JP6279384B2 - トナー供給ローラおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置においてトナー担持体の表面にトナーを供給するためのトナー供給ローラと、それを用いた画像形成装置に関するものである。

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画像形成装置においては、概略下記の工程を経て紙やプラスチックフィルムなどの用紙の表面に画像が形成される。
まず光導電性を有する感光体の表面を一様に帯電させた状態で露光して、当該表面に形成画像に対応する静電潜像を形成する（帯電工程→露光工程）。

次いで、微小な着色粒子であるトナーをあらかじめ所定の電位に帯電させた状態で、感光体の表面に接触させる。そうするとトナーが静電潜像の電位パターンに応じて感光体の表面に選択的に付着されて当該静電潜像がトナー像に現像される（現像工程）。
次いでトナー像を用紙の表面に転写し（転写工程）、さらに定着させることにより（定着工程）、当該用紙の表面に画像が形成される。

上記のうち現像工程においては、感光体の表面に形成した静電潜像をトナー像に現像する現像ローラなどのトナー担持体の表面にトナーを供給するために、所定のローラ抵抗値を有するゴムの発泡体からなるトナー供給ローラが用いられる。
かかるトナー供給ローラには、トナー担持体との間に挟まれたトナーを破壊しないようにできるだけ低硬度であること、一回の搬送で十分な量のトナーをトナー担持体に搬送できるように、発泡セルのセル径ができるだけ均一でかつ大きいこと等が求められる。

これらの要求を満足するため特許文献１では、ゴム分に、当該ゴム分を架橋させるための架橋成分、およびゴム分を発泡させるための発泡成分を配合してゴム組成物を調製し、当該ゴム組成物を筒状に押出成形したのち加硫缶内で加圧、加熱することで発泡、架橋させて所定の発泡倍率とセル径分布とを有するトナー供給ローラを製造することが提案されている。

またゴム分としては、イオン導電性を有するエピクロルヒドリンゴムと、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、およびエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなる群より選ばれた少なくとも１種とが併用されている。

特許第４０６７８９３号公報

ところが特許文献１に記載のトナー供給ローラは、発明者の検討によると上記発泡倍率の点、ならびに硬度の点で未だ十分でない。
すなわち発泡倍率が小さくセル径が小さいため一回の搬送で十分な量のトナーをトナー担持体に搬送できない。また特に温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿環境下では柔軟性が不足してトナー担持体の表面に良好に追従できなかったり、硬くなってトナー担持体との間に挟まれたトナーを破壊してしまったりしやすい。

そのため特に上記低温低湿環境下で形成画像に濃度のムラや、用紙の搬送方向に沿って筋状に画像が形成されないスジなどの画像不良が発生しやすいという問題がある。
本発明の目的は、従来に比べて発泡セルのセル径ができるだけ均一でしかも大きい上、特に低温低湿環境下でも低硬度であり、ムラやスジ等の画像不良を生じにくいトナー供給ローラと、それを用いた画像形成装置を提供することにある。

本発明はエピクロルヒドリンゴム、およびブタジエンゴムを少なくとも含むゴム分、前記ゴム分を架橋させるための架橋成分、ならびに前記ゴム分を発泡させるための発泡成分を少なくとも含み、前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、前記ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上、７０質量部以下であるゴム組成物を筒状に押出成形しながら、マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置によって連続的に発泡および架橋させる工程を経て製造されるトナー供給ローラである。

また本発明は、上記本発明のトナー供給ローラを組み込んだ画像形成装置である。

特許文献１に記載の従来のトナー供給ローラは、先に説明したようにゴム分としてエピクロルヒドリンゴムと、ＮＢＲ、ＣＲ、およびＥＰＤＭからなる群より選ばれた少なくとも１種とを含むゴム組成物を筒状に押出成形したのち、バッチ式の加硫缶内で加圧、加熱しながらゴム分を発泡させるとともに架橋させて製造される。
ところがこれらのゴム分を含むゴム組成物を加硫缶内に収容して加圧下で発泡させた場合には発泡が抑制されてセル径を十分に大きくできない上、例えば発泡成分の量を多くするなどして発泡倍率を無理に大きくしようとすると発泡セルのセル径にばらつきを生じやすい。

そのため特許文献１ではトナー供給ローラの発泡倍率が１３倍以下に制限されており、セル径が小さいため一回の搬送で十分な量のトナーをトナー担持体に搬送することができない。
また発泡倍率が小さいことと上記ゴム分の組み合わせからなることとが相まって、特許文献１に記載のトナー供給ローラは、先に説明したように特に低温低湿環境下で柔軟性が不足してトナー担持体の表面に良好に追従できなかったり、硬くなってトナー担持体との間に挟まれたトナーを破壊してしまったりしやすく、ムラやスジ等の画像不良を生じやすい。

またバッチ式の加硫缶を用いて製造されるため特許文献１に記載のトナー供給ローラは生産性が低く、製造コストが高くつくという問題もある。
これに対し本発明によれば、ゴム分としてエピクロルヒドリンゴムに少なくともＢＲを配合したゴム組成物を用いるとともに、当該ゴム組成物を筒状に押出成形しながら、発泡が抑制されない大気中で連続架橋装置を連続的に通過させて発泡、架橋させることにより、従来に比べて発泡セルのセル径ができるだけ均一でしかも大きい上、特に低温低湿環境下でも低硬度でムラやスジ等の画像不良を生じにくいトナー供給ローラと、それを用いた画像形成装置を提供できる。

また本発明によれば、筒状に押出成形したゴム組成物を連続架橋装置を用いて連続的に架橋、発泡させることにより、バッチ式の加硫缶を用いる場合に比べてトナー供給ローラを効率よく、高い生産性でもってコスト安価に製造することもできる。

本発明のトナー供給ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。 本発明のトナー供給ローラの製造に用いる連続架橋装置の概略を示すブロック図である。

本発明はエピクロルヒドリンゴム、およびブタジエンゴムを少なくとも含むゴム分、前記ゴム分を架橋させるための架橋成分、ならびに前記ゴム分を発泡させるための発泡成分を少なくとも含み、前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、前記ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上、７０質量部以下であるゴム組成物を筒状に押出成形しながら、マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置によって連続的に発泡および架橋させる工程を経て製造されるトナー供給ローラである。

《ゴム組成物》
〈ゴム分〉
ゴム分としては、上記のように少なくともエピクロルヒドリンゴムとＢＲとを併用する。この併用により、連続架橋装置を用いて大気中で発泡、架橋させることと相まって、発泡倍率が大きく、しかもセル径が均一でなおかつ低温でも低硬度なトナー供給ローラを形成できる。

なおゴム分としては、さらにＥＰＤＭおよび／またはＮＢＲを配合してもよい。
ＥＰＤＭを配合するとトナー供給ローラに良好なオゾン耐性を付与できる。
またＮＢＲを配合するとトナー供給ローラのローラ抵抗値を微調整したり、発泡のムラをなくしたりできる。またＮＢＲを配合すると、当該ＮＢＲはマイクロ波吸収によるゴム分の加熱効果を高める機能をするため、上記本発明の効果を補助することができる。

（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、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、および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。

エピクロルヒドリンゴムとしては、これらの中でもエチレンオキサイドを含む共重合体、特にＥＣＯ、および／またはＧＥＣＯが好ましい。
かかる両共重合体においてエチレンオキサイド含量は、いずれも３０モル％以上、特に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トナー供給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、トナー供給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、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、逆にトナー供給ローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。また、架橋後のトナー供給ローラの硬度が上昇したり、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇したりするおそれもある。
ＥＣＯにおいて、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、特に５０モル％以下であるのが好ましい。

またＧＥＣＯにおいて、アリルグリシジルエーテル含量は０．５モル％以上、特に２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、特に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、トナー供給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上記の範囲未満ではかかる働きが得られないため、トナー供給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、分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、却ってトナー供給ローラのローラ抵抗値が上昇する傾向がある。またトナー供給ローラの引張強度や疲労特性、耐屈曲性等が低下するおそれもある。

ＧＥＣＯにおいて、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、特に１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、特に６０モル％以下であるのが好ましい。
ＧＥＣＯとしては、上で説明した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ほかに、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おり、本発明ではかかる変性物もＧＥＣＯとして使用可能である。

エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上、７０質量部以下に限定される。
エピクロルヒドリンゴムの配合割合がこの範囲未満ではトナー供給ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれがある。
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相対的にＢＲの割合が少なくなるため、発泡倍率が大きく、しかもセル径が均一でなおかつ低温でも低硬度なトナー供給ローラを形成できないおそれがある。

またＥＰＤＭを併用する場合は、相対的にＥＰＤＭの割合が少なくなってトナー供給ローラに良好なオゾン耐性を付与できないおそれもある。
さらにＮＢＲを併用する場合は、当該ＮＢＲの割合が少なくなってトナー供給ローラのローラ抵抗値を微調整したり発泡のムラをなくしたりする効果が十分に得られないおそれがある。

（ＢＲ）
ＢＲとしては、架橋性を有する種々のＢＲがいずれも使用可能である。
特に低温特性に優れ、低温低湿環境下で低硬度で良好な柔軟性を発現しうる、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、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、このいずれも使用可能である。

これらＢＲの１種または２種以上を使用できる。
ゴム分としてエピクロルヒドリンゴムとＢＲの２種のみを併用する場合、ＢＲの配合割合は、先に説明したエピクロルヒドリンゴムの配合割合の残量である。すなわちＢＲの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上であるのが好ましく、７０質量部以下であるのが好ましい。

ＢＲの配合割合がこの範囲未満では、エピクロルヒドリンゴムにＢＲを配合することによる先に説明した効果、すなわち連続架橋装置を用いて大気中で発泡、架橋させることと相まって、発泡倍率が大きく、しかもセル径が均一でなおかつ低温でも低硬度なトナー供給ローラを形成する効果が十分に得られないおそれがある。
一方、ＢＲの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムの割合が少なくなって、トナー供給ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれがある。

なおゴム分としてさらにＥＰＤＭおよび／またはＮＢＲを配合する場合、ＢＲの配合割合は、上記の範囲から後述するＥＰＤＭおよび／またはＮＢＲの配合割合を差し引いた範囲とすればよい。
ただしＢＲの配合割合が少なすぎる場合には、当該ＢＲを配合することによる先に説明した効果、すなわち連続架橋装置を用いて大気中で発泡、架橋させることと相まって、発泡倍率が大きく、しかもセル径が均一でなおかつ低温でも低硬度なトナー供給ローラを形成する効果が得られないおそれがある。そのためＢＲの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の２０質量部以上であるのが好ましい。

ＢＲの配合割合は、当該ＢＲとして油展タイプのものを用いる場合は、かかる油展タイプのＢＲ中に含まれる固形分としてのＢＲ自体の配合割合である。
（ＥＰＤＭ）
ＥＰＤＭとしては、エチレンとプロピレンに少量の第３成分（ジエン分）を加えることで主鎖中に二重結合を導入した種々のＥＰＤＭが、いずれも使用可能である。ＥＰＤＭとしては、第３成分の種類や量の違いによる様々な製品が提供されている。代表的な第３成分としては、例えばエチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４−ヘキサジエン（１，４−ＨＤ）、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）等が挙げられる。重合触媒としてはチーグラー触媒を使用するのが一般的である。

またＥＰＤＭ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、このいずれも使用可能である。
これらＥＰＤＭの１種または２種以上を使用できる。
ＥＰＤＭの配合割合は、ゴム分の総量１００質量部中の５質量部以上であるのが好ましく、１５質量部以下であるのが好ましい。

ＥＰＤＭの配合割合がこの範囲未満では、トナー供給ローラに良好なオゾン耐性を付与できないおそれがある。
一方、ＥＰＤＭの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムの割合が少なくなって、トナー供給ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれがある。また相対的にＢＲの割合が少なくなって、発泡倍率が大きく、しかもセル径が均一でなおかつ低温でも低硬度なトナー供給ローラを形成する効果が十分に得られないおそれもある。

ＥＰＤＭの配合割合は、当該ＥＰＤＭとして油展タイプのものを用いる場合は、かかる油展タイプのＥＰＤＭ中に含まれる固形分としてのＥＰＤＭ自体の配合割合である。
（ＮＢＲ）
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量によって分類される低ニトリルＮＢＲ、中ニトリルＮＢＲ、中高ニトリルＮＢＲ、高ニトリルＮＢＲ、および極高ニトリル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、このいずれも使用可能である。
これらＮＢＲの１種または２種以上を使用できる。
ＮＢＲの配合割合は、目的とするトナー供給ローラのローラ抵抗値に応じて任意に設定できるが、特にゴム分の総量１００質量部中の１０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。

ＮＢＲの配合割合がこの範囲未満では、トナー供給ローラのローラ抵抗値を微調整したり発泡のムラをなくしたり、マイクロ波吸収によるゴム分の加熱効果を高めて本発明の効果を補助したりする効果が十分に得られないおそれがある。
一方、ＮＢＲの配合割合が上記の範囲を超える場合には、相対的にエピクロルヒドリンゴムの割合が少なくなって、トナー供給ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれがある。また相対的にＢＲの割合が少なくなって、発泡倍率が大きく、しかもセル径が均一でなおかつ低温でも低硬度なトナー供給ローラを形成する効果が十分に得られないおそれもある。

ＮＢＲの配合割合は、当該ＮＢＲとして油展タイプのものを用いる場合は、かかる油展タイプのＮＢＲ中に含まれる固形分としてのＮＢＲ自体の配合割合である。
〈発泡成分〉
発泡成分としては、加熱により分解してガスを発生する発泡剤と、当該発泡剤の分解温度を引き下げて分解を促進する働きをする発泡助剤とを組み合わせるのが一般的である。特にアゾジカルボンアミド（発泡剤、Ｈ_２ＮＯＣＮ＝ＮＣＯＮＨ_２、以下「ＡＤＣＡ」と略記する場合がある。）と、尿素等の発泡助剤との組み合わせが広く採用される。

しかし発泡成分としては、上記のように分解温度を低くすることで発泡セルのセル径を細かくしてしまう働きをする発泡助剤を除く、すなわち発泡助剤を全く配合せずに、ＡＤＣＡ等の発泡剤のみを配合するのが好ましい。
これにより、トナー供給ローラの発泡セルのセル径をできるだけ均一でしかも大きくできる。

発泡剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上、５質量部以下であるのが好ましい。
発泡剤の配合割合をこの範囲とすることで局部的な異常発泡が発生するのを抑制して、発泡セルのセル径をより一層均一化できる。
発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド（Ｈ_２ＮＯＣＮ＝ＮＣＯＮＨ_２、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。

〈架橋成分〉
ゴム分を架橋させるための架橋成分としては、架橋剤、促進剤等が挙げられる。
このうち架橋剤としては、例えば硫黄系架橋剤、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、各種モノマー等の１種または２種以上が挙げられる。中でも硫黄系架橋剤が好ましい。

また硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄や有機含硫黄化合物等が挙げられる。このうち有機含硫黄化合物等としては、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が挙げられる。特に粉末硫黄等の硫黄が好ましい。
硫黄の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．２質量部以上、特に１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に３質量部以下であるのが好ましい。

配合割合がこの範囲未満では、ゴム組成物の全体での架橋速度が遅くなり、架橋に要する時間が長くなってトナー供給ローラの生産性が低下するおそれがある。また範囲を超える場合には、架橋後のトナー供給ローラの圧縮永久ひずみが大きくなったり、過剰の硫黄がトナー供給ローラの外周面にブルームしたりするおそれがある。
促進剤としては、例えば消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や、あるいは有機促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。

また有機促進剤としては、例えばジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−ｏ−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−ｏ−トリルグアニジン塩等のグアニジン系促進剤；２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系促進剤；Ｎ−シクロへキシル−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促進剤；テトラメテ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、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促進剤；チオウレア系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。

促進剤としては、これら種々の促進剤の中から、組み合わせる架橋剤の種類に応じて、最適な促進剤の１種または２種以上を選択して使用すればよい。例えば架橋剤として硫黄を使用する場合は、促進剤としてチウラム系促進剤、および／またはチアゾール系促進剤を選択して使用するのが好ましい。
また促進剤は、種類によって架橋促進のメカニズムが異なるため、２種以上を併用するのが好ましい。併用する個々の促進剤の配合割合は任意に設定できるが、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１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２．５質量部以下であるのが好ましい。

架橋成分としては、さらに促進助剤を配合してもよい。
促進助剤としては、例えば酸化亜鉛等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
促進助剤の配合割合は、ゴム分の種類および組み合わせや、架橋剤、促進剤の種類および組み合わせ等に応じて適宜設定できる。

〈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、例えば受酸剤、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤、充填剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、共架橋剤等が挙げられる。
このうち受酸剤は、ゴム分の架橋時にエピクロルヒドリンゴムから発生する塩素系ガスの、トナー供給ローラ内への残留と、それによる架橋阻害や感光体の汚染等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、ゴム分の総量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。
配合割合がこの範囲未満では、受酸剤を配合することによる効果が十分に得られないおそれがある。また範囲を超える場合には、架橋後のトナー供給ローラの硬さが上昇するおそれがある。

可塑剤としては、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤や、極性ワックス等の各種ワックス等が挙げられる。また加工助剤としてはステアリン酸等の脂肪酸などが挙げられる。
可塑剤、および／または加工助剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以下であるのが好ましい。例えば画像形成装置への装着時や運転時に感光体の汚染を生じたりするのを防止するためである。かかる目的に鑑みると、可塑のうち極性ワックスを使用するのが特に好ましい。

劣化防止剤としては、各種の老化防止剤や酸化防止剤等が挙げられる。
このうち酸化防止剤は、トナー供給ローラのローラ抵抗値の環境依存性を低減するとともに、連続通電時のローラ抵抗値の上昇を抑制する働きをする。酸化防止剤としては、例えばジエチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラック（登録商標）ＮＥＣ−Ｐ〕、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル〔大内新興化学工業(株)製のノクラックＮＢＣ〕等が挙げられる。

充填剤としては、例えば酸化亜鉛、シリカ、カーボン、カーボンブラック、クレー、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、トナー供給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、ゴム組成物の全体としてのマイクロ波の吸収効率を向上したり、トナー供給ローラに電子導電性を付与したりできる。

導電性カーボンブラックとしては、ＨＡＦが好ましい。ＨＡＦは、マイクロ波の吸収効率に特に優れる上、ゴム組成物中に均一に分散できるため、トナー供給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、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、２５質量部以下、特に２０質量部以下であるのが好ましい。

スコーチ防止剤としては、例えばＮ−シクロへキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、Ｎ−ニトロソジフエニルアミン、２，４−ジフエニル−４−メチル−１−ペンテン等の１種または２種以上が挙げられる。特にＮ−シクロへキシルチオフタルイミドが好ましい。
スコーチ防止剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、特に１質量部以下であるのが好ましい。

共架橋剤とは、それ自体が架橋するとともにゴム分とも架橋反応して全体を高分子化する働きを有する成分を指す。
共架橋剤としては、例えばメタクリル酸エステルや、あるいはメタクリル酸またはアクリル酸の金属塩等に代表されるエチレン性不飽和単量体、１，２−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマ類、あるいはジオキシム等の１種または２種以上が挙げられる。

このうちエチレン性不飽和単量体としては、例えば
(a) アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸類、
(b) マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などのジカルボン酸類、
(c) (a)(b)の不飽和カルボン酸類のエステルまたは無水物、
(d) (a)〜(c)の金属塩、
(e) １，３−ブタジエン、イソプレン、２−クロル−１，３−ブタジエンなどの脂肪族共役ジエン、
(f) スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、
(g) トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ビニルピリジンなどの、複素環を有するビニル化合物、
(h) その他、（メタ）アクリロニトリルもしくはα−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、アクロレイン、ホルミルステロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルブチルケトン
等の１種または２種以上が挙げられる。

また(c)の不飽和カルボン酸類のエステルとしては、モノカルボン酸類のエステルが好ましい。
モノカルボン酸類のエステルとしては、例えば
メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｉ−ぺンチル（メタ）アクリレート、ｎ−へキシル（メタ）アクリレート、シクロへキシル（メタ）アクリレート、２−エチルへキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ｉ−ノニル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシメチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどの、（メタ）アクリル酸のアルキルエステル；
アミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ブチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどの、（メタ）アクリル酸のアミノアルキルエステル；
べンジル（メタ）アクリレート、ベンゾイル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレートなどの、芳香族環を有する（メタ）アクリレート；
グリシジル（メタ）アクリレート、メタグリシジル（メタ）アクリレート、エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレートなどの、エポキシ基を有する（メタ）アクリレート；
Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、γ−（メタ）アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、テトラハイドロフルフリルメタクリレートなどの、各種官能基を有する（メタ）アクリレート；
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンジメタクリレート（ＥＤＭＡ）、ポリエチレングリコールジメタクリレート、イソブチレンエチレンジメタクリレートなどの多官能（メタ）アクリレート；
等の１種または２種以上が挙げられる。

以上で説明した各成分を含むゴム組成物は、従来同様に調製できる。まずゴム分を所定の割合で配合して素練りし、次いで発泡成分、架橋成分以外の各種添加剤を加えて混練した後、最後に発泡成分、架橋成分を加えて混練することでゴム組成物が得られる。混練には、例えばニーダ、バンバリミキサ、押出機等を用いることができる。
《トナー供給ローラ》
図１は、本発明のトナー供給ローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。

図１を参照して、この例のトナー供給ローラ１は、以上で説明したゴム組成物により、単層構造の筒状に形成されるとともに、中心の通孔２にシャフト３が挿通されて固定されたものである。
シャフト３は、例えばアルミニウム、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３は、例えば導電性を有する接着剤を介してトナー供給ローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されるか、あるいは通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２に圧入することで、トナー供給ローラ１と電気的に接合されるとともに機械的に固定されて、一体に回転される。
トナー供給ローラ１は、ゴム組成物を、先に説明したように押出成形機を用いて長尺の筒状に押出成形するとともに、押出成形した筒状体をカットせずに長尺のままで連続的に送り出しながら、マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置内を連続的に通過させることで連続的に発泡および架橋させる工程を経て製造するのが好ましい。

図２は、連続架橋装置の一例の概略を説明するブロック図である。
図１および図２を参照して、この例の連続架橋装置５は、押出成形機６を用いてゴム組成物を連続的に押出成形して得られた、トナー供給ローラ１のもとになる長尺の筒状体７をカットせずに長尺のままで、図示しないコンベア等によって連続的に搬送する搬送途上に順に、マイクロ波架橋装置８、熱風架橋装置９、および筒状体７を一定の速度で引き取るための引取機１０を配設したものである。

まず押出成形機６に、例えば先に説明した各成分を混練し、リボン状等に形成したゴム組成物を連続的に供給しながら、当該押出成形機６を動作させることで、長尺の筒状体７を連続的に押出成形する。
次いで、押出成形された筒状体７をコンベア、および引取機１０によって一定の速度で連続的に搬送しながら、連続架橋装置５のうち、まずマイクロ波架橋装置８を通過させることでマイクロ波を照射して、筒状体７を形成するゴム組成物をある程度の架橋度まで架橋させる。またマイクロ波架橋装置８内を一定温度に加熱して、架橋とともに、発泡剤を分解させてゴム組成物を発泡させることもできる。

次いで、さらに搬送を続けながら熱風架橋装置９を通過させて熱風を吹き付けることで、発泡剤を分解させてゴム組成物をさらに発泡させるとともに、ゴム組成物を所定の架橋度まで架橋させる。
次いで筒状体７を冷却することにより、当該筒状体７の発泡および架橋工程が完了する。

連続架橋装置５の詳細は、例えば先に説明した特許文献１、２等に記載されているとおりである。
筒状体７の搬送速度、マイクロ波架橋装置８で照射するマイクロ波の線量、熱風架橋装置９の設定温度や長さ（それぞれ複数の部分にわけて段階的に変化させることもできる）等を設定することで、ゴム組成物の架橋度、発泡度等が任意の一定値とされた筒状体７を連続的に得ることができる。

また、筒状体７の全体でマイクロ波の照射線量や加熱の度合いをできるだけ均一化して、その架橋度や発泡度を極力一定にするため、搬送途中の筒状体７に捻りを加えるようにしてもよい。
連続架橋装置５を用いたかかる連続架橋を実施することにより、筒状体７の生産性を向上してトナー供給ローラ１の生産コストをさらに圧縮できる。

このあと、発泡、および架橋させた筒状体７を所定の長さにカットし、オーブン等を用いて加熱して二次架橋させ、さらに冷却したのち所定の外径となるように研磨することにより、本発明のトナー供給ローラ１が製造される。
シャフト３は、筒状体７のカット後から研磨後までの任意の時点で、通孔２に挿通して固定できる。

ただしカット後、まず通孔２にシャフト３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７→トナー供給ローラ１の反りや変形を防止できる。また、シャフト３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４のフレを抑制できる。
シャフト３は、先に説明したように通孔２の内径よりも外径の大きいものを通孔２に圧入するか、あるいは導電性を有する熱硬化性接着剤を介して、二次架橋前の筒状体７の通孔２に挿通すればよい。

後者の場合は、オーブン中での加熱によって筒状体７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３が、筒状体７→トナー供給ローラ１に電気的に接合されるとともに機械的に固定される。
また前者の場合は、圧入と同時に電気的な接合と機械的な固定が完了する。
《画像形成装置》
本発明の画像形成装置は、本発明のトナー供給ローラ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や静電式複写機、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。

〈実施例１〉
（ゴム組成物の調製）
ゴム分としてはＧＥＣＯ〔日本ゼオン(株)製のＨＹＤＲＩＮ（登録商標）Ｔ３１０８〕５０質量部、およびＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ ＢＲ０１、シス−１，４結合含量：９５％、非油展〕５０質量部を配合した。

そして両ゴム分の総量１００質量部に、下記表１に示す各成分を配合し、バンバリミキサを用いて混錬してゴム組成物を調製した。

表１中の各成分は下記の通り。なお表１中の質量部は、ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。
発泡剤：ＡＤＣＡ〔永和化成工業(株)製の商品名ビニホールＡＣ＃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〕
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〕
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〕
（トナー供給ローラの製造：連続式）
調製したゴム組成物を押出成形機６に供給して外径φ１０ｍｍ、内径φ３．０ｍｍの長尺の円筒状に押出成形し、押出成形した筒状体７をカットせずに長尺のままで連続的に送り出しながら、マイクロ波架橋装置８と熱風架橋装置９とを含む連続架橋装置５内を連続的に通過させることで連続的に発泡および架橋させた。

マイクロ波架橋装置８の出力は６〜１２ｋＷ、槽内制御温度は１５０〜２５０℃、熱風架橋装置９の槽内制御温度は１５０〜２５０℃、加熱槽の有効長は８ｍとした。
発泡後の筒状体７の外径はおよそφ１６ｍｍであった。
次いで筒状体７を所定の長さにカットし、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３に装着して、オーブン中で１６０℃×６０分間加熱して筒状体７を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３と電気的に接合し、機械的に固定した。

そして筒状体７の両端をカットしたのち、その外周面４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φ１３．０ｍｍ（公差±０．１ｍｍ）に仕上げてトナー供給ローラ１を製造した。
〈実施例２〉
ゴム分として、さらにＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）５０５Ａ〕１０質量部を配合するとともにＢＲの配合割合を４０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、トナー供給ローラを製造した。

〈実施例３〉
さらにゴム分１００質量部あたり１０質量部の導電性カーボンブラック〔ＨＡＦ、東海カーボン(株)製の商品名シースト３〕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、トナー供給ローラを製造した。
〈実施例４〉
ゴム分として、さらにＮＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ ＳＬ、非油展、低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量：２０％〕１５質量部を配合するとともにＢＲの配合割合を２５質量部としたこと以外は実施例３と同様にしてゴム組成物を調製し、トナー供給ローラを製造した。

〈従来例１〉
（ゴム組成物の調製）
ゴム分としてはＧＥＣＯ５０質量部とＮＢＲ５０質量部とを配合した。
そして両ゴム分の総量１００質量部に、下記表２に示す各成分を配合し、バンバリミキサを用いて混錬してゴム組成物を調製した。

表２中の各成分のうち発泡助剤としては尿素系発泡助剤〔永和化成工業(株)製の商品名セルペースト１０１〕を用い、他は表１と同じとした。表２中の質量部は、ゴム分の総量１００質量部あたりの質量部である。
（トナー供給ローラの製造：バッチ式）
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の円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。

そして加硫缶内で、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分を架橋させた。発泡後の筒状体の外径はφ３５ｍｍであった。
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のシャフトに装着しなおして、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と電気的に接合し、機械的に固定した。

そして筒状体の両端をカットしたのち、その外周面を、円筒研削盤を用いてトラバース研削することで外径をφ１３．０ｍｍ（公差±０．１ｍｍ）に仕上げてトナー供給ローラを製造した。
このものは、特許文献１に記載のトナー供給ローラを再現したものに相当する。
〈比較例１〉
従来例１で調製したゴム組成物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、すなわち連続架橋装置を用いた連続式によりトナー供給ローラを製造した。

〈比較例２〉
実施例１で調製したゴム組成物を用いたこと以外は従来例１と同様にして、すなわち加硫缶を用いたバッチ式によりトナー供給ローラを製造した。
〈低温低湿環境での画像評価〉
実施例、比較例、従来例で製造したトナー供給ローラを、レーザープリンタ〔ブラザー工業(株)製のＨＬ−２２４０Ｄ〕のトナーカートリッジの、オリジナルのトナー供給ローラと交換し、かかるトナーカートリッジを上記レーザープリンタに装着して温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿条件下でＡ４サイズの紙〔富士ゼロックス(株)製の４２００ＭＰ用紙〕に１％濃度の画像を１０００枚連続して形成した。

次いでモノクロおよびハーフトーンの画像を１０枚形成し、下記の基準で画像不良の有無を評価した。
○：ムラ、スジなどの画像不良は全く見られなかった。
×：１０枚中の少なくとも１枚でムラ、スジなどの明らかな画像不良が見られた。
以上の結果を表３、表４に示す。

表４の従来例１の結果より、特許文献１に記載のエピクロルヒドリンゴムとＮＢＲとをゴム分として含むゴム組成物を用いて、バッチ式で製造したトナー供給ローラは、特に低温低湿環境下で画像不良を生じることが判った。また比較例１の結果より、上記と同じゴム組成物を用いて、連続式でトナー供給ローラを製造しても、依然として低温低湿環境下で画像不良を生じることが判った。さらに本発明と同様に、ゴム分としてエピクロルヒドリンゴムとＢＲとを含むゴム組成物を用いても、バッチ式でトナー供給ローラを製造したのでは、やはり低温低湿環境下で画像不良を生じることが判った。

これに対し表３の実施例１〜４の結果より、ゴム分としてエピクロルヒドリンゴムとＢＲとを含むゴム組成物を用いて、連続式でトナー供給ローラを製造することにより、低温低湿環境下での画像不良の発生を防止できることが判った。
また実施例１〜４の結果より、さらにＥＰＤＭおよび／またはＮＢＲをゴム分として配合してもよいこと、導電性カーボンブラックを配合してもよいことが判った。

１ トナー供給ローラ
２ 通孔
３ シャフト
４ 外周面
５ 連続架橋装置
６ 押出成形機
７ 筒状体
８ マイクロ波架橋装置
９ 熱風架橋装置
１０ 引取機

Claims (5)

1. エピクロルヒドリンゴム、およびブタジエンゴムを少なくとも含むゴム分、前記ゴム分を架橋させるための架橋成分、ならびに前記ゴム分を発泡させるための発泡成分を少なくとも含み、前記エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、前記ゴム分の総量１００質量部中の３０質量部以上、７０質量部以下であるゴム組成物を筒状に押出成形しながら、マイクロ波架橋装置と熱風架橋装置とを含む連続架橋装置によって連続的に発泡および架橋させる工程を経て製造されるトナー供給ローラ。
2. 前記ゴム分は、さらにエチレンプロピレンジエンゴムを含んでいる請求項１に記載のトナー供給ローラ。
3. 前記ゴム分は、さらにアクリロニトリルブタジエンゴムを含んでいる請求項１または２に記載のトナー供給ローラ。
4. 前記ゴム組成物は、さらに導電性カーボンブラックを含んでいる請求項１ないし３のいずれか１項に記載のトナー供給ローラ。
5. 前記請求項１ないし４のいずれか１項に記載のトナー供給ローラを組み込んだ画像形成装置。

Images