JP2005326755A - 導電性発泡ゴムローラ - Google Patents

Abstract

【課題】 電子写真装置等の画像形成装置に用いられる導電性発泡ゴムローラの発泡ゴムに用いる発泡剤において、ゴムへの分散が良く感光体の汚染がない発泡剤マスターバッチを使用した導電性発泡ゴムローラを提供することである。
【解決手段】 芯金上に発泡ゴムを同芯円状に形成した導電性発泡ゴムローラにおいて、該発泡ゴム用の発泡剤は、アクリロニトリルブタジエンゴムに液状アクリロニトリルブタジエンゴムを含有したものをベースポリマーとし、可塑剤を用いずにマスターバッチ化されたものであることを特徴とする導電性発泡ゴムローラ。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置において使用される導電性発泡ゴムローラに関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置の多くは、有害とされているオゾンの発生が非常に少ない接触転写方式を採用しており、中でも転写部での被記録材搬送性に優れたローラ転写方式が主流となっている。

ローラ転写方式は、弾性ゴムローラ層を有する転写ローラを像担持体である感光ドラムに圧接して転写ニップを形成し、前記転写ニップで被記録材を搬送しつつ、転写ローラに印加された転写バイアスの作用で感光ドラム上のトナー像を被記録材上へ転写するものである。

近年、様々な被記録材に印字する市場の要求が高まるに従い、より搬送性に優れた導電性ソリッドゴムを弾性層としたソリッド転写ローラを用いた画像形成装置も開発されている。

ソリッド転写ローラは、その弾性層が高い復元力を有するソリッド状ゴムであるため、従来の発泡タイプの転写ローラに比較して転写ニップ部での被記録材保持力が高く、給紙のバックテンションや、葉書や厚紙等が被記録材搬送路に擦れて生じる搬送抵抗等に対しても影響を受け難く、より安定した被記録材搬送が行えるというメリットがある。しかし、低硬度を追求する上では限度がある。

そこで、電気抵抗値と硬度を両立できる転写ローラとして、ステンレスや鉄等の芯金上にカーボン、イオン導電性フィラー等によりその抵抗を１×１０^６〜１×１０^１０［Ω］とした導電性発泡弾性体層を形成した硬度２０〜４０度（ＡＳＫＥＲ−Ｃ）の弾性発泡ローラが用いられている。

複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いる導電性発泡ゴムローラの該発泡ゴムに用いている発泡剤は、練り時の飛散の問題及びゴムへの分散の問題から粉状ではなくベースポリマーを用いてシート状や顆粒状にマスターバッチ化したものが用いられている（例えば特許文献１）。

発泡剤マスターバッチとしては、エチレン−プロピレンゴムやアクリロニトリルブタジエンゴムをベースポリマーとした発泡剤マスターバッチがあるが、該導電性発泡ゴムローラの該発泡ゴムの主成分がアクリロニトリルブタジエンゴム、又はエピクロルヒドリンゴム、若しくは両者の混合物である場合、分散の問題からアクリロニトリルブタジエンゴムをベースポリマーとした発泡剤マスターバッチを使用するのが通常であった。しかし、ベースポリマーをアクリロニトリルブタジエンゴムとした発泡剤マスターバッチの場合、アクリロニトリルブタジエンゴムはせん断発熱が大きいため、発泡剤をマスターバッチ化する際にゴムの発熱により発泡剤が分解してしまう恐れがあり、可塑剤を添加しなければ高濃度の発泡剤マスターバッチが作製できない。そして、このような可塑剤は感光体を汚染する危険性があるため（例えば特許文献２）、感光ドラムと接触する転写ローラ等には用いることができないという問題があった。
特開平５−１１５３号公報 特開平８−１５９５０号公報

本発明の目的は、電子写真装置等の画像形成装置に用いられる導電性発泡ゴムローラの発泡ゴムに用いる発泡剤において、ゴムへの分散が良く感光体の汚染がない発泡剤マスターバッチを使用した導電性発泡ゴムローラを提供することである。

本発明に従って、芯金上に発泡ゴムを同芯円状に形成した導電性発泡ゴムローラにおいて、該発泡ゴム用の発泡剤は、アクリロニトリルブタジエンゴムに液状アクリロニトリルブタジエンゴムを含有したものをベースポリマーとし、可塑剤を用いずにマスターバッチ化されたものであることを特徴とする導電性発泡ゴムローラが提供される。

以上説明したように、導電性発泡ゴムローラの該発泡ゴムの主成分がアクリロニトリルブタジエンゴム又はエピクロルヒドリンゴム、若しくは両者の混合物の場合に用いる発泡剤として、アクリロニトリルブタジエンゴムをベースポリマーとし、且つ液状アクリロニトリルブタジエンゴムを添加し、且つ可塑剤を添加せずに作製した発泡剤マスターバッチを用いることによって、ゴムへの分散も良好であり、感光体を汚染しない導電性発泡ゴムローラを提供することが可能となった。

本発明の導電性発泡ローラは、以下に説明する画像形成装置により評価される。

図２に、本発明の導電性発泡ローラを画像形成装置に利用した一例を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式のプロセスカートリッジを使用したレーザープリンターであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。また、同図に示す画像形成装置には、転写ローラを有する転写装置が装着されている。

同図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）１を備えている。感光ドラム１は、接地された円筒アルミニウム基体の外周面に、有機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光層を設けたものである。この感光ドラム１は、駆動手段（不図示）により、矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）、例えば５０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。

感光ドラム１表面は、接触帯電部材としての帯電ローラ２によって均一に帯電される。帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に接触配置されており、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２には、帯電バイアス印加電源（高圧電源）により振動電圧（交流電圧ＶＡＣ＋直流電圧ＶＤＣ）が印加され、これにより感光ドラム１表面は、−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１表面は、レーザスキャナから出力されてミラーによって反射されたレーザ光３、すなわち、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザ光３により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム１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。

その静電潜像は、現像装置４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。

一方、給紙部（不図示）から給搬送された紙等の転写材７が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム１と転写ローラ６との間の転写部（転写ニップ部）Ｔに、感光ドラム１上のトナー像とタイミングを合わせるようにして供給される。転写部Ｔに供給された転写材７は、転写バイアス印加電源により転写ローラ６に印加された転写バイアスによって、表面に感光ドラム１上のトナー像が転写される。このとき、転写材Ｐに転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（残留トナー）は、クリーニング装置９によって除去される。

転写部Ｔを通った転写材７は、感光ドラム１から分離されて定着装置１０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（不図示）外部に排出される。

以下、本発明の導電性発泡ゴムローラについて詳細に説明する。

本発明は、芯金上に発泡ゴムを同芯円状に形成した導電性発泡ゴムローラにおいて、該発泡ゴム用の発泡剤は、アクリロニトリルブタジエンゴムに液状アクリロニトリルブタジエンゴムを含有したものをベースポリマーとし、可塑剤を用いずにマスターバッチ化されたものであることを特徴とする導電性発泡ゴムローラである。

本発明の導電性発泡ゴムローラにおける発泡ゴムを形成する主材ゴム成分は、アクリロニトリルブタジエンゴム又はエピクロルヒドリンゴムを単体で、或いは複合して用いられることが好ましい。

導電性発泡ゴムローラの発泡ゴム用の発泡剤は、ＯＢＳＨ（ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド））又はＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）、若しくは両者を複合して用いることが好ましい。

本発明の導電性発泡ゴムローラの発泡ゴム用の発泡剤マスターバッチは、ＯＢＳＨが３５〜６５質量％、ＡＤＣＡが５０〜７５質量％であることがより好ましい。ここで、ＯＢＳＨが３５質量％未満の場合には、発泡剤マスターバッチのベースポリマーの割合が高いため、ベースポリマー中の液状アクリロニトリルブタジエンゴムのブリードにより感光ドラムへの貼り付きレベルが悪くなり、また、発泡剤マスターバッチ表面の粘着性が強くなり取り扱い上の不具合も生じる可能性がある。また、６５質量％を超える場合には可塑剤等を用いるなどして可塑性を向上させないとマスターバッチ化するのが困難となる可能性がある。

ＡＤＣＡの場合もＯＢＳＨの場合と同様に５０質量％未満の場合にはベースポリマー中の液状アクリロニトリルブタジエンゴムのブリードにより感光ドラムへの貼り付きレベルが悪くなるという問題が発生し、発泡剤マスターバッチ自体も表面の粘着性が強くなり取り扱い上の不具合も生じる可能性がある。また、７５質量％を超える場合も可塑剤を用いるなどして可塑性を上げないとマスターバッチ化できないという問題が生じる可能性がある。

本発明の導電性ローラの構成を考慮し、発泡ゴム層から説明する。本発明に係る導電性発泡ゴム層（図１）は以下のようにして作製した。

［導電性発泡ゴム層］
ゴム組成物は、ゴム主成分としてアクリロニトリルブタジエンゴム、又はエピクロルヒドリンゴム、若しくは両者の混合物である。また、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、カーボンブラック等の導電材、発泡剤、発泡助剤を混合したものである。

押出し機（通常のゴム押し出し機：不図示）を用いてゴム組成物を押出し、未加硫のチューブ状の導電性ゴム成形物を得た後、加硫缶にて１６０℃で３０分間の加硫を行い、チューブ状の導電性ゴム成形物を作製し、φ４〜１０ｍｍの導電性芯材を前記チューブ状の導電性ゴム成形物の内径部に圧入し、ローラ状の成形体を得た。この成形体を、研磨砥石を取り付けた研磨機（通常の研磨機：不図示）により外径がφ１４ｍｍになるように研磨し、導電性発泡ゴムローラを作製した。

以下に本発明について実施例及び比較例を挙げて、より具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

本発明のローラに用いる発泡剤として、アクリロニトリルブタジエンゴムをベースポリマーとして、且つ液状アクリロニトリルブタジエンゴムを添加し、且つ可塑剤を添加せずにマスターバッチ化したものを用いた。その発泡剤マスターバッチ中のベースポリマーであるアクリロニトリルブタジエンゴムと液状アクリロニトリルブタジエンゴムの質量割合は５０／５０である。また、該発泡ゴムの主成分としては、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、若しく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の混合物からなる系列である。

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。

アクリロニトリルブタジエンゴム
・［商品名 ニポールＤＮ４０１ＬＬ 日本ゼオン（株）社製］
エピクロルヒドリンゴム
・［商品名 ゼクロン３１０６ 日本ゼオン（株）社製］
加硫剤
・［イオウ；商品名 Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ Ｓ−８０ バイエル（株）社製］
加硫促進剤
・［２−メルカプトベンゾチアゾール；商品名 Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ ＭＢＴ−８０ バイエル（株）社製］
・［ジベンゾチアジルジスルフィド；商品名 Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ ＭＢＴＳ−８０ バイエル（株）社製］
・［テトラエチルチウラムジスルフィド；商品名 Ｒｈｅｎｏｇｒａｎ ＴＥＴＤ−７５ バイエル（株）社製］
発泡剤
・［ＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）；商品名 ＨＭ−８０Ａ 永和化成工業（株）社製］
・［ＡＤＣＡ４５％、５０％、６５％、７５％、８０％ＮＢＲマスターバッチ（試作品）］
・［ＯＢＳＨ（ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド））；商品名 ＥＨ−８０ 永和化成工業（株）社製］
・［ＯＢＳＨ３３％、３５％、６５％、７０％ＮＢＲマスターバッチ（試作品）］
発泡剤マスターバッチ（ベースポリマー）
アクリロニトリルブタジエンゴム
・［商品名 ニポールＤＮ４０１ＬＬ 日本ゼオン（株）社製］
液状アクリロニトリルブタジエンゴム
・［商品名 ニポール１３１２ 日本ゼオン（株）社製］
可塑剤
・[商品名 フタル酸イソノニル 和光純薬工業（株）社製]
発泡助剤
・［尿素；商品名 ＨＭ−５０Ｕ 永和化成工業（株）社製］
・［尿素；商品名 ネオスレンＨＮ−５０ＵＡ 永和化成工業（株）社製］
その他の資材
・［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］
・［カーボン；商品名 ＦＴ旭１５ 旭カーボン（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］
・［ステアリン酸；商品名 ルナックＳ 花王（株）社製］

（実施例１−１〜１−７）
発泡ゴムの主成分として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を単体、若しくは両者の混合系の場合に使用する発泡剤において、アクリロニトリルブタジエンゴムをベースポリマーとし、且つ液状アクリロニトリルブタジエンゴムを含み、且つ可塑剤を用いずにマスターバッチ化されたものを用いることによって感光ドラムを汚染しないことを示す事例である。尚、発泡助剤マスターバッチにも可塑剤は含まれていない。結果を表１に示す。

（比較例１−１〜１−７）
発泡ゴムに使用する発泡剤において、アクリロニトリルブタジエンゴムをベースポリマーとし液状アクリロニトリルブタジエンゴムを用いず、且つ可塑剤を用いてマスターバッチ化したものを用いると感光ドラムを汚染することを示す事例である。結果を表２に示す。

（実施例２−１〜２−３）
導電性発泡ゴムローラの発泡ゴムの主成分が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の両者の混合物の場合、アクリロニトリルブタジエンゴムをベースポリマーとし、且つ液状アクリロニトリルブタジエンゴムを含み、且つ可塑剤を用いずにマスターバッチ化された発泡剤マスターバッチを用いることによってゴムへの分散速度が速くなることを示す事例である。尚、発泡助剤マスターバッチにも可塑剤は含まれていない。結果を表３に示す。

（比較例２−１〜２−３）
導電性発泡ゴムローラの発泡ゴムの主成分が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の両者の混合物の場合、エチレン−プロピレンゴムをベースポリマーとした発泡剤マスターバッチを用いると、ゴムへの分散速度が遅くなることを示す事例である。結果を表４に示す。

また、本発明の構成が、有意義なものであることの証明のために行うローラ貼り付き性、感光体汚染性、発泡剤の分散性等に関する特性は以下の方法により測定した。

＜ローラ貼り付き性＞
φ１４ｍｍ、長さ２３０ｍｍに成形、研磨した導電性発泡ゴムローラをレーザープリンター（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ヶ月放置した。放置後荷重を外し、感光ドラムに貼り付かなかったものをＡ、貼り付いていたがローラの自重で感光ドラムから外れたものをＢ、ローラの自重で外れなかったものをＣと評価した（評価装置は不図示）。

＜感光体汚染性＞
貼り付き性評価を行った感光体を前記レーザープリンターのカートリッジに組み込み、べた黒で３０枚印字し、画像に接触跡の白スジが無かったものをＡ、初期に白スジがあるが途中で消えるものをＢ、最後まで白スジが消えないものをＣと評価した。

＜発泡剤マスターバッチの分散性＞
バンバリーやニーダ等の密閉式混練り機で混練りしたゴム材に、オープンロールで発泡剤マスターバッチを投入する時に、ゴム材に発泡剤マスターバッチを投入してから発泡剤の色が消えるまでの時間が３分以内であるものを○、３分を超えるものを×と評価した。

本発明に係る導電性発泡ゴムローラの全体概略図である。 本発明に係る導電性発泡ゴムローラを備えた画像形成装置の全体断面図である。

符号の説明

１ 感光ドラム
２ 帯電装置
３ 露光手段
４ 現像装置
５ トナー
６ 導電性発泡ゴムローラ（転写ローラ）
７ 記録媒体
８ クリーニングブレード
９ 廃トナー容器
１０ 定着装置
６１ 芯金
６２ 弾性層

Claims (4)

1. 芯金上に発泡ゴムを同芯円状に形成した導電性発泡ゴムローラにおいて、該発泡ゴム用の発泡剤は、アクリロニトリルブタジエンゴムに液状アクリロニトリルブタジエンゴムを含有したものをベースポリマーとし、可塑剤を用いずにマスターバッチ化されたものであることを特徴とする導電性発泡ゴムローラ。
2. 前記発泡ゴムを形成する主材ゴム成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム又はエピクロルヒドリンゴムを単体で、或いは複合して用いられた請求項１に記載の導電性発泡ゴムローラ。
3. 前記発泡剤が、ＯＢＳＨ（ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド））又はＡＤＣＡ（アゾジカルボンアミド）、若しくは両者を複合して用いられた請求項１又は２に記載の導電性発泡ゴムローラ。
4. 前記発泡剤マスターバッチは、ＯＢＳＨが３５〜６５質量％、ＡＤＣＡが５０〜７５質量％である請求項１〜３のいずれかに記載の導電性発泡ゴムローラ。

Images