(57)【要約】【課題】導電性ローラの基体内の空気を容易に放出でき、軸の白化を防止できる導電性ローラを提供する。【解決手段】円筒状基体４の端部に、フランジ部１とローラ軸方向に延設した軸部２とを備えた軸部材３が取り付けられ、円筒状基体４およびフランジ部１の外周に弾性層５を有する導電性ローラ１０において、フランジ部１が、円筒状基体４の端部４ａとの接合面の周方向で、かつ、フランジ部１の筒状部１ｈの外周側に周溝１ａを有し、さらにフランジ部１を貫通して周溝１ａとつながっている孔１ｂを有する導電性ローラ１０である。【選択図】図１
2010128060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基体の端部に、フランジ部とローラ軸方向に延設した軸部とを備えた軸部材が取り付けられ、
前記円筒状基体および前記フランジ部の外周に弾性層を有する導電性ローラにおいて、
前記フランジ部が、前記円筒状基体の端部との接合面の周方向で、かつ、該フランジ部の筒状部の外周側に周溝を有し、
さらに前記フランジ部を貫通して前記周溝とつながっている孔を有することを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記フランジ部が、前記円筒状基体の端部内側面との接合面の周方向に周溝を有する請求項１記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記フランジ部が、前記円筒状基体の端部内側面との接合面に複数の接着溝を有し、
前記孔が前記複数の接着溝の中間に設けられている請求項１または２記載の導電性ローラ。
【請求項４】
前記孔を複数有する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の導電性ローラ。
【請求項５】
前記孔の径が、０．１〜１．０ｍｍである請求項１〜４のうちいずれか一項記載の導電性ローラ。
【請求項６】
前記周溝の曲率半径Ｒ（ｍｍ）が、０．０５〜０．３０である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の導電性ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ローラ（以下、単に「ローラ」とも称する）に関し、詳しくは、該導電性ローラの基体内の空気を容易に放出でき、軸の白化を防止できる導電性ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像形成の各工程で、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラ、中間転写ローラ、ベルト駆動ローラ等の、導電性を付与したローラが用いられている。
【０００３】
かかる導電性ローラとして、例えば、特許文献１には、複数の金属板をそれぞれ曲げ加工し、円筒状に湾曲し、その両側縁を開先加工し、開先溶接によって各金属板の両側縁間を溶接した円筒状の導電性ローラが、開示されている。
【０００４】
また、特許文献２および３には、シャフト部材の外周上に導電性の弾性層を形成し、この弾性層上に導電性の樹脂層を形成し、シャフト部材が、樹脂製の中実円柱体およびその両端に形成されたそれぞれの軸部よりなる導電性ローラが、開示されている。
【０００５】
さらに、図６に示すように、円筒状基体３４の外周に弾性層３５を設けた構成を有しており、用途に応じて、金属製パイプの両端に軸部３２を形成したフランジ３１を嵌合して、その外周に弾性層３５を形成した構造や、芯金等のシャフトの外周に円筒状基体本体を設けて、その外周に弾性層３５を形成した構造の導電性ローラ３０が、知られている。
【０００６】
一方、特許文献４には、基体への接着剤の影響を防止するために、フランジに接着剤注入孔を設けることが、開示されている。
【特許文献１】実公平７−５４１９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２５１００４号公報
【特許文献３】特開２００６−２８５２０９号公報
【特許文献４】特開２００１−２４２７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３等に記載の従来の導電性ローラは、弾性層３５としてＵＶ硬化樹脂等を使用する場合、ＵＶ照射により樹脂を硬化して弾性層３５を形成するときに、ＵＶ塗装時の反応熱により、円筒状基体３４内の空気が熱膨張して気泡３８が発生する（図７参照）。そこで、発生した気泡３８を放出するためは、図８に示すように、フランジ部３１の円筒状基体３４と非接触である内側面３１ｆ内とつながるように孔３１ｂを設けることが必須である。
【０００８】
しかしながら、上記構成とした場合、円筒状基体３４とフランジ部３１との接着に用いられるシアノアクリレート系等の接着剤３６が気化してガス３９が発生するため、図８中矢印で示した経路でガス３９が孔３１ｂから放出され、その結果、図９に示すようにガス３９により軸部３２が白化４０し、表面が変質する問題がある。また、特許文献４記載のように接着剤注入孔３１ｇを設けた場合（図１０（ａ））には、円筒状基体３４とフランジ部３１との接着性は良好となるものの、熱膨張により発生した気泡を図１０（ｂ）中矢印で示した経路で放出するため、気泡を十分に放出できないという問題がある。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、導電性ローラの基体内の空気を容易に放出でき、軸の白化を防止できる導電性ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、フランジ部の円筒状基体の端部との接合面の周方向に周溝を設けることで、円筒状基体内の空気を集めることができ、さらに該周溝と孔をつなぐことで、かかる空気を容易に放出でき、軸の白化を防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明の導電性ローラは、円筒状基体の端部に、フランジ部とローラ軸方向に延設した軸部とを備えた軸部材が取り付けられ、
前記円筒状基体および前記フランジ部の外周に弾性層を有する導電性ローラにおいて、
前記フランジ部が、前記円筒状基体の端部との接合面の周方向で、かつ、該フランジ部の筒状部の外周側に周溝を有し、
さらに前記フランジ部を貫通して前記周溝とつながっている孔を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の導電性ローラは、前記フランジ部が、前記円筒状基体の端部内側面との接合面の周方向に周溝を有することが、好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の導電性ローラは、前記フランジ部が、前記円筒状基体の端部内側面との接合面に複数の接着溝を有し、前記孔が前記複数の接着溝の中間に設けられていることが、好ましい。
【００１４】
さらにまた、本発明の導電性ローラは、前記孔を複数有することが好ましく、前記孔の径が、０．１〜１．０ｍｍであることが、好ましい。
【００１５】
さらにまた、本発明の導電性ローラは、前記周溝の曲率半径Ｒ（ｍｍ）が、０．０５〜０．３０であることが、好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、導電性ローラの基体内の空気を容易に放出でき、軸の白化を防止できる導電性ローラを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの一例を示す図である。本発明の導電性ローラ１０は、端部に、フランジ部１とローラ軸方向に延設した軸部２とを備えた軸部材３が取り付けられ、円筒状基体４およびフランジ部１の外周に弾性層５を有するものである。
【００１８】
図２は、本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの端部の一例を示す断面図であり、図３は、軸部材の一例を示す斜視図である。本発明の導電性ローラ１０は、図２および図３に示すように、フランジ部１が、円筒状基体４の端部４ａとの接合面１ｃの周方向で、かつ、フランジ部１の筒状部１ｈの外周側に周溝１ａを有している。また、図２に示すように、フランジ部１を貫通する孔１ｂを有し、さらに、周溝１ａと孔１ｂがつながった構造となっている。これにより、円筒状基体４内で空気が熱膨張して発生した気泡を、周方向の周溝１ａを経由して、あるいは直接孔１ｂから外部に容易に放出することができる。また、かかる構造とすることにより、円筒状基体４内から、接着剤の気化により発生したガスの放出がなく、軸部２の白化を防止することができる。
【００１９】
図４は、本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの端部の他の一例を示す断面図である。本発明の他の導電性ローラ１０は、フランジ部１が、円筒状基体４の端部の内側面４ｂとの接合面１ｆの周方向で、かつ、フランジ部１の筒状部１ｈの外周側に周溝１ｄを有し、フランジ部１を貫通する孔１ｅを有していることが好ましい。さらに、周溝１ｄと孔１ｅがつながっている。これにより、円筒状基体４内で空気が熱膨張して発生した気泡を、周方向の周溝１ｄを経由して、あるいは直接孔１ｅから外部に容易に放出することができる。また、円筒状基体４内から、接着剤の気化により発生したガスの放出がなく、軸部２の白化を防止することができる。
【００２０】
図５は、フランジ部の一例を示す正面図である。本発明において、フランジ部１が、円筒状基体４の端部の内側面４ｂとの接合面１ｆに複数の接着溝１ｇを有し、孔１ｂ、１ｅが複数の接着溝１ｇの中間に設けられていることが好ましい。これにより、接着溝１ｇに接着剤を保持して、より接着性をより良好にすることができる。また、接着溝１ｇは、複数あれば限定されないが、好ましくは３つ以上であり、より好ましくは３つである。
【００２１】
本発明の導電性ローラは、孔１ｂ、１ｅを複数有することが好ましい。孔１ｂ、１ｅの数を複数とすることで、円筒状基体４内で空気が熱膨張して発生した気泡をより容易に放出することができ、また気泡の発生を防ぐこともできる。
【００２２】
また、本発明の導電性ローラは、孔１ｂ、１ｅの径が、０．１〜１．０ｍｍであることが好ましい。孔１ｂ、１ｅの径をかかる範囲とすることで、円筒状基体４内で空気が熱膨張して発生した気泡をより容易に放出することができ、また気泡の発生を防ぐこともできる。
【００２３】
さらに、本発明の導電性ローラは、周溝１ａ、１ｄの曲率半径Ｒ（ｍｍ）が、０．０５〜０．３０であることが好ましい。曲率半径Ｒをかかる範囲とすることで、円筒状基体４内で空気が熱膨張して発生した気泡を、周方向の周溝１ａ、１ｄを経由して、より容易に放出することができる。
【００２４】
本発明において、円筒状基体４の本体部としては、中空状の金属製パイプを用いることができる。かかる金属製パイプの材質としては、良好な導電性を有する金属材料からなるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウムやこれらを含む合金等を用いることができる。この金属製パイプの肉厚は、強度的に十分であるかぎり、軽量化の点で薄い方が好ましく、例えば、０．３〜２ｍｍである。
【００２５】
また、本発明において、フランジ部１および軸部２の材料としては、ローラの用途等に応じて、各種金属材料や樹脂材料等、いかなる材質のものを用いてもよいが、製造時の加工の容易性等の観点から、樹脂材料からなることが好適である。
【００２６】
フランジ部１および軸部２の樹脂材料としては、具体的には、エンジニアリングプラスチックの場合、例えば、ポリアセタール、ポリアミド樹脂（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６・６、ポリアミド１２、ポリアミド４・６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・１２、ポリアミド１１、ポリアミドＭＸＤ６（メタキシレンジアミンとアジピン酸とから得られるポリアミド）等）、ポリオキシメチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。また、汎用樹脂としては、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンなどが挙げられる。その他、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等を用いることもできる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
また、上記の中でも、エンジニアリングプラスチックが好ましく、特に、ポリアセタール、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートなどが、熱可塑性で成形性に優れ、かつ、機械的強度に優れる点で一層好ましい。特に、ポリアミド６・６、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド６・１２、ポリブチレンテレフタレート、あるいはこれらの混合樹脂が好適である。なお、熱硬化性樹脂を用いることに差し支えはないが、リサイクル性を考慮すれば熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００２８】
フランジ部１および軸部２に導電性を具えさせる場合の導電剤としては、樹脂材料中に均一に分散することができるものであれば各種のものを使用することが可能であるが、カーボンブラック粉末、グラファイト粉末、カーボンファイバーやアルミニウム、銅、ニッケルなどの金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末などの粉末状導電剤が好ましく用いられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。この導電剤の配合量は、目的とする導電ローラの用途や状況に応じて適当な抵抗値が得られるように選定すればよく、特に制限されるものではないが、通常は材料全体に対して５〜４０質量％、特には、５〜２０質量％とすることが好ましい。
【００２９】
さらに、フランジ部１および軸部２の樹脂材料中には、必要に応じ補強や増量等を目的として各種導電性または非導電性の繊維状物やウィスカー、フェライトなどを配合することができる。繊維状物としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維などの繊維を挙げることができ、また、ウィスカーとしては、チタン酸カリウムなどの無機ウィスカーを挙げることができる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの配合量は、用いる繊維状物やウィスカーの長さおよび径、主体となる樹脂材料の種類や目的とするローラ強度等に応じて適宜選定することができるが、通常は材料全体の５〜７０質量％、特には１０〜２０質量％である。
【００３０】
上記円筒状基体４の外周面に形成される弾性層５の材料としては、特に限定されず、例えば、紫外線硬化型樹脂または電子線硬化型樹脂を好適に用いることができる。かかる紫外線硬化型樹脂または電子線硬化型樹脂としては、具体的には例えば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられ、これらの１種または２種以上を混合して用いることができる。また、これらの樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂を用いてもよい。
【００３１】
上記の中でも、特に、（メタ）アクリレートオリゴマーを含む（メタ）アクリレート系樹脂組成物が好適である。このような（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマー、エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマー、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマー等、また、フッ素系、シリコーン系のアクリルオリゴマーなどを挙げることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
図１および図２に示すような、金属製パイプ（材質：アルミＡ６０６３，長さ：２３０ｍｍ，厚み０．７ｍｍ，外径φ１８ｍｍ）の両端に軸部２を有するフランジ部１（材質：ＰＯＭ（ポリプラスチックス（株）製，ＥＢ−１０）、肉厚１．２ｍｍ）が嵌合されてなる円筒状基体４の外周面に、弾性層形成用塗料をダイコータで塗工することにより、膜厚７ｍｍにて、弾性体５の形成を行い、導電性ローラ１０を得た。
【００３３】
また、フランジ部１に、孔径が０．５ｍｍの１つの孔１ｂを設け、曲率半径Ｒが０．１５ｍｍの周溝１ａを外周に設けた。さらに、円筒状基体４の外径を１８ｍｍ、内径を１６．８ｍｍとし、接着溝１ｇを３つ設けた。
【００３４】
弾性層形成用塗料としては、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーＵＶ３０００Ｂ（日本合成化学工業（株）製，官能基数：２，分子量：１８０００）６５質量部、（メタ）アクリレートモノマーＬ−Ａ（ラウリルアクリレート，共栄社化学（株）製，官能基数：１，Ｔｇ：−３℃）２５質量部およびＡ−ＳＡ（β−アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート，新中村化学（株）製，官能基数：１，Ｔｇ：−１０℃）１０質量部、光重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製）０．５質量部、並びに導電剤ＭＰ−１００（昭島化学工業（株）製）からなる混合物を、攪拌機にて、液温７０℃、６０回転／分で１時間攪拌混合し、ろ過して得られるＵＶ硬化樹脂原料を用いた。弾性層形成用塗料は、塗工しながらスポットＵＶ照射を施すことで形状を保てる程度まで硬化させた後、さらに、窒素雰囲気下で、回転させながらＵＶ照射強度７００ｍＷ／ｃｍ２にて５秒間ＵＶ照射を施すことで硬化させ、弾性層５を形成した。
【００３５】
実施例の導電性ローラ１０は、円筒状基体４内で空気が熱膨張して発生した気泡を容易に放出でき、軸の白化を防止できた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの一例を示す図である。
【図２】本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの端部の一例を示す断面図である。
【図３】軸部材の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの端部の他の一例を示す断面図である。
【図５】フランジ部の一例を示す正面図である。
【図６】従来の導電性ローラを示す図である。
【図７】従来の軸部材を示す断面図である。
【図８】従来の軸部材を示す断面図である。
【図９】従来の軸部材を示す斜視図である。
【図１０】従来の軸部材を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、３１  フランジ部
１ａ、１ｄ  周溝
１ｂ、１ｅ  孔
１ｃ  円筒状基体の端部との接合面
１ｆ  円筒状基体の端部内側面との接合面
１ｇ、３１ｇ  接着溝
１ｈ  筒状部
３１ｂ  孔
３１ｆ  フランジ部の円筒状基体と非接触である内側面
２、３２  軸部
３、３３  軸部材
４、３４  円筒状基体
４ａ  円筒状基体の端部
４ｂ  円筒状基体の端部の内側面
５、３５  弾性層
６、３６  接着剤
１０、３０  導電性ローラ
３８  気泡
３９  ガス
４０  白化
【図１】
2010128060.tif 000003
【図２】
2010128060.tif 000004
【図３】
2010128060.tif 000005
【図４】
2010128060.tif 000006
【図５】
2010128060.tif 000007
【図６】
2010128060.tif 000008
【図７】
2010128060.tif 000009
【図８】
2010128060.tif 000010
【図９】
2010128060.tif 000011
【図１０】
2010128060.tif 000012