(57)【要約】【課題】発泡層により強固に固定された樹脂チューブを備え、且つ外径ふれが小さいチューブローラ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本チューブローラ１は、芯材１１と、芯材を被覆し且つ芯材に接着層１２を介して接着されている弾性多孔質層（ウレタンフォーム等）１３と、弾性多孔質層を被覆し且つ弾性多孔質層に発泡層１４を介して固定されている樹脂チューブ（ポリアミド系樹脂チューブ等）１５とを備える。本ローラ１の製造方法は、ローラ基体における弾性多孔質層１３の表面に高分子エマルジョン（エチレン酢酸ビニルエマルジョン等）と発泡剤（アゾジカルボンアミド等）とを含有する高分子エマルジョン組成物を塗布する工程と、ローラ基体と樹脂チューブ１５とを嵌合する工程と、上記組成物に含まれる重合体を発泡させて発泡層１４を形成し、弾性多孔質層と樹脂チューブとを固定する工程とを備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、該芯材を被覆し且つ該芯材に接着層を介して接着されている弾性多孔質層と、該弾性多孔質層を被覆し且つ該弾性多孔質層に発泡層を介して固定されている樹脂チューブと、を備えることを特徴とするチューブローラ。
【請求項２】
上記弾性多孔質層と上記樹脂チューブとの間の固定強度が、８０〜１０００Ｎである請求項１に記載のチューブローラ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のチューブローラの製造方法であって、芯材と、該芯材を被覆し且つ該芯材に接着層を介して接着されている弾性多孔質層とを備えるローラ基体における該弾性多孔質層の表面、及び樹脂チューブの内面のうちの少なくとも一方に高分子エマルジョンと発泡剤とを含有する高分子エマルジョン組成物を塗布する塗布工程と、上記ローラ基体と上記樹脂チューブとを嵌め合わせる嵌合工程と、上記高分子エマルジョン組成物に含まれる重合体を発泡させて発泡層を形成し、上記弾性多孔質層と上記樹脂チューブとを該発泡層により固定する固定工程と、を備えることを特徴とするチューブローラの製造方法。
【請求項４】
上記塗布の方法がスプレー塗布である請求項３に記載のチューブローラの製造方法。
【請求項５】
上記高分子エマルジョンがエチレン酢酸ビニルエマルジョンであり、上記発泡剤がアゾジカルボンアミドである請求項３又は４に記載のチューブローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブローラ及びその製造方法に関する。更に詳しくは、発泡層により強固に固定された樹脂チューブを備え、且つ外径ふれの小さいチューブローラ及びその製造方法に関する。
本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等に組み込まれた電子写真方式の画像形成装置などに幅広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置などに組み込まれている帯電ローラや現像ローラ等の事務機器用ローラとして、弾性多孔質層等を備えるローラ基体表面に、フッ素系樹脂やポリアミド系樹脂等の樹脂チューブを被覆させたチューブローラ（例えば、特許文献１参照。）が広く採用されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０４２４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、画像成形装置の性能向上や小型化等のため、チューブローラにおいては、非常に高い外径精度が求められている。チューブローラの外径精度を高めるためには、樹脂チューブ及び内層の弾性多孔質層の外径ふれを小さくすることが必要である。
しかし、この外径精度の向上は、コストアップである以前に、技術的な困難性が大きかった。例えば、外径ふれを小さくするため、樹脂チューブの内径を弾性多孔質層の外径よりも小さく、又は同一とした場合には、摩擦が大きくなるため、樹脂チューブへのローラ基体の挿入が著しく困難となり、樹脂チューブが挫屈したり、樹脂チューブの材質によっては破損してしまうことがある。また、上手く挿入できた場合であっても、摩擦により軸方向へ過剰な力が加わり、樹脂チューブの一部に過剰な応力が残るため、歪みが生じ、かえって外径ふれが大きくなってしまうことがある。特に、チューブローラにおける内層の弾性多孔質層の硬度が大きいほど、このようなことが生じ易く、外径精度を向上させることが難しかった。
【０００５】
逆に、樹脂チューブの内径が弾性多孔質層の外径より大きいと、ローラ基体挿入時の摩擦は軽減するが、樹脂チューブ及び弾性多孔質層における断面方向の各中心を一致させることが容易ではなく、外径ふれが大きくなってしまうことがある。また、弾性多孔質層の表面に塗布された接着剤は弾性多孔質層に滲みこんでしまうため、接着剤が樹脂チューブと接することなく乾燥し、十分に樹脂チューブを固定できないことがある。
更に、接着剤の量を増やしたり、樹脂チューブの内面にも塗布するなどして、接着剤と樹脂チューブとが接するようにしたとしても、ローラ基体を挿入した際、挿入側と反対の樹脂チューブの端部から接着剤が押し出されてしまい、弾性多孔質層の表面に接着剤が均一に行き渡らないため、十分な強度で樹脂チューブを固定することができないこともある。
また、樹脂チューブの内径が弾性多孔質層の外径よりも大きい場合には、弾性多孔質層が樹脂チューブを内側から押す力が弱くなるため、真円度の高くない樹脂チューブを用いた場合には、チューブローラの外径精度を向上させることが困難である。
そのため、樹脂チューブが強固に固定されており、且つ外径精度の高いチューブローラが求められている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、発泡層により強固に固定された樹脂チューブを備え、且つ外径ふれの小さいチューブローラ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のチューブローラは、芯材と、該芯材を被覆し且つ該芯材に接着層を介して接着されている弾性多孔質層と、該弾性多孔質層を被覆し且つ該弾性多孔質層に発泡層を介して固定されている樹脂チューブと、を備えることを特徴とする。
また、上記弾性多孔質層と上記樹脂チューブとの間の固定強度が、８０〜１０００Ｎであるチューブローラとすることができる。
本発明のチューブローラの製造方法は、芯材と、該芯材を被覆し且つ該芯材に接着層を介して接着されている弾性多孔質層とを備えるローラ基体における該弾性多孔質層の表面、及び樹脂チューブの内面のうちの少なくとも一方に高分子エマルジョンと発泡剤とを含有する高分子エマルジョン組成物を塗布する塗布工程と、上記ローラ基体と上記樹脂チューブとを嵌め合わせる嵌合工程と、上記高分子エマルジョン組成物に含まれる重合体を発泡させて発泡層を形成し、上記弾性多孔質層と上記樹脂チューブとを該発泡層により固定する固定工程と、を備えることを特徴とする。
また、上記塗布の方法がスプレー塗布であるチューブローラの製造方法とすることができる。
更に、上記高分子エマルジョンがエチレン酢酸ビニルエマルジョンであり、上記発泡剤がアゾジカルボンアミドであるチューブローラの製造方法とすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
上記「芯材」は、十分な機械的強度を有し、その表面に弾性多孔質層を支持できるものであればよく、その材質等は特に限定されない。この芯材としては、例えば、快削鋼等にめっきを施した芯材、アルミニウム合金及びステンレス鋼等からなる芯材、樹脂からなる芯材、樹脂製の基体にめっきを施し、導電性を付与した芯材等を使用することができる。尚、本チューブローラを帯電ローラや現像ローラ等として用いる場合には、導電性を有する芯材が用いられる。
また、芯材の径方向の断面形状及び長さは、特に限定されず、チューブローラの用途に応じてそれぞれ適宜調整することができる。通常、芯材の径方向の断面形状は、円形又は略円形であり、楕円形、四角形又は三角形等の形状であってもよい。更に、この芯材は中実体であっても、中空体であってもよい。
【０００９】
上記「弾性多孔質層」は、弾性多孔質体からなり、芯材の周面に形成されている。この弾性多孔質体としては、例えば、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、エチレンプロピレン非共役ジエンゴムスポンジフォーム、及びクロロプレンゴムスポンジフォーム等が挙げられる。なかでも、ウレタンフォームである場合、容易に低密度、且つ低硬度のフォームとすることができるため好ましい。
尚、ウレタンフォームなどのようにセル膜を有しているものは、除膜処理されていても、除膜処理されていなくてもよい。また、弾性多孔質層には導電性が付与されていても、付与されていなくてもよい。特に、本チューブローラを帯電ローラや現像ローラ等として用いる場合には、導電性が付与されていることが好ましい。
【００１０】
弾性多孔質層の長さ及び厚みは、特に限定されず、チューブローラの用途に応じてそれぞれ適宜調整することができる。
また、弾性多孔質層の硬度は特に限定されないが、アスカＣ硬度が０．５〜５０°であることが好ましく、より好ましくは０．５〜４０°、更に好ましくは０．５〜３０°である。このアスカＣ硬度が０．５°未満の場合、弾性多孔質層の強度が低すぎ、十分な耐久性を有するチューブローラとならないことあがる。一方、５０°を超える場合は、樹脂チューブの挿入が容易ではなく、外径精度を向上させることができない場合がある。
更に、弾性多孔質層のセル開口径は特に限定されないが、１０〜５００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜４００μｍである。この開口径が１０μｍ未満の場合、開口が細かくなりすぎ、発泡層が発泡された状態で弾性多孔質層の硬度が高くなりすぎることがある。一方、５００μｍを超える場合、下記の製造方法によりチューブローラを製造した際に、塗布する高分子エマルジョン組成物が弾性多孔質層に深く浸透し、かえって発泡層が連続的に形成されないことがある。
また、本チューブローラを帯電ローラ、現像ローラ、クリーニングローラ等として使用する場合、弾性多孔質層の圧縮永久歪が小さいほど、長期に渡って十分なニップ量で感光体や転写ベルトに当接できるため好ましい。
【００１１】
芯材と弾性多孔質層とは、上記「接着層」を介することにより接着されている。接着層は、公知の接着剤を用いて形成することができる。この接着剤は、特に限定されず、例えば、ホットメルト接着剤、二液型又は一液型熱硬化性接着剤等が挙げられる。
【００１２】
上記「樹脂チューブ」の形状は略円筒状であり、真円度が高いものほど好ましい。また、樹脂チューブの外径、厚み及び長さは、特に限定されず、チューブローラの用途に応じてそれぞれ適宜調整することができる。
この樹脂チューブの材質は、特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、エラストマ等の樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド１２等のポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、及びポリカーボネートなどが挙げられる。エラストマとしては、ポリアミド系エラストマ、ポリエステル系エラストマ等が挙げられる。
また、本チューブローラを帯電ローラや現像ローラ等として用いる場合には、導電性を付与した樹脂チューブを用いることが好ましい。
【００１３】
樹脂チューブの外径は、本チューブローラの用途に応じて適宜調整でき、特に限定されないが、５〜５０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは８〜３０ｍｍである。
樹脂チューブの厚みは、本チューブローラの用途に応じて適宜調整でき、特に限定されないが、１０〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０〜５００μｍである。
【００１４】
また、弾性多孔質層の外径（ｍｍ）と、樹脂チューブの内径（ｍｍ）との比率は、特に限定されないが、弾性多孔質層の外径を１とした場合に、樹脂チューブの内径が０．９５〜１．０５であることが好ましく、より好ましくは０．９７〜１．０３、更に好ましくは０．９８〜１．０２である。この径の差が、０．９５〜１．０５である場合、弾性多孔質層と樹脂チューブとを発泡層を介することによって、より強固に固定することができるため好ましい。
【００１５】
弾性多孔質層と樹脂チューブとは、上記「発泡層」を介することにより固定されている。特に、弾性多孔質層と樹脂チューブとは、この発泡層により接着されていることが好ましい。この発泡層の気泡は、独立気泡であっても、連続気泡であってもよい。
発泡層における気泡のセル径は、１０〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは２０〜１００μｍ、更に好ましくは３０〜１００μｍである。このセル径が１０〜１００μｍである場合、弾性多孔質層と樹脂チューブとが強固に固定されており、且つ低硬度に保たれたチューブローラとすることができる。
また、発泡層の発泡倍率は、１．５〜１０倍であることが好ましく、より好ましくは２〜１０倍、更に好ましくは２．５〜１０倍である。この発泡倍率が１．５〜１０倍である場合、弾性多孔質層と樹脂チューブとが強固に固定されており、且つ低硬度に保たれたチューブローラとすることができる。
更に、発泡層の厚みは、弾性多孔質層の厚みの１〜２０％であることが好ましく、より好ましくは２〜１０％である。この発泡層の厚みが弾性多孔質層の厚みの１〜２０％である場合、ローラ基体における弾性多孔質層の軟らかさや、良好な低歪み性が保たれたチューブローラとすることができる。
【００１６】
この発泡層の形成方法は特に限定されず、例えば、高分子エマルジョンと発泡剤とを含有するエマルジョン組成物を用いて形成することができる。更に具体的には、樹脂チューブの内面のうちの少なくとも一方に高分子エマルジョン組成物を塗布し、ローラ基体と樹脂チューブとを嵌め合わせ、その後、高分子エマルジョン組成物に含まれる重合体を発泡させることで形成することができる。この際、接着性を有する重合体を含有する高分子エマルジョン組成物を用いることで、弾性多孔質層と樹脂チューブとを発泡層を介することにより接着することができ、より強固に固定することができる。
【００１７】
上記高分子エマルジョンに含まれる重合体は特に限定されず、樹脂であっても、ゴムであってもよい。
樹脂としては、例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレン共重合体、エピハロヒドリン共重合体、アクリレート系重合体等のアクリル樹脂、ポリウレタン、シリコーン、ポリエチレンなどが挙げられる。ゴムとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム等が挙げられる。これらのなかでも、弾性多孔質層と樹脂チューブとを接着することができるものが好ましく、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレン共重合体、エピハロヒドリン共重合体、アクリレート系重合体などのアクリル樹脂等の樹脂、スチレン−ブタジエンゴム等のゴムがより好ましい。特に、この高分子エマルジョンとしては、重合体がエチレン酢酸ビニル共重合体であるエチレン酢酸ビニルエマルジョンが好ましい。
【００１８】
上記発泡剤は特に限定されず、熱分解型発泡剤、熱膨張型発泡剤等の有機系発泡剤であっても、無機系発泡剤であってもよい。
熱分解型の有機系発泡剤としては、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、ニトロソ化合物、テトラゾール化合物、アミン化合物及びアジド化合物等が挙げられる。アゾ化合物としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。スルホニルヒドラジド化合物としては、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等が挙げられる。ニトロソ化合物としては、１，３−ビス−ｏ−ビフェニリルトリアゼン、１−メチル−３−フェニルトリアゼン、トリヒドラジノトリアジン、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ−Ｎ，Ｎ’−ジメチルテレフタルアミド等が挙げられる。テトラゾール化合物としては、５−フェニルテトラゾール、アゾビステトラゾールジグアニジン、アゾビステトラゾールアミノグアニジン等が挙げられる。アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等が挙げられる。アジド化合物としては、カルシウムアジド、４，４’−ジフェニルジスルフォニルアジド、ｐ−トルエンスルフォニルアジド等が挙げられる。これらは、１種のみ使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
熱膨張型の有機系発泡剤としては、例えば、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂、及びゴム等の有機高分子材料などから形成された中空の球状微粒子が挙げられる。これらは、１種のみ使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
無機系発泡剤としては、熱分解型発泡剤である重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、クエン酸、クエン酸ナトリウム等が挙げられる。これらは、１種のみ使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの発泡剤のなかでも、熱分解型の有機系発泡剤が好ましく、特にアゾ化合物が好ましい。なかでも、アゾジカルボンアミドが好ましい。
【００２０】
特に、この高分子エマルジョン組成物においては、上記高分子エマルジョンがエチレン酢酸ビニルエマルジョンであり、上記発泡剤がアゾジカルボンアミドであることが好ましい。この場合、気泡が安定して生成し、高倍率の発泡層が得られ易い。
【００２１】
また、この高分子エマルジョン組成物には、導電性フィラーを含有させることができる。この場合、本チューブローラを帯電ローラや現像ローラ等として好適に利用することができる。
この導電性フィラーとしては、例えば、炭素系導電性フィラー、導電性金属酸化物等が挙げられる。炭素系導電性フィラーとしては、カーボンブラック、炭素短繊維、グラファイト粒子等が挙げられる。導電性金属酸化物としては、酸化チタン、インジウム等の原子価の異なる元素をドープした酸化スズ、チタン酸カリウムウィスカー等の電気絶縁性酸化物の表面に導電性酸化スズをコートしてなる導電性チタン酸カリウムウィスカー等が挙げられる。なかでも、炭素系導電性フィラーが好ましく、特にカーボンブラックが好ましい。
カーボンブラックを用いる場合は、粉末や顆粒のまま使用することもできるが、操作性の観点から、水又は水と相溶性のある有機溶媒との混合液に分散させて用いることが好ましい。この有機溶媒としては、例えば、エタノール、イソプロパノール等の低級アルコール類、グリセリン、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール類、Ｎ−メチルピロリドン、２−ピロリドン等の含窒素系溶媒等が挙げられる。また、水や混合液には尿素等が配合されていてもよい。
【００２２】
また、この高分子エマルジョン組成物には、発泡剤の分解温度を調整するため、酸化亜鉛、尿素、エタノールアミン等の発泡助剤を含有してもよい。これらは１種のみ用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
更に、高分子エマルジョン組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、難燃性フィラー、着色剤、固体潤滑剤、増粘剤、摩擦帯電時の極性を調整するための添加剤などを含有させることができる。
【００２３】
本発明のチューブローラは、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置などに組み込まれている、帯電ローラ、現像ローラ、クリーニングローラ等の事務機器用ローラとして好適に利用できる。
また、本発明のチューブローラにおける弾性多孔質層と樹脂チューブとの間の固定強度は、下記実施例と同様の方法により測定した場合に、８０〜１０００Ｎ、特に９０〜１０００Ｎ、更には１００〜１０００Ｎとすることができる。
更に、本発明のチューブローラにおける外径ふれの精度は、下記実施例と同様の方法により測定した場合に、チューブローラの外径の０．０５〜１％以内、特に０．０５〜０．５％以内、更には０．０５〜０．２５％以内とすることができる。
また、本発明のチューブローラを、帯電ローラ、現像ローラ等の導電性を必要とするローラとして用いる場合、芯材とチューブローラ表面との間の抵抗値は、１０４〜１０８Ω、特に１０４〜１０６Ωとすることができる。尚、この抵抗値は、下記実施例と同様の方法で測定した値である。
【００２４】
［２］チューブローラの製造方法
本発明のチューブローラを製造する方法は特に限定されないが、例えば、本発明の製造方法により製造することができる。
（１）塗布工程
上記「塗布工程」においては、芯材と、この芯材を被覆し且つ芯材に接着層を介して接着されている弾性多孔質層とを備えるローラ基体における弾性多孔質層の表面、及び樹脂チューブの内面のうちの少なくとも一方に、高分子エマルジョンと発泡剤とを含有する高分子エマルジョン組成物が塗布される。
【００２５】
上記「ローラ基体」は、上記「芯材」、上記「接着層」及び上記「弾性多孔質層」を備えるものであり、これらは前記の各説明をそのまま適用できる。
このローラ基体の製造方法は、特に限定されず、例えば、円筒状の弾性多孔質体を形成し、その後、接着剤を塗布した芯材を挿入し、弾性多孔質体と芯材とを接着することにより得ることができる。また、弾性多孔質体ブロックを形成し、芯材を挿通させるための孔を開け、その後、接着剤を塗布した芯材を挿入し、弾性多孔質体ブロックと芯材とを接着し、次いで、ローラ形状となるように外面を研磨等することにより得ることもできる。更に、仮シャフトを用いたモールド成形等により得ることもできる。
【００２６】
また、上記「樹脂チューブ」としては、前記の説明をそのまま適用できる。更に、上記「高分子エマルジョン組成物」は、上記「高分子エマルジョン」と上記「発泡剤」とを含有するものであり、これらも前記の各説明をそのまま適用できる。
この塗布工程において、高分子エマルジョン組成物はローラ基体における弾性多孔質層の表面、及び樹脂チューブの内面のうちの少なくとも一方に塗布される。この高分子エマルジョン組成物は少なくともローラ基体における弾性多孔質層の表面に塗布されることが好ましい。この場合、弾性多孔質層に高分子エマルジョン組成物が滲みこむため、ローラ基体を挿入しても必要な高分子エマルジョン組成物が押し出される心配がない。この際、従来のように発泡層が形成されない場合には、高分子エマルジョン組成物が樹脂チューブの内面と接しない場合があるが、本発明においては、この高分子エマルジョン組成物における重合体が発泡し、体積膨張することで発泡層が形成され、内方から適度な力で樹脂チューブを押圧することになり、樹脂チューブを強固に固定することができる。
【００２７】
また、高分子エマルジョン組成物の塗布方法は特に限定されず、例えば、スプレー塗布、ダイコート、ロールコート、浸漬塗布等が挙げられる。なかでも、塗布量の制御が容易であり、高分子エマルジョン組成物の粘度が比較的高くても均一に塗布することができ、且つ塗布後の余剰の組成物を除去したりする必要のない、スプレー塗布、ダイコートが好ましい。特に、スプレー塗布により高分子エマルジョン組成物を塗布する場合には、弾性多孔質層等の表面における開口部の凹凸の程度に関係なく、より均一に塗布することができ、弾性多孔質層の表面近傍のセル内に発泡層の一部がより入り込んだ形で発泡層が形成されるため、弾性多孔質層と樹脂チューブとを発泡層により強固に固定できるため好ましい。
この高分子エマルジョン組成物の塗布量は、この組成物を構成する成分等により適宜調整することができ、特に限定されるものではないが、弾性多孔質層表面１ｃｍ２当たり０．０１〜０．２ｇであることが好ましく、より好ましくは０．０２〜０．１ｇである。
【００２８】
（２）嵌合工程
上記「嵌合工程」においては、ローラ基体と樹脂チューブとが嵌め合わせられる。この場合、樹脂チューブを固定し、ローラ基体を挿入することにより嵌め合わせてもよいし、ローラ基体を固定し、樹脂チューブを被覆することにより嵌め合わせてもよい。更には、どちらも固定せず、ローラ基体と樹脂チューブと互いに嵌め合わせてもよい。
特に、本発明の製造方法においては、高分子エマルジョン組成物が潤滑剤の役割を果たしており、樹脂チューブの内径が弾性多孔質層の外径以下であっても、応力を低減させ、ローラ基体と樹脂チューブとを容易に嵌め合わせることができ、外径精度の高いチューブローラを製造できる。
【００２９】
（３）固定工程
上記「固定工程」においては、加熱により高分子エマルジョン組成物に含まれる重合体が発泡して発泡層が形成され、弾性多孔質層と樹脂チューブとがこの発泡層により固定される。特に、弾性多孔質層と樹脂チューブとは、発泡層により接着されていることが好ましい。
上記「発泡層」は、弾性多孔質層の表面近傍のセル内に入り込んだ形で形成されるため、弾性多孔質層と樹脂チューブとがこの発泡層を介することによって、より強固に固定される。更には、発泡により形成されているため、樹脂チューブの内側を適度な力で押圧することになり、樹脂チューブの内径が、弾性多孔質層の外径より僅かに大きくても、樹脂チューブを十分に固定することができる。更には、真円度の高くない樹脂チューブであっても、発泡圧により十分な張力が樹脂チューブに与えられるため、外径精度を向上させることができるとともに、強固に固定することができる。
更に、この発泡層が、接着性を有する重合体からなる場合には、樹脂チューブをより強固に固定することができる。
【００３０】
この発泡層の形成における加熱条件は、発泡層が形成される限り限定されないが、特に、発泡剤が分解又は膨張する温度よりも低い温度で加熱し、その後、発泡剤が分解又は膨張する温度以上で加熱して高分子エマルジョンに含まれる重合体を発泡させ、発泡層を形成することが好ましい。このように、予め発泡剤が分解又は膨張する温度よりも低い温度で加熱しておくことにより、高分子エマルジョンに含まれる水分が蒸発し、粘度が上昇するため、重合体が発泡する際にガス抜け等が生じず、良好な発泡層が形成される。
この発泡剤を分解又は膨張させる前の加熱温度及び加熱時間は、発泡剤の分解等が開始されなければ特に限定されず、高分子エマルジョン及び発泡剤の各々の種類等により適宜調整できる。通常、この加熱温度は、５０〜１５０℃であり、好ましくは８０〜１２０℃である。また、加熱時間は、通常、１〜１０分であり、好ましくは３〜１０分である。
更に、発泡剤を分解又は膨張させるため加熱する際の発泡温度及び発泡時間は、特に限定されず、高分子エマルジョン及び発泡剤の各々の種類等により適宜調整できる。通常、この発泡温度は、１００〜２００℃であり、好ましくは１２０〜１８０℃、より好ましくは１３０〜１７０℃である。また、発泡時間は、通常、０．５〜５分である。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明する。
［１］チューブローラの製造
実施例１
図２を用いて、実施例１のチューブローラ１の製造方法を説明する。
（１）ローラ基体の製造
芯材１１（直径；６ｍｍ、長さ；３５０ｍｍ、材質；ＳＵＭ２２）の表面に、厚さ２０μｍ程度となるようにエチレン酢酸ビニル系ホットメルト接着剤（乾燥後、接着層１２となる。）を塗布し、予めこの芯材１１を挿通させるために設けられた弾性多孔質体（軟質ウレタンフォーム、株式会社イノアックコーポレーション製、アスカＣ硬度；０．５°、セル数；７０個／２５ｍｍ、密度；５０ｋｇ／ｍ３、セル開口径；３０〜１００μｍ）の孔に、この芯材１１を挿通し、加熱して接着させた。その後、外面を研磨し、弾性多孔質層（長さ；２２０ｍｍ）１３を備えるローラ基体［直径；１７．９ｍｍ（外径公差；±０．２ｍｍ）］を製造した。
【００３２】
（２）高分子エマルジョン組成物の調製
エチレン酢酸ビニルエマルジョン（永和化成工業株式会社製、商品名「エマーセル」、固形分；４７％）１００質量部に、発泡剤（アゾジカルボンアミド、永和化成工業株式会社製、商品名「エマーセルＢＡ」）５質量部を添加し、ラボミキサーにより、６００ｒｐｍで３０分間攪拌し、高分子エマルジョン組成物を調製した。
【００３３】
（３）チューブローラの製造
（１）で得られた弾性多孔質層１３を備えるローラ基体を略水平状態にして両端を固定し、ローラ基体を電動モータにより６０ｒｐｍで回転させながら、ギヤポンプを用いた精密スプレー装置（ランズバーグ・インダストリー株式会社製、型式「ＲＩＦ−０．５−０２」）により弾性多孔質層１３の表面に、（２）で得られた高分子エマルジョン組成物（発泡後、発泡層１４となる。）を略均一の厚さとなるように塗布した（塗布量；５．５ｇ、０．０４４ｇ／ｃｍ２）。その際、弾性多孔質層の両端面にも塗布した。
その後、ローラ基体を取り外し、速やかに、治具で垂直に保持したポリイミドチューブ（外径；１８ｍｍ、厚さ；５０μｍ、長さ；２２０ｍｍ、グンゼ株式会社製）に嵌め合わせた。次いで、得られたローラをアルミニウム合金製のトレイに載せ、１２０℃に保たれた熱風循環式乾燥炉（以下、乾燥炉という。）で３分間乾燥した。その後、直ぐに１８０℃に保たれた乾燥炉に移して２分間加熱して発泡させた。次いで、８０℃に保たれた乾燥炉に移して１２時間追加乾燥し、更に室温で十分に放冷して、弾性多孔質層１３と樹脂チューブ１５とが発泡層１４を介することにより接着されたチューブローラ１を製造した。
【００３４】
実施例２
（１）高分子エマルジョン組成物の調製
エチレン酢酸ビニルエマルジョンを５０質量部、発泡剤を３質量部とし、更にポリウレタン水分散液（第一工業製薬株式会社製、商品名「スーパーフレックスＥ４７００」、固形分；４５％）５０質量部を加えたこと以外は、実施例１の（２）と同様にして高分子エマルジョン組成物を調製した。
（２）チューブローラの製造
上記（１）で得られた高分子エマルジョン組成物を用い、且つ樹脂チューブとして、内面をエキシマレーザで表面処理したＰＦＡチューブ（非熱収縮性、外径；１８ｍｍ、厚さ；３０μｍ、長さ；２２０ｍｍ、クラボウ株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１の（３）と同様にして、弾性多孔質層と樹脂チューブとが発泡層を介することにより接着されたチューブローラを製造した。
【００３５】
実施例３
（１）ローラ基体の製造
実施例１の（１）と同様にして、直径；９．８ｍｍ（外径公差；±０．２ｍｍ）のローラ基体を製造した。
（２）高分子エマルジョン組成物の調製
エチレン酢酸ビニルエマルジョン１００質量部及び発泡剤５質量部以外に、更に、発泡助剤（永和化成工業株式会社製、商品名「セルペーストＫ４」）５質量部、導電性フィラー（水系カーボンブラック分散液、御国色素株式会社製、商品名「ＨＦＣブラック１２８０２」、固形分；３５％）３０質量部、及び純水１０質量部を配合したこと以外は、実施例１の（２）と同様にして高分子エマルジョン組成物を調製した。
（３）チューブローラの製造
上記（２）で得られた高分子エマルジョン組成物を用い、且つ樹脂チューブとして、導電性ポリアミド１２チューブ［外径；１０．１ｍｍ、厚さ；１００μｍ、長さ；２２０ｍｍ、抵抗値；１．２×１０６Ω（１０Ｖ）］を用いたこと以外は、実施例１の（３）と同様にして、ローラ基体を樹脂チューブに嵌め合わせた。その後、得られたローラをアルミニウム合金製のトレイに載せ、１２０℃に保たれた乾燥炉で３分間乾燥した。次いで、直ぐに１４０℃に保たれた乾燥炉に移して１０分間加熱して発泡させた。その後、８０℃に保たれた乾燥炉に移して１２時間追加乾燥し、更に室温で十分に放冷して、弾性多孔質層と樹脂チューブとが発泡層を介することにより接着された導電性を有するチューブローラを製造した。
尚、チューブローラを、２３℃、相対湿度５５％の雰囲気下で１２時間静置し、芯材の両端に各々２００ｇのおもりを取り付け、１００Ｖの電圧を１５秒間印加して、芯材とローラ表面との間の抵抗値を測定したところ、１．１×１０５Ωであった。
【００３６】
比較例１（弾性多孔質層と樹脂チューブとが発泡層により固定されていないチューブローラ）
発泡剤及び発泡助剤を用いなかったこと以外は、実施例３の（２）と同様にして高分子エマルジョン組成物を調製し、この高分子エマルジョン組成物を用いたこと以外は、実施例３の（３）と同様にして、チューブローラを製造した。
【００３７】
比較例２（弾性多孔質層と樹脂チューブとが発泡層により固定されていないチューブローラ）
実施例１の（１）と同様にして、直径；１０．３ｍｍ（外径公差；±０．２ｍｍ）のローラ基体を製造し、このローラ基体を用いたこと以外は、比較例１と同様にして、チューブローラを製造した。
【００３８】
［２］チューブローラの性能評価
実施例１〜３、及び比較例１、２のチューブローラにおける、固定強度及び外径ふれを下記の方法により測定した。その結果を表１に示す。尚、この結果は、各チューブローラをそれぞれ５本ずつ用いて行った際の平均値である。また、比較例２においては、樹脂チューブを嵌め合わせた際に、５本のうちの２本において、挫屈が発生し、折れ目が付いてしまったため、３本の平均値を表１に示した。
（１）固定強度
樹脂チューブの一方の端部が芯材の端部よりも手前に配置されるように、樹脂チューブ及び弾性多孔質層における軸方向の各々の中心を一方にずらして、樹脂チューブとローラ基体とを嵌め合わせたこと以外は、各実施例及び各比較例と同様の方法により製造された各チューブローラを用意し、引張試験機（株式会社島津製作所製、型式「ＡＧＳ−Ｊ」）により、芯材の端部より手前に配置された樹脂チューブの端部と、反対側の芯材の端部とを固定して芯材を引き抜き、固定強度を測定した。
（２）外径ふれ
各チューブローラの軸方向における３箇所（ローラ中央、及び樹脂チューブの両端より１５ｍｍ内側）の外径をレーザーマイクロメータ（株式会社ミツトヨ製、型式「ＬＳＭ−６０００」）により測定し、その平均値を求めた。
【００３９】
【表１】
2004233579.tif 000003
【００４０】
［３］実施例の効果
表１によれば、弾性多孔質層と樹脂チューブとが発泡層を介することにより固定されていない比較例１では、固定強度が６５Ｎと小さく、且つ外径ふれが０．０９７ｍｍと大きかった。
弾性多孔質層と樹脂チューブとが発泡層を介することにより固定されていない比較例２では、比較例１よりも外径の大きなローラ基体を用いたため、樹脂チューブを嵌め合わせた際に、５本のうちの２本において、挫屈が発生し、折れ目が付いてしまった。また、挫屈等が発生しなかった３本においては、比較例１よりも外径の大きなローラ基体を用いているため、固定強度が２７４Ｎであった。更に、外径ふれは０．０８６ｍｍであり、比較例１と比べると多少向上していた。しかし、まだ十分と言える外径精度ではなかった。
【００４１】
これに対して、実施例１〜３のチューブローラでは、発泡層による弾性多孔質層と樹脂チューブとの固定強度が１１０〜２２３Ｎと大きく、且つ外径ふれが０．０２６〜０．０３９ｍｍと小さかった。
特に、実施例３においては、比較例２よりも外径の小さいローラ基体を用いているにも関わらず、外径ふれが０．０３９ｍｍと小さかった。また、固定強度においても、２２３Ｎと大きく、弾性多孔質層と樹脂チューブとが強固に固定されていた。
以上のことより、実施例のチューブローラは、弾性多孔質層と樹脂チューブとが発泡層を介することで強固に固定されており、且つ外径ふれの小さいものであることが分かった。
【００４２】
【発明の効果】
本発明のチューブローラは、発泡層により強固に固定された樹脂チューブを備え、且つ外径ふれが小さいチューブローラであるため、事務機器用ローラとして好適に利用することができる。
本発明のチューブローラの製造方法によれば、発泡層により強固に固定された樹脂チューブを備え、且つ外径ふれの小さいチューブローラを容易に製造することができる。
また、塗布方法をスプレー塗布とした場合には、弾性多孔質層等の表面における開口部の凹凸の程度に関係なく、より均一に塗布することができ、弾性多孔質層と樹脂チューブとを発泡層により強固に固定できる
【図面の簡単な説明】
【図１】チューブローラの外観を示す斜視図である。
【図２】チューブローラの端部における長さ方向の断面を説明する模式図である。
【符号の説明】
１；チューブローラ、１１；芯材、１２；接着層、１３；弾性多孔質層、１４；発泡層、１５；樹脂チューブ。
【図１】
2004233579.tif 000004
【図２】
2004233579.tif 000005