(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体の周りに樹脂層を形成する電子写真用導電ローラの製造方法であって、
円筒状のパイプと、該パイプの両端に配設された、軸芯体を保持するための第１の駒と第２の駒とを有する金型内に該軸芯体を設置し、該第１の駒に設けられた注入穴より樹脂層材料を注入し、該第２の駒に設けられた出口穴より前記樹脂層材料の一部を溢れさせ、開放状態で該金型を加熱する工程を有し、
該樹脂層材料は、樹脂と導電フィラーを少なくとも含有し、該樹脂層材料は温度２５℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下であり、
該第１の駒に設けられた注入穴は２個以上であり、該注入穴一つあたりの断面積が３．０ｍｍ2以上１０．０ｍｍ2以下であり、
該第１の駒に設けられた注入穴の断面積の合計をＡ（ｍｍ2）、該第２の駒に設けられた出口穴の断面積の合計をＢ（ｍｍ2）、該金型内に注入する樹脂層材料の体積をＣ（ｃｍ3）、該軸芯体に沿う方向の該金型内のキャビティの長さをＬ（ｍｍ）としたとき、以下の（１）から（４）の条件をすべて満足していることを特徴とする電子写真用導電ローラの製造方法。
９．０ｍｍ2≦Ａ                                        （１）
０．３２５×Ｃ−５．５≦Ａ≦０．３２５×Ｃ＋５．５      （２）
１．２≦Ａ／Ｂ≦２．５                                  （３）
１３０≦Ｌ／（Ａ／Ｂ）≦２００                          （４）
【請求項２】
Ｌが３００ｍｍ以上のとき、Ａが１５．０ｍｍ2以上、Ａ／Ｂは２．１以上、かつ、Ｌ／（Ａ／Ｂ）が１６０以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用導電ローラの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂層材料に含まれる樹脂がシリコーンゴムであり、該シリコーンゴム１００質量部に対する導電フィラーと無機充填フィラーの合計の充填量Ｄ（質量部）が、１０〜８０質量部であり、かつ、下記（５）の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真用導電ローラの製造方法。
２．８６×１０-3×Ｄ＋１．０７≦Ａ／Ｂ≦１．４３×１０-2×Ｄ＋２．３６    （５）
【請求項４】
金型をあらかじめ予熱し、該金型を成型機に配置後、該金型内に樹脂層材料を注入し、３〜１０分加熱して樹脂層材料を硬化させることを特徴とする請求項１及至３のいずれかに記載の電子写真用導電ローラの製造方法。
【請求項５】
軸芯体と該軸芯体の周りに樹脂層を形成する電子写真用導電ローラであって、該樹脂層が請求項１及至４のいずれかに記載の製造方法を用いて形成されたことを特徴とする電子写真用導電ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に用いられる電子写真用導電ローラの製造方法及び該製造方法により製造された電子写真用導電ローラに関するものである。詳しくは、本発明は軸芯体の周りに樹脂層を有する電子写真用導電ローラの製造方法であり、軸芯体方向の電気抵抗値のムラが小さく、画像欠陥が生じにくい帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラの如き電子写真用導電ローラの製造方法に関する。また、該製造方法により形成された電子写真用導電ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置の概要図を、図１に示す。１は潜像担持体（以下感光ドラムと表す）であり、所定のプロセススピードで回転する。感光ドラム１は所定のプロセススピードで回転する工程の際に、所定の帯電バイアスを持つ帯電手段２によって、感光ドラム１表面は一定の電位になるよう帯電される。さらに、露光３により、画像露光（原稿像のアナログ露光、デジタル走査露光）を受けて感光ドラム１の表面に目的とする静電潜像が形成される。
【０００３】
現像手段４によって感光ドラム１上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。感光ドラム１と転写手段５が当接している転写部には、給紙手段より、所定のタイミングで紙が搬送される。そして、転写手段５に対して転写バイアスが印加され、感光ドラム１表面のトナー画像が、紙に転写される。
【０００４】
トナー画像が転写された紙は、感光ドラム１表面から分離されて定着手段へ移動し、定着手段によってトナー画像が紙に定着され、定着画像を有する紙は定着手段から排出される。また、一方で、トナー画像を転写した後の感光ドラム１には、転写されなかったトナーが残る場合がある。転写されずに残ったトナーはクリーニング手段６により感光ドラム１の表面から除去される。
【０００５】
帯電手段、現像手段、転写手段としては、それぞれ帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラが用いられることが多い。これらのローラには半導電性弾性ローラが用いられる場合が多く、導電剤を添加することにより、中抵抗領域に調整された厚さ数ｍｍのゴムで構成される。軸芯体上に樹脂層を設ける方法の一つとして、中空の円筒状金型に液状の材料を所定の方法で注入し、材料を加熱硬化し、脱型する方法が挙げられる。この場合、使用する導電剤に導電フィラー或いは補強材としてフィラーを用いると、導電ローラの軸方向において導電ローラの場所によって電気抵抗値が異なる、抵抗ムラが発生しやすいという課題がある。抵抗ムラが大きい導電ローラを用いると、左右で画像濃度の異なる画像が出力される現象が起きることがある。
【０００６】
抵抗ムラ対策として、有極性ゴム、無極性ゴム及び抵抗調整のための導電剤を主原料として混合した発泡弾性体からなる第１被覆層と、さらにその外表面を被覆する可撓性の合成樹脂で形成された第２被覆層とを有するゴムローラが提案されている（特許文献１）。また、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量が１２０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラックを含有する比重１．１〜１．４の付加反応型シリコーンゴム組成物を用いて導電ローラを製造するという提案もなされている（特許文献２）。さらに、１官能イソシアネートで処理した酸性カーボンブラックを含有するコーティング層を、半導電性体層の表面に設け、導電ローラを製造するという提案もなされている（特許文献３）。このように材料を工夫するだけでは抵抗ムラが発生する場合あり、抵抗ムラを小さくする導電ローラの製造方法が待望されている。
【０００７】
また、液状ゴムを加熱するときの型内の材料圧力が、ゴム材料の硬化が終了する時までの材料圧力の上昇曲線を常に一定に保ち、かつ、硬化が終了した時点で材料圧力を一定に保持することにより、安定した外径精度をもつローラを提供している。（特許文献４）ここで用いている注入駒、出口駒を用いると確かに外径精度をもつローラを作製することができるが、抵抗ムラが大きくなる場合があり、注入穴、出口穴について改善の余地があった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１７５０９８号公報
【特許文献２】特開２００１−２２７５３０号公報
【特許文献３】特開２００２−１４７４３７号公報
【特許文献４】特開２００３−３９４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、抵抗ムラが生じやすい導電フィラー及び無機充填フィラーを添加した材料を用いても、軸芯体方向の抵抗ムラが小さい電子写真用導電ローラの製造方法及び該製造方法により製造された電子写真用導電ローラを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、軸芯体の周りに樹脂層を形成する電子写真用導電ローラの製造方法であって、
円筒状のパイプと、該パイプの両端に配設された、軸芯体を保持するための第１の駒と第２の駒とを有する金型内に該軸芯体を設置し、該第１の駒に設けられた注入穴より樹脂層材料を注入し、該第２の駒に設けられた出口穴より前記樹脂層材料の一部を溢れさせ、開放状態で該金型を加熱する工程を有し、
該樹脂層材料は、樹脂と導電フィラーを少なくとも含有し、該樹脂層材料は温度２５℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下であり、
該第１の駒に設けられた注入穴は２個以上であり、該注入穴一つあたりの断面積が３．０ｍｍ2以上１０．０ｍｍ2以下であり、
該第１の駒に設けられた注入穴の断面積の合計をＡ（ｍｍ2）、該第２の駒に設けられた出口穴の断面積の合計をＢ（ｍｍ2）、該金型内に注入する樹脂層材料の体積をＣ（ｃｍ3）、該軸芯体に沿う方向の該金型内のキャビティの長さをＬ（ｍｍ）としたとき、以下の（１）から（４）の条件をすべて満足していることを特徴とする電子写真用導電ローラの製造方法に関する。
９．０ｍｍ2≦Ａ                                        （１）
０．３２５×Ｃ−５．５≦Ａ≦０．３２５×Ｃ＋５．５      （２）
１．２≦Ａ／Ｂ≦２．５                                  （３）
１３０≦Ｌ／（Ａ／Ｂ）≦２００                          （４）
【００１１】
また本発明は、軸芯体と該軸芯体の周りに樹脂層を形成する電子写真用導電ローラであり、該樹脂層が上記の製造方法を用いて形成されたことを特徴とする電子写真用導電ローラに関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明を用いて電子写真用導電ローラを製造すると、軸方向の抵抗ムラの小さい導電ローラが得られる。さらに、この電子写真用導電ローラを用いて画像を出力すると、濃度ムラが少ない画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る電子写真用導電ローラの製造方法は、
軸芯体の周りに樹脂層を形成する電子写真用導電ローラの製造方法であって、
円筒状のパイプと、該パイプの両端に配設された、軸芯体を保持するための第１の駒と第２の駒とを有する金型内に該軸芯体を設置し、該第１の駒に設けられた注入穴より樹脂層材料を注入し、該第２の駒に設けられた出口穴より前記樹脂層材料の一部を溢れさせ、開放状態で該金型を加熱する工程を有し、
該樹脂層材料は、樹脂と導電フィラーを少なくとも含有し、該樹脂層材料は温度２５℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下であり、
該第１の駒に設けられた注入穴は２個以上であり、該注入穴一つあたりの断面積が３．０ｍｍ2以上１０．０ｍｍ2以下であり、
該第１の駒に設けられた注入穴の断面積の合計をＡ（ｍｍ2）、該第２の駒に設けられた出口穴の断面積の合計をＢ（ｍｍ2）、該金型内に注入する樹脂層材料の体積をＣ（ｃｍ3）、該軸芯体に沿う方向の該金型内のキャビティの長さをＬ（ｍｍ）としたとき、以下の（１）から（４）の条件をすべて満足している。
９．０ｍｍ2≦Ａ                                        （１）
０．３２５×Ｃ−５．５≦Ａ≦０．３２５×Ｃ＋５．５      （２）
１．２≦Ａ／Ｂ≦２．５                                  （３）
１３０≦Ｌ／（Ａ／Ｂ）≦２００                          （４）
【００１４】
本発明で製造される電子写真用導電ローラの構成として、図２に本発明の電子写真用導電ローラの断面の一例を示す概略図を示す。図中の導電ローラは、樹脂層４ａを軸芯体４ｂの外周に有している。
【００１５】
また、本発明に係る電子写真用導電ローラの製造に用いる金型の一例を図３に示す。前記金型は、円筒状のパイプと、該パイプの両端に配設された軸芯体を保持するための第１及び第２の駒とで構成される。一端の駒（注入駒、以降「第１の駒」ともいう）８ａには、樹脂層材料を円筒状のパイプに供給できるよう、貫通穴（注入穴）９ａが設けられている。他端の駒（出口駒、以降「第２の駒」ともいう）８ｂには、円筒状のパイプから樹脂層材料を溢れさせるための貫通穴（出口穴）９ｂが設けられている。
【００１６】
本発明において、Ａ（ｍｍ2）とは、第１の駒に設けた注入穴の断面積がすべて同じ場合に、注入穴の断面積に注入穴の個数を乗じたものである。また、Ｂ（ｍｍ2）とは、第２の駒に設けた出口穴の断面積がすべて同じ場合に、出口穴の断面積にその個数を乗じたものである。
【００１７】
例えば、図３では注入穴は４つあり、Ａ（ｍｍ2）は注入穴の断面積に４を乗じた値となる。また、Ｂ（ｍｍ2）については出口穴が４つあり、Ｂは出口穴の断面積に４を乗じた値となる。また、Ｌ（ｍｍ）は図３に示したように軸芯体方向の金型内のキャビティの長さを表し、パイプ、注入駒、出口駒を配置した際に金型内にできる中空部において、中空部の軸芯体方向の長さを示す。また、Ｃ（ｃｍ3）とは図３におけるパイプ、注入駒、出口駒を配置した際に金型内にできる中空部を満たす樹脂層材料の体積と出口駒から溢れ出た約１〜２ｃｍ3の樹脂層材料の総和を表す。
【００１８】
本発明に用いる樹脂層材料は少なくとも樹脂と導電フィラーを含有し、温度２５℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下である材料を用いる。好ましい粘度は、６０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下である。粘度が５０Ｐａ・ｓより小さいと、金型に注入後、加熱している際に金型より材料が溢れ易くなり、成型後、導電ローラ上に欠損が生じやすくなるので好ましくない。また、粘度が６００Ｐａ・ｓを超えると、樹脂層材料を注入穴に浸入させる際に高い圧力が必要となり、導電フィラーが凝集し、軸芯体方向の抵抗ムラが生じやすくなるので好ましくない。なお、樹脂層材料の粘度は、温度２５℃の恒温層に５時間静置した後に、ＢＨ型回転粘度計（東京計器社製）でロータＮｏ．７を用いて１０ｒｐｍ条件で測定した。
【００１９】
本発明に用いられる導電フィラーの例は以下のものを含む。
カーボンブラック；グラファイト；アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼などの各種導電性金属又は合金；酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体などの各種金属酸化物。
【００２０】
なかでも比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られる観点から、カーボンブラックが好ましい。
【００２１】
また、上記した材料の２種類以上を混合して用いることができる。
【００２２】
また、必要に応じて、無機充填フィラーを添加することができる。無機充填フィラーの例は以下のものを含む。
乾式シリカ、湿式シリカ、炭酸カルシウム、タルク（含水けい酸マグネシウム）、酸化クロム、ベンガラ（酸化鉄）、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、リトポン、二硫化モリブデン、マイカ、メタけい酸カルシウム、石英粉、けいそう土、けい酸ジルコニウム、クレー、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アルミナ、グラファイト等。
【００２３】
補強性の観点から乾式シリカ、湿式シリカが好ましい。
【００２４】
本発明においては、一端の駒（第１の駒）に設けられる注入穴は２個以上必要である。注入穴の数が１個であると、注入時に樹脂層材料にかかる圧力が大きくなり、導電フィラーが凝集し、軸方向の抵抗ムラが生じやすくなる。なお、好ましい注入穴の個数は２〜１６個であり、より好ましい注入穴の数は４〜１４個である。注入穴が１７個より多いと、注入穴の断面積が小さくなり、脱型時に注入穴に硬化した樹脂層材料が残留しやすいので好ましくない。
【００２５】
注入穴、出口穴の断面形状は特に制限されず、適宜な形のものを使用することができる。例えば円形、正方形、長方形、菱形、又は楕円形等が挙げられる。
【００２６】
注入穴一つあたりの断面積は３．０ｍｍ2以上１０．０ｍｍ2以下であることが必要であり、好ましくは３．５ｍｍ2以上８．０ｍｍ2以下である。３．０ｍｍ2より小さいと樹脂層材料の注入圧力が高くなるため樹脂層材料に含有される導電フィラーが凝集しやすく、抵抗ムラが生じやすいため好ましくない。また、１０．０ｍｍ2を超えると、材料注入後に材料が垂れてしまい、ローラに欠損が生じるので好ましくない。なお、注入穴の一つあたりの断面積とは軸芯体方向の断面積が一番小さい部分をさす。
【００２７】
本発明において一端の駒（第１の駒）に設けられる注入穴の断面積の合計をＡ（ｍｍ2）とすると、Ａは９．０ｍｍ2以上である必要がある。Ａが９．０ｍｍ2より小さいと、樹脂層材料の注入圧力が高くなり、樹脂層材料に含有される導電フィラーが凝集しやすく、抵抗ムラが生じやすいので好ましくない。なお、Ａの好ましい範囲としては１０．０ｍｍ2以上２５．０ｍｍ2以下である。
【００２８】
また、本発明において、金型内に注入する樹脂層材料の体積をＣ（ｃｍ3）とすると、Ａは、０．３２５×Ｃ−５．５≦Ａ≦０．３２５×Ｃ＋５．５を満たす必要がある。
【００２９】
Ａが０．３２５×Ｃ−５．５より小さいと、樹脂層材料を注入する際に高い圧力が必要となり、樹脂層材料に含有される導電フィラーが凝集しやすく、抵抗ムラが生じやすい。
【００３０】
また、Ａが０．３２５×Ｃ＋５．５より大きいと、樹脂層材料を注入後、硬化時に注入側と出口側で内圧差が生じやすく、抵抗ムラが生じやすい。なお、Ｃは用いる金型内の体積により適宜変えることが出来る。
【００３１】
注入穴の断面積は樹脂層材料の流動方向において一定である必要はない。例えば、樹脂層材料が入る側から出る側に向かって少しずつ断面積を小さくしたり、出る側だけ断面積を小さくしたりすることができる。
【００３２】
本発明においては、他端の駒（第２の駒）に設けられる出口穴の断面積の合計をＢ（ｍｍ2）としたとき、Ｂは、１．２≦Ａ／Ｂ≦２．５を満たす必要がある。また、Ａ／Ｂ＝１．５〜２．４が好ましい。Ａ／Ｂが１．２より小さいと、金型内で樹脂層材料を硬化する際、注入側と出口側の内圧差が生じやすく、抵抗ムラが大きくなりやすい。また、Ａ／Ｂが２．５より大きくても、注入側と出口側の内圧差が生じやすく、抵抗ムラが大きくなりやすい。なお、Ｂの好ましい範囲としては７．０ｍｍ2以上２０．０ｍｍ2以下である。
【００３３】
本発明においては、軸芯体方向の金型内のキャビティの長さをＬ（ｍｍ）とすると、Ｌは、Ｌ／（Ａ／Ｂ）が１３０≦Ｌ／（Ａ／Ｂ）≦２００を満たす必要がある。また、１４０≦Ｌ／（Ａ／Ｂ）≦１８０が好ましい。Ｌ／（Ａ／Ｂ）が１３０より小さいと、注入側と出口側付近の内圧差が大きくなるため、抵抗ムラが大きくなりやすい。また、Ｌ／（Ａ／Ｂ）が２００より大きいと同様にして、注入側と出口側付近の内圧差が生じやすく、抵抗ムラが大きくなりやすいので好ましくない。なお、Ｌの好ましい範囲としては２１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。
【００３４】
特に、Ｌが３００ｍｍ以上のときには、注入穴の断面積の合計Ａが１５．０ｍｍ2以上であることが好ましく、より好ましくは１６．０ｍｍ2以上３０．０ｍｍ2以下である。Ａが１５．０ｍｍ2より小さいと、樹脂層材料の注入圧力が高くなり、樹脂層材料に含有される導電フィラーが凝集しやすく、抵抗ムラが生じやすいので好ましくない。なお、Ｌが３００ｍｍ以上の場合、樹脂層材料の注入量が多くなるため、さらに樹脂層材料の注入圧力が高くなり、樹脂層材料に含有される導電フィラーが凝集しやすく、より、抵抗ムラが生じやすいため、注入穴の断面積を大きくする必要がある。
【００３５】
また、Ｌが３００ｍｍ以上のときには、Ａ／Ｂは２．１以上であることが好ましく、２．２≦Ａ／Ｂ≦２．４がより好ましい。Ａ／Ｂが２．１より小さいと金型内で樹脂層材料を硬化する際、注入側と出口側の内圧差が生じやすく、抵抗ムラが大きくなりやすい。以上のように、Ｌが３００ｍｍ以上の場合には、材料を多く注入しなければならず、樹脂層材料の注入圧力が高くなり、樹脂層材料に含有される導電フィラーが凝集しやすく、抵抗ムラが生じやすいのでＡ／Ｂを大きく設定する必要がある。
【００３６】
更に、Ｌが３００ｍｍ以上のときには、Ｌ／（Ａ／Ｂ）は１６０以下であることが好ましく、より好ましい範囲は１３５≦Ｌ／（Ａ／Ｂ）≦１５０である。Ｌ／（Ａ／Ｂ）を上記の数値範囲とすることにより、注入側と出口側の内圧差の増大に起因する抵抗ムラの発生を有効に抑えることができる。
【００３７】
本発明の電子写真用導電ローラの樹脂層に含まれる樹脂としては、特に制限されることはなく適宜使用することができる。具体的な樹脂としては、以下のものが挙げられる。エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、エピクロロヒドリンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ＮＢＲの水素化物、クロロプレンゴム（ＣＲ）、フッ素ゴム、他硫化ゴムの如きゴム。これら単独あるいは２種類以上を混合して用いることができる。なかでも圧縮永久歪み特性に優れている観点からシリコーンゴム、ウレタンゴム、又はＮＢＲを用いるのが好ましく、シリコーンゴムがより好ましい。
【００３８】
前記樹脂層材料に含まれるシリコーンゴム１００質量部に対する導電フィラー及び無機充填フィラーの充填量Ｄ（質量部）は、１０〜８０質量部とすることが好ましく、より好ましい範囲は１５〜７０質量部である。上記の数値範囲では、樹脂層材料硬化時の液だれによる導電ローラへの凹みの発生を抑えられる。樹脂層材料の粘度の増加による樹脂層材料の注入圧力が上昇、及びそれに伴う樹脂層材料に含有される導電フィラーの凝集や抵抗ムラの発生を抑えられる。
【００３９】
また、Ａ／Ｂは、２．８６×１０-3×Ｄ＋１．０７≦Ａ／Ｂ≦１．４３×１０-2×Ｄ＋２．３６を満たすことが好ましい。Ａ／Ｂを上記の範囲とすることにより、注入側と出口側の内圧差の上昇に起因する抵抗ムラの発生を有効に抑えられる。
【００４０】
本発明においては、金型をあらかじめ予熱し、金型を成型機に配置後、金型内に樹脂層材料を注入し、３〜１０分加熱硬化することが好ましい。該成型機は金型の軸方向に平行に分割される加熱用熱盤で挟み込み、金型、及び加熱用熱盤の下からあらかじめスタティックミキサーにより、二液が１：１で混合された材料が注入穴より、注入される。加熱することにより、材料を円筒状に前記軸芯体と一体的に成形し、導電ローラが製造される。加熱用熱盤は、金型接触面もその強度及び熱伝導性の良さから、金属材料で作製されている。
【００４１】
金型をあらかじめ予熱することで、樹脂層材料の硬化時間を短縮できる。また、連続して成型を行う際に樹脂層材料が受ける熱履歴にばらつきが生じること、及びそれに起因する抵抗ムラの発生を有効に抑えられる。
【００４２】
また、硬化時間は３〜１０分とすることが好ましい。この範囲内では、一般に樹脂層材料の硬化が不十分となり難く、また導電ローラの硬度や圧縮永久ひずみ特性が低下し難い。また、導電ローラの抵抗値が必要以上に高くなることを避け得る。
【００４３】
なお、金型の予熱温度、成型材料硬化の際の加熱温度は材料によって異なるが、１００℃〜１５０℃で行うことが好ましい。
【００４４】
本発明において、円筒状のパイプや注入駒、出口駒には、電子写真用導電ローラを成型するという目的が果たすことができる材質を用いることができる。例えば、鉄、ステンレス鋼、銅、又はアルミニウムを用いることができる。
【００４５】
本発明において、電子写真用導電ローラの抵抗ムラは以下のように定義した。すなわち、電子写真用導電ローラを軸方向に８分割して各々の抵抗値を測定し８ヶ所の抵抗値の最大値と最小値の比（Ｍａｘ／Ｍｉｎ）を電子写真用導電ローラの抵抗ムラとした。本発明においては抵抗ムラ（Ｍａｘ／Ｍｉｎ）が１．５より大きい場合に抵抗ムラが大きいと判断した。８ヶ所の抵抗ムラを測定する分割抵抗測定装置の概略図を図４に示す。測定方法と抵抗の算出方法は以下のとおりである。長手方向に８等分した長さより７ｍｍ短い長さのアルミ製ドラム１０と、該アルミ製ドラムの間に、外径２５ｍｍ、長さ６ｍｍの絶縁樹脂製ドラム１１を同軸状に交互に並べて一体的に組み合わせる。このアルミ製ドラムと絶縁樹脂製ドラムが一体となったドラム１５に、電子写真用導電ローラ１４を圧接する。電子写真用導電ローラ１４の両端に４．９Ｎ（５００ｇｆ）の荷重をかけ、アルミ製ドラムと絶縁樹脂製ドラムが一体となったドラム１５を電子写真用導電ローラ１４の回転数が６０ｒｐｍになるように回転させる。電子写真用導電ローラ１４の軸芯体に１００Ｖ印加する。各アルミ製ドラムはＲ（Ω）の抵抗値を有する基準抵抗を通じて接地されている。基準抵抗の両端の電位差を毎秒１３５回の速度でサンプリングする。電子写真用導電ローラ１４を５回転させたところで測定をやめ、５周分のデータの総和平均値を求める。求めた値をＸ（Ｖ）とする。
電流値Ｉ（Ａ）＝Ｘ（Ｖ）／Ｒ（Ω）
よって、各アルミ製ドラムに対応する位置における電子写真用導電ローラ１４の抵抗値Ｚ（Ω）は以下のように計算される。
Ｚ（Ω）＝１００（Ｖ）／Ｉ（Ａ）＝１００（Ｖ）／Ｘ（Ｖ）×Ｒ（Ω）
【００４６】
電子写真用導電ローラの軸芯体は、導電性部材の電極及び支持する部材として機能するものであれば本発明に適用できる。その材質として、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼の如き金属又は合金、クロムやニッケルでめっき処理を施した鉄、導電性合成樹脂の如き導電性の材質で構成される。なお、軸芯体とその周面に形成される樹脂層を接着するために、プライマーを軸芯体に塗布することができる。プライマーとしては、例えばシランカップリング系プライマーが挙げられる。
【００４７】
樹脂層の厚さは１．０〜６．０ｍｍの範囲にあることが好ましく、１．５〜５．０ｍｍの範囲にあることがより好ましい。厚さが１．０ｍｍより薄くなると、均一なニップを確保することが困難になる。一方、厚さを６．０ｍｍより厚くしても、帯電性能の向上に繋がらないだけでなく、樹脂層材料の成型コストが上昇しコスト的に不利である。
【００４８】
樹脂層からの低分子成分の染み出し防止の目的で、樹脂層の上にさらに表面層を設けることができる。表面層に用いる樹脂としては、特に制限されることなく適宜用いることができる。具体的には以下のものが挙げられる。水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、アミノ基、イソシアネート基、エポキシ基、不飽和基、メチロール基、アルコキシメチル基、アルデヒド基、メルカプト基の如き反応基を持つ、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリルウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アミノ樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂等及びこれらの混合物。酸無水物基としては、無水マレイン酸、無水フタル酸、ポリアジピン酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸が挙げられる。不飽和基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基等が挙げられる。アルコキシメチル基としては、メトキシメチル基、エトキシメチル基、ブトキシメチル基等が挙げられる。
【００４９】
表面層には前記樹脂にカーボンブラックを添加したものを用いることができる。該カーボンブラックの配合量は前記樹脂成分を１００質量部としたときに１５〜３０質量部となるよう配合することが好ましい。前記カーボンブラックとしては、特に制限されることなく適宜使用することができる。ケッチェンブラックの様な高い導電性をもつカーボンブラックだけではなく、中程度の導電性をもつゴム用カーボンブラック或いは塗料用のカーボンブラックが挙げられるが、分散性と導電性の制御の観点から塗料用カーボンブラックが好ましい。
【００５０】
表面層は前記樹脂とカーボンブラックと溶剤を混合、分散した塗工液を樹脂層に塗工することによって得られる。
【００５１】
前記塗工液に用いる溶剤としては、表面層として用いる樹脂が溶解するという条件内で適宜使用することができる。具体的には溶剤として以下のものが挙げられる。メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンに代表されるケトン類、ヘキサン、トルエン等に代表される炭化水素類、メタノール、イソプロパノールに代表されるアルコール類、他エステル類、水。樹脂の溶解性、沸点からメチルエチルケトン、又はメチルイソブチルケトンが好ましい。
【００５２】
表面層の厚みは、５〜１００μｍが好ましく、１０〜９０μｍがより好ましい。厚みが５μｍより薄いと、弾性層中の低分子量成分が染み出してきて感光ドラムを汚染しやすく、表面層が剥れる場合がある。また、１００μｍより厚いと、導電ローラの表面硬度が高くなり、感光ドラム表面を削る場合がある。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００５４】
〔実施例１〕
軸芯体としてＳＵＭ３０４製の直径８ｍｍの軸芯体にシランカップリング系プライマー（「ＤＹ３５−１１０」（商品名）、東レ・ダウコーニング社製））を厚さ１μｍで塗布後、温度１６０℃で、４５分間焼付けしたものを用いた。
【００５５】
注入駒（第１の駒）として内径２．２ｍｍ、内径一定の円形の穴を４つ備えた駒（Ａ  １５．２ｍｍ2）と、出口駒（第２の駒）として内径１．８ｍｍ、内径一定の円形の穴を４つ備えた駒（Ｂ  １０．２ｍｍ2）を用意した。これらを、内径１６ｍｍの円筒状のパイプ（Ｌ  ２４０ｍｍ）の両端に設置して金型を構成した。この金型に、前記軸心体を図３に示したように配置した。これを温度１２０℃で、１０分間予熱した。次いで、該金型を成型機に配置後、下記樹脂層材料の混合物（Ｃ  ４５ｃｍ3）を注入穴から注入した。
・下記式（ｉ）（重量平均分子量１２００００）で示される化合物    ５０質量部
・下記式（ｉｉ）（重量平均分子量１２００００）で示される化合物    ５０質量部
・シリカ（「ＬＰ」（商品名）、東ソー・シリカ社製）    ４５質量部（Ｄ  ４５質量部）
・カーボンブラック（ケッチェンブラック「ＥＣＰ−６００ＪＤ」（商品名）、ライオン社製）    １０質量部
【００５６】
【化１】
0005036457.tif 000002
【００５７】
【化２】
0005036457.tif 000003
【００５８】
なお、前記樹脂層材料の粘度をＢＨ型回転粘度計（東京計器社製）でロータＮｏ．７を用いて１０ｒｐｍ条件下測定したところ、３００Ｐａ・ｓであった。注入終了後、温度１２０℃で７分間加熱することにより、シリコーンゴムを硬化した。金型を室温まで冷却した後に軸芯体と一帯となった樹脂層を脱型し、温度２００℃で、８時間オーブンで加熱することにより樹脂層の長さが２４０ｍｍ、外径１６．０ｍｍ、芯金径８．０ｍｍの電子写真用導電ローラを得た。得られた電子写真用導電ローラの抵抗ムラを前記方法に従って測定した。結果を表１に示す。また、得られた電子写真用導電ローラの外観を目視にて確認し、欠損が無い場合は○、欠損がある場合は×と表した。
【００５９】
〔実施例２〕
シリカを１０質量部としたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６０】
〔実施例３〕
シリカを８０質量部としたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６１】
〔実施例４〕
注入穴の形状を１．０ｍｍ×３．０ｍｍの長方形、出口穴の内径を１．６ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６２】
〔実施例５〕
樹脂層材料の注入量を５９ｃｍ3、軸芯体の直径を６ｍｍ、注入穴の内径を２．１ｍｍ、出口穴の内径を１．６ｍｍ、導電ローラの長さを２７０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果は表１に示す。
【００６３】
〔実施例６〕
注入穴の形状を２．０ｍｍ×２．５ｍｍの長方形、出口穴の個数を５個としたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６４】
〔実施例７〕
樹脂層材料の注入量を４２ｃｍ3、出口穴の内径を２．０ｍｍ、導電ローラの長さを２３０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６５】
〔実施例８〕
樹脂層材料の注入量を５９ｃｍ3、軸芯体の直径を９ｍｍ、出口穴の内径を１．４ｍｍ、導電ローラの長さを３６０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６６】
〔実施例９〕
樹脂層材料の注入量を５０ｃｍ3、軸芯体の直径を７ｍｍ、注入穴の内径を２．４ｍｍ、導電ローラの長さを２３５ｍｍとしたこと以外については、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６７】
〔実施例１０〕
出口穴の内径を２．０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６８】
〔実施例１１〕
樹脂層材料の注入量を３５ｃｍ3、軸芯体の直径を１０ｍｍ、注入穴の形状を１．５ｍｍ×３．０ｍｍの長方形、注入穴の個数を２つ、出口穴の内径を１．４ｍｍ、導電ローラの長さを２３５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００６９】
〔実施例１２〕
樹脂層材料の注入量を４４ｃｍ3、注入穴の形状を１．５ｍｍ×３．０ｍｍの長方形、注入穴の個数を２つ、出口穴の内径を１．４ｍｍ、導電ローラの長さを２３８ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００７０】
〔実施例１３〕
樹脂層材料の注入量を１１ｃｍ3、軸芯体の直径を１４ｍｍ、注入穴の形状を１．５ｍｍ×３．０ｍｍの長方形、注入穴の個数を２つ、出口穴の内径を１．４ｍｍとしたこと以外については、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００７１】
〔実施例１４〕
樹脂層材料の注入量を５２ｃｍ3、注入穴の内径を２．３ｍｍ、導電ローラの長さを３００ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表１に示す。
【００７２】
〔比較例１〕
シリカを９質量部としたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００７３】
〔比較例２〕
シリカを８１質量部としたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００７４】
〔比較例３〕
注入穴の内径を１．９ｍｍ、出口穴の内径を１．６ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００７５】
〔比較例４〕
樹脂層材料の注入量を４２ｃｍ3、注入穴の形状を２．０ｍｍ×２．２ｍｍの長方形、注入穴の個数を２つ、出口穴の内径を１．４ｍｍ、導電ローラの長さを２３０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００７６】
〔比較例５〕
樹脂層材料の注入量を６０ｃｍ3、軸芯体の直径を６ｍｍ、注入穴の内径を２．１ｍｍ、出口穴の内径を１．６ｍｍ、導電ローラの長さを２７２ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００７７】
〔比較例６〕
樹脂層材料の注入量を４４ｃｍ3、注入穴の形状を２．０ｍｍ×２．５ｍｍの長方形とした。また、導電ローラの長さを２３８ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００７８】
〔比較例７〕
軸芯体の直径を７ｍｍ、出口穴の内径を２．１ｍｍ、導電ローラの長さを２１０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００７９】
〔比較例８〕
樹脂層材料の注入量を５９ｃｍ3、軸芯体の直径を９ｍｍ、出口穴の内径を１．２ｍｍ、注入穴の個数を５個とし、導電ローラの長さを３６０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００８０】
〔比較例９〕
樹脂層材料の注入量を４２ｃｍ3、注入穴の内径を２．４ｍｍ、導電ローラの長さを２３０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００８１】
〔比較例１０〕
樹脂層材料の注入量を４７ｃｍ3、出口穴の内径を２．０ｍｍ、導電ローラの長さを２４５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００８２】
〔比較例１１〕
軸芯体の直径を７ｍｍ、注入穴の内径を２．４ｍｍ、注入穴の個数を１個、出口穴の内径を１．６ｍｍ、導電ローラの長さを２１０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００８３】
【表１】
0005036457.tif 000004
【００８４】
【表２】
0005036457.tif 000005
【００８５】
実施例では以下の７つの条件を満たすため、電子写真用導電ローラの抵抗ムラ（Ｍａｘ／Ｍｉｎ）を１．５以内とすることができた。また、外観も良好であった。
１．温度２５℃における樹脂層材料の粘度が５０Ｐａ・ｓ以上６００Ｐａ・ｓ以下
２．注入駒の注入穴の個数が２個以上
３．注入穴の一つあたりの面積が３．０ｍｍ2以上１０．０ｍｍ2以下
４．注入穴の断面積の合計をＡ（ｍｍ2）、出口穴の断面積の合計をＢ（ｍｍ2）、金型内に注入する樹脂層材料の量をＣ（ｃｍ3）、軸芯体方向の金型内のキャビティの長さをＬ（ｍｍ）としたとき、Ａが９．０ｍｍ2以上
５．０．３２５×Ｃ−５．５≦Ａ≦０．３２５×Ｃ＋５．５
６．１．２≦Ａ／Ｂ≦２．５
７．１３０≦Ｌ／（Ａ／Ｂ）≦２００
【００８６】
一方、比較例１では上記１の樹脂層材料の粘度が５０Ｐａ・ｓより小さいため、抵抗ムラは小さいが硬化時に垂れが発生し外観不良が発生した。比較例２では上記１の樹脂層材料の粘度が６００Ｐａ・ｓより大きかったため、抵抗ムラが大きくなった。比較例３では上記３の注入穴の一つあたりの面積が３．０ｍｍ2より小さいため抵抗ムラが大きくなった。比較例４では上記４のＡが９．０ｍｍ2より小さいため抵抗ムラが大きくなった。比較例５では上記５のＡが０．３２５×Ｃ−５．５より小さいため、抵抗ムラが大きくなった。比較例６では上記５のＡが０．３２５×Ｃ＋５．５より大きいため抵抗ムラが発生した。比較例７では上記６のＡ／Ｂが１．２より小さいため抵抗ムラが大きくなった。比較例８では上記６のＡ／Ｂが２．５より大きいため抵抗ムラが発生した。比較例９では上記７のＬ／（Ａ／Ｂ）が１３０より小さいため抵抗ムラが大きくなった。比較例１０では上記７のＬ／（Ａ／Ｂ）が２００より大きいため抵抗ムラが大きくなった。比較例１１では上記２の注入穴の個数が１個のため、抵抗ムラが大きくなり、注入穴の周方向に１８０°の位置に外観不良が見られた。以上から、本発明における製造方法で電子写真用導電ローラを製造すると、抵抗ムラを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態を示す画像形成装置の概略図。
【図２】本発明の実施の形態を示す導電性ローラの側面、断面図。
【図３】本発明の実施の形態を表す金型の断面図。
【図４】本発明の実施の形態を表す分割抵抗測定装置の概略図。
【符号の説明】
【００８８】
１    潜像担持体（感光ドラム）
２    帯電手段
３    露光系
４    現像手段
４ａ  樹脂層
４ｂ  軸芯体
５    転写手段
６    クリーニング手段
７    円筒状パイプ
８ａ  注入駒（第１の駒）
８ｂ  出口駒（第２の駒）
９ａ  材料が通る貫通穴（注入穴）
９ｂ  材料が通る貫通穴（出口穴）
１０  アルミ製ドラム
１１  絶縁樹脂製ドラム
１２  基準抵抗
１３  電圧計
１４  電子写真用導電ローラ
１５  アルミ製ドラムと絶縁樹脂製ドラムが一体となったドラム
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３  バイアス印加用電源
【図１】
0005036457.tif 000006
【図２】
0005036457.tif 000007
【図３】
0005036457.tif 000008
【図４】
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