JPH08292640A - 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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JPH08292640A
JPH08292640A JP31365095A JP31365095A JPH08292640A JP H08292640 A JPH08292640 A JP H08292640A JP 31365095 A JP31365095 A JP 31365095A JP 31365095 A JP31365095 A JP 31365095A JP H08292640 A JPH08292640 A JP H08292640A
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剛史 大石
Michiharu Yogosawa
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 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。 【解決手段】 ロール状基材の表面にゴム層が形成され
た構造のゴムロールにおいて、該ゴム層が、アルキレン
オキサイド28〜70モル%、エピハロヒドリン28〜
70モル%、及びエチレン性不飽和エポキシド2〜15
モル%を共重合して得られる共重合体ゴム(A)25〜
95重量%、及び不飽和ゴム(B)5〜75重量%を含
有するゴム組成物の加硫物からなる層であるゴムロー
ル。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、現像ロールが上記のゴムロ
ールである画像形成装置。

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、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にゴム層が形成された構造のゴ
ムロールにおいて、該ゴム層が、アルキレンオキサイド
28〜70モル%、エピハロヒドリン28〜70モル
%、及びエチレン性不飽和エポキシド2〜15モル%を
共重合して得られる共重合体ゴム(A)25〜95重量
%、及び不飽和ゴム(B)5〜75重量%を含有するゴ
ム組成物の加硫物からなる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、アルキレンオキ
サイド28〜70モル%、エピハロヒドリン28〜70
モル%、及びエチレン性不飽和エポキシド2〜15モル
%を共重合して得られる共重合体ゴム(A)25〜95
重量%と、不飽和ゴム(B)5〜75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%、エピハロ
ヒドリン28〜70モル%、及びエチレン性不飽和エポ
キシド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、例えば、エ
チレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオ
キサイドなどを、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。併用する場合に
は、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを併用
することが好ましい。エチレンオキサイド(EO)とプ
ロピレンオキサイド(PO)を併用する場合、両者の比
(EO:PO)は、通常、10:90〜90:10(モ
ル比)の割合で使用される。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、例えば、エピ
クロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピフルオロヒ
ドリンなどが挙げられ、これらの中でも、入手の容易さ
等からみて、特にエピクロロヒドリンが好適である。共
重合体ゴム(A)中のエピハ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。エピハ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、例
えば、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリ
レート、グリシジルアクリレート、ブタジエンモノオキ
サイドなどが挙げられる。エチレン性不飽和エポキシド
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)中のエチレン性不飽和エポキシドの共重合割合
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、エチレン性不飽和
エポキシド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。エチ
レン性不飽和エポキシドの共重合割合は、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・イソプレン共重合体ゴム、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)、ブタジ
エンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、及びこれ
らのゴムの部分水素添加物などが挙げられる。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、25〜95重量%、好ましくは30〜90重量%、
より好ましくは35〜80重量%の割合で使用する。不
飽和ゴム(B)は、ゴム成分中、5〜75重量%、好ま
しくは10〜70重量%、より好ましくは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、通常、0.7%以下、好ましくは0.5%以下で
あり、多くの場合、0.1〜0.5%の範囲内にある。
本発明のゴムロールのゴム層の硬度(JIS K−63
01)は、通常、35〜65、好ましくは40〜60、
より好ましくは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L
L条件(10℃×20%RH)と高温・高湿のHH条件
(35℃×80%RH)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20
mm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O
PC感光体に張り付け、50℃×80%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1〜8、比較例1〜9]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 1
201」、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1〜9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1〜9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1〜9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1〜8)や、ゴム組成物が不
飽和ゴム(B)を含まない場合(比較例9)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1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2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。
共重合体ゴムを70モル%を超えて含む共重合体ゴムを
用いた比較例3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4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5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4及び5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6〜8では、加硫ゴムシートによるOPC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9は、シート出しができるまでの混練時間が7
0分間と加工性が悪かった。
【0048】[実施例10]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11]実施例10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10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20pphm(×1
-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12]実施例10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10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13]実施例10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10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、100℃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O
PC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(OPC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14〜18]実施例10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10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 (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29K 21:00 105:24 B29L 31:32 (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

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロール状基材の表面にゴム層が形成され
    た構造のゴムロールにおいて、該ゴム層が、アルキレン
    オキサイド28〜70モル%、エピハロヒドリン28〜
    70モル%、及びエチレン性不飽和エポキシド2〜15
    モル%を共重合して得られる共重合体ゴム(A)25〜
    95重量%、及び不飽和ゴム(B)5〜75重量%を含
    有するゴム組成物の加硫物からなる層であることを特徴
    とするゴムロール。
  2. 【請求項2】 不飽和ゴム(B)が、アクリロニトリル
    ・ブタジエン共重合体ゴム、エチレン・プロピレン・ジ
    エン共重合体ゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリ
    ル・イソプレン共重合体ゴム、アクリロニトリル・ブタ
    ジエン・イソプレン共重合体ゴム、スチレン・ブタジエ
    ン共重合体ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、及
    びこれらのゴム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である請求項1記載のゴ
    ムロール。
  3. 【請求項3】 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または2記
    載のゴムロール。
  4. 【請求項4】 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
    ないし3のいずれか1項に記載のゴムロール。
  5. 【請求項5】 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ないし3のいずれか1項に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。
  6. 【請求項6】 アルキレンオキサイド28〜70モル
    %、エピハロヒドリン28〜70モル%、及びエチレン
    性不飽和エポキシド2〜15モル%を共重合して得られ
    る共重合体ゴム(A)25〜95重量%と、不飽和ゴム
    (B)5〜75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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