(57)【要約】      （修正有）【課題】接着強度が安定した導電性ロールを良好な作業環境で製造することができる導電性ロールの製造方法を提供する。【解決手段】シャフト１１上に発泡弾性体からなる内層１２を形成する工程と、前記内層の外周にゴム状弾性体又は樹脂からなるスリーブ状の外層１３を被覆する工程と、前記シャフトを周方向に回転させながら、ディスペンサー４０によって前記内層と前記外層との間の軸方向端部に接着剤を注入することで、前記内層と前記外層との間の軸方向両端部の周方向全体に亘って形成された接着層１４で前記内層と前記外層とを接着する工程とを具備する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト上に発泡弾性体からなる内層を形成する工程と、前記内層の外周にゴム状弾性体又は樹脂からなるスリーブ状の外層を被覆する工程と、前記シャフトを周方向に回転させながら、ディスペンサーによって前記内層と前記外層との間の軸方向端部に接着剤を注入することで、前記内層と前記外層との間の軸方向両端部の周方向全体に亘って形成された接着層で前記内層と前記外層とを接着する工程とを具備することを特徴とする導電性ロールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導電性ロールの製造方法において、前記接着剤は粘度が１０〜３００（Ｐａ・ｓ）で、且つ固形分が５０％以上であることを特徴とする導電性ロールの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の導電性ロールの製造方法において、前記接着剤が溶媒を含有しないことを特徴とする導電性ロールの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の導電性ロールの製造方法において、前記接着剤がウレタン系又はシリコーン系ポリマーを含有することを特徴とする導電性ロールの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の導電性ロールの製造方法において、前記接着層の軸方向の長さが１〜１０ｍｍであることを特徴とする導電性ロールの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の導電性ロールの製造方法において、前記内層の軸方向の両端部の外周部にテーパー部が形成されていることを特徴とする導電性ロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式複写機及びプリンタ、またはトナージェット式複写機及びプリンタ等の画像形成装置の感光体等に一様な帯電を付与するために用いられる導電性ロールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性ロール等の感光体に接触させて用いられるロールは、感光体に傷を発生させるという問題がある。傷が発生すると画質が劣化しやすくなるため、ロールを低硬度化させることによって、傷の発生を軽減させた導電性ロールが提案されている。このような導電性ロールは、内層を低硬度の発泡体にし、内層の外周に設けられた外層は比較的硬度の高いゴム状弾性体としているため、全体として低硬度となり、感光体の傷の発生を抑制できる導電性ロールとなる（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００３】
このような２層タイプのロールは、通常は、チューブのズレ予防のために接着することが必要であるが、接着をする場合は、全面接着するよりも端部接着をするほうが接着後のひずみが小さく感光体に均一に当接させることができるため好ましい。
【０００４】
このような両端の端部接着手段としては、例えば溶剤系ウレタン接着剤をスプレー塗布により行った後に加熱接着する方法があるが、溶剤系接着剤は、溶剤の飛散等によって作業環境が悪化するだけでなく、接着層が薄くなり接着強度が低くなってしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５６９２３号公報
【特許文献２】特開２００４−３５４５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、接着強度が安定した導電性ロールを良好な作業環境で製造することができる導電性ロールの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、シャフト上に発泡弾性体からなる内層を形成する工程と、前記内層の外周にゴム状弾性体又は樹脂からなるスリーブ状の外層を被覆する工程と、前記シャフトを周方向に回転させながら、ディスペンサーによって前記内層と前記外層との間の軸方向端部に接着剤を注入することで、前記内層と前記外層との間の軸方向両端部の周方向全体に亘って形成された接着層で前記内層と前記外層とを接着する工程とを具備することを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様の導電性ロールの製造方法において、前記接着剤は粘度が１０〜３００（Ｐａ・ｓ）で、且つ固形分が５０％以上であることを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の導電性ロールの製造方法において、前記接着剤が溶媒を含有しないことを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様の導電性ロールの製造方法において、前記接着剤がウレタン系又はシリコーン系ポリマーを含有することを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様の導電性ロールの製造方法において、前記接着層の軸方向の長さが１〜１０ｍｍであることを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
【００１２】
本発明の第６の態様は１〜５の何れかの態様の導電性ロールの製造方法において、前記内層の軸方向の両端部の外周部にテーパー部が形成されていることを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、接着強度が安定した導電性ロールを良好な作業環境で製造することができる導電性ロールの製造方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明にかかる導電性ロールの製造方法は、シャフト上に発泡弾性体からなる内層を形成する工程と、前記内層の外周にゴム状弾性体又は樹脂からなるスリーブ状の外層を被覆する工程と、前記シャフトを回転させながら、ディスペンサーによって前記内層と外層との間の軸方向端部に接着剤を注入することで、軸方向両端部の周方向全体に亘って形成された接着層で前記内層と前記外層とを接着する工程とを具備する。前述した工程を具備することにより、接着強度が安定した導電性ロールを良好な作業環境において製造することができるものである。
【００１５】
以下、図を用いて本発明の導電性ロールの製造方法について説明する。図１は、本発明にかかる導電性ロールの断面図を示している。図１（ａ）に示すように、本発明にかかる導電性ロール１０は、シャフト１１上に発泡弾性体からなる内層１２を有し、内層１２の外周には接着層１４を介してゴム状弾性体又は樹脂からなる外層１３を有する。なお、本発明にかかる導電性ロール１０は、図１（ｂ）に示すように外層１３の表面に表面処理層１３ａを設けているものでもよい。
【００１６】
図１（ｂ）に示す導電性ロールの製造方法を図２〜図５を用いて説明する。
【００１７】
図２及び図３を用いて内層の形成方法について説明する。まず、図２の断面図に示すクロスヘッドダイス２０を用いて、発泡前の内層１２ａを芯金１１上に押出成形する。図２に示すように、発泡前の内層１２ａを成形するためのクロスヘッドダイス２０内部に、芯金１１が芯金ガイド２１によって位置決め保持されている。このようなクロスヘッドダイス２０に図示しない注入孔から、発泡前の内層１２ａとなる未発泡未加硫ゴムを注入しながら芯金１１を前進させ、芯金１１上に発泡前の内層１２ａを押出成形する。その後、所望の長さに芯金１１及び発泡前の内層１２ａを切断する。なお、発泡前の内層１２ａは金型を用いてインジェクション成形等により形成してもよい。
【００１８】
ここで、本発明にかかる導電性ロールを製造するための金型の一例の断面図を図３に示す。金型３０は、内径が高精度に規定された金属製のパイプ部材からなる円筒型３１と、芯金１１の両端を保持するコマ３２とを具備し、円筒型３１とコマ３２は、同芯状態となるように両端部に設けられた割型である押さえ金型３３により保持されるようになっている。ここで、コマ３２の芯金１１の嵌合孔３２ａの周りには凹部３２ｂが設けられ、且つ凹部３２ｂに連通するようにガス抜き孔３２ｃが設けられている。また、円筒型３１の両端部とコマ３２とは単に当接状態となるようになっており、凹部３２ｂが円筒型３１の両端部とコマ３２との間の隙間３４に連通するようになっている。よって、成形後において、内層１２とコマ３２との間の凹部３２ｂに空間部が残留するようになり、且つ空間部はガス抜き孔３２ｃ及び隙間３４と連通するようになっている。
【００１９】
このような金型３０を用い、まず、芯金１１の両端部をコマ３２の嵌合孔３２ａに挿入し、コマ３２及び円筒型３１を押さえ金型３３で保持する。その後、金型３０を加熱することにより、発泡前の内層１２ａを発泡させると共に加硫することで図３（ｂ）のように内層１２が形成される。
【００２０】
図４を用いて外層の形成方法について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、外層製造用金型６及び外層製造用金型７を設置する。このとき、外層製造用金型６の軸中心と、外層製造用金型７の軸中心が一致するように設置する。このように設置することで、円筒状空間８を形成する。なお、外層製造用金型６及び外層製造用金型７はある程度の硬さを有する金属であればよい。外層製造用金型６の外径は、所望の外層の内径と略同一、外層製造用金型７の内径は、所望の外層の外径と略同一であればよい。
【００２１】
次いで、図４（ｂ）に示すように外層製造用金型６と外層製造用金型７を予熱し、外層製造用金型６と外層製造用金型７との間にできる円筒状空間８に、外層１３の原料を注入し、加熱する。そして外層１３が硬化したところで、外層製造用金型７から脱型することで、図４（ｃ）のようなスリーブ状の外層１３が得られる。
【００２２】
次に、このスリーブ状の外層１３を、外層１３と同径の芯金に被覆して表面処理液に浸漬する、又はスプレーにより表面処理液を塗布するなどして、外層１３の外表面に表面処理液を塗布し、その後加熱することにより、図４（ｄ）に示すように外層１３の表面に表面処理層１３ａを形成する。これにより所望の外層１３及び表面処理層１３ａを得る。
【００２３】
なお、内層１２及び外層１３の形成方法は上述した方法に限定されない。また、外層１３の後に内層１２を形成してもよい。
【００２４】
図５を用いて内層１２及び外層１３の接着方法について説明する。まず、図５（ａ）に示すように、内層１２に外層１３を被覆する。
【００２５】
次に図５（ｂ）に示すように、内層１２と外層１３との間の軸方向端部にディスペンサー４０を差し込み、シャフト１１を周方向に回転させながら接着層の原料である接着剤を注入することで、接着剤が内層１２と外層１３との両端部の周方向全体にわたって塗布する。このとき、ディスペンサー４０を差し込むことで、内層１２及び外層１３は、軸方向に押し潰されるが、ディスペンサー４０を抜いた後に、表面張力により接着剤が伸びる。なお、ディスペンサー４０は、針の直径が１〜２ｍｍのものを用いるのが好ましい。また、図５においては、内層１２と外層１３とを接着する際に、内層１２及び外層１３を縦置きにして接着しているが、勿論、横置きで接着してもよい。さらに、軸方向両端の接着を一緒に行ってもよいが、別々に行ってもよい。
【００２６】
これを常温又は加熱硬化させることで、図５（ｃ）に示すように、内層１２と外層１３との両端部の周方向にわたって接着層１４が塗布され、所望の導電性ロール１０となる。
【００２７】
本発明にかかる接着剤は、好ましくは粘度が１０〜３００（Ｐａ・ｓ）で、且つ固形成分が５０％以上である。接着剤の粘度が上述した範囲よりも低いと、上向きに注入した場合に粘性が低いために接着剤が下方向に流れてしまい、上述した範囲よりも高いと、粘性が高すぎるために注入しにくくなるためである。また、接着剤の固形成分を５０％以上としたのは、固形成分が５０％より少ないと非接着層の乾燥が遅れるため内層と外層の間に「浮き」が生じるためである。この範囲の接着剤を用いることにより、内層と外層との間の軸方向端部に接着剤を注入することが可能となる。また、本発明にかかる接着剤は、溶媒を含有しないことが好ましい。本発明にかかる接着剤はディスペンサーにより注入するタイプの接着剤であるからである。さらに、本発明にかかる接着剤は、ウレタン系又はシリコーン系ポリマーを含有することが好ましい。このような接着剤として例えば、アクリル変性シリコーン樹脂が挙げられる。このようなゴム系の接着剤を用いることで、多孔質な下層に対して加えが強くなり、接着剤の塗布面を小さくすることができる。このような接着剤を常温又は加熱硬化させることで接着層が形成され、接着強度の大きい導電性ロールとなる。また、本発明にかかる接着剤を用いた内層と外層との接着方法は、スプレー塗布により行った後に加熱接着する接着方法のように作業環境を悪化させることがない。
【００２８】
本発明にかかる接着層は、上述したような接着剤を用いることで、軸方向の長さが１〜１０ｍｍとなるように形成することができる。従来スプレー塗布等により設けられる接着層は、内層と外層とを接着させるために軸方向の長さが２０〜５０ｍｍ必要であったのに対し、本発明の接着層は、軸方向の長さが１〜１０ｍｍでよいため、接着剤が少量でよい。
【００２９】
ここで、本発明では、上述したように内層１２と外層１３との両端部の隙間にディスペンサー４０を差し込んで接着剤を注入するが、内層１２の軸方向両端部の外周部にテーパー部を設けてディスペンサー４０による接着剤の注入が容易になるようにすることもできる。内層１２にテーパー部を設けた場合の接着剤注入の様子を図６に示す。この内層２２は、軸方向両端の外周部にテーパー部２２ａを有し、ディスペンサー４０がテーパー部２２ａと外層１３との間に配置された状態で接着剤を注入することができる。この場合、テーパー部２２ａと外層１３との間の隙間に接着層が形成され、内層２２と外層１３とが強固に接着される。勿論、この場合、ディスペンサー４０をテーパー部２２ａと外層１３との隙間からさらに内側まで挿入して上述した例と同様に接着剤を注入してもよい。
【００３０】
本発明にかかる内層は、発泡弾性体からなり、例えば硬度５００Ｎ以下の連続気泡のポリウレタン発泡体が挙げられる。硬度５００Ｎ以下とは、ＪＩＳ  Ｋ６４００の測定方法による硬度が５００Ｎ以下という意味であり、例えば、Ａｓｋｅｒ  Ｃでは測定できないような低硬度である。なお、発泡弾性体の硬度はこれに限定されるものではない。
【００３１】
また、材質は、例えば、連続気泡のポリウレタンであれば特に限定されないが、導電剤により導電性を付与する必要がある。導電性付与は、導電性カーボンによる電子導電でも、過塩素酸リチウム等によるイオン導電でも、これらを併せたハイブリッド導電でもよい。内層の表面抵抗値は、５×１０４Ω以下程度が好適である。
【００３２】
一方、外層は、導電性ゴム状弾性体又は樹脂からなる。導電性を有する、もしくは導電性を付与したものを用いるものが好ましく、体積抵抗率が１×１０１０Ω以下で、ゴム硬度が、ＪＩＳ  Ａで９０°以下が好ましく、さらに好ましくは６０°以下である。
【００３３】
外層の材質としては、例えばエピクロルヒドリン系ゴム、シリコーン系ゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲなどを挙げることができる。また、導電性を付与する場合には、導電性カーボンによる電子導電でも、過塩素酸リチウム等によるイオン導電でも、これらを併せたハイブリッド導電でもよい。
【００３４】
外層は、予め若しくは内層に被覆した後、表面に表面処理層を設けてもよい。ここで、表面処理層は、イソシアネートを含む表面処理液を含浸させて形成する。表面処理液が含浸するように形成された表面処理層は、表面から内部に向かって漸次疎になるように一体的に形成される。このような表面処理層を弾性層の表面に形成することで、導電性ロール表面への可塑剤等汚染物質の移行を防ぐことができ、感光体の汚染を防止した導電性ロールとなる。
【００３５】
この表面処理液としてはイソシアネート化合物を有機溶剤に溶解させたもの、さらには、これにカーボンブラックを添加したものを使用することができるが、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも１種のポリマーと、導電性付与剤との少なくとも一方をイソシアネート成分と共に含有する表面処理液を使用するのが好ましい。
【００３６】
ここで、イソシアネート化合物としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）および前記記載の多量体および変性体などを挙げることができる。
【００３７】
また、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、所定の溶剤に可溶でイソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものである。アクリルフッ素系ポリマーは、例えば、水酸基、アルキル基、又はカルボキシル基を有する溶剤可溶性のフッ素系ポマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸フッ化アルキルのブロックコポリマーやその誘導体等を挙げることができる。また、アクリルシリコーン系ポリマーは、溶剤可溶性のシリコーン系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸シロキサンエステルのブロックコポリマーやその誘導体等を挙げることができる。これらのポリマーは一種又は二種以上混合して使用しることができる。表面処理液中のポリマーは、イソシアネート成分に対して２〜３０重量％とするのが好ましい。少ないとカーボンブラックを表面処理層中に保持する効果が小さくなり、多すぎると相対的にイソシアネート成分が少なくなって有効な表面処理層が形成できない。
【００３８】
また、表面処理液には導電性付与剤としてカーボンブラックを使用しることが好ましい。カーボンブラックの種類は特に限定されず、上記と同様である。表面処理液中のカーボンブラックは、イソシアネート成分に対して１０〜４０重量％であるのが好ましい。これより少ないと有効な帯電特性が発揮できず、多すぎると脱落等の問題が生じ好ましくないからである。
【００３９】
さらに、表面処理液は、これらアクリルフッ素系ポリマー又はアクリルシリコーン系ポリマー及びイソシアネート化合物を溶解する溶剤を含有する。溶剤としては特に限定されないが、酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン等の有機溶剤を使用しればよい。
【００４０】
なお、外層に表面処理液を含浸させる方法は、表面処理液に浸漬させる方法でも、スプレー等により表面処理液を塗布させる方法でもよい。表面処理液に浸漬させる時間、スプレーで吹き付ける回数、又は表面処理液の量は適宜調整すればよい。表面処理層は、外層に表面処理液を含浸させた後、硬化させて形成するのが好ましい。表面処理層を外層上に形成すると、加熱により乾燥する際にフッ素、シリコーン等の常温固体成分が結晶析出しやすく導電性ロール表面に表れやすいためか、導電性ロールの離型性、すなわちトナー成分等の付着防止性能が大幅に向上し、汚れが付着しにくい導電性ロールとすることができる。さらに、常温固体成分の結晶化により、導電性ロール内部から表面にブリードする汚染物質をブロックするというブリード防止効果も向上する。
【００４１】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
＜外層の製造方法＞
エピクロルヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ−１０２；ダイソー社製）１００重量部に、トリフルオロ酢酸ナトリウム０．５重量部、亜鉛華３重量部、ステアリン酸２重量部、加硫剤１．５重量部をそれぞれ添加してロールミキサーで混練りし、これをプレス成型し、外表面を研磨することにより、厚さ０．５ｍｍ、内径９．０ｍｍのゴムスリーブを形成した。このゴムスリーブ表面に酢酸エチル１００重量部、イソシアネート化合物（ＭＤＩ；大日本インキ社製）１０重量部を混合した表面処理液を２３℃でスプレーにて２回吹き付けて表面処理液を含浸させ、その後１２０℃で加熱乾燥して、表面処理層を形成し、外層を得た。
＜内層の製造方法＞
ニトリル量３３％の中高ニトリル系ゴム（ムーニー粘度：ＭＬ１+４（１００℃）３０）１００重量部に、亜鉛華５重量部、ステアリン酸１重量部、トーカブラック＃５５００を２５重量部、ジ−（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＯＰ）３０重量部、硫黄１重量部、加硫助剤３．５重量部、発泡剤ＡＤＣＡ５重量部、発泡助剤３重量部をそれぞれ添加してロールミキサーで混練りし、直径６ｍｍのシャフトの表面に１ｍｍに成型し、厚さ１．５ｍｍとなるように金型内で発泡させ内層を得た。
＜内層と外層との接着方法＞
内層に外層を被覆後、両端部に常温硬化タイプのシリコーン系接着剤をディスペンサーにより注入し、常温硬化させて内層と外層を接着し、導電性ロールを得た。
【００４２】
（比較例１）
内層と外層との接着方法において、溶剤系ウレタン接着剤（固形分２０％）を内層及び外層の両端１０ｍｍに吹き付けた後、１２０℃で３０分加熱硬化させた以外は実施例１と同様に導電ロールを得た。
【００４３】
（試験例１）：剥離試験
内層の長手方向片端を固定し、外層の一端部を直交する方向に引っ張って剥離強度（ｋｇｆ／１０ｍｍ）を測定する９０°剥離試験を行った結果を表１に示す。
【００４４】
（試験例２）：連続印刷試験
市販のレーザプリンター（ＣＡＳＩＯ社製ＳＰＥＥＤＩＡ Ｎ５）の帯電部分に、上記各実施例及び各比較例の帯電ロールを取り付け、高温高湿環境下（Ｈ／Ｈ：３０℃×８５％ＲＨ）にて１００００枚連続印刷後、導電性ロールを観察した。結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
（結果のまとめ）
表１に示したように、実施例１の導電性ロールは５．０ｋｇ以上の力を加えるまで剥離しなかったのに対し、比較例１の導電性ロールは、１．０ｋｇ前後の力を加えることで剥離した。また、実機評価試験においては、実施例１の導電性ロールは１００００枚連続印刷を行っても内層と外層とのズレは発生しなかったが、比較例１の導電性ロールは１２００枚連続印刷した時点で導電性ロールの片端が剥がれた。
【００４７】
これより本発明の導電性ロールの製造方法は、内層及び外層との接着強度が安定した導電性ロールを製造することができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明にかかる導電性ロールを示す断面図である。
【図２】本発明の導電性ロールの製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の導電性ロールの製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の導電性ロールの製造方法を示す斜視図である。
【図５】本発明の導電性ロールの製造方法を示す断面図である。
【図６】内層にテーパー部を設けた場合の接着剤注入の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  導電性ロール
１１  シャフト
１２  内層
１３  外層
１３ａ  表面処理層
１４  接着層
２２  内層
２２ａ  テーパー部
４０  ディスペンサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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