JP7049578B2 - ゴム組成物、ゴムローラおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム組成物、当該ゴム組成物を架橋、発泡させた発泡体からなるローラ本体を含むゴムローラ、および当該ゴムローラを含む画像形成装置に関するものである。

たとえば、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、近年の市場の成熟化に伴って、形成画像の高画質化や、画像形成速度の高速化が求められる傾向にある。
画像形成装置の部品の一つである転写ローラとしては、たとえば、ゴム、架橋成分、発泡成分等を含み、導電性が付与されたゴム組成物を筒状に成形したのち発泡、架橋させて形成された発泡体からなる、導電性のローラ本体を含むゴムローラが用いられる（特許文献１）。

かかるゴムローラには、上記の要求を満足するため、ローラ本体の外周面に露出した発泡セルのセル径の平均値、すなわち平均セル径ができるだけ小さいことが求められる（特許文献２）。また、ゴムローラには、上記の要求を満足するため、ローラ本体のゴム硬さが低く、できるだけ柔らかいことも求められる。

特開２０１３－０６７７２２号公報 特開２００６－２５９１３１号公報

しかし、従来技術では、ローラ本体の平均セル径の小径化と、ローラ本体の柔らかさとを両立するのが難しいという課題がある。すなわち、発泡体の平均セル径の小径化を図ると、ローラ本体のゴム密度が高くなって、ゴム硬さが上昇し、逆にゴム硬さを低くしようとすると、平均セル径を大きくしなければならない。そのため、平均セル径とゴム硬さとは、いわば二律背反の関係にあるといえる。

本発明の目的は、平均セル径が小さい上、ゴム硬さが低く柔らかい、ローラ本体等の発泡体を形成できるゴム組成物を提供することにある。また、本発明の目的は、上記ゴム組成物を発泡、架橋させた発泡体からなる筒状のローラ本体を含むゴムローラと、当該ゴムローラを含む画像形成装置とを提供することにある。

本発明は、電子写真法を利用した画像形成装置に用いる発泡体を形成するためのゴム組成物であって、ゴムとして、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が１５以上、５０以下であるアクリロニトリルブタジエンゴムと、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が５以上、３５以下であるエピクロルヒドリンゴムとを少なくとも含み、前記ゴムの総量１００質量部中に占める、前記アクリロニトリルブタジエンゴムの割合が１０質量部以上、前記エピクロルヒドリンゴムの割合が１０質量部以上であるとともに、前記ゴムの総量１００質量部あたり７質量部以下の発泡剤、ならびに
・ 前記ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下のカーボンブラックを含み、かつ前記カーボンブラック以外の他の充填剤を含まないか、もしくは
・ 前記カーボンブラックと前記他の充填剤とを、合計で、前記ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下の割合で含み、
ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が３５以下であるゴム組成物である。

また、本発明は、上記ゴム組成物を発泡、架橋させた発泡体からなり、外周面に露出した発泡セルのセル径の平均値が２２０μｍ以下である筒状のローラ本体を含むゴムローラである。
さらに、本発明は、上記ゴムローラを含む画像形成装置である。

本発明によれば、平均セル径が小さい上、ゴム硬さが低く柔らかい、ローラ本体等の発泡体を形成できるゴム組成物を提供することができる。また、本発明によれば、上記ゴム組成物を発泡、架橋させた発泡体からなる筒状のローラ本体を含むゴムローラと、当該ゴムローラを含む画像形成装置とを提供することができる。

本発明のゴムローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。

《ゴム組成物》
上述したように、本発明は、ゴムとして、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が１５以上、５０以下であるアクリロニトリルブタジエンゴム（以下「低粘度ＮＢＲ」と略記する場合がある。）と、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が５以上、３５以下であるエピクロルヒドリンゴム（以下「低粘度エピクロルヒドリンゴム」と略記する場合がある。）とを少なくとも含み、前記ゴムの総量１００質量部中に占める、前記低粘度ＮＢＲの割合が１０質量部以上、前記低粘度エピクロルヒドリンゴムの割合が１０質量部以上であるとともに、前記ゴムの総量１００質量部あたり７質量部以下の発泡剤、ならびに
・ 前記ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下のカーボンブラックを含み、かつ前記カーボンブラック以外の他の充填剤を含まないか、もしくは
・ 前記カーボンブラックと前記他の充填剤とを、合計で、前記ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下の割合で含み、
ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が３５以下であるゴム組成物である。

なお、以下ではムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃を、単に「ムーニー粘度」と略記する場合がある。
本発明によれば、ゴムとして、上記低粘度ＮＢＲと低粘度エピクロルヒドリンゴムとを、上記所定の割合で併用することにより、ゴム組成物の全体でのムーニー粘度を３５以下に抑制して、発泡時のガス抜けを促進することができる。

そのため、発泡剤の配合割合を上記の範囲に制限していることと相まって、発泡体の平均セル径を、現状より小さく抑えることができる。
また、上記低粘度ＮＢＲ、低粘度エピクロルヒドリンゴムは、いずれも、ムーニー粘度が上記特定の範囲を超える通常粘度のゴムよりも、基本的に分子量が小さい。そのため、これらのゴムを上記所定の割合で併用することにより、補強剤、充填剤としてのカーボンブラックや他の充填剤の配合割合を上記の範囲に制限していることと相まって、平均セル径を小さく抑えているにも拘らず、発泡体のゴム硬さの上昇を抑えることもできる。

したがって、上記ゴム組成物によれば、平均セル径が小さい上、ゴム硬さが低く柔らかい、ローラ本体等の発泡体を形成することができる。
低粘度ＮＢＲ、低粘度エピクロルヒドリンゴム、およびゴム組成物のムーニー粘度が、それぞれ上記の範囲に限定され、かつ両ゴムやカーボンブラックや他の充填剤、あるいは発泡剤の配合割合が、それぞれ上記の範囲に限定されるのは、下記の理由による。

すなわち、ムーニー粘度が１５未満であるＮＢＲは粘度が小さすぎるため、ゴム組成物を良好に発泡させたり、適度の強度を有する発泡体を形成したりできない。一方、ムーニー粘度が５０を超える通常粘度のＮＢＲのみを用いたり、低粘度ＮＢＲの配合割合を１０質量部未満としたりした場合には、上述した、低粘度ＮＢＲを低粘度エピクロルヒドリンゴムと併用することの効果が得られない。

同様に、ムーニー粘度が５未満であるエピクロルヒドリンゴムは粘度が小さすぎるため、ゴム組成物を良好に発泡させたり、適度の強度を有する発泡体を形成したりできない。一方、ムーニー粘度が３５を超える通常粘度のエピクロルヒドリンゴムのみを用いたり、低粘度エピクロルヒドリンゴムの配合割合を１０質量部未満としたりした場合には、上述した、低粘度エピクロルヒドリンゴムを低粘度ＮＢＲと併用することの効果が得られない。

カーボンブラック単独、もしくはカーボンブラックと他の充填剤との合計の配合割合が１０質量部を超える場合には、低粘度ＮＢＲと低粘度エピクロルヒドリンゴムとを所定の割合で併用したとしても、発泡体のゴム硬さの上昇を抑えることができない。また、発泡剤の配合割合が７質量部を超える場合には、低粘度ＮＢＲと低粘度エピクロルヒドリンゴムとを所定の割合で併用したとしても、発泡体の平均セル径を小さく抑えることができない。

さらに、上記の各成分を含むゴム組成物のムーニー粘度が３５を超える場合には、発泡体の平均セル径を小さく抑えることができない。
これに対し、所定のムーニー粘度を有する低粘度ＮＢＲと低粘度エピクロルヒドリンゴムとを、カーボンブラックや他の充填剤、ならびに発泡剤と、それぞれ所定の割合で併用することにより、ゴム組成物のムーニー粘度を３５以下とすることができる。そして、平均セル径が小さい上、ゴム硬さが低く柔らかい、ローラ本体等の発泡体を形成することができる。

〈ＮＢＲ〉
ＮＢＲは、ローラ本体等の発泡体に、ゴムとしての良好な特性を付与、すなわち、柔軟で、しかも圧縮永久ひずみが小さくヘタリを生じにくい特性を付与するために機能する。
ＮＢＲとしては、アクリロニトリル含量が２４％以下である低ニトリルＮＢＲ、２５～３０％である中ニトリルＮＢＲ、３１～３５％である中高ニトリルＮＢＲ、３６～４２％である高ニトリルＮＢＲ、４３％以上である極高ニトリル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、本発明では、感光体等の汚染を防止するために、ブリード物質となりうる伸展油を含まない、非油展タイプのＮＢＲを用いるのが好ましい。
これらＮＢＲのうち、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が１５以上、５０以下であるＮＢＲの１種または２種以上を、低粘度ＮＢＲとして、選択して用いることができる。

〈エピクロルヒドリンゴム〉
エピクロルヒドリンゴムは、発泡体にイオン導電性を付与して、たとえば、ゴムローラの場合に、そのローラ抵抗値を、転写ローラ等として適した範囲に調整するイオン導電性ゴムとして機能する。
エピクロルヒドリンゴムとしては、たとえば、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、とくに、ＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。
ＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯ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、とくに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、たとえば、ゴムローラの場合に、そ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場合がある。
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、架橋前のゴム組成物の、加熱溶融時の粘度が上昇して、当該ゴム組成物の加工性や発泡性が低下したり、架橋後のローラ本体等が硬くなりすぎたりする場合もある。

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、とくに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、とくに２モル％以上であるのが好ましく、１０モル％以下、とくに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、たとえば、ゴムローラの場合に、そ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、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場合がある。

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。そのため、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、とくに１９．５モル％以上であるのが好ましく、６９．５モル％以下、とくに６０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他に、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いる。本発明では、このいずれのＧＥＣＯも使用可能である。
これらエピクロルヒドリンゴムのうち、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が５以上、３５以下であるエピクロルヒドリンゴムの１種または２種以上を、低粘度エピクロルヒドリンゴムとして、選択して用いることができる。

〈他のゴム〉
ゴムとしては、上記低粘度ＮＢＲ、および低粘度エピクロルヒドリンゴムに加えて、さらに、他のゴムを併用してもよい。
併用してもよい他のゴムとしては、たとえば、ムーニー粘度が５０を超える通常粘度のＮＢＲや、あるいは、天然ゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のジエン系ゴム；エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等のエチレンプロピレン系ゴム等が挙げられる。これらのゴムは、いずれも、低粘度ＮＢＲと同様に、ローラ本体等の発泡体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与するために機能する。

また、併用してもよい他のゴムとしては、たとえば、ムーニー粘度が３５を超える通常粘度のエピクロルヒドリンゴムや、あるいは、エチレンオキサイド－アリルグリシジルエーテル二元共重合体、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三元共重合体等のポリエーテルゴム等のイオン導電性ゴムが挙げられる。これらのイオン導電性ゴムは、いずれも、低粘度エピクロルヒドリンゴムと同様に、発泡体にイオン導電性を付与して、たとえば、ゴムローラの場合に、そのローラ抵抗値を、転写ローラ等として適した範囲に調整するために機能する。

これら他のゴムの１種または２種以上を、低粘度ＮＢＲ、および低粘度エピクロルヒドリンゴムと併用することができる。
ただし、かかる併用系においても、低粘度ＮＢＲ、低粘度エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、それぞれゴムの総量１００質量部中の１０質量部以上である必要がある。この理由は、前述したとおりである。

低粘度ＮＢＲの配合割合は、低粘度エピクロルヒドリンゴム、および他のゴムの配合割合に応じて、上記の範囲で、任意に設定することができる。その上限は、他のゴムを併用しない、低粘度エピクロルヒドリンゴムとの併用系における９０質量部である。
同様に、低粘度エピクロルヒドリンゴムの配合割合は、低粘度ＮＢＲ、および他のゴムの配合割合に応じて、上記の範囲で、任意に設定することができる。その上限は、他のゴムを併用しない、低粘度ＮＢＲとの併用系における９０質量部である。

ただし、低粘度エピクロルヒドリンゴムを少なくとも含むイオン導電性ゴムの配合割合は、ゴムの総量１００質量部中の４０質量部以上、とくに４５質量部以上であるのが好ましく、６０質量部以下、とくに５５質量部以下であるのが好ましい。
少なくとも低粘度ＮＢＲを含むジエン系ゴム、および／またはエチレンプロピレン系ゴムの配合割合は、イオン導電性ゴムの残量である。すなわち、イオン導電性ゴムの配合割合を上記範囲内の所定値に設定した際にゴムの総量が１００質量部となるように、ジエン系ゴムやエチレンプロピレン系ゴムの配合割合を設定すればよい。

イオン導電性ゴムの配合割合が上記の範囲未満、または上記の範囲を超える場合には、このいずれにおいても、たとえば、ゴムローラの場合に、そのローラ抵抗値を、転写ローラ等として適した範囲に調整できない場合がある。
また、イオン導電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、低粘度ＮＢＲやジエン系ゴム、エチレンプロピレン系ゴムの割合が少なくなって、ローラ本体等の発泡体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与できない場合もある。

これに対し、イオン導電性ゴムの配合割合を上記の範囲とすることにより、たとえば、ゴムローラの場合に、そのローラ抵抗値を、転写ローラとして適した範囲に調整することができる。また、ローラ本体等の発泡体に、ゴムとしての良好な特性を付与することもできる。
〈架橋成分〉
架橋成分としては、ゴムを架橋させるための架橋剤と、当該架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤とを併用するのが好ましい。

このうち架橋剤としては、たとえば、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、各種モノマー等が挙げられる。架橋剤は、組み合わせるゴムの種類に応じて、適宜選択することができる。
たとえば、ゴムが、低粘度ＮＢＲ、低粘度エピクロルヒドリンゴムのうちＧＥＣＯ（以下「低粘度ＧＥＣＯ」と略記する場合がある。）等、いずれも硫黄架橋性を有するゴムの組み合わせである場合、架橋剤としては、硫黄系架橋剤を用いればよい。

また、たとえば、低粘度エピクロルヒドリンゴムが硫黄架橋性を有しないＥＣＯ（以下「低粘度ＥＣＯ」と略記する場合がある。）である場合等においては、架橋剤として、硫黄系架橋剤と、低粘度ＥＣＯを架橋するためのチオウレア系架橋剤とを併用すればよい。
（硫黄系架橋剤）
硫黄系架橋剤としては、たとえば、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、とくに硫黄が好ましい。

硫黄の配合割合は、ローラ本体等の発泡体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、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、２質量部以下であるのが好ましい。
なお、たとえば、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、上記の配合割合は、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。

また、架橋剤として有機含硫黄化合物を使用する場合、その配合割合は、分子中に含まれる硫黄の、ゴムの総量１００質量部あたりの割合が上記の範囲となるように設定するのが好ましい。
（架橋促進剤）
硫黄系架橋剤によるゴムの架橋を促進するための架橋促進剤としては、たとえば、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等の１種または２種以上が挙げられる。このうち、チウラム系促進剤とチアゾール系促進剤とを併用するのが好ましい。

チウラム系促進剤としては、たとえば、テトラメチ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、テトラブ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１種または２種以上が挙げられる。
またチアゾール系促進剤としては、たとえば、２－メルカプトベンゾチアゾール、ジ－２－ベンゾチアゾリルジスルフィド、２－メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、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、２－（４′－モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等の１種または２種以上が挙げられる。

上記２種の架橋促進剤の併用系において、硫黄系架橋剤によるゴムの架橋を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、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０．３質量部以上、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の配合割合は、ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上、２質量部以下であるのが好ましい。

（チオウレア系架橋剤）
チオウレア系架橋剤としては、分子中にチオウレア構造を有し、ＥＣＯの架橋剤として機能しうる種々のチオウレア化合物が使用可能である。チオウレア系架橋剤としては、たとえば、エチレンチオウレア、Ｎ,Ｎ′－ジフェニルチオウレア、トリメチルチオウレア、式(1)：
（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１ＮＨ）_２Ｃ＝Ｓ (1)
〔式中、ｎは１～１２の整数を示す。〕で表されるチオウレア、テトラメチルチオウレア等の１種または２種以上が挙げられる。とくに、エチレンチオウレアが好ましい。

チオウレア系架橋剤の配合割合は、ローラ本体等の発泡体に、前述したゴムとしての良好な特性を付与すること等を考慮すると、ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上であるのが好ましく、１質量部以下であるのが好ましい。
（架橋促進剤）
チオウレア系架橋剤には、当該チオウレア系架橋剤によるＥＣＯの架橋反応を促進する種々の架橋促進剤を併用してもよい。架橋促進剤としては、たとえば、１,３－ジフェニルグアニジン、１，３－ジ－ｏ－トリルグアニジン、１－ｏ－トリルビグアニド等のグアニジン系促進剤などの１種または２種以上が挙げられる。とくに、１，３－ジ－ｏ－トリルグアニジンが好ましい。

架橋促進剤の配合割合は、架橋反応を促進する効果を十分に発現させることを考慮すると、ゴムの総量１００質量部あたり０．３質量部以上であるのが好ましく、１質量部以下であるのが好ましい。
〈発泡成分〉
発泡成分としては、加熱によって分解してガスを発生する種々の発泡剤を用いることができる。また、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発泡助剤を組み合わせてもよい。

（発泡剤）
発泡剤としては、たとえば、アゾジカルボンアミド（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。
発泡剤の配合割合は、前述したように、ゴムの総量１００質量部あたり７質量部以下に限定される。この理由は、先に説明したとおりである。なお、発泡剤の配合割合は、上記の範囲でも、ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。

（発泡助剤）
発泡助剤としては、上述したように、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を用いることができる。たとえば、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は、組み合わせる発泡剤の種類等に応じて任意に設定できるが、ゴムの総量１００質量部あたり１質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下であるのが好ましい。

〈カーボンブラック〉
カーボンブラックとしては、ゴムの補強剤、充填剤として機能しうる種々のカーボンブラックが、いずれも使用可能である。とくに、導電性カーボンブラックが好ましい。導電性カーボンブラックを用いることで、ローラ本体等の発泡体に、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、ゴム組成物中に均一に分散できるため、ローラ本体等の発泡体に、できるだけ均一な電子導電性を付与することができる。
他の充填剤を配合しない場合、カーボンブラックの配合割合は、前述したように、ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下に限定される。この理由は、先に説明したとおりである。なお、カーボンブラックの配合割合は、上記の範囲でも、ゴムの総量１００質量部あたり２質量部以上であるのが好ましい。

〈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、たとえば、受酸剤や、カーボンブラック以外の他の充填剤等が挙げられる。
このうち、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、たとえば、ゴムローラのローラ本体内に残留したり、それによって架橋阻害や感光体の汚染等が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、とく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、感光体等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、とくに０．５質量部以上であるのが好ましく、５質量部以下、とくに２質量部以下であるのが好ましい。
他の充填剤としては、たとえば、酸化亜鉛、シリカ、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。

ただし、本発明では、前述したようにカーボンブラックを必須の成分とし、かつゴム組成物のムーニー粘度を３５以下に限定していることから、他の充填剤の配合割合は、できるだけ少なくするのが好ましく、配合しないのが特に好ましい。また、他の充填剤を配合する場合は、カーボンブラックと他の充填剤の合計の配合割合が、前述した１０質量部以下となるように、他の充填剤の配合割合を設定すればよい。

また、添加剤としては、さらに架橋助剤、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。
本発明のゴム組成物は、たとえば、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、および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組み込まれる、ゴム組成物の発泡体からなる各種部材の形成材料として、好適に使用できる。

上記部材としては、前述したように、とくに、転写ローラ等のゴムローラが挙げられる。
《ゴムローラ》
図１は、本発明のゴムローラの、実施の形態の一例を示す斜視図である。
図１を参照して、この例のゴムローラ１は、上記各成分を含むゴム組成物の発泡体からなる、多孔質でかつ単層の筒状に形成されたローラ本体２を備えるとともに、ローラ本体２の中心の通孔３にシャフト４が挿通されて固定されたものである。

シャフト４は、たとえば、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４は、たとえば、導電性を有する接着剤を介してローラ本体２と電気的に接合され、かつ機械的に固定されるか、あるいは通孔３の内径よりも外径の大きいものを通孔３に圧入することで、ローラ本体２と電気的に接合され、かつ機械的に固定される。

〈ゴムローラの製造〉
本発明のゴムローラ１を製造するには、まず、前述した各成分からなるゴム組成物を、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してローラ本体２を形成する。

シャフト４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３に挿通して固定できる。
ただし、カット後、まず通孔３にシャフト４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４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５のフレを抑制できる。

シャフト４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３に挿通したのち二次架橋させるか、あるいは通孔３の内径より外径の大きいものを通孔３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４がローラ本体２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。また、この両方を併用してもよい。

上記の工程を経て製造される本発明のゴムローラ１は、たとえば、転写ローラ等として使用した際に、形成画像の画質を向上するため、研磨によってローラ本体２の外周面５に露出した発泡セルの平均セル径が２２０μｍ以下である必要がある。また、上記ゴムローラ１は、やはり転写ローラ等として使用した際に、形成画像の画質を向上するために、ローラ本体２を形成する発泡体のアスカーＣ型硬さが３５以下であるのが好ましい。

発泡セルの平均セル径、および発泡体のアスカーＣ型硬さは、それぞれ、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。
〈発泡セルの平均セル径〉
ローラ本体２の外周面５を、マイクロスコープを用いて倍率２００倍で観察した視野中に含まれる発泡セルの長径（μｍ）と短径（μｍ）から、式(2)：
セル径（μｍ）＝（長径＋短径）／２ (2)
によって、個々の発泡セルのセル径を求める。そして、セル径が最大のものから順に３０個の発泡セルのセル径の平均値を、平均セル径として算出する。

〈アスカーＣ型硬さ〉
測定には、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）を用いる。

そして、ローラ本体２に挿通して固定したシャフト４の両端を支持台に固定した状態で、ローラ本体２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５Ｎ（≒５００ｇｆ）の荷重を付加してアスカーＣ型硬さを測定する。
さらに、ＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム、およびゴム組成物のムーニー粘度は、下記の方法で測定した値でもって表すこととする。

〈ムーニー粘度〉
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６３００－１_{：２０１３}「未加硫ゴム－物理特性－第１部：ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」所載の測定方法に則って測定する。
なお、いずれの測定も、温度２３±３℃、相対湿度５５±３％の環境下で実施することとする。

本発明のゴムローラ１は、前述したように、たとえば、電子写真法を利用した画像形成装置において、転写ローラとして好適に使用することができる。ただし、本発明のゴムローラ１は、たとえば、帯電ローラ、現像ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。
《画像形成装置》
本発明の画像形成装置は、本発明のゴムローラ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、上述したように、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。

以下に、本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、必ずしもこれらの実施例、比較例に限定されるものではない。
〈実施例１〉
（ゴム組成物）
ゴムとしては、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が３２である低粘度ＮＢＲ〔日本ゼオン(株)製のＮｉｐｏｌ（登録商標）ＤＮ４０１ＬＬ、低ニトリルＮＢＲ、結合アクリロニトリル量：１８．０％（中心値）、非油展〕５０質量部と、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が２５である低粘度ＧＥＣＯ〔日本ゼオン(株)製のＨＹＤＲＩＮ（登録商標）Ｔ３１０８ＸＬ〕５０質量部を配合した。

そして、両ゴムの総量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架橋成分以外の成分を加えて混練し、さらに架橋成分を加えて混練して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〕
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〕
（ゴムローラ）
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。

次いで、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４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４と電気的に接合し、かつ機械的に固定した。

そして、筒状体の両端を整形したのち、その外周面５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）に仕上げてローラ本体２を形成し、ゴムローラ１を製造した。
〈実施例２〉
カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり３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、ゴムローラ１を製造した。

〈実施例３〉
ゴムとして、実施例１で使用したのと同じ低粘度ＮＢＲ１０質量部、および低粘度ＧＥＣＯ１０質量部に、さらに通常粘度のＮＢＲ〔ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃：５６、ＪＳＲ（株）製のＪＳＲ（登録商標）Ｎ２４０Ｓ、中ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量（中心値）：２６％、非油展〕４０質量部、および通常粘度のＧＥＣＯ〔ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃：４５、日本ゼオン(株)製のＨＹＤＲＩＮ Ｔ３１０８〕４０質量部を配合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、ゴムローラ１を製造した。

〈実施例４〉
カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり３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、ゴムローラ１を製造した。
〈比較例１〉
カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり１５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、ゴムローラ１を製造した。

〈比較例２〉
ゴムとして、実施例１で使用したのと同じ低粘度ＮＢＲ５質量部、および低粘度ＧＥＣＯ５質量部に、さらに実施例３で使用したのと同じ通常粘度のＮＢＲ４５質量部、および通常粘度のＧＥＣＯ４５質量部を配合するとともに、カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり３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、ゴムローラ１を製造した。

〈比較例３〉
ゴムとして、実施例３で使用したのと同じ通常粘度のＮＢＲ５０質量部、および通常粘度のＧＥＣＯ５０質量部を配合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、ゴムローラ１を製造した。
〈比較例４〉
カーボンブラックの配合割合を、ゴムの総量１００質量部あたり３質量部としたこと以外は比較例３と同様にしてゴム組成物を調製し、ゴムローラ１を製造した。

〈比較例５〉
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１０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、ゴムローラを製造した。このものは、特許文献２の実施例を再現したものに該当する。
〈ゴム組成物のムーニー粘度の測定および評価〉
実施例、比較例で調製したゴム組成物の粘度を、先に説明した方法によって測定した。そして、ゴム組成物のムーニー粘度が３５以下であったものを良好（○）、３５を超えたものを不良（×）と評価した。

〈発泡セルの平均セル径の測定および評価〉
実施例、比較例で製造したゴムローラ１の、ローラ本体２の外周面５に露出した発泡セルの平均セル径を、先に説明した方法によって求めた。そして、平均セル径が２２０μｍ以下であったものを良好（○）、２２０μｍを超えたものを不良（×）と評価した。
〈発泡体のゴム硬さの測定および評価〉
実施例、比較例で製造したゴムローラ１の、ローラ本体を形成する発泡体のアスカーＣ型硬さを、先に説明した方法によって測定した。そして、アスカーＣ型硬さが３５以下であったものを良好（○）、３５を超えたものを不良（×）と評価した。

結果を表２、表３に示す。

表２、表３の実施例１～４、比較例１～５の結果より、
・ ゴムとして、少なくとも低粘度ＮＢＲと低粘度ＧＥＣＯとを用いるとともに、当該低粘度ＮＢＲ、低粘度ＧＥＣＯの配合割合を、それぞれゴムの総量１００質量部中の１０質量部とし、なおかつ
・ 他の充填剤を配合しない場合はゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下のカーボンブラック、および
・ ゴムの総量１００質量部あたり７質量部以下の発泡剤を併用することにより、
ゴム組成物のムーニー粘度を３５以下として、平均セル径が小さい上、ゴム硬さが低く柔らかいローラ本体を備えたゴムローラを形成できることが判った。

１ ゴムローラ
２ ローラ本体
３ 通孔
４ シャフト
５ 外周面

Claims (5)

1. 電子写真法を利用した画像形成装置に用いる発泡体を形成するためのゴム組成物であって、ゴムとして、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が１５以上、５０以下であるアクリロニトリルブタジエンゴムと、ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が５以上、３５以下であるエピクロルヒドリンゴムとを少なくとも含み、前記ゴムの総量１００質量部中に占める、前記アクリロニトリルブタジエンゴムの割合が１０質量部以上、前記エピクロルヒドリンゴムの割合が１０質量部以上であるとともに、前記ゴムの総量１００質量部あたり７質量部以下の発泡剤、ならびに
   ・ 前記ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下のカーボンブラックを含み、かつ前記カーボンブラック以外の他の充填剤を含まないか、もしくは
   ・ 前記カーボンブラックと前記他の充填剤とを、合計で、前記ゴムの総量１００質量部あたり１０質量部以下の割合で含み、
   ムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃が３５以下であるゴム組成物。
2. 前記発泡剤の割合は、前記ゴムの総量１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下である請求項１に記載のゴム組成物。
3. 前記請求項１または２に記載のゴム組成物を発泡、架橋させた発泡体からなり、外周面に露出した発泡セルのセル径の平均値が２２０μｍ以下である筒状のローラ本体を含むゴムローラ。
4. 前記ローラ本体を形成する前記発泡体は、アスカーＣ型硬さが３５以下である請求項３に記載のゴムローラ。
5. 前記請求項３または４に記載のゴムローラを含む画像形成装置。

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