(57)【要約】【課題】有極性ゴムを含んでいる導電性弾性層と導電性軸体との接着性に優れかつ均一な電気特性が得られ均一帯電、均一転写の導電性ローラー及びその製造方法を提供することである。【解決手段】導電性軸体の外周に少なくとも導電性弾性体層を設けた導電性ローラーにおいて、該導電性弾性体層が有極性ゴムを含有し、軸体と該導電性弾性体とを接着する接着剤が湿気硬化性ウレタンプレポリマーを含有することを特徴とする導電性ローラー及びその製造方法。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性軸体の外周に少なくとも導電性弾性体層を設けた導電性ローラーにおいて、該導電性弾性体層が有極性ゴムを含有し、軸体と該導電性弾性体とを接着する接着剤が湿気硬化性ウレタンプレポリマーを含有することを特徴とする導電性ローラー。
【請求項２】
前記導電性弾性体層がチューブ形状に押し出し成形し加硫されたもので、導電性軸体に圧入されてローラーとなった請求項１に記載の導電性ローラー。
【請求項３】
前記導電性弾性体層が少なくともエピクロロヒドリンゴムを含有する請求項１又は２に記載の導電性ローラー。
【請求項４】
接着剤の体積抵抗が導電性弾性体の体積抵抗より低い請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ローラー。
【請求項５】
導電性軸体の外周に軸体に接着された少なくとも導電性弾性体層を設けた導電性ローラーの製造方法において、有極性ゴムを含有する導電性弾性体層をチューブ形状に押し出し成形する工程と、該導電性弾性体層を加硫する工程と、該導電性軸体に湿気硬化性ウレタンプレポリマーを含有する接着剤を配置する工程、及び該導電性弾性体層を該導電性軸体に圧入する工程を含むことを特徴とする導電性ローラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ローラー及びその製造方法に関し、詳しくは、電子写真装置における帯電ローラーや転写ローラー等に使用される導電性ローラー及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は、近年、カラー化・高精細化・高速化に伴い帯電ローラーや転写ローラーは、均一帯電や均一転写が求められ、帯電電位や転写電位が大きく変動しないローラーが求められている。この帯電又は転写の均一性に関しては、電気抵抗のバラツキと抵抗ムラを小さくすることが要求される。このため導電性弾性体層にエピクロロヒドリンゴム、ＮＢＲ及びウレタンゴム等の有極性ゴムを含んでいるものが、従来の電子導電性ゴムに置き換わり使われ、またローラーは抵抗ムラを減少させために、ローラー寸法精度が高いことが求められる。従来振れが０．２ｍｍ程度であったものが、振れ０．０１ｍｍレベルにまで外径精度を向上させることが要求されている。
【０００３】
エピクロロヒドリンゴムやＮＢＲやウレタンゴムを使用して導電性弾性層を備えたローラーを製造する場合、例えば以下の方法が採用されている。
【０００４】
未加硫ゴムを押し出し機でチューブ状に成形し、蒸気缶又は熱風炉等で加硫を行い、得られた導電性弾性体を導電性軸体に圧入する工程を経てローラーを作製するチューブ圧入方式である。
【０００５】
更に、外径形状の精度を求めるために、円筒研削盤で導電性弾性層を研削することにより目的の精度を出す方法が知られている。
【０００６】
上記の製造方法でローラーを製造した場合、製品でローラーを回転させた時、導電性軸体と導電性弾性体層の間でずれが生じたり、研削時のストレスによりずれが生じたりして外径精度が悪くなるという問題があった。この問題の解決策として、導電性軸体と導電性弾性体層の間に接着剤が使用されている。更に、表面性向上や電気特性改善のため、少なくとも１層の表層が設けられた構成が採用されていることが多い。
【０００７】
接着剤は、エピクロロヒドリンやＮＢＲやウレタンゴムの導電性弾性層をチューブ圧入方式で製造する場合、予め押し出し機によってチューブ状に成形され、加硫したものであるため、加硫接着は困難である。上記加硫接着剤でも後加硫接着が可能な場合はあるが、後加硫接着の場合張り合わせ面に圧力が必要である。しかし圧入したときの締め付け力程度では、後加硫接着の効果を十分に発揮できず、接着力が弱く上記チューブ圧入方式で得たローラーは、研削時の強いストレスでずれが生じ、外径精度が悪くなり、抵抗ムラが大きくなり、画像ムラを発生する要因とつながる。このような弾性体を用いた場合、従来はチューブ圧入方式で使用されている接着剤は、導電性軸体と導電性弾性層との滑り止めの効果程度でしかなかった。そこで発明者らは以前、ポリエステル系接着剤が良好な接着力を出すことを見出している（特許文献１参照）。その方法でも十分な効果をあげている。しかしながら、研削時間の短縮検討による研削ストレスの増大した場合、接着力の強度が完全ではないため、振れ精度の向上に課題を残していた。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１４７４３５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、有極性ゴムを含んでいる導電性弾性層と導電性軸体との接着性に優れかつ均一な電気特性が得られ均一帯電、均一転写の導電性ローラー及びその製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、導電性軸体の外周に少なくとも導電性弾性体層を設けた導電性ローラーにおいて、該導電性弾性体層が有極性ゴムを含有し、軸体と該導電性弾性体とを接着する接着剤が湿気硬化性ウレタンプレポリマーを含有することを特徴とする導電性ローラー及びその製造方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、更なる接着力が強固な接着剤を見つけ出し、それにより研削後の外径精度が良く、本発明の導電性ローラーにおいて振れのレベルアップを図っている。
【００１２】
本発明の均一な電気特性を得るためには、導電性軸体の外周に沿って、該軸体に接着された導電性弾性体層を設けた導電性ローラーにおいて、該導電性弾性体層が有極性ゴムを含有し、該接着剤が湿気硬化性ウレタンプレポリマーであること。即ち有極性ゴムを該導電性軸体に接着させ、後工程の研削時のストレスでずれを生じさせない強固な接着力を有する湿気硬化性ウレタンプレポリマーを接着剤として使用する。ここでいう湿気硬化性ウレタンプレポリマーとは、空気中の水分や被着体の水分と反応して硬化するウレタンプレポリマーである。ウレタンは金属に対して良好な接着力があることは知られており、有極性ゴムに対しても同じ有極性であるのでなじみ良い。また、硬化反応であるので更に強固な接着力が得られる。
【００１３】
特にチューブを圧入して該導電性弾性体層と該導電性軸体を接着させる場合、加硫接着剤が有効に作用しない製造方法の時に効果的である。厚みについては特に規定しないが、作業性の観点から３〜３０μｍの範囲であることが好ましい。接着剤が薄過ぎると塗布出来ない場所が発生し、逆に厚過ぎると、接着剤使用量が増加し、コストアップにつながる。
【００１４】
該導電性弾性体層が、特に少なくともエピクロロヒドリンゴムを含有する有極性ゴムを用いたものは、各種ゴムの中でも低抵抗のゴムとして知られエピクロロヒドリンを含有させることにより、抵抗調整のためにカーボンブラック等の導電材の添加が特に少なくて済みより抵抗の安定したゴムが得られるためである。
【００１５】
接着剤が該導電性弾性層より、体積抵抗を低くするのは、接着剤を使用することによって、該導電性軸体と該導電性弾性体層の間で接着剤の塗りむらがあっても影響がないようにさせる効果があり、ローラー抵抗ムラを無くし、安定した抵抗を得るためである。そのため接着剤の体積抵抗は低いほど良い。該導電性軸体の外周に接着剤を配置する工程は、接着剤が液状の場合、スプレー、ロールコート、ディッピング又は刷毛塗り等で行い、ホットメルト等の固体の場合、溶融コート又は該導電性軸体を加熱しながらの粉体塗装等で処理する。
【００１６】
チューブ圧入方式の製造方法で行うのは、金型加硫で製造するより安価な設備投資、製造方法で大量生産に有利であるためである。
【００１７】
本発明の導電性ローラー及び製造方法は、導電性弾性体層を研削する時又は製品使用時の導電性軸体と導電性弾性体層のずれを防止し、外径精度を悪化させない効果がある。よって抵抗が均一になり、均一帯電、均一転写が可能になる。
【００１８】
【実施例】
以下に、この発明の好適な実施例を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の導電性ローラーの構成を示す概略断面図である。芯金１としてφ６ｍｍのＳＵＭ２２材にＫＮメッキ３〜６μｍ処理したものを使用し、その後トルエンで洗浄する。
【００２０】
導電性弾性体層３の成形方法は導電性未加硫ゴムを練り後、１軸押し出し機にてチューブ状に押し出し成形する。その後、加硫缶にて１５０℃で３０分間加硫を行った。得られた加硫チューブを外周に接着剤２を塗布した上記の芯金１に圧入して、接着剤を硬化するため１５０℃で２０分間加熱し、接着を行った。得られたローラーを外径研削し、ディッピングにてウレタン系塗料をコーティングし表面層４を形成した。導電性弾性層は体積抵抗１．０×１０５〜３．０×１０５Ω・ｃｍになるように調整したものを使用した。
【００２１】
各実施例及び比較例で使用した導電性弾性体層と接着剤は、表１に示す実施例１〜２、比較例１の条件でゴム種類と接着剤の種類を変更したものを作製した。芯金には１０〜２０μｍの厚さで接着剤を塗布した。材料は以下の通りである。
【００２２】
ＮＢＲ…日立化学ポリマー（株）ハイボン４８２０をベースに１．０×１０５〜３．０×１０５Ω・ｃｍに抵抗調整
湿気硬化性ウレタンプレポリマー…日本ゼオン（株）Ｎｉｐｏｌｅ１０４２をベースに１．０×１０５〜３．０×１０５Ω・ｃｍに抵抗調整
エピクロロヒドリンゴム…（株）ダイソー  エピクロマーＣＧ１０５をベースに１．０×１０５〜３．０×１０５Ω・ｃｍに抵抗調整
ポリエステル系…東亜合成化学（株）ＰＥＳ３１０Ｓ３０をベースにカーボンブラックを添加し導電性を調整
【００２３】
評価については、接着性及び外径精度、電気抵抗ムラ、画像出しにより総合的に判断した。
・接着性は、得られたローラーをカッターで切り密着性を目視で判断した。
・外径精度は、芯金の両端を回転させたときのローラーの中央部の振れを測定した。
・電気抵抗ムラは、φ４０ｍｍのＳＵＳドラムにローラーを荷重１ｋｇで押し当て４５ｒｐｍで回転させた時に芯金より、ＤＣ１００Ｖを２秒間印加した時の電流値を測定して抵抗値を算出し、抵抗ムラ＝最大値／最小値を求めた。
・画像出し評価は、帯電ローラーとして作製したものを組み込みハーフトーンの画像で、均一画像：◎、わずかにムラあり：○、明らかにムラがある：×として評価を行った。
【００２４】
なお、接着性や総合評価の判断は、比較例１を基準としてそこから判断した。
【００２５】
【表１】
2004341303.tif 000002
【００２６】
実施例に関しては、接着性も概ね良く均一な抵抗ができ帯電性能も良好な結果を得た。少なくともエピクロロヒドリンゴムが含有されている実施例２は、チューブ方式で成形し、ポリエステル系の接着剤を使用した時より湿気硬化性ウレタンプレポリマーを使用したほうが、良好な結果を示した。
【００２７】
【発明の効果】
上記の実施例及び比較例の結果の通り、導電性弾性体が有極性ゴムで芯金に接着剤が湿気硬化性ウレタンプレポリマーである接着剤を用いることで、密着が優れ、外径精度が高く、画像ムラのない均一な抵抗が得られる導電性ローラーを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導電性ローラーの概略断面図である。
【符号の説明】
１  芯金
２  接着剤層
３  導電性弾性体層
４  表面層
【図１】
2004341303.tif 000003