JP3315638B2 - 導電性発泡ゴムローラの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性発泡ゴムロ
ーラに関するものであって、特に複写機、レーザープリ
ンタ、ファクシミリ等の電子写真装置に使用される搬送
ローラ、給紙ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、クリー
ニングローラ、ブラテンローラ等に好適な導電性発泡ゴ
ムローラ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、静電式複写機、レーザープリン
タ、ファクシミリ等の電子写真複写装置に用いられてい
る帯電ローラ、転写ローラ等として、ゴム自体に導電性
が付与された導電性ゴムローラが用いられている。これ
らの導電性ゴムローラは、感光体等の被帯電体に接触さ
せることにより帯電又は放電が行われる。

【０００３】ゴムローラに導電性を付与する手段として
は、導電性充填剤を配合する方法がよく知られている。
例えば、特開平５―３３１３０７号公報に、エチレンー
プロピレン―ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）にカーボ
ンブラックを配合して導電性を付与したゴムローラが開
示されている。

【０００４】しかし、かかる導電性ゴムローラにおい
て、十分な導電性を得るためには、カーボンブラックを
多量に配合する必要があるが、カーボンブラックを大量
に配合すると、硬度が高くなりすぎるという問題があ
る。一方、これらの導電性ゴムローラは、感光体の表面
を摩耗させたり、傷つけることがないように、低硬度で
あることが要求される。

【０００５】十分な導電性を確保しつつ、ローラの硬度
を下げる方法として、例えば、原料ゴム中に軟化剤、可
塑剤等のオイル分を多量に配合する方法がある。しか
し、こうして得られた導電性ゴムローラは、表面に軟化
剤や可塑剤などのオイル分が染み出すブリード現象を生
じるおそれがある。ゴムローラ表面の汚れは、ゴムロー
ラと接触する感光体を汚染し、形成画像の乱れを引き起
こすという問題が生じる。

【０００６】ブリード等の問題を起すことなく、ゴムロ
ーラの硬度を下げたものとして、発泡させた導電性ゴム
ローラがある。

【０００７】発泡ゴムローラは、上型と下型とからなる
一対の金型の下型キャビティ内に芯軸と発泡剤含有ゴム
組成物とを装填した後、上型を閉止締結してキャビティ
内を略密封状態にし、ついで金型内を加熱することによ
り加硫発泡させるという２枚合わせ金型方式（特開平４
−３４４２２６号公報）や、円筒状金型に発泡剤含有ゴ
ム組成物と芯軸とを装填した後、芯軸を外部に突出させ
た状態で円筒状金型の両端開口部を一対の蓋体で閉塞
し、金型内を加熱することにより加硫発泡させるという
円筒状金型方式（特開平５−３２９８５５号公報）等に
よって製造することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記２枚合
わせ金型方式においては、金型の構造が複雑になって製
作コストが嵩むとともに、ゴム組成物の装填後に上型と
下型との締結操作あるいは蓋体による閉止作業が必要に
なる等、作業性の点でも問題があり、総じてゴムローラ
の製造コストの増加につながるという不都合が存在す
る。

【０００９】また、上記円筒状金型方式においては、円
筒状金型の両端開口部を閉塞するとともに、芯軸を外部
に突出させるための孔を備えた蓋体を使用しなければな
らず、その分金型コストが嵩むとともに、蓋体の着脱操
作に手間がかかり、作業性が劣るという問題が存在す
る。

【００１０】さらに、いずれの方式においても、金型の
キャビティ内は略密閉状態にされ、これによってキャビ
ティの容積が一定に規制されていることから、装填する
発泡剤含有ゴム組成物の量に変動（バラツキ）がある
と、このバラツキがゴムローラの発泡の度合い、導電性
の程度のバラツキにそのまま反映し、これによって得ら
れた導電性発泡ゴムローラの硬度、導電性等の品質が一
定しなくなるという問題点を引き起こす。導電性発泡ゴ
ムローラにおける硬度、導電性のバラツキは、被帯電体
と接触し、搬送等する間に、被帯電体の帯電や搬送のず
れ等を引き起こし、ひいては形成画像の乱れを引き起こ
す。

【００１１】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、金型のコストを安価に抑え
ることができるとともに、ローラ製造の作業性の向上を
図り得るようにし、しかもローラ全体にわたって導電
性、硬度の分布が均一で品質が安定している導電性発泡
ゴムローラを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性発泡ゴム
ローラの製造方法は、ＳＰ値の異なる２種類のゴムＡ及
びゴムＢと、導電性充填剤と、発泡剤と、加硫剤とを含
有し、ＳＰ値が低い方のゴムＢのＳＰ値（Ｂ_SP）に対す
るＳＰ値が高い方のゴムＡのＳＰ値（Ａ_SP）の比率（Ａ
_SP／Ｂ_SP）が１．１５以上で、且つ前記ゴムＡと前記ゴ
ムＢとの重量配合比率（Ａ_w／Ｂ_w）が４〜１であるゴム
組成物を調製し、芯軸に前記ゴム組成物を外装して芯軸
入りゴム円筒体とし、両端が開口し且つ厚みｔ、内径ｒ
の円筒金型内に前記芯軸入りゴム円筒体を挿通するとも
に、下記式を満足する溝幅寸法ｍを有する嵌込み溝が凹
設され且つ前記芯軸入りゴム円筒体の軸を支持する支持
部を有する基台に、前記円筒金型をセットすることによ
り、前記芯軸入りゴム円筒体の芯軸を前記円筒金型の中
心線上に位置させて、前記ゴム組成物を加硫発泡させる
ことを特徴とする。 ０＜ｍ≦２×（ｔ²＋２ｒｔ）^1/2

【００１３】本発明の導電性発泡ゴムローラの製造方法
は、アスカーＣ硬度が４０以下で、加硫発泡面の長手方
向及び周方向夫々の電気抵抗Ｒの対数ＬｏｇＲの最大値
と最小値との差（ΔＬｏｇＲ）が０．４未満の導電性発
泡ゴムローラを得るための方法であって、このような導
電性発泡ゴムローラは上記本発明の製造方法により得る
ことができる。

【００１４】ここで、ＳＰ値（溶解性パラメーター）と
は、下記式で求められるパラメータであって、２種類の
ゴムの相溶性の指標となる値である。

【００１５】

【数１】

【００１６】式中、ΔＨは蒸発潜熱（カロリー／モ
ル）、Ｒは気体定数（１．９８７カロリー／モル・
Ｋ）、Ｔは絶対温度（Ｋ）、Ｖはモル体積（モル／ｃｍ
² ）を示す。

【００１７】ＳＰ値が近い２種類のゴムは相溶性が高く
均一に混合することができるが、ＳＰ値の差が大きい２
種類のゴム、具体的にはＳＰ値の比（高い方のゴムのＳ
Ｐ値／低い方のゴムのＳＰ値）が１．１５以上である場
合は、均一に混合することができず、一般に海−島構造
を形成することになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の導電性発泡ゴ
ムローラを構成するゴム組成物について説明する。

【００１９】本発明で用いられるゴム組成物は、ＳＰ値
の異なる２種類のゴムＡ及びゴムＢと、導電性充填剤
と、発泡剤と、加硫剤とを含有し、ＳＰ値が低い方のゴ
ムＢのＳＰ値（Ｂ_SP）に対するＳＰ値が高い方のゴムＡ
のＳＰ値（Ａ_SP）の比率（Ａ_SP／Ｂ_SP）が１．１５以上
で、且つ前記ゴムＢに対する前記ゴムＡの重量配合比率
（Ａ_w ／Ｂ_w ）が４〜１となるものである。

【００２０】本発明のゴム組成物に含まれる２種類のゴ
ムＡ，ＢのＳＰ値の比が、１．１５以上であるというこ
とは、ゴムＡ、Ｂが非相溶性で、均一に混合することが
できず、海−島構造を形成することになる。そして、Ｓ
Ｐ値が小さい方のゴムＢに対するＳＰ値が大きい方のゴ
ムＡの重合配合比率（Ａ_w ／Ｂ_w ）を４〜１、好ましく
は７／３〜３／２とすることにより、海部はＳＰ値が大
きい方のゴムＡで構成され、島部はＳＰ値が小さい方の
ゴムＢで構成される海−島構造となり、より少ない量の
導電性充填剤（具体的にはカーボンブラック）で所望の
電気抵抗が得られる。すなわち、ＳＰ値の差が大きい２
種のゴムを混合した混合物に導電性充填剤を配合する場
合、理由は明らかでないが、導電性充填剤はＳＰ値の大
きいゴムＡ中に優先的に存在する。よって、ゴムＡ、す
なわち連続的に存在する海部に高い導電性を付与するこ
とになり、ゴム組成物全体として導電性の均一性を高め
ることができるようになる。

【００２１】本発明のゴム組成物には、ゴム全体の１０
重量％以下の範囲であれば、ゴムＡ、Ｂ以外のゴムを１
種又は２種以上含有してもよい。但し、ゴムＡ，Ｂ以外
に含有される他のゴムは、他のゴムの含有量合計がゴム
Ａ、Ｂ各含有量よりも少なくてはならない。また、他の
ゴムが配合される場合であっても、ＳＰ値に関する要件
は、主たるゴムＡ、Ｂにより決められる。

【００２２】ゴム組成物に用いられるゴムとしては、天
然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブ
タジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルーブタジエ
ン共重合体（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エ
チレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、エ
ピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、シリコーンゴム、フ
ッ素ゴム（ＦＫＭ）、ウレタンゴム（ＵＲ）、アクリロ
ニトリルブタジエン共重合体の水素化物（ＨＮＢＲ）、
多硫化ゴム（ＴＲ）、スチレンブタジエンゴムの水素化
物（ＨＳＢＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、
ポリノルボルネンゴム等を挙げることができ、これらの
うち、ＳＰ値が上記範囲を満たす範囲で２種類のゴムの
組み合せを選択すればよい。ここで、上記ゴムのうち、
ＥＰＤＭ、ＣＲ、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、
エピクロロヒドリンゴム、ＨＮＢＲ、ＨＳＢＲ等のゴム
は耐オゾン性を有しているので、これらのゴムを１種用
いることにより、導電性発泡ゴムローラに耐オゾン性を
付与することもできる。尚、ゴムＡ，Ｂ以外のゴムを含
有する場合も、上記ゴムのいずれかが用いられる。

【００２３】導電性充填剤としては、カーボンブラッ
ク、金属酸化物、金属粉、グラファイト等が用いられ
る。カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、
ファーネスブラック、アセチレンブラック等が挙げら
れ、これらのうち、平均粒径１８〜１２０ｎｍ、とりわ
け２２〜９０ｎｍの範囲が好適に用いられる。金属酸化
物としては、例えば、酸化スズ、酸化チタン（表面が酸
化スズで被覆されたものを含む）などが挙げられる。

【００２４】導電性充填剤の配合量は、ゴムローラの導
電性が所望の値となるように調整すればよく、一般にゴ
ム１００重量部に対して５〜３００重量部、好ましくは
５〜５０重量部である。導電性充填剤の配合量が上記範
囲を超えると、導電性発泡ゴムローラの電気抵抗が印加
電圧に大きく依存するという問題が生じる他、ゴムの硬
度が高くなったり加工性が悪化したりするからである。

【００２５】上記発泡剤としては、アゾジカルボンアミ
ド、アゾビスイソブチロニトリル、Ｎ，Ｎ′−ジニトロ
ソペンタメチレンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニル
ヒドラジド、ｐ，ｐ−ベンゼンスルホニルヒドラジド等
を挙げることができ、これらの１種または２種以上が用
いられる。発泡剤の配合量は、ゴムローラの発泡倍率に
大きく関係し、所望の発泡倍率に応じて適宜設定され
る。

【００２６】上記加硫剤としては、粉末硫黄、沈降硫
黄、不溶性硫黄、有機過酸化物架橋剤等を挙げることが
できるが、コストおよび取り扱いの容易さの点から粉末
硫黄が好ましく用いられる。加硫剤の配合量は、ゴム１
００重量部に対して０．３〜４重量部が好ましく、特に
０．５〜３重量部が好ましい。

【００２７】また、本発明に用いられるゴム組成物に
は、上記ゴム、導電性充填剤、発泡剤の他に、加硫促進
剤、加硫促進助剤、スコーチ防止剤、老化防止剤、軟化
剤、可塑剤、充填剤、補強剤等が必要に応じて配合され
得る。

【００２８】上記加硫促進剤としては、テトラメチルチ
ウラムスルフィド等のチウラム塩；ジブチルチオカルバ
ミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチ
ルジチオカルバミン酸テルル等のジチオカルバミン酸塩
類；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジ
ルジスルフィド等のチアゾール類；Ｎ−シクロヘキシル
−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ｔｅｒ
ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、
Ｎ，Ｎ−シクロロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスル
フェンアミド等のスルフェンアミド類を挙げることがで
きる。これらの１種または２種以上を用いることができ
る。

【００２９】上記加硫促進助剤としては、例えば亜鉛華
等の金属塩、ステアリン酸やオレイン酸等の脂肪酸、さ
らには従来公知の各種の加硫促進助剤を挙げることがで
き、これらの１種または必要に応じて２種以上を用いる
ことができる。

【００３０】上記スコーチ剤としては、フタル酸系の化
合物や、スルフェンアミド系の化合物や、安息香酸系の
化合物を用いることができる。

【００３１】補強剤としては、カーボンブラックが代表
的である。しかし、カーボンブラックは導電性充填剤と
しても作用し、その配合量がゴムローラの導電性に影響
を与えるので、補強剤として配合する場合は、その配合
量に注意する必要がある。

【００３２】他の充填剤としては、炭酸カルシウム、ク
レー、硫酸バリウム、ケイ藻土などが挙げられ、これら
のうち、１種又は２種以上を用いることができる。

【００３３】以上のような化合物を配合し、均一に混練
して調製したゴム組成物を、芯軸の外周面に嵌め込み又
は巻き付けた芯軸入りゴム円筒体を、両端が開口してい
る円筒金型の中に挿通させる。このとき、芯軸入りゴム
円筒体の芯軸の両端が円筒金型の両端開口部から外部に
突出し、且つ、芯軸が円筒金型の中心線上に位置するよ
うに芯軸入りゴム円筒体を円筒金型内に装填されてい
る。かかる状態でゴム組成物を加硫発泡させ、必要に応
じて得られた発泡体の端部、特に円筒金型の両端開口部
からはみ出た部分を芯軸に直交する方向に切断除去する
と、本発明の導電性ゴムローラが得られる。

【００３４】次に、ゴム組成物から本発明の導電性発泡
ゴムローラを製造する方法の実施態様を、図面に基づい
て説明する。

【００３５】まず、調製したゴム組成物を円筒状にし、
この円筒状ゴム組成物が芯軸に外装されてなる芯軸入り
ゴム円筒体を作製する。ここで、芯軸入りゴム円筒体
は、図１（イ）に示すように、ゴム組成物を円筒状に押
し出し成形して作製した円筒状ゴム組成物１に芯軸２を
挿通することにより芯軸入りゴム円筒体５としてもよい
し（図１（ロ））、図２（イ）に示すように、シート状
ゴム組成物３を芯軸２に巻き付けることにより芯軸入り
ゴム円筒体５（図２（ロ））を作製してもよい。これら
のうち、シート状ゴム組成物を用いる方が、シートの適
宜切断により長さＬ１を調節することができ、また巻き
数によって、芯軸入りゴム円筒体５の外径Ｄを容易に調
節することが出来るので好ましい。

【００３６】ここで、芯軸２としては、ある程度の耐熱
性、強度、導電性を有する円柱状のものであれば特に限
定しないが、例えば、銅、アルミニウム、炭素鋼、ステ
ンレス等の金属製円柱体が用いられる。また、芯軸２の
長さＬ２は、円筒状ゴム組成物１の長さＬ１又はシート
状ゴム組成物３を巻回してなる円筒体の長さＬ１よりも
長く、芯軸入りゴム円筒体５では、芯軸２の両端部がゴ
ム円筒体の両端部から外部に突出した状態になっている
（図１（ロ）、図２（ロ）参照）。

【００３７】作成した芯軸入りゴム円筒体５を、図３に
示す金型装置４にセットする。金型装置４は、芯軸入り
円筒体５を装着するための円筒金型４４と、この円筒状
金型４４が着脱自在に装着できる基台４１とを備えた基
本構成を有している。

【００３８】上記基台４１は、長尺の平板状の基台本体
４２と、この基台本体４２の長手方向の両端部に立設さ
れた一対の端壁４３，４３とからなっている。上記基台
本体４２の上面には、上記円筒金型４４の底部を嵌め込
むための嵌込み溝４２ａが凹設されている。この嵌込み
溝４２ａは、長さ寸法ｌが上記円筒金型４４の長さ寸法
よりも若干長めに寸法設定されているとともに、断面形
状が上記円筒金型４４の外周面に沿う円弧形状に形状設
定されている。よって、円筒金型４４は、この嵌込み溝
４２ａに嵌め込まれることによって基台本体４２上での
移動が規制されて位置決めされるようになっている。

【００３９】また、上記各端壁４３は、嵌込み溝４２ａ
の最深位置からの高さ寸法が円筒金型４４の半径Ｒと等
しくなるように寸法設定されている。このような端壁４
３の頂部には、嵌込み溝４２ａに嵌め込まれた円筒金型
４４の中心線の延長線と交差する位置に半円状の支持溝
４３ａが凹設されている。この支持溝４３ａに対応する
半円状の支持溝４５ａが凹設された合わせ用端壁４５を
端壁４３に取り付けると、支持溝４３ａと支持溝４５ａ
とにより、芯軸２が挿通できる円形開口部を形成できる
ようになっている。

【００４０】尚、合わせ用端壁４５の端壁４３への取り
付けは、図３に示す金型装置では、ボルトＢを端壁４３
及び合わせ用端壁４５夫々に形成されたネジ穴４３ｂ，
４５ｂに螺合させることにより行うが、本発明に使用で
きる金型装置はこれに限らない。

【００４１】以上のような構成を有する金型装置４に芯
軸入りゴム円筒体５を装填すると、図４のようになる。

【００４２】つまり、芯軸入りゴム円筒体５を、芯軸２
の両端が円筒金型４４の両端開口部から外部に突出する
様に円筒金型４４へ挿入し、次いで円筒金型４４を基台
本体４２の嵌め込み溝４２ａに嵌め込むとともに、芯軸
２の両端を各端壁４３の支持溝４３ａにセットし、合わ
せ用端壁４５を端壁４３に取り付け固定する。このよう
な状態では、各端壁４３の嵌込み溝４２ａの最深位置か
らの高さ寸法が円筒金型４４の半径Ｒと同一になるよう
に寸法設定されていることから、芯軸２の軸中心と円筒
金型４４の軸中心とが一致するようになる。このこと
は、円筒金型４４が芯軸入り円筒体５が遊状態で挿通さ
れている場合でも達成されることになり、芯軸を中心に
均一に径方向に発泡して、偏心のない導電性発泡ゴムロ
ーラを得ることができる。

【００４３】尚、図３及び図４に示す金型装置では、嵌
め込み溝４２ａは円筒金型４４の外周面に沿った円弧形
状であったが、これに限らず、円筒状金型４４の位置固
定できるものであればよい。但し、円筒金型４４の内円
の半径ｒ、厚みｔとして、嵌め込み溝４２ａの深さｔ、
幅ｍが下記（ｉ）式を満足することが好ましい。 ０＜ｍ≦２×（ｔ² ＋２ｒｔ）^1/2 …（ｉ） ここで、円筒金型４４の厚みｔとは、円筒金型４４の外
円の半径Ｒとして、（Ｒ−ｒ）で求められる値であり、
嵌め込み溝４２ａの深さｔと等しい。嵌め込み溝４２ａ
の深さｔが円筒金型４４の厚みｔより大きい場合、図５
に示すように、円筒金型４４の両端開口の一部が溝４２
ａの溝壁で閉止されるため、発泡により生じ得る膨出部
分１０の膨出が一部抑制され、その結果、特に抑制部分
（図５中、破線で囲まれる部分）の発泡のばらつきが大
きくなるからである。

【００４４】上記（ｉ）式のような関係を満足する場
合、図６（イ）に示すように、円筒金型４４を嵌め込み
溝４２ａにしっかりと保持固定することができる。すな
わち、ｍ＝２×（ｔ² ＋２ｒｔ）^1/2 を満足する状態で
円筒金型４４はその厚み寸法ｔ分だけ嵌込み溝４２ａに
嵌まり込み、少なくとも厚みｔの半分が嵌まり込むとと
もに、大きい場合でも厚み分を越えては嵌まり込まない
ように溝幅寸法ｍが設定されていることになるので、円
筒状金型４４は基台４１に装着された状態で、その中心
に直交する方向への転動が規制される。よって、このよ
うな金型装置４に装填された芯軸入りゴム円筒体５は、
発泡処理時の円筒金型４４の転動が防止され、発泡加硫
処理が終了するまで、芯軸を円筒金型４４の中心線上に
保持できる。一方、嵌め込み溝４２ａの形状、寸法が上
記式を満足しない場合や、嵌め込み溝４２ａの断面形状
が円弧状でない場合には、図６（ロ）に示すように、円
筒状金型４４の固定、すなわち円筒状金型４４の転動防
止が不十分となる。

【００４５】芯軸２が円筒金型４４の中心線上に位置す
るように、芯軸入りゴム円筒体５を金型装置４にセット
した状態で加熱すると、ゴム組成物中の発泡剤が分解し
て発泡する。発泡に際しては、円筒金型４４により発泡
後の寸法が規制されることになる。つまり、円筒金型４
４の内径が、作製される導電性発泡ゴムローラの外径に
相当することになる。そして、芯軸入りゴム円筒体５
は、芯軸２が円筒金型４４の中心線上に位置するように
保持されているので、芯軸入りゴム円筒体５が遊状態で
円筒金型４４に装填されている場合でも、芯軸２を中心
として径方向にほぼ均等に発泡して得られるゴムローラ
の半径寸法に偏りを生じるという不都合が回避される。

【００４６】円筒金型４４の両端が開口していて、しか
も開口部分の大部分は嵌め込み溝４２ａの溝壁に閉止さ
れていないので、円筒金型４４の長さがゴム円筒体の長
さＬ１に近似の場合には、発泡により円筒金型４４の両
端から発泡ゴムローラが膨出し得る。このように膨出し
た部分（例えば、図５中の１０で示される部分）は、上
記嵌め込み溝４２ａによる規制のために、偏心、変形し
ているだけでなく、発泡度合いも円筒金型４４内の部分
と異なる。発泡後、円筒金型４４の両端よりはみ出た部
分、すなわち、発泡具合、電気抵抗値が中央部分と比べ
て異なっている部分を切断除去することが好ましい。

【００４７】尚、これら基台４１および円筒金型４４
は、いずれも上記芯軸２と同一の金属材料（本実施例の
場合はステンレス）によって形成され、これによって発
泡工程での加熱処理時に熱膨張の度合いが異なることに
起因して金型装置４が損傷するような不都合は回避され
る。

【００４８】以上のようにして製造される本発明の導電
性発泡ローラは偏心が殆どない円筒状に成形され、その
結果、導電性及び発泡がローラ全体にわたって均一にな
っている。具体的には、ゴムローラの長手方向、周方向
いずれの方向についても、電気抵抗Ｒの対数ＬｏｇＲの
最大値と最小値との差（ΔＬｏｇＲ）が０．４未満、好
ましくは０．３以下、さらに好ましくは０．２以下であ
る。また、硬度は、発泡剤の含有量にもよるが、気泡の
孔径が１５０〜４００μｍ、好ましくは２００〜３００
μｍの範囲内にあるという均一的な発泡具合を保持しつ
つ、アスカーＣ硬度は２０〜４５、好ましくは２５〜４
０である。２０未満だとローラの摩耗、所謂ローラのへ
たりが生じ易いからである。一方、４５を超えると長期
の使用でピンホールが生じ易くなるからである。

【００４９】従って、高速搬送に使用され、しかも均一
な導電性が要求される精密機器等に用いられる導電性ロ
ーラに好適に用いられる。しかも、従来のような割り型
金型や略密閉系の閉塞金型を用いる場合よりも、金型コ
ストが安価で済む上に、作業性に優れている。

【００５０】尚、製造された導電性発泡ローラは、導電
性を有する芯軸２に電圧を印加することにより、ゴムロ
ーラ表面に接触している被帯電体に帯電又は放電を行な
うもので、軸心からゴムローラの外表面までの電気抵抗
は、１０³ 〜１０¹⁰Ωであること、特に１０⁶ 〜１０⁹
Ωであることが好ましい。

【００５１】また、本発明の導電性発泡ゴムローラは、
必要に応じて、ゴムローラ表面に種々の薬剤を塗布して
もよい。例えば、ローラの摩擦係数を低減するために、
シリコーン系の塗布剤等を塗布してもよい。ここで、塗
布する薬剤の種類によっては、電気抵抗のバラツキを小
さくすることができる。よって、上記製造方法以外の方
法で作製された導電性発泡ゴムローラであっても、その
後の薬剤塗布等の後処理によっては、ΔＬｏｇＲを０．
４未満とすることが可能である。しかし、本発明の導電
性発泡ゴムローラでは、加硫後、バフなしの状態での電
気抵抗のバラツキが小さく、ΔＬｏｇＲを０．４未満と
なっていることから、電気抵抗のバラツキを小さくする
ための薬剤塗布処理は不要となる。

【００５２】

【実施例】〔測定方法〕まず始めに、下記製造例で用い
た測定、評価方法について説明する。

【００５３】 電気抵抗（ＬｏｇＲ） 導電性発泡ゴムローラをアルミニウム板に接触するよう
に設置し、さらに芯軸の両端に５００ｇずつの荷重を加
えた状態で、１０００Ｖの電圧を印加し、電流値（Ａ）
を測定した。測定は、導電性発泡ゴムローラの中央部で
行ない、測定電流値に基づいてオームの法則により電気
抵抗Ｒ（Ω）を算出し、さらに対数ＬｏｇＲを求めた。
尚、導電性発泡ゴムローラの中央部は、導電性のばらつ
きが比較的小さい部分である。

【００５４】電気抵抗値Ｒが１０³ Ωを下回ると、リー
ク、紙汚れなどの画像形成上の問題を生じる。一方、抵
抗値が１０¹⁰Ωを上回ると、転写効率が悪く、実用に適
さない。

【００５５】 導電性の均一度（ΔＬｏｇＲ） 図７に示すように、製造した導電性発泡ゴムローラ２０
の一端から他端までの長手方向（図７中の矢印Ａで示
す）を均等間隔で７０分画し、各分画の電流値を、に
記載の方法で測定し、各分画のＬｏｇＲを求めた。算出
したＬｏｇＲの最大値と最小値の差（ΔＬｏｇＲ）を求
め、これを長手方向の導電性のばらつきとした。

【００５６】また、導電性発泡ゴムローラ２０の中央部
の外周面１周を均等間隔で７０分画し、各分画の電流値
を、に記載の方法で測定し、各分画のＬｏｇＲを求め
た。算出したＬｏｇＲの最大値と最小値の差（ΔＬｏｇ
Ｒ）を求め、これを周方向（図７中の矢印Ｂで示す）の
導電性のばらつきとした。ΔＬｏｇＲが小さい程、導電
性が均一であることを示す。

【００５７】 発泡の均一性（Δ孔径） 導電性発泡ローラに形成された気泡のうち、大きな気泡
１０個の平均孔径（μｍ）と、小さな気泡１０個の平均
孔径（μｍ）との差（Δ孔径）を求めた。Δ孔径（μ
ｍ）が小さい程、発泡具合が均一であることを示してい
る。

【００５８】 硬度（アスカーＣ） 高分子計器株式会社製のゴム硬度計「ＤＤ２型 型式
Ｃ」を用いて測定した。高速搬送使用で、感光体等の被
帯電体の摩耗防止のためには、硬度４０以下であること
が好ましい。

【００５９】 作業性 芯軸入りゴム円筒体を円筒金型に挿入し、これを金型装
置にセットして加硫発泡させたときの作業性を、円筒金
型の転動の様子から評価した。

【００６０】〔実施例〕 製造例１： 表１に示す配合割合で配合したゴム組成物を用いて、４
０℃に温度調節された押し出し機で円筒状（外径１３ｍ
ｍ、内径８．５ｍｍ、長さ４００ｍｍ）に押し出し成形
した。得られた円筒状ゴム組成物に、直径８ｍｍ、長さ
４００ｍｍの導電性芯軸を挿入して、芯軸入りゴム円筒
体を作成した。これを室温まで冷却した後、直径１９ｍ
ｍ、内径１５ｍｍ、長さ３２０ｍｍの円筒金型に挿入し
た。芯軸入りゴム円筒体を挿通した円筒金型を、図３に
示す金型装置にセットした。ここで、金型装置の嵌込み
溝の寸法は、幅（ｍ）が１０ｍｍ、深さ（ｔ）が２ｍｍ
である。この金型装置の嵌込み溝の深さｔは円筒金型の
厚みに等しく、しかも、 ２×（ｔ²＋２ｒｔ）^1/2＝１６>ｍ であって、前述の（ｉ）式の関係を満たしている。よっ
て、加硫発泡時の円筒金型の転動を防止できるものであ
る。

【００６１】この金型装置にセットした状態で、１５０
℃で３０分間、加硫発泡させ、更に熱風オーブン中で１
６０℃で、１時間、二次加硫することにより、製造例１
の導電性発泡ゴムローラを得た。

【００６２】

【表１】

【００６３】尚、表１中、ゴムとしては、日本合成ゴム
株式会社製の「Ｎ２１５ＳＬ」（ＮＢＲでＳＰ値は１
０．３）、日本合成ゴム株式会社製の「Ｎ２５０Ｓ」
（Ｎ２１５ＳＬよりアクリロニトリルの含有率が小さい
ＮＢＲでＳＰ値は８．７）、三井石油化学株式会社製の
「ＥＰＴ４０２１」（ＥＰＤＭでＳＰ値は７．９）、住
友化学株式会社製の「エスプレン５０５Ａ」（ＥＰＤＭ
でＳＰ値は７．７）を用いた。カーボンブラックとして
は、ダイヤブラックＬＨ（三菱化成株式会社製）及び旭
＃３５Ｇ（旭カーボン株式会社製）を用いた。発泡剤と
しては、アゾジカルボアミド（永和化成の「ビニホール
ＡＣ＃３」）、４，４′−オキシビスベンゼンスルホニ
ルヒドラジド（永和化成の「ネオセルボン＃５００
０」）を用いた。加硫剤としては粉末イオウ（鶴見化学
工業株式会社製）を用いた。加硫促進剤としては、テト
ラメチルチウラムジスルフィド（大内新興化学株式会社
製の「ノクセラ−ＴＴ」）、２−メルカプトベンゾチア
ゾール（大内新興化学株式会社製の「ノクセラ−
Ｍ」）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルス
ルフェンアミド（大内新興化学株式会社製の「ノクセラ
−ＣＺ」）を用いた。

【００６４】得られた導電性発泡ゴムローラについて、
電気抵抗、導電性の均一性、発泡の均一性、硬度、及び
作業性を上記方法で測定、評価した。結果を表２に示
す。

【００６５】製造例２〜４：金型装置の基台本体に設け
られた嵌め込み溝の大きさが異なる金型装置を用いた以
外は製造例１と同様にして、導電性発泡ゴムローラを製
造し、電気抵抗、導電性の均一性、発泡の均一性、硬
度、及び作業性を上記方法で測定、評価した。結果を表
２に示す。

【００６６】製造例５：円筒金型に代えて、割れ型タイ
プの金型を備えた金型装置を用いて、製造例１と同様に
して導電性発泡ゴムローラを製造し、電気抵抗、導電性
の均一性、発泡の均一性、硬度、及び作業性を上記方法
で測定、評価した。結果を表２に示す。

【００６７】製造例７、８：ゴム組成物に配合するゴム
の種類を表２に示す様に変えた以外は、製造例１と同様
にして導電性発泡ゴムローラを製造し、電気抵抗、導電
性の均一性、発泡の均一性、硬度、及び作業性を上記方
法で測定、評価した。結果を表２に示す。

【００６８】

【表２】

【００６９】表２から、金型装置に嵌め込み溝がなかっ
たり、嵌め込み溝が円筒金型の厚みに比べて浅い場合に
は、加硫発泡処理時に金型がずれて、端部の発泡が中央
部よりも大きくなり、同様に端部の電気抵抗も大きくな
り、その結果、発泡性、導電性のばらつきが大きくなっ
た（製造例２、４参照）。

【００７０】一方、金型装置の嵌め込み溝が深すぎる
と、加硫発泡処理時の金型は固定されて作業性は良好で
あるが、発泡の際に端部の膨出が抑制されるため、端部
での発泡、導電性が不均一となり、長手方向の導電性の
ばらつきが大きくなった（製造例３参照）。

【００７１】また、金型装置の嵌め込み溝が好適で、芯
軸が円筒金型の中心線上に位置する場合であっても、割
れ型タイプの円筒金型を用いた場合、割れ線部分で発泡
の際にゴムの流れが変わり、電気抵抗が小さくなった結
果、周方向の導電性のばらつきが大きくなった（製造例
５参照）。

【００７２】さらに、金型装置の嵌め込み溝が好適で、
芯軸が円筒金型の中心線上に位置する場合で、しかも金
型の両端が開口しているために、加硫発泡処理による発
泡部分が膨出できる場合であっても、２種類のゴムのＳ
Ｐ値差が小さい場合には、海−島構造を採らないため、
導電性充填剤の量が同じであれば電気抵抗が高くなって
しまう（製造例８参照）。

【００７３】また、ＳＰ値が低い方のゴム（ＥＰＤＭ）
が多い製造例６では、、導電性充填剤が含まれないため
に電気抵抗が高くなるＥＰＤＭが海部となるため、全体
としての電気抵抗が高くなった。この場合、導電性充填
剤であるカーボンブラック量を増加することにより電気
抵抗を下げることも考えられるが、硬度が高くなるとと
もに、抵抗のバラツキも増大することになる。

【００７４】一方、２種類のゴムのＳＰ値差が１．１５
以上で海−島構造をとることができ、しかも、本実施態
様で示すように、嵌め込み溝が好適で、芯軸が円筒金型
の中心線上に位置し、しかも加硫発泡の際の発泡部分の
膨出が容易な金型装置を用いた場合には、発泡具合が均
一で、硬度が３８以下で、周方向及び長手方向いずれの
導電性も均一性に優れた導電性発泡ゴムローラを得るこ
とができた（製造例１、７参照）。

【００７５】

【発明の効果】本発明の導電性発泡ゴムローラは、導電
性、発泡の均一性に優れていて、しかもブリード等が問
題となる程の可塑剤を含有させなくても硬すぎるという
ことはないので、高速搬送使用されても搬送ずれや感光
体の摩耗が少なくて済み、形成画像の乱れも少ない。

【００７６】さらに、両面開口タイプで割れ線のない円
筒金型を用いているので、導電性のばらつきが大きくな
る傾向にある両端部、すなわち円筒金型からの膨出部を
切断除去するだけで済むので、製造に際しての金型コス
トが従来よりも安価で済み、しかも作業性が優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】芯軸入りゴム円筒体の一実施例の構成を示す図
である。

【図２】芯軸入りゴム円筒体の他の実施例の構成を示す
図である。

【図３】本発明に用いられる金型装置の一実施形態の構
成を示す分解斜視図である。

【図４】図３に示す金型装置に、芯軸入りゴム円筒体を
装填した場合の組立て斜視図である。

【図５】加硫発泡により、円筒金型両端開口部からゴム
ローラが膨出した状態を示す図である。

【図６】嵌め込み溝と円筒金型との関係を説明するため
の図である。

【図７】導電性の均一性評価の方法を説明するための図
である。

【符号の説明】

１ 円筒状ゴム組成物 ２ 芯軸 ３ シート状ゴム組成物 ４ 金型装置 ５ 芯軸入りゴム円筒体 １０ 膨出部 ４１ 基台 ４２ａ 嵌め込み溝 ４３ 端壁 ４４ 円筒金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３ Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３ 21/10 21/00 ３１０ (56)参考文献 特開 平８−303449（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−175316（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−312848（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−121014（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92775（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−2353（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 13/00 B41J 13/076 G03G 15/00 510 G03G 15/02 101 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＳＰ値の異なる２種類のゴムＡ及びゴム
   Ｂと、導電性充填剤と、発泡剤と、加硫剤とを含有し、
   ＳＰ値が低い方のゴムＢのＳＰ値（Ｂ_SP）に対するＳＰ
   値が高い方のゴムＡのＳＰ値（Ａ_SP）の比率（Ａ_SP／Ｂ
   _SP）が１．１５以上で、且つ前記ゴムＡと前記ゴムＢと
   の重量配合比率（Ａ_w／Ｂ_w）が４〜１であるゴム組成物
   を調製し、 芯軸に前記ゴム組成物を外装して芯軸入りゴム円筒体と
   し、 両端が開口し且つ厚みｔ、内径ｒの円筒金型内に前記芯
   軸入りゴム円筒体を挿通するともに、下記式を満足する
   溝幅寸法ｍを有する嵌込み溝が凹設され且つ前記芯軸入
   りゴム円筒体の軸を支持する支持部を有する基台に、前
   記円筒金型をセットすることにより、前記芯軸入りゴム
   円筒体の芯軸を前記円筒金型の中心線上に位置させて、
   前記ゴム組成物を加硫発泡させることを特徴とする導電
   性発泡ゴムローラの製造方法。０＜ｍ≦２×（ｔ ² ＋２ｒｔ） ^1/2
2. 【請求項２】 ＳＰ値の異なる２種類のゴムＡ及びゴム
   Ｂと、導電性充填剤と、発泡剤と、加硫剤とを含有し、
   ＳＰ値が低い方のゴムＢのＳＰ値（Ｂ _SP ）に対するＳＰ
   値が高い方のゴムＡのＳＰ値（Ａ _SP ）の比率（Ａ _SP ／Ｂ
   _SP ）が１．１５以上で、且つ前記ゴムＡと前記ゴムＢと
   の重量配合比率（Ａ _w ／Ｂ _w ）が４〜１であるゴム組成物
   を調製し、 芯軸に前記ゴム組成物を外装して芯軸入りゴム円筒体と
   し、 両端が開口し且つ 厚みｔ、内径ｒの円筒金型内に前記芯
   軸入りゴム円筒体を挿通するともに、下記式を満足する
   溝幅寸法ｍを有する嵌込み溝が凹設され且つ前記芯軸入
   りゴム円筒体の軸を支持する支持部を有する基台に、前
   記円筒金型をセットすることにより、前記芯軸入りゴム
   円筒体の芯軸を前記円筒金型の中心線上に位置させて、
   前記ゴム組成物を加硫発泡させる導電性発泡ゴムローラ
   の製造方法であって、 アスカーＣ硬度が４０以下で、加硫発泡面の長手方向及
   び周方向夫々の電気抵抗Ｒの対数ＬｏｇＲの最大値と最
   小値との差（ΔＬｏｇＲ）が０．４未満の導電性発泡ゴ
   ムローラを得る 製造方法。 ０＜ｍ≦２×（ｔ²＋２ｒｔ）^1/2