図面 (/)

技術 転写ローラおよび電子写真画像形成装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 澤田弥斉高橋宏文井上晶司
出願日 2015年1月30日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2015-016391
公開日 2016年8月8日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2016-142793
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における帯電・転写・分離 ロール及びその他の回転体
主要キーワード 独立気泡性 クラッシング処理 クラッシング UHF 定尺切断 電位パターン ロータ回転数 熱風加硫装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年8月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

像担持体表面から、直接又はベルトなどの転写材転写後に、記録材表面トナー像を転写させる際、記録材表面へのトナー転写性と、記録材表面上でのトナーの飛び散り抑制を両立した転写ローラを提供することを目的とする。

解決手段

導電性軸体、および、該導電性軸体の外周面上の導電性発泡体を含む層を有する転写ローラであって、該導電性発泡体は、未加硫ゴムを含む未加硫ゴム組成物硫黄加硫せしめて形成されてなり、該導電性発泡体は、発泡セル連続気泡率が70%以上100%以下であり、かつ、平均セル径が280μm以上480μm以下である。

概要

背景

電子写真画像形成装置においては、概略下記工程を経て、用紙などの記録材の表面に画像が形成される。
感光体などの像担持体表面を帯電部材により一様に帯電させた状態で露光して、前記像担持体表面上に形成画像に対応した静電潜像を形成する。次に、現像剤であるトナーを所定の電位に帯電させた状態で、静電潜像の電位パターンに応じて前記像担持体表面に付着させ、トナー像を形成させる。次に、前記トナー像を像担持体表面から直接、あるいはベルトなどの転写材転写後、用紙などの記録材に転写し、さらに定着させることによって、画像を形成している。

かかる電子写真画像形成装置において、トナー像を像担持体表面から直接、あるいはベルトなどの転写材に転写後、記録材表面にトナー像を転写させるために、導電性軸体芯金)およびその外周面上に形成された導電性発泡体を備えた転写ローラが用いられる。
転写ローラにおいては、圧縮永久歪や感光体表面への汚染性、また、ローラ抵抗値などの必要特性を得やすい、硫黄加硫系導電性発泡ゴムが多く採用されている。

転写ローラは、電子写真画像形成装置ごとの仕様や特徴により、発泡セル平均セル径が小さなものから大きなものまで種々の要求がある。
特許文献1においては、低コスト化の観点より、使用ゴム量の低減を目的とした平均セル径が300μm以上である転写ローラが提案されている。
また、特許文献2においては、転写ムラを抑制するために平均セル径を200μm以下とした転写ローラが提案されている。

しかし、本発明者らの検討によれば、発泡セルの平均セル径が大きい転写ローラは、その表面が、平均セル径が大きい発泡セルの影響を受けて粗面化する傾向にある。そのため、かかる転写ローラを電子写真画像形成装置に用いた場合、トナーの転写性の低下や転写ムラが発生することがあった。
一方、発泡セルの平均セル径が小さい転写ローラを電子写真画像形成装置に用いた場合、記録材に転写されたトナーが、記録材上に十分に保持されず、飛び散りが発生することがあった。

概要

像担持体表面から、直接又はベルトなどの転写材に転写後に、記録材表面へトナー像を転写させる際、記録材表面へのトナーの転写性と、記録材表面上でのトナーの飛び散り抑制を両立した転写ローラを提供することを目的とする。導電性軸体、および、該導電性軸体の外周面上の導電性発泡体を含む層を有する転写ローラであって、該導電性発泡体は、未加硫ゴムを含む未加硫ゴム組成物硫黄加硫せしめて形成されてなり、該導電性発泡体は、発泡セルの連続気泡率が70%以上100%以下であり、かつ、平均セル径が280μm以上480μm以下である。

目的

特許文献1においては、低コスト化の観点より、使用ゴム量の低減を目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

導電性軸体、および、該導電性軸体の外周面上の導電性発泡体を含む層を有する転写ローラであって、該導電性発泡体は、未加硫ゴムを含む未加硫ゴム組成物硫黄加硫せしめて形成されてなり、該導電性発泡体は、発泡セル連続気泡率が70%以上、100%以下であり、かつ、該転写ローラの表面から観察される発泡セルのセル径平均値が、280μm以上、480μm以下であることを特徴とする転写ローラ。

請求項2

前記平均セル径が300μm以上、400μm以下である請求項1に記載の転写ローラ。

請求項3

前記未加硫ゴム組成物が、未加硫ゴム、加硫助剤、および、発泡剤を含む、該発泡剤は、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドを含み、該未加硫ゴム100質量部に対して、メジアン径(d50)が12μm以上16μm以下のp,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドの含有量が、1.5質量部以上、2.0質量部以下であり、メジアン径(d50)が2μm以上5μm以下のp,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドの含有量が、0.5質量部以上、1.0質量部以下であり、かつ、該発泡剤の総含有量が、該未加硫ゴム100質量部に対して、2.0質量部以上、2.5質量部以下である請求項1又は2に記載の転写ローラ。

請求項4

前記未加硫ゴム組成物が、アクリロニトリルブタジエンゴム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を含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の転写ローラ。

請求項5

前記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は、ムーニー粘度ML(1+4)100℃が40以上68以下であり、かつ、前記未加硫ゴム100質量部あたり、10質量部以上50質量部以下になるように含有されている請求項4に記載の転写ローラ。

請求項6

前記加硫助剤が、ステアリン酸亜鉛ステアリン酸である請求項3〜5のいずれか一項に記載の転写ローラ。

請求項7

前記導電性発泡体は、マイクロ波加硫装置を含む加硫装置によって加硫及び発泡されたものである請求項1〜6のいずれか一項に記載の転写ローラ。

請求項8

転写ローラと、該転写ローラと対向して配置されている像担持体とを有する電子写真画像形成装置であって、該転写ローラが、請求項1〜7のいずれか一項に記載の転写ローラであることを特徴とする電子写真画像形成装置。

技術分野

0001

本発明は、電子写真画像形成装置等に使用される転写ローラおよびそれを用いた電子写真画像形成装置に関する。

背景技術

0002

電子写真画像形成装置においては、概略下記工程を経て、用紙などの記録材の表面に画像が形成される。
感光体などの像担持体表面を帯電部材により一様に帯電させた状態で露光して、前記像担持体表面上に形成画像に対応した静電潜像を形成する。次に、現像剤であるトナーを所定の電位に帯電させた状態で、静電潜像の電位パターンに応じて前記像担持体表面に付着させ、トナー像を形成させる。次に、前記トナー像を像担持体表面から直接、あるいはベルトなどの転写材転写後、用紙などの記録材に転写し、さらに定着させることによって、画像を形成している。

0003

かかる電子写真画像形成装置において、トナー像を像担持体表面から直接、あるいはベルトなどの転写材に転写後、記録材表面にトナー像を転写させるために、導電性軸体芯金)およびその外周面上に形成された導電性発泡体を備えた転写ローラが用いられる。
転写ローラにおいては、圧縮永久歪や感光体表面への汚染性、また、ローラ抵抗値などの必要特性を得やすい、硫黄加硫系導電性発泡ゴムが多く採用されている。

0004

転写ローラは、電子写真画像形成装置ごとの仕様や特徴により、発泡セル平均セル径が小さなものから大きなものまで種々の要求がある。
特許文献1においては、低コスト化の観点より、使用ゴム量の低減を目的とした平均セル径が300μm以上である転写ローラが提案されている。
また、特許文献2においては、転写ムラを抑制するために平均セル径を200μm以下とした転写ローラが提案されている。

0005

しかし、本発明者らの検討によれば、発泡セルの平均セル径が大きい転写ローラは、その表面が、平均セル径が大きい発泡セルの影響を受けて粗面化する傾向にある。そのため、かかる転写ローラを電子写真画像形成装置に用いた場合、トナーの転写性の低下や転写ムラが発生することがあった。
一方、発泡セルの平均セル径が小さい転写ローラを電子写真画像形成装置に用いた場合、記録材に転写されたトナーが、記録材上に十分に保持されず、飛び散りが発生することがあった。

先行技術

0006

特開2013−178467号公報
特開2008−165149号公報

発明が解決しようとする課題

0007

そこで、本発明は、記録材にトナーを良好に転写させることができ、かつ、記録材に転写されたトナーが飛び散ることを抑制し得る転写ローラを得ることに向けたものである。また、本発明は、高品位電子写真画像の形成に資する電子写真画像形成装置を得ることに向けたものである。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一態様によれば、
導電性軸体、および、
該導電性軸体の外周面上の、導電性発泡体を含む層
を有する転写ローラであって、
該導電性発泡体は、未加硫ゴムを含む未加硫ゴム組成物硫黄加硫せしめて形成されてなり、
該導電性発泡体は、
発泡セルの連続気泡率が70%以上100%以下であり、かつ、
該転写ローラの表面から観察される発泡セルのセル径平均値が、280μm以上480μm以下であることを特徴とする転写ローラが提供される。
また、本発明の他の態様によれば、転写ローラと、該転写ローラと対向して配置されている像担持体とを有し、該転写ローラが、上記の転写ローラである電子写真画像形成装置が提供される。

発明の効果

0009

本発明によれば、電子写真画像形成装置において用紙などの記録材へのトナーの転写性と、用紙などの記録材上でのトナー飛び散りの抑制を両立した転写ローラにより、良好な画像を得ることができる。

図面の簡単な説明

0010

本発明に係る転写ローラ全体の概略図である。
本発明に係る転写ローラの製造装置の一例であるマイクロ波加硫装置を含む加硫装置の概略図である。
本発明に係る転写ローラ及び像担持体・記録材の断面図であって、(a)は概略図、(b)はニップ部の拡大図である。
連続気泡率の測定方法を示す概略図である。

0011

本発明者らの検討によれば、発泡セルの平均セル径が小さい転写ローラは、電子写真画像形成装置内において、当該転写ローラと紙の如き転写材とが接した場合において、転写材の表面および転写材と接している転写ローラの表面において開口している発泡セルの底部との距離(以下、「空間距離」ともいう)を十分には確保できない。このことが、トナーの飛び散りを生じさせているものと考えている。すなわち、転写ローラで、転写材に対して電荷を付与することで、記録材にトナーを保持する力を付与している。ここで、転写材の表面および転写材と接している転写ローラの表面において開口している発泡セルの底部との間に、放電現象を生じさせることのできるだけの十分な空間距離を持たせることができない場合、記録材には、十分な電荷が付与されず、記録材へのトナーの転写後から定着に至るまでの間で、記録材からのトナーの飛び散りが発生することがある。
そこで、本発明者らは、表面を過度に粗面化することを抑えつつ、十分な空間距離を確保することのできる転写ローラを得ることに向けて検討を重ねた結果、本発明をなすに至ったものである。
以下、本発明の一態様に係る転写ローラについて詳細に説明する。
本発明の一態様に係る転写ローラは、導電性軸体、および該導電性軸体の外周面上の導電性発泡体を含む層を有する。該導電性発泡体は、未加硫ゴムを含む未加硫ゴム組成物を硫黄加硫せしめて形成されてなる。また、該導電性発泡体は、発泡セルの連続気泡率が、70%以上100%以下である。さらに、該転写ローラの表面から観察したときの発泡セルのセル径の平均値が、280μm以上、480μm以下である。図1は本発明の一実施態様にかかる転写ローラを示す斜視図であり、円柱状の芯金11を導電性発泡体12の中空部圧入して固定している。
[芯金11]
芯金11は、アルミニウムアルミニウム合金ステンレス、鉄などの金属性のものが好ましい。また、耐腐食性耐摩擦性を向上させるため、これらの金属にクロムニッケルなどのメッキ処理を施してもよい。芯金11の形状は、中空状あるいは中実状いずれのものであってもよく、また、その外径は、搭載される電子写真画像形成装置との関連において適宜選択することができ、例えば、通常4〜10mmの範囲のものが挙げられる。

0012

[導電性発泡体12]
導電性発泡体12は、連続気泡率が70%以上100%以下である。
また、導電性発泡層12の、該転写ローラを表面から観察したときの発泡セルの直径の平均値(以下、「平均セル径」ともいう)は、280μm以上であり、好ましくは、300μm以上である。また、当該平均セル径は、480μm以下であり、好ましくは、400μm以下である。
ここで、図3は、本発明に係る転写ローラと像担持体とで形成されるニップ部近傍の拡大図である。像担持体と転写ローラとは対向して配置される。
転写ローラの導電性発泡体12の発泡セルの平均セル径を、上記したように、280nm以上、480nm以下の範囲とすることで、記録材35へのトナーの転写性を良好なものとすることができる。すなわち、平均セル径が、上記数値範囲内にあることで、導電性発泡体12の表面が粗面となりすぎることがなく、記録材35へのトナーの転写性の低下、転写ムラの発生が抑制される。
ここで、従来、平均セル径を、280〜480nmの範囲内にあるような転写ローラは、転写材の表面および転写材と接している転写ローラの表面において開口している発泡セルの底部との間の距離(図3における空間距離32)を十分に確保することが困難であった。すなわち、発泡セルのセル径が小さいことに起因して、記録材の裏面と発泡セルの底部との間の空間距離が十分に確保できないため、記録材の裏側への電荷の付与を十分に行うことができなかった。その結果、トナー転写後、記録材35上でトナーを保持する力が不足することにより、トナーの飛び散りが発生していた。

0013

しかしながら、本発明の一態様に係る転写ローラは、導電性発泡体の連続気泡率を、70%以上、100%以下とすることによって、転写ローラのニップ部31において、記録材35の裏側(転写ローラ側)の空間距離32を、導電性発泡体12の表面の平均セル径以上とすることができる。すなわち、導電性発泡体12のニップ部以外の表面では、セル径36がトナーの転写性を維持できる480μm以下である。にもかかわらず、ニップ部31においては、連続気泡を形成した発泡体であるため、記録材35の裏側の空間距離32は、平均セル径が480μmを超える転写ローラと同等の空間距離32を得ることとなる。その結果、記録材の裏側33への放電を十分に生じさせることが可能となり、トナーの飛び散りを抑制することができる。

0014

また、導電性発泡体12の平均セル径が480μmを超える場合は、トナー転写後の記録材35上でのトナーの飛び散りは抑制される。しかし、平均セル径が大きいことで導電性発泡体12の表面が粗面となりすぎ、記録材35へのトナーの転写性が低下し、転写ムラが発生していた。このように、記録材35へのトナーの転写性と記録材35上でのトナーの飛び散り抑制を両立することは困難となる。

0015

さらに、平均セル径が280μm未満である場合は、連続気泡率が70%以上100%以下であっても、転写ローラのニップ部31において、記録材35の裏側33に十分な空間距離32を確保することが困難である。その結果、記録材35の裏側33への放電が不足し、記録材35上でのトナーの飛び散りを抑制することが困難になる。

0016

[連続気泡率の算出方法
連続気泡率は、導電性発泡体12の全体の気泡のうち、導電性発泡体12の表面まで連通している気泡の割合であり、以下の方法より求められる。
図4に示すように、ローラ43の全体を、耐圧容器42の中の水44に浸漬し、減圧ポンプ41を用いて100hPaに減圧し、そのままの減圧条件下で15分間水に浸漬し、吸水させる。吸水前の転写ローラの質量をW1、吸水後の転写ローラの質量をW2、芯金11の質量をWS、導電性発泡体12の体積セル含む)をV1、水の比重(1g/cm3)をTw、導電性発泡体12の材料比重をTmとした場合、下記の(数式1)により求められる。
(数式1) [(W2−W1)/Tw]/[V1−{(W1−WS)/Tm}]×100(%)

0017

[平均セル径の測定方法]
導電性発泡体12の長手方向の中央部1個所・両端部(端面より10mm)各1個所ずつの合計3個所の表面を、下記のデジタルマイクスコープを用いて、測定範囲2.7mm×3.6mm(レンズ倍率100倍)で画面上に映し出す。
画面上に映し出されたセルのセル径を大きいほうから20個測定し、その平均値を平均セル径とする。
デジタルマイクロスコープ(VHX−5000:(株)キーエンス製)
各セルのセル径は、セル径の最大値:Lmaxとセル径最小値:Lminとから下記の(数式2)によって求められる。
(数式2) (Lmax+Lmin)/2

0018

[未加硫ゴム組成物]
発泡剤
本発明の一態様に係る導電性発泡体12の未加硫ゴム組成物に含有される発泡剤は、アゾジカルボンアミド炭酸水素ナトリウム、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドが挙げられる。抵抗値経時変化性、セル径の均一性(転写性)を考慮すると、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドが好ましい。
更に、発泡剤の添加量発泡前の含有量)は、前記未加硫ゴム100質量部あたり、
メジアン径(d50)が2μm以上5μm以下のp,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドを1.5質量部以上2.0質量部以下と、
メジアン径(d50)が12μm以上16μm以下のp,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドを0.5質量部以上1.0質量部以下とし、かつ、
前記発泡剤の添加量(発泡前の含有量)の総含有量が2.0質量部以上2.5質量部以下であることが好ましい。
メジアン径(d50)は、粒子径により順に並べ、大径側と小径側の粒子数同数になるときの径を示す。メジアン径の測定は、粒度分布測定装置(Multisizer3:ベックマンコールター(株)製)により行った。
以下、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドは、OBSHと表記する場合がある。

0019

未加硫ゴム組成物が、メジアン径(d50)の異なるOBSHを特定の配合割合で含有することにより、発泡のタイミングを変化させることができる。メジアン径(d50)の小さなOBSHは、より低温で発泡を開始し大きなセルを形成することで、平均セル径を制御することができる。次いで、メジアン径(d50)の大きなOBSHが、遅れて発泡を開始し、先に発泡した大きなセルと大きなセルとの間で発泡し連通することにより、連続気泡率が向上する。また、OBSHの総含有量が2.0質量部未満であると連続気泡率が低下し、2.5質量部を超えると平均セル径が小さくなる傾向がある。
このため、メジアン径(d50)の小さなOBSHと、メジアン径(d50)の大きなOBSHとの量によって以下のような傾向がある。

0020

OBSHの総含有量が2.0質量部以上2.5質量部以下の範囲において、メジアン径(d50)が2μm以上5μm以下のOBSHが1.5質量部未満でメジアン径(d50)が12μm以上16μm以下のOBSHを増量した場合;
発泡開始温度の高い粒子の数が増加したことにより、連続気泡率を維持できるが、発泡開始温度の低い粒子の数が減少したことにより、平均セル径が低下する傾向になる。

0021

OBSHの総含有量が2.0質量部以上2.5質量部以下の範囲において、メジアン径(d50)が2μm以上5μm以下のOBSHが1.5質量部未満でメジアン径(d50)が12μm以上16μm以下のOBSHの配合量を変化させない場合:
発泡開始温度の低い粒子の数が減少したことにより、低温で発泡を開始する粒子の粒子間の距離が離れてしまうことにより連続気泡率が低下する傾向になる。

0022

OBSHの総含有量が2.0質量部以上2.5質量部以下の範囲において、メジアン径(d50)が2μm以上5μm以下のOBSHが2.0質量部を超える場合:
発泡開始温度の低い粒子の数が増加することで粒子間の距離が短くなり、セル径が大きくなる前にセルとセルがつながりやすくなり、セルの成長阻害され平均セル径が低下傾向になる。

0023

また、メジアン径(d50)の小さなOBSHが、メジアン径(d50)が2μm未満の場合は、発泡開始温度が低くなり、平均セル径が大きくなり過ぎる傾向がある。
また、メジアン径(d50)の小さなOBSHが、メジアン径(d50)が5μmを超える場合は、発泡開始温度が高くなるため、加硫反応優位になり、セルが成長する前に加硫が進行し、平均セルが小さくなる傾向がある。

0024

また、メジアン径(d50)の大きなOBSHが、メジアン径(d50)が12μm未満の場合は、メジアン径(d50)の小さなOBSHとの発泡開始の時間差が短くなり、セルを成長させる時間が減少し、平均セル径が小さくなる傾向がある。
また、メジアン径(d50)の大きなOBSHが、メジアン径(d50)が16μmを超える場合は、メジアン径(d50)が小さなOBSHとの発泡開始の時間差が大きく、加硫が進行し連続気泡率が低下する傾向がある。

0025

(未加硫ゴム)
また、本発明の一態様に係る導電性発泡体12の未加硫ゴム組成物は、未加硫ゴムとしては、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、スチレンブタジエンゴムSBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、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共重合体などが挙げられる。転写ローラとしての安定した抵抗値を良好に得られる点で、アクリロニトリルブタジエンゴムと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の両方を含有していることが好ましい。

0026

更に、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は、ムーニー粘度ML(1+4)100℃が40以上68以下であり、かつ、前記未加硫ゴム100質量部あたり、10質量部以上50質量部以下で含有していることが好ましい。また、ムーニー粘度が前記範囲内であれば、ムーニー粘度の異なる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を複数併用してもよい。

0027

ムーニー粘度ML(1+4)100℃は、ムーニービスコメータ(ムーニー粘度計)(商品名;AM−4 (株)東洋精機製作所)を用いて、JIS K 6300−1に基づき測定した。「L(1+4)100℃」の「L」はロータの形状がL形であることを、「(1+4)」は予熱時間の1分間及びロータの回転時間4分を、「100℃」は試験温度の100℃を表している。
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が、40未満の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を、10質量部未満で配合した場合は、粘度が低くなる。このことにより、平均セル径が大きくなり、かつ、転写ローラとして好適な抵抗値を得ることが困難になる。ムーニー粘度ML(1+4)100℃が68を超える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を、50質量部を超える量で配合した場合は、粘度が高くなることにより、平均セル径が小さくなる傾向がある。

0028

加硫助剤
本発明の一態様に係る導電性発泡体12の未加硫ゴム組成物は、加硫助剤を含有させることができる。加硫助剤として、酸化亜鉛ステアリン酸亜鉛ステアリン酸などが挙げられるが、ステアリン酸亜鉛とステアリン酸を含有させることが好ましい。酸化亜鉛を使用した場合、長期保管での抵抗定性が劣る傾向があるため、ステアリン酸亜鉛であるほうが好ましい。また、ステアリン酸を添加すると、未加硫ゴム組成物の練り加工時にロールへの貼り付きが減少し、加工性に優れる。

0029

加硫促進剤・その他添加剤
本発明の一態様に係る導電性発泡体12の未加硫ゴム組成物は、加硫促進剤を含有させることができる。加硫促進剤としては、チウラム系、チアゾール系、グアニジン系、スルフェンアミド系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系などを挙げることができる。
また、その他、上記組成物に含まれる物質の機能を阻害しない範囲において、カーボンブラック炭酸カルシウム導電剤などを含有してもよい。

0030

[転写ローラの製造]
上記本発明にかかる転写ローラの製造方法の一例を下記に挙げる。
導電性発泡体12の未加硫ゴム組成物は、未加硫ゴムと加硫助剤及び必要に応じた添加物を、バンバリーミキサー又はニーダーなどの密閉式混練機を用いて混練した後、更にオープンロールを使用し、発泡剤と硫黄、加硫促進剤などを添加し混練する。その後、リボン成形分出し機によりリボン状に成形した導電性発泡体用の未加硫ゴム組成物を、押出機21に投入し、チューブ状に押出されたゴムチューブを加硫及び発泡させる。

0031

加硫及び発泡は、マイクロ波加硫装置、熱風加硫装置電気炉加硫缶などの公知の方法により適宜選択すればよいが、マイクロ波加硫装置を含む加硫装置によって加硫及び発泡させることが好ましい。マイクロ波加硫装置を含む加硫装置によって加硫及び発泡させると、均一な熱伝導性により材料特性に準ずる所望の導電性発泡体を得られやすい。加硫缶において加硫及び発泡させると、高圧下における加硫及び発泡となり、連続気泡率が低下する傾向がある。また、一般的な電気炉において加硫及び発泡させると、ゴムへの熱伝導性が劣り、セルの均一性が損なわれる傾向があり、転写性が劣る傾向がある。

0032

ゴムチューブを所望の寸法に切断した後、芯金11を圧入する。前記切断は、加硫及び発泡の前でも後でもよい。また、ゴムチューブと芯金11の固定方法は、芯金11に導電性接着剤を塗布する方法や、ゴムチューブの内径より大きな外径を有する芯金11を圧入する方法があり、適宜選択すればよい。更に、芯金11を圧入後、必要に応じて両端部を所望の長さに切断してもよい。芯金11を圧入したゴムチューブを研磨機により研磨し、芯金11の外周に導電性発泡体12を有する転写ローラが作製される。

0033

次に本発明について実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

0034

[実施例1]
(未加硫ゴム組成物の調製)
下記の未加硫ゴム、添加剤及び加硫助剤を、7L密閉式ニーダー(WDS7−30:(株)モリヤマ)を使用して7分間、ロータ回転数30rpmで混練して未加硫ゴム組成物を得た。
<未加硫ゴム>
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))70質量部
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が56である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(エピクロマCG102:ダイソー(株))30質量部
<添加剤>
カーボンブラック(旭#35G:旭カーボン(株))40質量部、
<加硫助剤>
ステアリン酸亜鉛(ステアリン酸亜鉛:日油(株))3.0質量部、
ステアリン酸(ステアリン酸つばき:日油(株))1.0質量部

0035

次いで、前記混練後の未加硫ゴム組成物に、下記の発泡剤、加硫促進剤、及び加硫剤を添加し、12インチオープンロール(関西ロール(株))を使用して未加硫ゴム組成物の温度が80℃以下を維持するように冷却しながら15分間、混練・分散した。最後にリボン状に形状を整え取り出し、導電性発泡体用の未加硫ゴム組成物を調製した。
<発泡剤>
メジアン径が3.3μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部
メジアン径が14.1μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
<加硫促進剤>
ジベンゾチアジルジスルフィド(ノクセラーDM−P:大内新興化学(株))1.5質量部
テトラエチルチウラムジスルフィド(ノクセラーTET−G:大内新興化学(株))2.0質量部
<加硫剤>
硫黄(サルファクスPMC 鶴見化学(株))3.0質量部

0036

(転写ローラの作製)
図2に示す製造装置を用いて、前記リボン状の導電性発泡体用の未加硫ゴム組成物を60mmベントゴム押出機((株)三葉製作所製)21により、チューブ状に押出した。次に、3.0kWマイクロ波加硫装置22を含む加硫装置(ミクロ電子(株)製)によって加硫及び発泡させてゴムチューブを作製した。マイクロ波加硫装置22は、周波数:2450±50MHz・出力:0.6kWとし、炉内温度は180℃に設定した。マイクロ波加硫装置22での加硫及び発泡後、炉内温度を200℃に設定した熱風加硫装置23を用いて、さらに加硫及び発泡させた。

0037

加硫、及び発泡後のチューブ外径は約14.0mm、内径は約4.0mmであった。マイクロ波加硫装置内・熱風加硫装置内を、引取機24によりゴムチューブを2.0m/分の速度で搬送した。マイクロ波加硫装置22の長さは約4m、熱風加硫装置23の長さは約6m、引取機24の長さは約1mであった。つまり、マイクロ波加硫装置内を通過するために要する時間は約2分間、熱風加硫装置内を通過するために要する時間は約3分間、引取機内を通過するために要する時間は約30秒間であった。加硫、及び発泡後、定尺切断機25を用いて、ゴムチューブを250mmの長さに切断し、ゴムチューブに外径5mmの芯金11を圧入後、両端部を切断しゴム長216mmのローラを得た。前記ローラの外周面を、回転速度1800RPM、送り速度800mm/分で、外径が12.5mmになるように研磨し、芯金11に導電性発泡体12を有する転写ローラを作製した。

0038

[転写ローラの物性]
(平均セル径)
転写ローラの表面について、上述したとおり平均セル径を測定した。結果を表1〜4に示す。
(連続気泡率)
転写ローラについて、上述したとおり連続気泡率を算出した。結果を表1〜4に示す。

0039

(ローラ抵抗値)
転写ローラを外径30mmのステンレス製ドラム圧着し、転写ローラの芯金11の両側にそれぞれ300gの荷重をかけ、かつ、30rpm/分の速度で従動回転させた。この状態で、芯金11とステンレス製のドラムとの間に2000Vの電圧印加して、その時に流れる電流値を測定した。測定環境は、温度23℃・相対湿度55%であった。測定した電流値より、オームの法則に従って抵抗値を算出した。転写ローラとして好ましい抵抗値は、1×106Ω・cm〜1×109Ω・cmの範囲とし、より好ましくは、1×107Ω・cm〜1×108Ω・cmの範囲とする。結果を表1〜4に示す。

0040

(抵抗の経時変動桁)
抵抗値を測定した転写ローラを、温度40℃・相対湿度95%の環境に1ヶ月間静置したのち、温度23℃・相対湿度55%の環境に24時間静置し、その後、転写ローラの抵抗値を測定した。温度40℃・相対湿度95%の環境への静置前後での抵抗値をそれぞれ算出し、静置後の抵抗値より静置前の抵抗値を除し(静置後の測定値−静置前の抵抗値)、対数変換し、抵抗値の経時変動桁とした。転写ローラとして好ましい抵抗値の経時変動桁は、0.3桁以下とし、より好ましくは、0.1桁以下とした。結果を表1〜4に示す。

0041

画像評価
転写ローラを電子写真方式レーザービームプリンタ(Laser Jet P1606dn:ヒュレットパッカード社製)の転写ローラとして組み込み、温度23℃・相対湿度55%の環境で画像評価を行った。得られた画像のトナー飛び散り、及びトナーの転写ムラを目視により調べ、下記基準で評価した。結果を表1〜4に示す。

0042

(トナー飛び散り)
A:飛び散りは観察されない。
B:飛び散りが観察されるが、実用可
C:飛び散りが顕著であり、実用不可。

0043

(トナーの転写ムラ)
A:転写ムラは観察されない。
B:転写ムラが観察されるが、実用可。
C:転写ムラが顕著であり、実用不可。

0044

総合評価
◎:トナー飛び散り;A/トナー転写ムラ;A
○:トナー飛び散り;A/トナー転写ムラ;B または、トナー飛び散り;B/トナー転写ムラ;B
△:トナー飛び散り;B/トナー転写ムラ;B
×:トナー飛び散り/トナー転写ムラの少なくとも一方にCを含む。

0045

[実施例2]
発泡剤として、
メジアン径が2.0μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部、
メジアン径が12.3μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例2の転写ローラを得た。
以降の、実施例中で使用するメジアン径の異なるOBSHは、実施例1で使用したネオセルボンN#1000M(商品名:永和化成工業(株))、あるいは、ネオセルボンN#1000S(商品名:永和化成工業(株))を分級して調整した。

0046

[実施例3]
発泡剤として、
メジアン径が2.0μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部、
メジアン径が15.5μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例3の転写ローラを得た。

0047

[実施例4]
発泡剤として、
メジアン径が4.6μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部、
メジアン径が12.3μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例4の転写ローラを得た。

0048

[実施例5]
発泡剤として、
メジアン径が4.6μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部、
メジアン径が15.5μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例5の転写ローラを得た。

0049

[実施例6]
発泡剤として、
メジアン径が1.4μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部、
メジアン径が10.5μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例6の転写ローラを得た。

0050

[実施例7]
発泡剤として、
メジアン径が5.8μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部、
メジアン径が17.0μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例7の転写ローラを得た。

0051

[実施例8]
発泡剤として、
メジアン径が3.3μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部、
メジアン径が14.1μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))1.0質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例8の転写ローラを得た。

0052

[実施例9]
実施例1における、ムーニー粘度ML(1+4)100℃が56である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(エピクロマーCG102:ダイソー(株))30質量部を、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が56である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(エピクロマーCG102:ダイソー(株))10質量部と
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が68である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(エピオン301:ダイソー(株))20質量部
とに変更し、かつ、
発泡剤として、
メジアン径が3.3μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))2.0質量部、
メジアン径が14.1μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例9の転写ローラを得た。

0053

[実施例10]
発泡剤として、
メジアン径が2.0μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))2.0質量部、
メジアン径が14.1μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例10の転写ローラを得た。

0054

[実施例11]
発泡剤として、
メジアン径が1.4μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))2.0質量部、
メジアン径が15.5μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))0.5質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例11の転写ローラを得た。

0055

[実施例12]
発泡剤として、
メジアン径が3.3μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))2.0質量部、
メジアン径が14.1μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))1.0質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例12の転写ローラを得た。

0056

[実施例13]
発泡剤として、メジアン径が1.4μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))2.0質量部のみを使用した以外は、実施例1と同様にして、実施例13の転写ローラを得た。

0057

[実施例14]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))63.5質量部、
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(エピクロマーCG102:ダイソー(株))36.5質量部
を使用し、かつ、
発泡剤として、メジアン径が14.1μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))2.5質量部のみを使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例14の転写ローラを得た。

0058

[実施例15]
発泡剤として、
ADCA(セルマイクM257:三協化成(株))4.0質量部、
尿素(セルマイクM258:三協化成(株))2.0質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例15の転写ローラを得た。

0059

[実施例16]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))80質量部、
エチレンプロピレンジエンゴム(エスプレン505A:住友化学(株))20質量部を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例16の転写ローラを得た。

0060

[実施例17]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))80質量部、
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(ゼオスパン8010:日本ゼオン(株))20質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例17の転写ローラを得た。

0061

[実施例18]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))90質量部、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が44である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(エピクロマーCG102:ダイソー(株))10質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例18の転写ローラを得た。

0062

[実施例19]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))50質量部、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が44である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(エピクロマーCG102:ダイソー(株))50質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例19の転写ローラを得た。

0063

[実施例20]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))90質量部、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が68である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(エピオン301:ダイソー(株))10質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例20の転写ローラを得た。

0064

[実施例21]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))50質量部、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が68である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(エピオン301:ダイソー(株))50質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例21の転写ローラを得た。

0065

[実施例22]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))95質量部、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が72である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(HydrinT3105S:日本ゼオン(株))5質量部
を使用とした。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例22の転写ローラを得た。

0066

[実施例23]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))40質量部、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が44である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(エピクロマーCG102:ダイソー(株))60質量部
を使用とした。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例23の転写ローラを得た。

0067

[実施例24]
未加硫ゴムとして、
アクリロニトリルブタジエンゴム(ニポールDN401LL:日本ゼオン(株))40質量部、
ムーニー粘度ML(1+4)100℃が72である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(HydrinT3105S:日本ゼオン(株))60質量部
を使用した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例24の転写ローラを得た。

0068

[実施例25]
ステアリン酸亜鉛(ステアリン酸亜鉛:日油(株))3.0重量部を
酸化亜鉛(酸化亜鉛2種:堺化学(株))5.0重量部に
変更した。上記以外は、実施例1と同様にして、実施例25の転写ローラを得た。

0069

[実施例26]
押出機21より押し出された未加硫チューブを所定の長さに切断し、それを電気炉内(温度160℃、30分間)へ投入することで、加硫及び発泡させたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例26の転写ローラを得た。

0070

[実施例27]
発泡剤として、メジアン径が5.8μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.0質量部のみを使用した以外は、実施例1と同様にして、転写ローラを得た。更に、得られた転写ローラをクラッシング処理することによって、連続気泡率を調整し、実施例27の転写ローラを得た。
(クラッシング処理)
同方向に回転する芯軸が平行に配置された2本のクラッシングローラ対の間に、未クラッシングの転写ローラを設置した。そして、転写ローラを回転させながらクラッシング用ローラを押圧する物理圧縮により導電性発泡体中の独立気泡性のセルを破泡して連通化し、目的の連続気泡率になるように調整した。

0071

[比較例1]
発泡剤として、メジアン径が17.0μmのOBSH(ネオセルボンN#1000S:永和化成工業(株))1.5質量部のみを使用した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の転写ローラを得た。
[比較例2]
発泡剤として、メジアン径が5.8μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.5質量部のみを使用した以外は、実施例1と同様にして、比較例2の転写ローラを得た。
[比較例3]
発泡剤として、メジアン径が5.8μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.0質量部のみを使用した以外は、実施例1と同様にして、比較例3の転写ローラを得た。

0072

[比較例4]
発泡剤として、メジアン径が1.4μmのOBSH(ネオセルボンN#1000M:永和化成工業(株))1.3質量部のみを使用した以外は、実施例1と同様にして、転写ローラを得た。更に、得られた転写ローラをクラッシング処理することによって、連続気泡率を調整し、比較例4の転写ローラを得た。

0073

[比較例5]
比較例4と同様にして、得られた転写ローラをさらにクラッシング処理することによって、連続気泡率を調整し、比較例5の転写ローラを得た。

0074

0075

0076

0077

実施例

0078

実施例及び比較例の結果から、導電性発泡体の連続気泡率を70%以上100%以下とし、かつ、平均セル径を280μm以上480μm以下とすることにより、トナーの飛び散り抑制とトナーの転写性を両立した転写ローラが提供されることが確認できた。

0079

11‥‥芯金(導電性軸体)
12‥‥導電性発泡体
21‥‥押出機
22‥‥マイクロ波加硫装置(UHF
23‥‥熱風加硫装置(HAV
24‥‥引取機
25‥‥定尺切断機
31‥‥ニップ部
32‥‥記録材とセルの空間距離
33‥‥記録材の裏側
34‥‥像担持体
35‥‥記録材
41‥‥減圧ポンプ
42‥‥耐圧容器
43‥‥転写ローラ(測定対象
44‥‥水

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社金陽社の「 フィルム用金属表面ゴムロール」が 公開されました。( 2019/07/18)

    【課題】フィルムに対する耐摩耗性に優れるとともに、低い線圧で使用してもフィルムとの間で広いニップ幅を形成することが可能なフィルム用金属表面ゴムロールを提供する。【解決手段】フィルム用金属表面ゴムロール... 詳細

  • ブラザー工業株式会社の「 画像形成装置」が 公開されました。( 2019/07/18)

    【課題】画像形成装置が標高の高い場所に設置された場合に、誤ったエラー報知が行われるのを抑制することを目的とする。【解決手段】制御部は、電圧生成回路に制御信号を出力する出力処理(S31)と、出力検出回路... 詳細

  • キヤノン株式会社の「 帯電部材、帯電部材の製造方法、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置」が 公開されました。( 2019/07/18)

    【課題】耐ピンホールリーク性に優れ、かつ放電ムラなどの異常放電による画像不良を抑制する。【解決手段】導電性の支持体、および、該支持体上の単層の導電性の弾性層、を有する帯電部材であって、弾性層はカーボン... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ