(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエルドラインが発生しない導電部材の製造方法および現像ローラーを提供する。【解決手段】金型を用いて軸芯体１１４ａの外周上に導電性弾性層１１４ｂを形成し、該導電性弾性層の外周上に被覆層１１４ｃを形成する導電性部材の製造方法において、該導電性弾性層形成材料が２液混合型液状シリコーンゴムであり、該２液を金型に注入する前に、該２液間の圧力差を０．５ＭＰａ以下とし、かつ該２液の体積量の差を３ｃｃ以下としてスタティックミキサーに流し込み、該スタティックミキサーにより混合する混合工程と、次いで該導電性弾性層形成材料を該金型へ圧送し注入する圧送・注入工程を含むことを特徴とする導電性部材の製造方法および現像ローラー。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を用いて軸芯体の外周上に導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する導電性部材の製造方法において、該導電性弾性層形成材料が２液混合型液状シリコーンゴムであり、該２液を金型に注入する前に、該２液間の圧力差を０．５ＭＰａ以下とし、かつ該２液の体積差を３ｃｃ以下としてスタティックミキサーに流し込み、該スタティックミキサーにより混合する混合工程と、次いで該導電性弾性層形成材料を該金型へ圧送し注入する圧送・注入工程を含むことを特徴とする導電性部材の製造方法。
【請求項２】
該２液混合用スタティックミキサーに流れ込む該２液間の線速度差が０．０２ｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性部材の製造方法。
【請求項３】
該液状シリコーンゴムが付加反応架橋型液状シリコーンゴムから形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法により製造された導電性部材であることを特徴とする画像形成装置用現像ローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、ファクシミリおよび複写機等の電子写真方式を採用した画像形成装置における現像、帯電、転写、クリーニング、除電等に用いる導電性部材の製造方法および該方法により製造された現像ローラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
金型によって合成樹脂を成形する場合、金型忠実度の高い成形品が得られることを期待するが、現実には、合成樹脂の溶融状態における体積と冷却固化状態における体積との差、ないしは冷却時における成形品内の不均一な温度分布によって、必ずしも金型通りの成形品が得られないのが通常である。
【０００３】
例えば、射出成形法は複雑な形状のものが容易に成形されること、生産性が高いことなどの特徴があるために、高精度で量産することが要請される電子機器や精密機器の複雑な形状の部品から日常雑貨製品までの広い範囲の物品が射出成形法によって作成されている。しかし、従来の射出成形では、樹脂が溶融状態から冷却状態へ移る時の体積収縮によって、ヒケの発生は避けられない。特に、部分的に厚肉部の裏面または表面にヒケが集中しやすい。また、金型内で流動する溶融樹脂が合流する箇所では樹脂同士の融着が不完全となってウエルドラインが発生する。
【０００４】
成形品の表面に生じたヒケやウエルドラインは商品価値を著しく低下させるほか、必要な成形精度を低下させる場合もあるので、従来から種々の対策がとられている。
【０００５】
従来の技術としては、ウエルドラインの発生を防止するために、ウエルドラインの発生箇所に対応して加熱装置、冷却装置を設けた金型が開示されている（例えば特許文献１参照）。また、金型内の溶融樹脂の一部に剪断力を加える方法（例えば特許文献２参照）、流動中の樹脂に超音波を加える方法（例えば特許文献３参照）が開示されている。しかし、これらの金型は特別な機器、装置の設置を必要とするにも係らず、その効果は満足する程度に至っていない。
【特許文献１】特開昭５１−２２７５９号公報
【特許文献２】特開平３−２７４１２７号公報
【特許文献３】特開平４−９０３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、金型内に注入された液状ゴム材料の合流によるウエルドラインや注入穴近傍での形状の異常のない導電性部材の製造方法および該方法により製造された現像ローラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は以下の構成により達成される。
【０００８】
（１）金型を用いて軸芯体の外周上に導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する導電性部材の製造方法において、該導電性弾性層形成材料が２液混合型液状シリコーンゴムであり、該２液を金型に注入する前に、該２液間の圧力差を０．５ＭＰａ以下とし、かつ該２液の体積差を３ｃｃ以下としてスタティックミキサーに流し込み、該スタティックミキサーにより混合する混合工程と、次いで該導電性弾性層形成材料を該金型へ圧送し注入する圧送・注入工程を含むことを特徴とする導電性部材の製造方法。
【０００９】
（２）該２液混合用スタティックミキサーに流れ込む該２液間の線速度差が０．０２ｍ／ｓ以下であることを特徴とする（１）の導電性部材の製造方法。
【００１０】
（３）該液状シリコーンゴムが付加反応架橋型液状シリコーンゴムから形成されることを特徴とする（１）または（２）の導電性部材の製造方法。
【００１１】
（４）  （１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法により製造された導電性部材であることを特徴とする画像形成装置用現像ローラー。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２液性等量液状シリコーンゴムを用いて導電性弾性層を形成する場合、２液間の圧力差および体積差（供給量差）を上述したような範囲にすることで、ウエルドラインの発生が抑えられた導電性部材が得られる製造方法が可能になる。更に、２液間の線速度差を上述したような範囲にすることで、ウエルドラインの発生がより抑えられた導電性部材が得られる製造方法が可能になる。
【００１３】
また、本発明によれば、上記製造方法により製造された現像ローラーを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、金型を用いて軸芯体の外周上に導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する導電性部材の製造方法において、該導電性弾性層形成材料が２液混合型液状シリコーンゴムであり、該２液を金型に注入する前に、該２液間の圧力差を０．５ＭＰａ以下とし、かつ該２液の体積差を３ｃｃ以下としてスタティックミキサーに流し込み、該スタティックミキサーにより混合する混合工程と、次いで該導電性弾性層形成材料を該金型へ圧送し注入する圧送・注入工程を含むことを特徴とする導電性部材の製造方法である。更に、該２液混合用スタティックミキサーに流れ込む該２液間の線速度差が０．０２ｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【００１５】
次に、本発明の現像ローラーの構成について説明する。本発明の現像ローラーは、例えば、図１に示すように導電性の軸芯体１１４ａと、該軸芯体１１４ａの外周上に同心円状に形成された導電性弾性層１１４ｂと該導電性弾性層１１４ｂの外周上に形成された樹脂層である被覆層（表層）１１４ｃを有する。
【００１６】
本発明で使用する導電性の軸芯体１は、例えば、炭素鋼合金表面に５μｍ厚さの工業ニッケルメッキを施した円柱である。導電性軸芯体１を構成する材料としては他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅およびニッケル等の金属やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、青銅等の合金、更にカーボンブラックや炭素繊維をプラティックで固めた複合材料等の剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。また、形状としては、円柱状のほかに中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。
【００１７】
上記導電性軸芯体の外周上に、導電性弾性層を形成する。導電性弾性層を形成するのに好ましい材料は、シリコーンゴムポリマーに導電性フィラーとしてカーボンブラックを配合したものが挙げられる。必要とする弾性層外径に対して、その内径が適当に選択された円筒型内に、その表面に加硫接着タイプのシリコーンゴム用プライマーを極薄く塗布した上記導電性軸芯体１１４ａの両端をコマ型で押さえて配し、その軸芯体の長さ方向のどちらか一方から、上記シリコーンゴムポリマーに導電性フィラーとしてカーボンブラック等を配合したものを、円筒型の注入口から２．０〜１０ｃｃ／ｓで注入し、一次硬化として１００℃〜１５０℃の温度で３〜６０分間加熱・硬化することにより円筒内で軸芯体とその外周上に導電性弾性層を配したものを得ることができる。この際の一次硬化とは、型からその形状を著しく損なうことなく導電性弾性層を取り出すことができる程度にまで導電性弾性形成材料を硬化させ、更には型内での硬化により弾性層の破壊を起こさない範囲でゴムを硬化させることを指す。その後、円筒型外から冷却し、更に脱型することにより、肉厚が２〜５ｍｍの導電性弾性層を得ることができる。
【００１８】
本発明において、２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液間の圧力差は０．５ＭＰａ以下であり、０．２ＭＰａ以下であることが好ましい。また、２液の各々にかかる圧力は５〜１５ＭＰａであることが好ましい。
【００１９】
本発明において、２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液の体積差は３ｃｃ以下である。体積差が３ｃｃを超える場合、２液の混合量の違いが大きくなるために混合不良を起こす。また、２液の各々の供給量は２０〜５０ｃｃであることが好ましい。
【００２０】
本発明において、２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液間の線速度差は０．０２ｍ／ｓ以下である。線速度差が０．０２ｍ／ｓを越えると、２液界面での混合が不均一になる。また、２液の各々の線速度は０．０２〜０．０５ｍ／ｓであることが好ましい。
【００２１】
用いられる付加反応架橋型液状シリコーンゴムは耐熱、耐寒性にすぐれ、広い温度範囲で良好な圧縮復元性を示し、耐候性、耐オゾン性、耐コロナ性、電気特性、耐熱油性、耐薬品性、耐熱水性などにもすぐれる材料で、これらの特性はシリコーンポリマー、充填剤、添加剤などの種類や配合方法によって決定される。
【００２２】
このシリコーンゴムポリマーは、例えばオルガノポリシロキサン、およびオルガノハイドロジエンポリシロキサンを含み、さらに無機質充填剤や白金系触媒、硬化反応遅延剤と適宜混合させて用いることができる。
【００２３】
オルガノポリシロキサンは、線状構造または分岐鎖状構造を有するシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが１０万以上１００万以下が好ましく、平均分子量はおよそ５０万程度が好ましい。さらに加工特性および得られるシリコーンゴム組成物の特性等の観点から、２５℃におけるオルガノポリシロキサンの粘度は、下限値として１０Ｐａ・ｓ以上が好ましく、５０Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、上限値としては３００Ｐａ・ｓ以下が好ましく２５０Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。
【００２４】
上記オルガノポリシロキサンの分子末端基は、オルガノハイドロジェンポリシロキサンの活性水素と反応して架橋点を形成する部位であり、その種類は特に限定はされないが、トリオルガノシリル基、たとえば、トリメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、メチルフェニルビニルシリル基が例示され、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基およびアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。
【００２５】
オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中にケイ素原子に直結した少なくとも２個の水素原子を有することが必要とされ、これは該水素原子と該オルガノポリシロキサン中のアルケニル基との付加反応によって架橋を形成し、組成物を硬化させるために必要である。ポリオルガノハイドロジエンポリシロキサンの分子量に特に制限はなく、１０００〜１００００まで含有されるが、硬化反応を適切に行なわせるために、比較的低分子量の１０００以上５０００以下が好ましい。
【００２６】
必要な充填剤等が配合されたシリコーンゴム原料の粘土は特に制限はないが、材料の流動性をある程度抑制して材料漏れを防止する観点から１０Ｐａ・ｓ以上が好ましく、注入ゲート間にウエルドが発生する等の成形加工性の問題を回避するための観点から、３００Ｐａ・ｓ以下が好ましい。
【００２７】
混合不良はウエルドラインとして、導電性弾性ローラーに現れてくる。ウエルドラインを生じると弾性層上に僅かな窪みができ、画像不良となる。
【００２８】
次に、本発明の現像ローラーを用いたプロセスカートリッジの一例について、図を用いて説明する。図２は、本発明の現像ローラーを用いたプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
プロセスカートリッジは、潜像を担持する潜像担持体としての感光ドラムに対向して当接または圧接した状態で現像剤を担持する現像剤担持部材を備え、この現像剤担持部材が感光ドラムに現像剤としてのトナーを付与することにより潜像を現像剤像として可視化するプロセスカートリッジであり、潜像担持体としての感光ドラム２１、帯電装置２２、現像剤担持部材２５、現像ブレード２７、現像容器３４、クリーニングブレード３０を備えており、現像剤担持部材２５として本発明の現像ローラーを用いたものである。プロセスカートリッジは、感光ドラム２１が矢印Ａ方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電装置２２によって一様に帯電され、感光ドラム２１に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光２３により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム２１に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジに保持される現像装置２４によって現像剤たるトナー２８を付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
【００３０】
現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム２１上のトナー像は、転写ローラー２９によって記録媒体である紙３３に転写される。トナー像を転写された紙３３は、転写装置３２により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。
【００３１】
一方、転写されずに感光ドラム２１上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード３０により掻き取られ廃トナー容器３１に収納され、クリーニングされた感光ドラム２１は上述作用を繰り返し行う。
【００３２】
現像装置２４は、一成分現像剤として非磁性トナー２８を収容した現像容器３４と、現像容器３４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体２５としての本発明の現像ローラーとを備え、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００３３】
尚、現像剤担持部材２５は感光ドラム２１と当接幅をもって接触し、矢印Ｂ方向に回転している。現像装置２４においては、供給ローラー２６が、現像容器３４内で、現像ブレード２７の現像剤担持部材２５表面との当接部に対し現像剤担持部材２５回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。
【００３４】
供給ローラー２６の構造としては、発砲骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像剤担持部材２５へのトナー２８供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施形態においては、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径１４ｍｍの供給ローラー２６を備えている。
【００３５】
この供給ローラー２６の現像剤担持部材２５に対する当接幅としては、１〜８ｍｍが有効であり、また、現像剤担持部材２５に対してはその当接部において相対速度を持たせることが好ましく、本実施形態においては、当接幅を２ｍｍに設定し、駆動手段（図示せず）により所定タイミングで回転駆動させている。
【実施例】
【００３６】
以下に、具体的な実施例を用いて、本発明を更に詳細に説明する。これら実施例は本発明を何ら限定するものではない。
【００３７】
〔実施例１〕
外径８ｍｍの芯金を内径１６ｍｍの円筒状金型内に同心となるように設置する。次に、液状導電性シリコーンゴム（東レダウコーニング社製  体積固有抵抗１０Ｅ７Ωｃｍ品）のＡ液およびＢ液の各々にかかる圧力をＡ液９．７ＭＰａ、Ｂ液１０ＭＰａ、圧力差を０．３ＭＰａとし、各々の線速度を０．０５ｍ／ｓとし、各々の供給量を４２ｃｃとして、スタティックミキサー内に流し込み、２液を混合して得られた導電性弾性層形成材料を圧送し、注型することにより導電性ローラーを得た。ウレタン塗料（ニッポランＮ５０３３  日本ポリウレタン社製）を固形分濃度１０％となるように、メチルエチルケトンで希釈した。このウレタン塗料固形分１００質量部に対して、導電剤としてカーボンブラック（＃７３６０ＳＢ  東海カーボン社製）を５０質量部添加し、十分に分散したものに、硬化剤（コロネートＬ  日本ポリウレタン社製）を１０質量部添加し、更にメチルエチルケトン２００質量部で希釈し、撹拌した塗料を上記導電性ローラー上にディッピング塗布し、８０℃のオーブンで１５分間乾燥後、１４０℃のオーブンで４時間硬化して、現像ローラーを得た。得られた現像ローラーをプロセスカートリッジに組み込みレーザービームプリンターに装着し、通常環境下で画像出しを行った結果、良好な画像が得られた。ウエルドラインに伴う画像結果を表１にまとめた。
【００３８】
〔実施例２〕
２液混合用スタティックミキサーに流れ込むＡ液の線速度を０．０３ｍ／ｓ、Ｂ液の線速度を０．０４ｍ／ｓ、圧力を１０ＭＰａとした他は、実施例１と同様に現像ローラーを得、実施例１と同様に評価した。
【００３９】
〔実施例３〕
２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液の体積量がＡ液を４０ｃｃ、Ｂ液を４１ｃｃ、圧力を１０ＭＰａとした他は、実施例１と同様に現像ローラーを得、実施例１と同様に評価した。
【００４０】
〔比較例１〕
２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液の圧力がＡ液を１０ＭＰａ、Ｂ液を９．２ＭＰａとした他は、実施例１と同様に現像ローラーを得た。得られた現像ローラーをプロセスカートリッジに組み込みレーザービームプリンターに装着し、通常環境下で画像出しを行った結果、現像ローラーピッチによる画像欠陥が生じた。
【００４１】
〔比較例２〕
２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液の圧力がＡ液を８ＭＰａ、Ｂ液を９ＭＰａとし、２液混合用スタティックミキサーに流れ込むＡ液の線速度を０．０３ｍ／ｓ、Ｂ液の線速度を０．０６ｍ／ｓとした他は、実施例１と同様に現像ローラーを得、比較例１と同様に評価した。
【００４２】
〔比較例３〕
２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液の体積量がＡ液を３９ｃｃ、Ｂ液を４３ｃｃである他は、実施例３と同様に現像ローラーを得、比較例１と同様に評価した。
【００４３】
【表１】
2007071968.tif 000003
【００４４】
表１から明らかなように、実施例１においては、２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液間の圧力差が０．５ＭＰａ以下で成形することで、全くウエルドラインが発生しないという結果が得られた。
【００４５】
また、実施例２においては、２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液間の線速度差が０．０２ｍ／ｓ以下で成形することで、全くウエルドラインが発生しないという結果が得られた。
【００４６】
実施例３においては、２液混合用スタティックミキサーに流れ込む２液の体積差が３ｃｃ以下で成形することで、全くウエルドラインが発生しないという結果が得られた。
【００４７】
これに対して、比較例１では２液の圧力差が大きいため、硬化不良が生じ、ウエルドラインが発生し、画像欠陥が生じた。
【００４８】
また、比較例２では２液間の圧力差および線速度差が大きいため、２液界面の混合が不十分になり、ウエルドラインが発生し、画像欠陥が生じた。
【００４９】
比較例３では２液の体積量の差が大きいため、硬化不良が生じ、ウエルドラインが発生し、画像欠陥が生じた。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の現像ローラーの基本構成を示す図である。
【図２】本発明の現像ローラーを用いたプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１４ａ：軸芯体
１１４ｂ：導電性弾性層
１１４ｃ：被覆層（表層）
２１：像担持体（感光ドラム）
２２：帯電装置
２３：レーザー光
２４：現像装置
２５：現像剤担持部材（現像ローラー）
２６：供給ローラー
２７：現像ブレード
２８：現像剤（トナー）
２９：転写ローラー
３０：クリーニングブレード
３１：廃トナー容器
３２：定着装置
３３：紙
【図１】
2007071968.tif 000004
【図２】
2007071968.tif 000005