JP2010072115A

JP2010072115A - 導電性ロール

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Publication number: JP2010072115A
Application number: JP2008237162A
Authority: JP
Inventors: Takashi Marui; 隆司丸井; Takeshi Ishimaru; 毅石丸; Noriaki Hitomi; 則明人見
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-16
Also published as: US20100069208A1; CN101676815B; JP4653204B2; US8211000B2; CN101676815A

Abstract

【課題】当接する他の部材の汚染を有効に防止することができ、かつ低硬度および低電気抵抗を実現するとともに、導電性発泡体のセルを制御することによりトナー移行性に優れた導電性ロールを提供する。
【解決手段】芯金およびその外周面上に形成された導電性発泡体を備えた導電性ロールであって、前記導電性発泡体は、ゴム成分がエピクロルピドリンゴムを３５〜５０質量部、エチレンプロピレンジエン共重合ゴムを２５〜３５質量部およびアクリロニトリルブタジエンゴムを２５〜３０質量部を配当した３相ゴム組成体からなり、該導電性発泡体の表面にコーティング層を備えておらず、アスカーＣ硬度が３０〜３６°、電気抵抗値が１０⁶〜１０⁷Ω、表面平均セル径が１００〜２００μｍ、表面セル個数が５０〜１２０個／１．５ｍｍ角であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ、ＡＴＭ等の画像形成装置に使用される導電性ロールに関する。

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帯電および接触転写方式を採用しており、なかでも耐摩耗性やトナー搬送性に優れたロール状の部材が主流となっている。このようなロール状の部材は、一般的に、ＳＵＳまたは鉄などからなる円柱状の芯金と、この芯金の外周面上に設けられた、カーボンまたはイオン導電剤等によりその抵抗値を１×１０⁵〜１×１０¹⁰Ωに制御された導電層とから構成されている。
前記導電層は例えば像担持体である感光体や中間転写体などの当接する他の部材に対して確実にニップを形成することができるように、通常少なくともその一部が弾性を有する材料で構成されており、さらに発泡体を用いることもある。

このような導電性ロールを用いる従来の画像形成装置では以下に示すような問題があった。
これまでは比較的径の大きな粉砕トナーが広く用いられていたため、転写されなかったトナーはクリーニングロール等で回収することができたが、近年使用されてきている重合トナーは直径数ミクロンという真球に近い微少な球体であるため、その回収が困難になってきている。そこで、クリーニングレスの観点から転写効率に優れた導電性ロールが求められている。

また、導電層を形成するゴム内には、ゴム成分を合成する際に投入する反応開始剤の残留物やその際に生成する副生成物、ゴム成分中の低分子成分、ゴムロール成型時に添加する加硫剤や軟化剤、可塑剤等の成分が含まれる。これらの成分は感光体や中間転写体と反応しやすいものが多く、導電性ロールと感光体や中間転写体を圧接した状態で長時間放置すると、これらの成分が導電性ロールより滲出して感光体や中間転写体に付着し画橡を乱す、またひどい場合は感光体や中間転写体表面が反応・改質されて白化してしまい、以降の画像を全て乱してしまうという問題がある。
この問題を解決するために、単層の導電性ロール表面に含有成分が滲出するのを防止するバリア層となる物質をコーティングすることが考えられる。しかし、ロールの構成が複数層となることから、材料費が増えかつ製造工程が複雑になるために、導電性ロールの製造コストが高くなるという問題があった。

これらの問題に対し、本出願人は下記の導電性ロールを開発し、下記の特許文献１、２を提案している。
特開２００６−２５９１３１号公報（特許文献１）で提案した導電性ロールは、特定のアクリロニトリルブタジエンゴムと特定のエピクロルヒドリンゴムを所定の割合で含むゴム組成物からなる導電性発泡体を備え、最大セル径が２００μｍ以下、最小セル径が１０μｍ以上で、かつショアＥ硬度が２０〜５０であることを特徴としている。
該導電性ロールにおいては、セルの微小化と低硬度が両立されており、十分なニップ幅が得られ、その結果転写効率が向上し、転写されずに感光体表面や中間転写体表面に残る残留トナーの量が減り、近年導電性ロールに求められているクリーニングレスの要望に応えることができるという利点を有する。
しかし、前記導電性ロールは他の部材への汚染については改良の余地があることを見いだした。

一方、特開２００６−１４５６３６号公報（特許文献２）の導電性ロールは、導電性弾性層の最表面に酸化被膜が形成されており、印加電圧１０００Ｖにおける初期ロール抵抗値Ｒ０と１００時間連続印加した後のロール抵抗値Ｒ１００が所定の関係を有することを特徴としている。該導電性ロールの第３実施形態で、導電性弾性層の組成として、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）からなる連続相と、エピクロルヒドリンゴムからなる第１非連続相と、エチレンプロピレンジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）からなる第２非連続相の３相の場合が挙げられているが、エピクロルヒドリンゴムからなる第１非連続相にはイオン導電剤を偏在させることを必須としている。

前記特許文献２の導電性ロールは、他の部材への汚染を有効に防止することができる製品を高コストのバリア層材料などのコーティングを行わないで安価に大量に供給することができる利点を有する。
しかし、該導電性ロールにおいては導電性弾性層を発泡体にしたときのセル径やセル数については検討されておらず、セル径やセル数は硬度・電気抵抗に影響を及ぼすため、適正な径のセルを適正な個数有する導電性発泡体とするために、改良の余地がある。

特開２００６−２５９１３１号公報特開２００６−１４５６３６号公報

本発明は、当接する他の部材の汚染を有効に防止することができ、かつ低硬度および低電気抵抗を実現するとともに導電性発泡体のセルを制御することによりトナー移行性に優れた導電性発泡ロールを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、芯金およびその外周面上に形成された導電性発泡体を備えた導電性ロールであって、
前記導電性発泡体は、ゴム成分がエピクロルピドリンゴムを３５〜５０質量部、エチレンプロピレンジエン共重合ゴムを２５〜３５質量部およびアクリロニトリルブタジエンゴムを２５〜３０質量部を配当した３相ゴム組成体からなり、該導電性発泡体の表面にコーティング層を備えておらず、
アスカーＣ硬度が３０〜３６°、電気抵抗値が１０⁶〜１０⁷Ω、表面平均セル径が１００〜２００μｍ、表面セル個数が５０〜１２０個／１．５ｍｍ角であることを特徴とする導電性ロールを提供している。

本発明の導電性ロールの導電性発泡体において、ゴム成分としてエピクロルピドリンゴムを３５〜５０質量部含むことにより、硬度の低減と電気抵抗の低減の両方を一挙に図ることができる。このように低硬度化と低電気抵抗化の両方を達成することは難しく、従来例えば、ゴム組成物中のカーボンなどの導電剤の配合量を増やすことにより低抵抗化は可能であったが、この方法では低硬度化を実現できなかった。
エピクロルピドリンゴムとしてはエチレンオキサイド成分を比較的多く含んだものを用いることが好ましい。具体的にはエチレンオキサイド成分の共重合比率（ＥＯ比率）が５０〜８０ｍｏｌ％であるものが好ましく、６５〜８０ｍｏｌ％であるものがより好ましく、７０〜８０ｍｏｌ％であるものがより好ましい。このようなものを用いることにより低電気抵抗化をより容易に達成できる。

また、ゴム成分としてＮＢＲを２５〜３０質量部含むことにより、さらなる硬度の低減を図ることができる。
ＮＢＲとしては液状ＮＢＲを含むものが好ましい。液状ＮＢＲの含有量は２０〜８０質量％が好ましく、３０〜７０質量％がより好ましく、４０〜６０質量％がさらに好ましい。このようなものを用いることにより低硬度化をより容易に達成できる。

さらに、ゴム成分としてＥＰＤＭを２５〜３５質量部含むことにより、当接する他の部材の汚染を有効に防止することができる。すなわち、ＥＰＤＭ含有量が２５質量部未満であると当接部材への汚染性を有効に防止することができず、３５質量部を越えて配合すると相対的にエピクロルピドリンゴムおよびＮＢＲの配合量が少なくなり、硬度が高くなる。
なお、前記導電性発泡体中にはＨＡＦカーボンを配合して導電性を高めても良いが、配合量を多くすると硬度が高くなるため、ＨＡＦカーボンの配合量はゴム成分１００質量部に対して１０質量部以下とすることが好ましい。

さらに、本発明は、前記導電性ロールの製造方法として、
ゴム成分として前記エピクロルピドリンゴム、エチレンプロピレンジエン共重合ゴムおよびアクリロニトリルブタジエンゴムを配合すると共に、発泡剤および加硫剤を配合して混練し、
混練物を押し出し成形機でロール状に押し出し、得られたロール状の予備成形体を、１６０℃以上１７０℃以下、または初期温度を１４０℃以上１６０℃未満とした後で１６０℃以上１７０℃以下まで昇温して加硫・発泡させ、
得られた導電性発泡体の中空部に前記芯金を挿入固定していることを特徴とする導電性ロールの製造方法を提供している。

前記のように、３種類のゴム成分を含むゴム組成物に対し、初期温度から最終温度までを１６０℃以上１７０℃以下の所定温度に保持して持続加硫を行っている。または、初期温度を１４０℃以上１６０℃未満とした場合は、その後、１６０℃以上１７０℃以下まで昇温して更に加硫するという２段加硫を行っている。加硫温度をこのように制御することによりセル径およびセル個数を本発明に規定する範囲に制御することができるとともに、低硬度化をも実現することができる。
前記した架硫温度に設定しているのは、前記温度範囲外で、持続加硫の場合に加硫温度が１６０℃未満、２段加硫の場合に初期加硫温度が１４０℃未満または二次加硫温度が１６０℃未満であるとセル径が小さくセル数が多くなるため硬度が高くなる。一方、加硫温度が１７０℃を越えるとセル径が大きくなり、セル個数が少なくなるため硬度が低くなることによる。

本発明の導電性ロールの導電性発泡体においては、アスカーＣ硬度が３０〜３６°、電気抵抗値が１０⁶〜１０⁷Ω、表面平均セル径が１００〜２００μｍ、表面セル個数が５０〜１２０個／１．５ｍｍ角としていることが好ましい。
前記構成とすると、低硬度、低電気抵抗、セルの微小化を同時に達成することで、十分なニップ幅が得られ、トナー移行、すなわち他の部材からのトナーの受け取りおよび付着するトナーの他の部材への受け渡しをスムーズに行うことができる。

本発明の導電性発泡体において、アスカーＣ硬度を３０〜３６°としているのは、３０°未満であると柔らかすぎて圧縮歪みが大きくなりすぎ、かつトナーにダメージを与えやすくなるためである。一方、３６°を越えると硬すぎて、他の部材、特に剛直な感光体と接触した時の磨耗が大きく、かつ画像上の欠陥が発生し易くなり、加えてトナーの掻き取り性も悪くなるためである。
また、表面平均セル径を１００〜２００μｍとしているのは、１００μｍ未満であるとセルの目にすぐトナーがつまり目詰まりを起こしやすい等の問題があり、２００μｍを越えるとトナーの掻き取り性が悪くなったり、セル内でトナーが凝集しやすくなるためトナー離れが悪くなったりする等の問題がある。
表面セル個数を５０〜１２０個／１．５ｍｍ角としているのは、５０個未満ではトナーの目詰まり等の問題があり、１２０個を越えるとトナーの掻き取り性が悪くなったり、セル内でトナーが凝集しやすくなるためトナー離れが悪くなったりする等の問題がある。
電気抵抗値を１０⁶〜１０⁷Ωとしているのは、１０⁶Ω未満では隣接する他の部材、特に感光体に電気的ダメージを与え、場合によっては帯電させてしまうことがあるという問題があり、１０⁷Ωを越えると静電気的にトナーを引きつけ、引き離す性能が悪くなるという問題があることによる。

本発明の導電性ロールは導電性が要求される用途であれば種々の用途に使用することができる。特に、プリンター、静電式複写機、ファクシミリ装置、ＡＴＭ等の画像形成装置の導電性ロールとして好適に用いることができる。具体的には、感光ドラムを一様に帯電させるための帯電ローラ、トナーを感光体に付着させるための現像ローラ、トナー像を感光体等から用紙または中間転写ベルト等に転写するための転写ローラ、トナーを搬送するためのトナー供給ローラ、転写ベルトを内側から駆動するための駆動ローラ、紙の搬送に寄与する紙送りローラ（より具体的には給紙機構を構成する給紙ローラ、搬送ローラもしくは排紙ローラ等）、残留しているトナーを除去するためのクリーニングローラとして用いられる。なかでも本発明の導電性ローラはトナー移行に関連する部材として用いられることが好ましく、なかでもトナー掻き取り用のクリーニングローラとして用いられることが好ましい。

本発明の導電性ロールは、ロール内に存在するゴム組成物の低分子量成分や加硫剤・可塑剤等が導電性ロール表面に滲出して当接する他の部材を汚染することを防止できる。そのため、滲出した物質が感光体や中間転写体表面に付着して画橡を乱したり、感光体や中間転写体表面が反応・改質されて白化されてしまい、以降の画像を全て乱してしまったりということがない。
また、本発明においては高コストのバリア層材料などのコーティングを行わないので、製品を安価に大量に供給することができる。

本発明の導電性ロールの導電性発泡体においては、前記３種類のゴム成分の配合量を調整し、アスカーＣ硬度、電気抵抗値、セル径・セル個数を所定の範囲内となるようにすることで、トナー移行、すなわち他の部材からのトナーの受け取りおよび付着するトナーの他の部材への受け渡しをスムーズに行うことができる。これにより、例えば、本発明の導電性ロールをクリーニングロールとして用いれば感光体等に残留するトナーをうまく掻き取ることができる。

以下、本発明の導電性ロールについて詳述する。
図１に示す本発明の導電性ロール１０はクリーニングロールとして用いられるものである。該導電性ロール１０は、円筒状の導電性発泡体１の中空部に芯金２が挿入され、接着剤で固定されている。芯金２としてはアルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳまたは鉄等の金属製の芯金が好ましい。

導電性発泡体１は、エピクロルピドリンゴムを３５〜５０質量部、ＥＭＤＰを２５〜３５質量部およびＮＢＲを２５〜３０質量部含むゴム組成物からなる。
前記エピクロルヒドリンゴムとしては、種々のエピクロルヒドリン系重合体を用いることができる。エピクロルヒドリン系重合体としては、例えばエピクロルヒドリン（ＥＣＯ）単独重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド（ＥＯ）共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド（ＰＯ）共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル（ＡＧＥ）共重合体、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、エピクロルヒドリン−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、エピクロルヒドリン−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等が挙げられる。なかでも、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を用いることが好ましい。

エピクロルヒドリンゴムとしては、エチレンオキサイド成分の共重合比率（ＥＯ比率）が５０〜８０ｍｏｌ％であるものが好ましく、６５〜８０ｍｏｌ％であるものがより好ましく、７０〜８０ｍｏｌ％であるものがより好ましい。このＥＯ比率は、ＥＯ比率が前記範囲のエピクロルヒドリンゴムを用いる場合のほか、ＥＯ比率が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。
前記エピクロルヒドリンゴムのＥＯ比率が５０ｍｏｌ％以上とされるのは、エチレンオキサイド含量が大きくなるにしたがってエピクロルヒドリンゴムの電気抵抗は低抵抗になるため、ＥＯ比率が５０ｍｏｌ％以下の場合には１×１０⁶〜１×１０⁷Ω程度の電気抵抗を得るのにエピクロルヒドリンゴムの使用量が多くなり、コスト的に不利になるためである。ＥＯ比率が６５ｍｏｌ％以上の場合には低電気抵抗をより実現しやすい。また、エピクロルヒドリンゴムのＥＯ比率が８０ｍｏｌ％以下であることが好ましいのは、ＥＯ比率が８０ｍｏｌ％を超える場合は、エチレンオキサイドの結晶化が進み不活性となりイオン導電性が損なわれ、抵抗が高くなる場合があるという理由からである。

前記ＥＰＤＭにはゴム成分のみからなる非油展タイプのものとゴム成分とともに伸展油を含む油展タイプのものとが存在する。本発明においてはいずれのタイプのものも用いられうるが、非油展タイプのものが好ましい。また、ＥＰＤＭゴムにおけるジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエンまたはシクロオクタジエンなどが挙げられる。本発明ではいずれのタイプのものも使用可能であるが、ジエンモノマーとしてエチリデンノルボルネンを含むＥＰＤＭが好ましい。さらにエチレン含有量が５０〜７０質量％であるＥＰＤＭが特に好ましい。

前記ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下である低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が２５〜３０％である中ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が３１〜３５％である中高ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が３６〜４２％である高ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量が４３％以上である極高ニトリルＮＢＲのいずれを用いてもよい。なかでも中高ニトリルＮＢＲを用いることが好ましい。
特にＮＢＲとしては上述したように液状ＮＢＲを含むものが好ましい。

前記導電性発泡体１には、前記ゴム成分の他にゴム成分を加硫させるための加硫剤を含み、さらに所望により加硫促進剤および加硫促進助剤を含んでいてもよい。
前記加硫剤としては、特に低電気抵抗を実現でき、かつ加硫速度と発泡速度のバランスが良くなる点から硫黄が好ましい。その他、加硫剤としては有機含硫黄化合物や過酸化物なども使用可能であり、これらを併用することも、これらと硫黄を併用することもできる。有機含硫黄化合物としては、例えば、テトラエチルチウラムジスルフィドまたはＮ，Ｎ−ジチオビスモルホリンなどが挙げられる。過酸化物としてはジクミルペルオキシドまたはベンゾイルペルオキシド等を挙げることができる。
加硫剤の添加量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５質量部以上５質量部以下が好ましく、１質量部以上３質量部以下がより好ましい。

前記加硫促進剤としては、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）もしくはリサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や以下に記す有機促進剤を用いることができる。有機促進剤としては、２−メルカプト・ベンゾチアゾールもしくはジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィドもしくはジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系；チオウレア系等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜組み合わせて用いることができる。なお、加硫促進剤は加硫剤の種類等に応じて配合しなくても良い。
加硫促進剤の添加量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５質量部以上５質量部以下が好ましく、１質量部以上４質量部以下がより好ましい。

さらに、加硫促進助剤を配合しても良く、加硫促進助剤としては亜鉛華等の金属酸化物；ステアリン酸、オレイン酸もしくは綿実脂肪酸等の脂肪酸；その他従来公知の加硫促進助剤が挙げられる。

導電性発泡体１を作製する際には発泡剤を用いて発泡させることが特に好ましい。
すなわち、導電性発泡体１を構成するゴム組成物に発泡剤を混入した後に加硫時の熱により前記発泡剤から分解ガスを発生させ、発泡させる手法が好ましい。
発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）または５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾール（ＢＨＴ）等が挙げられる。なかでもＡＤＣＡを用いることが好ましい。
さらに、発泡剤の種類に応じて発泡助剤を用いてもよい。例えば発泡剤としてＡＤＣＡを用いる場合、発泡助剤として尿素を用いることができる。

発泡剤の添加量は、本発明の導電性発泡体１においてアスカーＣ硬度が３０〜３６°、表面平均セル径が１００〜２００μｍ、表面セル個数が５０〜１２０個／１．５ｍｍ角となるように適宜選択する。例えば、発泡剤の添加量はゴム成分１００質量部に対して２０質量部未満であることが好ましく、４質量部以上１５質量部未満であることがより好ましい。

発泡助剤を添加する場合、発泡助剤の添加量は発泡剤の添加量に応じて適宜選択している。例えば発泡剤としてＡＤＣＡを用い、発泡助剤として尿素を用いる場合、ゴム成分１００質量部に対するＡＤＣＡの含有量をＸ質量部、尿素の含有量をＹ質量部としたとき、１≦Ｘ／Ｙ≦３とし、１≦Ｘ／Ｙ≦２であることが好ましく、１≦Ｘ／Ｙ≦１．５であることがより好ましい。

前記導電性発泡体１には、前記成分の他に、本発明の目的に反しない限り充填剤、軟化剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、可塑剤、造核剤、気泡防止剤または架橋剤等の添加剤を適宜配合してもよい。
なかでも機械的強度を高める充填剤を配合することが好ましい。

また、加硫阻害および当接部材への汚染を防止するために受酸剤を配合することも好ましい。受酸剤としては、分散性にも優れることから特にハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましい。その他、受酸剤としては酸受容体として作用する種々の物質を用いることができる。
受酸剤は、ゴム成分１００質量部に対し１質量部以上１０質量部以下、好ましくは３質量部程度の割合で配合するのが好ましい。上記効果を有効に発揮させるため受酸剤の配合量は１質量部以上であることが好ましく、硬度の上昇を防ぐため受酸剤の配合量は１０質量部以下であることが好ましい。

本発明の導電性ロールの製造方法について、以下に述べる。
エピクロルヒドリンゴム、ＥＰＤＭおよびＮＢＲのゴム成分に、発泡剤、発泡助剤、加硫剤、加硫促進剤、充填剤、所望によりその他の成分を添加し、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、オープンロールなど公知の方法で混ぜ合わせる。混練温度および混練時間は適宜選択すればよいが、例えば、８０〜１２０℃の温度下１〜６０分かけて行うことが好ましい。

得られたゴム組成物を押出成形機でロール状に予備成形する。
ついで、予備成形体を加硫・発泡する。この加硫・発泡は１６０℃以上１７０℃以下での持続加硫とするか、または１４０℃以上１６０℃未満とした後１６０℃以上１７０℃以下まで昇温するという２段加硫とする。いずれの方法でも全体の加硫時間が１０分以上１２０分以下であることが好ましい。より好ましくは１０分以上６０分以下、特に３０分以上４０分以下が好ましい。

２段加硫する場合は、初期加硫温度と２次加硫温度の温度の差は１０℃以上３０℃以下であることが好ましい。加硫時間配分も一概には言えず、最適な加硫時間配分を適宜選択すればよいが、一定温度で５分以上継続することが好ましい。具体的には、１４０℃以上１５０℃以下の温度で５〜２０分、ついで１６０℃以上１７０℃以下の温度で５〜４０分かけて加硫することが好ましい。特に、加硫は１４０〜１５０℃で１０分、１６０℃で２０分行うことが好ましい。

ついで、加硫・発泡して得られた導電性発泡体１に芯金２を挿入する。芯金２には予め接着剤を塗布しておき、加熱して導電性発泡体１と芯金２を接着することが好ましい。しかし、芯金２を導電性発泡体１に圧入するだけでもよい。
ついで、所望の大きさにカットして、表面を研磨し、本発明の導電性ロールを得ることができる。

前記製造条件とすることで、本発明の導電性ロールの導電性発泡体は、アスカーＣ硬度が３０〜３６°、電気抵抗値が１０⁶〜１０⁷Ω、表面平均セル径が１００〜２００μｍ、表面セル個数が５０〜１２０個／１．５ｍｍ角となる。なお、各物性は下記実施例に記載の通りに測定する。

以下に実施例および比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
エピクロルピドリンゴム（ダイソー（株）製「エピオン３０１」）、ＥＰＤＭ（住友化学（株）製「エスプレン５０５Ａ」）およびＮＢＲ（日本ゼオン（株）製「ニッポールＤＮ２２３」）を表１に記載の配合割合（数値単位は質量部）で配合した。

さらに、発泡剤としてＡＤＣＡ（永和化成工業（株）製「ビニホールＡＣ＃３」）６質量部、発泡助剤として尿素（永和化成工業（株）製「セルペースト１０１」）４質量部、加硫剤として粉末硫黄（鶴見化学工業（株）製）１．５質量部、加硫促進剤として大内新興化学工業（株）製「ノクセラ−ＤＭ」１．５質量部と大内新興化学工業（株）製「ノクセラ−ＴＳ」０．５質量部、充填剤としてＨＡＦカーボン（東海カーボン（株）製「シースト３」）１０質量部を配合した。

これらの成分をニーダーに投入し、１００℃で１〜２０分程度混練した後、押し出し成形機に投入し、ロール状の予備成形体を作成した。得られた予備成形体を表１に記載の温度で３０分加硫・発泡し、導電性発泡体を得た。
なお、実施例１においては１５０℃で１０分、その後１６０℃で２０分加硫・発泡した。
ついで、得られた導電性発泡体に予め接着剤を塗布した金属製のシャフト（φ６ｍｍ）を挿入し、加熱して導電性発泡体とシャフトを固定した後、カットして表面を研磨し、シャフト径φ６ｍｍ、ロール外径φ１１ｍｍ、ゴム長さ２３０ｍｍの導電性ロールを作製した。得られた導電性ロールについて、下記に示す試験を行った。

得られた導電性ロールについて、下記に示す試験を行った。
（硬度の測定）
温度２３℃、相対湿度５５％の環境下で、アスカーＣ硬度計を導電性ロールの中央部で垂直に固定し、左右の軸部に５００ｇの荷重をかけ、５秒後に示す値を読みとった。
（電気抵抗値の測定）
温度２３℃、相対湿度５５％の環境下で、図２に示すように芯金２を通した導電性発泡体１をアルミドラム３上に当接搭載し、電源４の＋側に接続した内部抵抗ｒ（１０ｋΩ）の導線の先端をアルミドラム３の一端面に接続すると共に電源４の−側に接続した導線の先端を導電性発泡体１の他端面に接続して通電を行った。芯金２の両端に５００ｇずつの荷重Ｆをかけ、芯金２とアルミドラム３の間に５００Ｖの電圧をかけながらアルミドラム３を回転させることで間接的に導電性発泡体１を回転させた。このとき１回転中に３６回抵抗測定を行い、その平均値を求めた。

（セル径およびセルの個数の測定）
導電性ロールの表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて５５倍の倍率で写真に撮り、１．５ｃｍ四方のセルを観察し、セル径の平均値とセルの個数を測定した。

（感光体汚染性の測定）
市販のカートリッジに導電性ロールを組み込み、感光体に当接させ、温度５０℃、湿度５５％の環境下で５日間放置した。その後当接部分をビデオマイクロスコープで観察し、感光体表面上に異物が観測できる場合に汚染有り（表中「×」と表記）と判断した。

（トナー掻き取り性の測定）
市販のカートリッジに導電性ロールをクリーニングロールとして組み込み、当該カートリッジを市販のプリンター（ブラザー工業株式会社製、商品名「ＨＬ４０４０ＣＮ」）に装着した。なお、トナーとしては体積平均粒径が５〜１０μｍで、球形化度０．９０〜０．９９の真球重合トナーを用いた。
当該プリンターを用いて５％印字画像を１５０，０００枚印刷した。その後、カートリッジを取り出し、導電性ロールで回収できなかったトナーを目視にて確認した。すり抜けたトナーを目視にて確認できなかった場合をトナー掻き取り性が良好であるとして「○」と評価し、すり抜けたトナーを目視にて確認できた場合をトナー掻き取り性に劣るとして「×」と評価した。

（総合評価）
前記試験結果から、感光体汚染がなくトナー掻き取り性が良好である場合は例えばクリーニングロール等として有用であることから「○」と、それ以外の場合は画像形成装置に実装したときに問題が起こりえるため「×」と評価した。

本発明の導電性ロールは感光体汚染がなくトナー掻き取り性も良好であった。
一方、エピクロルピドリンゴムの配合量が少ない比較例１では電気抵抗値が高くなり、トナー掻き取り性に劣るものであった。ＥＰＤＭの配合量が少ない比較例２では感光体汚染が見られた。ＮＢＲの配合量が少ない比較例３では硬度が高くなり、トナー掻き取り性に劣るものであった。エピクロルピドリンゴムの配合量が多い比較例４では相対的にＥＰＤＭおよびＮＢＲの配合量が少なくなり、感光体汚染が見られるとともに硬度が高くなりトナー掻き取り性に劣るものであった。ＥＰＤＭの配合量が多い比較例５では相対的にエピクロルピドリンゴムおよびＮＢＲの配合量が少なくなり、硬度が高くなりトナー掻き取り性に劣るものであった。ＮＢＲの配合量が多い比較例４では相対的にＥＰＤＭの配合量が少なくなり、感光体汚染が見られた。

本発明の導電性ロールの概略図である。導電性ロールの電気抵抗値の測定方法を示す図である。

符号の説明

１導電性発泡体
２芯金
１０導電性ロール

Claims

芯金およびその外周面上に形成された導電性発泡体を備えた導電性ロールであって、
前記導電性発泡体は、ゴム成分がエピクロルピドリンゴムを３５〜５０質量部、エチレンプロピレンジエン共重合ゴムを２５〜３５質量部およびアクリロニトリルブタジエンゴムを２５〜３０質量部を配当した３相ゴム組成体からなり、該導電性発泡体の表面にコーティング層を備えておらず、
アスカーＣ硬度が３０〜３６°、電気抵抗値が１０⁶〜１０⁷Ω、表面平均セル径が１００〜２００μｍ、表面セル個数が５０〜１２０個／１．５ｍｍ角であることを特徴とする導電性ロール。
画像形成装置に用いられる請求項１に記載の導電性ロール。
トナー掻き取り用のクリーニングロールとして用いられる請求項１または請求項２に記載の導電性ロール。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の導電性ロールの製造方法であって、
ゴム成分として前記エピクロルピドリンゴム、エチレンプロピレンジエン共重合ゴムおよびアクリロニトリルブタジエンゴムを配合すると共に、発泡剤および加硫剤を配合して混練し、
混練物を押し出し成形機でロール状に押し出し、得られたロール状の予備成形体を、１６０℃以上１７０℃以下、または初期温度を１４０℃以上１６０℃未満とした後で１６０℃以上１７０℃以下まで昇温して加硫・発泡させ、
得られた導電性発泡体の中空部に前記芯金を挿入固定していることを特徴とする導電性ロールの製造方法。