(57)【要約】【課題】  工程数が比較的少なく、支持体の表面状態を変化させることのない導電性部材の再生方法を提供する。【解決手段】  画像形成装置に用いられる導電性部材の再生方法であって、金属からなる支持体の表面に付着している表面付着物を、ブラスト処理によって表面から除去するブラスト工程を有する導電性部材の再生方法。【選択図】  図２
2007085381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に用いられる導電性部材の再生方法として、金属からなる支持体の表面に付着している表面付着物を、ブラスト処理によって該表面から除去するブラスト工程を有し、前記ブラスト工程において用いる投射材が、樹脂もしくはエラストマーの固体粒子である導電性部材の再生方法。
【請求項２】
前記工程において用いる投射材の新モース硬度が３．０以上５．０未満であり、かつ投射材の新モース硬度αと芯金の硬度βの関係が以下の関係式を満たすことを特徴とする請求項１記載の再生方法。
α＜β
【請求項３】
前記ブラスト工程において用いる投射材が、体積平均粒径が０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の粒子である請求項１または２記載の再生方法。
【請求項４】
前記ブラスト工程において、投射材を噴射する噴射圧力を０．５ＭＰａ以上とする請求項１〜３のいずれかに記載の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、ファクシミリ及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、定着、クリーニング、除電等に用いられる導電性部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられている現像、帯電、転写等の導電性部材は、金属製の芯金上にゴムや樹脂で出来た弾性体を設けた構成であるものが一般的であり、さらには各種機能を付与するための被覆層を有するローラーもある。ＯＡローラーの部材に着目すると、構成している部材の中で最もコストがかかっている部材が芯金である場合が多い。これらの芯金には、熱伝導率および熱容量に優れたアルミニウム材を用いるものが多く、アルミニウム材は高価であるため工程内で発生した不良品から芯金を取り出し再生利用する技術が注目されている。
【０００３】
ＯＡローラーの再生は、ローラーから弾性層および離型層を剥がして芯金を露出し、その芯金の表面に新たに弾性層および離型層を設けることで実現される。
【０００４】
特許文献１には、弾性層や離型層が芯金上に形成されたローラーから弾性層や離型層を剥がして芯金を露出させ、露出した芯金の表面を研削し、研削した芯金の表面に金属メッキを施し、金属メッキを施した芯金の表面に弾性層や離型層を形成するローラーの再生方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２９１６３７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、このような再生方法でローラーを再生すると、一旦芯金を研削したうえでメッキするため、工程数が増える。また、再生される芯金の、接着性等の表面状態が元の芯金の表面と同じになるとは限らず、従って、新品の芯金に弾性層等を形成するのと同様の方法によって新規のローラーと同様の性能のローラーを得ることは必ずしも容易ではない。
【０００６】
本発明の目的は、工程数が比較的少なく、芯金等の支持体の表面状態を変化させることのない導電性部材の再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明により、画像形成装置に用いられる導電性部材の再生方法であって、
金属からなる支持体の表面に付着している表面付着物を、ブラスト処理によって該表面から除去するブラスト工程を有する
導電性部材の再生方法が提供される。
【０００８】
前記導電性部材が、支持体として芯金を有し、弾性層および離型層から選ばれる少なくとも一つの層を該芯金の外周に有するローラーであることができる。
【０００９】
前記ブラスト工程において用いる投射材が、樹脂もしくはエラストマーの固体粒子であることが好ましい。
【００１０】
前記ブラスト工程において用いる投射材の新モース硬度が、３．０以上５．０未満であることが好ましい。
【００１１】
前記ブラスト工程において用いる投射材が、体積平均粒径（直径）が０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の粒子であることが好ましい。
【００１２】
前記ブラスト工程において、投射材を噴射する噴射圧力を０．５ＭＰａ以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、工程数が比較的少なく、芯金等の支持体の表面状態を変化させることのない導電性部材の再生方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
〔導電性部材〕
導電性軸芯体の上に導電性ゴムや高抵抗被覆層などを有するローラーであり、画像形成法においては、例えば、帯電工程においては、感光体を所定の電位にする帯電用部材が、また例えば現像工程においては現像用部材が、さらに例えば転写工程においては転写用部材が挙げられる。
【００１６】
〔芯金〕
導電性部材は、金属からなる芯金を有する。この金属としては例えば、鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケル等の合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮および青銅等の合金が挙げられる。支持体の形状としては、円柱状のほかに中心部材を空洞とした円筒形状とすることもできる。また、必要に応じて金属表面にメッキを施すことも可能である。
【００１７】
〔シリコーンゴムポリマー〕
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。
【００１８】
このシリコーンゴムポリマーは、例えば式１で表されるオルガノポリシロキサン、および式２で表される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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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１０００以上５０００以下が好ましい。
【００２２】
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。
【００２３】
〔表層〕
本発明では以上のようにして形成された導電性弾性体基層の表面にさらに表層として樹脂層を形成することもできる。表層は、耐摩耗性やトナー帯電性、トナー搬送性等が要求されるため、構成する材料としては、例えば、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂が好ましく、現像ローラーとしては、圧縮永久歪みの観点からウレタン樹脂が好ましい。
【００２４】
ウレタン樹脂に含まれるポリオール化合物としては、ポリエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリエチレンジアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリプロピレングリコール等の公知のポリウレタン用ポリオールが挙げられる。
【００２５】
イソシアネート化合物としては、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等のジイソシアネート、およびそれらのビュレット変性体、イソシアヌレート変性体、ウレタン変性体等を好ましく使用することができる。特に好ましいイソシアネート化合物は、ＨＤＩおよびそのビュレット変性体、イソシアヌレート変性体、ウレタン変性体等である。イソシアネート化合物は、その分子鎖が長いほどより高い柔軟性を有するポリウレタン表面層を生成する。
【００２６】
現像ローラー全体の電気抵抗を調製する目的のため、表層は導電性もしくは半導電性にすることも可能である。導電性、半導電性の発現のためには、各種電子伝導機構を有する導電剤（カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉等）あるいはイオン導電剤（アルカリ金属塩およびアンモニウム塩）を適宜用いることで実現できる。この場合、所望の電気抵抗を得るためには、前記各種導電剤を２種以上併用してもよい。
【００２７】
これらの表層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して分散させる。得られた表層形成用の分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により導電性基体の表面に塗工される。
【００２８】
表層の厚みとしては５〜１００μｍ、特に１０〜３０μｍが好ましい。厚みが少なすぎると基層中の低分子量成分がしみだしてきて感光体を汚染する恐れがあり、また厚すぎると現像ローラーが硬くなり、トナー融着の原因となるので好ましくない。
【００２９】
上記の如くして形成する表層中に平均粒子径が１〜２０μｍの微粒子を分散させることにより、現像ローラー表面のトナーの搬送を容易にすることができ、充分な量のトナーを現像領域に搬送することができる。このような目的に使用する微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子等のプラスチックピグメントが挙げられるが、特にポリメチルメタクリル酸微粒子およびシリコーンゴム微粒子が好ましい。これらの微粒子は前記表層の約２０〜２００重量％の範囲で添加することが好ましい。
【００３０】
以下、本発明につき、導電性部材として電子写真方式の画像形成に用いられる現像ローラーを例に、図面を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図１は、現像ローラーの軸を含む断面を示す模式的断面図である。図２は、本発明の再生方法に採用することのできるブラスト処理の例を説明するための模式図である。
【００３２】
本発明の現像ローラーは、図１に示すような導電性の芯金２と、芯金２の外周上に同心円状に形成された導電性弾性層３と該導電性弾性層３の外周上に形成された表層４を有する現像ローラーである。
【００３３】
次に、現像ローラーを再生する方法の例について説明する。
【００３４】
〔剥離工程〕
まず、必要に応じて、現像ローラー１の芯金２から表層４および弾性層３を剥がす剥離工程を行う。剥離工程においてはブラスト処理によって付着物のない芯金表面が得られる程度の表面付着物を芯金表面に残しておく。ここでいう付着物とは弾性層を有するゴムのことである。表面付着物を残すことによって、剥離工程の際に、芯金表面に傷がつくことを容易に防止できる。剥離方法としては、ゴムに切り込みを入れて刃物を用いて切削する方法がある。また、剥離工程なしにいきなりブラスト処理によって弾性層を剥離することも可能である。よって剥離工程は必ず必要とは限らない。
【００３５】
〔ブラスト工程〕
得られた芯金２の表面に、ブラスト処理を施し、芯金表面に付着している表面付着物を除去する。これにより芯金に傷をつけることなく再利用することが可能となる。
【００３６】
〔弾性層・離型層形成工程〕
続いて、芯金２の表面に新たに弾性層３を設け、さらに弾性層３の表面に新たに表層４を設けて、再生現像ローラーを得る。芯金外周面に弾性層や表層を設ける方法自体は、新品の芯金にこれらを設ける方法として公知の方法を採用することができる。本発明によれば、芯金の表面状態を変えずに再生芯金を得ることができるので、新品の芯金を用いる場合と同様にして、再生芯金上に弾性層や表層を形成し、新品と同様の特性を有する再生導電性部材を得ることが容易である。
【００３７】
〔ブラスト処理〕
ブラスト処理では、処理しようとする対象物に投射材をぶつける。このために投射材を噴射させることができる。
【００３８】
本発明においては、ブラスト処理で使用する投射材としては、樹脂もしくはエラストマーの固体粒子（以下単に「樹脂粒子」という。）が好ましい。
【００３９】
樹脂粒子の材料となる樹脂としては、特に制限されないが、熱可塑性エラストマーまたは熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【００４０】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ナイロン（ＰＡ）系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡＥ）系樹脂、オレフィン（ＴＰＯ）系樹脂、ゴム系樹脂などを挙げることができる。
【００４１】
また、熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン系樹脂、ユリア樹脂、フェノール系樹脂、ケトン系樹脂、エポキシ系樹脂、グアナミン系樹脂、ゴム系エラストマーなどを挙げることができる。
【００４２】
これらの樹脂もしくはエラストマーは単独でまたは２種類以上混合して用いることができ、２種類以上を用いる場合には、樹脂およびエラストマーから２種類以上を選んでブレンドしたものまたは共重合させたものを用いてもよく、２種類以上のモノマーを共重合させたものを用いてもよい。また、樹脂粒子の全てが同一種類の樹脂もしくはエラストマーを基材とするものでなくてもよい。
【００４３】
投射材のモース硬度は、３．０以上５．０未満であることが好ましく、より好ましくは４．０以下である。モース硬度が低い場合、芯金付着物が落としにくく、処理に比較的長い時間を必要とするので好ましくない。モース硬度が高い場合、芯金が傷つくため好ましくない。また、投射材の新モース硬度αと芯金の硬度βの関係は、α＜βが好ましく、α＞βの場合、芯金に傷がつくため好ましくない。
【００４４】
投射材の体積平均粒子径、特には樹脂粒子の体積平均粒子径は、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは１．０ｍｍ以下である。体積平均粒子径が小さい場合、芯金付着物が落としにくく、処理に比較的長い時間を必要とするので好ましくない。また、体積平均粒子径が大きい場合、芯金に傷がつきやすく、汚れの落ち具合もまだらになるため好ましくない。
【００４５】
ブラスト処理では、投射材を流体流と共に高速で吹き付けることのできる公知のブラスト法を用いることができるが、作業環境及び後処理の観点より、乾式ブラスト法が望ましい。
【００４６】
乾式ブラスト法としては、（イ）粉体をノズルより高い位置にあるタンクに投入し、重力によってタンク底部に設けられた排出口に落下した粉体を圧縮気体と共にノズルから噴射させる重力式ブラスト法、（ロ）粉体圧送タンク内に粉体を封入してタンクに圧縮気体を送り込み、タンク底部に設けられた排出口から排出した粉体を圧縮気体とともにノズルから噴射させる直圧式ブラスト法、（ハ）粉体をノズルより低い位置にあるタンクに投入し、圧縮気体のサクションによってタンク底部に設けられた排出口から排出された粉体を圧縮気体と共にノズルから噴射させるサイフォン式ブラスト法、等が挙げられる。
【００４７】
上記の圧縮気体としては通常圧縮空気が使用される。ブラスト処理のための粉体搬送量、圧縮気体の圧力、噴射速度は、使用される投射材粉体の性状や形状、処理対象物の表面の付着物質の付着状態によって適宜選択することができる。
【００４８】
ブラスト処理の条件としては、例えば、加圧タンク２２から圧縮空気流とともに圧送された樹脂製投射材２１を、内直径が５ｍｍの噴射ノズル２３を用いて、表面付着物が付いた芯金１０の表面に、噴射圧０．５ＭＰａ、投射距離１５０ｍｍで吹き付ける（図２参照）。この際の投射材の量、噴射ノズル径、噴射圧、投射距離等は、除去すべき表面付着物の厚みや処理する部分の表面状態等により適宜決定することができる。なお、ブラスト処理に用いた投射材は、サイクロン等の従来の後処理設備を用いて除去された物質と分離回収し、再利用することができる。
【００４９】
再生方法の例としては、必要に応じて剥離工程を行った後、表面付着物のある支持体を適宜把持し、次いで支持体を回転させながら、支持体表面に投射材をぶつけて表面付着物を除去し、得られた支持体に再び弾性層や離型層を形成して再生導電性部材を得ることができる。
【００５０】
本発明によれば、導電性部材に不良が発生した場合に、必要に応じて導電性部材から弾性層等を剥がし、表面付着物が付いている支持体をブラスト処理して表面付着物を除去することにより、支持体の寸法やメッキ状態および接着性などの表面状態を変化させることなく支持体を再生することができる。その後、支持体に弾性層などを形成すれば、定着装置の定着ローラーや現像ローラーを始めとする画像形成装置の各種導電性部材を、再生前と同等の導電性部材性能で再生することができ、導電性部材のリサイクル率を向上することができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により、なんら限定されるものではない。
【００５２】
〔実施例１〕
弾性層および離型層がこの順に芯金外周面に形成された現像ローラーを用意した。このローラーの芯金から離型層および弾性層を剥がした。
【００５３】
表面付着物が付いている芯金１０の表面に、加圧タンク２２から圧縮空気流とともに圧送された新モース硬度３．０、平均粒径０．４〜１．２ｍｍの樹脂投射材ポリカショット（三晶研磨材社製）２１を、内直径が５ｍｍの噴射ノズル２３を用いて、噴射圧αが０．５ＭＰａ、投射距離（ノズル先端から処理対象までの距離）１５０ｍｍで吹き付けた。
【００５４】
得られた再生芯金の表面に新たに弾性層３を設け、さらに弾性層３の表面に新たに表層４を設けて、現像ローラーを再生した。
【００５５】
芯金の再生状態について以下の評価方法を用いて評価を行った。その結果を表１に示す。
【００５６】
・汚れ落ち評価法
表面付着物の付いた芯金１００本をブラスト処理にかけて、付着物の残存を目視により判断し、その本数を数えた。
【００５７】
・損傷評価法
表面付着物の付いた芯金１００本をブラスト処理にかけて、室内蛍光灯下で芯金の正面の傷の有無を確認し、その本数を数えた。
【００５８】
〔実施例２〜３、比較例１〜２〕
それぞれ、表１に示すような材質の投射材を用い、実施例１と同様にして導電性部材を再生した。芯金の再生状態についての結果をそれぞれ表１に示す。
【００５９】
【表１】
2007085381.tif 000003
【００６０】
表１から明らかなように、実施例１〜３においては、熱可塑性エラストマーまたは熱硬化性樹脂からなる投射材を用いることで、汚れの落ち具合も良好で、芯金も全く損傷しないという結果が得られた。
【００６１】
これに対し、比較例１ではアルミナを用いているため、芯金に傷がつくものが発生した。
【００６２】
比較例２においては、ガラスビーズを用いているため、芯金に傷がつくものが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の再生方法で再生可能な現像ローラーの例につき軸を含む断面を示す断面図である。
【図２】ブラスト処理を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    現像ローラー
２    芯金
３    弾性層
４    表層
１０  表面付着物が付いた芯金
２１  投射材
２２  加圧タンク
２３  噴射ノズル
【図１】
2007085381.tif 000004
【図２】
2007085381.tif 000005