JP2014114400A - 筒状発泡ゴムの製造方法、導電性ローラ、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状発泡ゴムの、製造後の外径の変化量をできるだけ小さくできる、前記筒状発泡ゴムの製造方法、当該製造方法によって製造された筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備えた導電性ローラ、ならびに前記導電性ローラを組み込んだ画像形成装置を提供する。
【解決手段】製造方法は、ゴム組成物を筒状に押出成形した筒状体４をカットせずに長尺のまま、マイクロ波架橋装置８、次いで熱風架橋装置９を通過させて連続的に発泡、および架橋させて筒状発泡ゴム５を製造するに際し、前記筒状体４がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１と、熱風架橋装置９を通過する速度Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１を１．０以上、１．６以下に設定する。導電性ローラは、前記筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備える、画像形成装置は、前記導電性ローラを組み込んだ。
【選択図】図１

Description

本発明は、筒状発泡ゴムの製造方法、導電性のゴム組成物を用いて、前記製造方法によって製造されたローラ本体を備えた導電性ローラ、ならびに前記導電性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画像形成装置においては、概略下記の工程を経て、紙（ＯＨＰフィルム等のプラスチックフィルムを含む。以下同様。）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、前記表面に、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所定の電位に帯電させた状態で、前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、前記静電潜像がトナー像に現像される（現像工程）。
次いで、前記トナー像を紙の表面に転写し（転写工程）、さらに定着させることにより（定着工程）、前記紙の表面に画像が形成される。

また前記転写工程では、感光体の表面に形成したトナー像を、紙の表面に直接に転写させる場合だけでなく、像担持体の表面に一旦転写（一次転写工程）させたのち紙の表面に再転写させる（二次転写工程）場合もある。
さらに、転写が終了した感光体の表面に残留するトナーを除去する（クリーニング工程）ことにより、一連の画像形成が終了する。

前記各工程のうち感光体の帯電工程、現像工程、転写工程、およびクリーニング工程には、それぞれの用途に応じた導電性を付与するとともに発泡させた筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備えた導電性ローラが、広く利用されている。
前記ローラ本体等のもとになる筒状発泡ゴムを、生産性良くコスト安価に製造するためには、例えば、発泡剤を配合したゴム組成物を、押出機の口金を通して筒状に押出成形するとともに、押出成形された筒状体をカットせずに長尺のまま、連続架橋装置を構成するマイクロ波架橋装置、次いで熱風架橋装置を通過させて連続的に発泡、および架橋させる、連続的な製造方法が好適に採用される（例えば特許文献１〜３等参照）。

例えば前記ゴム組成物として導電性が付与されたものを用いて、前記製造方法によって導電性の筒状発泡ゴムを製造し、前記筒状発泡ゴムを所定の長さにカットしてローラ本体を形成するとともに、当該ローラ本体の中心の通孔にシャフトを挿入して固定したのち、前記ローラ本体の外周面を、所定の外径となるように研磨して仕上げると、所定の外径を有するローラ本体とシャフトとが一体化された導電性ローラが製造される。

ところが前記連続架橋装置を用いて、例えば特許文献１〜３等に開示された従来の条件で発泡、および架橋させて形成した筒状発泡ゴムから、前記カットないし研磨の工程を経て製造した導電性ローラは、製造後に、ローラ本体の外径が徐々に増加する方向に大きく変化する傾向がある。
そのため、例えば製造工場において、前記研磨工程で、ローラ本体を所定の外径に正確に仕上げても、客先での受け入れ検査時に外径の寸法不良を生じて、導電性ローラの製造の歩留まりが大きく低下する場合がある。

また外径の変化は、製造後少なくとも２週間程度は続くため、あらかじめ寸法変化量を予測して研磨仕上げの外径を設定したとしても、例えば客先での受け入れ検査の時期がばらついたりすると、やはり寸法不良を生じてしまい、導電性ローラの製造の歩留まりが大きく低下する。
導電性ローラにおいて、ローラ本体の外径が厳密に管理されるのは、画像形成装置に組み込んで良好な画像を形成するべく、例えば感光体等と圧接させた際のニップ幅やニップ圧を一定に保つ必要があるためである。

特開２００６−１６８１７１号公報 特開２００７−３２２７２９号公報 特開２０１０−１４５９２０号公報

本発明の目的は、前記ローラ本体等の、製造後の外径の変化量をできるだけ小さくして、前記外径の寸法不良を極力少なくできるため、例えば導電性ローラ等の製造の歩留まりをこれまでよりも向上できる、前記ローラ本体等のもとになる筒状発泡ゴムの製造方法、当該製造方法によって製造された筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備えた導電性ローラ、ならびに前記導電性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、発泡剤を含むゴム組成物を筒状に押出成形し、前記押出成形した筒状体をカットせずに長尺のまま、マイクロ波架橋装置、次いで熱風架橋装置を通過させて連続的に発泡、および架橋させて筒状発泡ゴムを製造するための製造方法であって、前記筒状体がマイクロ波架橋装置内を通過する速度Ｖ１と、熱風架橋装置を通過する速度Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１を１．０以上、１．６以下に設定することを特徴とするものである。

また本発明は、前記本発明の製造方法によって製造された筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備えることを特徴とする導電性ローラである。
特許文献１〜３等に開示された従来の製造方法では、発泡、および架橋の工程において、マイクロ波の照射による発泡や架橋の効率、マイクロ波架橋装置の出力、筒状体の外径および内径、あるいは筒状発泡ゴムの生産性等を考慮して、筒状体が前記マイクロ波架橋装置内を通過する速度Ｖ１（ｍ/ｍｉｎ）を設定している。

また発明者の検討によると、前記従来の製造方法では、発泡による筒状体の軸方向の伸長等を考慮して、前記発泡によって軸方向に伸長した筒状体が、マイクロ波架橋装置内や熱風架橋装置内で波打ったり詰まったり、あるいは発泡自体が妨げられたりしないために、前記筒状体が熱風架橋装置内を通過する速度Ｖ２（ｍ／ｍｉｎ）を、前記比Ｖ２／Ｖ１の上限である１．６よりもかなり大きめに設定している。

このことが原因となって、従来の製造方法では、製造後のローラ本体等の、径の変化が大きくなると考えられる。すなわち前記発泡、および架橋の工程において筒状体の軸方向に大きく引き伸ばされた、筒状発泡ゴムを構成するセルが、理想形としての球形にできるだけ近づくべく軸方向に縮もうとする際に、前記軸方向と直交する径方向に膨らむことが、前記径の変化の原因と考えられる。

これに対し本発明によれば、前記両速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を前記１．６以下の範囲内に設定することにより、筒状発泡ゴムを構成するセルが軸方向に大きく引き伸ばされるのを抑制できる。そのため前記セルが軸方向に縮む際に径方向に膨らむ量を抑制して、製造後のローラ本体等の、外径の変化量をできるだけ小さくすることができる。
したがって、例えば導電性ローラの製造では、研磨工程で、
・ ローラ本体を所定の外径に正確に仕上げたり、あるいは
・ 寸法変化量を予測して前記外径を設定しているにも拘らず、客先での受け入れ検査の時期がばらついたりしても、
前記ローラ本体の外径が寸法不良になる率をこれまでよりも大幅に低減して、導電性ローラの製造の歩留まりを大幅に向上することが可能となる。

なお前記比Ｖ２／Ｖ１が１．０以上に限定されるのは、１．０未満では、先に説明したように発泡によって軸方向に伸長した筒状体が、マイクロ波架橋装置内や熱風架橋装置内で波打ったり詰まったり、あるいは発泡自体が妨げられたりするためである。
前記本発明の製造方法は、前記のようにローラ本体等の外径をできるだけ正確に仕上げたり、あるいは寸法変化量を予測して前記外径を設定したりするべく、先に説明したように、発泡、および架橋された導電性筒状発泡ゴムの外周面を研磨する工程を含んでいるのが好ましい。

本発明の導電性ローラは、帯電ローラ、現像ローラ、または転写ローラとして、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで使用することができる。
本発明は、前記導電性ローラを、前記各種ローラとして組み込んだことを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、前記本発明の製造方法によって、寸法不良等が発生する割合をできるだけ小さくして歩留まりよく製造された導電性ローラを組み込むことにより、画像形成装置自体の製造の歩留まりをも向上することが可能となる。

本発明によれば、ローラ本体等の、製造後の外径の変化量をできるだけ小さくして、前記外径の寸法不良を極力少なくできるため、例えば導電性ローラの製造の歩留まりをこれまでよりも向上できる、前記ローラ本体等のもとになる筒状発泡ゴムの製造方法、当該製造方法によって製造された筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備えた導電性ローラ、ならびに前記導電性ローラを組み込んだ画像形成装置を提供することができる。

本発明の筒状発泡ゴムの製造方法の、実施の形態の一例を説明するブロック図である。 前記製造方法によって製造された筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備えた、導電性ローラの一例を示す斜視図である。

《筒状発泡ゴムの製造方法》
図１は、本発明の筒状発泡ゴムの製造方法の、実施の形態の一例を説明するブロック図である。
図１を参照して、この例の製造方法において使用する製造装置１は、ゴム組成物を、口金２を通して連続的に筒状に押出成形するための押出機３と、前記連続的に押出成形した筒状体４をカットせずに長尺のままで搬送しながら架橋および発泡させて筒状発泡ゴム５を形成するための連続架橋装置６と、前記筒状発泡ゴム５を一定の速度で引き取るための引取機７とを備えている。

また連続架橋装置６は、前記長尺の筒状体４を、図示しないコンベア等によって、略水平方向に沿って連続的に搬送する搬送途上に順に配設されたマイクロ波架橋装置８、および熱風架橋装置９を備えている。
前記製造装置１を用いて筒状発泡ゴム５を製造するためには、まず前記筒状発泡ゴム５のもとになるゴムや発泡剤等の成分を混練し、リボン状等に形成したゴム組成物を、連続的に押出機３に供給しながら、当該押出機３を動作させることで、その口金２を通して、長尺の筒状体４を連続的に押出成形する。

次いで押出成形された筒状体４を、前記コンベア、および引取機７によって略水平方向に沿って連続的に搬送しながら、前記連続架橋装置６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、前記筒状体４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、前記架橋とともに、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、ゴム組成物をさらに発泡させるとともに、前記ゴム組成物を所定の架橋度まで架橋させたのち、図示しない冷却水中等を通過させて冷却することで、筒状発泡ゴム５が連続的に製造される。
前記製造装置１を用いたこの発明の製造方法では、前記筒状体がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１と、熱風架橋装置９を通過する速度Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１を１．６以下に設定する。

これにより、先に説明したように筒状発泡ゴム５を構成するセルが軸方向に大きく引き伸ばされるのを抑制して、前記セルが軸方向に縮む際に径方向に膨らむ量を抑制でき、製造後のローラ本体等の、外径の変化量をできるだけ小さくすることができる。
なお、かかる効果をより一層向上することを考慮すると、前記比Ｖ２／Ｖ１は、前記範囲内でも１．３以下であるのが好ましい。

また、前記比Ｖ２／Ｖ１が１．０以上とされるのは、前記範囲未満では、発泡によって軸方向に伸長した筒状体４が、マイクロ波架橋装置８内や熱風架橋装置９内で波打ったり詰まったり、あるいは発泡自体が妨げられたりするためである。
なお、これらの問題が生じるのをさらに確実に防止することを考慮すると、前記比Ｖ２／Ｖ１は、前記範囲内でも１．２以上であるのが好ましい。

前記速度Ｖ１は、先に説明したようにマイクロ波の照射による発泡や架橋の効率、マイクロ波架橋装置の出力、筒状体の外径および内径、あるいは筒状発泡ゴムの生産性等を考慮して任意の範囲に設定できる。
例えば後述する実施例で使用している、出力６ｋＷ、槽内制御温度１６０℃のマイクロ波架橋装置８を用いて、外径１０〜１２ｍｍ程度、内径３〜４ｍｍ程度の筒状体を発泡、および架橋させるためには、前記速度Ｖ１は、６ｍ／ｍｉｎ以上、８ｍ／ｍｉｎ以下程度であるのが好ましい。また速度Ｖ２は、前記速度Ｖ１の１．０倍以上、１．６倍以下に設定すればよい。

マイクロ波架橋装置８や熱風架橋装置９による架橋条件、例えば槽内制御温度や速度Ｖ１、Ｖ２等が異なっても、前記速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を前記範囲内に規定しさえすれば、先に説明したメカニズムにより、筒状体の詰まり等を生じることなしに、製造後の外径の変化量が小さいローラ本体等を製造することができる。
なお速度Ｖ１、Ｖ２を調整するには、マイクロ波架橋装置８内で筒状体４を搬送するコンベアの搬送速度と、熱風架橋装置９内で筒状体４を搬送するコンベア、および引取機７の搬送速度とを、それぞれ別個に制御すればよい。

マイクロ波架橋装置８内、および熱風架橋装置９内を通過する筒状体４は、加熱により柔らかくなっているため、上記のように比較的自由に、その速度を調整することができる。
《導電性ローラ》
図２は、前記製造方法によって製造された筒状発泡ゴム５からなるローラ本体を備えた導電性ローラの一例を示す斜視図である。

図２を参照して、この例の導電性ローラ１０は、前記筒状発泡ゴム５を所定の長さにカットし、さらに必要に応じて外周面１１を研磨する等して所定の外径および表面粗さに仕上げたローラ本体１２と、前記ローラ本体１２の中心の通孔１３に挿通され、固定されたシャフト１４とを備えている。
前記シャフト１４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。ローラ本体１２とシャフト１４は、例えば導電性を有する接着剤等によって電気的に接合されるとともに機械的に固定され、一体化されて導電性ローラ１０が構成される。

前記導電性ローラ１０は、例えば製造した筒状発泡ゴム５を所定のローラ本体１２の長さにカットするとともに、その通孔１３にシャフト１４を挿入して前記接着剤等によって固定したのち、外周面１１を、所定の外径となるように研磨して仕上げることによって製造することができる。
前記導電性ローラ１０は、例えば帯電ローラ、現像ローラ、または転写ローラとして、電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで使用することができる。

前記ローラ本体１２のもとになる導電性ゴム組成物としては、導電性ローラ１０の用途等に応じた任意の組成を有する組成物を用いることができる。
特に導電性付与剤として、ゴム分を兼ねるイオン導電性ゴムを用いてイオン導電性を付与した導電性ゴム組成物が好ましい。
《導電性ゴム組成物》
〈イオン導電性ゴム〉
ゴム分としては、前記イオン導電性ゴムと架橋性ゴムとを併用するのが好ましい。

このうちイオン導電性ゴムとしては、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。

前記エピクロルヒドリンゴムとしては、前記例示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導電性ローラ１０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前記範囲未満では、かかる働きが十分に得られないため、導電性ローラ１０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前記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、逆に導電性ローラ１０のローラ抵抗値が上昇する傾向がある。また、架橋後のローラ本体１２の硬度が上昇したり、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、前記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。
前記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、導電性ローラ１０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前記範囲未満では、かかる働きが得られないため、導電性ローラ１０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前記範囲を超える場合には、前記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、却って導電性ローラ１０のローラ抵抗値が上昇する傾向がある。またローラ本体１２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におけるエピクロルヒドリン含量は、前記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、前記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、本発明ではいずれのＧＥＣＯも使用可能である。

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５質量部以上、特に１０質量部以上であるのが好ましく、４０質量部以下、特に３０質量部以下であるのが好ましい。
配合割合が前記範囲未満では、ローラ本体１２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、前記範囲を超える場合には、相対的に架橋性ゴムの配合割合が少なくなって、後述する各種架橋性ゴム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。
〈架橋性ゴム〉
架橋性ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、および／またはアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）が挙げられる。これらのゴムは良好な架橋性を有する上、架橋後のローラ本体１２に良好なゴム弾性や柔軟性を付与する働きをする。

また、架橋性ゴムとしてさらにエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を配合すると、ローラ本体１２の、画像形成装置内で発生するオゾンに対する耐性を向上することができる。
（ＳＢＲ、ＮＢＲ）
前記のうちＳＢＲとしては、スチレンと１，３−ブタジエンとを乳化重合法、溶液重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成される種々のＳＢＲがいずれも使用可能である。またＳＢＲ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。

さらにＳＢＲとしては、スチレン含量によって分類される高スチレンタイプ、中スチレンタイプ、および低スチレンタイプのＳＢＲがいずれも使用可能である。スチレン含量や架橋度を変更することで、ローラ本体の各種物性を調整することができる。
これらＳＢＲの１種または２種以上を使用することができる。
また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。これらＮＢＲの１種または２種以上を使用することができる。

さらにＳＢＲとＮＢＲを併用することもできる。
ＳＢＲ、および／またはＮＢＲの配合割合は、ゴム分の総量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。
配合割合が前記範囲未満では、ＳＢＲ、および／またはＮＢＲを用いることによる、先に説明した、導電性ゴム組成物に良好な架橋性を付与する効果や、架橋後のローラ本体１２に良好なゴム弾性や柔軟性を付与する効果が十分に得られないおそれがある。

一方、前記範囲を超える場合には、相対的にＥＰＤＭの配合割合が少なくなって、ローラ本体１２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配合割合が少なくなって、ローラ本体１２に良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。
なお前記配合割合は、ＳＢＲ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ＳＢＲ中に含まれる固形分としてのＳＢＲ自体の配合割合である。またＳＢＲとＮＢＲを併用する場合は、その合計の配合割合である。
（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。前記ＥＰＤＭとしては、前記第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。

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、４０質量部以下、特に２０質量部以下であるのが好ましい。
配合割合が前記範囲未満では、ローラ本体１２に良好なオゾン耐性を付与できないおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、相対的にＳＢＲ、および／またはＮＢＲの配合割合が少なくなって、これらのゴムを配合することによる、導電性ゴム組成物に良好な架橋性を付与する効果や、架橋後のローラ本体１２に良好なゴム弾性や柔軟性を付与する効果が十分に得られないおそれがある。また相対的にエピクロルヒドリンゴムの配合割合が少なくなって、ローラ本体に良好なイオン導電性を付与できないおそれもある。

（その他のゴム）
ゴム分として、さらにクロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）等の極性ゴムを配合して、導電性ローラ１０のローラ抵抗値を微調整することもできる。
〈発泡剤〉
発泡剤としては、加熱により気体を発生して導電性ゴム組成物を発泡させることができる種々の発泡剤がいずれも使用可能である。

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。
前記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、特に２質量部以上であるのが好ましく、８質量部以下、特に６質量部以下であるのが好ましい。

配合割合が前記範囲未満では、筒状体４を良好に発泡させることができないおそれがある。
一方、前記範囲を超える場合には、多量に発生する気体とそれによる発泡圧によって、筒状発泡ゴム５の、そしてローラ本体１２の外周面および内周面の断面形状がきれいな円形にならなかったり、内径の寸法が不均一になったり、セルの分布が不均一になって、前記ローラ本体１２の硬さや導電性にムラを生じたりするおそれがある。

また本発明では、先に説明した速度Ｖ１、Ｖ２、ならびに比Ｖ２／Ｖ１に応じて、発泡剤の配合割合を、前記範囲内で調整するのが好ましい。
例えば速度Ｖ１、Ｖ２が高いほど、また比Ｖ２／Ｖ１が大きいほど、発泡、および架橋の工程で、筒状体４は軸方向に大きく引き伸ばされることになるため、発泡倍率が増加する傾向がある。

逆に速度Ｖ１、Ｖ２が低いほど、また比Ｖ２／Ｖ１が小さいほど、発泡、および架橋の工程で、筒状体４は軸方向にあまり大きくは引き伸ばされないため、発泡倍率が低下する傾向がある。
そのため、前記速度Ｖ１、Ｖ２や比Ｖ２／Ｖ１と、製造する筒状発泡ゴムに求められる発泡倍率に応じて、前記範囲内で、発泡剤の量を調整するのが好ましい。

また発泡剤の分解温度を低下させて、その発泡を補助する発泡助剤を配合してもよい。前記発泡助剤としては尿素が好適に使用される。
発泡助剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり１質量部以上、特に２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。
配合割合が前記範囲未満では、当該発泡助剤による、発泡剤の発泡を助ける効果が十分に得られず、筒状体４を良好に発泡させることができないおそれがある。

一方、前記範囲を超える場合には、発泡剤の発泡温度が低くなりすぎて、極めて短時間で発泡が進行するため、多量に発生する気体とそれによる発泡圧によって、筒状発泡ゴム５の、そしてローラ本体１２の外周面および内周面の断面形状がきれいな円形にならなかったり、内径の寸法が不均一になったり、セルの分布が不均一になって、前記ローラ本体１２の硬さや導電性にムラを生じたりするおそれがある。

〈架橋剤成分〉
導電性ゴム組成物には、ゴム分を架橋させるための架橋剤成分を配合する。前記架橋剤成分としては、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。

配合割合が前記範囲未満では、導電性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ローラ本体の生産性が低下するおそれがある。また前記範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体の圧縮永久ひずみが大きくなったり、過剰の硫黄がローラ本体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、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、前記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することができるが、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質量部以下であるのが好ましい。

架橋剤成分としては、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することができる。

（その他）
導電性ゴム組成物には、さらに必要に応じて各種の添加剤を配合してもよい。前記添加剤としては、例えば受酸剤、可塑成分（可塑剤、加工助剤等）、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、ローラ本体内への残留と、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。
前記受酸剤としては、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、分散性に優れていることから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、前記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３質量部以下であるのが好ましい。
配合割合が前記範囲未満では、受酸剤を含有させることによる前記効果が十分に得られないおそれがある。また前記範囲を超える場合には、架橋後のローラ本体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。
これら可塑成分の配合割合は、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、可塑成分としては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、転写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。前記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、ローラ本体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て、ローラ本体に電子導電性を付与することもできる。

充填剤の配合割合は、ゴム分の総量１００質量部あたり５質量部以上であるのが好ましく、５０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。
前記共架橋剤としては、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、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) 前記(a)(b)の不飽和カルボン酸類のエステルまたは無水物、
(d) 前記(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。

また前記(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。
前記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。

前記各成分を含む導電性ゴム組成物は、従来同様に調製することができる。まず前記ゴム分を所定の割合で配合して素練りし、次いで発泡剤成分、架橋剤成分以外の添加剤を加えて混練した後、最後に発泡剤成分、架橋剤成分を加えて混練することで導電性ゴム組成物が得られる。前記混練には、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。

《画像形成装置》
本発明の画像形成装置は、前記本発明の導電性ローラ１０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〉
（導電性ゴム組成物の調製）
ゴム分としてはＮＢＲ〔ＪＳＲ(株)製のＪＳＲ Ｎ２５０ＳＬ、低ニトリルＮＢＲ、アクリロニトリル含量：２０％〕７０質量部、ＥＰＤＭ〔住友化学(株)製のエスプレン（登録商標）ＥＰＤＭ５０５Ａ〕１０質量部、およびＥＣＯ〔日本ゼオン(株)製のＨＹＤＲＩＮ（登録商標）Ｔ３１０８〕２０質量部を配合した。
そして前記ゴム分１００質量部に、下記表１に示す各成分を配合し、密閉式混練機を用いて８０℃で３〜５分間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。なお表中の質量部は、ゴム分の総量１００質量部あたりの量である。
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〕
発泡剤：ＡＤＣＡ系発泡剤〔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〔大内新興化学工業(株)製のノクセラー（登録商標）ＤＭ〕
促進剤ＴＳ：テトラメチルチウラムジスルフィド〔大内新興化学工業(株)製のノクセラーＴＳ〕
促進助剤：酸化亜鉛〔ハクスイテック(株)製〕
（筒状発泡ゴムの製造）
前記導電性ゴム組成物を、図１に示す製造装置１の押出機３に供給し、口金２を通して外径φ１０．５ｍｍ、内径φ３．５ｍｍの長尺の筒状に押出成形し、押出成形した筒状体４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を含む連続架橋装置６内を連続的に通過させることで連続的に架橋および発泡させたのち、冷却水中を通過させることで連続的に冷却させて筒状発泡ゴム５を製造した。

なお、前記筒状体４がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１は６．５ｍ／ｍｉｎ、熱風架橋装置９内を通過する速度Ｖ２は８．３ｍ／ｍｉｎ、前記両速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１は１．２８に設定した。
またマイクロ波架橋装置８の出力は６ｋＷ、槽内制御温度は１６０℃、熱風架橋装置９の槽内制御温度は２５０℃、加熱槽の有効長は８ｍとした。

（導電性ローラの作製）
前記筒状発泡ゴム５を所定の長さにカットしてローラ本体１２を形成し、前記ローラ本体１２の中心の通孔１３に、外周面に導電性の熱硬化性接着剤を塗布した外径φ６ｍｍの金属（ＳＵＭ−２４Ｌ）製のシャフト１４を圧入し、熱風オーブン中で１６０℃×６０分間加熱して前記熱硬化性接着剤を硬化（二次架橋）させることにより、前記ローラ本体１２とシャフト１４とを電気的に接合するするとともに機械的に固定した。

次いで円筒研削盤を用いて、外周面１１を、外径が１２ｍｍになるようにトラバース研削するとともに、ローラ本体１２の両端をカットして導電性ローラ１０を作製した。
〈実施例２〉
筒状体４がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１を７．５ｍ／ｍｉｎ、熱風架橋装置９内を通過する速度Ｖ２を９．５ｍ／ｍｉｎ、前記両速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を１．２７に設定したこと以外は実施例１と同様にして筒状発泡ゴムを製造し、導電性ローラを作製した。

〈実施例３〉
ゴム分１００質量部あたりの発泡剤の量を２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た。そして、当該導電性ゴム組成物を用いるとともに、筒状体４がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１を６．５ｍ／ｍｉｎ、熱風架橋装置９内を通過する速度Ｖ２を１０．２ｍ／ｍｉｎ、前記両速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を１．５７に設定したこと以外は実施例１と同様にして筒状発泡ゴムを製造し、導電性ローラを作製した。

〈実施例４〉
ゴム分として、前記ＮＢＲ８０質量部、およびＥＣＯ２０質量部を配合したものを用いるとともに、当該ゴム分１００質量部あたりの発泡剤の量を０．８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た。そして当該導電性ゴム組成物を用いるとともに、筒状体４がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１を６．５ｍ／ｍｉｎ、熱風架橋装置９内を通過する速度Ｖ２を１０．２ｍ／ｍｉｎ、前記両速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を１．５７に設定したこと以外は実施例１と同様にして筒状発泡ゴムを製造し、導電性ローラを作製した。

〈比較例１〉
筒状体４がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１を６．５ｍ／ｍｉｎ、熱風架橋装置９内を通過する速度Ｖ２を１１．５ｍ／ｍｉｎ、前記両速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を１．７７に設定したこと以外は実施例３と同様にして筒状発泡ゴムを製造し、導電性ローラを作製した。

〈比較例２〉
筒状体４がマイクロ波架橋装置８内を通過する速度Ｖ１を６．５ｍ／ｍｉｎ、熱風架橋装置９内を通過する速度Ｖ２を１１．５ｍ／ｍｉｎ、前記両速度Ｖ１、Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を１．７７に設定したこと以外は実施例４と同様にして筒状発泡ゴムを製造し、導電性ローラを作製した。

〈外径変化率測定〉
前記各実施例、比較例で作製した導電性ローラのローラ本体の、幅方向中央部の外径を、レーザ外径測定器を用いて測定した。測定は、各導電性ローラの作製直後と、温度２３℃、相対湿度５５％の環境下で１４日間静置した後に実施し、作製直後の外径φ０と、１４日間静置の外径φ１とから、式(１)：

によって外径変化率（％）を求めた。また求めた外径変化率が１％未満のものを良好（○）、１％を超えるものを不良（×）と判定した。結果を表２に示す。

表２の実施例１〜４、比較例１、２の結果から、押出成形した筒状体がマイクロ波架橋装置内を通過する速度Ｖ１と、熱風架橋装置を通過する速度Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１を１．０以上、１．６以下に設定することにより、外径変化率が１％未満という、製造後の外径の変化量が小さいローラ本体を備えた導電性ローラが得られることが判った。
また実施例１〜４の結果より、前記効果をより一層向上するためには、前記比Ｖ２／Ｖ１を、前記範囲内でも１．３以下に設定するのが好ましいことが判った。

１ 製造装置
２ 口金
３ 押出機
４ 筒状体
５ 筒状発泡ゴム
６ 連続架橋装置
７ 引取機
８ マイクロ波架橋装置
９ 熱風架橋装置
１０ 導電性ローラ
１１ 外周面
１２ ローラ本体
１３ 通孔
１４ シャフト
Ｖ１、Ｖ２ 速度

Claims (5)

1. 発泡剤を含むゴム組成物を筒状に押出成形し、前記押出成形した筒状体をカットせずに長尺のまま、マイクロ波架橋装置、次いで熱風架橋装置を通過させて連続的に発泡、および架橋させて筒状発泡ゴムを製造するための製造方法であって、前記筒状体がマイクロ波架橋装置内を通過する速度Ｖ１と、熱風架橋装置を通過する速度Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１を１．０以上、１．６以下に設定することを特徴とする筒状発泡ゴムの製造方法。
2. 前記発泡、および架橋された筒状発泡ゴムの外周面を、さらに研磨する請求項１に記載の導電性ローラの製造方法。
3. 発泡剤を含む導電性のゴム組成物を用いて、前記請求項１または２に記載の製造方法によって製造された筒状発泡ゴムからなるローラ本体を備えることを特徴とする導電性ローラ。
4. 電子写真法を利用した画像形成装置に組み込んで使用される帯電ローラ、現像ローラ、または転写ローラである請求項３に記載の導電性ローラ。
5. 前記請求項３または４に記載の導電性ローラを組み込んだことを特徴とする画像形成装置。

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