JPH09165470A - 画像形成装置用ゴム部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２種以上のポリマーをブレンドした系にカー
ボンブラックを添加しながらも、経時における電気抵抗
の変動が少ない画像形成装置用ゴム部材を提供すること
にある。 【解決手段】 ２種以上のポリマーのブレンドおよびカ
ーボンブラックを主成分とする画像形成装置用ゴム部材
において、２種以上のポリマーのブレンドがポリマー連
続相とポリマー粒子相とからなり、カーボンブラックが
ポリマー連続相に偏在している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置用ゴ
ム部材に関し、更に詳しくは、複写機、プリンター、フ
ァクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置
において、給紙ローラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写
ローラ、転写ベルト、定着ローラなどに用いるゴム部材
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機、プリンター、ファクシミ
リ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置におい
て、ゴム部材の需要が高まっている。すなわち、従来の
給紙部における給紙ローラや定着部における定着ローラ
などのゴム部材に加えて、帯電部、現像部、転写部など
の感光体回りにおいて、帯電ローラ、現像ローラ、転写
ローラ、転写ベルトなどにゴム部材（ゴム材料）が用い
られるようになってきている。このようなゴム部材に
は、例えば、耐オゾン性、難燃性、耐現像液性、導電
性、硬さ、加工性などの様々な特性が求められている
が、ポリマー単独でこれらの特性を全て満足させること
は困難である。そこで、ポリマーに種々の薬品を配合す
ることでゴム部材に必要な特性を得ており、例えば、ポ
リマーにオイルを添加することでゴム部材を軟らかく
し、また難燃剤を添加することにより難燃性を与えてい
る。しかし、このような薬品をポリマーに添加した場
合、これらの薬品が経時によりゴム部材表面に析出する
所謂ブリードまたはブルームと呼ばれる現象が起きるこ
とがある。ブリードやブルームが起きるとゴム部材の特
性が変化することに加えて、ゴム部材の表面に析出した
薬品がゴム部材と接触している他の部材に付着し、その
部材に悪影響を与えてしまう。例えば、帯電ローラなど
のように感光体と接触するゴム部材においてブリードや
ブルームが起きると、ゴム部材の表面に析出した薬品が
感光体表面に付着し、その部分の画像が抜けるなどの画
像不良が発生する。このような不具合を防止し、且つゴ
ム部材に要求される特性を得るために２種以上のポリマ
ーをブレンドして用いる技術が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】画像形成装置に用いる
ゴム部材には、適当な電気抵抗（導電性）を有すること
が求められるものがあり、この場合には、ポリマーにカ
ーボンブラックなどの導電性物質を分散させることによ
り必要な電気抵抗を得ているが、２種以上のポリマーを
ブレンドした系にカーボンブラックを添加してなるゴム
部材にあっては、１種のポリマーにカーボンブラックを
添加してなるゴム部材に比べて経時での電気抵抗の変動
が大きく、そのようなゴム部材を、例えば帯電ローラ、
現像ローラ、転写ローラ、転写ベルトなどに用いた場合
には画像不良が発生するなどの問題がある。また、ゴム
部材には、その表面の摩擦係数を小さくする必要から、
その表面にシリコン系塗料やフッ素樹脂を含有するポリ
ウレタン塗料などを塗布し、それを焼成することによっ
て塗装面を形成することがあるが、このように熱処理を
行った場合には、２種以上のポリマーをブレンドした系
にカーボンブラックを添加してなるゴム部材の経時にお
ける電気抵抗の変動が特に大きくなるという問題があ
る。本発明の課題はこのような問題点を解決し、２種以
上のポリマーをブレンドした系にカーボンブラックを添
加しながらも、経時における電気抵抗の変動が少ない画
像形成装置用ゴム部材を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、２種
以上のポリマーのブレンドと、カーボンブラックとを主
成分とする画像形成装置用ゴム部材において、２種以上
のポリマーのブレンドがポリマー連続相とポリマー粒子
相とからなり、上記カーボンブラックが上記ポリマー連
続相に偏在していることを特徴とする。請求項２の発明
は、上記ポリマー連続相がクロロプレンゴムであり、上
記ポリマー粒子相がエチレン・プロピレン・非共役ジエ
ン三元共重合体（ＥＰＤＭ）であることを特徴とする。
請求項３の発明は、上記カーボンブラックがファーネス
ブラックまたはケッチェンブラックであることを特徴と
する。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。本発明は、２種以上のポリマ
ーのブレンドおよびカーボンブラックを主成分とする画
像形成装置用ゴム部材（帯電ローラ、現像ローラ、転写
ローラ、転写ベルトなどにゴム材料）において、２種以
上のポリマーのブレンドがポリマー連続相とポリマー粒
子相とから構成され、カーボンブラックがポリマー連続
相に偏在しているようにした構成が特徴的である。本発
明によれば、２種以上のポリマーのブレンドがポリマー
連続相とポリマー粒子相とからなり、カーボンブラック
がポリマー連続相に偏在していることにより、理由は明
らかでないが、経時における電気抵抗の変動が少ない画
像形成装置用ゴム部材を得ることができた。なお、ここ
でカーボンブラックがポリマー連続相に偏在していると
は、カーボンブラックがポリマー連続相に存在し、ポリ
マー粒子相には存在していない状態である。本発明のゴ
ム部材に用いられるポリマーとしては、例えば、クロロ
プレンゴム、スチレンブタジェンゴム、ポリブタジェン
ゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのジエン系ゴム、エ
チレン・プロピレン・非共役ジエン三元共重合体（ＥＰ
ＤＭ）、アクリルゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム
などが挙げられ、これらのポリマーをゴム部材に要求さ
れる特性に応じてブレンドすればよい。これらのポリマ
ーがブレンドされた場合、粘度の低いポリマーが連続
相、それよりも粘度の高いポリマーが粒子相となる。ま
た、ゴム部材に用いられるカーボンブラックとしては、
例えば、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チ
ャンネルブラック、アセチレンブラックなどが挙げられ
る。また、本発明の画像形成装置用ゴム部材には、必要
に応じて、加硫のために硫黄、酸化亜鉛、酸化マグネシ
ウムなどを添加し、加硫促進剤としてジペンタメチレン
チウラム・テトラスルフィドなどのチウラム系の物質、
ジベンゾチアジル・ジスルフィドなどのチアゾール系の
物質等を添加することができる。本発明の画像形成装置
用ゴム部材を作製するには、例えば、オープンロールを
用いて、ブレンドするポリマーのうちの一つを素練り
し、これに残りのポリマーを加えて十分に混練りを行
い、加硫剤、次いで前記カーボンブラックを添加してオ
ープンロールにより十分に混練りを行ったのち、必要に
応じて加硫を行えばよい。

【０００６】以下、本発明を具体的な実施例により更に
詳細に説明する。本発明の一つの形態例では、２種以上
のポリマーのブレンドおよびカーボンブラックを主成分
とする画像形成装置用ゴム部材において、２種以上のポ
リマーのブレンドがポリマー連続相とポリマー粒子相と
からなり、カーボンブラックがポリマー連続相に偏在し
ていることが特徴的である。次に、この形態例の具体的
実施例を説明する。まず、６インチ径のオープンロール
を用いてクロロプレンゴム７０重量部を２分間素練り
し、これにエチレン・プロピレン・非共役ジエン三元共
重合体（ＥＰＤＭ）３０重量部を加えて１３分間かけて
混練りを行った。次いで、このクロロプレンゴムとＥＰ
ＤＭとのポリマー混練り物に酸化亜鉛５重量部、酸化マ
グネシウム４重量部、ステアリン酸１重量部、サンセラ
ー２２Ｃ（三新化学社製のエチレン・チオ尿素）０．３
５重量部を逐次添加し、更にノクサラーＢＺ（大内振興
社製のジ−ｎ−ブチル・ジチオカルバミン酸亜鉛）１．
５重量部、ノクセラーＤＭ（大内振興社製のジベンゾチ
アジル・ジスルフィド）１重量部、ノクセラーＴＲＡ
（大内振興社製のジペンタメチレンチウラム・テトラス
ルフィド）０．７重量部、硫黄１．５重量部を添加した
後、オープンロールを用いて薄通しを１０回行った。

【０００７】このゴム混練り物をオープンロールから取
り外した後、５等分し、それぞれのゴム混練り物に下記
表１に示す３種類のカーボンブラック、すなわち、カー
ボン旭＃６０（旭カーボン社製のファーネスブラッ
ク）、デンカブラック（電気化学社製のアセチレンブラ
ック）、ケッチェンＥＣ（ライオン社製のケッチェンブ
ラック）をそれぞれの量だけ添加し、オープンロールで
混練りした。 （ｐｈｒはゴム混練り物中のポリマー１００ｇあたりの添加グラム数を示す） このようにしてカーボンブラックが添加された５種類の
ゴム混練り物を１６０℃、４０分間の条件でプレス加硫
し、厚さ２ｍｍのゴム板を作製した。このようにして得
られた５種類のゴム板について、ポリマーの分散状態お
よびカーボンブラックの分散状態をＴＥＭにより観察し
たところ、クロロプレンゴム連続相中にＥＰＤＭ粒子相
が分散していることが観察され、また、カーボン旭＃６
０またはケッチェンＥＣが添加されたゴム板において
は、それらカーボンブラックがクロロプレンゴム連続相
中に偏在しており、デンカブラックが添加されたゴム板
においては、ＥＰＤＭ粒子相中に偏在していることが観
察された。プレス加硫ののち、この５種類のゴム板を予
め１６０℃に加熱しておいたオーブン中に２０分間放置
して熱処理を施し、熱処理の翌日、４日後および１１日
後に５種類のゴム板について体積抵抗率を測定した。そ
の測定結果を図１に示す。

【０００８】なお、図１に示した体積抵抗率の測定は、
図３に示す測定器により行った。すなわち、この測定器
は、５０ｍｍ径の円柱状第一電極１と、この第一電極１
を１０ｍｍの距離を置いて同心円状に囲む内径が７０ｍ
ｍの円筒状（ドーナツ状）のガード電極２、および第一
電極１とガード電極２に対向して設けられガード電極よ
りも十分に大きな面積を有する第二電極３がそれぞれ配
置された構成を有する。この測定器の第一電極１および
ガード電極２と第二電極３との間にゴム板４を挿入し、
ゴム板４にそれぞれの電極１、２、３を密着させて第一
電極１と第二電極３間に１００Ｖの電圧を印加し、第一
電極１と第二電極３との間に流れる電流Ｉを測定し、そ
れと印加電圧Ｖに基づいて、次式によって体積抵抗率を
求めた。なお、ｔはゴム板の厚さ（ｃｍ）である。 体積抵抗率：ρ＝（１９．６／ｔ）・（Ｖ／Ｉ）［Ω・
ｃｍ］ 図１のグラフから明らかなように、カーボンブラックが
クロロプレンゴム連続相中に偏在しているゴム板（カー
ボン旭＃６０またはケッチェンＥＣが添加されたゴム
板）は、カーボンブラックがＥＰＤＭ粒子相中に偏在し
ているゴム板（デンカブラックが添加されたゴム板）に
比べて体積抵抗率の経時での変化が小さいものである。
このように２種以上のポリマーをブレンドした系にカー
ボンブラックが添加されてなるゴム部材において、ポリ
マー連続相中にカーボンブラックを偏在させることによ
って、経時における電気抵抗の変動を小さくすることが
できる。また、上記と同じ組成および同じ方法により、
カーボンブラックが添加された５種類のゴム混練り物を
造り、それぞれのゴム混練り物を１６０℃、４０分間の
条件でプレス加硫し、厚さ２ｍｍのゴム板を作製した。
これらのゴム板について、加硫の翌日に上記と同様の測
定器により体積抵抗率を測定し、その後１６０℃、２０
分間の条件で焼成し、この焼成の翌日に上記と同様の測
定器により体積抵抗率を測定した。その測定結果を図２
に示す。

【０００９】図２のグラフから明らかなように、カーボ
ンブラックがクロロプレンゴム連続相中に偏在している
ゴム板（カーボン旭＃６０またはケッチェンＥＣが添加
されたゴム板）では、焼成の前後で体積抵抗率がほとん
ど変化していないが、カーボンブラックがＥＰＤＭ粒子
相中に偏在しているゴム板（デンカブラックが添加され
たゴム板）では、焼成後の体積抵抗率が焼成前の値に比
べて大きく減少している。このように２種以上のポリマ
ーをブレンドした系にカーボンブラックを添加してなる
ゴム部材において、ポリマー連続相中にカーボンブラッ
クを偏在させることによって、例えばゴム部材を転写ロ
ーラに用いる場合のように、加硫後にゴム部材表面にシ
リコン系塗料やフッ素樹脂を含有するポリウレタン塗料
などを塗布し、それを焼成することによって塗装面を形
成するなどの熱処理を加えた場合であっても、経時での
電気抵抗の変動を小さくすることができ、画像不良を発
生させることなく常に安定した画像を得ることができ
る。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、２種以上のポリマーの
ブレンドおよびカーボンブラックを主成分とする画像形
成装置用ゴム部材において、２種以上のポリマーのブレ
ンドがポリマー連続相とポリマー粒子相とからなり、カ
ーボンブラックをポリマー連続相に偏在させることによ
り、経時における電気抵抗の変動が小さな画像形成装置
用ゴム部材を得ることができる。また、本発明によれ
ば、ゴム部材に焼成などの熱処理を行った場合でも、経
時での電気抵抗の変動が小さな画像形成装置用ゴム部材
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例および比較例のゴム部材における体積抵
抗率の経時変化を示す図である。

【図２】実施例および比較例のゴム部材に焼成による熱
処理を施した場合における体積抵抗率の経時変化を示す
図である。

【図３】体積抵抗率の測定器の概要を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 第一電極 ２ ガード電極 ３ 第二電極 ４ ゴム板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２種以上のポリマーのブレンドと、カー
   ボンブラックとを主成分とする画像形成装置用ゴム部材
   において、２種以上のポリマーのブレンドがポリマー連
   続相とポリマー粒子相とからなり、上記カーボンブラッ
   クが上記ポリマー連続相に偏在していることを特徴とす
   る画像形成装置用ゴム部材。
2. 【請求項２】 上記ポリマー連続相がクロロプレンゴム
   であり、上記ポリマー粒子相がエチレン・プロピレン・
   非共役ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）であることを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置用ゴム部材。
3. 【請求項３】 上記カーボンブラックがファーネスブラ
   ックまたはケッチェンブラックであることを特徴とする
   請求項２記載の画像形成装置用ゴム部材。