JP3763917B2

JP3763917B2 - 低硬度ゴムロールおよびその製造方法

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Publication number: JP3763917B2
Application number: JP577097A
Authority: JP
Inventors: 勝良藤原; 晴資永見
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2017-01-16
Also published as: JPH10207177A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、低硬度ゴムロールに関し、特に電子写真装置等の画像形成装置に用いられる帯電ロール、現像ロール、定着ロール等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置等の画像形成装置には、近年接触帯電方式が用いられている。
接触帯電方式は、電圧を印加した帯電部材（導電性部材）を被帯電体に接触させることで被帯電体面を所定の極性、電位に帯電させるもので、非接触帯電方式と比較すると電源の低圧化が可能であり、オゾン等のコロナ生成物の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化が図れる等の利点がある。
【０００３】
接触帯電方式では、よく知られているように、帯電部材の一種である帯電ロールを被帯電体の一種である感光体に押圧・接触した状態で、該帯電ロールに電圧を交流重畳方式で印加すると、交流電界の周波数の変化により帯電ロールと感光体との間に及ぼされる作用力によって、感光体が振動させられる。コピーあるいはプリント速度が高速化された高速複写機や高速プリンタ等においては特にそれが顕著で、このような振動に伴って、騒音（帯電音）が発生するといった問題がある。
【０００４】
帯電音低減策として、特開平７−２９５３３１には振動吸収特性において改良された帯電ロールが開示されている。これは軸体の外周上に発泡性ゴム層と、その外側に非発泡性ゴム層が積層された構造を有する。このような構成の帯電ロールではロールの振動吸収特性はある程度向上される。
【０００５】
また、別法として、軸体上の導電性ゴム層に軟化剤（油等の油状物）を多量に含有せしめて該導電性ゴム層をより低硬度化し、帯電ロールの振動の防止を図る方法も考えられた。特開平２−３１１８６８を参照。しかしながら、このような振動防止処理がなされた帯電ロールでは、軟化剤が帯電ロールから滲み出し、感光体を汚染することが避けられなかった。さらに、長時間の使用や保管中の熱によって軟化剤が飛散してしまい、導電性ゴム層の弾性率が上昇し、振動吸収性が経時的に低下するという問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題に鑑みて成されたものであり、振動吸収性（特に、使用後の振動吸収性）が効果的に向上された低硬度ゴムロールを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軸体の外周に、同心状に導電性ゴム層を設けて成る低硬度ゴムロールにおいて、該導電性ゴム層が少なくとも２層の、ベース材料が同じゴム材料でありかつ同時に加熱されて形成されるゴム層から成り、各ゴム層の加硫を行う硫黄の濃度が最内側層から最外側層へ各層毎に段階的に変化され、最外側層に向かうほど高く設定されることを特徴とする。
前記低硬度ゴムロールにおいて、好ましくは、前記導電性ゴム層が、２層のゴム層から成り、最外側層が非発泡ゴム層であり、そして最内側層が発泡ゴム層である。
また好ましくは、前記最外側層の加硫を行う硫黄の濃度と前記最内側層の加硫を行う硫黄の濃度の比は、１．１〜１０である。
さらに好ましくは、前記最外側層の厚みが、導電性ゴム層の総厚みの０．５〜３０％である。
さらに好ましくは、前記導電性ゴム層のさらに外周に半導電性熱可塑性樹脂層がコーティングされている。
本発明によれば、軸体の外周面上に内側ゴム層を設け、さらに該内側ゴム層の外周面上に外側ゴム層を設け、同心状に導電性ゴム層を形成して成る低硬度ゴムロールの製造方法において、
ベース材料が同じゴム材料である内側ゴム層形成用配合物および外側ゴム層形成用配合物であり、該外側ゴム層形成用配合物の中の加硫を行う硫黄の濃度が内側ゴム層形成用配合物の中の加硫を行う硫黄の濃度より高いものを別々の押出機により、軸体の外周面上に同時一体的に押出し、積層体を成形し、該積層体を、その外径よりも大きくかつ所望のゴムロール外径に略等しい内径を有する断面が円形状の金型内に配置した後、加熱することにより積層体の発泡と加硫とを同時に行うことを特徴とする低硬度ゴムロールの製造方法が提供される。
前記製造方法において、好ましくは、外側ゴム層形成用配合物中の加硫を行う硫黄の濃度と前記内側ゴム層形成用配合物中の加硫を行う硫黄の濃度との比が１．１〜１０である。
さらに、前記製造方法において、好ましくは、内側ゴム層が発泡ゴム層であり、外側ゴム層が非発泡ゴム層である。
【０００８】
本発明者らは、前記構成に基づいて、ゴムロール導電性ゴム層を、ベース材料が同じゴム材料である少なくとも２層のゴム層から形成し、かつ各ゴム層の加硫を行う硫黄の濃度を最内側層から最外側層へ各層毎に段階的に変化させ、最外側層に向かうほど加硫を行う硫黄の濃度が高くなるように各ゴム層を形成した後、このゴムロールを金型内に配置し、各ゴム層を同時に加熱することによって、最外側ゴム層の架橋密度がより高くなり、内側ゴム層の弾性率変化が抑制されることを見い出し、本発明を完成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面を参照してさらに詳しく説明する。
図１に、本発明に従う２層積層型の導電性ゴム層を備えるゴムロールの一例が縦断面図で示されている。図中、１は軸体を、２は最内側層である発泡ゴム層を、３は最外側層である非発泡ゴム層を、４はゴムロールを表す。
軸体１は、たとえば鉄やアルミニウム、各種ステンレス鋼等の金属や、導電性を有する合成樹脂等から成る。
【００１０】
軸体１の外周に設けられる発泡ゴム層２は、好ましくは導電剤を配合した発泡ゴム配合物から形成することができる。この発泡ゴム配合物のゴム成分としては、具体的にはクロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等およびこれらのゴムの単量体を共重合して得られるゴムが挙げられるが、ゴム分子中に不飽和結合を有するゴムであれば特に制限されるものではない。
これらの合成ゴムおよび天然ゴムのうちいずれか１種から成る単体、もしくは２種以上の混合物を使用する。
【００１１】
好適なゴム材料は、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、またはエピクロルヒドリン系ゴム（ＥＣＯ）である。特に、後者のうち、エピクロルヒドリンを主鎖の一部に有し、アリルグリシジルエーテル等の不飽和結合を有するものが適する。
【００１２】
ゴム配合物に配合できる導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、金属、導電性の金属酸化物（たとえば、酸化錫、酸化チタン）等の粒子が挙げられる。
【００１３】
さらに、発泡ゴム配合物に添加する発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、パラトルエンスルフォニルヒドラジン、アゾビスイソブチロニトリル、４，４′−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジン等の有機発泡剤、または重炭酸ソーダ等の無機発泡剤が挙げられる。
【００１４】
発泡ゴム層２の外周面上に設けられる非発泡ゴム層３は、好ましくは導電剤を配合した非発泡ゴム配合物から形成することができる。この非発泡ゴム配合物に用いられるゴム成分は、前記の種々のゴムの中から選ばれ、発泡ゴム層２に用いられるゴム成分と同一である。
【００１５】
ゴム配合物には、ゴム、導電剤、発泡剤以外に、公知の加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、老化防止剤、帯電防止剤等の各種配合剤や添加剤等を添加、混合して使用する。
【００１６】
本発明の特徴は、ゴムロールの導電性ゴム層を、ベース材料が同じゴム材料である少なくとも２層のゴム層から形成し、かつ各ゴム層の加硫を行う硫黄の濃度（以後特に断らない限り単に「硫黄濃度」と称す）が最内側層から最外側層へ各層毎に段階的に変化され、最外側層に向かうほど高く設定することである。このため、図１に示した実施の形態の構成に従えば、非発泡ゴム層３の硫黄濃度を発泡ゴム層２の硫黄濃度より高くする。これには、後述するように非発泡ゴム層３を形成する非発泡ゴム配合物中の硫黄濃度を、発泡ゴム層２を形成する発泡ゴム配合物中の硫黄濃度より高くできるように各配合物中に硫黄を配合することにより達成される。硫黄濃度は、ゴム配合物に配合される加硫剤（硫黄）、加硫促進剤等、硫黄を含有する添加剤中の硫黄総量によって決定される。したがって、硫黄濃度は、各ゴム配合物に配合される硫黄を含有する添加剤の量を適宜、調整することによって所望の数値に設定可能である。
【００１７】
本発明において、最外側層の硫黄濃度が比較的高く設定されているので、最外側層の架橋密度が高く、この層が内側層から軟化剤、可塑剤等の滲み出し、飛散を防ぐ。したがって、「従来の技術」の欄で述べたような弾性率の変化（上昇）が抑えられ、ゴムロールの振動吸収性が安定的に保たれ、帯電音の発生も低い。さらに、最外側層の架橋密度が高いので、他部材と接触する表面の特性が向上され、使用による摩耗や粘着が起こりにくい。
【００１８】
本発明において、最外側層（たとえば、非発泡ゴム層３）の硫黄濃度と最内側層（たとえば、発泡ゴム層２）の硫黄濃度との比が１．１〜１０の範囲にあることが好ましい。この比が１．１未満であるとゴムロール４の帯電吸収性が悪くなり、好ましくない。一方、硫黄濃度比が１０を越すと最外側ゴム層、特に表面が劣化しすぎ、被接触材との接触等のささいな衝撃で亀裂が生じたりする。このため、内側層を保護する効果も薄れ、帯電音もかえって大きくなる。
【００１９】
さらに、本発明において、最外側層の厚みが導電性ゴム層の総厚み（図１では、非発泡ゴム層２の厚みと発泡ゴム層２の厚みとの合計）の０．５〜３０％の範囲にあることが好ましい。前者が後者の０．５％未満であると、硫黄濃度比の場合と同様に、ゴムロール４の帯電音吸収性が悪くなり好ましくない。一方、前者が後者の３０％を越すと、最外側ゴム層で永久歪（圧縮）が生じやすくなる。これは、特にゴムロール４を高温高湿条件で保管したときに、顕著となり、ゴム層中に残存する硫黄が熱で分解し、ラジカルを発生し、ゴムの主鎖を切断することによるゴム分子量の低下に起因する。したがって、最外側層の厚み、あるいは硫黄濃度をあまり増加させない方がよいが、逆にゴムロール４全体の総硫黄量（濃度）が減少すると、ゴムの架橋密度が低下し、室温付近での永久歪（圧縮）が大きくなり、ゴムロールとしての適性に欠ける。これは、たとえばゴムロール４が被接触材と接触、摩擦されると粘着および／または摩耗する結果となる。
【００２０】
以上のように、本発明の特徴に従って、最内側層から最外側層へ各ゴム層毎に、硫黄濃度を変化させ、最外側層に向かうほど高く設定する構成による作用効果について詳述した。ここでは、例示のために２層積層型ゴムロールについて述べたが、導電性ゴム層が２層以上であっても本発明に使用し得る。
【００２１】
図１に示したゴムロールの実施の形態は、発泡ゴム層２の上に非発泡ゴム層３が積層される例に関するが、最外側ゴム層として非発泡ゴム層の代わりに、発泡ゴム層を用いることもできる。
【００２２】
さらに発泡ゴム層２、非発泡ゴム層３の厚みについては、最内側層である発泡ゴム層２が１〜５０ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍで、最外側層である非発泡ゴム層３が０．０１０〜３ｍｍ、好ましくは０．０１５〜１．１ｍｍとする。
【００２３】
本発明のゴムロール４が帯電ロールとして使用される場合、ロールに要求される電気特性に応じて、発泡ゴム配合物あるいは非発泡ゴム配合物に配合される導電剤の量が決定されるが、望ましい帯電ロールとしてはロールの抵抗値が１０³ 〜１０⁷ Ω、ゴム層の体積抵抗率は１０¹ 〜１０¹ ³ Ωｃｍである。
【００２４】
このような帯電ロールには、最外側の非発泡ゴム層３の外周面上に、表面被覆層がコーティングにより設けられてもよい。表面被覆層は、導電剤が分散された半導電性熱可塑性樹脂等（たとえばウレタン）から形成される。
【００２５】
前記発泡、非発泡ゴム配合物を用いて、ゴムロール４は、たとえば特開平７−２９５３３１に開示されているように、様々な押出成形法によって製造される。これらのうち特に好適な押出成形方法は、共押出が可能なクロスヘッド押出成形機２０を用い、最内側層の発泡ゴム層２を形成する発泡ゴム配合物と、最外側層の非発泡ゴム層３を形成する非発泡ゴム配合物とを同時に押し出し、図２に示されるように、２１で表される連続した円筒状の積層体を得る方法である。
【００２６】
ここで、発泡、非発泡ゴム配合物の調製は、適当なゴム材に前記の各種配合剤を添加、混練して行うが、これにはバンバリーミキサー等の密閉型混練機、押出機等の通常の混練機を用いる。
【００２７】
図２中、２２は所定の長さに切断された軸体であり、ゴム配合物の共押出とともに押出方向に搬送される。軸体２２の外周に２層のゴム層が成形された積層体２１を得た後、つかみ軸が軸体２２の切断された境目を掴み、ゴム層を軸体２２の長さにあわせて切断すると、軸体を備える所望の長さの成形体が得られる。このような成形体を適当な寸法（発泡による膨張を考慮した）の円筒形状のキャピティを有する金型に装填する。図３にそのような金型の一例を示すが、図中、１は軸体、５は金型、６は前記成形体、７はフランジを表す。金型５に配置された成形体６は、加熱による加硫、発泡を行って、内側の発泡ゴム層２、外側の非発泡ゴム層３、および軸体１を一体化し、金型５の内周面に沿った形状を有する目的のゴムロール４とする。
【００２８】
以上、多層押出成形法による同時、一体的なゴムロール４の製造について述べたが、別法として単層ゴムロールの外周上に表面を溶解させたゴムシートを塗布する方法、複数のゴムシートをカレンダーロールなどで貼り合わて軸体に巻き付ける方法を採用することもできる。また加硫工程について代表的なオーブン加硫の他にプレス加硫、マイクロ波による加硫、熱流動床加硫、缶加硫等を用いることができる。
【００２９】
本発明によれば、非発泡ゴム層３の硫黄濃度が発泡ゴム層２の硫黄濃度より高く設定されているので、加硫、発泡の際に非発泡ゴム層３が速やかに硬化し、発泡ゴム層２の発泡により生じる内圧、気泡を保持できる。
【００３０】
さらに、非発泡ゴム層３は、金型５の内面に接触すると表面の硬化が速やかに進行し、表面欠陥のない平滑な表面（スキン層）を形成する。したがって、全体として発泡状態が良好で、かつ表面状態の優れたゴムロール４が製造できる。
【００３１】
ゴムロール４を帯電ロールとして用いる場合、好適には、さらにロール表面（すなわち、外側の非発泡ゴム層３の外周面）に表面被覆層をディプコーティング等、常法を用いてコーティングする。
【００３２】
本発明のゴムロールは、たとえば帯電ロールに適用するのが最適であるが、ＯＡ関連機器に用いられる転写ロール、現像ロール等にも使用可能である。
【００３３】
以下に製造例、実施例および比較例を用いて、本発明の実施の形態をさらに説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。すべての部は特に示す以外、重量基準である。
【００３４】
（製造例１）
エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ：エスプレン６５０６Ｓ住友化学社製）１２０部に対して、カーボンブラック（ＳＲＦクラスカーボン）５０部、パラフィンオイル７０部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸１部、老化防止剤（ポリマライズド２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン）２部を配合して、オープンロールで混練し、マスターバッチ（ＭＢ１）を調製した。一方、硫黄１．５部、加硫促進剤１（ジンクジメチルジチオカルバメート）２．５部、加硫促進剤２（ジンクソルトオブメルカプトベンゾチアゾール）０．５部、加硫促進剤３（ジベンゾチアジルジスルフィド）０．７部および加硫促進剤４（テルルジエチルジチオカルバメート）の０．５部を配合して成る加硫剤混合物（Ａ１）を調製した。また別に、発泡剤（アゾジカルボンアミド）３部、発泡助剤（セルトンＰ；三協化成社製）３部、および吸湿剤（酸化カルシウム）５部を配合して成る発泡剤混合物（Ｂ１）を調製した。
マスターバッチ（ＭＢ１）、加硫剤混合物（Ａ１）、発泡剤混合物（Ｂ１）のそれぞれを下記の配合比（表１）で配合し、発泡ゴム層用の配合物および非発泡ゴム層用の配合物を調製した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
各々の配合物中の硫黄濃度（ゴム配合全重量に対する硫黄分の重量比を％で表す）についても表１に記載されている。
【００３７】
（製造例２）
エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ：ゼグロン３１０６，日本ゼオン社製）１００部に対して、カーボンブラック（ＳＲＦクラスカーボン）５０部、酸化亜鉛５部、ステアリン酸２部、老化防止剤（ニッケルジブチルジチオカーバメート）１部を配合して、オーブンロールで混練し、マスターバッチ（ＭＢ２）を調製した。一方、硫黄０．５部、加硫促進剤５（テトラメチルチウラムジスルフィド）１．５部、および加硫促進剤６（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェナミド）１．５部を配合して成る加硫剤混合物（Ａ２）を調製した。さらに別に、発泡剤（４，４’−オキシビスベンゼンスルフォニルヒドラジン）３部および吸湿剤（酸化カルシウム）を配合して成る発泡剤混合物（Ｂ２）を調製した。マスターバッチ（ＭＢ２）、加硫剤混合物（Ａ２）、発泡剤混合物（Ｂ２）のそれぞれを下記の配合比（表２）で配合し、発泡ゴム層用の配合物および非発泡ゴム層用の配合物を調製した。
【００３８】
【表２】

【００３９】
各々の配合物中の硫黄濃度についても表２に記載されている。
【００４０】
（実施例１）
配合２を内側層用に、配合５を外側層用に、２色押出成形機を用いて、一体的に押出成形を行い、一方成形機の口金の略中央部から軸体（直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を送出し、内側層、外側層の２層と軸体から成る成形体を得、これを軸体の長さにあわせて所定の長さに切断した。
得られた成形体を円筒金型内に装填し、金型をオーブン中で、１８０℃で３０分間加熱し発泡、加硫を行った。
加硫終了後、金型から成型物を取り出し、室温になるまで放置し、本発明のゴムロールを得た。
本例の押出条件で成形すると、外側層（非発泡）の厚み１７μｍ、ゴム層の総厚み３．５ｍｍ、外側層の硫黄濃度１．５％、内側層の硫黄濃度０．７％であった。
なお、本例のゴムロールには、表面被覆層を設けていない。
【００４１】
（実施例２〜１０）
配合２を内側層用に、配合５を外側層用に使用して、実施例１と全く同様の方法でゴムロールを製造したが、外側ゴム層の厚みを１．０５ｍｍとした。このゴムロールを実施例２とする。次に、配合２を内側層用に、表１の他の配合例を外側層用に使用して実施例１と同様にゴムロールを製造した（実施例３〜１０）。これら本発明のゴムロールの構成をまとめて表３に示す。
【００４２】
なお、表３に記載したすべてのゴムロールのゴム材料としてＥＰＤＭをベースとし、ゴム層の総厚みは３．５ｍｍであった。さらにこれらのゴムロールには、表面被覆層を設けていない。
【００４３】
【表３】

【００４４】
（比較例１）
配合１をゴム配合物として使用し、これをダイを用いて押出し、円筒のロール素材を作製した。このロール素材に軸体（直径６ｍｍ，長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を通し、得られた成形体を円筒金型内に装填し、金型オーブン中で、１８０℃で３０分間加熱し、加硫を行った。
加硫終了後、金型から成型物を取り出し、室温になるまで放置し、ゴムロールを得た。
このゴムロールのゴム層の総厚みは３．５ｍｍ、ゴム層の硫黄濃度は０．７％であった。本例のゴムロールは、積層されておらず、単層構造を有する。
【００４５】
（比較例２）
配合５をゴム配合物として使用し、比較例１と全く同様の方法でゴムロールを製造した。
このゴムロールのゴム層の総厚みは３．５ｍｍ、ゴム層の硫黄濃度は１．５％であった。本例のゴムロールも積層されておらず、単層構造を有する。
【００４６】
（比較例３）
配合２をゴム配合物として使用し、これをダイを用いて押出し、円筒のロール素材を作製した。このロール素材に軸体（直径６ｍｍ，長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を通し、得られた成形体を円筒金型内に装填し、金型をオーブン中で、１８０℃で３０分間加熱し、発泡加硫を行った。
加硫終了後、金型から成型物を取り出し、室温になるまで放置し、ゴムロールを得た。
このゴムロールのゴム層の総厚みは３．５ｍｍ、ゴム層の硫黄濃度は０．７％であった。本例のゴムロールも積層されておらず、単層構造を有する。
【００４７】
（比較例４）
配合６をゴム配合物として使用し、比較例３と全く同様の方法でゴムロールを製造した。
このゴムロールのゴム層の総厚みは３．５ｍｍ、ゴム層の硫黄濃度は１．５％であった。本例のゴムロールも積層されておらず、単層構造を有する。
比較例１〜４のゴムロールの構成を表４にまとめて示す。いずれのゴムロールもゴム材料としてＥＰＤＭをベースとしている。
【００４８】
（比較例５，６）
配合２を内側層用に、配合５を外側層用に使用して、実施例１と全く同様の方法でゴムロールを製造したが、外側ゴム層の厚みを１０μｍ、あるいは１．２ｍｍとした。これらのゴムロールを比較例５，６として表５に示す。いずれのゴムロールもゴム材料としてＥＰＤＭをベースとしている。
【００４９】
（比較例７，８）
配合２を内側層用に、配合６を外側層用に使用して、実施例１と全く同様の方法でゴムロールを製造したが、外側ゴム層の厚みを１０μｍ、あるいは１．２ｍｍとした。これらのゴムロールを比較例７，８として表５に示す。いずれのゴムロールもゴム材料としてＥＰＤＭをベースとしている。
【００５０】
【表４】

【００５１】
【表５】

【００５２】
（実施例１１）
配合２を内側層用に、配合６を外側層用に使用して、実施例１と全く同様の方法でゴムロールを製造した。
さらに、ウレタン塗布液（レザミンＭＥ−３１１９を溶剤中に溶解）に浸漬し、浸漬後室温で乾燥させ、発泡ゴム外側層の外周面上に約１００μｍの厚みを有する表面被覆膜を形成して、本発明のゴムロールを得た。
【００５３】
（実施例１２〜１５）
配合２を内側層用に、表１の他の配合例を外側層用に使用して、実施例１と同様に様々のゴムロールを製造した。
得られたゴムロールの外側層の外周に、実施例１１に従って、ウレタン被覆膜を形成した。これらのゴムロール（実施例１２〜１５）の構成を実施例１１のゴムロールとともにまとめて表６に示す。
なお、表６に記載したすべてのゴムロールのゴム層の総厚みは３．５ｍｍであった。また、ゴム材料としてはＥＰＤＭをベースとしている。
【００５４】
【表６】

【００５５】
（実施例１６）
配合１１を内側層用に、配合１３を外側層用に、２色押出成形機を用いて、一体的に押出成形を行い、一方成形機の口金の略中央部から軸体（直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を送出し、内側層、外側層の２層と軸体から成る成形体を得、これを軸体の長さにあわせて所定の長さに切断した。
得られた成形体を円筒金型内に装填し、金型をオーブン中で、１８０℃で３０分間加熱し、発泡加硫を行った。
加硫終了後、金型から成型物を取り出し、室温になるまで放置し、本発明のゴムロールを得た。
本例の押出条件で、成形すると外側層（発泡）の厚み１７μｍ、ゴム層の総厚み３．５ｍｍ、外側層の硫黄濃度１．８％、内側層の硫黄濃度０．９％であった。
なお、本例のゴムロールには、表面被覆層を設けていない。
【００５６】
（実施例１７〜２０）
配合１１を内側層用に、配合１３を外側層用に使用して、実施例１６と全く同様の方法でゴムロールを製造したが、外側層の厚みを１．０５ｍｍとした。このゴムロールを実施例１７とする。次に、配合１１を内側層用に、表２の他の配合例を外側層用に使用して、実施例１６と同様にゴムロールを製造した（実施例１８〜２０）。
これらの本発明のゴムロールの構成を実施例１６のゴムロールとまとめて表７に示す。
なお、表７に記載したすべてのゴムロールのゴムロール層の総厚みは３．５ｍｍであった。さらにこれらのゴムロールには、表面被覆層を設けていない。
また、ゴムロール材料は、すべてＥＣＯをベースとしている。
【００５７】
【表７】

【００５８】
（比較例９）
配合１１をゴム配合物として使用し、これをダイを用いて押出し、円筒のロール素材を作製した。このロール素材に軸体（直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を通し、得られた成形体を円筒金型内に装填し、金型をオーブン中で、１８０℃で３０分間加熱し、発泡加硫を行った。
加硫終了後、金型から成型物を取り出し、室温になるまで放置し、ゴムロールを得た。
このゴムロールのゴム層の総厚みは、３．５ｍｍ、ゴム層の硫黄濃度は０．９％であった。本例のゴムロールも積層されておらず、単層構造を有する。
【００５９】
（比較例１０）
配合１３をゴム配合物として使用し、比較例９と全く同様の方法でゴムロールを製造した。このゴムロールのゴム層の総厚みは、３．５ｍｍ、ゴム層の硫黄濃度は１．８％であった。本例のゴムロールは積層されておらず、単層構造を有する。
比較例９，１０のゴムロールの構成を表８にまとめて示す。いずれのゴムロールもゴム材料としてＥＣＯをベースとしている。
【００６０】
（比較例１１，１２）
配合１１を内側層用に、配合１３を外側層用に使用して、実施例１６と全く同様の方法でゴムロールを製造したが、外側層の厚みを１０μｍ、あるいは１．２ｍｍとした。これらのゴムロールを比較例１１，１２として表９に示す。いずれのゴムロールもゴム材料としてＥＣＯをベースとしている。
【００６１】
【表８】

【００６２】
【表９】

【００６３】
帯電音発生試験
前記実施例および比較例から得られたそれぞれのゴムロールについて、たとえば、特開平５−２７３８４４に開示された方法で帯電音の発生試験を行った。すなわち、帯電試験は、ゴムロールを積載した接触帯電装置を無響室にセットし、発生帯電音を測定した。測定はＩＳＯ７７７９−６に準拠し、交流電圧２．０ｋＶ、周波数５００Ｈｚ、および直流電圧（−７００Ｖ）の重量振動電圧をゴムロールに印加して行った。
【００６４】
帯電音の発生が聴感として許容範囲以上でうるさいと感じる、多少あるが、許容範囲以内である、ほとんどない、以上の３通りに分類し、各試験ゴムロールについて評価し、結果を「○」、「△」、「×」で表し、表１〜表９に「帯電音ａ」として記載した。
【００６５】
ゴムロールを１００℃で３００時間放置後、帯電試験を繰り返し、上記と同様にして評価した。これらの結果を表１〜表９に「帯電音ｂ」として試験した。
【００６６】
表１〜表９の結果から明らかなように実施例のゴムロールは、発生帯電音が軽減されており、特に高温、放置後でもその効果はあまり低下しなかった。一方、比較例のゴムロールは、帯電音の発生が顕著で高温放置後、その発生は増加する傾向にあった。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明のゴムロールは、低硬度であり、軸体の外周に同心状に導電性ゴム層を設けて成るゴムロールであり導電性ゴム層が少なくとも２層の、ベース材料が同じゴム材料でありかつ同時に加熱されて形成されるゴム層から成り、かつ各ゴム層の加硫を行う硫黄の濃度が最内側層から最外側層へ各層毎に段階的に変化し、最外側層に向かうほど高く設定されているので最外側層の加硫密度が高くなり、内側層からの軟化剤等の滲み出し、飛散による弾性率の上昇を防ぎ、帯電音の発生を抑止する。この抑止効果は、ゴムロールの高温、長時間の放置後でも変化せず、ロールの耐久性も増大する。
【００６８】
また、本発明によれば、ゴムロールの圧縮永久歪は小さく、高温、長時間放置後も圧縮永久歪も小さい。さらに、本発明によれば、最外側層の加硫密度が高いので、ゴムロールの表面特性が優れ、粘着、摩耗しにくい。さらに、内側層から表面に不純物が滲み出したりせず、画像形成時に画像むらが発生したりしない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に従うゴムロールの縦断面図である。
【図２】本発明に従って、ゴムロールを製造する際の一工程を示す図であり、共押出成形による積層体の成形の説明のための断面図である。
【図３】本発明に従って、ゴムロールを製造する際の別の工程を示す図であり、円筒金型内で積層体を発泡、加硫成型する際の説明のための断面図である。
【符号の説明】
１，２２軸体
２発泡ゴム層
３非発泡ゴム層
４ゴムロール

Claims

軸体の外周に、同心状に導電性ゴム層を設けて成る低硬度ゴムロールにおいて、該導電性ゴム層が少なくとも２層の、ベース材料が同じゴム材料でありかつ同時に加熱されて形成されるゴム層から成り、各ゴム層の加硫を行う硫黄の濃度が最内側層から最外側層へ各層毎に段階的に変化され、最外側層に向かうほど高く設定されることを特徴とする低硬度ゴムロール。
前記導電性ゴム層は、２層のゴム層から成り、最外側層が非発泡ゴム層であり、そして最内側層が発泡ゴム層であることを特徴とする請求項１記載の低硬度ゴムロール。
前記最外側層の加硫を行う硫黄の濃度と前記最内側層の加硫を行う硫黄の濃度の比は、１．１〜１０であることを特徴とする請求項２記載の低硬度ゴムロール。
前記最外側層の厚みは、導電性ゴム層の総厚みの０．５〜３０％であることを特徴とする請求項２または３記載の低硬度ゴムロール。
前記導電性ゴム層のさらに外周に半導電性熱可塑性樹脂層がコーティングされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の低硬度ゴムロール。
軸体の外周面上に内側ゴム層を設け、さらに該内側ゴム層の外周面上に外側ゴム層を設け、同心状に導電性ゴム層を形成して成る低硬度ゴムロールの製造方法において、ベース材料が同じゴム材料である内側ゴム層形成用配合物および外側ゴム層形成用配合物であり、該外側ゴム層形成用配合物の中の加硫を行う硫黄の濃度が内側ゴム層形成用配合物の中の加硫を行う硫黄の濃度より高いものを別々の押出機により、軸体の外周面上に同時一体的に押出し、積層体を成形し、該積層体を、その外径よりも大きくかつ所望のゴムロール外径に略等しい内径を有する断面が円形状の金型内に配置した後、加熱することにより積層体の発泡と加硫とを同時に行うことを特徴とする低硬度ゴムロールの製造方法。
前記外側ゴム層形成用配合物中の加硫を行う硫黄の濃度と前記内側ゴム層形成用配合物中の加硫を行う硫黄の濃度との比は、１．１〜１０であることを特徴とする請求項６記載の低硬度ゴムロールの製造方法。
前記内側ゴム層は、発泡ゴム層であり、前記外側ゴム層は、非発泡ゴム層であることを特徴とする請求項６または７記載の低硬度ゴムロールの製造方法。