JP3346970B2 - ゴムロール、ゴム組成物、及び画像形成装置 - Google Patents

ゴムロール、ゴム組成物、及び画像形成装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムロールに関
し、さらに詳しくは、電子写真複写機などの画像形成装
置において、感光体（像担持体または感光ドラムともい
う）と接触して配置される現像ロールや帯電ロールなど
として好適なゴムロールに関する。また、本発明は、こ
のようなゴムロールを備えた画像形成装置、及びゴムロ
ールのゴム層を形成するのに好適なゴム組成物に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真現像方式における乾式現
像法として、キャリヤとトナー（現像剤）とを混合した
二成分現像剤を用いる二成分現像法と、磁性または非磁
性一成分現像剤を用いる一成分現像法とが、一般的な方
法として知られている。二成分現像法は、大型かつ複雑
な画像形成装置を必要とし、しかもキャリヤとトナーと
の混合比を制御する必要がある。このため、最近の小型
複写機や小型プリンターでは、キャリヤを必要としない
一成分現像法が採用されている。一成分現像法の中で
も、磁石を画像形成装置内に持たない非磁性一成分現像
法は、画像形成装置の小型化、低価格化、カラー化など
が可能であるため、近年、この技術分野において、多く
の改良提案がなされている。
【０００３】電子写真複写機などの画像形成装置におい
ては、通常、帯電、露光、現像、転写、定着、及びクリ
ーニングの各工程によって、画像形成が行われている。
すなわち、画像形成装置においては、感光体を一様かつ
均一に帯電する帯電工程、露光により感光体上に静電潜
像を形成する露光工程、現像剤（トナー）によって、静
電潜像を可視像に現像する現像工程、感光体上のトナー
を転写材に転写する転写工程、転写材上のトナーを定着
する定着工程、及び転写工程後に感光体上に残留したト
ナーを清掃するクリーニング工程によって、画像を形成
している。
【０００４】非磁性一成分現像法において用いられる画
像形成装置として、例えば、図１に示すような構造のも
のが知られている。静電潜像が形成される感光体１と現
像ロール２が接触するように配置され、そして、非磁性
一成分現像剤（トナー）４が現像ロール２により搬送さ
れて、感光体上に形成された静電潜像を可視像に現像す
る。現像剤容器５側において、通常、現像剤供給ロール
６が現像ロール２に隣接して配置されている。該供給ロ
ール６は、現像ロール２と同方向に回転して、現像剤容
器内に貯蔵されているトナー４を現像ロール２の表面に
塗布する。現像ロール２の表面には、現像ブレード３な
どの現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材の先端
が圧接するように配置されており、トナーが現像ロール
２上に均一な層厚の薄層として塗布されるようになって
いる。このような感光体と現像ロールが接触する構造の
画像形成装置には、各種のタイプのものが開発されてい
る。最近では、カートリッジ化されたものも広範に使用
されるようになっている。トナーカートリッジの中に
は、現像ロール、現像ブレード、及び供給ロールが組み
込まれたタイプのものがある。
【０００５】各種タイプの画像形成装置の中でも、帯電
ロールを用いて感光体を帯電させる方式が注目されてい
る。従来より、感光体の帯電工程では、一般にコロナ放
電によって帯電が行われていた。しかし、コロナ放電に
よる帯電方式では、高電圧の印加による危険とコスト高
に加えて、オゾンなどの有害物質が発生するという問題
があった。これに対して、帯電ロールを用いた帯電方式
では、例えば、図２に示すように、帯電ロール１６に電
圧を印加し、該帯電ロールを感光体１に接触させて、感
光体に直接電荷を与えて帯電させている。この帯電方式
によれば、オゾン発生のおそれは解消される。転写工程
においても、転写ロール１９を用いて、該転写ロールに
トナーと逆極性の電圧を印加して電界を発生させ、該電
界の静電気力によって感光体上のトナーを転写材に転写
する方式が提案されている。
【０００６】転写工程の後、感光体上に残留するトナー
は、図１に示すように、通常、クリーニングブレード７
などのクリーンニング装置によって除去される。これに
対して、最近では、図２に示すように、クリーニング工
程を省略したクリーナーレス方式（クリーニングレスプ
ロセス）が提案されている。この方式では、感光体上に
残留したトナーを、帯電工程を通過した後、帯電された
感光体の表面電位と現像バイアスの差異によって、静電
気力で現像装置に吸引して回収する。現像装置として
は、現像ロール２が感光体１に接触する構造のものが用
いられる。すなわち、現像ロール２には、その芯金を通
じてバイアス電圧が印加され、現像と同時に残留トナー
の回収（クリーニング）が行われる。
【０００７】このような感光体と現像ロールが接触する
構造の画像形成装置では、現像ロールとして、一般に、
ロール状基材（金属製の回転軸など）の表面にゴム層が
形成された構造のゴムロールが使用されている。帯電ロ
ールを用いた画像形成装置においても、帯電ロールとし
て、ゴムロールが使用されている。このような画像形成
装置では、感光体とゴムロールとが常時接触しているの
で、ゴムロールによる感光体の汚染を防止する必要があ
る。特に装置の小型化に伴って、汚染され易い有機感光
体（以下、「ＯＰＣ感光体」という）が使用されるよう
になってきているため、汚染防止がより重要な課題とな
っている。
【０００８】ところで、現像性を高く維持するには、現
像ロールと感光体との接触面積を大きくする必要があ
る。感光体に良好な帯電性を付与するには、帯電ロール
と感光体との接触面積を大きくする必要がある。接触面
積を大きくするには、これらのゴムロール表面の硬度を
低くしなければならない。また、これらのゴムロールに
必要なバイアス電圧を印加するには、ゴムロールの電気
抵抗を低くしなければならない。しかも、ゴムロールに
は、電気抵抗の環境依存性が小さく、安定した低電気抵
抗性を有することが求められている。これらのゴムロー
ルは、感光体との接触により変形を受けるが、それによ
って永久変形するのを防止しなければならない。このよ
うに、現像ロールや帯電ロールなどの感光体と接触して
用いられるゴムロールには、多くの特性が要求されてい
る。
【０００９】従来より、現像ロール等に対するこれらの
要求に対して、様々な研究・提案がなされている。例え
ば、現像ロール表面の電気抵抗を下げるために、高電気
抵抗シリコーンゴムに導電性シリコーンゴム粒状物を配
合したゴム組成物によりゴム層を形成することが提案さ
れている（特開昭６３−２５１４６４号公報）。シリコ
ーンゴムに、界面活性剤で処理したカーボンブラックを
配合したゴム組成物を使用することも提案されている
（特開平２−２５５７６９号公報）。しかしながら、シ
リコーンゴムを使用することにより、ゴム層の硬度を低
下させることはできるものの、電気抵抗を充分な程度に
まで低下させることは困難である。
【００１０】また、プロピレンオキサイド（エチレンオ
キサイドを併用する場合はプロピレンオキサイドと同量
以下で使用）、エピクロロヒドリン、及びエチレン性不
飽和エポキシドからなる共重合体ゴム（特開平１−２１
９７７５号公報）や、プロピレンオキサイドとエピクロ
ロヒドリンとからなる共重合体ゴム（特開平１−２４１
５７８号公報）などは、電気抵抗及び硬度が低いゴムで
あるとされているものの、いずれの特性についても、現
像ロールや帯電ロールなどのゴムロールに要求される水
準には達しておらず、感光体への汚染問題も解決されな
い。
【００１１】最近、第一層にポリノルボルネンとエチレ
ン・プロピレン共重合体との混合物にオイルとカーボン
ブラックを配合した組成物を、第二層にエチレンオキサ
イドとエピクロロヒドリンとの共重合体ゴムを、そし
て、第三層にＮ−メトキシメチル化ナイロン樹脂を積層
した現像ロールが提案されている（特開平２−３１１８
７１号公報）。しかし、このような積層構造体は、その
製造行程が複雑である。しかも、カーボンブラックのよ
うな導電性粒子を多量に配合することにより、電気抵抗
値を低下させる方法は、混練条件により導電性粒子の分
散状態が変動するため、電気抵抗値が一定しないという
問題があった。また、導電性粒子を多量に配合すると、
ゴムロールの表面硬度が高くなりすぎる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、感光
体汚染がなく、電気抵抗の環境依存性が小さく、安定し
た低電気抵抗性を有し、かつ、低硬度のゴムロールを提
供することにある。より具体的に、本発明の目的は、感
光体上の静電潜像を現像剤により可視像に現像する画像
形成装置において、感光体と接触して配置される現像ロ
ールや帯電ロールなどとして好適に使用できるゴムロー
ルを提供することにある。本発明の他の目的は、このよ
うなゴムロールの表面層を形成するのに好適なゴムロー
ル用ゴム組成物を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、前記の如き特性を有するゴムロールを備え
た画像形成装置を提供することにある。
【００１３】本発明者らは、前記従来技術の問題点を克
服するために鋭意研究した結果、それぞれ特定のアルキ
レンオキサイドとエピハロヒドリンとエチレン性不飽和
エポキシドとからなる共重合体ゴムと不飽和ゴムとのブ
レンドゴムを加硫した加硫ゴムにより、ゴム層を形成し
たゴムロールが、上記目的を達成できることを見いだし
た。加硫剤としては、硫黄系加硫剤または過酸化物が良
好な加硫特性を示し、かつ、感光体を汚染することがな
いため好ましい。本発明は、これらの知見に基づいて完
成するに至ったものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、ロール状基材の表面層がゴム層により形成された構
造のゴムロールにおいて、該ゴム層が、 （１）エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの
モル比１０：９０〜９０：１０での組み合わせからなる
アルキレンオキサイド２８〜７０モル％、エピクロロヒ
ドリン２８〜７０モル％、及びアリルグリシジルエーテ
ル２〜１５モル％ を共重合して得られる共重合体ゴム
（Ａ）３０〜９０重量％、及び （２）アクリロニトリル・ブタジエン共重合体ゴム（Ｎ
ＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム
（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・
ブタジエン・イソプレン共重合体ゴム（ＮＢＩＲ）、ス
チレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、及びＮＢ
Ｒの部分水素添加物からなる群より選ばれる少なくとも
一種の不飽和ゴム（Ｂ）１０〜７０重量％を含有するゴ
ム成分を、硫黄系加硫剤または過酸化物によって加硫し
た加硫物からなる硬度（ＪＩＳ Ｋ−６２５３）４０〜
６０のゴム層であることを特徴とするゴムロール が提供
される。
【００１５】また、本発明によれば、感光体と現像ロー
ルが接触して配置され、現像ロール表面に均一に塗布さ
れた非磁性一成分現像剤によって感光体上に形成された
静電潜像が可視像に現像される構造の画像形成装置にお
いて、現像ロールが前記のゴムロールであることを特徴
とする画像形成装置が提供される。
【００１６】さらに、本発明によれば、エチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドとのモル比１０：９０〜９
０：１０での組み合わせからなるアルキレンオキサイド
２８〜７０モル％、エピクロロヒドリン２８〜７０モル
％、及びアリルグリシジルエーテル２〜１５モル％を共
重合して得られる共重合体ゴム（Ａ）３０〜９０重量
％、及びアクリロニトリル・ブタジエン共重合体ゴム
（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴ
ム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、アクリロニトリル
・ブタジエン・イソプレン共重合体ゴム（ＮＢＩＲ）、
スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、及びＮ
ＢＲの部分水素添加物からなる群より選ばれる少なくと
も一種の不飽和ゴム（Ｂ）１０〜７０重量％とを含有す
るゴム成分１００重量部に対して、硫黄系加硫剤または
過酸化物からなる加硫剤（Ｃ）を０．１〜５重量部の割
合で配合してなることを特徴とするゴムロール用ゴム組
成物が提供される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。共重合体ゴム（Ａ） 本発明において用いられる（Ａ）成分の共重合体ゴム
は、アルキレンオキサイド２８〜７０モル％、エピクロ
ロヒドリン２８〜７０モル％、及びアリルグリシジルエ
ーテル２〜１５モル％を共重合して得られる共重合体ゴ
ムである。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドとを組み合わせて使用
する。エチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサ
イド（ＰＯ）の比（ＥＯ：ＰＯ）は、１０：９０〜９
０：１０（モル比）の割合である。ＥＯ／ＰＯのモル比
は、１以上であることが好ましい。共重合体ゴム（Ａ）
中のアルキレンオキサイドの共重合割合が７０モル％を
超えると吸湿性が高くなったり、あるいは電気抵抗の環
境依存性が大きくなり、逆に、この割合が２８モル％よ
り少ないと硬度が高くなり、いずれの場合も実用上好ま
しくない。アルキレンオキサイドの共重合割合は、好ま
しくは３５〜６５モル％、より好ましくは４０〜６０モ
ル％である。
【００１８】エピハロヒドリンとしては、エピクロロヒ
ドリンが用いられる。共重合体ゴム（Ａ）中のエピクロ
ロヒドリンの共重合割合が７０モル％を超えると電気抵
抗が高くなり、逆に、この割合が２８モル％より少ない
と吸湿性が高くなったり、あるいは電気抵抗の環境依存
性が大きくなり、いずれも実用上好ましくない。エピク
ロロヒドリンの共重合割合は、好ましくは３０〜６５モ
ル％、より好ましくは３５〜６０モル％である。
【００１９】エチレン性不飽和エポキシドとしては、ア
リルグリシジルエーテルが用いられる。アリルグリシジ
ルエーテルを共重合することにより、硫黄系加硫剤（硫
黄または硫黄供与体）または過酸化物による加硫が可能
になり、熱軟化劣化性や耐動的オゾン性が改良される。
共重合体ゴム（Ａ）中のアリルグリシジルエーテルの共
重合割合が１５モル％を超えると、熱による硬化劣化を
生じてゴム弾性を失い、脆くなる。この共重合割合が２
モル％より少ないと加硫が困難となる。また、アリルグ
リシジルエーテルの共重合割合が上記範囲外であると、
平滑なゴムシートを得ることができないか、困難であ
る。アリルグリシジルエーテルの共重合割合は、好まし
くは３〜１０モル％である。
【００２０】不飽和ゴム（Ｂ） 本発明において用いられる（Ｂ）成分の不飽和ゴムは、
分子中に不飽和結合を有するゴムである。分子中の不飽
和結合の量は、ヨウ素価で評価したときに、通常、３〜
５００、好ましくは５〜３５０である。このようなゴム
の具体例としては、アクリロニトリル・ブタジエン共重
合体ゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン共
重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、アクリロ
ニトリル・ブタジエン・イソプレン共重合体ゴム（ＮＢ
ＩＲ）、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢ
Ｒ）、及びＮＢＲの部分水素添加物が挙げられる。特に
好ましいゴムは、ＮＢＲ及びＮＢＲの部分水素添加物
（水添ＮＢＲ）である。これらの不飽和ゴムは、それぞ
れ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。
【００２１】加硫剤（Ｃ） 本発明では、共重合体ゴム（Ａ）と不飽和ゴム（Ｂ）と
を含むゴム組成物を加硫する加硫剤として、硫黄系加硫
剤または過酸化物を使用することが好ましい。感光体汚
染防止や画像特性などの観点からは、過酸化物が好まし
い。これらの加硫剤を使用することにより、加硫ゴムか
らなるゴムロール表面のゴム層が感光体を汚染するのを
防止することができる。硫黄系加硫剤としては、ジエン
系ゴムの加硫に通常使用されている硫黄及び硫黄供与体
を挙げることができる。硫黄供与体としては、例えば、
モルホリンジスルフィド、テトラメチルチウラムジスフ
ィドなどのチウラム化合物などを挙げることができ、過
酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、
２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−２，５−ジメチル
ヘキサン、ベンゾイルパーオキサイドなどが挙げられ
る。
【００２２】また、過酸化物による加硫効率を大きくす
るために架橋助剤を用いてもよい。架橋助剤としては、
マレイミド化合物が好適であり、具体的にはマレイミ
ド、フェニレンビスマレイミドなどが挙げられる。マレ
イミド化合物以外に、アクリレート系やメタクリレート
系の多官能性モノマーなどを用いてもよい。加硫剤とし
て、硫黄系加硫剤や過酸化物以外の加硫剤、例えば、チ
オウレア系やアミン系などの化合物を用いると、ゴムロ
ールの加硫ゴム層による感光体に対する汚染が生じ易く
なる。
【００２３】ゴム組成物 共重合体ゴム（Ａ）は、ゴム成分〔（Ａ）＋（Ｂ）〕
中、３０〜９０重量％、好ましくは３５〜８０重量％の
割合で使用する。不飽和ゴム（Ｂ）は、ゴム成分中、１
０〜７０重量％、好ましくは２０〜６５重量％の割合で
使用する。不飽和ゴム（Ｂ）を配合すると、ゴム配合物
の混練時間が大幅に短縮されるなど、加工性が顕著に向
上する。
【００２４】加硫剤として使用する硫黄系加硫剤または
過酸化物は、ゴム成分〔（Ａ）＋（Ｂ）〕１００重量部
に対して、通常、０．１〜５重量部、好ましくは０．２
〜３重量部、より好ましくは０．３〜２重量部の割合で
使用する。本発明のゴム組成物には、必要に応じて、導
電性付与剤、補強剤、充填剤、老化防止剤等の通常のゴ
ム配合剤を適宜混合することができる。本発明のゴム組
成物は、前記各成分をロールやバンバリーミキサーなど
のような通常の混合機を用い混合することにより得るこ
とができる。
【００２５】ゴムロールの成形と表面処理 本発明のゴム組成物を用いて、所望の形状の成形体を得
るには、該ゴム組成物を金型等に入れ、通常、１００〜
２５０℃に加熱して、加硫すればよい。ゴムロールを成
形するには、金属製の回転軸などのロール状基材を芯金
としてロール金型内に入れ、そこにゴム組成物を入れ
て、芯金の周囲にロール状に賦形し、次いで、加熱して
加硫すればよい。加硫成形後、得られたゴムロールは、
表面の摩擦抵抗を下げたり、粘着力を低減するために、
表面処理を行うことが好ましい。ゴムロールの表面処理
を行うには、通常、研摩材を用いて表面を適度に研摩し
た後、後述するような表面処理を行う。
【００２６】ゴムロールの表面処理法としては、紫外線
照射、オゾン曝露、反応性シリコーン化合物の塗布、及
び反応性フッ素化合物の塗布等の方法が挙げられる。こ
のような表面処理により、ゴムロール表面の摩擦抵抗を
下げ、感光体に対する粘着力を低減することができ、そ
の結果、感光体への汚染をより効果的に防止することが
できる。紫外線放射による表面処理法としては、例え
ば、波長２００〜４５０ｎｍの紫外線ランプの周りに処
理するゴムロールを回転させて、１〜１０分間、紫外線
を照射する方法が挙げられる。紫外線ランプとしては、
例えば、ランプ出力８０Ｗ／ｃｍ、定格電力４０００Ｗ
のものが好ましく使用することができる。
【００２７】オゾン曝露による表面処理法としては、例
えば、オゾン濃度１０〜３０ｐｐｈｍ（×１０-2）、温
度３５〜４５℃の雰囲気下に、ゴムロールを０．５〜２
時間程度放置する方法が挙げられる。反応性シリコーン
化合物の塗布による表面処理法としては、例えば、末端
にイソシアナートを導入したシリコーン化合物を用い、
酢酸エチルなどの溶媒に該シリコーン化合物を１〜１０
重量％程度の濃度で溶解させた溶液をゴムロール表面に
塗布後、風乾し、次いで、約８０〜１２０℃で３０分間
から２時間程度熱処理する方法が挙げられる。反応性フ
ッ素化合物の塗布による表面処理法としては、例えば、
末端にイソシアナートを導入したフッ素化合物を用い、
酢酸エチルなどの溶媒に該フッ素化合物を１〜１０重量
％程度の濃度で溶解させた溶液をゴムロール表面に塗布
後、風乾し、次いで、約８０〜１２０℃で３０分間から
２時間程度熱処理する方法が挙げられる。これら表面処
理法の内、紫外線照射によるものが操作が簡単であるた
め特に好適である。
【００２８】本発明のゴムロールにおけるゴム層の電気
抵抗（体積固有抵抗）は、低温・低湿のＬＬ条件（１０
℃×２０％ＲＨ）下で、通常、１×１０6〜１×１０11
Ω・ｃｍ、好ましくは５×１０6〜１×１０10Ω・ｃｍ
である。この電気抵抗値が低すぎると、帯電がリーク
し、逆に、高すぎると、現像剤（トナー）が付着しにく
くなり、ともに可視像が不鮮明になりやすい。また、低
温・低湿のＬＬ条件で測定した電気抵抗値（ａ）と高温
・高湿のＨＨ条件（３５℃×８０％ＲＨ）下で測定した
電気抵抗値（ｂ）との比（ａ／ｂ）は、０．１〜１０以
内にあることが好ましい。
【００２９】また、本発明のゴムロールのゴム層の吸湿
性は、多くの場合、０．１〜０．５の範囲にある。本発
明のゴムロールのゴム層の硬度（ＪＩＳ Ｋ−６２５
３）は、４０〜６０、好ましくは４０〜５５である。ゴ
ム層の硬度が高すぎると、感光体との接触面積が小さく
なり、また、感光体を傷つけるおそれが生じる。本発明
のゴムロールは、画像形成装置において、現像ロールや
帯電ロールとして感光体と接触して使用しても、感光体
汚染を生じることがなく、優れた画像特性を示す。
【００３０】画像形成装置 本発明のゴムロールは、感光体上の静電潜像を現像剤
（トナー）により可視像に現像する画像形成装置におい
て、感光体と接触して配置される現像ロールまたは帯電
ロールとして好適である。画像形成装置としては、感光
体と現像ロールが接触して配置され、現像ロール表面に
均一に塗布された非磁性一成分現像剤によって感光体上
に形成された静電潜像が可視像に現像される構造の画像
形成装置が挙げられる。このような画像形成装置として
は、例えば、図１及び図２に示されるものが挙げられ
る。図１に示す画像形成装置では、現像ロール２の表面
に、現像ブレード３などの現像剤の層厚を規制する現像
剤層厚規制部材の先端が現像ロール２の外面に摺接する
ように配置されている。また、現像ロール２の外面にト
ナーを良好に付着させるのを補助するために、現像剤供
給ロール６を現像ロール２に近接して回転自在に配置し
てもよい。供給ロール６及び現像ブレード３の作用によ
り、現像ロール２上に、トナーが均一な層厚の薄層とし
て塗布されるようになっている。
【００３１】このような画像形成装置では、現像ロール
２が回転自在に配置され、かつ、トナー４が収容される
現像剤容器５からなる現像装置を備えている。トナー
は、攪拌棒１４により攪拌され、均一に分散される。感
光体１の表面は、チャージャー線９により帯電させられ
る。帯電した感光体１は、露光手段からの光信号または
光画像１０により露光され、その表面に静電潜像が形成
される。現像ロール２の外面に塗布されたトナーの一部
は、感光体１上に形成された静電潜像に対応した所定の
パターンで、選択的に感光体１上に移動することによ
り、感光体１上に可視像（トナー像）が形成される。こ
の可視像は、転写チャージャー線１１の作用により、転
写紙などの転写材１３上に転写され、定着ロール１２に
よる熱融着などの方法により定着される。現像ロール２
のロール状基材（芯金）は、バイアス電圧が印加できる
ように構成することが好ましい。反転現像方式の場合に
は、現像ロール２の芯金に、感光体上の静電潜像と同じ
極性のバイアス電圧が印加される。感光体１は、通常、
ドラム状に形成される。転写材１３は、例えば、紙やＯ
ＨＰシートなどである。転写工程の後、感光体１上に残
留するトナーは、クリーニングブレード７により除去さ
れ、廃トナーボックス８に集められる。
【００３２】図２に示す画像形成装置では、帯電ロール
１６と感光体１とが接触するように配置され、電源１８
から帯電ロールの芯金１７を通じて電圧が印加されるよ
うになっており、これによって、感光体１の表面を帯電
させる。レーザー光原などを用いた露光手段１５により
露光し、帯電した感光体１の表面に静電潜像を形成させ
る。この静電潜像は、現像ロール２上に塗布されたトナ
ーにより可視像に現像される。この可視像は、転写ロー
ル１９を用いて転写材１３上に転写される。電源２１か
ら転写ロール１９の芯金２０を介してトナーとは逆極性
の電圧を印加して、転写ロール１９と感光体１上のトナ
ーとの間に電界を発生させるようにしてある。この電界
の静電気力によって、感光体１上のトナーは、転写材１
３上に転写される。転写工程の後、感光体１上に残留す
るトナーは、クリーニング装置を用いて除去してもよい
が、図２には、いわゆるクリーナーレス方式の画像形成
装置が示されている。クリーナーレス方式では、感光体
１上に残留するトナーは、帯電工程を通過した後、帯電
された感光体１の表面電位と現像バイアスとの差異によ
って、静電気力により現像装置に吸引される。現像ロー
ル２には、その芯金を通じてバイアス電圧が印加できる
ように構成されている。
【００３３】本発明に係る画像形成装置は、感光体の周
囲に、感光体の表面を一様かつ均一に帯電させる帯電装
置と、均一に帯電された感光体の表面に静電潜像を書き
込むレーザ装置などからなる露光装置（潜像形成装置）
と、前記現像装置と、現像された可視像を転写紙などに
転写する装置とを有することが好ましい。前記転写装置
と帯電装置との間には、感光体の表面に付着している余
分な現像剤を取り除くクリーニング装置を配置してもよ
い。クリーニング装置は、通常、ブレードまたはロール
で構成されている。なお、現像と同時にクリーニングを
行う場合には、このクリーニング装置は必ずしも必要で
ない。
【００３４】現像剤 本発明の画像形成装置に用いることができる現像剤は、
特に限定されないが、通常、非磁性一成分現像剤が使用
され、特に以下に示す現像剤が好ましい。即ち、本発明
の画像形成装置に用いることができる好ましい現像剤
は、体積平均粒径（ｄｖ）が通常３〜１５μｍ、好まし
くは５〜１０μｍの範囲であり、体積平均粒径（ｄｖ）
と個数平均粒径（ｄｎ）との比（ｄｖ／ｄｎ）が通常
１．０〜１．４の範囲にある球形の非磁性一成分現像剤
である。この現像剤は、粒子の絶対最大長を直径とした
円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で割っ
た値（Ｓｃ／Ｓｒ）が通常１．０〜１．３の範囲で、か
つ、ＢＥＴ法による比表面積（Ａ）［ｍ2／ｇ］、個数
平均粒径（ｄｎ）［μｍ］及び真比重（Ｄ）の積（Ａ×
ｄｎ×Ｄ）が５〜１０の範囲にある実質的に球形である
ことがより好ましい。さらには、現像剤の帯電量（Ｑ）
［μｃ／ｇ］と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）が８０〜
１５０の範囲にあることが好ましい。球形現像剤として
は、コアが軟質樹脂で、シェルが硬質樹脂からなるカプ
セル型トナー、あるいはカラートナーなども含まれる。
【００３５】このような球形の非磁性一成分現像剤は、
例えば、ビニル系単量体と着色剤を含む均一混合液を懸
濁重合法により重合させることにより得ることができ
る。具体的な懸濁重合法としては、例えば、ビニル系単
量体、着色剤、重合開始剤、所望により各種添加剤など
を含む混合物をボールミル等で均一に分散させて均一混
合液を調製し、次いで、この均一混合液を高剪断撹拌に
より水中に微細化した液滴粒子として分散させた水分散
液として、通常、３０〜２００℃の温度で懸濁重合する
方法が挙げられる。非磁性一成分現像剤には、帯電性、
導電性、流動性、あるいは感光体または定着ローラへの
付着性を制御するための添加剤を内添もしくは外添させ
ることができる。このような添加剤として、例えば、低
分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、各種ワ
ックス、シリコーンオイル等の離型剤；カーボンブラッ
ク、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セ
リウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末；等が挙げられ
る。
【００３６】
【実施例】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。なお、電気抵抗、水
分吸湿（吸湿性）、硬度、ＯＰＣ感光体汚染、画像特性
（印字濃度、カブリ、ＯＰＣ感光体汚染）などに関する
特性は、以下の方法により測定した。
【００３７】〈電気抵抗〉 ２ｍｍ厚のゴムシートをガイドリング付き電極に挟ん
で、直流５００Ｖの電圧を印加して電気抵抗を測定し
た。環境条件は、低温・低湿のＬＬ条件（１０℃×２０
％ＲＨ）と高温・高湿のＨＨ条件（３５℃×８０％Ｒ
Ｈ）の２条件で実施した。ＬＬ条件とＨＨ条件とにおけ
る電気抵抗の差が１オーダー以内であると、環境依存性
が小さく良好である。
【００３８】〈水分吸湿〉 ２ｍｍ厚のゴムシートを２０ｍｍ幅×５０ｍｍ長の短冊
に打ち抜き、予め天秤で０．１ｍｇまで精秤しておく。
その後、３５℃×８０％ＲＨの環境下で７２時間放置
し、再度重量を測定する。重量増加分を元の重量で割っ
て１００倍し、増加率（％）を吸湿性の尺度とした。吸
湿性は、小さい方がよい。 〈硬度〉 硬度は、ＪＩＳ Ｋ−６２５３の規定に従って測定し
た。
【００３９】〈ＯＰＣ感光体汚染〉 ２ｍｍ厚のゴムシートを２０ｍｍ幅×５０ｍｍ長の短冊
に打ち抜き、市販ＯＰＣ感光体に張り付け、５０℃×８
０％ＲＨの環境下に３週間放置し、ＯＰＣ感光体汚染の
有無を評価した。 ◎：３週間後まで汚染は認められない。 ○：２週間後まで汚染は認められない。 ×：２週間前に汚染が認められる。
【００４０】〈画像特性〉 図１に示す画像形成装置を用いて連続印字を行い、印字
濃度、感光体上のカブリの大きさ、ＯＰＣ感光体汚染
（クリーニングブレードにおける現像剤付着による現像
剤のフィルム化が原因）を目視で観察して評価した。 印字濃度 印字濃度（ＩＤ）の評価は、マクベス反射濃度計を用
い、「黒ベタ部」を測定することにより行った。画像特
性は、次の２段階で評価した。 ○：２万枚連続印字を行っても印字濃度が高い（印字濃
度は１．３超過）。 ×：２万枚連続印字を行うと画像がかすれ、印字濃度が
低くなる（印字濃度は１．３未満）。 感光体上のカブリの大きさ カブリの評価は、次の４段階で行った。 ◎：３万枚連続印字を行ってもカブリが発生しない。 ○：２万枚連続印字を行ってもカブリが発生しない。 △：２万枚連続印字を行うと、カブリが発生するが、目
だたない程度である。 ×：２万枚連続印字を行うと、カブリがかなり発生し、
目だつ。 耐圧縮性 ゴムロールを市販ＯＰＣ感光体に押し付け、５０℃×８
０％ＲＨの環境下に３週間放置し、押し付けによるロー
ルの変形が押し付け解除後に復帰するか否かを観察し評
価した。 ◎：３週間後まで原形状に復帰する。 ○：２週間後まで原形状に復帰する。 ×：２週間前に原形状に復帰し難くなる。 ＯＰＣ感光体汚染 ◎：３万枚印字してもＯＰＣ感光体汚染による影響が無
い。 ○：２万枚印字してもＯＰＣ感光体汚染による影響が無
い。 ×：２万枚印字する途中でＯＰＣ感光体汚染による白い
すじが発生する。
【００４１】［実施例１〜７、比較例１〜１１］ エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エピクロ
ロヒドリン、及びアリルグリシジルエーテルを、有機ア
ルミニウム化合物系触媒を用いて、常法の溶液重合法に
より重合し、表１〜２に示す共重合組成の共重合体ゴム
を製造した。これらの共重合体ゴムに、表１〜２に示す
不飽和ゴムを加え、これらのゴム成分１００重量部に対
して、炭酸カルシウム２０重量部を添加し、さらに表１
〜２に示す加硫系、及びその他の添加剤を加えてゴム組
成物を調製した。
【００４２】共重合体ゴムの組成、及び各成分の配合割
合を表１〜２に示す。なお、表１〜２において、共重合
体ゴムの組成は、各共重合成分のモル％で示し、共重合
体ゴムと不飽和ゴムとのブレンド比は、各ゴム成分の重
量％で示し、加硫系及びその他の添加剤の配合割合は、
ゴム成分１００重量部に対する重量部で表した。前記の
各実施例及び比較例で得られたゴム組成物をロールで混
練し、シート状に成形して、１５５℃で３０分間加硫
し、厚さ２ｍｍの加硫ゴムシートを得た。得られた各加
硫ゴムシートの電気抵抗、水分吸湿量（吸湿性）、硬
度、ＯＰＣ感光体汚染、及び耐圧縮性について、それぞ
れ前記方法により評価した。また、各ゴム組成物の混練
時間の測定結果も合わせて示した。この結果を表１及び
表２に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】 （＊１）ＮＢＲ：アクリロニトリル量３３重量％、ヨウ
素価２８０のアクリロニトリル・ブタジエン共重合体ゴ
ム （＊２）水添ＮＢＲ：アクリロニトリル量３６重量％、
ヨウ素価２８の水素添加アクリロニトリル・ブタジエン
共重合体ゴム （＊３）ＥＰＤＭ：三井石油化学社製 商品名「ＥＰＤ
Ｍ １０３５」、エチレン・プロピレン・シクロペンタ
ジエン共重合体ゴム （＊４）クロロプレンゴム：電気化学工業社製 商品名
「クロロプレン ＰＳ−４０」 （＊５）ＮＢＩＲ：日本ゼオン社製 商品名「ＤＮ １２
０１」、アクリロニトリル・ブタジエン・イソプレン共
重合体ゴム （＊６）ＳＢＲ：日本ゼオン社製 商品名「Ｎｉｐｏｌ
１５００」、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム （＊７）老化防止剤Ｄ：大内新興化学工業社製、アセト
ン−ジフェニルアミン反応生成物
【００４５】
【表２】 （＊１）〜（＊７）は、表１と同じ。 （＊８）老化防止剤ＮＢＣ：住友化学社製、Ｎｉ−ジブ
チル−ジチオカーバメイト
【００４６】実施例１〜７のゴム組成物を用いて得られ
た各加硫シートは、電気抵抗がＬＬ条件とＨＨ条件とで
１オーダー以内の変化しかなく、適度な電気抵抗を有
し、かつ、電気抵抗の環境依存性が小さいといえる。ま
た、これらの加硫シートは、いずれも吸湿性が低く、硬
度も適度なレベルであった。さらに、これらの加硫シー
トは、ＯＰＣ感光体汚染も特に認められなかった。しか
も、実施例１〜７のゴム組成物は、シート出しができる
までの混練時間が３０〜３５分間と短く、優れた加工性
を示した。実施例１〜７と比較例１〜２のゴム組成物に
おいて、共重合体ゴム（Ａ）として、エチレンオキサイ
ドとプロピレンオキサイドを併用し、かつ、エチレンオ
キサイドの量がプロピレンオキサイドの量より多いもの
を用いた方が、諸特性に優れていることが分かる。これ
に対して、共重合体ゴムが本発明における共重合体ゴム
（Ａ）の組成範囲から外れる場合（比較例３〜１０）
や、ゴム組成物が不飽和ゴム（Ｂ）を含まない場合（比
較例１１）の結果は、以下に詳述するとおりであり、現
像ロールとして実用的ではないことが判明した。
【００４７】エピクロロヒドリンを７０モル％を超えて
含む組成の共重合体ゴムを用いた比較例３のシートで
は、電気抵抗値及びその他の環境依存性が高く、しかも
硬度も高かった。エチレンオキサイドを７０モル％を超
えて含む組成の共重合体ゴムを用いた比較例４では、電
気抵抗の環境依存性が高く、しかも吸湿性が高かった。
アルキレンオキサイドを７０モル％を超えて含む共重合
体ゴムを用いた比較例５では、電気抵抗の値がＬＬ条件
下とＨＨ条件下とで大きく異なった。アリルグリシジル
エーテルを含まない組成の共重合体ゴムを用いた比較例
６では、平滑な加硫ゴムシートが得られなかった。アリ
ルグリシジルエーテルを１７モル％含む組成の共重合体
ゴムを用いた比較例７でも、平滑なゴムシートは得られ
なかった。したがって、比較例６及び７においては、特
性評価は行わなかった。加硫系がチオウレア系やアミン
系である比較例８〜１０では、加硫ゴムシートによるＯ
ＰＣ感光体への汚染が認められた。不飽和ゴム（Ｂ）を
添加しない比較例１１は、シート出しができるまでの混
練時間が７０分間と加工性が悪かった。
【００４８】［実施例８］ 実施例２のゴム組成物から作成した加硫ゴムシートを用
いて、各種表面処理実験を行った。加硫ゴムシートの表
面をグラインダーで研磨して表面粗さ２０μｍ以下にし
た後、ランプ出力８０Ｗ／ｃｍ、定格電力４Ｋｗ、波長
２８０ｎｍ近傍の紫外線ランプから１２ｃｍ離して、加
硫ゴムシートに紫外線を２分間照射した。また、予め芯
金を入れたロール金型に、実施例２のゴム組成物を入れ
て、１５５℃、３０分間加硫し、ゴムロールを得た。こ
のゴムロール表面を研摩して表面粗さ２０μｍ以下にし
た後、ランプ出力８０Ｗ／ｃｍ、定格電力４Ｋｗ、波長
２８０ｎｍ近傍の紫外線ランプから１２ｃｍ離して、ゴ
ムロールに紫外線を２分間照射した。なお、紫外線照射
は、ゴムロールを回転させながら行った。
【００４９】紫外線照射後、非磁性一成分現像法の画像
形成装置の現像ロールを、前記ゴムロールと交換し、体
積平均粒径（ｄｖ）が７μｍ、体積平均粒径（ｄｖ）と
個数平均粒径（ｄｖ）との比（ｄｖ／ｄｎ）が１．１、
粒子の絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子
の実質投影面積（Ｓｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）が
１．０８で、ＢＥＴ法による比表面積（Ａ）［ｍ2／
ｇ］、個数平均粒径（ｄｎ）［μｍ］及び真比重（Ｄ）
の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が７で、かつ、帯電量（Ｑ）［μ
ｃ／ｇ］と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）が１０５の実
質的に球形の非磁性一成分現像剤を用いて、画像特性
（印字濃度、感光体上のカブリの大きさ、ＯＰＣ感光体
汚染）等を評価した。結果を表３に示す。
【００５０】［実施例９］ 実施例８の紫外線照射処理を以下のオゾン曝露処理に変
えた他は実施例８と同様にしてゴムシート及び導電性ロ
ールを得た。オゾン曝露処理：オゾン濃度約２０ｐｐｈ
ｍ（×１０-8）、温度４０℃の雰囲気下で、加硫ゴムシ
ートを１時間放置した。
【００５１】［実施例１０］ 実施例８の紫外線照射処理を以下の反応性シリコーン化
合物の塗布に変えた他は実施例８と同様にしてゴムシー
ト及び導電性ロールを得た。反応性シリコーン化合物の
塗布：イソシアナートが付与されたシリコーン化合物の
１０％酢酸エチル溶液を加硫ゴムシートの表面に塗布
し、風乾後、１００℃で１時間熱処理した。
【００５２】［実施例１１］ 実施例８の紫外線照射処理を以下の反応性フッ素化合物
の塗布に変えた他は実施例８と同様にしてゴムシート及
び導電性ロールを得た。反応性フッ素化合物の塗布：イ
ソシアナートが付与されたフッ素化合物の１０％酢酸エ
チル溶液を加硫ゴムシートの表面に塗布し、風乾後、１
００℃で１時間熱処理した。前記各表面処理後の各加硫
ゴムシートをそれぞれＯＰＣ感光体の表面に張り付け、
その汚染性を評価した。その結果、未処理の加硫ゴムシ
ートを用いた場合には、１８日目にＯＰＣ感光体の表面
汚染が僅かに認められたが、表面処理後の各加硫ゴムシ
ートを用いた場合には、いずれも３週間経過後もＯＰＣ
感光体の表面汚染が認められなかった。未処理ゴムロー
ル及び各表面処理ゴムロールは、いずれも２万枚印字後
も印字初期の印字濃度を維持しており（印字濃度：
○）、カブリは殆ど認められなかった（感光体状のカブ
リの大きさ：○）。また、未処理ゴムロールを用いた場
合でも、殆どＯＰＣ感光体の表面汚染は認められず（Ｏ
ＰＣ感光体汚染：○）、表面処理後のゴムロールを用い
た場合には、いずれも全く表面汚染が認められなかった
（ＯＰＣ感光体汚染：○）。
【００５３】［実施例１２〜１６］ 実施例８で用いたゴム組成物を表３に示す処方のゴム組
成物にかえた他は実施例８と同様にしてゴムシート及び
導電性ロールを得た。その評価結果を表３に示す。
【００５４】
【表３】
【００５５】（＊１）、（＊２）及び（＊８）は、前記
と同じ。 （＊９）ジクミルパーオキサイド （＊１０）ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピル
ベンゼン （＊１１）２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−２，５
−ジメチルヘキサン 以上の結果から、本発明のゴムロールからなる現像ロー
ルは、感光体汚染がなく、安定した低電気抵抗性を有
し、電気抵抗の環境依存性が小さく、低硬度のゴムロー
ルであることが分かる。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、感光体汚染がなく、安
定した低電気抵抗性を有し、電気抵抗の環境依存性が小
さく、かつ、低硬度のゴムロールが提供される。また、
本発明によれば、このようなゴムロールの表面層を形成
するのに好適なゴム組成物が提供される。本発明のゴム
ロールは、非磁性一成分現像法に用いられる画像形成装
置において現像ロールや帯電ロールなどとして好適に使
用することができる。本発明のゴムロールは、ゴム層を
形成するゴム組成物の加硫を特に硫黄系加硫剤または過
酸化物を用いて行っているため、さらには、ゴムロール
に成形後、表面処理を行うことにより、ＯＰＣ感光体汚
染を効果的に防止することができる。本発明のゴム組成
物は、加工性に優れており、生産性向上、省エネルギー
化にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する画像形成装置の一例を示す断
面図である。
【図２】本発明で使用する画像形成装置の他の例を示す
断面図である。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体） ２ 現像ロール ３ 現像ブレード ４ 現像剤（トナー） ５ 現像剤容器 ６ 現像剤供給ロール ７ クリーニングブレード ８ 廃トナーボックス ９ チャージャー線 １０ 光信号、光画像 １１ 転写チャージャー線 １２ 定着ロール １３ 転写材（紙、ＯＨＰシートなど） １４ 攪拌棒 １５ 露光装置 １６ 帯電ロール １７ 帯電ロールの芯金 １８ 電源 １９ 転写ロール ２０ 転写ロールの芯金 ２１ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 剛史 神奈川県川崎市川崎区夜光一丁目２番１ 号 日本ゼオン株式会社内 (72)発明者 與五澤 通治 静岡県駿東郡清水町徳倉620番地の３ コイケゴム株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−164571（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−219775（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−241578（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−52180（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−187165（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロール状基材の表面層がゴム層により形
    成された構造のゴムロールにおいて、該ゴム層が、 （１）エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの
    モル比１０：９０〜９０：１０での組み合わせからなる
    アルキレンオキサイド２８〜７０モル％、エピクロロヒ
    ドリン２８〜７０モル％、及びアリルグリシジルエーテ
    ル２〜１５モル％を共重合して得られる共重合体ゴム
    （Ａ）３０〜９０重量％、及び（２）アクリロニトリル
    ・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロ
    ピレン・ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレ
    ンゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・イソプレン共
    重合体ゴム（ＮＢＩＲ）、スチレン・ブタジエン共重合
    体ゴム（ＳＢＲ）、及びＮＢＲの部分水素添加物からな
    る群より選ばれる少なくとも一種の不飽和ゴム（Ｂ）１
    ０〜７０重量％を含有するゴム成分を、硫黄系加硫剤ま
    たは過酸化物によって加硫した加硫物からなる硬度（Ｊ
    ＩＳ Ｋ−６２５３）４０〜６０のゴム層であることを
    特徴とするゴムロール。
  2. 【請求項２】 ゴム層が、紫外線照射、オゾン曝露、反
    応性シリコーン化合物の塗布、または反応性フッ素化合
    物の塗布により表面処理されている請求項１記載のゴム
    ロール。
  3. 【請求項３】 感光体上の静電潜像を現像剤により可視
    像に現像する画像形成装置において、感光体と接触して
    配置される現像ロールまたは帯電ロールである請求項１
    または２記載のゴムロール。
  4. 【請求項４】 感光体と現像ロールが接触して配置さ
    れ、現像ロール表面に均一に塗布された非磁性一成分現
    像剤によって感光体上に形成された静電潜像が可視像に
    現像される構造の画像形成装置において、現像ロールが
    請求項１または２記載のゴムロールであることを特徴と
    する画像形成装置。
  5. 【請求項５】 エチレンオキサイドとプロピレンオキサ
    イドとのモル比１０：９０〜９０：１０での組み合わせ
    からなるアルキレンオキサイド２８〜７０モ ル％、エピ
    クロロヒドリン２８〜７０モル％、及びアリルグリシジ
    ルエーテル２〜１５モル％を共重合して得られる共重合
    体ゴム（Ａ）３０〜９０重量％、及びアクリロニトリル
    ・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロ
    ピレン・ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレ
    ンゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・イソプレン共
    重合体ゴム（ＮＢＩＲ）、スチレン・ブタジエン共重合
    体ゴム（ＳＢＲ）、及びＮＢＲの部分水素添加物からな
    る群より選ばれる少なくとも一種の不飽和ゴム（Ｂ）１
    ０〜７０重量％とを含有するゴム成分１００重量部に対
    して、硫黄系加硫剤または過酸化物からなる加硫剤
    （Ｃ）を０．１〜５重量部の割合で配合してなることを
    特徴とするゴムロール用ゴム組成物。
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