(57)【要約】  【課題】  導電性軸体と弾性体との十分な接着力が得られる電子写真装置に使用される各種ローラの製造方法を提供することを課題としている。また、導電性軸体と弾性体との十分な接着力を有するローラを備えた電子写真装置を提供することを課題としている。  【解決手段】  複写機、プリンター等の電子写真装置に使用する回転軸体と弾性体とが一体化されたローラの製造方法であって、導電性軸体１の表面にＳｉＯ２層２を形成する工程と、ＳｉＯ２層２の外側に未加硫の円筒状の弾性体層３を配置する工程と、未加硫の弾性体層３を架橋して導電性軸体１と弾性体層３とを一体化する工程とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複写機、プリンター等の電子写真装置に使用する回転軸体と弾性体とが一体化されたローラの製造方法であって、前記軸体の表面にＳｉＯ２層を形成する工程と、前記ＳｉＯ２層の外側に円筒状の弾性体を配置する工程と、前記軸体と前記弾性体とを一体化する架橋工程とを有していることを特徴とするローラの製造方法。
【請求項２】
前記軸体の表面にＳｉＯ２層を形成する工程として、スパッタリング法又は燃焼化学気相蒸着法を採用していることを特徴とする請求項１に記載のローラの製造方法。
【請求項３】
前記軸体が、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属材料で構成されるもの、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面にメッキ処理又は蒸着処理された金属被膜を有するもの、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂にカーボンブラックや金属粉等の導電性付与剤を配合した樹脂組成物から構成されるもの、のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラの製造方法。
【請求項４】
前記ＳｉＯ２層の厚みが１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のローラの製造方法。  
【請求項５】
前記ＳｉＯ２層の外側に、プライマー処理を実施することを特徴とする請求項１又は２に記載のローラの製造方法。  
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたローラを備えていることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンター等の電子写真装置に使用する回転軸体が一体化されたローラの製造方法に関し、特に、導電性の軸体の外周に円筒状の弾性体を一体化したローラの製造方法及びこのローラを備えた電子写真装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンター等の電子写真装置において、トナー供給ローラ、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、加熱ローラ、定着ローラ等の導電性軸体と円筒状の弾性体とが一体化したローラが使用されている。
【０００３】
これらのローラについては、近年、電子写真装置の高速化、長寿命化に伴い、導電性軸体と弾性体との接着性は益々高い性能が要求されている。
【０００４】
導電性軸体と弾性体との接着性を高めるため、通常、導電性軸体の表面を粗面化処理する工程、導電性軸体の表面にプライマーを塗布する工程、プライマーの加熱乾燥工程等が採用されている（たとえば、特許文献１を参照）。
【０００５】
また、高周波誘導加熱手段で金属製芯金（軸体）を加熱して、金属製芯金（軸体）の外周に位置する接着剤を熱溶融させて弾性体を金属製芯金（軸体）に接着する方法が採用されている（特許文献２を参照）。
【０００６】
しかし、これらの製造方法の場合には、その煩雑さから手間がかかり、製品のコストアップにつながるといった問題があった。つまり、現在では、十分な接着力を得るための電子写真装置に使用される各種ローラの簡易な製造方法が見当たらない。  
【特許文献１】特開２００２−１９４１０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１４０４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、この発明は、以上のような従来の製造方法の問題点を解消すべく、導電性軸体と弾性体との十分な接着力が得られる電子写真装置に使用される各種ローラの製造方法を提供することを課題としている。また、導電性軸体と弾性体との十分な接着力を有するローラを備えた電子写真装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上のような課題を実現するため、請求項１に係るローラの製造方法は、複写機、プリンター等の電子写真装置に使用する回転軸体と弾性体とが一体化されたローラの製造方法であって、前記軸体の表面にＳｉＯ２層を形成する工程と、前記ＳｉＯ２層の外側に円筒状の弾性体を配置する工程と、前記軸体と前記弾性体とを一体化する架橋工程とを有していることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記軸体の表面にＳｉＯ２層を形成する工程として、スパッタリング法又は燃焼化学気相蒸着法を採用していることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記軸体が、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属材料で構成されるもの、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面にメッキ処理又は蒸着処理された金属被膜を有するもの、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂にカーボンブラックや金属粉等の導電性付与剤を配合した樹脂組成物から構成されるもの、のいずれかであることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記ＳｉＯ２層の厚みが１００ｎｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記ＳｉＯ２層の外側に、プライマー処理を実施することを特徴としている。
【００１３】
請求項６に記載の電子写真装置の発明は、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたローラを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は以上のような構成を有するため、請求項１に記載の発明によれば、ＳｉＯ２層の存在により基材である導電性軸体の表面エネルギーの増加、濡れ性の向上、弾性体表面に適合する化学的表面構造の形成等といった接着体と被接着体との密着性の向上により、導電性軸体と弾性体層との接着性が十分に高い性能を有するローラが得られる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、基材である導電性軸体の表面との高い密着性を有するＳｉＯ２層を形成することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、軸体が導電性を有するため、電子写真装置のローラとして使用することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、ＳｉＯ２層の厚みを規定することで導電性軸体と弾性体層との接着性をより向上させることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、プライマー処理を行うことでＳｉＯ２層と弾性体との接着性をより向上させることができ、結果として導電性軸体と弾性体層との接着性を一層向上させたローラを提供することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５に記載の発明の効果に加えて、導電性軸体と弾性体層との接着性が十分に高い性能を有するローラが得られるから、ローラ自体の耐久性が向上することにより、高速化、長寿命化といった要求に応えることのできる電子写真装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施の形態について図面に従って説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００２１】
図１は、この発明の実施の形態の製造方法に係るローラの一部破断した斜視図である。
【００２２】
図中１は導電性軸体であって、具体的にはＳＵＭ２２の金属材料に無電解ニッケルメッキを施した直径１０ｍｍ、長さ２７５ｍｍの棒状したものである。
【００２３】
図中２は導電性軸体１のニッケルメッキを施した表面に形成したＳｉＯ２層である。具体的には、真空中に不活性ガスを導入しながら基材である導電性軸体１とターゲット（被覆させる物質）間に直流高電圧を印加し、イオン化した不活性ガスをターゲットに衝突させてはじき飛ばされたターゲット物質を基材である導電性軸体１の表面にＳｉＯ２層を被覆させるスパッタリング法や、有機ケイ素化合物と酸素と液化石油ガスとを混合し加熱・気化した酸化炎を基材である導電性軸体１の表面に吹き付けることで基材である導電性軸体１の表面での化学反応を利用してＳｉＯ２層を被覆させる燃焼化学気相蒸着法を採用することになる。
【００２４】
導電性軸体１は、たとえば、（１）鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で形成された金属製の軸体の他、（２）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜をメッキ処理した軸体、（３）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜を蒸着処理した軸体、（４）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂に導電性付与剤としてカーボンブラックや金属粉末等を配合した樹脂組成物により一体に形成した軸体等、であればよい。なお、導電性軸体１は、中実又は中空のいずれでもよく、軸心部にヒータを内蔵する定着ローラ（加熱ローラ）にあっては、中空の導電性軸体１が使用される。
【００２５】
導電性軸体１の表面に形成したＳｉＯ２層２の外側には、円筒状の弾性体層３が導電性軸体１と一体化された状態で設けられている。
【００２６】
弾性体層３は、発泡していても発泡していなくともよく、この発明の実施の形態の製造方法に係るローラ４を電子写真装置の使用する箇所に応じて、いずれか或いは両者を組み合わせた多層構造としてもよい。また、弾性体層３は、導電性であるか非導電性であるかのどちらでもよい。この発明の実施の形態の製造方法に係るローラ４を電子写真装置の使用する箇所に応じて、いずれか或いは両者を組み合わせた多層構造としてもよい。
【００２７】
発泡している弾性体層３としては、たとえば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム等や、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴムの発泡体を用いることができる。
【００２８】
発泡していない弾性体層３としては、たとえば、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、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム等の通常のゴム、または、スチレン−ブタジエンスチレンゴム（ＳＢＳ）若しくはその水添化物（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性ゴム等を用いることができる。
【００２９】
たとえば、トナー供給ローラに使用するローラの場合には、好ましくは弾性発泡体、より好ましくはウレタンフォーム又はシリコーンフォームを用いるとよい。また、転写ローラ、現像ローラ及び帯電ローラに使用するローラの場合には、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム等のソリッド状の弾性体を用いるとよい。
【実施例】
【００３０】
以下、この発明の実施の形態の製造方法の実施例とその実施例を評価するための比較例を説明し、それらの製造方法について完成したローラ（試料）についての試験結果について説明する。
［実施例１］
【００３１】
まず、ＳＵＭ２２（硫黄及び硫黄複合快削鋼）の金属材料に無電解ニッケルメッキを施した直径１０ｍｍ、長さ２７５ｍｍの棒状の導電性軸体１を製作し、その導電性軸体１のニッケルメッキの表面に有機ケイ素化合物と酸素と液化石油ガスとからなる混合ガス（酸化炎）を吹き付ける燃焼化学気相蒸着法により、１０〜２０ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２層２を形成する。
【００３２】
他方、メチルビニルシリコーン生ゴム（商品名：ＫＥ−７８ＶＢＳ、信越化学工業（株）製）１００質量部に、ジメチルシリコーン生ゴム（商品名：ＫＥ−７６ＶＢＳ、信越化学工業（株）製）２０質量部にカーボンブラック（商品名：アサヒサーマル、旭カーボン（株）製）１０質量部、煙霧質シリカ系充填材（商品名：ＡＥＲＯＳＩＬ  ２０、日本アエロジル（株）製）１５質量部、白金触媒（商品名：Ｃ−１９Ａ、信越化学工業（株）製）０．５質量部、ハイドロジェンシロキサン（商品名：Ｃ−１９Ｂ、信越化学工業（株）製）２質量部を添加し、加圧ニーダーで混練して、弾性体層３の原材料であるシリコーンゴム組成物を調整する。
【００３３】
次に、弾性体層３の原材料であるシリコーンゴム組成物を押出機でクロスヘッドを介して一体化して分出し、ギヤオーブンで２５０℃、３０分間加熱し、直径１０ｍｍの導電性軸体１の外側に仕上がりが直径１８ｍｍの弾性体層３を加硫接着させて成形する。  
【００３４】
その後、ギヤオーブン中で２００℃、４時間の条件で二次加硫を行って、導電性軸体１の外側に弾性体層３が一体化したローラ４を得た。
［実施例２］
【００３５】
実施例２では、実施例１の燃焼化学気相蒸着法によって１０〜２０ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２層２を形成した後で、ＳｉＯ２層２の表面にシリコーン系プライマー（商品名：プライマーＮｏ．１６、信越化学工業（株）製）を塗布し、その後ギヤオーブン中で１５０℃、１０分間焼き付け処理を施した。
【００３６】
その他は、実施例１と同じ方法で導電性軸体１の外側に弾性体層３を形成し、導電性軸体１と弾性体層３とが一体化したローラ４を得た。
［実施例３］
【００３７】
実施例３では、実施例１の燃焼化学気相蒸着法によるＳｉＯ２層２の厚みを９０ｎｍとした他は、実施例１と同じ方法で導電性軸体１の外側に弾性体層３を形成し、導電性軸体１と弾性体層３とが一体化したローラ４を得た。
［実施例４］
【００３８】
実施例４では、ＳｉＯ２層２をスパッタリング法によって形成し、その厚みを１０〜２０ｎｍとした他は、実施例１と同じ方法で導電性軸体１の外側に弾性体層３を形成し、導電性軸体１と弾性体層３とが一体化したローラ４を得た。
［実施例５］
【００３９】
実施例５では、実施例１のＳＵＭ２２の金属材料に無電解ニッケルメッキを施した棒状の導電性軸体１の代わりに、金属表面層を有するＰＰ製導電製軸体を使用し、実施例１の燃焼化学気相蒸着法によるＳｉＯ２層２の厚みを１０〜２０ｎｍとした他は、実施例１と同じ方法で導電性軸体１の外側に弾性体層３を形成し、導電性軸体１と弾性体層３とが一体化したローラ４を得た。
［比較例１］
【００４０】
比較例１では、燃焼化学気相蒸着法によるＳｉＯ２層２を形成することなく、導電性軸体１のニッケルメッキの表面に何の処理もせず、弾性体を成形後、ギヤオーブン中で１５０℃、１０分間焼き付け処理を施した。
【００４１】
その他は、実施例１と同じ方法で導電性軸体１の外側に弾性体層３を形成し、導電性軸体１と弾性体層３とが一体化したローラ４を得た。
［比較例２］
【００４２】
比較例２では、燃焼化学気相蒸着法によるＳｉＯ２層２を形成することなく、導電性軸体１のニッケルメッキの表面にシリコーン系プライマー（商品名：プライマーＮｏ．１６、信越化学工業（株）製）を塗布し、その後ギヤオーブン中で１５０℃、１０分間焼き付け処理を施した。
【００４３】
その他は、実施例１と同じ方法で導電性軸体１の外側に弾性体層３を形成し、導電性軸体１と弾性体層３とが一体化したローラ４を得た。
［試験方法］
【００４４】
実施例１〜５及び比較例１、２によって製作されたローラ（試料）について、図２に示したように、導電性軸体１と弾性体層３との界面に市販されているステンレス鋼製のカッター５（エヌティー（株）製、品番：ＢＬ−１５０Ｐ）の刃先を接触させ、カッター５の傾斜角３０度の姿勢を保ったまま導電性軸体１の軸心と平行に弾性体層３を切断できる力で移動させたときの、弾性体層３の剥がれ具合を目視で確認し、弾性体層３の全長に渡って導電性軸体１の表面が見えているものを界面剥離発生と判定した。
【００４５】
実際には、実施例１〜５及び比較例１、２によって製作されたローラを各１００本用意し、そのうち界面剥離発生と判定された本数が何本かを比較することで、導電性軸体１と弾性体層３との接着性能を評価した。
［試験結果］
【００４６】
実施例１〜５及び比較例１、２についての接着性能の試験結果は表１のとおりである。
【００４７】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態の製造方法に係るローラの一部破断した斜視図である。
【図２】同ローラの接着性能の試験状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  導電性軸体（軸体）
２  ＳｉＯ２層
３  弾性体層（弾性体）
４  ゴムローラ
５  カッター
【図１】
2006106152.tif 000004
【図２】
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