JP2019108486A - ゴム組成物、転写ローラおよび画像形成装置 - Google Patents

ゴム組成物、転写ローラおよび画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、現状よりも低抵抗化された転写ローラを形成できるゴム組成物、当該ゴム組成物からなる転写ローラ、および当該転写ローラを組み込んだ画像形成装置を提供する。【解決手段】ゴム組成物は、ＮＢＲ、ＳＢＲ、およびＢＲのうちの少なくとも１種と、エピクロルヒドリンゴムとを含むゴムに、架橋成分、発泡成分とともに、ゴムの総量１００質量部あたり３〜５０質量部のケイ酸アルミニウムを配合した。転写ローラ１は、上記ゴム組成物を筒状に押出成形し、発泡、架橋させて形成したローラ本体２を備える。画像形成装置は、上記転写ローラ１を組み込んだ。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム組成物、当該ゴム組成物を用いて形成される転写ローラ、および当該転写ローラを組み込んだ画像形成装置に関するものである。
たとえば、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した画像形成装置においては、近年の市場の成熟化に伴って、より高画質化、高速化が進行しつつある。
そして、画像形成装置の部品の一つである転写ローラには、これらの性能を満足するために、低抵抗化の要求が高まりつつある。
従来技術では、転写ローラとして、たとえば、ジエン系ゴム、イオン導電性ゴム、架橋成分、および発泡成分を含むゴム組成物を調製し、筒状に成形するとともに発泡させたのち、架橋させた、多孔質でかつ単層のローラ本体を備えたものが知られている。また、イオン導電性ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴムを用いるのが一般的である（特許文献１）。
上記のゴム組成物からなるローラ本体を備えた転写ローラを現状よりも低抵抗化する、すなわちローラ抵抗値を低くするためには、イオン導電性ゴムとしてのエピクロルヒドリンゴムの配合割合を多くすることが考えられる（特許文献２）。
特開２００６−２５９１３１号公報 特開平１１−０６５２６９号公報
ところが、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を多くすると、当該エピクロルヒドリンゴムに由来する成分が、感光体や転写ベルトなどに移行して、これらの部材を汚染し、それに伴って形成画像に画像不良が発生しやすくなるという課題がある。
本発明の目的は、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、現状よりも低抵抗化された転写ローラを形成できるゴム組成物、当該ゴム組成物からなる転写ローラ、および当該転写ローラを組み込んだ画像形成装置を提供することにある。
本発明は、アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、およびブタジエンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種、ならびにエピクロルヒドリンゴムを含むゴム、前記ゴムを架橋させるための架橋成分、前記ゴムを発泡させるための発泡成分、および前記ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上、５０質量部以下のケイ酸アルミニウムを含むゴム組成物である。
また、本発明は、上記ゴム組成物からなる転写ローラである。
さらに、本発明は、上記転写ローラを組み込んだ画像形成装置である。
本発明によれば、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、現状よりも低抵抗化された転写ローラを形成できるゴム組成物、当該ゴム組成物からなる転写ローラ、および当該転写ローラを組み込んだ画像形成装置を提供することができる。
本発明の転写ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。 転写ローラのローラ抵抗値を測定する方法を説明する図である。
《ゴム組成物》
上記のように、本発明は、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、およびブタジエンゴム（ＢＲ）からなる群より選ばれた少なくとも１種、ならびにエピクロルヒドリンゴムを含むゴム、前記ゴムを架橋させるための架橋成分、前記ゴムを発泡させるための発泡成分、および前記ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上、５０質量部以下のケイ酸アルミニウムを含むゴム組成物である。
本発明によれば、ゴム組成物に、上記所定の割合でケイ酸アルミニウムを配合することにより、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、現状よりも転写ローラのローラ抵抗値を低くすることができる。
〈ケイ酸アルミニウム〉
ケイ酸アルミニウムとしては、合成あるいは天然物由来の、種々のケイ酸アルミニウムを用いることができる。とくに、ケイ酸アルミニウムを主成分とするクレーが、入手のしやすさや、あるいは製造コストの低減を図る上で好適に用いられる。
なお、クレーは、前述した特許文献１、２にも開示されており、ゴム組成物の充填剤としては公知の成分である。しかし、クレー中に含まれるケイ酸アルミニウムが、転写ローラの抵抗値を降下させる機能を有すること、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させずに、転写ローラのローラ抵抗値を低くできることは、知られていなかった。そのため、たとえば、特許文献１、２においても、クレーは単に例示されているのみで、実際にクレーを使用して効果を検証した実施例は含まれていなかった。
ケイ酸アルミニウムの配合割合が、上述したように、ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上、５０質量部以下の範囲に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち、ケイ酸アルミニウムの配合割合がこの範囲未満では、当該ケイ酸アルミニウムを配合することによる、上述した、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、転写ローラのローラ抵抗値を低減する効果が得られない。
一方、ケイ酸アルミニウムの配合割合が上記の範囲を超える場合には、架橋および発泡後のローラ本体が硬くなりすぎて、転写ローラとしての使用に適した適度の柔軟性が得られない場合がある。また、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して、当該ゴム組成物の加工性や発泡性が低下したりする場合もある。
これに対し、ケイ酸アルミニウムの配合割合を上述した範囲とすることにより、ローラ本体の良好な柔軟性や、ゴム組成物の良好な加工性、発泡性を維持しながら、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、転写ローラのローラ抵抗値を低減することができる。
なお、これらの効果をより一層向上することを考慮すると、ケイ酸アルミニウムの配合割合は、上記の範囲でも、ゴムの総量１００質量部あたり４５質量部以下であるのが好ましい。
クレーを配合する場合、上記の配合割合は、クレー中に含まれるケイ酸アルミニウム自体の配合割合とする。
〈ゴム〉
ゴムとしては、前述したように、ＮＢＲ、ＳＢＲ、およびＢＲの３種のうち少なくとも１種のジエン系ゴムと、エピクロルヒドリンゴムとを用いる。
このうち、ジエン系ゴムは、転写ローラのローラ本体に、ゴムとしての良好な特性、すなわち柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性等を付与するために機能する。
（ＮＢＲ）
ＮＢＲは、上述したジエン系ゴムとしての機能に優れている。また、ＮＢＲは極性ゴムであるため、転写ローラのローラ抵抗値を微調整するためにも機能する。
そのため、ジエン系ゴムとしてはＮＢＲのみを用いるか、ＮＢＲを、ＳＢＲまたはＢＲと併用するのが好ましい。
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、２５〜３０％である中ニトリルＮＢＲ、３１〜３５％である中高ニトリルＮＢＲ、３６〜４２％である高ニトリルＮＢＲ、４３％以上である極高ニトリルＮＢＲがいずれも使用可能である。
またＮＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体や転写ベルトなどの汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＮＢＲを用いるのが好ましい。
これらＮＢＲの１種または２種以上を使用できる。
（ＳＢＲ）
ＳＢＲとしては、スチレンと１，３−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のＳＢＲが、いずれも使用可能である。
また、ＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲがあるが、このいずれも使用可能である。
さらに、ＳＢＲとしては、やはり伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体や転写ベルトなどの汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＳＢＲを用いるのが好ましい。
これらＳＢＲの１種または２種以上を使用できる。
（ＢＲ）
ＢＲとしては、分子中にポリブタジエン構造を備え、架橋性を有する種々のＢＲがいずれも使用可能である。
とくに、低温から高温までの広い温度範囲でゴムとしての良好な特性を発現しうる、シス−１，４結合の含量が９５％以上の高シスＢＲが好ましい。
またＢＲとしては、やはり伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、本発明では、感光体や転写ベルトなどの汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない非油展タイプのＢＲを用いるのが好ましい。
これらＢＲの１種または２種以上を使用できる。
（エピクロルヒドリンゴム）
エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含み、イオン導電性を有する種々の重合体が使用可能である。
エピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、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三元共重合体（ＧＥＣＯ）、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三元共重合体、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四元共重合体等の１種または２種以上が挙げられる。
中でも、ジエン系ゴムと併用した際に、転写ローラのローラ抵抗値を好適な範囲に調整するために、エチレンオキサイドを含む共重合体、とくにＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。
上記両共重合体におけるエチレンオキサイド含量は、いずれも３０モル％以上、とくに５０モル％以上であるのが好ましく、８０モル％以下であるのが好ましい。
エチレンオキサイドは、転写ローラのローラ抵抗値を下げる働きをする。しかし、エチレンオキサイド含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、ローラ抵抗値を十分に低下できない場合がある。
一方、エチレンオキサイド含量が上記の範囲を超える場合には、エチレンオキサイドの結晶化が起こり、分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆にローラ抵抗値が上昇する傾向がある。また、架橋後のローラ本体が硬くなりすぎたり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して加工性が低下したりするおそれもある。
ＥＣＯにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量の残量である。すなわち、エピクロルヒドリン含量は２０モル％以上であるのが好ましく、７０モル％以下、とくに５０モル％以下であるのが好ましい。
また、ＧＥＣＯにおけるアリルグリシジルエーテル含量は０．５モル％以上、とくに２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、とくに５モル％以下であるのが好ましい。
アリルグリシジルエーテルは、それ自体が側鎖として自由体積を確保するために機能することにより、エチレンオキサイドの結晶化を抑制して、転写ローラのローラ抵抗値を低下させる働きをする。しかし、アリルグリシジルエーテル含量がこの範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、転写ローラのローラ抵抗値を十分に低下できないおそれがある。
一方、アリルグリシジルエーテルはＧＥＣＯの架橋時に架橋点として機能する。そのため、アリルグリシジルエーテル含量が上記の範囲を超える場合には、ＧＥＣＯの架橋密度が高くなりすぎることによって分子鎖のセグメント運動が妨げられて、却ってローラ抵抗値が上昇する傾向がある。
ＧＥＣＯにおけるエピクロルヒドリン含量は、エチレンオキサイド含量、およびアリルグリシジルエーテル含量の残量である。すなわち、エピクロルヒドリン含量は１０モル％以上、とくに１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、とくに６０モル％以下であるのが好ましい。
なおＧＥＣＯとしては、先に説明した３種の単量体を共重合させた狭義の意味での共重合体の他に、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＥＣＯ）をアリルグリシジルエーテルで変性した変性物も知られている。本発明では、このいずれのＧＥＣＯも使用可能である。
これらエピクロルヒドリンゴムの１種または２種以上を使用できる。
（配合割合）
エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部中の１５質量部以上であるのが好ましく、３８質量部以下であるのが好ましい。ジエン系ゴムの配合割合は、エピクロルヒドリンゴムの残量である。すなわち、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を上記範囲内の所定値に設定した際にゴムの総量が１００質量部となるように、ジエン系ゴムの配合割合を設定すればよい。
エピクロルヒドリンゴムの配合割合が上記の範囲未満では、ケイ酸アルミニウムを併用しているにも拘らず、転写ローラのローラ抵抗値を、十分に低下させることができない場合がある。
一方、エピクロルヒドリンゴムの配合割合が上記の範囲を超える場合には、前述したように、エピクロルヒドリンゴムに由来する成分が感光体や転写ベルトなどに移行して、これらの部材を汚染し、それに伴って形成画像に画像不良が発生しやすくなる場合がある。
また、相対的にジエン系ゴムの割合が少なくなって、当該ジエン系ゴムを併用することによる、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与することができない場合もある。
これに対し、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を上記の範囲とすることにより、感光体や転写ベルトなどが汚染されるのを抑制しながら、ケイ酸アルミニウムとの併用によって、転写ローラのローラ抵抗値を、転写ローラとして適した範囲まで十分に低下できる。また、ローラ本体に、ゴムとしての良好な特性を付与することもできる。
なお、これらの効果をより一層向上することを考慮すると、エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、上記の範囲でも、ゴムの総量１００質量部中の１８質量部以上であるのが好ましく、３５質量部以下であるのが好ましい。
〈架橋成分〉
架橋成分としては、ゴムを架橋させるための架橋剤と、当該架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤とを併用するのが好ましい。
このうち架橋剤としては、たとえば硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物系架橋剤、各種モノマー等が挙げられる。とくに硫黄系架橋剤が好ましい。
（硫黄系架橋剤）
硫黄系架橋剤としては、たとえば、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等の硫黄や、あるいはテトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等の有機含硫黄化合物などが挙げられ、とくに硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、ローラ本体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量１００質量部あたり０．５質量部以上であるのが好ましく、２質量部以下であるのが好ましい。
なお、たとえば硫黄としてオイル処理粉末硫黄、分散性硫黄等を使用する場合、上記配合割合は、それぞれの中に含まれる有効成分としての硫黄自体の割合とする。
また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ゴムの総量１００質量部あたりの割合が上記の範囲となるように調整するのが好ましい。
（架橋促進剤）
硫黄系架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤としては、たとえば、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。このうち、チウラム系促進剤とチアゾール系促進剤とを併用するのが好ましい。
チウラム系促進剤としては、たとえば、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、テトラブチ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の１種または２種以上が挙げられる。
またチアゾール系促進剤としては、たとえば、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩、２−（４′−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等の１種または２種以上が挙げられる。
上記２種の架橋促進剤の併用系において、硫黄系架橋剤によるゴムの架橋を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、チウラム系促進剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上、３質量部以下であるのが好ましい。また、チアゾール系促進剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上、２質量部以下であるのが好ましい。
〈発泡成分〉
発泡成分としては、加熱によって分解してガスを発生する種々の発泡剤を用いることができる。また、発泡剤の分解温度を引き下げて、その分解を促進する働きをする発泡助剤を組み合わせてもよい。
（発泡剤）
発泡剤としては、たとえば、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）等の１種または２種以上が挙げられる。とくに、ＡＤＣＡが好ましい。
発泡剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。
（発泡助剤）
発泡助剤としては、上述したように、組み合わせる発泡剤の分解温度を引き下げて、その分解を促進する働きをする種々の発泡助剤を用いることができる。たとえば、ＡＤＣＡと組み合わせる発泡助剤としては、尿素（Ｈ２ＮＣＯＮＨ２）系発泡助剤が挙げられる。
発泡助剤の配合割合は、組み合わせる発泡剤の種類等に応じて任意に設定できるが、ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。
〈その他〉
ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、たとえば、受酸剤、充填剤等が挙げられる。
このうち受酸剤は、架橋時にエピクロルヒドリンゴム等から発生した塩素系ガスが転写ローラ内に残留したり、それによって架橋阻害、あるいは感光体や転写ベルトなどの汚染等を生じたりするのを防止するために機能する。
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が、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイト類が好ましい。
またハイドロタルサイト類等を酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用すると、より高い受酸効果を得ることができ、感光体や転写ベルトなどの汚染をより一層確実に防止できる。
受酸剤の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に０．５質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に２質量部以下であるのが好ましい。
充填剤としては、たとえば、酸化亜鉛、シリカ、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム等の１種または２種以上が挙げられる。
充填剤を配合することにより、転写ローラの機械的強度等を向上できる。
また、充填剤として導電性カーボンブラックを用いることで、転写ローラに電子導電性を付与することもできる。
導電性カーボンブラックとしてはＨＡＦが好ましい。ＨＡＦは、ゴム組成物中に均一に分散できるため、転写ローラにできるだけ均一な電子導電性を付与できる。
導電性カーボンブラックの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、２０質量部以下であるのが好ましい。
また添加剤としては、さらに架橋促進助剤、劣化防止剤、スコーチ防止剤、可塑剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等の各種添加剤を、任意の割合で配合してもよい。
《転写ローラ》
図１は、本発明の転写ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例の転写ローラ１は、上記各成分を含むゴム組成物の発泡体からなる、多孔質でかつ単層の筒状に形成されたローラ本体２を備えるとともに、ローラ本体２の中心の通孔３にシャフト４が挿通されて固定されたものである。
シャフト４は、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって一体に形成されている。
シャフト４は、たとえば、導電性を有する接着剤を介してローラ本体２と電気的に接合され、かつ機械的に固定されるか、あるいは通孔３の内径よりも外径の大きいものを通孔３に圧入することで、ローラ本体２と電気的に接合され、かつ機械的に固定される。
転写ローラ１のローラ抵抗値Ｒ（Ω）は、前述したように、転写ローラとして適した範囲であればよい。具体的には、温度２３℃、相対湿度５５％の常温常湿環境下、下記の測定方法によって測定したローラ抵抗値Ｒ（Ω）が、常用対数値ｌｏｇＲで表して６．６以上、とくに６．８以上であるのが好ましく、８．５以下、とくに７．８以下であるのが好ましい。
〈ローラ抵抗値の測定〉
図２は、転写ローラのローラ抵抗値を測定する方法を説明する図である。
図１、図２を参照して、この測定方法では、一定の回転速度で回転させることができるアルミニウムドラム６を用意し、用意したアルミニウムドラム６の外周面７に、上方から、ローラ抵抗値を測定する転写ローラ１の、ローラ本体２の外周面５を接触させる。
また、転写ローラ１のシャフト４とアルミニウムドラム６との間に直流電源８、および抵抗９を直列に接続して計測回路１０を構成する。直流電源８は、(−)側をシャフト４、（＋）側を抵抗９と接続する。抵抗９の抵抗値ｒは１００Ωとする。
次いでシャフト４の両端部にそれぞれ５００ｇの荷重Ｆをかけてローラ本体２をアルミニウムドラム６に圧接させた状態で、アルミニウムドラム６を３０ｒｐｍで回転させる。そして、回転を続けながら、転写ローラ１とアルミニウムドラム６との間に、直流電源８から直流１０００Ｖの印加電圧Ｅを印加して３０秒後に、抵抗９にかかる検出電圧Ｖを計測する。
計測した検出電圧Ｖと印加電圧Ｅ（＝１０００Ｖ）とから、転写ローラ１のローラ抵抗値Ｒは、基本的に式(i′)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ−ｒ (ｉ′)
によって求められる。ただし式(i′)中の−ｒの項は微小とみなすことができるため、本発明では式(i)：
Ｒ＝ｒ×Ｅ／Ｖ (i)
によって求めた値でもって、転写ローラ１のローラ抵抗値とすることとする。
また、ローラ本体２のゴム硬さは、アスカーＣ型硬さで表して１８°以上であるのが好ましく、４５°以下であるのが好ましい。アスカーＣ型硬さがこの範囲未満では、ローラ本体の強度が不足してヘタリ等を生じやすくなる場合がある。一方、アスカーＣ型硬さが上記の範囲を超える場合には、ローラ本体が硬くなりすぎて、転写ローラとしての使用に適した適度の柔軟性が得られない場合がある。
なお、ローラ本体２のアスカーＣ型硬さは、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７３１２−１９９６「熱硬化性ポリウレタンエラストマー成形物の物理試験方法」の付属書２において援用する(社)日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１「膨張ゴムの物理試験方法」に準拠したタイプＣ硬さ試験機（例えば高分子計器(株)製のアスカーゴム硬度計Ｃ型等）を用いて、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
〈アスカーＣ型硬さの測定〉
ローラ本体２に挿通して固定したシャフト４の両端を支持台に固定した状態で、当該ローラ本体２の中央部に上記タイプＣ硬さ試験機の押針を押し当て、さらに４．９Ｎ（≒５００ｇｆ）の荷重を付加してアスカーＣ型硬さを測定する。
〈転写ローラの製造〉
本発明の転写ローラ１を製造するには、まず、前述した各成分からなるゴム組成物を、押出成形機を用いて筒状に押出成形し、次いで所定の長さにカットして、加硫缶内で加圧水蒸気によって加圧、加熱して発泡、および架橋させる。
次いで、発泡、架橋させた筒状体を、オーブン等を用いて加熱して二次架橋させたのち冷却し、さらに所定の外径となるように研磨してローラ本体２を形成する。
シャフト４は、筒状体のカット後から研磨後までの任意の時点で通孔３に挿通して固定できる。
ただし、カット後、まず通孔３にシャフト４を挿通した状態で二次架橋および研磨をするのが好ましい。これにより、二次架橋時の膨張収縮による筒状体の反りや変形等を抑制できる。また、シャフト４を中心として回転させながら研磨することで当該研磨の作業性を向上し、なおかつ外周面５のフレを抑制できる。
シャフト４は、先に説明したように、導電性を有する接着剤、特に導電性の熱硬化性接着剤を介して二次架橋前の筒状体の通孔３に挿通したのち二次架橋させるか、あるいは通孔３の内径より外径の大きいものを通孔３に圧入すればよい。
前者の場合は、オーブン中での加熱によって筒状体が二次架橋されるのと同時に熱硬化性接着剤が硬化して、当該シャフト４がローラ本体２に電気的に接合されるとともに機械的に固定される。また後者の場合は、圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。また、この両方を併用してもよい。
《画像形成装置》
本発明の画像形成装置は、本発明の転写ローラ１を組み込んだことを特徴とするものである。かかる本発明の画像形成装置としては、例えばレーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した種々の画像形成装置が挙げられる。
以下に、本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、必ずしもこれらの実施例、比較例に限定されるものではない。
〈実施例１〉
（ゴム組成物）
ゴムとしてはＧＥＣＯ〔日本ゼオン(株)製のＨＹＤＲＩＮ（登録商標）Ｔ３１０８〕３５質量部、およびＮＢＲ〔ＪＳＲ（株）製のＪＳＲ（登録商標）Ｎ２５０ＳＬ、低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量２０％、非油展〕６５質量部を配合した。
そして両ゴムの総量１００質量部を、バンバリミキサを用いて素練りしながら、まず下記表１に示す各成分のうち架橋成分以外の成分を加えて混練し、さらに架橋成分を加えて混練してゴム組成物を調製した。
Figure 2019108486
表１中の各成分は下記のとおり。なお表１中の質量部は、ゴムの総量１００質量部あたりの質量部である。
クレー：ケイ酸アルミニウム含量８６質量％〔白石カルシウム(株)製のＳＴ−ＣＲＯＷＮ〕
発泡剤：ＡＤＣＡ〔永和化成工業(株)製の商品名ビニホールＡＣ＃３〕
発泡助剤：尿素系発泡助剤〔永和化成工業(株)製の商品名セルペースト１０１〕
充填剤：カーボンブラックＨＡＦ〔東海カーボン(株)製の商品名シースト３〕
受酸剤：ハイドロタルサイト類〔協和化学工業(株)製のＤＨＴ−４Ａ−２〕
架橋剤：粉末硫黄〔鶴見化学工業(株)製〕
架橋促進剤ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアジルジスルフィド〔Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｓｈａｎｘｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ． Ｌｔｄ．製の商品名ＳＵＮＳＩＮＥ ＭＢＴＳ〕
架橋促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムジスルフィド〔三新化学工業(株)製のサンセラー（登録商標）ＴＳ〕
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり４．３質量部であった。
（転写ローラ）
調製したゴム組成物を押出成形機に供給して外径φ１０ｍｍ、内径φ３．０ｍｍの筒状に押出成形した後、所定の長さにカットして外径φ２．２ｍｍの架橋用の仮のシャフトに装着した。
次いで、加硫缶内で、加圧水蒸気によって１２０℃×１０分間、次いで１６０℃×２０分間の加圧、加熱をして、筒状体を、発泡剤の分解によって発生したガスによって発泡させるとともにゴムを架橋させた。
次いで、この筒状体を、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ５ｍｍのシャフト４に装着し直して、オーブン中で１６０℃×６０分間加熱して二次架橋させるとともに、熱硬化性接着剤を硬化させてシャフト４と電気的に接合し、かつ機械的に固定した。
そして、筒状体の両端を整形したのち、その外周面５を、円筒研削盤を用いてトラバース研削することで外径をφ１２．５ｍｍ（公差±０．１ｍｍ）に仕上げてローラ本体２を形成し、転写ローラ１を製造した。
〈実施例２〉
ＧＥＣＯの配合割合を３０質量部、ＮＢＲの配合割合を７０質量部、クレーの配合割合を２５質量部としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり２１．５質量部であった。
〈実施例３〉
ＧＥＣＯの配合割合を１８質量部、ＮＢＲの配合割合を８２質量部、クレーの配合割合を５０質量部としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり４３．０質量部であった。
〈実施例４〉
ＮＢＲの配合割合を４０質量部とし、さらにＳＢＲ〔住友化学(株)製の住友ＳＢＲ１５０２、非油展〕３０質量部を配合したこと以外は実施例２と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり２１．５質量部であった。
〈実施例５〉
ＮＢＲの配合割合を４０質量部とし、さらにＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ ＢＲ０１、非油展〕３０質量部を配合したこと以外は実施例２と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり２１．５質量部であった。
〈実施例６〉
ＮＢＲの配合割合を４０質量部とし、さらにＳＢＲ〔住友化学(株)製の住友ＳＢＲ１５０２、非油展〕３０質量部を配合するとともに、ＧＥＣＯの配合割合を２０質量部、クレーの配合割合を１０質量部としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり８．６質量部であった。
〈比較例１〉
ＧＥＣＯの配合割合を４０質量部、ＮＢＲの配合割合を６０質量部、クレーの配合割合を２質量部としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり１．７２質量部であった。
〈比較例２〉
ＧＥＣＯの配合割合を１０質量部、ＮＢＲの配合割合を９０質量部、クレーの配合割合を７０質量部としたこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり６０．２質量部であった。
〈従来例１〉
ＧＥＣＯの配合割合を４０質量部、ＮＢＲの配合割合を６０質量部として、クレーを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。
〈ローラ抵抗値の測定および評価〉
実施例、比較例、従来例で製造した転写ローラ１の、温度２３℃、相対湿度５５％の常温常湿環境下のローラ抵抗値Ｒ（Ω）を、先に説明した測定方法に則って測定した。そして、測定したローラ抵抗値Ｒ（Ω）が、常用対数値ｌｏｇＲで表して６．６以上、８．５以下であるものを良好（○）、６．８以上、７．８以下であるものをとくに良好（◎）、６．６未満であるもの、および８．５を超えるものを不良（×）と評価した。
〈汚染性の評価〉
実施例、比較例、従来例で製造した転写ローラ１を、レーザープリンタ〔(株)日本ＨＰ製のＨＰ ＬａｓｅｒＪｅｔ Ｐ１６０６ ｄｎ〕から取り出した感光体に圧接させた状態で、温度４０℃、相対湿度９０％の環境下で静置した。圧接の荷重は、シャフトの片側あたり５００ｇ、両側で１ｋｇとした。
そして、１週間経過後に圧接を解除した感光体を、再び上記レーザープリンタに組み込み、黒ベタの画像を１０枚連続して画像形成して、下記の基準で、汚染の有無を評価した。
◎：１０枚の画像には、全く異常は見られなかった。
○：１枚目から画像に軽度の白抜けが見られたが、５枚目までに解消された。
×：１枚目から画像に重度の白抜けが見られ、６枚目以降も解消されなかった。
〈アスカーＣ型硬さの測定および評価〉
実施例、比較例、従来例で製造した転写ローラ１のアスカーＣ型硬さを、先に説明した測定方法に則って測定した。そしてアスカーＣ型硬さが１８°以上、４５°以下のものを良好（○）、１８°未満のもの、および４５°を超えるものを不良（×）と評価した。
以上の結果を表２、表３に示す。
Figure 2019108486
Figure 2019108486
表２、表３の実施例１〜６と従来例１の結果より、ゴム組成物にケイ酸アルミニウムを配合することで、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、転写ローラのローラ抵抗値を低くできることが判った。
ただし、実施例１〜６、比較例１、２の結果より、ローラ本体の良好な柔軟性等を維持しながら、エピクロルヒドリンゴムの配合割合を増加させることなしに、転写ローラのローラ抵抗値を低減するためには、ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上、５０質量部以下である必要があることが判った。また、感光体等の汚染を防止するために、エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部中の３８質量部以下であるのが好ましいことも判った。
また、実施例１〜６の結果より、上記の効果をより一層向上することを考慮すると、ケイ酸アルミニウムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり４５質量部以下であるのが好ましいことが判った。
１ 転写ローラ
２ ローラ本体
３ 通孔
４ シャフト
５ 外周面
６ アルミニウムドラム
７ 外周面
８ 直流電源
９ 抵抗
１０ 計測回路
Ｆ 荷重
Ｖ 検出電圧

Claims (6)

  1. アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、およびブタジエンゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種、ならびにエピクロルヒドリンゴムを含むゴム、前記ゴムを架橋させるための架橋成分、前記ゴムを発泡させるための発泡成分、および前記ゴムの総量１００質量部あたり３質量部以上、５０質量部以下のケイ酸アルミニウムを含むゴム組成物。
  2. 前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、前記ゴムの総量１００質量部中の３８質量部以下である請求項１に記載のゴム組成物。
  3. 前記請求項１または２に記載のゴム組成物からなるローラ本体を含む転写ローラ。
  4. 前記ゴム組成物からなる多孔質でかつ単層のローラ本体を含み、前記ローラ本体のアスカーＣ型硬さは１８°以上、４５°以下である請求項３に記載の転写ローラ。
  5. 前記ゴム組成物からなる多孔質でかつ単層のローラ本体を含み、ローラ抵抗値（Ω）が、常用対数値ｌｏｇΩで表して６．８以上、７．８以下である請求項３または４に記載の転写ローラ。
  6. 前記請求項３ないし５のいずれか１項に記載の転写ローラを含む画像形成装置。
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