(57)【要約】【課題】金型成形において、離型剤がゴムを浸蝕することなく、寸法精度の高いローラを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る弾性ローラの製造方法は、成型用金型の内壁に離型剤の塗布面を形成する離型剤塗布工程と、前記成型用金型内に軸芯体を配置する軸芯体配置工程と、前記軸芯体が配置された前記成型用金型内に弾性層としての液状シリコーンゴムを注入する弾性層材料注入工程と、前記液状シリコーンゴムを熱硬化する一次硬化工程と、弾性層が形成された弾性ローラを冷却工程を経ることなく取り出す脱型工程と、さらに前記一次硬化工程よりも高い温度で前記弾性層を加熱処理する二次硬化工程と、を有する弾性ローラの製造方法であって、前記離型剤は、前記一次硬化工程から前記二次硬化工程にわたって、離型剤１０質量％水溶液として測定したｐＨ値が４以上８以下の範囲を維持するものであることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型用金型の内壁に離型剤の塗布面を形成する離型剤塗布工程と、前記成型用金型内に軸芯体を配置する軸芯体配置工程と、前記軸芯体が配置された前記成型用金型内に弾性層としての液状シリコーンゴムを注入する弾性層材料注入工程と、前記液状シリコーンゴムを熱硬化する一次硬化工程と、弾性層が形成された弾性ローラを冷却工程を経ることなく取り出す脱型工程と、さらに前記一次硬化工程よりも高い温度で前記弾性層を加熱処理する二次硬化工程と、を有する弾性ローラの製造方法であって、
前記離型剤は、前記一次硬化工程から前記二次硬化工程にわたって、離型剤１０質量％水溶液として測定したｐＨ値が４以上８以下の範囲を維持するものであることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記離型剤の熱分解温度が前記二次硬化工程における加熱温度以上であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記二次硬化工程における加熱温度において、前記離型剤の質量減少度が３０％以下であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか一項に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする、潜像を形成した後の画像担持体に現像剤を付与する現像ローラ。
【請求項５】
請求項４に記載の現像ローラを具備する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタや複写機、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した各種装置には現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等のローラが組み込まれている。
【０００３】
このようなローラの弾性層の形成方法は研磨によって所望の形状を削り出す方式と、専用の型に材料を注入、硬化させることで所望の形状とする方式の二つに分けられる。その中でも、金型成形は、研磨などの後工程を必要とせず、高精度なローラが得られることから非常に多く用いられている。この金型成形においては、内部形状が円筒状に高精度に加工された成型用金型内に軸芯体を配し、その後該成型用金型内に液状シリコーンゴム等の液状ゴム原料を注入し熱硬化させて、導電性弾性層を形成することが可能である。しかしながら、硬化したシリコーンゴムは熱膨張が大きいため、成型用金型の内壁に強い力で押し付けられている状態となる。このため、加熱により熱硬化が終了した弾性ローラを金型から取り出す（以後、脱型）際には、冷却して、硬化したシリコーンゴムの熱膨張を除去しなければならなかった。冷却せずに脱型した場合、成型用金型の内壁とのストレスで弾性層が変形したり、変形に耐えられない場合には弾性層の破壊が起こる場合もある。このような問題に対して、成型用金型の内壁と弾性層との接触面での摩擦力を低減させることが行われている。
【０００４】
例えば特許文献１では、あらかじめシリコーンゴムに大量のシリコーンオイルを含ませる方法が提案されている。
【０００５】
また、一般的に金型のキャビティ壁面にフッ素系又はシリコーン系の離型剤又は界面活性剤を塗布する方法も提案されている。
【特許文献１】特開昭４８−６２４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ローラからオイルが染み出して、画像不良の原因となっていた。また、オイル成分を大量に含むシリコーンゴムのゴム特性はローラの条件を満足せず、熱変形、圧縮永久歪、ゴム硬度等の基本的な特性を満足させるためには、添加するオイル成分量に上限があった。
また、離型剤を用いた手法を採用したとしても、弾性ローラを成型用金型から脱型するためには、上述したような理由から少なくともある程度冷却を行い、弾性ローラの外径を金型のキャビティの内径よりも小さくしてから脱型する必要があった。この冷却工程には熱交換機等の設備が必要である。さらに、金型から脱型後再び加熱して硬化する際には常温から硬化温度まで昇温するのに大きな熱量が必要となり、成形サイクルタイムの増加だけでなく、使用する電力も大きくなり問題となっていた。
さらには、離型剤を用いた手法を採用したとしても、冷却せずに脱型可能になったものの、離型剤がゴムを浸蝕し、ローラが凹んでしまうという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、金型を用いたローラの成形において、冷却工程を必要とせずに脱型でき、離型剤がゴムを浸蝕することなく、寸法精度の高い、ローラの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的は以下により達成される。
【０００９】
即ち、本発明に係る弾性ローラの製造方法は、
成型用金型の内壁に離型剤の塗布面を形成する離型剤塗布工程と、前記成型用金型内に軸芯体を配置する軸芯体配置工程と、前記軸芯体が配置された前記成型用金型内に弾性層としての液状シリコーンゴムを注入する弾性層材料注入工程と、前記液状シリコーンゴムを熱硬化する一次硬化工程と、弾性層が形成された弾性ローラを冷却工程を経ることなく取り出す脱型工程と、さらに前記一次硬化工程よりも高い温度で前記弾性層を加熱処理する二次硬化工程と、を有する弾性ローラの製造方法であって、
前記離型剤は、前記一次硬化工程から前記二次硬化工程にわたって、離型剤１０質量％水溶液として測定したｐＨ値が４以上８以下の範囲を維持するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、金型を用いたローラの成形において、冷却工程を必要とせずに脱型でき、かつ寸法精度の高い弾性ローラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述のように、本発明に係る弾性ローラの製造方法は、
成型用金型の内壁に離型剤の塗布面を形成する離型剤塗布工程と、前記成型用金型内に軸芯体を配置する軸芯体配置工程と、前記軸芯体が配置された前記成型用金型内に弾性層としての液状シリコーンゴムを注入する弾性層材料注入工程と、前記液状シリコーンゴムを熱硬化する一次硬化工程と、弾性層が形成された弾性ローラを冷却工程を経ることなく取り出す脱型工程と、さらに前記一次硬化工程よりも高い温度で前記弾性層を加熱処理する二次硬化工程と、を有する弾性ローラの製造方法であって、
前記離型剤は、前記一次硬化工程から前記二次硬化工程にわたって、離型剤１０質量％水溶液として測定したｐＨ値が４以上８以下の範囲を維持するものであることを特徴とする。
【００１２】
一般に、成型用金型を用いた弾性ローラの製造は、離型剤を塗布した成型用金型に軸芯体を配置し後、弾性層材料を注入し、熱硬化（一次硬化）させる。そして、冷却工程を経て脱型して得られたローラをさらに熱硬化し（二次硬化）、弾性ローラを得る。本発明者らは、弾性層の材料として液状シリコーンゴムを用いた場合、離型剤が弾性層に接触している間、離型剤のｐＨが所定の範囲（１０質量％水溶液としてｐＨ４以上８以下）であれば、該離型剤が弾性層を浸蝕することなく、かつ冷却工程を経ることなく脱型しても、寸法精度の高い弾性ローラを製造することができることを見出し、本発明に至った。
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
〔弾性ローラ〕
前記弾性ローラは、少なくとも軸芯体と弾性層を有して構成される。弾性ローラとしては、例えば、プリンターにおける現像、帯電、転写、クリーニング又は除電等に用いるローラを挙げることができる。より具体的には、導電性ローラや現像ローラなどを挙げることができる。これらの弾性ローラは、プリンターの他にも、例えばファクシミリや複写機等の電子写真方式を採用した画像形成装置に使用されている。本発明において、前記弾性層は、詳しくは後述するが、シリコーンゴムを含んで構成される。
【００１５】
本発明の製造方法により製造される弾性ローラの構成例を図１に示す。図１において、（ｂ）は弾性ローラ１０の軸芯体の中心線に沿った概略断面図であり、（ａ）は弾性ローラ１０を軸芯体の中心線方向からみた概略図である。図１に示した弾性ローラ１０は、軸芯体１１と、軸芯体１１の外周上に同心円状に形成された弾性層１２と、該弾性層１２の外周上に形成された被覆層１３とを有する。例えば、弾性ローラが帯電ローラ等の導電性ローラである場合は、軸芯体１１及び弾性層１２は導電性を有する材料で形成される。本発明では、弾性層１２を成型用金型を用いて成形する。
【００１６】
〔成型用金型〕
本発明に用いることのできる成型用金型の一例を図２に示す。図２において、成型用金型は、円筒状金型２９及び駒２１、２２から構成されている。円筒状金型２９は、その軸線方向両端部で駒２１、駒２２と嵌合する。そして、駒２１、２２はそれぞれ軸芯体保持部２５、２６を有し、軸芯体保持部２５、２６に軸芯体の端部が挿入されることによって軸芯体が成型用金型内に保持される。円筒状金型２９は、弾性ローラの弾性層を形作るものであり、弾性層の外径に対応した内径を有する。軸芯体保持部２５、２６は、軸芯体の直径に対応した口径を有する。また、図２においては、駒２１、２２はテーパーになっており、軸芯体持部がある先端部から徐々に径が太くなっている。そして、円筒状金型は、駒のテーパーに嵌合するように設計されている。また、駒２１、２２には、弾性層原料が注入或いは成形に際し、金型内のキャビティ２０中の気体及び過剰の弾性層原料が溢流するための流路２３、２４が形成されている。なお、流路２３、２４は金型内のキャビティ３０へ開口２７、２８で繋がっている。なお、本発明に用いることのできる成型用金型が特にこの例に限定されるものではない。
【００１７】
本発明で用いる成型用金型は、金型として公知の材質の中から適宜選択して使用することができる。金属、特に鋼鉄製の金型が好ましく、その少なくとも内壁に表面処理を施したものがより好ましい。金属材料としては、例えば、鉄などの鋼材にニッケルやクロムなどのメッキを施した金属部材、又は、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、プリハードン鋼若しくは焼入焼戻し鋼などの金属部材等を適宜使用することができる。表面処理としては、化学ニッケルメッキ法、テフロンコーティング法、ガス窒化法、塩浴窒化法、ガス軟窒化法、プラズマ窒化法等の方法による表面処理が挙げられるが、処理前の金型材質や形状により適宜選択することができる。
【００１８】
〔離型剤〕
図３に、本発明に係る弾性ローラの製造方法の成型時における断面概略図を示す。なお、簡略化のため流路２３，２４は省略した。図３に示すように、本発明に係る弾性ローラの製造方法では、離型剤３１が成型用金型の内壁に塗布された状態で弾性層１２が成型される。
【００１９】
離型剤としては、加熱工程（一次硬化工程及び二次硬化工程）を経てもｐＨが４以上８以下である材料が用いられる。離型剤のｐＨ（１０質量％水溶液として測定）が加熱工程の前後で４以上８以下であれば、離型剤がシリコーンゴムを浸蝕することがなく、寸法精度の高い弾性ローラを得ることができる。シリコーンゴムの分子構造におけるＯＨ基の存在は酸性においても塩基性においても反応に関与するため、酸性基、塩基性基の存在がより少ないほうが望ましく、中性に近いｐＨ値が選択される。
【００２０】
一般的に、液体シリコーンゴムの熱硬化は、１５０℃〜３００℃で行われる。したがって、離型剤の熱分解温度は、二次硬化温度よりもプラス３０℃以上であることが好ましく、プラス５０℃以上であることが特に好ましい。離型剤の分解温度が二次硬化温度よりも小さい場合、加熱により生じた分解産物がシリコーンゴムを浸蝕してしまう場合があるためである。但し、離型剤の分解温度が二次硬化温度より小さくても、ｐＨが変化しない場合は好ましく用いることができる。また、熱分解温度の上限については特に制限はないが、通常、水への溶解性の観点から、３５０℃以下であることが好ましく、３００℃以下であることがより好ましい。
【００２１】
また、二次硬化工程における離型剤の質量減少度が３０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることが特に好ましい。質量減少度とは、二次硬化中における離型剤の質量減少の割合のことである。離型剤の質量減少度が３０％よりも大きい場合、残った離型剤がローラに付着し、離型剤跡となり、このようなローラを用いた画像形成装置においては画像不良となってしまう場合がある。但し、離型剤が一次硬化工程で十分な離型効果を示し、二次硬化工程において消失（熱分解）する場合（質量減少度が１００％の場合）、ローラに離型剤が残らないため、好ましく使用できる場合がある。その場合にも一次硬化工程の温度から熱分解温度の間でｐＨが上記範囲外にならないことが必要である。
【００２２】
前記離型剤としては、前記ｐＨに関する条件を満たすものであれば特に制限されずに用いることができるが、例えば、フッ素系離型剤、シリコーン系離型剤又は界面活性剤などを挙げることができる。界面活性剤としては、陰イオン系または非イオン系の界面活性剤がより好ましい。なお、離型剤は、弾性層や成型用金型の材料に応じて適宜決めることができる。
【００２３】
前記フッ素系離型剤としては、従来離型剤として公知の各種フッ素系化合物の中から適宜選択して用いることができる。例えば、パーフルオロアルキル基を有するアクリレート若しくはメタクリレートの重合体、又はこれらとブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ステアリルアクリレート若しくはステアリルメタクリレート等との共重合体等である。
【００２４】
前記シリコーン系離型剤としては、従来離型剤として公知の各種シリコーンオイルの中から適宜選択して用いることができる。前記シリコーンオイルとしては、例えば、側鎖にアルキル基、フェニル基またはフルオロアルキル基を有するポリシロキサン等が例示される。これらのシリコーンオイルは、所望により、２種以上適宜併用してもよい。また、これらのシリコーンオイルは、添加物、例えばシリコーン樹脂等を含有していてもよい。
【００２５】
前記陰イオン系界面活性剤としては、例えば、
（１）スルホン酸の周期律表１、２又は１２族に属する金属の塩であるスルホン酸塩系有機化合物
（２）硫酸とアルコールとのエステルの周期律表１、２又は１２族に属する金属の塩である硫酸エステル塩系有機化合物
（３）リン酸エステルの周期律表１、２又は１２族に属する金属の塩であるリン酸エステル塩系有機化合物
等を挙げることができる。これらの中では、スルホン酸系有機化合物が好ましい。また、金属としては、周期律表１族のアルカリ金属、なかでもナトリウムが好ましい。
【００２６】
スルホン酸塩系有機化合物としては、例えば、オクチル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、セチル硫酸ナトリウム又はステアリル硫酸ナトリウム等が挙げられ、また、以下の硫酸エステルあるいは硫酸化物から得られるスルホン酸塩系有機化合物が挙げられる。硫酸エステルあるいは硫酸化物としては、炭素数８〜１８のアルキル基を有する、高級アルコール硫酸エステル、高級アルコール・硫酸エステルアミン塩、オキソアルコールの硫酸エステル、エライジルアルコールの硫酸エステル、アビエチルアルコールの硫酸エステル、ナフテンアルコールの硫酸エステル、ステリンの硫酸エステル、４−オクチル−２−メチルシクロヘキサノール、水添ベンジルクレゾール、水添アミルフェノール、水添ビスフェノール等の脂環族アルコールの硫酸エステル、クロルヒドリン等のハロゲンアルコールの硫酸エステル、高級グリコールの硫酸エステル等のアルコールの硫酸エステル；１−ヘキサデセンの硫酸エステル、ヘプタデセンの硫酸エステル、石油オレフィンの硫酸エステル、パラフィンロウ熱分解オレフィンの硫酸エステル、重合オレフィン（炭素数８〜２０）の硫酸エステル、スクアレンの硫酸エステル、テルペンの硫酸エステル等のオレフィンの硫酸エステル；硫酸化モノグリセリド、リシノール酸モノグリセリド硫酸エステル、リシノール、オレイン酸のプロピル、ブチル、アミンエステル等から得られる脂肪酸エステルの硫酸エステル、アセチル化リシノール酸の硫酸化物、オレイルアルコールの硫酸化物、マッコウ鯨油の硫酸エステル、ナフテン酸エステルの硫酸化物、グリコールのナフテン酸エステルの硫酸化物、ヘキサンジオール脂肪酸エステルの硫酸エステル、オキシ酸エステルの硫酸エステル、ポリオキシカルボン酸の硫酸エステル、脂肪酸テトラヒドロフルフリルエステルの硫酸エステル、ホルムアルデヒド縮合エステル結合硫酸エステル、メタクリルアルコール脂肪酸エステルの硫酸化物、水添ロジンペンタエリトリットエステルの硫酸化物、多価アルコールモノエステルの硫酸化物等のエステル結合硫酸エステル；脂肪酸アミド硫酸エステル、脂肪酸アニリド硫酸エステル、脂肪酸エタノールアミド硫酸エステル、アシルアミノシクロヘキサノール硫酸エステル、脂肪酸アリルアミド硫酸化物、リンゴ酸アミド硫酸エステル、ウレタン結合硫酸エステル、アミド・スルホンアミド結合硫酸エステル等のアミド結合硫酸エステル；グリコールエーテル、ポリエチレングリコールエーテル、アルキルフェノールグリコールエーテル、アルキルフェノール・グリセリンエーテル、アルキルフェニルカルビノールグリセリンエーテル、アルコキシシクロヘキサノール、脂肪酸ポリオキシエチレンアミド、アルキルフェノールアリルエーテル、脂肪アルコールグリコシド、ヒドロキシチオエーテル、ヒドロキシスルホン、スルホニルアミノエタノール等の硫酸エステルであるエーテル結合硫酸エステル等が挙げられる。
【００２７】
前記非イオン性界面活性剤としては、例えば、
（１）ポリエチレングリコール系有機化合物
（２）多価アルコール系有機化合物
などを挙げることができる。
【００２８】
ポリエチレングリコール系有機化合物としては、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物又はポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等が挙げられる。
【００２９】
多価アルコール系有機化合物としては、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル又はアルカノールアミン類の脂肪酸アミド等が挙げられる。
【００３０】
離型剤は、通常、有機溶剤若しくは水性溶剤の溶剤に溶解または分散させて使用する。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；エチルエーテル、イソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素類；四塩化炭素、塩化メチレン、トリクロルエチレン、パークロルエチレン、トリクロルエタン、トリクロロフルオロメタン、テトラクロロジフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。水性溶剤としては、例えば水や水を含む溶剤が挙げられる。これらは単独で使用できるが、２種類以上を併用してもよい。
【００３１】
離型剤の溶剤中の濃度は、通常、０．０５〜２０質量％、好ましくは０．５〜５質量％である。離型剤の使用量が過度に少ないときは、望む離型性が得られない場合がある。さらに、離型剤の使用量が過度に多いときは、離型剤跡が弾性層に付着し、例えば導電性ローラの場合、このようなローラを用いた画像形成装置においては画像不良が生じてしまう。
【００３２】
成型用金型の内壁に離型剤を塗布するには、公知の方法を用いることができる。特に制限されるものではないが、例えば、金型を離型剤の溶液中に浸漬する方法や、離型剤の溶液を吹き付けまたは刷毛塗りして塗布する方法等がある。その後、有機溶剤または水を蒸発除去する。
【００３３】
〔弾性層〕
前記弾性層を構成する材料としては、液状シリコーンゴムを用いることができる。弾性の度合いは使用目的に応じて適宜決めることができる。例えば、導電性ローラの場合、弾性層は導電性を有する材料で形成される。導電性の度合いは使用目的に応じて適宜決めることができる。例えば電子写真プロセスに用いられる導電性ローラの場合、導電性弾性層を構成する材料として、液状シリコーンゴム、好ましくは液状付加反応架橋型シリコーンポリマーに、導電性付与剤としてカーボンブラック等の導電性フィラーを配合したものを用いることができる。
【００３４】
前記液状シリコーンゴムは、一般に、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、耐熱水性などにも優れる材料である。また、これらの特性は、弾性層を構成する液状シリコーンゴムに配合されるシリコーンポリマー、充填剤若しくは添加剤などの種類や、配合方法等によって決定される。
【００３５】
前記液状シリコーンゴムは、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して調製することができる。
【００３６】
上記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しており、液状シリコーンゴムのベースポリマーとして用いることができる。また、本発明で用いられる液状シリコーンゴムには、オルガノポリシロキサンを含むものが好ましい。その分子量は特に限定されないが、１０万以上１００万以下であるものが好ましく、重量平均分子量はおよそ５０万程度であるものが好ましい。さらに、加工特性および得られる液状シリコーンゴム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以上がより好ましい。また、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。オルガノポリシロキサンの粘度を１０Ｐａ・ｓ以上とすると、液状シリコーンゴムの流動性が小さくなり、漏れにくくなるためである。また、オルガノポリシロキサンの粘度を３００Ｐａ・ｓ以下とすると、気泡をかみにくい液状シリコーンゴムが得られるためである。
【００３７】
前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ることが好ましい。分子末端基の種類は特に限定されないが、トリオルガノシリル基、例えば、トリメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ジフェニルアリルシリル基、ジメチルビニルシリル基又はメチルフェニルビニルシリル基等を例示することができる。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を含むトリオルガノシリル基であることが好ましく、ビニル基を含むトリオルガノシリル基であることが特に好ましい。
【００３８】
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好ましい。これは水素原子と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、これらを含む液状シリコーンゴムを硬化させるためである。弾性層を形成するための液状シリコーンゴムは、ポリオルガノハイドロジエンポリシロキサンを含むものが好ましい。ポリオルガノハイドロジエンポリシロキサンの分子量は、特に制限はなく、１０００〜１００００であるものが好ましい。液状ゴム原料の硬化反応を適切に行なわせるためには、比較的低分子量（１０００以上、５０００以下）のポリオルガノハイドロジエンポリシロキサンを含むことが好ましい。
【００３９】
調製された液状シリコーンゴムの粘度は特に制限はないが、液状シリコーンゴムの流動性をある程度抑制して漏れを防止する観点から、１０Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。また、形成された弾性層に、注入ゲート間において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、３００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００４０】
〔軸芯体〕
前記軸芯体としては、導電性を有する材料であれば特に問題なく使用できるが、例えば、鉄、アルミニウム、チタン、銅若しくはニッケル又はこれらの合金、これらの金属を含むステンレス、ジュラルミン又は青銅等の合金を挙げることができる。また、カーボンブラックや炭素繊維をプラスチ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。特に限定されるものではないが、例えば、炭素鋼合金表面に５μｍ厚さの化学ニッケルメッキを施した、導電性の、円柱状の形状を有するものが好ましい。また、本発明で使用する軸芯体の形状としては、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可能である。
【００４１】
〔被覆層〕
本発明では、特に制限されるものではないが、上述したように、弾性ローラの弾性層の外周上に被覆層を形成することができる。被覆層は、耐摩耗性やトナー帯電性又はトナー搬送性等の要求に対応するため、例えば、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、アクリル樹脂又はポリウレタン樹脂等を含む材料から構成することが好ましい。弾性ローラが現像ローラであるときは、圧縮永久歪の観点から、被覆層はポリウレタン樹脂を含む材料から構成されたものが好ましい。
【００４２】
ポリウレタン樹脂の原料としての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又は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を挙げることができる。
【００４３】
また、ポリウレタン樹脂の原料としての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）若しくは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、又はそれらのビウレット変性体、イソシアヌレート変性体若しくはウレタン変性体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又はそのビウレット変性体、イソシアヌレート変性体若しくはウレタン変性体である。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被覆層を生成する。
【００４４】
弾性ローラ全体の電気抵抗を調整する目的のため、被覆層は導電性又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することができる。この場合、所望の導電性を得るためには、前記各種導電剤を２種以上併用してもよい。
【００４５】
本発明においては、被覆層は、被覆層の材料を弾性層の外周上に塗布し、乾燥して、塗工層を形成し、さらにこれを熱硬化することにより形成することが好ましい。被覆層を形成するための材料は、例えばサンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル又は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、原材料を分散させ、調製することができる。得られた被覆層の材料は、例えば、スプレー塗工法やディッピング法等により弾性層の表面に塗布することができる。
【００４６】
被覆層の材料の調製に有機溶剤を用いてもよい。この有機溶剤としては、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン若しくはシクロヘキサノン等のケトン類、キシレン若しくはトルエン等の芳香族類、ｎ−酢酸ブチル若しくは酢酸エチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブ若しくはテトラヒドロピラン等のエーテル類等が挙げられる。有機溶剤は、弾性層を溶解しないものが好ましい。また、有機溶剤のほかに、水を溶剤として用いてもよい。
【００４７】
被覆層の層厚は、５〜１００μｍ、特に１０〜３０μｍであることが好ましい。層厚が薄すぎると基層の弾性層中の低分子量成分がしみだして感光体等を汚染する場合があるためである。また、厚すぎると弾性ローラが硬くなり、例えば、弾性ローラが現像ローラである場合、トナー融着の原因となる場合があるためである。
【００４８】
前記被覆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、弾性ローラを現像ローラとした場合、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又はアミノ樹脂微粒子等の樹脂微粒子が挙げられる。特に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又はポリウレタン微粒子が好ましい。これらの微粒子は、通常、前記被覆層を構成する材料の約３〜５０質量％の範囲で添加することが好ましい。
【００４９】
〔画像形成装置〕
次に、本発明の弾性ローラの製造方法により製造された現像ローラを具備する画像形成装置の一例について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の弾性ローラの製造方法により製造された現像ローラを具備するプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略図である。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００５０】
該プロセスカートリッジは、潜像を担持する像担持体としての感光ドラム４０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２５を備えている。さらに、該プロセスカートリッジは、感光ドラム（画像担持体）４０、帯電装置４１、現像ブレード４６、現像容器４３、供給ローラ４５、クリーニングブレード４９を備えており、現像剤担持部材４４として本発明の製造方法により製造された現像ローラを用いたものである。この現像剤担持部材４４は、感光ドラム４０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。この画像形成装置においては、感光ドラム４０が矢印Ａ方向に回転し、感光ドラム４０を帯電処理するための帯電装置４１によって一様に帯電され、感光ドラム４０に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光４２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４０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ロセスカートリッジに保持される現像装置４３によって現像剤たるトナー４７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。
【００５１】
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４０上のトナー像は、転写ローラ４８によって記録媒体である紙５２に転写される。トナー像を転写された紙５２は、定着装置５１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。
【００５２】
一方、転写されずに感光ドラム４０上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード４９により掻き取られ廃トナー容器５０に収納され、クリーニングされた感光ドラム４０は上述作用を繰り返し行う。
【００５３】
現像装置４３は、一成分現像剤として非磁性トナー４７を収容した現像容器５３と、現像容器５３内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム４０と対向設置された現像剤担持部材４４としての本発明の現像ローラと、現像剤担持部材４４にトナーを供給すると共に余剰のトナーを剥ぎ取る供給ローラ４５と、現像剤担持部材４４に供給されるトナーの層厚を規制する現像ブレード４６とを備え、感光ドラム４０上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００５４】
尚、現像剤担持部材４４は感光ドラム４０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４３においては、供給ローラ４５が、現像容器５３内で、現像ブレード４６の現像剤担持部材４４表面との当接部に対し現像剤担持部材４４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。
【００５５】
供給ローラ４５の構造としては、発泡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４４へのトナー４７供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。軸芯体上に例えばポリウレタンフォームを設けた直径１４ｍｍの供給ローラ４５を備えている。
【００５６】
この供給ローラ４５の現像剤担持部材４４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】
【００５７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
【００５８】
本実施例において、離型剤のｐＨ、熱分解温度、質量減少度及び凹み評価は、次に記載する方法で行った。
【００５９】
〔離型剤のｐＨの測定方法〕
離型剤を水に溶かし、１０質量％水溶液とし、ｐＨ試験紙を用いてｐＨを測定し、この値を一次硬化工程前のｐＨとした。
【００６０】
また、離型剤を２００℃のオーブンに入れて４時間保持し、得られた固形分を水に溶かして１０質量％水溶液とし、ｐＨ試験紙を用いてｐＨを測定した。このｐＨ値を二次硬化工程後のｐＨとした。
【００６１】
〔離型剤の熱分解温度〕
熱分析装置（ＥＸＳＴＡＲ６０００  ＴＧ／ＤＴＡ６２００：セイコーインスツルメンツ（株））を用いて、離型剤を室温から１０℃／分の割合で昇温させた時、５％重量が減少したときの温度を熱分解温度とした。
【００６２】
〔離型剤の質量減少度〕
熱分析装置（ＥＸＳＴＡＲ６０００  ＴＧ／ＤＴＡ６２００：セイコーインスツルメンツ（株））を用いて、離型剤を室温から２０℃／分の割合で上昇させ、２００℃で４時間保持した時の重量減少率を離型剤の質量減少度とした。
【００６３】
〔凹み評価〕
得られた弾性層について、凹みの発生の有無を確認する方法、ならびにその判定方法について説明する。
【００６４】
得られた弾性ローラの弾性層を目視にて観察を行った。弾性層の表面を基準とした時に、凹みの部分の最大直径が１ｍｍ以上の凹みがローラ１本中に１個でも発生した場合、このローラは凹みが発生したものと判定する。成形した弾性ローラをこのように１０００本観察し、凹み発生ローラの発現率が０％のものを○、１０％未満であるものを△、１０％を超えるものを×とした。また、凹み発生率が１０％未満であるが、画に影響を与えないものを〇△とした。
【００６５】
＜実施例１＞
離型剤として、陰イオン性界面活性剤（商品名「ルノツクスＳ−１００」、東邦化学工業株式会社）を用いた。用いた離型剤の塗布前のｐＨ、二次硬化後のｐＨ、熱分解温度及び質量減少度を表１に示す。
【００６６】
成型用金型の内壁に、上記の離型剤を塗布し、該金型キャビティ内に直径８ｍｍの軸芯体を同心となるように設置した。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１０ｘ１０7Ωｃｍ品）を成型用金型の注入口から１０ｃｍ3／ｓで注入した。次に、１００℃の加熱温度にて１０分加熱して一次硬化させ、硬化後冷却することなく脱型した。次に、弾性層（導電性）の物性を安定させ、弾性層中の反応残渣および未反応低分子分を除去すること等を目的として、このローラをオーブンを用いて２００℃で４時間熱処理した。このようにして得られた弾性ローラ（導電性ローラ）は、軸芯体の外周面上に形成された弾性層（導電性）を有しており、該弾性層が形成された部位の直径はおよそ１６ｍｍ、該弾性層の形成された部位の長さは２４０ｍｍであった。
【００６７】
凹みの発生状況に関しては上記の評価方法を用いて評価を行い、その結果を表１に示す。
【００６８】
＜実施例２＞
離型剤として、非イオン性界面活性剤（商品名「エマルゲンＢ−６６」、花王株式会社）を用いた以外は実施例１と同様にして弾性ローラを作製した。また、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００６９】
＜実施例３＞
離型剤として、非イオン性界面活性剤（商品名「レオックスＴＣ−３５」、ライオン株式会社）を用いた以外は、実施例１と同様にして弾性ローラを作製した。また、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００７０】
＜比較例１＞
離型剤として、フッ素系離型剤（商品名「フリリース」、株式会社ネオス）を用いた以外は、実施例１と同様にして弾性ローラを作製した。また、実施例１と同様に評価した。結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2009226788.tif 000002
【００７２】
表１に示した結果から明らかなように、実施例１、２では、さらに確実に離型剤起因の凹みを発生することなく、寸法精度の高いローラが得られた。なお、実施例２、３では、加熱工程前後（一次硬化工程前及び二次硬化工程後）のｐＨが４以上８以下であるという条件を満たし、かつ、熱分解温度が二次加硫温度以上（この場合２００℃以上）であるという条件、ならびに二次硬化温度における質量減少度が３０％以下であるという条件を満たす。
【００７３】
実施例３では、加熱工程前後のｐＨが４以上８以下であるという条件を満たすことで、離型剤がシリコーンゴムを浸蝕してしまうことは比較例より減少した。
【００７４】
これに対して比較例では、一次硬化工程前のｐＨが９以上でかつ二次硬化工程後のｐＨが１であるため、離型剤がシリコーンゴムを浸蝕してしまった。
【００７５】
なお、比較例１で用いた離型剤を使って、冷却して脱型を行うことで、凹みの発生率は低減した。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】（ａ）弾性ローラの一例における軸芯体の中心線方向からみた概略図である。（ｂ）弾性ローラの一例における軸芯体の中心線に沿った概略断面図である。
【図２】本発明において使用可能な成型用金型の構成例を示す概略断面図である。
【図３】図２の成型用金型を用いて弾性ローラを成型する場合における概略断面図である。
【図４】画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  弾性ローラ
１１  軸芯体
１２  弾性層
１３  被覆層
２１、２２  駒
２３、２４  流路
２５、２６  軸芯体保持部
２７、２８  開口
２９  円筒状金型
３０  キャビティ
３１  離型剤
４０  像担持体（感光ドラム）
４１  帯電装置
４２  レーザー光
４３  現像装置
４４  現像剤担持部材（現像ローラ）
４５  供給ローラ
４６  現像ブレード
４７  現像剤（トナー）
４８  転写ローラ
４９  クリーニングブレード
５０  廃トナー容器
５１  定着装置
５２  紙
５３  現像容器
【図２】
2009226788.tif 000003
【図３】
2009226788.tif 000004
【図４】
2009226788.tif 000005
【図１】
2009226788.tif 000006