JP6764566B2 - 導電性ゴム組成物、転写ローラとその製造方法、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、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ことができる缶加硫用の導電性ゴム組成物、当該導電性ゴム組成物を用いて形成される転写ローラとその製造方法、ならびに上記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。

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上記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、上記静電潜像がトナー像に現像される（現像工程）。
そこで次に、現像された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（定着工程）と、当該用紙の表面に画像が形成される。

またトナー像を転写後の感光体は、表面に残留したトナーを除去して次の画像形成に使用する準備とされる（クリーニング工程）。
転写工程では、感光体の表面に形成したトナー像を、用紙の表面に直接に転写させる場合と、像担持体の表面に一次転写させたのち用紙の表面に二次転写させる場合とがある。
いずれの転写工程でも、トナー像を用紙の表面や像担持体の表面に転写させるために、ゴムの発泡体からなり導電性を有する転写ローラが広く用いられる。

転写ローラは、ゴムに、当該ゴムを架橋させるための架橋成分、および加熱によって分解してガスを発生して上記ゴムを発泡させるための発泡剤を配合するとともに、導電性を付与するために、上記ゴムとしてイオン導電性ゴムを用いるか、もしくは導電剤を配合する等して調製された導電性ゴム組成物を用いて形成するのが一般的である。
すなわち上記導電性ゴム組成物を筒状に押出成形し、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二次架橋させて冷却したのち、所定の外径となるように研磨することで転写ローラが製造される。

特許文献１では、上記転写ローラのもとになる主なゴムとして、最も一般的なアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）に代えてスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いるとともに、発泡剤、ならびに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の配合割合を調整することが検討されている。
かかる構成によれば、ＳＢＲはＮＢＲと比べて単価が安いために、転写ローラのコスト削減が可能となる。

また発泡させることで、使用材料を少なくしてさらなる低コスト化が可能であるとともに、転写ローラを軽量化して輸送費等を削減することもできる。
その上、発泡剤や発泡助剤の配合割合をそれぞれ所定の範囲に調整することで転写ローラに適度の柔軟性を付与しながら、発泡セルのセル径を小さくして外周面の平滑性を高めて、画質の良好な画像を形成することも可能となる。

すなわち発泡助剤を配合すると発泡剤の分解温度が低くなるため、当該発泡剤が、加熱開始からごく短時間で、筒状体の略全体でほぼ同時に分解して発泡しようとする。そして、発泡によって膨張しつつある隣り合う発泡セルが互いの膨張力によって膨張を抑制し合う結果、個々のセル径が小さくなる。
そのためコスト削減、軽量化等の要求に対応するとともに柔軟性にも優れた発泡体からなり、しかもセル径が小さいため画質の良好な画像を形成できる転写ローラを形成できる。

ところが特許文献１に記載の転写ローラは、発明者の検討によると、主なゴムとしてＮＢＲを用いたものに比べて使用環境、すなわち温度や湿度によるローラ抵抗値の変動が大きいという問題がある。そして、例えば転写ローラを組み込んだ画像形成装置を設置する場所の違いや、同じ場所でも気候、天候の変化等に伴ってローラ抵抗値が大きく変動して、形成画像の画像濃度等に影響を及ぼすおそれがある。

特開２０１５−３４８７８号公報

本発明の目的は、コスト削減、軽量化等の要求に対応するとともに柔軟性にも優れた発泡体からなり、発泡セルのセル径が小さいため画質の良好な画像を形成できる上、使用環境によるローラ抵抗値の変動も小さい転写ローラを形成し得る導電性ゴム組成物を提供することにある。
また本発明の目的は、かかる導電性ゴム組成物からなる転写ローラとその製造方法、ならびに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、ゴムとして、ブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、およびエピクロルヒドリンゴムのみを含み、かつ当該ゴムを架橋させるための架橋成分、前記ゴムの総量１００質量部あたり、４質量部以上、６質量部以下の、加熱によって分解してガスを発生する発泡剤、および１．５質量部以上、２．７質量部以下の、前記発泡剤の分解を促進する発泡助剤を含む缶加硫用の導電性ゴム組成物である。
また本発明は、ゴムとして、ＢＲ、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリンゴム、および極性ゴムのみを含み、前記極性ゴムは、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）、およびアクリルゴム（ＡＣＭ）からなる群より選ばれた少なくとも１種であり、かつ当該ゴムを架橋させるための架橋成分、前記ゴムの総量１００質量部あたり、４質量部以上、６質量部以下の、加熱によって分解してガスを発生する発泡剤、および１．５質量部以上、２．７質量部以下の、前記発泡剤の分解を促進する発泡助剤を含む缶加硫用の導電性ゴム組成物である。

また本発明は、上記本発明の導電性ゴム組成物からなる転写ローラである。
また本発明は、上記本発明の導電性ゴム組成物を筒状に押出成形し、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缶加硫工程を含む転写ローラの製造方法である。
さらに本発明は、上記本発明の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、コスト削減、軽量化等の要求に対応するとともに柔軟性にも優れた発泡体からなり、発泡セルのセル径が小さいため画質の良好な画像を形成できる上、使用環境によるローラ抵抗値の変動も小さい転写ローラを形成し得る導電性ゴム組成物を提供できる。
また本発明によれば、かかる導電性ゴム組成物からなる転写ローラとその製造方法、ならびに当該転写ローラを組み込んだ画像形成装置を提供できる。

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。

《導電性ゴム組成物》
本発明は、ゴムとして、ＢＲ、ＥＰＤＭ、およびエピクロルヒドリンゴムのみを含み、かつ当該ゴムを架橋させるための架橋成分、上記ゴムの総量１００質量部あたり、４質量部以上、６質量部以下の、加熱によって分解してガスを発生する発泡剤、および１．５質量部以上、２．７質量部以下の、上記発泡剤の分解を促進する発泡助剤を含む缶加硫用の導電性ゴム組成物である。
また本発明は、ゴムとして、ＢＲ、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリンゴム、および極性ゴムのみを含み、前記極性ゴムは、ＮＢＲ、ＣＲ、およびＡＣＭからなる群より選ばれた少なくとも１種であり、かつ当該ゴムを架橋させるための架橋成分、上記ゴムの総量１００質量部あたり、４質量部以上、６質量部以下の、加熱によって分解してガスを発生する発泡剤、および１．５質量部以上、２．７質量部以下の、上記発泡剤の分解を促進する発泡助剤を含む缶加硫用の導電性ゴム組成物である。

〈ゴム〉
本発明では、導電性ゴム組成物を構成する主なゴムとして、ＮＢＲと比べて単価の安いＢＲを用いることにより、転写ローラ、ひいては画像形成装置の製造コストのさらなる削減が可能となる。
またＥＰＤＭを併用することで、転写ローラのオゾン耐性を向上できる。すなわちＥＰＤＭは、それ自体がオゾン耐性に優れているだけでなく、ＢＲのオゾン劣化を抑制する働きもする。

さらにエピクロルヒドリンゴムを併用することで、導電性ゴム組成物、ひいては転写ローラに適度なイオン導電性を付与できる。
またゴムとしては、さらに必要に応じてＮＢＲ、ＣＲ、およびＡＣＭからなる群より選ばれた少なくとも１種の極性ゴムを併用してもよい。極性ゴムは、ＢＲの一部と置換するのが好ましい。

極性ゴムを併用することで、転写ローラのローラ抵抗値を微調整できる。また発泡のムラがなくできるだけ均一な多孔質構造を形成できる。
（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。
特に高温から低温まで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％以上である高シスＢＲが好ましい。
またＢＲとしても、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。
ＢＲの配合割合は、極性ゴムを含まない場合、ゴムの総量１００質量部中の４０質量部以上、特に６０質量部以上であるのが好ましく、９０質量部以下、特に８０質量部以下であるのが好ましい。また極性ゴムを含む場合は、当該極性ゴムの配合割合にもよるが、ゴムの総量１００質量部中の３０質量部以上であるのが好ましく、５０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、先に説明した、汎用性が高くコスト安価であるといったＢＲの利点を十分に活用できないおそれがある。
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ＥＰＤＭの割合が少なくなって、転写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。また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、転写ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。

なお配合割合は、ＢＲとして１種のみを使用する場合はそれ自体の配合割合であり、２種以上を併用する場合はその合計の配合割合である。またＢＲとして油展タイプのものを用いる場合は、当該油展タイプの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（以下同様）。

（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、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、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、ゴムの総量１００質量部中の５質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下、特に２０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、転写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ＢＲの割合が少なくなって、汎用性が高くコスト安価であるといったＢＲの利点を十分に活用できないおそれがある。また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、転写ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。

（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。
かかるエピクロルヒドリンゴムとしては、例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。
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、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、逆にローラ抵抗値が上昇する傾向がある。また架橋後の転写ローラが硬くなりすぎたり、架橋前の導電性ゴム組成物の、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、特に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、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、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上記の働きが得られないため、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、特に１５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、特に４８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、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、ゴムの総量１００質量部中の２０質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましい。

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、転写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の割合が少なくなって、汎用性が高くコスト安価であるといったＢＲの利点を十分に活用できないおそれがある。また相対的にＥＰＤＭの割合が少なくなって、転写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。

（極性ゴム）
極性ゴムとしては、前述したようにＮＢＲ、ＣＲ、およびＡＣＭの１種または２種以上が挙げられる。特にＮＢＲおよび／またはＣＲが好ましい。
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ＣＲとしては、例えばクロロプレンを乳化重合させて合成され、その際に用いる分子量調整剤の種類によって分類される硫黄変性タイプ、非硫黄変性タイプ、ならびに結晶化速度に基づいて分類される、当該結晶化度が遅いタイプ、中程度であるタイプ、および速いタイプのいずれのＣＲも使用可能である。
またＮＢＲおよび／またはＣＲとしても、それぞれ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。

極性ゴムの配合割合は、目的とする転写ローラのローラ抵抗値に応じて任意に設定できるが、特にゴムの総量１００質量部中の５質量部以上、特に２０質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下であるのが好ましい。
極性ゴムの配合割合がこの範囲未満では、当該極性ゴムを配合することによる、転写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。

一方、極性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の割合が少なくなって、汎用性が高くコスト安価であるといったＢＲの利点を十分に活用できないおそれがある。また相対的にＥＰＤＭの割合が少なくなって、転写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、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、転写ローラに良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。

〈発泡剤〉
発泡剤としては、加熱によって分解してガスを発生する種々の発泡剤が使用可能である。かかる発泡剤としては、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。特にＡＤＣＡが好ましい。

発泡剤の配合割合がゴムの総量１００質量部あたり４質量部以上、６質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち発泡剤の配合割合がこの範囲未満では、導電性ゴム組成物中での発泡剤間の距離が大きくなって、個々の発泡剤を起源とする隣り合う発泡セルが互いに膨張を抑制し合う効果が得られない。そのため全体としてセル径が大きくなって、画質の良好な画像を形成するのに適したセル径の小さい転写ローラを形成することができない。

また、導電性ゴム組成物を十分に発泡できないためゴム硬さが硬くなり過ぎて、転写ローラに、当該転写ローラとして適した良好な柔軟性を付与できないおそれもある。
そして転写ローラに良好な柔軟性を付与できない場合には、当該転写ローラを、例えば感光体に対して広いニップ幅を確保した状態で圧接できないためトナーの転写効率が低下したり、感光体にダメージを与えたりするといった問題を生じるおそれがある。

また発泡が不十分であると、先に説明した、使用材料を少なくして材料費を抑制する効果や、軽量化して輸送費等を削減する効果が得られないという問題もある。
一方、発泡剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には、セル径は小さくできるもののゴム硬さが硬くなり過ぎて、転写ローラに、当該転写ローラとして適した良好な柔軟性を付与できないため、やはり上述した種々の問題を生じるおそれがある。

これに対し、発泡剤の配合割合を上記の範囲とすることにより、転写ローラの良好な柔軟性や、発泡させることによる種々の利点を確保しながら、セル径をより一層小さくできる。
〈発泡助剤〉
発泡助剤としては、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が使用可能である。例えばＡＤＣＡと組み合わせる発泡助剤としては、尿素（Ｈ_２ＮＣＯＮＨ_２）系発泡助剤が挙げられる。

発泡助剤の配合割合がゴムの総量１００質量部あたり１．５質量部以上、２．７質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち発泡助剤の配合割合がこの範囲未満では、先に説明したメカニズムによってセル径を小さくする効果が得られない。そのため全体としてセル径が大きくなって、画質の良好な画像を形成するのに適したセル径の小さい転写ローラを得ることができない。

一方、発泡助剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には、前述したように使用環境によってローラ抵抗値の変動が大きくなるという問題を生じる。
またセル径は小さくできるもののゴム硬さが硬くなり過ぎて、転写ローラに、当該転写ローラとして適した良好な柔軟性を付与できないため、先に説明した種々の問題を生じるおそれもある。

これに対し、発泡助剤の配合割合を上記の範囲とすることにより、転写ローラの良好な柔軟性を確保し、かつセル径をより一層小さくしながら、使用環境によるローラ抵抗値の変動を小さくできる。
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、発泡助剤の配合割合は、上記の範囲でもゴムの総量１００質量部あたり２．５質量部以下であるのが好ましい。

〈架橋成分〉
ゴムを架橋させるための架橋成分としては架橋剤、架橋促進剤等が挙げられる。
このうち架橋剤としては、特に硫黄系架橋剤が好ましい。
また硫黄系架橋剤としては、例えば粉末硫黄、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、特に硫黄が好ましい。

硫黄の配合割合は、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、３質量部以下であるのが好ましい。
なお、例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。
架橋促進剤としては、例えばチウラム系促進剤、チアゾール系促進剤等が挙げられる。架橋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。

このうちチウラム系促進剤としては、例えばテトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＳ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＴ、ＴＭＴ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴ）、テトラブチルチウラムジスルフィド（ＴＢＴ）、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド（ＴＯＴ−Ｎ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＴＲＡ）等の１種または２種以上が挙げられる。

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０．５質量部以上であるのが好ましく、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としては、例えば２−メルカプトベンゾチアゾール（Ｍ）、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩（ＭＺ）、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（ＨＭ、Ｍ６０−ＯＴ）、２−（Ｎ,Ｎ−ジエチルチオカルバモイルチオ）ベンゾチアゾール（６４）、２−（４′−モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール（ＤＳ、ＭＤＢ）等の１種または２種以上が挙げられる。

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０．５質量部以上であるのが好ましく、３質量部以下であるのが好ましい。
〈その他の成分〉
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、例えば架橋促進助剤、受酸剤、充填剤等が挙げられる。

このうち架橋促進助剤としては、例えば酸化亜鉛（亜鉛華）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、従来公知の架橋促進助剤の１種または２種以上が挙げられる。
架橋促進助剤の配合割合は、個別に、ゴムの総量１００質量部あたり０．１質量部以上であるのが好ましく、７質量部以下であるのが好ましい。

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や感光体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。
受酸剤の配合割合がこの範囲未満では、当該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。また受酸剤の配合割合が上記の範囲を超える場合には、架橋後の転写ローラの硬さが上昇するおそれがある。

充填剤としては、例えば酸化亜鉛、シリカ、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、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、導電性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、上記各成分を含む導電性ゴム組成物からなるゴムの発泡体によって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転写ローラ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、転写ローラ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。

転写ローラ１は、温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿環境下、後述する測定方法によって測定したローラ抵抗値Ｒ_ＬＬ（Ω）の対数値ｌｏｇＲ_ＬＬと、温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下で同じ測定方法によって測定したローラ抵抗値Ｒ_ＨＨ（Ω）の対数値ｌｏｇＲ_ＨＨとの差ｌｏｇＲ_ＬＬ−ｌｏｇＲ_ＨＨが１．８以下であるのが好ましい。

これにより、前述したように使用環境によるローラ抵抗値の変動を小さくできる。
なお差ｌｏｇＲ_ＬＬ−ｌｏｇＲ_ＨＨは上記の範囲でも小さいほど好ましく、０であるのが最も理想的であるが、１．８以下の範囲であれば同等の効果を得ることができる。
また転写ローラ１は、アスカーＣ型硬さが２５°以上、３５°以下、発泡セルのセル径の平均値（平均セル径）が３５０μｍ以下であるのが好ましい。

アスカーＣ型硬さが２５°未満では、転写ローラ１の強度が不足してヘタリ等を生じやすくなるおそれがある。またアスカーＣ型硬さが３５°を超える場合には、転写ローラ１に良好な柔軟性を付与できないおそれがある。
また平均セル径が３５０μｍを超える場合には、転写ローラの外周面の平滑性が低下して、画質の良好な画像を形成できないおそれがある。

なお平均セル径の下限は特に限定されないが５０μｍ以上であるのが好ましい。平均セル径がこの範囲未満では、転写ローラのアスカーＣ型硬さが前述した範囲を超えてしまい、当該転写ローラに良好な柔軟性を付与できないおそれがある。
これに対しアスカーＣ型硬さ、および平均セル径をそれぞれ上記の範囲とすることにより、適度に柔軟でしかもヘタリを生じにくい上、セル径が小さく外周面の平滑性に優れ、画質の良好な画像を形成するのに適した転写ローラを形成できる。

なお転写ローラ１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。

すなわち、先に説明したように転写ローラ１と一体化させたシャフト３の両端を支持台に固定した状態で、当該転写ローラ１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１０Ｎ（≒１ｋｇｆ）の荷重を付加してアスカーＣ型硬さを測定する。
また発泡セルの平均セル径は、転写ローラ１の外周面４を、マイクロスコープを用いて倍率１００倍で観察した視野中に含まれる、大きいものから３０個の発泡セルの長径（μｍ）と短径（μｍ）から、式(1)：
セル径（μｍ）＝（長径＋短径）／２ (1)
によって求めた個々の発泡セルのセル径の平均値でもって表すこととする。

なおいずれの試験も、温度２３℃、相対湿度５５％の環境下で実施することとする。
《ローラ抵抗値の変動評価》
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、本発明では、使用環境による転写ローラ１のローラ抵抗値の変動を、下記の方法で測定したローラ抵抗値をもとに評価することとする。

すなわち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５を用意し、このアルミニウムドラム５の外周面６に、その上方から、ローラ抵抗値を測定する転写ローラ１の外周面４を当接させる。
また転写ローラ１のシャフト３とアルミニウムドラム５との間に直流電源７、および抵抗８を直列に接続して計測回路９を構成する。直流電源７は、(−)側をシャフト３、（＋）側を抵抗８と接続する。抵抗８の抵抗値ｒは１００Ωとする。

次いでシャフト３の両端部にそれぞれ５００ｇの荷重Ｆをかけて転写ローラ１をアルミニウムドラム５に圧接させた状態で、アルミニウムドラム５を回転（回転数：３０ｒｐｍ）させながら、両者間に、直流電源７から直流１０００Ｖの印加電圧Ｅを印加して３０秒後に、抵抗８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。

かかるローラ抵抗値Ｒの測定を、温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿環境下、および温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下で実施して、低温低湿環境下でのローラ抵抗値Ｒ_ＬＬ（Ω）と高温高湿環境下でのローラ抵抗値Ｒ_ＨＨ（Ω）とを求める。
そして両ローラ抵抗値の対数値ｌｏｇＲ_ＬＬとｌｏｇＲ_ＨＨとの差ｌｏｇＲ_ＬＬ−ｌｏｇＲ_ＨＨを求めて、当該差が１．８以下のものを変動小、１．８を超えるものを変動大として評価する。

本発明の転写ローラ１は、後述する実施例の結果からも明らかなようにかかる差が１．８以下であって、使用環境によるローラ抵抗値の変動が小さいと評価することができる。
《転写ローラの製造方法》
上記転写ローラ１を製造するための本発明の製造方法においては、まず前述した各成分からなる本発明の導電性ゴム組成物を、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する。
シャフト３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の反りや変形等を抑制できる。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２に挿通したのち二次架橋させるか、あるいは通孔２の内径より外径の大きいものを通孔２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３が転写ローラ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。

《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。

〈実施例１〉
（導電性ゴム組成物）
ゴムとしてはＧＥＣＯ〔日本ゼオン(株)製のＨＹＤＲＩＮ（登録商標）Ｔ３１０８〕２０質量部、ＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）５０５Ａ、非油展〕１０質量部、およびＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ ＢＲ０１、非油展〕７０質量部を配合した。

そしてこれらゴムの総量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充填剤と受酸剤を加えて混練し、さらに残りの成分を加えて混練して導電性ゴム組成物を調製した。

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。
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〕
（転写ローラ）
調製した導電性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。

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３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３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φ１２．５ｍｍ（公差±０．１ｍｍ）に仕上げて転写ローラ１を製造した。

〈実施例２〉
ゴムとして、それぞれ実施例１で使用したのと同じＧＥＣＯ２０質量部、ＥＰＤＭ１０質量部、およびＢＲ４０質量部に、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％〕３０質量部を配合したこと以外は実施例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。

〈比較例１〉
ゴムのうちＢＲに代えて、同量のＳＢＲ〔住友化学(株)製のＳＢＲ１５０２、非油展〕を配合するとともに、尿素系発泡助剤の配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり１．０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。

〈比較例２〉
発泡剤としてのＡＤＣＡの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり６．０質量部とし、かつ尿素系発泡助剤の配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり２．８質量部としたこと以外は比較例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。

〈従来例１〉
尿素系発泡助剤の配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり４．０質量部としたこと以外は比較例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。この従来例１は、特許文献１を再現したものである。
〈従来例２〉
ＳＢＲに代えて、実施例２で使用したのと同じＮＢＲ７０質量部を配合するとともに、尿素系発泡助剤の配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり４．０質量部としたこと以外は比較例１と同様にして導電性ゴム組成物を調製し、転写ローラ１を製造した。

〈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２５°以上、３５°以下のものを良好（○）、２５°未満のものと３５°を超えたものを不良（×）と評価した。
〈平均セル径の測定および評価〉
実施例、比較例、従来例で製造した転写ローラ１の平均セル径を、先に説明した測定方法に則って測定した。そして平均セル径が３５０μｍ以下のものを良好（○）、３５０μｍを超えたものを不良（×）と評価した。

〈ローラ抵抗値の変動評価〉
実施例、比較例、従来例で製造した転写ローラ１の、温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿環境下でのローラ抵抗値Ｒ_ＬＬ（Ω）と、温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下でのローラ抵抗値Ｒ_ＨＨ（Ω）とを、先に説明した測定方法に則って測定した。そして両ローラ抵抗値の対数値ｌｏｇＲ_ＬＬ、ｌｏｇＲ_ＨＨの差ｌｏｇＲ_ＬＬ−ｌｏｇＲ_ＨＨを求めて、当該差が１．８以下のものを良好（○）、１．８を超えるものを不良（×）と評価した。

以上の結果を表２に示す。

表２の実施例１、２の結果より、主なゴムとしてＮＢＲより単価の安いＢＲを用いることにより、上記ＮＢＲを用いた従来例２と同等の、適度の柔軟性を有し、かつセル径が小さいため画質の良好な画像を形成できる上、使用環境によるローラ抵抗値の変動が小さい転写ローラを、上記従来例２よりコスト安価に製造できることが判った。

ただし実施例１、２、比較例１、２、ならびに従来例１の結果より、上記の効果、特に使用環境によるローラ抵抗値の変動が小さい転写ローラを得るためには、ゴムの総量１００質量部に対する発泡剤の配合割合を４〜６質量部、発泡助剤の配合割合を１．５〜２．７質量部の範囲とする必要があること、中でも発泡助剤の配合割合は２．５質量部以下とするのが好ましいことが判った。

さらに実施例１、２の結果より、ＢＲの一部をＮＢＲ等の極性ゴムに置換してもよいが、その配合割合は、ゴムの総量１００質量部中の４０質量部以下とするのが好ましいことが判った。

１ 転写ローラ
２ 通孔
３ シャフト
４ 外周面
５ アルミニウムドラム
６ 外周面
７ 直流電源
８ 抵抗
９ 計測回路
Ｆ 荷重
Ｖ 検出電圧

Claims (6)

1. ゴムとして、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、およびエピクロルヒドリンゴムのみを含み、かつ当該ゴムを架橋させるための架橋成分、前記ゴムの総量１００質量部あたり、４質量部以上、６質量部以下の、加熱によって分解してガスを発生する発泡剤、および１．５質量部以上、２．７質量部以下の、前記発泡剤の分解を促進する発泡助剤を含む缶加硫用の導電性ゴム組成物。
2. ゴムとして、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、および極性ゴムのみを含み、前記極性ゴムは、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、およびアクリルゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種であり、かつ当該ゴムを架橋させるための架橋成分、前記ゴムの総量１００質量部あたり、４質量部以上、６質量部以下の、加熱によって分解してガスを発生する発泡剤、および１．５質量部以上、２．７質量部以下の、前記発泡剤の分解を促進する発泡助剤を含む缶加硫用の導電性ゴム組成物。
3. 前記請求項１または２に記載の導電性ゴム組成物からなる転写ローラ。
4. 温度１０℃、相対湿度２０％の低温低湿環境下で測定したローラ抵抗値Ｒ_ＬＬ（Ω）の対数値ｌｏｇＲ_ＬＬと、温度３０℃、相対湿度８０％の高温高湿環境下で測定したローラ抵抗値Ｒ_ＨＨ（Ω）の対数値ｌｏｇＲ_ＨＨとの差ｌｏｇＲ_ＬＬ−ｌｏｇＲ_ＨＨが１．８以下である請求項３に記載の転写ローラ。
5. 前記請求項３または４に記載の転写ローラの製造方法であって、前記導電性ゴム組成物を筒状に押出成形し、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缶加硫工程を含む製造方法。
6. 前記請求項３または４に記載の転写ローラを組み込んだ画像形成装置。

Images