JP2018031850A - 導電スポンジローラ及び当該導電スポンジローラを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、任意のセル径を得ることができ、電気抵抗値の調整に優れた導電スポンジローラ、及び当該導電スポンジローラを備えた画像形成装置を提供することである。【解決手段】ミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とから形成され、導電性付与剤を含有する、導電スポンジローラの発泡弾性層において、アスカーＣ硬度が１０度以上６５度以下で、未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤によって形成された平均セル径が５０μｍ以上５００μｍ以下のセルを有し、体積抵抗値がＬｏｇΩ＝３〜９の範囲において、平均セル径が小さい場合と平均セル径が大きい場合の抵抗値のばらつきをＬｏｇΩ＝１．０以内とする導電スポンジローラ、及び当該導電スポンジローラを備えた画像形成装置である。【選択図】図１

Description

本発明は、任意のセル径を得ることができ、電気抵抗値の調整に優れた導電スポンジローラ及び当該導電スポンジローラを備えた画像形成装置に関する。

多孔質構造を持つゴムスポンジは、例えば、画像形成装置用の各種ローラ、洗浄用スポンジ、水、油等の流体吸収用スポンジ、印材等に好適に利用されている。

このようなゴムスポンジは、例えば、発泡剤を用いる発泡成形法、中空微粒子等を用いる方法、予め混入された溶解性粒子を溶出させる溶出法等によって、製造することができる。例えば、画像形成装置用の画像転写ロールの「導電性圧縮性層２３の成形方法」として、特許文献１には「圧縮性層を形成する合成ゴム配合物中に発泡剤を配合しておき、ゴムの加硫中に発泡させてセルを有する圧縮性層とする発泡成形法、発泡剤に代えて中空微小球を配合しておき、独立したセルを形成する中空微小球混入法、あるいは、水、メタノール等の溶出液に溶出可能な粉体、例えば、塩化ナトリウム、砂糖等を合成ゴム配合物中に配合しておき、加硫後に前記粉体を溶出させることによってセルを有する圧縮性層とする粉体溶出法等が知られている」ことが記載されている。

より具体的には、マイクロバルーンを用いる方法として、特許文献２には「樹脂マイクロバルーンにより形成された空隙部を分散含有する弾性層を芯金の周囲に有する加圧ローラ」であって「該弾性層は、膨張せしめた樹脂マイクロバルーンを含む液状シリコーンゴムを芯金上で、該樹脂マイクロバルーンの軟化点よりも低い温度で加熱して該液状シリコーンゴムを硬化した後、該樹脂マイクロバルーンを破壊することによって該空隙部を生じさせたものであることを特徴とする」ことが記載されている（請求項１等）。

また、特許文献３には「発泡現象を伴わずに均一な微細セル（気泡）を有するシリコーンエラストマー多孔質体を生成し得る油中水型エマルジョン組成物」を用いて「複写機、レーザプリンタなどの作像部品等」に使用できる「実質的に独立気泡型のシリコーンエラストマー多孔質体」が記載されている。

画像形成装置用の各種ローラ以外にも例えば印材としての「スポンジゴム印字体」に関する特許文献４には「ゴム、水溶性微粉末、加硫剤、充填剤、及び、繊維長０．２〜２ｍｍとした有機系合成繊維のステープルを混練してマスターバッチとし、これを加硫したのち水溶性微粉末を洗除して得られる連続気泡を有するスポンジゴム印字体」が記載されている（請求項１）。

特許文献５には、低分子量シリコーンゴムに既膨張樹脂マイクロバルーンを混合して得られたコンパウンドＡに、高分子量シリコーンゴムを混合してなるシリコーンゴムコンパウンドを、前記樹脂マイクロバルーンの軟化点よりも低い温度で加熱してシリコーンゴムを硬化してなるシリコーンゴムスポンジが開示されている（請求項１参照）。

特開２００５−２４９０２号公報 特許第３６５８３０５号公報 特許第４６３８７１４号公報 特許第３６４７１１０号公報 再公表特許ＷＯ２０１３/００５６１３号公報

ここで、導電スポンジローラを、トナー供給や、残留トナーの除去等に使用するときは、トナーの供給量をコントロールするためや、トナーの除去効果を高めるために、セル径を任意に調整する必要がある。一方で、セル径を調整する際に、発泡バランスが崩れると、導電スポンジローラの発泡弾性層における電気抵抗値のばらつきが大きくなり、トナー供給量やトナー除去効果のばらつきが大きくなってしまう。

そこで、本発明は、セル径が小さいものから大きいものまで、任意に調整できるとともに、電気抵抗値が所定の範囲に調整された導電スポンジローラ、及び当該導電スポンジローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の発明者は、ミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とから形成され、導電性付与剤を含有する、導電スポンジローラの発泡弾性層において、アスカーＣ硬度が１０度以上６５度以下で、未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤によって形成された平均セル径が５０μｍ以上５００μｍ以下のセルを有し、体積抵抗値がＬｏｇΩ＝３〜９の範囲において、平均セル径が小さい場合と平均セル径が大きい場合の抵抗値のばらつきをＬｏｇΩ＝１．０以内とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

（１） 本発明の第１の態様は、軸体とその軸体の外周面に形成された発泡弾性層とを有する導電スポンジローラであって、前記発泡弾性層は、ミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とから形成され、導電性付与剤を含有し、前記発泡弾性層において、アスカーＣ硬度が、１０度以上６５度以下であり、前記未膨張マイクロバルーン及び前記化学発泡剤によって形成された平均セル径が５０μｍ以上５００μｍ以下であり、体積抵抗値がＬｏｇΩ＝３〜９であることを特徴とする導電スポンジローラである。

（２） 本発明の第２の態様は、（１）に記載の導電スポンジローラであって、前記発泡弾性層の断面において、前記未膨張マイクロバルーンと前記化学発泡剤によるセル面積比が９５対５〜１０対９０であることを特徴とするものである。

（３） 本発明の第３の態様は、（１）又は（２）に記載の導電スポンジローラであって、前記導電性付与剤の添加量が同じ場合、前記平均セル径を５０μから５００μｍに変化させても、体積抵抗値のばらつきがＬｏｇΩ＝１．０以内であることを特徴とする。

（４） 本発明の第４の態様は、（１）から（３）のいずれかに記載の導電スポンジローラを備えていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明においては、ミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とから形成され、導電性付与剤を含有する、導電スポンジローラの発泡弾性層において、アスカーＣ硬度が１０度以上６５度以下で、未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤によって形成された平均セル径が５０μｍ以上５００μｍ以下のセルを有することで、現像ローラへのトナー搬送性や感光ドラムの残留トナー除去性に優れるという効果が得られる。また、上記弾性層において、体積抵抗値がＬｏｇΩ＝３〜９であることによって、トナー搬送性や残留トナー除去性が安定するという効果が得られる。

本発明の一実施例を示す導電スポンジローラを示す説明図である。 本発明の一実施例を示す導電スポンジローラをクリーニング手段に組み込んでいる画像形成装置の一例を示す説明図である。

＜導電スポンジローラ＞
本発明の一例である導電スポンジローラ１は、図１に示されるように、芯金とも称される軸体２と、軸体２の外周面に形成された発泡弾性層３とを有する。

［軸体］
軸体２は、良好な電気特性を有していればよく、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で形成されたいわゆる芯金と称される長尺状円柱体である。また、軸体２は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体２であってもよく、さらには、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラックや金属粉体等を配合した導電性樹脂で形成された軸体２であってもよい。

軸体２は装着される画像形成装置３０に応じて適宜の直径及び軸線方向の長さに調整される。

画像形成装置３０に導電スポンジローラ１が組み込まれる場合、軸体２は通常５ｍｍ以上４０ｍｍ以下の直径を有し、また、一端から他端までの軸長は、通常１５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。

［発泡弾性層］
発泡弾性層３は、ミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とで形成される。

（ミラブル型シリコーンゴム）
ミラブル型シリコーンゴムは、硬化する前の状態が天然ゴムや通常の合成ゴムの未加硫配合ゴムに類似していて、練りロール機あるいは密閉式の混合機などで可塑化・混合することができるシリコーンゴムコンパウンドである。

好適なミラブル型シリコーンゴムは、以下に示す成分（Ａ）から成分（Ｅ）を含有してなる。

（Ａ）下記平均組成式（Ｉ）で表される重合度が１００以上のオルガノポリシロキサン
Ｒ¹ _aＳｉＯ_(4-a)/2 （Ｉ）
（式中、Ｒ¹は同一又は異種の非置換若しくは置換の一価炭化水素基を示し、ａは１．９５から２．０５の正数である。）
（Ｂ）ＢＥＴ吸着法による比表面積が５０ｍ²／ｇ以上の補強性シリカ
（Ｃ）下記一般式（ＩＩ）で示されるアルコキシシラン
Ｒ²mＳｉ（ＯＲ³）_4-m （ＩＩ）
（式中、Ｒ²は独立に水素原子又は非置換若しくは置換の一価炭化水素基であり、Ｒ³は同
一又は異種の非置換若しくは置換のアルキル基であり、ｍは０，１，２又は３である。）
（Ｄ）水
（Ｅ）下記一般式（ＩＩＩ）で示されるヘキサオルガノジシラザン
Ｒ⁴ ₃ＳｉＮＨＳｉＲ⁴ ₃ （ＩＩＩ）
（式中、Ｒ⁴は同一又は異種の一価炭化水素基を示す。）

本発明におけるミラブル型シリコーンゴムは、例として、信越化学工業株式会社製のＫＥ−５７１−Ｕ、ＫＥ−１５７１−Ｕ、ＫＥ−９５１−Ｕ、ＫＥ−５４１−Ｕ、ＫＥ−５５１−Ｕ、ＫＥ−５６１−Ｕ、ＫＥ−９６１Ｔ−Ｕ、ＫＥ−１５４１−Ｕ、ＫＥ−１５５１−Ｕ、ＫＥ−９４１−Ｕ、ＫＥ−９７１Ｔ−Ｕ等を使用することができる。また、導電性付与剤を含有しているミラブル型シリコーンゴムとしては、ＫＥ−８７Ｃ−４０ＰＵ等を使用することができる。

（未膨張マイクロバルーン）
本発明のスポンジローラにおいては、弾性層の形成に未膨張マイクロバルーンを用いる。本発明における未膨張マイクロバルーンは、膨張していない樹脂マイクロバルーンを挙げることができる。

樹脂マイクロバルーンとしては、外殻に熱可塑性樹脂を用いたものが好ましく用いられる。外殻を構成する熱可塑性樹脂としては、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート／アクリロニトリル共重合体、メタアクリロニトリル／アクリロニトリル共重合体等を挙げることができる。液状シリコーンゴムの硬化温度に合わせて、外殻となる樹脂の軟化温度が適当な範囲内にある樹脂マイクロバルーンを用いることが好ましい。また、内包される蒸発性物質としては、ブタン、イソブタン等の炭化水素を挙げることができる。

（化学発泡剤）
本発明における化学発泡剤としては、従来、発泡弾性層の形成に用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。有機アゾ化合物の中でも、アゾジカルボン酸アミド、アゾビス−イソブチロニトリル等が好適に使用される。特に、アゾビス−イソブチロニトリルが好適に使用できる。

（導電性付与剤）
本発明における導電スポンジローラ１は、発泡弾性層３において、導電性付与剤を含有している。導電性付与剤としては、導電性カーボンブラックが好ましく、例えば、ファーネスブラック、チャネルブラック（チャンネルブラックとも称する。）、ランプブラック、熱分解法によるサーマルブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。

また、本発明における導電スポンジローラ１は、導電性付与剤として、導電性カーボンブラックと導電性カーボンブラック以外の導電性粒子とを含有してもよい。導電性カーボンブラック以外の導電性粒子としては、導電性を有する粒子であれば特に制限されず、例えば、導電性金属酸化物の粒子、導電性金属被膜を有する金属粒子又は金属酸化物粒子等が挙げられる。導電性金属酸化物としては、例えば、導電性酸化亜鉛、導電性酸化チタン、導電性酸化アルミニウム、導電性酸化銅等が挙げられる。金属粒子又は金属酸化物粒子としては、その表面を導電性被膜で被覆した粒子等が挙げられ、具体的には、アルミニウム等の金属で被覆された酸化亜鉛又は酸化チタン等が挙げられる。これらの中でも、上記導電性カーボンブラックと高い相乗効果を発揮する点で、アルミニウムで被覆された酸化亜鉛が好ましい。

発泡弾性層３における導電性カーボンブラックの含有量は、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して、３質量部以上３０質量部以下であるのが好ましく、５質量部以上１５質量部以下であるのが特に好ましい。カーボンブラックを上記の含有量とすると、導電スポンジローラ１を例えばクリーニング手段３７として用いる場合に、残存する現像剤４２を帯電していることで受け取りやすく、クリーニング性能を効果的に向上させることができ、導電スポンジローラ１を例えば現像剤供給手段４３として用いる場合、現像剤４２を静電的に担持し搬送する特性を発揮することで、高濃度の画像を形成することに貢献もできる。

また、発泡弾性層３における導電性粒子の含有量は、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して、３質量部以上３０質量部以下であるのが好ましく、５質量部以上１５質量部以下であるのが特に好ましい。導電性カーボンブラック及び導電性粒子は単独で発泡弾性層３中に独立して存在してもよくミラブル型シリコーンゴム等との複合体として存在していてもよい。

本発明に係る導電スポンジローラ１は、上記ミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とから形成された発泡弾性層３を有する。

［アスカーＣ硬度］
発泡弾性層３のアスカーＣ硬度は、１０度以上６５度以下、好ましくは１０度以上５５度以下、更に好ましくは１０度以上４５度以下であるのが好ましい。

［平均セル径］
また、発泡弾性層３における、未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤によって形成された平均セル径は、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。

なお、未膨張マイクロバルーンによって形成された平均セル径が２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上２００μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以上１５０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下であるセルと、化学発泡剤によって形成された平均セル径が５００μｍ以下、好ましくは８０μｍ以上５００μｍ以下、特に好ましくは１００μｍ以上４００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以上３００μｍ以下であるセルとの複合セルを有する。なお、本発明においては、化学発泡剤により形成されたセルの平均セル径は、未膨張マイクロバルーンにより形成されたセルの平均セル径よりも大きい。また、発泡弾性層３が、化学発泡剤を含有することにより化学発泡剤により生じたセルを有するが、未膨張マイクロバルーンを含有しないことにより未膨張マイクロバルーンによるセルを有していない場合、セル径が大きくなり表面平滑性が低下する。そのため、本発明の導電スポンジローラ１における発泡弾性層３において、未膨張マイクロバルーン由来のセルによって、化学発泡剤由来のセルが大きくなることを抑制する。また、本発明の導電スポンジローラ１における発泡弾性層３において、未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤によって形成された平均セル径が５０μｍ以上５００μｍ以下であることによって、導電スポンジローラ１を例えばクリーニング手段３７として用いる場合に、残存する現像剤４２を未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤によって形成されたセルで受け取りやすくしてクリーニング性能を良くする。また、発泡弾性層３において、未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤によって、平均セル径を上記範囲内に形成することができるため、発泡バランスを崩すことなく、導電性付与剤による抵抗調整を容易にする。

［セル面積比］
また、発泡弾性層３の中心軸線に直交する方向で発泡弾性層３を切断したときに現れる、発泡弾性層３の断面は、未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤によって形成されたセル面積比が９５対５〜１０対９０であり、好ましくは９５対５〜２５対７５であり、より好ましくは９０対１０〜４５対５５である。未膨張マイクロバルーンのみや、化学発泡剤のみでセル径をコントロールする場合、加硫速度の調整が必要であり、触媒添加量を変化させる必要がある。その場合、触媒添加量の増減によって、スポンジの体積抵抗値が大きくばらつくことになる。しかし、未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤を上記セル面積比にすることで、触媒添加量を変化させること無く、任意のセル径にコントロールできるとともに、体積抵抗値のばらつきが少ない発泡弾性層３を得ることができる。また未膨張マイクロバルーンによる小径セルは、繰り返し圧縮による硬度低下は小さいが、圧縮永久歪みが大きく、一方で、化学発泡剤による大径セルは、圧縮永久歪みは小さいが、繰り返し圧縮による硬度低下が大きい。上記セル面積比が上記範囲内にあると、未膨張マイクロバルーンの影響で化学発泡剤のセル径が過度に大きくならず、表面平滑性に優れた発泡弾性層３を得ることができる。また、未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤との混合比率を調整し上記セル面積比を最適にすることで、繰り返し圧縮による硬度低下と圧縮永久歪みの両方を小さくすることができる。

セル面積比は、発泡弾性層３の外表面において、又は任意の方向で切断したときの切断面において、光学顕微鏡で２００倍に拡大したとき、マイクロバルーンによるセルの合計面積と、化学発泡剤によるセルの合計面積との比である。平均セル径は、発泡弾性層３の外表面において、又は任意の方向で切断したときの切断面において、光学顕微鏡で１００倍から２００倍に拡大したとき、ランダムに選んだセル１０個の平均値である。未膨張マイクロバルーンによるセルの識別は、セル内部にマイクロバルーンの殻又は殻が収縮した残骸があることによって判断することができる。また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等でセルを観察することでも、未膨張マイクロバルーンによるセルと化学発泡剤によるセルとの識別は可能である。この平均セル径は、発泡弾性層３を形成するためのミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とを含む混合物の加硫条件を適切に設定することにより、調整することができる。また、未膨張マイクロバルーンの配合量及び化学発泡剤の配合量を、本発明に係る製造方法の説明にて記載する量に調節するのが好ましい。

［体積抵抗値］
本発明に係る導電スポンジローラ１の発泡弾性層３は導電性を有している。導電スポンジローラ１の体積抵抗値（ＬｏｇΩ）は３〜９であるのが好ましく、３〜６であるのが特に好ましい。導電スポンジローラ１を例えばクリーニング手段３７におけるクリーニングローラとして用いる場合には、上記平均セル径を有する発泡弾性層が上記導電性も有していることと相まって、残存する現像剤４２を像担持体３１から受取りやすくなり、十分なクリーニング性能を更に向上させることができる。また、導電スポンジローラ１を例えば現像剤供給手段４３である搬送ローラとして用いる場合には、現像剤４２を静電的に、そして、形成された平均セル径中に、担持し搬送する特性を発揮するから高濃度の画像を形成することに貢献できる。電気抵抗値は、例えば、電気抵抗計（商品名：ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ Ｒ８３４０Ａ、株式会社アドバンテスト製）を用い、導電スポンジローラ１を水平に置き、５ｍｍの厚さ、３０ｍｍの幅、及び、導電スポンジローラ１全体を載せることのできる長さを有する金メッキ製板を電極とし、５００ｇの荷重を導電スポンジローラ１における軸体２の両端それぞれに支持させた状態（合計荷重１０００ｇ）にして、軸体２と電極との間にＤＣ５００Ｖを印加し、１秒後の電気抵抗計の値を読み取り、この値を電気抵抗値とする方法に準拠して、測定することができる。

［発泡弾性層の寸法等］
発泡弾性層３は、軸体２の外周面に円柱状に形成され、発泡弾性層３の厚みは通常０．５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。発泡弾性層３の比重は、０．１５以上０．９以下であることが好ましい。

発泡弾性層３には、本発明の課題を達成することができる限り、低分子シロキサンエステル、シラノール、例えば、ジフェニルシランジオール等の分散剤、酸化鉄、酸化セリウム、オクチル酸鉄等の耐熱性向上剤、接着性や成形加工性を向上させる各種カーボンファンクショナルシラン、難燃性を付与させるハロゲン化合物等を本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。

＜導電スポンジローラの製造方法＞
本発明に係る導電スポンジローラ１の製造方法においては、先ずミラブル型シリコーンゴムと、上記ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して未膨張マイクロバルーン０．５質量部以上３．０質量部以下と、上記ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して化学発泡剤０．０５質量部以上３．０質量部以下と、上記ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して導電性付与剤として例えば導電性カーボンブラックを用いた場合５質量部以上１５質量部以下と、架橋剤とを配合する。

上記未膨張マイクロバルーン及び上記化学発泡剤の種類等については既に説明した。上記架橋剤としては、付加反応架橋剤、及び有機過酸化物架橋剤などを挙げることができる。

上記付加反応架橋剤として、例えば、一分子中に二個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適に挙げられる。付加反応架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。付加反応架橋剤の配合量は、通常、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下である。

上記付加反応架橋剤を使用する場合、上記有機過酸化物架橋剤は、単独でミラブル型シリコーンゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すると、得られる導電スポンジローラの強度、歪み等の物性をより一層向上させることができる。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、通常、ミラブル型シリコーンゴム１００質量部に対して０．１質量部以上８．０質量部以下である。有機過酸化物架橋剤は一種単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

付加反応架橋剤は、付加反応触媒を併用するのが好ましい。付加反応触媒は白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテート、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等が挙げられる。なお、この付加反応触媒の配合量は触媒量とすることができる。

混合する方法は特に限定されず、例えば、常温常圧下で、ミラブル型シリコーンゴムに未膨張マイクロバルーン、化学発泡剤、導電性カーボンブラック、及び架橋剤を順次に、又は一挙に投入して攪拌機、混練器等で均一に混合させる方法等が挙げられる。このようにして混合物を調製する工程が完遂する。

上記混合物には、各種の添加剤を含めることができる。各種の添加剤として、例えば鎖延長剤及び架橋剤等の助剤、触媒、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。

上記混合物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分以上１時間以下にわたって常温又は加熱下で混練することにより、得ることができる。

次いで、得られた混合物を、導電スポンジローラ１を構成するための軸体２の外周面に、押出成形による連続加熱成形、プレス、インジェクションによる型成形等によって、加熱成形する。

軸体２の外周面に混合物を円柱状に形成した後に、円柱状の混合物、換言すると、円柱状の成形体を、軸体２ごと加熱して加硫する。この加熱加硫を行う際の条件例えば未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤の種類とその添加量、架橋剤の種類と添加量、加熱温度等によって発泡後の大径セルの平均セル径及び小径セルの平均セル径を所定の範囲に調整することができる。

上記成形体を加熱して加硫する際の加熱を以下のようにすると、特に好ましい。すなわち、一次加硫として、１００℃以上３００℃以下、特に１５０℃以上２５０℃以下で、５〜３０分間加熱し、次いで二次加硫として１８０℃以上２５０℃以下、特に２００℃以上２３０℃以下で、１〜１０時間加熱するのが良い。このように複数の回数をもって加熱すると未膨張マイクロバルーンの膨張、化学発泡剤の分解、ミラブル型シリコーンゴムの硬化、残留する低分子シロキサンの排除、膨張したマイクロバルーンの熱収縮を必要に応じてコントロールすることが可能となって好ましい。このように複数回の加熱操作を行うことにより、未膨張マイクロバルーン由来の、平均セル径が１５０μｍ以下である小径のセルと、化学発泡剤由来の、平均セル径が５００μｍ以下である大径のセルとを有する複合セルに調整することができる。なお、大径のセルの平均セル径が小径のセルの平均セル径よりも小さくなることはない。

また、ミラブル型シリコーンゴムに、未膨張マイクロバルーン及び化学発泡剤を同時に添加する場合には、未膨張マイクロバルーンは、化学発泡剤の分解温度と同じ程度の温度で膨張するものが好ましく、化学発泡剤がアゾビス−イソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）の場合、発泡開始温度が９０℃以下で、最大膨張温度が１１０℃程度の未膨張マイクロバルーンを用いることが好ましい。

加硫をするに必要な加熱は、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等で行うことができる。

このようにして得られる導電スポンジローラ１を更に研磨工程に供してもよい。研磨工程は、軸体２の外周面に形成された導電スポンジローラ１の形状を、軸体２の軸線方向において導電スポンジローラ１の厚みを軸体２の中央に向かって徐々に増大させ、軸体２の中央から軸体２の先端に向かって徐々に減少させる形状、つまりクラウン形状、あるいは軸体２の中央から軸体２の両端に向かって導電スポンジローラ１の厚み増加させる形状、つまり逆クラウン形状、或いはストレート形状に調整する工程である。

＜画像形成装置＞
本発明に係る導電スポンジローラ１を備えたクリーニング手段３７を内装する画像形成装置３０（以下、本発明に係る画像形成装置３０と称することがある。）の一例を、図２を参照して、説明する。

本発明に係る導電スポンジローラ１は、画像形成装置３０の帯電手段３２や、転写手段３４や、定着手段３５や、クリーニング手段３７や、現像手段４０に組み込むことができる。本発明に係る導電スポンジローラ１を、クリーニング手段３７におけるクリーニングローラとして用いると、発泡弾性層３における、アスカーＣ硬度が、１０度以上６５度以下であり、未膨張マイクロバルーン及び上記化学発泡剤によって形成された平均セル径が５０μｍ以上５００μｍ以下であるため、像担持体３１に残存する現像剤４２を受け取りやすくなる。また、上記の平均セル径を有する発泡弾性層３における体積抵抗値がＬｏｇΩ＝３〜９であり、抵抗値にばらつきが少なく、像担持体３１に残存する現像剤４２を静電的に担持し除去する特性を備える。

図２に示されるように、本発明に係る画像形成装置３０は、静電潜像が形成される回転可能な像担持体３１例えば感光体、上記像担持体３１の周囲に配置された帯電手段３２例えば帯電ローラ、露光手段３３、現像手段４０、転写手段３４例えば転写ローラ、記録体の搬送方向下流側に定着手段３５、被転写体３６、及びクリーニング手段３７を備えている。

現像手段４０は、従来の現像手段と基本的に同様に形成され、具体的には、図２に示されるように、現像剤収納部４１と、像担持体３１に現像剤４２を供給する現像剤担持体４４と、現像剤担持体４４に現像剤４２を供給する現像剤供給手段４３と、現像剤４２を帯電させる現像剤規制部材４５とを備えている。

定着手段３５は、被転写体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができればよく、例えば、発熱可能な定着ローラを備えた熱ローラ定着装置、オーブン定着器等の加熱定着装置、加圧可能な定着ローラを備えた圧力定着装置等を用いることができる。これらの定着手段３５は無端ベルトを備えた定着装置であってもよい。この定着手段３５は、図２にその断面が示されるように、被転写体３６を通過させる開口５２を有する筐体５０内に、定着ローラ５３と、定着ローラ５３の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ５４と、定着ローラ５３及び無端ベルト支持ローラ５４に巻回された無端ベルト５５と、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接する加圧ローラ５６と、無端ベルト５５に非接触となるように配置され、無端ベルト５５を介して外部から定着ローラ５３を加熱する加熱手段（図示しない）とを備え、無端ベルト５５を介して定着ローラ５３と加圧ローラ５６とが互いに当接又は圧接するように回転自在に支持されて成る圧力熱定着手段である。

無端ベルト支持ローラ５４は、画像形成装置３０に通常用いられるローラであればよく、例えば、導電スポンジローラ１等が用いられる。無端ベルト５５は、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド等の樹脂により、無端状に形成されたベルトであればよく、その厚さ等も適宜定着手段３５に適合するように調整することができる。加圧ローラ５６はスプリング等の付勢手段（図示しない）によって無端ベルト５５を介して定着ローラ５３に圧接している。

なお、定着手段３５において、本発明に係る導電スポンジローラ１を、現像剤担持体４４、定着ローラ５３、又は加圧ローラ５６として装着されていてもよい。

上記加熱手段（図示しない。）は、ハロゲンヒータ及び反射板等を用いた輻射加熱方法、加熱器等を直接接触させて加熱する直接接触加熱方法、並びに、誘導加熱方法等が採用される。上記加熱手段（図示しない。）は、定着ローラ５３における軸線方向の長さとほぼ同じ長さを有する部材であり、定着手段３５のいずれに配置されてもよいが、定着ローラ５３の表面より一定の間隔を隔てて定着ローラ５３に略並行に配置されるのがよい。上記誘導加熱方法には加熱用コイルが用いられ、加熱用コイルは、通常、フェライト等の強磁性体で、スイッチング電源用として用いられている代表的な形状であるＩ型、Ｅ型及びＵ型等に形成され、導線が巻かれて成る。無端ベルト５５と加圧ローラ５６との圧接された間を被転写体３６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、被転写体３６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。

本発明に係る画像形成装置３０は、次のように作用する。まず、画像形成装置３０において、帯電手段３２により像担持体３１が一様に帯電され、露光手段３３により像担持体３１の表面に静電潜像が形成される。次いで、現像手段４０から現像剤４２が像担持体３１に供給されて静電潜像が現像され、この現像剤像が像担持体３１と転写手段３４との間に搬送される被転写体３６上に転写される。この被転写体３６は定着手段３５に搬送され、現像剤像が永久画像として被転写体３６に定着される。このようにして、被転写体３６に画像を形成することができる。一方、現像剤像が転写された後の像担持体３１は帯電手段３２の上流側に配設された導電スポンジローラ１で外周面に付着又は残存する現像剤４２が除去される。このとき、クリーニング手段３７としての導電スポンジローラ１は上記のように像担持体３１に対するクリーニング性能を高い水準で発揮する。したがって、導電スポンジローラ１との圧接部を通過した像担持体３１の表面は現像剤４２及び異物の付着がなく、所望の現像剤像が形成されるから、画像形成装置３０は長期間にわたって高品質の画像、例えば前画像の残像のない画像を形成できる。

本発明に係る導電スポンジローラ１、及び画像形成装置３０は、上述した構成に限定されることはなく、本発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。

例えば、導電スポンジローラ１において、発泡弾性層３は、単層構造とされているが、本発明においては二層以上の複層構造とされてもよい。

画像形成装置３０は、電子写真方式とされているが、本発明において、画像形成装置３０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式であってもよい。また、画像形成装置３０は、現像手段４０に単色の現像剤４２のみを収容するモノクロ画像形成装置とされているが、本発明において、画像形成装置３０は、モノクロ画像形成装置に限定されず、カラー画像形成装置であってもよい。カラー画像形成装置としては、例えば、像担持体３１上に担持された現像剤像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置、各色の現像手段４０を備えた複数の像担持体３１を中間転写体や転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。画像形成装置３０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置３０とされる。

また、定着手段３５及び画像形成装置３０において、現像剤４２は、一成分系の現像剤が有利に用いられるが、トナーと、鉄、ニッケル等のキャリアとを含む二成分系の現像剤も使用することができる。

（実施例１〜６、及び比較例１〜４）
実施例１〜６、及び比較例１〜４にあっては、表１に示されるベースゴム材料と、表１に示される架橋剤と、表１に示される触媒と、表１に示される未膨張マイクロバルーンと、表１に示される化学発泡剤と、表１に示される導電性付与剤とを、表１に示される配合量をもって、二本ロールで十分に混練して混合物を得た。

無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体（直径６ｍｍ×長さ２５０ｍｍ、ＳＵＭ２２
）をトルエンで洗浄し、信越化学工業株式会社製の商品名Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂのプライマーを塗布した。プライマー処理した軸体を、ギアーオーブンを用いて１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。

次いで、プライマー層を形成した軸体と上記混合物とを押出成形機にて一体分出し、赤外線加熱炉（ＩＲ加熱炉）を用いて上記混合物を２００℃で１７分間加熱することにより１次加硫し、その後、熱風乾燥炉において２００℃で７時間にわたって２次加硫することにより発泡ローラ原体を作製した。この発泡ローラ原体の円周面を、金属砥石による高速研磨を株式会社水口製作所製の研磨機により行った。

なお、実施例１〜６、及び比較例１〜４で用いられたベースゴム材料は、導電性付与剤を含まないシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（商品名，信越化学工業株式会社製）７５質量部と、導電性付与剤を含むシリコーンゴム組成物「ＫＥ−８７Ｃ４０ＰＵ」（商品名，信越化学工業株式会社製）２５質量部とを混錬したミラブル型シリコーンゴムであり、表１に記載された架橋剤は「付加架橋」と記載された信越化学工業株式会社製の商品名Ｃ−２５Ｂと「パーオキサイド架橋」と記載された信越化学工業株式会社製のＣ−３との組み合わせであり、表１に記載された「触媒」は信越化学工業株式会社製の商品名Ｃ−２５Ａである白金触媒であり、表１に記載された「化学発泡剤」は大塚化学株式会社製の商品名ＡＺＯシリーズのＡＩＢＮである。表１に記載された未膨張マイクロバルーンは松本油脂製薬株式会社製の商品名マツモトマイクロスフェアーである。

また、比較例１にあっては化学発泡剤が配合されず、未膨張マイクロバルーンのみであり、比較例２〜４にあっては未膨張マイクロバルーンが配合されず、化学発泡剤のみである。

実施例１〜６及び比較例１〜４にて得られた導電スポンジローラは外径１４ｍｍ及び軸線方向長さ２２０ｍｍのストレート形状であった。

製造された導電スポンジローラの平均セル径、研磨後の発泡弾性層の表面側軸体側の硬度（アスカーＣ硬度）、及び体積抵抗値（表１において「抵抗値（ＬｏｇΩ）と表記する。」）を測定し、その結果を表１に示した。

１ 導電スポンジローラ
２ 軸体
３ 発泡弾性層
３０ 画像形成装置
３１ 像担持体
３２ 帯電手段
３３ 露光手段
３４ 転写手段
３５ 定着手段
３６ 被転写体
３７ クリーニング手段
４０ 現像手段
４１ 現像剤収納部
４２ 現像剤
４３ 現像剤供給手段
４４ 現像剤担持体
４５ 現像剤規制部材
５０ 筐体
５２ 開口
５３ 定着ローラ
５４ 無端ベルト支持ローラ
５５ 無端ベルト
５６ 加圧ローラ

Claims (4)

1. 軸体とその軸体の外周面に形成された発泡弾性層とを有する導電スポンジローラであって、
   前記発泡弾性層は、ミラブル型シリコーンゴムと未膨張マイクロバルーンと化学発泡剤とから形成され、導電性付与剤を含有し、
   前記発泡弾性層において、
   アスカーＣ硬度が、１０度以上６５度以下であり、
   前記未膨張マイクロバルーン及び前記化学発泡剤によって形成された平均セル径が５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
   体積抵抗値がＬｏｇΩ＝３〜９であることを特徴とする導電スポンジローラ。
2. 前記発泡弾性層の断面において、前記未膨張マイクロバルーンと前記化学発泡剤によるセル面積比が９５対５〜１０対９０であることを特徴とする、請求項１に記載の導電スポンジローラ。
3. 前記導電性付与剤の添加量が同じ場合、前記平均セル径を５０μから５００μｍに変化させても、体積抵抗値のばらつきがＬｏｇΩ＝１．０以内である、請求項１又は２に記載の導電スポンジローラ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の導電スポンジローラを備えていることを特徴とする画像形成装置。