less than 1 × 10 ¹⁰ Ω even in a low-temperature and low-humidity environment where the resistance is highest. If the resistance is higher than this, for example, transfer unevenness such as toner scattering at the end of the transfer roller occurs. Function becomes insufficient.
[0014]
The epichlorohydrin rubber (B) in the rubber component is added together with the acrylonitrile butadiene rubber (C) for the purpose of resistance adjustment. The epichlorohydrin rubber is not particularly limited, but a rubber obtained by copolymerizing ethylene oxide is preferable. The rubber obtained by copolymerizing ethylene oxide has low resistance, and the range of resistance adjustment by changing the addition amount is widened. Rubber having an ethylene oxide content of 30 mol% or more is preferred because the resistance is reduced, and more preferably 35 mol% or more can be used.
[0015]
The acrylonitrile-butadiene rubber (C) in the rubber component is not particularly limited, but as the acrylonitrile content increases, the resistance change (environmental fluctuation) from low temperature and low humidity to high temperature and high humidity increases. The acrylonitrile content is preferably 35% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less.
[0016]
The above-mentioned epichlorohydrin rubber (B) and acrylonitrile butadiene rubber (C) are used to adjust the desired resistance by changing the amount of addition, and the proportions thereof are epichlorohydrin rubber (B) and acrylonitrile. The ratio of epichlorohydrin rubber (B) to the total of butadiene rubber (C) is 5% by mass or more and less than 25% by mass. If the proportion of the epichlorohydrin rubber is less than 5% by mass, the resistance hardly changes, and if the epichlorohydrin rubber has a large environmental change, and if the proportion is 25% by mass or more, it is affected by the effect. In addition, the environmental fluctuation of the roller also increases.
[0017]
Further, for the purpose of improving workability and reducing costs, it is possible to add another polymer within a range not exceeding the above-mentioned roller resistance and environmental fluctuation. The polymer to be added is not particularly limited, and examples thereof include acrylic rubber, urethane rubber, and hydrogenated acrylonitrile rubber. The addition amount is preferably from 5 to 15% by mass based on all rubber components.
[0018]
An ionic conductive agent can be added to the rubber composition. Examples of the ionic conductive agent include a quaternary ammonium salt and a quaternary phosphonium salt. A quaternary ammonium salt is more preferable in consideration of resistance change due to durability and cost.
[0019]
The addition amount of the ionic conductive agent is preferably 0.2 parts by mass to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 0.2 part by mass, the effect of lowering the resistance is small, and if it exceeds 5 parts by mass, bleeding or bloom of the ion conductive agent may occur, which may contaminate the photosensitive member.
[0020]
Further, by adding paraffin oil to the rubber composition, the processability can be improved and the hardness can be adjusted. Usually, a plasticizer such as dioctyl phthalate (DOP) or dioctyl adipate (DOA) is used for epichlorohydrin rubber or acrylonitrile butadiene rubber, but such a plasticizer causes contamination of the photoreceptor. Paraffin oil does not contaminate the photoreceptor, but cannot be used when added to epichlorohydrin rubber or acrylonitrile rubber because of poor compatibility and bleeding. However, the rubber component of the present invention contains epichlorohydrin rubber having good compatibility with paraffin oil, and retains the added oil. It is possible to improve the properties and adjust the hardness.
[0021]
The amount of the paraffin oil to be added is preferably 1 part by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 1 part by mass, the effect of the addition is small. On the other hand, when the amount exceeds 50 parts by mass, the amount of the ethylene propylene rubber that can hold the oil is exceeded, and bleeding may occur.
[0022]
As the other components in the rubber composition, those usually used for rubber materials can be used, for example, fillers, reinforcing materials, vulcanizing agents and vulcanization accelerators, and the like. In some cases, a foaming agent and a foaming aid are added. Examples of the filler or reinforcing material include calcium carbonate, talc, clay, carbon black, and silica. As the vulcanizing agent, conventionally known crosslinking agents can be used in addition to sulfur or organic sulfur compounds. Examples of the vulcanization accelerator include thiazoles such as mercaptobenzothiazole and tetramethylthiuram disulfide, and vulcanization accelerators such as zinc oxide.
[0023]
The rubber layer of the conductive rubber roller of the present invention can be obtained by kneading and dispersing each additive in the rubber component and heating and vulcanizing the rubber component. Known vulcanization methods such as steam can vulcanization and press vulcanization can be used. The rubber layer is generally manufactured into a desired shape by extrusion molding into a cylindrical shape, after vulcanization by steam vulcanization, after press-fitting the conductive core member, and grinding. It can be manufactured by a conventionally known method such as press molding with a mold or vulcanization after coating a conductive core member with rubber. Further, by providing a resin layer or the like on the rubber layer thus manufactured, it is possible to form a roller having a plurality of layers.
[0024]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to a more specific configuration, but the present invention is not limited to the illustrated range.
[0025]
<Preparation of rubber material and test piece>
Roller Production For each Example and Comparative Example as shown in Tables 1 to 3, a rubber material kneaded with an open roll was extruded into a cylindrical shape, and then vulcanized at 160 ° C. for 30 minutes to obtain a molded product. After press-fitting the core material, the rubber portion was ground to a diameter of 14 mm. The rubber portion was cut so as to have a length of 250 mm.
[0026]
In the above Examples and Comparative Examples, epichlorohydrin rubbers 1 and 2 include Zeklon 3101 (ethylene oxide content 31 mol%) and Zeklon 3105 (38 mol%) manufactured by Zeon Corporation, and acrylonitrile butadiene rubbers 1 and 2. Used were Nipole DN401L (acrylonitrile content 18% by mass) and Nipol DN407 (22% by mass) manufactured by Zeon Corporation. Two types of zinc oxide manufactured by Hakusui Tech Co., Ltd. are used for zinc oxide, Stearic acid S manufactured by Kao Corporation for stearic acid, Super SSS manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd. for heavy calcium carbonate, and Kao for ionic conductive agent. KS-555, a quaternary ammonium salt manufactured by Co., Ltd., MBTS and TMTM used Noxeller DM and Noxeller TS manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., and sulfur used Sulfax 200S manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. .
[0027]
[Table 1]

[0028]
[Table 2]

[0029]
[Table 3]

[0030]
<Stuck to photoconductor>
The roller was brought into contact with a photosensitive drum for a laser jet 4050 made by Hewlett Packard so that the load on one side became 500 g, and after standing for 240 hours in a 40 ° C./95% RH environment, the state of contamination of the photosensitive member was visually checked. When no trace of contact was observed, it was evaluated as ○, and when it was observed, it was evaluated as ×.
[0031]
<Measurement of roller resistance>
The maximum resistance and the minimum resistance of the roller were measured at an applied voltage of 200 V while the roller was in contact with the SUS drum at 30 revolutions per minute, and the average of the maximum resistance and the maximum resistance was defined as the roller resistance. The measurement was performed in three environments. Low temperature and low humidity were 15 ° C./10% RH, normal temperature and normal humidity were 23 ° C./50% RH, and high temperature and high humidity were 35 ° C./80% RH. .
[0032]
<Environmental fluctuation digits>
The roller resistance measured at low temperature and low humidity was divided by the roller resistance measured at high temperature and high humidity, and the result was logarithmically converted to an environmental change digit.
[0033]
<Kneadability>
In the case of kneading with a roll, 1 is set for those that are difficult to process due to strong or no sticking to the roll, 5 is set for those that have moderate adhesion to the roll and easy to process, and 3 is the standard. The kneading processability was evaluated in five stages.
[0034]
In addition, the evaluation result about each Example and the comparative example was shown to Table 4-Table 6.
[0035]
[Table 4]

[0036]
[Table 5]

[0037]
[Table 6]

[0038]
In Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6, the amounts of EPDM (non-polar rubber), epichlorohydrin rubber having an ethylene oxide content of 38 mol%, and acrylonitrile butadiene rubber having an acrylonitrile content of 18 mass% were respectively determined. It has been changed. This indicates that the ratio of the nonpolar rubber to the total polymer is preferably 10 to 30% by mass. In the case of Comparative Examples 1 to 3 in which the amount of EPDM added was small, it was found that although the roller resistance was reduced, it was undesirably adhered to the photoconductor. Conversely, in the case of Comparative Examples 4 to 6 in which the amount of EPDM added is large, there is no sticking problem, but the low-temperature and low-humidity roller resistance exceeds 1 × 10 ¹⁰ Ω, which is not preferable.
[0039]
In Comparative Example 7, the ratio of epichlorohydrin rubber to epichlorohydrin rubber and acrylonitrile butadiene rubber was adjusted to 2.5% by mass. Comparative Example 8 was similarly adjusted so that the ratio became 27.5% by mass. Comparison with Examples 4 to 6 shows that the ratio of epichlorohydrin rubber to the total of epichlorohydrin rubber and acrylonitrile butadiene rubber is preferably 5 to 25% by mass. In Comparative Example 7 in which the ratio was 2.5% by mass, the roller resistance already exceeded 1 × 10 ¹⁰ Ω at normal temperature and normal humidity, which is not preferable. In Comparative Example 8 in which the ratio was 27.5% by mass, the environmental dependency of the roller resistance was deteriorated by more than 1.5 digits, which is not preferable.
[0040]
In Examples 10 to 12, the nonpolar rubber was changed from EPDM to butadiene rubber. The characteristics are almost the same as those of Examples 4 to 6 of EPDM, and it can be seen that the non-polar rubber is effective for sticking.
[0041]
In Examples 13 to 15, the ion conductive agent was added to Examples 4 to 6. It can be seen that the addition of the ionic conductive agent makes it possible to adjust the resistance to a lower resistance without impairing other characteristics.
[0042]
In Examples 16 to 18, paraffin oil was added to Examples 4 to 6. It can be seen that the addition of paraffin oil improves the workability and makes the material more preferable.
[0043]
In Examples 19 to 21, the epichlorohydrin rubbers of Examples 4 to 6 were replaced with those having an ethylene oxide content of 31 mol%. This shows that the ethylene oxide content of the epichlorohydrin rubber to be blended is more preferably 35 mol% or more. In the case of an epichlorohydrin rubber having a low ethylene oxide content, the reduction in resistance by blending is small.
[0044]
In Examples 22 to 24, the acrylonitrile butadiene rubbers of Examples 4 to 6 were replaced with those having an acrylonitrile content of 22% by mass. This indicates that the acrylonitrile content of the acrylonitrile-butadiene rubber to be blended is more preferably 20% by mass or less. If the content is more than 20% by mass, the value of the environmental fluctuation will be slightly increased.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a conductive rubber roller having a small resistance change from low-temperature and low-humidity to high-temperature and high-humidity without sticking to the photoreceptor. Suitable for roller applications.

Claims

In a conductive rubber roller in which a rubber layer is provided on a conductive core material, at least a non-polar rubber (A), an epichlorohydrin rubber (B), and an acrylonitrile butadiene rubber (A). C), and the ratio of (A) to all rubber components is 10% by mass to 30% by mass, and the ratio of (B) to (B) + (C) is 5% by mass to 25% by mass. A conductive rubber roller, which is a rubber composition satisfying the following conditions:

The conductive rubber roller according to claim 1, wherein the non-polar rubber (A) is an ethylene propylene rubber.

The conductive rubber roller according to claim 1, wherein the ethylene oxide content of the epichlorohydrin rubber (B) is 35 mol% or more.

The conductive rubber roller according to any one of claims 1 to 3, wherein the acrylonitrile-butadiene rubber (C) has an acrylonitrile content of 20% by mass or less.

The conductive rubber roller according to any one of claims 1 to 4, wherein the rubber composition contains an ionic conductive agent.

The conductive rubber roller according to any one of claims 1 to 5, wherein paraffin oil is contained in the rubber composition.

7. A conductive rubber roller used in an image forming apparatus for developing an electrostatic charge image on a photoreceptor with a developer, wherein the conductive rubber roller is a transfer roller disposed opposite to the photoreceptor. A conductive rubber roller according to any one of the above.