(57)【要約】  圧接痕に起因する画像不良の発生を抑制した導電性ローラを提供する。  軸４の外周に複数層の樹脂層が設けられている導電性ローラである。樹脂層が、内周側から少なくとも基層１および表層３を有し、複数層の樹脂層の温度４０℃における損失正接ｔａｎδがすべて０．２以下であり、かつ、複数層の樹脂層のうち少なくとも一組の隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足する。
2017221907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸の外周に複数層の樹脂層が設けられている導電性ローラにおいて、
前記樹脂層が、内周側から少なくとも基層および表層を有し、前記複数層の樹脂層の温度４０℃における損失正接ｔａｎδがすべて０．２以下であり、かつ、該複数層の樹脂層のうち少なくとも一組の隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足することを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】
前記複数層の樹脂層のすべての隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足する請求項１記載の導電性ローラ。
【請求項３】
前記樹脂層が、内周側から少なくとも基層、中間層および表層を有する請求項１または２記載の導電性ローラ。
【請求項４】
前記複数層の樹脂層のすべての隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ＜Ｇ’ｉの関係を満足する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の導電性ローラ。
【請求項５】
前記表層が、ポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が１０００〜５０００であるポリオール成分を用いたポリウレタン樹脂を主成分とする請求項１〜４のうちいずれか一項記載の導電性ローラ。
【請求項６】
前記表層の弾性率が１〜３０ＭＰａ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。
【請求項７】
前記中間層の弾性率が１〜５０ＭＰａである請求項１〜６のうちいずれか一項記載の導電性ローラ。
【請求項８】
前記基層の弾性率が１〜１００ＭＰａである請求項１〜７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、複写機やプリンタ等の画像形成装置における画像形成プロセスに用いられる導電性ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、帯電ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、現像ローラ、クリーニングローラ、給紙ローラ、定着用の加圧ローラ等の各種導電性ローラが用いられている。このような導電性ローラは、一般に、シャフト（芯金）の外周に、ゴム材料や樹脂材料からなる基層を担持させた構造を基本構造とする。【０００３】
また、導電性ローラの用途によって、求められる性能を満足させるために、基層上に、さらに、１層以上の層を設けることが行われている。例えば、特許文献１には、導電性基体と、その上に積層される第１の導電性弾性層および第２の導電性弾性層とを有する帯電ローラにおいて、ポチ画像およびスジ画像の抑制を目的として、第１，第２の導電性弾性層の構成を規定するとともに、第２の導電性弾性層の反発弾性率を、第１の導電性弾性層の反発弾性率よりも大きく規定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４１３８６号報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、画像形成装置内で、導電性ローラが他の部材に押し付けられた状態で保持されると、押し付けられた場所に圧接痕が残り、圧接痕の部分がローラとして十分に機能せず、印字の際に画像不良が発生する場合があった。このように、荷重を除去した後に残留する圧接痕としての永久歪を、「Ｃ−セット」という。【０００６】
これに対し、従来、特許文献１に開示されているように、ローラの表面に位置する層の弾性率を高くして、すなわち、表面の層を硬くすることで、圧接痕が形成されにくくする技術が知られているが、圧接痕の改善は十分なものではなかった。特に近年、印刷速度の高速化に伴い、当接部が画像不良として表れやすくなっているため、この問題の解消が求められていた。【０００７】
そこで本発明の目的は、圧接痕に起因する画像不良の発生を抑制した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】
【０００８】
本発明者らは鋭意検討した結果、ローラを構成する各層の損失正接ｔａｎδの値、および、各層間での弾性率の関係を所定に規定することで、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。【０００９】
すなわち、本発明は、軸の外周に複数層の樹脂層が設けられている導電性ローラにおいて、前記樹脂層が、内周側から少なくとも基層および表層を有し、前記複数層の樹脂層の温度４０℃における損失正接ｔａｎδがすべて０．２以下であり、かつ、該複数層の樹脂層のうち少なくとも一組の隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足することを特徴とするものである。【００１０】
本発明のローラにおいては、前記複数層の樹脂層のすべての隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足することが好ましい。また、前記樹脂層が、内周側から少なくとも基層、中間層および表層を有するものとすることができる。【００１１】
さらに、本発明のローラにおいては、前記複数層の樹脂層のすべての隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ＜Ｇ’ｉの関係を満足することがより好ましい。【００１２】
さらにまた、本発明のローラにおいては、前記表層が、ポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が１０００〜５０００であるポリオール成分を用いたポリウレタン樹脂を主成分とすることが好ましい。さらにまた、本発明のローラにおいて、前記表層の弾性率は好適には１〜３０ＭＰａであり、前記中間層の弾性率は好適には１〜５０ＭＰａであり、前記基層の弾性率は好適には１〜１００ＭＰａである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、圧接痕に起因する画像不良の発生を抑制した導電性ローラを実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の導電性ローラの一例を示す軸方向に直交する方向の拡大断面図である。
【図２】本発明の導電性ローラの他の例を示す軸方向に直交する方向の拡大断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の一例の部分断面図である。
【図４】実施例における評価方法に係る説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１，２に、本発明の導電性ローラの一例の軸方向に直交する方向の拡大断面図を示す。図示するように、本発明の導電性ローラは、軸４の外周に複数層、例えば２〜４層、図１では３層、図２では２層の樹脂層が設けられてなる。本発明のローラにおいて、樹脂層としては、内周側から少なくとも基層１および表層３を有することが必要であり、好ましくは図１に示すように、内周側から少なくとも基層１、中間層２および表層３を有するものとする。
【００１６】
本発明においては、複数層の樹脂層の温度４０℃における損失正接ｔａｎδがすべて０．２以下であり、かつ、複数層の樹脂層のうち少なくとも一組の隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足する点が重要である。すべての樹脂層について、上記損失正接ｔａｎδを０．２以下としたことで、各樹脂層の復元性が高くなるので、一旦痕がついても、凹みが戻りやすくなって、画像不良に影響を及ぼすような永久歪としての圧接痕をつきにくくすることができる。また、従来技術のように表面の層が硬い場合、内側に存在する基層や中間層が圧縮された状態から戻ろうとしても、硬い表層がそれを阻害すると考えられるが、本発明においては、複数層の樹脂層のうち少なくとも一組の隣接する２つの層間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足するものとしたことで、表面の層と内側に存在する層との弾性のバランスを取ることができ、内側の層が凹んだ状態から回復することが阻害されなくなって、結果として圧接痕を抑制することができるものとなる。特に、本発明によれば、温度４０℃，９５％ＲＨの高温多湿環境下において、ローラを他部材と圧接した状態で長期間放置したような場合でも、ローラにおけるＣ−セットの発生を抑制することができ、画像不良の発生を抑制することができる。
【００１７】
本発明において、上記樹脂層の温度４０℃における損失正接ｔａｎδは、０．２以下であることが必要であり、好ましくは０．１５以下である。ここで、損失正接ｔａｎδ＝損失弾性率Ｇ”／貯蔵弾性率Ｇ’で規定される。
【００１８】
ここで、樹脂層の弾性率Ｇ’ｏ，Ｇ’ｉは引張貯蔵弾性率である。本発明において、損失正接ｔａｎδおよび弾性率Ｇ’ｏ，Ｇ’ｉは、ＪＩＳ  Ｋ７２４４−４に規定される引張振動非共振法に基づく粘弾性試験により測定することができる。なお、樹脂層同士の弾性率がＧ’ｏ＝Ｇ’ｉであるとは、弾性率の誤差範囲を含むとの意味であり、具体的には、±１０％の範囲は、弾性率が同じであるとみなす。
【００１９】
本発明において好ましくは、複数層の樹脂層のすべての隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足するものとする。これにより、表層の弾性率が最も小さく、すなわち、柔らかくなるので、内側の層が凹んだ状態から回復することが、より阻害されなくなって、結果として圧接痕を抑制する効果をより向上することができる。
【００２０】
ここで、本発明において、複数層の樹脂層のすべての隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ≦Ｇ’ｉの関係を満足するとは、以下のような意味である。すなわち、例えば、図１に示すように、樹脂層が基層１、中間層２および表層３の３層からなる場合、基層１の弾性率Ｇ’１、中間層２の弾性率Ｇ’２および表層３の弾性率Ｇ’３は、Ｇ’２≦Ｇ’１、かつ、Ｇ’３≦Ｇ’２の関係を満足する。また、例えば、図２に示すように、樹脂層が基層１および表層３の２層からなる場合、基層１の弾性率Ｇ’１および表層３の弾性率Ｇ’３は、Ｇ’３≦Ｇ’１の関係を満足する。
【００２１】
本発明において好ましくは、複数層の樹脂層のすべての隣接する２つの層について、外周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｏと内周側に位置する層の弾性率Ｇ’ｉとの間でＧ’ｏ＜Ｇ’ｉの関係を満足するものとする。すなわち、本発明においては、複数の樹脂層のそれぞれの弾性率が、最も内側に位置する基層１から最も外側に位置する表層３に向かい、漸次小さくなっていることが好ましい。このように規定することで、より確実にＣ−セットの発生を抑制して、画像不良の発生を効果的に抑制することができる。
【００２２】
本発明において、複数層の樹脂層のそれぞれの具体的な弾性率の値については、特に制限されないが、例えば、基層１の弾性率は、好適には１〜１００ＭＰａであり、より好適には、１０〜３０ＭＰａである。また、中間層２の弾性率は、好適には１〜５０ＭＰａであり、より好適には、１０〜３０ＭＰａである。さらに、表層３の弾性率は、好適には１〜３０ＭＰａであり、より好適には、１〜１５ＭＰａである。
【００２３】
本発明においては、軸４の外周に設けられた複数層の樹脂層について、上記力学物性に係る条件を満足するものであれば、本発明の所期の効果を得ることができる。本発明においては、それ以外のローラの材料および構造等については特に制限はなく、所望に応じ、常法に従い適宜選定することができる。例えば、本発明においては、層間の接着性の確保の目的で、各層の間に、接着層を適宜設けてもよい。
【００２４】
軸４としては、良好な導電性を有するものである限り特に制限はなく、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフト、良導電性のプラスチック製シャフト等を用いることができる。
【００２５】
軸４の外周に設けられる基層１は、発泡体から形成することができ、具体的には例えば、エーテル系やエステル系などのポリウレタン、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）およびこれらの混合物等のエラストマーにより形成できる。基層１を形成する材料としては、これらのエラストマーの中でも、ポリウレタンを用いることが好ましい。
【００２６】
基層１を構成する発泡体は、上記エラストマーを、発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させるなどすることにより、形成できる。ここで、基層１を構成する発泡体の発泡倍率は１．５〜５０倍の範囲が好ましく、密度は０．０５〜０．９ｇ／ｃｍ３の範囲が好ましい。
【００２７】
また、基層１を構成する発泡体の気泡を独立気泡とすることで、圧縮永久歪性能が向上するため、発泡体中の気泡は独立気泡であることが好適である。ここで、発泡体の気泡を独立気泡とするには、上記エラストマーの原料を機械的撹拌により発泡させて発泡体とする手法が好適に採用される。
【００２８】
基層１には、電子導電剤やイオン導電剤等の導電剤を配合して、導電性を調整することができる。電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープ酸化スズ、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウィスカー、黒鉛ウィスカー、炭化チタンウィスカー、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、導電性酸化チタンウィスカー、導電性酸化亜鉛ウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。
【００２９】
また、イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。上記導電剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよく、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせてもよい。
【００３０】
このうち電子導電剤の配合量は、基層を構成する樹脂成分１００質量部に対して、好適には１〜５０質量部、より好適には５〜４０質量部の範囲である。また、イオン導電剤の配合量は、基層を構成する樹脂成分１００質量部に対して、好適には０．０１〜１０質量部、より好適には０．０５〜５質量部である。基層１は、導電剤の配合により、その抵抗値を１０３〜１０１０Ωｃｍとすることが好ましく、１０４〜１０８Ωｃｍとすることがより好ましい。基層１の抵抗値が１０３Ωｃｍ未満では、電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧によりローラ自体が破壊する場合があり、１０１０Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。
【００３１】
基層１には、エラストマーをゴム状物質とするために、必要に応じて、有機過酸化物等の架橋剤や硫黄等の加硫剤を含有させてもよく、また、加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を含有させてもよい。さらに、基層１には、充填剤、しゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等の各種ゴム用配合剤を含有させてもよい。
【００３２】
基層１の厚みは、特に制限されるものではないが、例えば、１．０〜５．０ｍｍとすることができ、好適には１．０〜３．０ｍｍとする。
【００３３】
基層１の外周には、直接または中間層２を介して、表層３を設ける。本発明において、表層３は、基層１よりも弾性率が低いことが好ましいので、表層３を形成する樹脂成分としては、反発弾性に優れ、使用環境で柔軟となる、ウレタンなどの低Ｔｇ材料を用いることが好適であり、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が１０００〜５０００であるポリオール成分を用いたポリウレタン樹脂を主成分とすることが好ましい。具体的には例えば、ラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を、好適に用いることができる。ラクトン変性ポリオールは、ポリオールの末端をε−カプロラクトン等のラクトンで変性して製造することができ、市販品を利用することもできる。また、導電性ローラに適用した際の圧縮永久歪性能と耐トナー融着性とを両立させる観点から、ラクトン変性ポリオールは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が、１０００〜５０００であることが好ましく、１０００〜３０００であることがより好ましく、また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比で表される分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が、２．５以下であることが好ましく、２．０以下であることがより好ましい。
【００３４】
ラクトンで変性されるポリオールとしては、グリセリン等にエチレンオキシドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合させたポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレングリコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。
【００３５】
また、ラクトン変性ポリオールを架橋するポリイソシアネートは、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００３６】
表層３には、さらに、ラクトン変性ポリオールとポリイソシアネートとの架橋反応を促進するための触媒を含有させることができる。かかる触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズチオカルボキシレート、ジブチルスズジマレエート、ジオクチルスズチオカルボキシレート、オクテン酸スズ等の有機スズ化合物；オクテン酸鉛等の有機鉛化合物；トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類；テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類；ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類；トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類；ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類；ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類等が挙げられる。これら触媒の中でも、有機スズ化合物が好ましい。これら触媒は、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。上記触媒の使用量は、ポリオール１００質量部に対して０．００１〜２．０質量部の範囲が好ましい。
【００３７】
また、表層３には、導電剤を配合して、導電性を調整することができる。かかる導電剤としては、基層１について挙げたのと同様のものを用いることができる。
【００３８】
表層３における導電剤の配合量は、イオン導電剤の場合には、樹脂成分１００質量部に対し２０質量部以下が好ましく、０．０１〜２０質量部の範囲がより好ましく、１〜１０質量部の範囲がさらに好ましい。一方、電子導電剤の場合には、樹脂成分１００質量部に対し１〜７０質量部の範囲が好ましく、５〜５０質量部の範囲がより好ましい。表層３の体積抵抗値は、上記導電剤の添加により、１０３〜１０１０Ω・ｃｍの範囲になるように調整されることが好ましく、１０４〜１０８Ω・ｃｍの範囲になるように調整されることがより好ましい。
【００３９】
表層３の厚みは、特に制限されるものではないが、３０μｍ以下であることが好ましく、１〜１５μｍの範囲がより好ましい。表層３の厚みが３０μｍを超えると、表層３が硬くなって柔軟性が損なわれる場合があり、耐久性が低下して、使用によりクラックが発生したり、トナーにダメージを与えて、感光ドラムや成層ブレードへのトナーの固着が発生し、画像不良となるおそれがある。
【００４０】
基層１と表層３との間には、導電性の調整やトナーへのダメージの低減等の目的で、中間層２を設けることができる。中間層２は、１層で設けても、２層以上で設けてもよい。なお、中間層２が２層以上の場合は、本発明の所期の効果を得るために、内周側に位置する中間層の弾性率と、外周側に位置する中間層の弾性率とが、本発明の条件を満足することが好ましい。
【００４１】
中間層２は、ゴム系、ウレタン系およびアクリル系のうちから選択されるいずれか１種または２種以上の水系樹脂を用いて、好適に形成することができる。ゴム系としては、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のラテックス、ウレタン系としては、エーテル系、エステル系等のエマルジョンやディスパージョン、アクリル系としては、アクリル、アクリルスチレン等のエマルジョンを好適に用いることができる。
【００４２】
中間層２の総厚みは、例えば、１０〜５００μｍとすることができ、好適には３０〜３５０μｍとする。
【００４３】
表層３、および、必要に応じ設けられる中間層２の形成方法は、特に限定されるものではなく、各層を構成する各成分を含む塗料組成物を調製して、この塗料組成物を、ディッピング法やスプレー法、ロールコート法等の公知の塗工方法により、基層１または中間層２の表面上に塗布した後、１００〜１２０℃にて２０〜１２０分間加熱して硬化させる方法が好ましく用いられる。
【００４４】
図３に、本発明に係る画像形成装置の一例の部分断面図を示す。本発明のローラは、図示するような画像形成装置において使用することができ、特に、帯電ローラとして有用である。本発明のローラを図示するような画像形成装置において帯電ローラとして使用することで、特に、高温多湿環境下において長期間放置した場合に、ローラが感光ドラム等の他部材と圧接していた部分におけるＣ−セットの発生を抑制することができ、画像不良の発生を抑制する効果が得られる。
【００４５】
図示する本発明の画像形成装置には、静電潜像を保持する感光ドラム等の画像形成体２１と、この画像形成体２１に当接して表面に担持したトナー２０を付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラ２２と、この現像ローラ２２にトナー２０を供給するトナー供給ローラ２３とが設けられており、トナー２０を、トナー収容部２４から、トナー供給ローラ２３および現像ローラ２２を介して画像形成体２１まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。
【００４６】
図示する画像形成装置においては、帯電ローラ２５によって、画像形成体２１が一定電位に帯電した後、露光器（図示せず）により、画像形成体２１上に静電潜像が形成される。次に、トナー供給ローラ２３と、現像ローラ２２と、画像形成体２１とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ２３上のトナー２０が現像ローラ２２を経て画像形成体２１に送られる。現像ローラ２２上のトナー２０は、成層ブレード２６により均一な薄層に整えられ、現像ローラ２２と画像形成体２１とが接触しながら回転することにより、トナー２０が現像ローラ２２から画像形成体２１の静電潜像に付着し、潜像が可視化される。潜像に付着したトナー２０は、転写ローラ２７等の転写部材により紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に画像形成体２１上に残留するトナー２０は、クリーニング部２８のクリーニングブレード２９によって除去される。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
図１に示すような、軸の外周に、基層、中間層および表層が順次設けられた導電性ローラを、下記の表中に示す条件に従い、作製した。【００４８】
（実施例１）
トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とポリエーテルポリオールとから合成したウレタンプレポリマー１００質量部と、アセチレンブラック２質量部とを混合して、アセチレンブラックが分散したウレタンプレポリマーを調製し、これをＡ成分とした。一方、水酸基を１分子内に４つ有するポリオール（エクセノール３８５ＳＯ、旭硝子（株）製）３０質量部と、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）０．１質量部とを７０℃に加熱しながら混合し、さらにポリエーテル変性シリコーンオイル（整泡剤）４．５質量部と、ジブチルスズジラウレート（触媒）０．２質量部とを混合して混合物を調製し、これをＢ成分とした。【００４９】
次に、上記Ａ成分とＢ成分とをメカニカルフロス法により密度が０．７５ｇ／ｃｍ３、ポリオール成分（Ｂ成分）に対するウレタンプレポリマー成分（Ａ成分）の当量比が１．０５になるように発泡を行い、さらに、軸（材質：硫黄快削鋼，外径６ｍｍ）をセットした円筒形状の金型に注入し、ＲＩＭ成形によって、発泡ポリウレタンからなる基層を外径８．５ｍｍにて形成した。【００５０】
次に、水分散ポリウレタンエマルジョン（スーパーフレックス３００、第一工業製薬（株）製）と水分散カーボンを導電剤として塗料を調製し、上記基層上に塗布し、中間層を厚み１００μｍにて形成した。【００５１】
次に、ポリオール成分としてポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が２０００のポリカプロラクトンジオール（プラクセル２２０ＡＬ、（株）ダイセル製）１００質量部に対し、ポリイソシアネート成分（エクセルハードナーＨＸ、亜細亜工業（株）製）３０質量部、さらに所定の表面性を得ることを目的にウレタン微粒子（アートパールＣ−６００、根上工業（株）製）１０質量部を配合した塗料組成物を、上記中間層上に塗布し、１２０℃１時間で加熱して硬化させることにより、表層を厚み１０μｍにて形成した。
このようにして、実施例１の供試ローラを作製した。【００５２】
（実施例２）
基層作製時のＢ成分に用いたポリオールとして、水酸基を１分子内に３つ有するポリオール（エクセノール４３０、旭硝子（株）製）を３０質量部用いた点と、Ａ成分とＢ成分とのメカニカルフロス法による密度を０．５５ｇ／ｃｍ３に変更し、また、表層作製時のポリオール成分をポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が２０００のポリテトラメチレングリコール（ＰＴＧ−Ｌ２０００、保土ヶ谷化学（製））１００質量部に変更した以外は、実施例１と同様の材料、製法で供試ローラを作製した。【００５３】
（比較例１）
表層作製時の樹脂成分としてフルオロエチレン／ビニルエーテル交互共重合体（ルミフロンＬＦ２００、旭硝子（株）製）を用い、ポリイソシアネート成分（エクセルハードナーＨＸ、亜細亜工業（株）製）を４０質量部配合した以外は、実施例２と同様の材料、製法で供試ローラを作製した。【００５４】
（実施例３）
基層作製時のＢ成分に用いたポリオールとして、水酸基を１分子内に３つ有するポリオール（エクセノール４３０、旭硝子（株）製）を３０質量部用いた点と、Ａ成分とＢ成分とのメカニカルフロス法による密度を０．５５ｇ／ｃｍ３に変更した以外は、実施例１と同様の材料、製法で供試ローラを作製した。【００５５】
（実施例４）
基層作製時のポリオール成分（Ｂ成分）に対するウレタンプレポリマー成分（Ａ成分）の当量比を１．１８に変更した。また、中間層の水分散ポリウレタンエマルジョンとしてスーパーフレックス４７０（第一工業製薬（株）製）を用い、表層成分のポリイソシアネート成分（エクセルハードナーＨＸ、亜細亜工業（株）製）を４５質量部に変更した以外は、実施例１と同様の材料、製法で供試ローラを作製した。【００５６】
（比較例２）
基層作製時のポリオール成分（Ｂ成分）に対するウレタンプレポリマー成分（Ａ成分）の当量比を１．３０に変更した。また、中間層の水分散ポリウレタンエマルジョンとしてスーパーフレックス６５０（第一工業製薬（株）製）を用い、表層成分のポリイソシアネート成分（エクセルハードナーＨＸ、亜細亜工業（株）製）を６０質量部に変更した以外は、実施例１と同様の材料、製法で供試ローラを作製した。【００５７】
（損失正接ｔａｎδおよび弾性率Ｇ’の測定）
各実施例および比較例の供試ローラについて、ＪＩＳ  Ｋ７２４４−４に規定される引張振動非共振法に基づく粘弾性試験により、温度４０℃の環境下で、基層、中間層および表層のそれぞれの損失正接ｔａｎδおよび弾性率Ｇ’を測定した。具体的には、各実施例および比較例の供試ローラの基層、中間層および表層のそれぞれについて、塗料を所定のサイズの型に滴下、硬化させることにより試験片を作製し、測定装置として（株）オリエンテック製の動的粘弾性自動測定機ＤＤＶ−０１ＦＰ−Ｗを用いて、各試験片を引っ張り振動用治具に固定し、１Ｈｚの周波数で応力をかけて、測定を行った。【００５８】
（凹み量の評価）
図４に示すように、各供試ローラ３０を、画像形成体としての感光ドラム３１に当接させた状態で配置し、各供試ローラの両端の軸に対し荷重Ｗとして５００ｇを負荷して、温度４０℃湿度９５％ＲＨの環境下で３０日間放置し、その後、温度２３℃湿度５３％ＲＨの常温常湿環境下で２４時間放置した後、荷重を除去し、直ちに測定を行い、凹み量を評価した。なお、凹み量の測定は、ローラを回転させながらレーザー測定機でローラ外径を測定することにより実施した。【００５９】
（画像評価）
凹み量の評価後の供試ローラを、市販のプリンタに帯電ローラとして組み込んで、温度２３℃湿度５３％ＲＨの常温常湿環境下で画像評価を行った。画像評価結果は以下の基準でＡ〜Ｅにランク付けした。
Ａ：Ｃセット跡が画像に全く発生せず、実用上問題なし。
Ｂ：Ｃセット跡が画像上にわずかに発生するが、実用上問題なし。
Ｃ：Ｃセット跡が画像上に発生するが、実用上問題なし。
Ｄ：Ｃセット跡が画像上に発生し、実用上問題となる。
Ｅ：Ｃセット跡が画像上に顕著に発生し、実用上問題となる。 【００６０】
これらの結果を、下記の表中に示す。【００６１】
【表１】
2017221907.tif 000003
【００６２】
上記表中に示すように、複数層の樹脂層の損失正接ｔａｎδおよび弾性率が所定の条件を満足する本発明のローラにおいては、凹み量を抑制することができ、これに起因する画像不良の発生についても抑制できることが確かめられた。
【符号の説明】
【００６３】
１  基層
２  中間層
３  表層
４  軸
２０  トナー
２１  画像形成体
２２  現像ローラ
２３  トナー供給ローラ
２４  トナー収容部
２５  帯電ローラ
２６  成層ブレード
２７  転写ローラ
２８  クリーニング部
２９  クリーニングブレード
３０  供試ローラ
３１  感光ドラム
【図１】
2017221907.tif 000004
【図２】
2017221907.tif 000005
【図３】
2017221907.tif 000006
【図４】
2017221907.tif 000007
【国際調査報告】
2017221907.tif 000008
2017221907.tif 000009
2017221907.tif 000010
2017221907.tif 000011