(57)【要約】【課題】  樹脂ローラ成形時の熱や加圧により、該樹脂ローラに曲がりが発生するため、従来、樹脂ローラの軸方向中心位置にて曲がりを矯正していたが、十分曲がりが矯正できない場合がある。【解決手段】  「樹脂ローラの曲がり最大位置と曲がり方向とを特定する工程と、該樹脂ローラの曲がり矯正中心位置を該曲がり最大位置から樹脂ローラの軸長手方向±１０ｍｍの範囲とし、該樹脂ローラの片端を該曲がり方向と同方向に円弧状に移動させて矯正する工程とを含むことを特徴とする、樹脂ローラの曲がり矯正方法。」で解決する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ローラの曲がり最大位置と曲がり方向とを特定する工程と、
該樹脂ローラの曲がり矯正中心位置を該曲がり最大位置から樹脂ローラの軸長手方向±１０ｍｍの範囲とし、該樹脂ローラの片端を該曲がり方向と同方向に円弧状に移動させて矯正する工程と
を含むことを特徴とする、樹脂ローラの曲がり矯正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に組み込まれる現像ローラ、転写ローラ、帯電ローラ、定着ローラ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機、プリンタ、ファクシミリ等における粉末トナーを用いた画像形成装置に組み込まれる現像ローラは、次のように構成されている。
【０００３】
（１）金属製シャフトの外側に加流成形した弾性層と、更に外側にスプレー塗装により表面層を形成した現像ローラである（特許文献１）。
【０００４】
（２）金属からなるローラ芯軸上に加流成形により導電性ゴム弾性層を形成し、その外側に表面粗さが５〜３０μｍのフッ素樹脂チューブを被覆し形成した現像ローラである（特許文献２）。
【特許文献１】特開平８−１９２４７５号公報。
【特許文献２】特開平９−９０７３５号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１は、金属製軸部の外周に熱プレス成形により弾性層を設けているため、熱や加圧により弾性層に反り（曲がり）が発生する場合がある。また、特許文献２は、金属製軸部の外周に注型（１３０℃×４５分）により弾性層を設けているため、上記と同様に、熱により弾性層に反り（曲がり）が発生する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、樹脂ローラの曲がり最大位置と曲がり方向とを特定する工程と、該樹脂ローラの曲がり矯正中心位置を該曲がり最大位置から樹脂ローラの軸長手方向±１０ｍｍの範囲とし、該樹脂ローラの片端を該曲がり方向と同方向に円弧状に移動させて矯正する工程とを含むことを特徴とする、樹脂ローラの曲がり矯正方法、である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明（請求項１）により、樹脂ローラの曲がりを小さくすることができ、画像濃度ムラ等が防止でき、高画質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、樹脂ローラの曲がり最大位置と曲がり方向とを特定する工程と、該樹脂ローラの曲がり矯正中心位置を該曲がり最大位置から樹脂ローラの軸長手方向±１０ｍｍの範囲とし、該樹脂ローラの片端を該曲がり方向と同方向に円弧状に移動させて矯正する工程とを含むことを特徴とする、樹脂ローラの曲がり矯正方法、である。  図１に示す成形装置（金型）にシャフトを挿入し、弾性層用材料を成形空間に注入し、シャフトの外周部に導電性弾性層（層厚４ｍｍ程度）を形成した。
【０００９】
次に、表面塗布液をディッピング方式で上記弾性層の外周部に塗布して表面層（層厚２０μｍ程度）を形成し、樹脂ローラを得た。
【００１０】
図２に示す装置を用いて、得られた樹脂ローラ本体部の曲がりを軸方向に１ｍｍ毎に測定し、曲がりの最大値、曲がりの方向、および曲がりの最大値の位置を特定した。
【００１１】
曲がりの最大値、曲がりの方向、曲がりの最大値の位置を特定した樹脂ローラを、図３に示すような曲がり矯正機に装着し、樹脂ローラの片端を保持し、該樹脂ローラの曲がりの最大値の位置を中心として、もう一方の片端を曲がりと同方向に円弧状に移動させることにより曲がりを矯正する。
【００１２】
上記移動させる距離は適宜選択すればよいが、曲がりの最大値以上曲がりの最大値の３倍以下の範囲が好ましい。上記移動させる距離を曲がりの最大値未満のとすると、曲がりが矯正しきれない場合があり、また、曲がりの最大値の３倍を超えると、元の曲がり方向とは逆方向に曲がりが発生する場合がある。
【００１３】
また、曲がり矯正装置として図３の装置を示したが、樹脂ローラの曲がり最大値の位置を中心とし、該曲がりを矯正する方向に移動させる手段であれば特に制限はない。
【００１４】
シャフト用の材料は、金属系としてＳＵＭ、ＳＵＳ、アルミ、等を用いることができ、また、樹脂系としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００１５】
上記シャフト用の材料として樹脂系を用いる場合は、樹脂に導電性を付与するため、導電性付与剤を添加すればよい。
【００１６】
上記の樹脂材料（滑剤、安定剤等含む）と導電付与剤との重量割合は任意でよいが、
樹脂材料：導電付与剤＝９０〜５０重量％：１０〜５０重量％とするのが好ましい。樹脂材料が９０重量％を超えると相対的に導電付与剤が減り、体積抵抗値が安定せず、また、該抵抗値が高くなりすぎる場合がある。また、樹脂材料が５０重量％未満となると、流動性が低下し、成形できなくなる場合がある。
【００１７】
該樹脂材料としては、特に制限されるものではなく、射出成形等で成形できるものであればよく、熱可塑性樹脂であるエチレンエチルアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスフィド）、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）及びＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの１種類また
２種類以上、もしくは、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びポリイミド樹脂などの１種類または２種類以上を混合して用いることができる。
【００１８】
該導電付与剤としては、特に制限されるものではなく、上記樹脂中に均一の混合分散できるものであればよい。例えば、カーボンブラック、グラファイト、金属粉であるアルミ、ステンレス、銅、チタン、ニッケル等、金属酸化物粉末である、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等、また、イオン導電剤である塩化リチウム、臭化リチウム、過塩素酸ナトリウムなどの無機ハロゲン化物、第４級アンモニウム塩、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基などを有する有機化合物もしくは重合体、ポリオキシエチレンを含有する化合物、または高分子化合物などの帯電防止剤といった化合物などが挙げられ、これらを１種類または２種類以上を混合して用いることができる。
【００１９】
更に、強度補強等のため、繊維状物あるいはウィスカーを５〜４０重量％添加してもよい。繊維状物あるいはウィスカーの具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カルウム等が挙げられる。上記繊維状物あるいはウィスカーの添加量を５重量％未満にすると、強度補強等の効果が現れず、４０重量％を超えると流動性が低下し、成形性が悪化する場合がある。
【００２０】
シャフト形状は制限されるものではなく、凸凹のないストレートのシャフトや、弾性層及び表面層部に相当するシャフト部の外径を両端軸部外径より太くしてもよい。弾性層及び表面層部に相当するシャフト部の外径を太くすることにより、シャフト強度、振れ精度が向上するとともに、弾性層あるいは表面層の層厚が薄くでき、コスト低下にもつながる。
【００２１】
上記の弾性層の材料として、ポリエーテル樹脂に、導電性付与剤を添加し、攪拌混合し、体積抵抗値が１０3Ω・ｃｍ〜１０6Ω・ｃｍの範囲に入るように導電性付与剤の添加量を調整したたものを用いた。また、硬化剤、硬化促進剤等を添加してもよい。上記弾性層材料を、図２のように、上記シャフトをインサートした金型の成形空間に注入し、シャフトの外周に弾性層を形成した。体積抵抗値が１０3Ω・ｃｍ未満となると感光体へのリーク電流が発生し、１０6Ω・ｃｍを超えると導電性が悪化し、トナー帯電量が所望値とならず、画質が低下する場合がある。
【００２２】
上記弾性層の樹脂材料としては、特に制限されるものではないが、射出成形、押出成形、圧縮成型、注型成形、等が可能であればよく、ポリウレタン、シリコーンゴム、ニトリルゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレン系ゴム、天然ゴム、アクリルゴム、などが挙げられ、これらを１種類または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２３】
上記の導電付与剤としては、特に制限されるものではなく、上記樹脂中に均一の混合分散できるものであればよい。例えば、イオン導電剤である塩化リチウム、臭化リチウム、過塩素酸ナトリウムなどの無機ハロゲン化物、第４級アンモニウム塩、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基などを有する有機化合物もしくは重合体、ポリオキシエチレンを含有する化合物、または高分子化合物などの帯電防止剤といった化合物や、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、金属粉であるアルミ、ステンレス、銅、チタン、ニッケル等、金属酸化物粉末である、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等、であり、これらを１種類または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２４】
更に、上記表面層の材料として、ウレタン樹脂に導電性付与剤を添加し、攪拌混合し、体積抵抗値が１０4Ω・ｃｍ〜１０10Ω・ｃｍの範囲に入るように導電性付与剤の添加量を調整したたものを用いた。また、必要の応じて皮膜性を改善するために、レベリング剤等の各種添加剤を用いてもよい。体積抵抗値が１０4Ω・ｃｍ未満となると現像ローラ表面からリーク電流が生じ、画像を乱す場合があり、１０10Ω・ｃｍを超えると、トナーフィルミングが生じ、画質が低下する場合がある。
【００２５】
金属製シャフトや導電性樹脂シャフトの外周に弾性層を形成した外周部に、ディッピング方式にて上記半導電性表面材料を塗布して半導電性ローラを形成する。表面層の厚みに特に制限はないが、１〜１００μｍが好ましい。表面層の厚みが１μｍ未満になると、耐摩耗性が低下し、長期間画質安定しない場合がある。１００μｍを超えると弾性層との線膨張率の差に起因して、しわが発生しやすくなり、画質低下する場合がある。
【００２６】
表面層を形成する方法は、ディッピング方式以外でもよく、スプレー方式、ロールコーター方式等を用いることができる。
【００２７】
表面層の材料として、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネイト骨格を有する樹脂を主な組成とするウレタン樹脂組成物からなることが好ましく、これらはポリエーテルウレタン、ポリエステルウレタン、ポリカーボネイトのブレンド樹脂、あるいは１分子中にウレタン結合とポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネイト、ポリシロキサンからなる群から選べばよい。
また、別の表面層の材料として、スチレン系熱可塑性エラストマーがあり、具体例としては、スチレン・ブタジエンの共重合体及びその水素添加物、スチレン・イソプレンの共重合体及びその水素添加物、スチレン・２−メチルプロペンの共重合体、スチレン・ブタジエン・イソプレンの共重合体及びその水素添加物、及びこれらの重合体にエチレンを共重合したものなどが挙げられる。更に、オレフィン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・１−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン・プロピレン・５−エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・１,４−ヘキサジエン共重合体が挙げられる。これらの共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のどれでもよく、硫黄、過酸化物等により架橋しても構わない。
【００２８】
上記表面層の導電付与剤としては、特に制限されるものではなく、上記樹脂中に均一の混合分散できるものであればよい。例えば、カーボンブラック、グラファイト、金属粉であるアルミ、ステンレス、銅、チタン、ニッケル等、金属酸化物粉末である、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等、であり、これらを１種類または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２９】
また、弾性層の成形は、上記に示したように金型に注入（注型）ではなく、シャフト成形と同様に、図４に示すような金型にてカウンター成形にて形成してもよい。
まず、スライド金型で成形空間が最小となるようにし、注入口から溶融導電性弾性層用樹脂材料を成形空間に注入し、該樹脂材料の流動圧力によりスライド金型を後退させ、成形空間を増大させながら弾性層を成形し、図５のように、シャフトの外周に導電性弾性層を形成したものを得る。また、樹脂材料の流動圧力だけではなく、アクチュエーター等の付勢手段を用いてスライド金型を後退させてもよい。
【００３０】
更に、表面層の成形は、上記に示したようにディッピングではなく、シャフト成形と同様に、図６に示すような金型でカウンター成形にて形成してもよい。
まず、スライド金型で成形空間が最小となるようにし、注入口から溶融半導電性表面層用樹脂材料を成形空間に注入し、該樹脂材料の流動圧力によりスライド金型を後退させ、成形空間を増大させながら表面層を成形し、図７のような導電性弾性層の外周に表面層を形成したものを得る。また、樹脂材料の流動圧力だけではなく、アクチュエーター等の付勢手段を用いてスライド金型を後退させてもよい。
【００３１】
シャフト成形、弾性層成形、表面層成形は、上記で示した成形方法において、種々の組合せが考えられるが、成形タクト、同軸度、コスト、等の観点からすると、すべて同一の金型で行うのが好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下に本発明を実施例および比較例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記の実施例は、本発明の好ましい一例である。
【００３３】
（実施例１）
樹脂ローラの弾性層の材料として、アリル末端ポリオキシプロピレン（カネカ製ＡＣＸ００４−Ｎ）４９５ｇに対して、カーボンブラック（三菱化学製＃３０３０Ｂ）７０ｇを混練した混合物に、硬化剤としてポリオルガノハイドロジェンシロキサン（カネカ製ＣＲ１００）を２１ｇ、ビス（１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン）白金錯体触媒（白金含有量３ｗｔ％、キシレン溶液）を４８０μＬ、マレイン酸ジメチルを２４０μＬ、アリルグリシジルエーテル５ｇを均一混合した。該硬化性組成物を真空脱泡攪拌装置（シーテック製）で９０分間脱泡を行った。
【００３４】
図１に示すのように、金属製シャフトをインサートした金型に、上記硬化性組成物を成形空間に注入し、シャフトの外周部に導電性弾性層（層厚４ｍｍ）を形成した。
【００３５】
上記シャフトは、材質をＳＵＭ２２とし、外径をφ８ｍｍとし、全長を３５０ｍｍとし、表面に無電解ニッケルメッキを施したものとした。
【００３６】
次に、ＭＥＫ１５０ｇに対して、カーボンブラック（三菱化学製＃３０３０Ｂ）１２ｇを混練した混合物に、ウレタン樹脂溶液（大日精化製ハイムレンＹ−２５８）を１００ｇ、ＤＭＦを３００ｇに調整し、表面層塗布液を得た。該塗布液をディッピング方式で上記弾性層の外周部に塗布し、表面層（２０μｍ）を形成し、樹脂ローラを形成した。
【００３７】
図２に示す装置にて、得られた樹脂ローラの両端軸部を支持し、該樹脂ローラを回転させながら、軸方向に１ｍｍ毎に樹脂ローラ本体部の曲がりを測定し、曲がり最大量、曲がり方向、および曲がり最大位置を測定し、結果を表１に示した。
【００３８】
【表１】
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曲がり最大値、曲がり方向、および曲がり最大位置を特定した樹脂ローラを、図３に示す曲がり矯正機に装着し、該樹脂ローラの片端を保持し、一方の該樹脂ローラの片端を、曲がり方向と同方向に、曲がり最大位置を曲がり矯正中心位置とし、円弧状に移動させた。移動距離は、曲がり最大値と同じ量とした。
【００３９】
図２に示す装置で、曲がり矯正前の曲がり最大位置にて、曲がり矯正後の樹脂ローラの曲がりを測定した結果を表１に示した。
【００４０】
上記曲がりは０．０１５ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００４１】
（実施例２）曲がり矯正中心位置を曲がり最大位置＋１０ｍｍとする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４２】
（実施例３）
曲がり矯正中心位置を曲がり最大位置−１０ｍｍとする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４３】
（実施例４）
曲がり矯正の移動距離を曲がり最大量の１／２とする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４４】
（実施例５）
曲がり矯正の移動距離を曲がり最大量の３倍とする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４５】
（実施例６）
曲がり矯正の移動距離を曲がり最大量の４倍とする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４６】
（比較例１）
曲がり矯正中心位置を曲がり最大位置値＋３５ｍｍ（樹脂ローラの軸方向中心位置）とする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４７】
（比較例２）
曲がり矯正中心位置を曲がり最大位置値＋２０ｍｍとする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４８】
（比較例３）
曲がり矯正中心位置を曲がり最大位置値−２０ｍｍとする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４９】
比較例１は曲がり最大位置とは関係なく、樹脂ローラの軸方向中心位置を曲がり矯正中心位置として矯正しているため、実施例１〜６に比べると曲がり矯正が十分でないことがわかる。
【００５０】
また、比較例２、３は、曲がり最大位置より１０ｍｍを超えるところを中心として曲がり矯正をしているため、実施例１〜６に比べると曲がり矯正が十分でないことがわかる。
【００５１】
実施例１と実施例２、３を比べると、曲がり矯正中心位置を曲がり最大位置に近づけるほど矯正が十分にできることがわかる。
【００５２】
実施例１と実施例４、５、６を比べると、移動距離は曲がり最大値以上曲がり最大値の３倍以下がより好ましいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】樹脂ローラを成形する装置（金型）
【図２】樹脂ローラの曲がりを測定する装置
【図３】樹脂ローラの曲がりを矯正する装置
【図４】樹脂ローラをカウンター成形法で成形する装置（金型）
【図５】シャフトの外周部に弾性層を形成した図
【図６】表面層をカウンター成形法で成形する装置（金型）
【図７】シャフトの外周部に弾性層および表面層を形成した図
【符号の説明】
【００５４】
１    シャフト
２    成形空間
３    金型
４    注入口
５    弾性層部と表面層部
６    レーザー外測器
７    樹脂ローラ支持治具
８    曲がり測定装置ベース台
９    曲がり最大位置（曲がり矯正中心位置）
１０    曲がり矯正加重治具
１１  樹脂ローラ軸部保持治具
１２  スライド金型
１３  固定側金型
１４  可動側金型
１５  弾性層
１６  表面層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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