JPH10319678A

JPH10319678A - 導電性ゴムローラ

Info

Publication number: JPH10319678A
Application number: JP13256797A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Furuhata; 知一古畑; Hiroyuki Sekikawa; 弘之関川
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性ゴムローラの圧縮永久歪を小さくし、
画像形成時の画像ムラの発生をなくす。【解決手段】感光体に当接して使用される導電性ゴム
ローラにおいて、導電性ゴム層をゴム基材としてＥＰＤ
Ｍ、発泡剤としてＡＤＣＡ、加硫剤として硫黄を含有す
る組成物を発泡・硬化して形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置等の
画像形成装置に用いられるゴムローラ、特に感光体に当
接して使用される導電性ゴムローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機およびレーザビームプリンタ等の
電子写真装置は、一般にドラム状の感光体（感光ドラ
ム）を備えており、感光ドラムに帯電、露光を行って、
感光ドラム上に静電潜像を形成し、その潜像にトナーを
付着させて現像し、ついで感光ドラム上のトナーを記録
用紙等の記録媒体に転移させて転写し、その後、感光ド
ラムを所定の電位に除電するとともに感光ドラム上に残
留するトナーを清掃し、新たな帯電露光が開始される。
転写によって記録媒体に担持されたトナーは、溶融、圧
着されて記録媒体に定着され、これにより一連の記録作
業が完了する。前記の各工程を実施するために、感光ド
ラムの周りに帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、除
電（クリーニング）ローラが配置される。帯電ローラ
は、感光ドラムをその帯電領域に所定電位を付与し、現
像ローラは、トナーを感光ドラムに搬送し、転写ローラ
は転写領域に搬送されてきた記録媒体にトナー像を転写
し、除電ローラは転写後の感光ドラムの帯電領域を一定
電位に均一化させるとともに転写残りトナー等の残留付
着物を感光ドラムから除去する。ただし、近年、除電
（クリーニング）ローラの代わりにクリーニングブレー
ドが採用されてきている。これらローラは、通常、導電
性軸体と、導電性弾性層（ゴムまたはポリウレタン等の
ポリマー）から成り、あるいはさらにローラの電気抵抗
調整および感光ドラムや記録媒体の汚染防止のために前
記弾性層を被覆する抵抗調整層を備えるものもある。

【０００３】このような導電性ローラは、感光ドラムに
当接して使用されるのが常であり、特に帯電ローラは、
加圧バネ等で感光ドラム方向へ押圧付勢させて、感光ド
ラム面に所定の押圧力で圧接されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】導電性ローラが感光ド
ラムに当接、または圧接された状態が長期間続くと、ロ
ーラ（特にニップ部）に圧縮永久歪（ヘタリとも言う）
が生じる。この傾向は、導電性ローラが発泡ゴムで構成
されているときに顕著である。圧縮永久歪が悪化する
と、ヘタリのある場所で、ローラの変形による画像ムラ
の発生という問題が生じる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、低硬度で圧縮永久歪の少ない発泡ゴム層を備え
る導電性ローラ、およびこのようなゴム層を形成し得る
導電性発泡ゴム組成物の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の導電性ローラは、軸体の外周に同心状に
導電性ゴム層を設けて成り、さらに該導電性ゴム層の外
周面上に抵抗調整層を設けてもよい、感光体に当接して
使用される導電性ゴムローラであって、前記導電性ゴム
層は、発泡ゴムから成り、ゴム基材としてＥＰＤＭ、発
泡剤としてＡＤＣＡ、加硫剤として硫黄を含有する組成
物を発泡硬化させて得られることを特徴とする。

【０００７】また、本発明の導電性ローラは、軸体の外
周に同心状に導電性ゴム層を設けて成り、さらに該導電
性ゴム層の外周面上に抵抗調整層を設けてもよい、感光
体に当接して使用される導電性ゴムローラであって、前
記導電性ゴム層は、少なくとも２層から成り、該２層の
ゴム層のうち、外側層（感光体側）が非発泡ゴムから成
り、内側層（軸体側）が発泡ゴムから成り、該発泡ゴム
が、ゴム基材としてＥＰＤＭ、発泡剤としてＡＤＣＡ、
加硫剤として硫黄を含有する組成物を発泡硬化させて得
られることを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明の導電性発泡ゴム組成物
は、ゴム基材としてＥＰＤＭ、発泡剤としてＡＤＣＡ、
加硫剤として硫黄を含有する。

【０００９】本発明者らは、圧縮永久歪が生じない発泡
ゴム層を得るために、ゴム基材としてＥＰＤＭ、発泡剤
としてＡＤＣＡ、加硫剤として硫黄を含有する導電性発
泡ゴム組成物を用意し、これを発泡硬化させて、軸体の
外周に発泡ゴム層または導電性ゴム層内の発泡層を形成
すると、ローラの圧縮永久歪がほとんど生じないことを
見出し本発明に到達した。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を図面を参照してさ
らに詳しく説明する。

【００１１】図１に、本発明の第１の実施の形態である
導電性ゴムローラの一例を断面図で示す。図中、１は軸
体、２は発泡ゴム層、３は抵抗調整層、４は導電性ゴム
ローラを表す。

【００１２】導電性ゴムローラ４の軸心に位置する軸体
１は、たとえば鉄やアルミニウム、各種ステンレス鋼等
の金属や導電性を有する合成樹脂から成る。

【００１３】軸体１の外周に設けられる発泡ゴム層２
は、ゴム基材に導電材、発泡剤、加硫剤を配合した発泡
ゴム組成物から形成する。本発明で用いるゴム基材は、
エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤ
Ｍ）である。

【００１４】発泡ゴム組成物に配合する導電材として
は、カーボンブラック、黒鉛、金属、導電性の金属酸化
物（酸化錫、酸化チタン）の導電性粉体やカーボンファ
イバ、金属酸化物の短繊維等の各種導電性繊維を用いる
ことができる。導電材の配合量は、ゴム基材１００重量
部（以下「部」と略す）に対して５〜８０部に設定する
のが好ましい。

【００１５】前記発泡剤としては、アゾジカルボンアミ
ド（ＡＤＣＡ）を用いる。発泡剤の配合量としては、ゴ
ム基材１００部に対して０．５〜１５部の範囲に設定す
ることが好ましい。

【００１６】本発明において、加硫剤として硫黄を使用
する。そして、前記発泡ゴム組成物には、上記材料以外
に、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、補強剤、老化防止
剤、帯電防止剤等の添加剤を適宜配合することができ
る。

【００１７】本発明の導電性ゴムローラ４の最外周に
は、抵抗調整層３が設けられることが好ましい。この抵
抗調整層３の形成材料としては、導電材を含む高分子材
料が挙げられる。高分子材料としては、Ｎ−メトキシメ
チル化ナイロン（８−ナイロン）、ウレタン等である。
使用できる導電材は、前述のものの中で特にカーボンブ
ラックが好ましい。この抵抗調整層３は、導電性ゴムロ
ーラ４の電気抵抗を適正な範囲に制御し、ローラに耐電
圧性（耐リーク性）を付与する。さらに抵抗調整層３
は、導電性ゴムローラ４の最外層を構成し、ローラの内
側から軟化剤、可塑剤等の滲出しを防ぎ、当接する感光
ドラムに対する粘着を防止する。

【００１８】本発明の特徴は、導電性発泡ゴム組成物が
ゴム基材ＥＰＤＭ、発泡剤ＡＤＣＡ、加硫剤硫黄の組合
わせから成ることであり、特に発泡剤としてＡＤＣＡを
使用することである。ＡＤＣＡ以外の公知の発泡剤、た
とえばＯＢＳＨ（４，４’−オキシビスベンゼンスルホ
ニルヒドラジッド）を用いると、発泡ゴム組成物を加熱
加硫するときに発泡剤が加硫を阻害する。したがって、
ゴムの架橋密度が低下し、形成される発泡ゴム層の圧縮
永久歪が大きくなる。本発明では、ＡＤＣＡを採用する
ことによりこのような問題を回避できた。

【００１９】図２に、本発明の第２の実施の形態である
導電性ゴムローラの一例を断面図で示す。図中、１は軸
体、３は抵抗調整層、５ａは発泡ゴム層、５ｂは非発泡
ゴム層、６は導電性ゴムローラを表す。

【００２０】導電性ゴムローラ６と、図１に示す導電性
ゴムローラ４との相違は、導電性ゴム層がゴムローラ６
の場合２層から成る（２層以上でもよい）ことであり、
それ以外は実質的に両者同一であるので各部の説明につ
いては省略する。ここで、２層とは、２層とも発泡ゴ
ム、あるいは非発泡ゴムと発泡ゴムのいずれの場合も含
まれるが、後者の方が、特に２層のゴム層のうち内側層
（軸体側）が発泡ゴムから成り、外側層（感光体側）が
非発泡ゴムから成るのが好ましい。したがって、図２に
示す導電性ゴムローラ６では、内側層が発泡ゴム層５
ａ、外側層が非発泡ゴム層５ｂから成る構成を有する。

【００２１】本発明の実施の第１の形態に従う導電性ゴ
ムローラ４は、たとえば、導電性発泡ゴム組成物から次
のようにして得られる。すなわち、軸体１の外周面に導
電性発泡ゴム組成物をチューブ状に押出し成形した後、
軸体１を嵌挿する。ついで円筒形状のキャビティを有す
る金型に設置し、加熱して発泡、加硫する。ついで抵抗
調整層３の形成材料を配合混合して、これを有機溶媒に
溶解させる。この溶液を、前記の発泡層外表面にディッ
プ法、ローラコート法、スプレコーティング法等によっ
て塗工し、乾燥させ抵抗調整層３を形成し、図１に示す
ような導電性ゴムローラ４を製造することができる。

【００２２】本発明の実施の第２の形態に従う導電性ゴ
ムローラ６は、たとえば特開平７−２９５３３１に開示
されているように、様々な押出成形方法によって製造さ
れる。これらのうち特に好適な押出成形方法は、共押出
が可能な押出成形機を用い、内側の発泡ゴム層５ａを形
成する発泡ゴム組成物と、外側の非発泡ゴム層５ｂを形
成するゴム組成物とを同時に押出し、軸体１の外周に２
層のゴム層が形成された連続した円筒状の積層体を得る
方法である。このような積層体を所定の長さに切断し、
円筒形状のキャビティを有する金型に配置する。その
後、加熱による加硫、発泡を行って、内側の発泡ゴム層
５ａ、外側の非発泡ゴム層５ｂ、および芯金１を一体化
させ、金型の内周面に沿った形状を有する目的の導電性
ローラを得る。さらに、この導電性ローラの外周面に、
前述のようにして抵抗調整層３を形成すると、図２に示
すような導電性ゴムローラ６を製造することができる。

【００２３】なお、非発泡ゴム層５ｂを形成するのに用
いる非発泡ゴム組成物としては、発泡剤ＡＤＣＡが配合
されていない前記発泡ゴム組成物を用いてもよいが、別
途非発泡ゴム組成物を調製して用いることができる。こ
の目的のために使用されるゴム基材はＥＰＤＭに制限さ
れず、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イ
ソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロ
ピレンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム
等、通常のゴムまたはスチレン−ブタジエンスチレンゴ
ム（ＳＢＳ）、あるいはその水添加物（ＳＥＢＳ）等の
可塑性ゴムを挙げることができる。

【００２４】本発明の導電性ゴムローラは、帯電ローラ
に適用するのが最適であるが、電子写真装置内で感光体
に当接して使用される現像ローラ、転写ローラ、除電ロ
ーラ等にも使用可能である。

【００２５】本発明のゴムローラ４，６が帯電ローラと
して使用される場合、ローラに要求される電気特性に応
じて、発泡ゴム組成物あるいは非発泡ゴム組成物に配合
される導電材の量が決定されるが、望ましい帯電ローラ
としてはローラの抵抗値が１０³〜１０⁷Ω、ゴム層の体
積抵抗率は１０¹〜１０¹³Ω・ｃｍである。

【００２６】実施例および比較例を用いて、本発明の実
施の形態をさらに説明するが、これらは本発明の範囲を
限定するものではない。すべての部は特に示す以外、重
量基準である。

【００２７】（実施例１）ＥＰＤＭ１００部に対して、
カーボンブラック６０部、発泡剤アゾジカルボンアミド
（ＡＤＣＡ）１５部、その他加硫剤硫黄等の添加剤を適
宜配合して、オープンロールで混練し、発泡ゴム組成物
を調製した。この発泡ゴム組成物をダイを用いて押出
し、円筒のローラ素材を作成した。これに芯金（直径６
ｍｍ、長さ２５０ｍｍのステンレス丸棒）を通し円筒金
型内で、加熱処理（２００℃、２０分間）を行い、発泡
加硫し、芯金の外周に導電性発泡ゴム層を形成して本発
明の導電性ゴムローラを得た。発泡ゴム層２の寸法は層
厚３ｍｍ、長さ２３０ｍｍであった。ゴム組成物の仕込
み量は、芯金と金型の容積を１００としたとき３０容積
％であった。前記導電性発泡ゴム層の硬度はアスカーＣ
３０°であり、また本実施例の導電性ゴムローラの体積
抵抗値は１０⁵Ω・ｃｍであった。

【００２８】（実施例２）実施例１で得られたローラの
表面を溶剤で洗浄した。これをさらに、ウレタン塗布液
（レザミンＭＥ−３１１９１００部；カーボンブラッ
クＡＴＬ８７９４４０部；メチルエチルケトン９
１部；ジメチルフォルムアミド４９部）に浸漬し、浸
漬後、室温で乾燥させ、発泡ゴム層の外周面上に約１０
０μｍの厚みを有する抵抗調整層３を形成して、本発明
の導電性ゴムローラを得た。

【００２９】（実施例３）ＥＰＤＭ１００部に対して、
カーボンブラック６０部、発泡剤アゾジカルボンアミド
（ＡＤＣＡ）１５部、その他加硫剤硫黄等の添加剤を適
宜配合して、オープンロールで混練し、内側層用の発泡
ゴム組成物を調製した。続いて、前記組成物中、発泡剤
ＡＤＣＡを配合しなかった外側層用の非発泡ゴム組成物
を調製した。調製された２種類のゴム組成物を２色押出
成形機により一体的に押出成形を行い、一方成形機の口
金の略中央部から芯金（直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの
ステンレス丸棒）を送出し、内側層、外側層の２層と芯
金から成る成形体を得た。

【００３０】円筒金型内で、この成形体の加熱処理（２
００℃、１時間）を行い、発泡加硫させ、芯金とにゴム
層を一体化成形して、ローラを得た。その後、金型を室
温まで冷却し、成形体ローラを取出し、溶剤でローラ表
面を洗浄した。これをさらに、所定量のカーボンブラッ
クを含有する実施例２で使用したウレタン塗布液に浸漬
し、浸漬後、室温で乾燥させ、非発泡ゴム層５ｂの外周
面上に約１００μｍの厚みを有する抵抗調整層３を形成
して、本発明の導電性ゴムローラを得た。

【００３１】（比較例１）天然ゴム１００部に対して、
カーボンブラック６０部、発泡剤ＯＢＳＨ１５部、その
他加硫剤、硫黄等の添加剤を適宜配合して、オープンロ
ールで混練し、発泡ゴム組成物を調製した。この組成物
を用いて実施例１の方法と同様にして導電性ゴムローラ
を製造した。

【００３２】（比較例２）ＥＰＤＭ１００部に対して、
カーボンブラック６０部、発泡剤ＯＢＳＨ１５部、その
他加硫剤、硫黄等の添加剤を適宜配合して、オープンロ
ールで混練し、発泡ゴム組成物を調製した。この組成物
を用いて実施例１の方法と同様にして導電性ゴムローラ
を製造した。

【００３３】（比較例３）ＥＰＤＭ１００部に対して、
カーボンブラック６０部、発泡剤ジニトロソペンタメチ
レンテトラミン（ＤＰＴ）１５部、その他加硫剤、硫黄
等の添加剤を適宜配合して、オープンロールで混練し、
発泡ゴム組成物を調製した。この組成物を用いて実施例
１の方法と同様にして導電性ゴムローラを製造した。

【００３４】（比較例４）ＥＰＤＭ１００部に対して、
カーボンブラック６０部、発泡剤ＯＢＳＨ１５部、その
他加硫剤、パーオキサイド等の添加剤を適宜配合して、
オープンロールで混練し、発泡ゴム組成物を調製した。
この組成物を用いて実施例１の方法と同様にして導電性
ゴムローラを製造した。

【００３５】圧縮永久歪の評価前記実施例および比較例から得られた各導電性ゴムロー
ラの両端に５００ｇの荷重を掛けて、３０ｍｍの外径を
有する感光体に圧接させ、その状態で（４０℃、３日
間）放置してヘタリ量を測定した。

【００３６】図３は、このような圧縮永久歪の評価試験
を模式的に示す。図中、１０は導電性ゴムローラ、１１
は感光ドラムを表す。ヘタリ量は図４に示されるように
ローラの外周部のへこみを試験前と比べて測定したもの
である。

【００３７】上記評価試験の結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】（参考例）実施例１で用いたＡＤＣＡを含
有する発泡ゴム組成物と比較例１で用いたＯＢＳＨを含
有する発泡ゴム組成物の各々について、レオメータ（Ｍ
ＤＲ２０００）中、加硫試験（１６０℃）を行いトルク
−時間曲線（加硫曲線）を記録した。その結果、図５に
示すような加硫曲線が得られた。ＯＢＳＨを発泡剤とす
る比較例１の発泡ゴム組成物では、加硫時間１０分経過
後に、最大トルクを記録し、それ以上加硫が進まない。
一方、ＡＤＣＡを発泡剤とする実施例１の発泡ゴム組成
物では、２０分経過後に最大トルクを記録し、この最大
値は、比較例１の発泡ゴム組成物の最大トルク値よりは
るかに大きい。したがって、比較例１の発泡ゴム組成物
では、ＯＢＳＨの発泡が加硫の進行を著しく阻害し、加
硫度が充分に上昇していない。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、導電性ゴ
ム層を発泡剤ＡＤＣＡ、ゴム基材ＥＰＤＭ、加硫剤硫黄
を含有する発泡ゴム組成物から発泡形成したので、ヘタ
リ量の少ない、圧縮永久歪において、優れたローラ材が
得られる。したがって、本発明の導電性ゴムローラを用
いて画像形成すると、画像ムラが発生したりしない。

【００４１】また、本発明の導電性ゴムローラは、圧縮
永久歪が小さいので振動吸収特性がよく、使用時に帯電
音の発生が抑制され得る。さらに、ローラの内側から不
純物が滲出したり（ブリードアウト）せず、良好な画像
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に従う導電性ゴムロ
ーラの断面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に従う導電性ゴムロ
ーラの断面図である。

【図３】圧縮永久歪測定試験を説明するための模式的な
斜視図である。

【図４】ヘタリ量の定義を説明する略図である。

【図５】レオメータを用いて求めた加硫曲線を示すグラ
フ図である。

【符号の説明】

１軸体２，５ａ発泡ゴム層３抵抗調整層４，６，１０導電性ゴムローラ５ｂ非発泡ゴム層１１感光ドラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体の外周に同心状に導電性ゴム層を設
けて成り、さらに該導電性ゴム層の外周面上に抵抗調整
層を設けてもよい、感光体に当接して使用される導電性
ゴムローラにおいて、前記導電性ゴム層は、発泡ゴムか
ら成り、ゴム基材としてＥＰＤＭ、発泡剤としてＡＤＣ
Ａ、加硫剤として硫黄を含有する組成物を発泡硬化させ
て得られることを特徴とする導電性ゴムローラ。
【請求項２】軸体の外周に同心状に導電性ゴム層を設
けて成り、さらに該導電性ゴム層の外周面上に抵抗調整
層を設けてもよい、感光体に当接して使用される導電性
ゴムローラにおいて、前記導電性ゴム層は、少なくとも
２層から成り、該２層のゴム層のうち、外側層（感光体
側）が非発泡ゴムから成り、内側層（軸体側）が発泡ゴ
ムから成り、該発泡ゴムが、ゴム基材としてＥＰＤＭ、
発泡剤としてＡＤＣＡ、加硫剤として硫黄を含有する組
成物を発泡硬化させて得られることを特徴とする導電性
ゴムローラ。