JP2000352856A

JP2000352856A - 電子写真用ローラの製造方法

Info

Publication number: JP2000352856A
Application number: JP16400499A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Matsumiya; 俊文松宮; Kenji Kobayashi; 健二小林
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-06-10
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】水平ディップ法により被覆層を形成する際
に、気泡が塗工面に付着するのを防止し、液引きを防止
して均一な厚みを有し凹凸欠陥の少ない被覆層を形成せ
しめる電子写真用ローラの製造方法を提供する点にあ
る。【解決手段】本発明に係るローラの製造方法は、
（ａ）ローラ状弾性体１０を回転させつつ、その長軸方
向を塗工液１４の液面と略水平状態にしてローラ状弾性
体１０の外周面を塗工液１４に浸漬し、（ｂ）前記外周
面をブレード面１６ａと接触させ、（ｃ）前記外周面を
ブレード面１６ａから間隙距離δ離した後に、（ｄ）ロ
ーラ状弾性体１０を塗工液面から引き離し、塗膜を乾燥
することで被覆層を形成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
プリンターまたはファクシミリの受信装置などの画像形
成装置において、電子写真プロセスを採用した電子写真
装置に組み込まれる現像ローラ、帯電ローラおよび転写
ローラなどのローラの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置を採用する装置において
は、感光体などの静電潜像担持体の周辺に、静電潜像担
持体を帯電する帯電ローラ、トナーを静電潜像担持体へ
供給し静電潜像を顕在化させて現像を行う現像ローラ、
並びに顕在化したトナー像を記録用紙に転写させる転写
ローラなどの各種ローラが配置される。

【０００３】これらローラの外周面には、ディップ塗布
やスプレー塗布などを用いて、数μｍ〜数十μｍの被覆
層が形成されることが多いが、この被覆層により、現像
ローラにおいては、トナーフィルミング（長期使用によ
りトナーがローラ表面に固着する現象）を防止してトナ
ー帯電性を向上させ、帯電ローラにおいては、帯電ムラ
を防止し、転写ローラにおいては、トナー離型性を向上
させることができる。また、被覆層がこのような機能を
十分に発揮するには、（１）ローラの外径バラツキを小
さくするために、均一な層厚をもつこと、（２）その表
面に凹凸欠陥をもたないことが必須である。例えば、現
像ローラとして用いるとき、前記の不均一な層厚や凹凸
欠陥があると、感光体表面と接触する接触方式の現像ロ
ーラの場合、感光体表面とローラ表面との間のニップ幅
や接触圧が変動し、また、感光体表面と所定の間隙幅を
もつ非接触方式の現像ローラの場合は、その間隙幅が変
動するので、何れの方式でも画像に欠陥が現れることと
なる。

【０００４】従来、被覆層の形成方法の中でもディップ
法によるものとしては、（ａ）塗工液面に対しローラ軸
を垂直方向に支持し、そのローラを塗工液に浸漬した
後、引き上げる方法（垂直ディップ法）、（ｂ）塗工液
面に対しローラ軸を水平方向に支持し、そのローラを回
転させつつ、その外周面を塗工液に接触・浸漬した後
に、引き上げる方法（水平ディップ法）などがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（ａ）の垂直ディップ法は、塗工液を塗布する必要のな
いローラの軸部にまで塗工液を付着するため、この塗膜
を取り除く必要が生じ、また、ローラ外周面に塗布した
塗工液が重力の作用でローラの下部に垂れ流れるため、
不均一な被覆層が形成されるという問題があった。

【０００６】一方、前記（ｂ）の水平ディップ法では、
塗工液面からローラを引き離す際に、その表面張力によ
り余分の塗工液がローラ外周面に付着するという、いわ
ゆる液引きが生じ易く、また、ローラを回転しつつ塗工
液に浸漬するので巻き込みにより気泡が発生して塗工面
に付着するため、凹凸欠陥のある不均一な被覆層が形成
されるなどの問題が生じていた。

【０００７】上記問題に鑑みて本発明が解決しようとす
るところは、水平ディップ法により被覆層を形成する際
に、気泡が塗工面に付着するのを防止し、液引きを防止
して均一な厚みを有し凹凸欠陥の少ない被覆層を形成せ
しめる電子写真用ローラの製造方法を提供する点にあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の電子写真用ローラの製造方法は、ローラ状
弾性体を回転させつつ、その長軸方向を塗工液面と略水
平状態にして前記ローラ状弾性体の外周面を塗工液に浸
漬し、前記外周面をブレード面と接触させた後に塗工液
面から引き離し、塗膜を乾燥することで被覆層を形成す
るものである。すなわち、ローラ状弾性体の外周面を回
転させつつ塗工液に浸漬すると、巻き込みにより生じた
気泡が前記外周面に付着しようとするが、当該外周面を
ブレード面に近接させることにより、ブレード面と当該
外周面との間の塗工液が流動、攪拌されて、気泡が当該
外周面に付着することが防止され、また付着した気泡も
当該外周面をブレード面と接触させることにより除去さ
れる。

【０００９】ここで、塗工液の中で前記ローラ状弾性体
の外周面をブレード面と接触させ、前記外周面を前記ブ
レード面から所定の間隙距離離した後に、前記外周面を
塗工液面から引き離すことが好ましく、この間隙距離は
１００〜４００μｍの範囲内に設定されるのが望まし
い。

【００１０】また、前記ローラ状弾性体の外周面の回転
速さを０．２５〜５．００ｍ／分に、更には、塗工液の
粘度を１０〜２００ｃＰ（センチポアズ）の範囲内に調
整することが好ましい。

【００１１】そして、前記ローラ状弾性体の外周面より
も長いブレード面を用意し、このブレード面と前記外周
面とを平行に接触させることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
に係る種々の実施形態について説明する。図１は、本発
明に係る電子写真用ローラの一実施例を示す概略断面図
である。本実施例の電子写真用ローラ１は、ＳＵＳやア
ルミニウム合金、導電性樹脂などからなる外径１ｍｍ〜
１２ｍｍ程度の導電性芯体２の外周面上に弾性体層３を
形成し、この弾性体層３の外周面上に、厚みが１０μｍ
〜７０μｍ程度の被覆層４を形成して構成されるもので
ある。尚、前記弾性体層３は、被覆層４に接する層とし
て、ゴムローラの電気抵抗を調整する抵抗調整層、被覆
層４との接着性を高めるプライマー層などを単層あるい
は複数層を有していてもよい。

【００１３】前記弾性体層３の樹脂材料には、オキシア
ルキレン系、飽和炭化水素系、ウレタン系およびシロキ
サン系などの樹脂を主成分とし、ウレタン化反応、ウレ
ア化反応などのイソシアネート基に起因する反応、ヒド
ロシリル化反応もしくは加水分解縮合反応などにより液
状物から硬化する反応性有機樹脂材料を用いるのが好ま
しいが、この他に、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴ
ム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ（クロ
ロプレンゴム）、ＥＰＤＭなどのエチレン−プロピレン
系ゴム、ミラブル型シリコーンゴムなどを用いることが
できる。

【００１４】また、前記弾性体層３は、このような樹脂
材料を用いて押出成形または射出成形などにより、所定
温度、所定時間で樹脂を硬化させることにより形成され
る。また、押出成形法により弾性体層３を形成した後
に、この弾性体層３の軸心に前記導電性芯体２を貫通さ
せ、接着剤などを用いて固定してもよいし、もしくは、
射出成形用金型内の成形空間に配置した導電性芯体２の
周囲に弾性体層３を射出成形してもよい。

【００１５】このように導電性芯体２の外周面上に弾性
体層３を形成してなるローラ状弾性体の外周面に被覆層
４を塗布形成する方法について以下に詳説する。図２
は、本発明に係る塗工装置の一実施例を示す概略構成図
である。図２において、符号１０は、ローラ状弾性体、
２ａ，２ｂは、導電性芯体２の両端部である軸部、１１
は、前記軸部２ａを支持する軸受部、１２は、前記軸部
２ｂと嵌着する駆動輪、１３は、この駆動輪１２の軸部
１２ａを支持する軸受部、１４は、塗工液、１５は、塗
工液１４を収容する塗工液槽、１６は、塗工液槽内に適
当な保持手段（図示せず）で保持されたブレード、１７
は、この塗工液槽１５を上下動させ得るジャッキを示し
ている。

【００１６】先ず、図３（ａ）の概略断面図に示すよう
に、前記駆動輪１２を回転してローラ状弾性体１０を回
転させつつ、ジャッキを作動して塗工液槽１５を上昇さ
せ、ローラ状弾性体１０の外周面を塗工液１４に浸漬
し、その外周面全体に塗工液１４を付着させる。ここ
で、前記外周面の浸漬深さは、上記軸部２ａ，２ｂに塗
工液が付着しない程度が良く、０．５ｍｍ〜４．０ｍｍ
程度に調整されるのが好ましい。また、前記駆動輪１２
には、駆動ベルトなど（図示せず）が掛回されており、
駆動輪１２を所望の速度で回転させることができる。
尚、本実施例では、塗工液槽１５の上下動にジャッキ１
７を用いているが、ジャッキの駆動手段には、油圧や電
気モータ、ねじなどを用いればよく、また、本発明で
は、ジャッキに限らず、種々の公知の昇降手段を用いて
も構わない。

【００１７】次に、図３（ｂ）に示すように、ローラ状
弾性体１０の回転状態を維持しつつ、このローラ状弾性
体１０を左方に相対移動させて、塗工液の中でその外周
面をブレード１６の側面１６ａ（以下、ブレード面と呼
ぶ。）に近接させ、次いで、前記外周面を前記ブレード
面１６ａに対して平行に接触させて、この接触状態のま
まローラ状弾性体１０を数回回転させる。このように、
その外周面をブレード面１６ａに近接する過程では、前
記外周面と前記ブレード面１６ａとの間の塗工液が流
動、攪拌されるので、巻き込みより生じた気泡が前記外
周面に付着することが防止され、それでも付着した気泡
は、前記外周面をブレード面１６ａに接触する過程で除
去されるのである。

【００１８】次に、図３（ｃ）に示すように、ローラ状
弾性体１０の回転状態を維持しつつ、ローラ状弾性体１
０を右方へ相対移動させて、その外周面とブレード面１
６ａとの間に１００〜４００μｍの間隙距離（δ）を設
け、この状態のままローラ状弾性体１０を数回回転させ
る。この後、同図（ｄ）に示すように、上記駆動輪１２
の回転速度を調節してローラ状弾性体１０の外周面を
０．２５〜５．００ｍ／分の速さで回転させつつ、上記
ジャッキ１７を作動してこのローラ状弾性体１０を塗工
液面から引き離す。前記間隙距離を設けることで、当該
間隙における塗工液が強く攪拌され、塗工面への気泡の
付着が防止されると同時に、ローラ状弾性体１０の外周
面がブレード面１６ａと接触したことによる塗膜の不均
一が是正される。尚、ローラ状弾性体１０を塗工液面か
ら引き離す際、その外周面を０．２５ｍ／分未満の速さ
で回転させると、表面張力による液引き現象が生じ易
く、また、５．００ｍ／分を超える速さで回転させる
と、遠心力の影響が強く出て、塗膜が不均一になり易く
なる。

【００１９】そして、塗工液面から引き離したローラ状
弾性体１０を上記塗工装置から取り外して、乾燥炉へ移
送し、所定温度で乾燥することで、本発明に係る被覆層
４が形成される。

【００２０】尚、上記塗工液１４の粘度は、５〜２００
ｃＰ（センチポアズ）の範囲内に調整されるのが好まし
いが、粘度によって層厚が変化するため、一般的な被覆
層の厚み１０〜５０μｍを得るには、１０〜１００ｃＰ
が好適である。このような塗工液としては、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン
（ＭＥＫ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、トル
エン、メタノールなどの有機溶剤や水系に樹脂材料を溶
解したものを用いることができる。前記樹脂材料の中で
も、現像ローラを作製する場合は、トナーフィルミング
防止やトナー帯電性の観点から、分子中に−ＮＨＣＯ−
結合を含むポリウレタン系樹脂やポリアミド系樹脂、も
しくはナイロンやフッ素系などの樹脂が好適であり、帯
電ローラや転写ローラを作製する場合には、フッ素系樹
脂が好適である。また、前記ポリウレタン系樹脂の中で
も、入手のし易さやトナーフィルミング防止の観点から
はポリカーボネートウレタンやエーテルウレタン、体積
抵抗率を調整し易く好適なローラ抵抗を得やすい観点か
らは特にポリカーボネートウレタンやアクリル変性ウレ
タンが好ましい。更に、ゴムローラの表面粗さやローラ
抵抗を制御するなどのため、塗工液中に、樹脂系の微粒
子や導電性金属酸化物、カーボンブラックなどを混入、
分散させてもよい。

【００２１】以上のようにして作製される電子写真用ロ
ーラは、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、定着ロ
ーラなどに使用され得るものである。

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係る塗工方法のより具体的な
実施例と比較例について詳説するが、以下の実施例は本
発明を何ら限定するものではない。

【００２３】（実施例１）直径１２ｍｍのＳＵＳ製シャ
フトの周囲に、厚み２ｍｍの弾性体層を形成してなるロ
ーラ状弾性体を用意し、このローラ状弾性体を図２に示
したような塗工装置に装着した。塗工液槽には、エーテ
ル系ウレタン溶液（商品名「ハイムレンＹ−２５８」；
大日精化社製）にウレタン粒子（粒子径：８〜１３μ
m）を混入した溶液を、メチルエチルケトンとジメチル
ホルムアミドとの混合溶液で希釈した塗工液（粘度（２
５℃）：２０ｃＰ、樹脂固形分量：５重量％）を収容し
た。次に、図３（ａ）〜（ｄ）に示したような手順、す
なわち、（ａ）ローラ状弾性体の外周面を所定速度で回
転させつつ塗工液に浸漬し、（ｂ）ブレード面に近接、
接触させ、（ｃ）前記ブレード面から１００〜４００μ
ｍの間隙距離をもって離し、（ｄ）塗工液面から引き離
すという手順の後に、塗布したローラ状弾性体を乾燥オ
ーブンに移送し、１００℃で乾燥して、本実施例に係る
電子写真用ローラを作製した。

【００２４】（実施例２）メチルエチルケトンとジメチ
ルホルムアミドとの混合溶液の量を調整し、塗工液の粘
度（２５℃）を５０ｃＰにする以外は、前記実施例１と
同様にして本実施例に係る電子写真用ローラを作製し
た。

【００２５】（比較例１）ローラ状弾性体の外周面をブ
レードの側面に近接、接触させる手順を省略する以外
は、上記実施例１と同様にして本比較例に係る電子写真
用ローラを作製した。

【００２６】（比較例２）ローラ状弾性体の外周面をブ
レードの側面に近接、接触させる手順を省略する以外
は、上記実施例２と同様にして本比較例に係る電子写真
用ローラを作製した。

【００２７】以上の実施例および比較例に係る塗工方法
において、ローラ状弾性体外周面の回転速さの条件を変
えることにより種々の電子写真用ローラのサンプルを作
製した。そして、各サンプルの被覆層の「層厚」を測定
し、各サンプルの被覆層を目視観察して「気泡の有無」
と「液引きの有無」を評価し、「液引き部の厚みの差」
を測定した。ここで「液引き部の厚みの差」は、被覆層
の「層厚」と被覆層のうち液引き部の厚みとの差を示す
ものである。これらの結果を以下の表１に示す。尚、表
中において、「粘度」は、塗工液の粘度、「回転数」
は、塗工工程でのローラ状弾性体の回転数、「回転速
さ」は、塗工工程でのローラ状弾性体外周面の回転速さ
を示している。

【００２８】

【表１】

【００２９】表中、「気泡の有無」の評価については、
被覆層に気泡が観察されない場合：「○」、気泡が僅か
に観察された場合：「△」、気泡が明瞭に観察された場
合：「×」で表した。また、「液引きの有無」の評価に
ついては、液引きが観察されない場合：「○」、液引き
が僅かに観察された場合：「△」、液引きが明瞭に観察
された場合：「×」で表した。

【００３０】表１に示した結果から明らかなように、ブ
レードを用いた実施例１，２では、被覆層に気泡が観察
されなかったが、ブレードを用いない比較例１，２で
は、何れのローラの被覆層にも気泡が認められた。ま
た、「液引きの有無」についても、実施例に係るローラ
には、比較例と比べて、液引きが観察されないものが多
かった。

【００３１】また、実施例１，２の塗工方法において、
「回転速さ」を７．５ｍ／分にして作製したローラで
は、「回転速さ」を５．０ｍ／分以下にして作製したロ
ーラと比べると、被覆層の「層厚」が大きく、「液引き
部の厚みの差」も大きいことが確認された。また、実施
例１，２の塗工方法において「回転速さ」を５．００ｍ
／分以下にして作製したローラでは、外観上液引きが認
められたものでも「液引き部の厚みの差」は比較的小さ
いことが確認された。

【００３２】

【発明の効果】以上の如く、本発明の電子写真用ローラ
の製造方法は、ローラ状弾性体を回転させつつ、その長
軸方向を塗工液面と略水平状態にして前記ローラ状弾性
体の外周面を塗工液に浸漬し、前記外周面をブレード面
と接触させた後に塗工液面から引き離し、塗膜を乾燥し
て被覆層を形成するものであるから、当該外周面をブレ
ード面に近接して塗工液を流動、攪拌することにより、
巻き込みにより生じた気泡が当該外周面に付着するのが
防止され、また、当該外周面に気泡が付着しても、当該
外周面をブレード面と接触させる過程で取り除かれるた
め、塗膜に気泡が含まれることがほとんど無く、また液
引きも低減し、従って、均一な厚みを有し凹凸欠陥の極
めて少ない被覆層を有する電子写真用ローラを得ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子写真用ローラの一実施例を示
す概略断面図である。

【図２】本発明に係る塗工装置を示す概略図である。

【図３】本発明に係る塗工方法の説明図である。

【符号の説明】

１電子写真用ローラ２導電性芯体２ａ，２ｂ軸部３弾性体層４被覆層１０ローラ状弾性体１１軸受部１２駆動輪１３軸受部１４塗工液１５塗工液槽１６ブレード１６ａブレードの側面（ブレード面）１７ジャッキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H003 CC05 2H077 AD02 AD06 FA12 FA21 3J103 AA02 AA14 AA23 AA51 FA15 FA30 GA02 GA52 GA57 GA58 GA60 GA74 HA12 4F213 AA16 AA40 AA42 AA45 AH04 AH33 WA14 WA53 WA58 WC06 WF01 WF24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ローラ状弾性体を回転させつつ、その長
軸方向を塗工液面と略水平状態にして前記ローラ状弾性
体の外周面を塗工液に浸漬し、前記外周面をブレード面
と接触させた後に塗工液面から引き離し、塗膜を乾燥す
ることでローラ状弾性体の外周面上に被覆層を形成する
ことを特徴とする電子写真用ローラの製造方法。
【請求項２】塗工液中で前記ローラ状弾性体の外周面
をブレード面と接触させ、前記外周面を前記ブレード面
から所定の間隙距離離した後に、前記外周面を塗工液面
から引き離してなる請求項１記載の電子写真用ローラの
製造方法。
【請求項３】前記間隙距離を１００〜４００μｍの範
囲内に設定してなる請求項２記載の電子写真用ローラの
製造方法。
【請求項４】前記ローラ状弾性体の外周面の回転速さ
を０．２５〜５．００ｍ／分に調整してなる請求項１〜
３の何れか１項に記載の電子写真用ローラの製造方法。
【請求項５】塗工液の粘度を１０〜２００ｃＰ（セン
チポアズ）の範囲内に調整してなる請求項１〜４の何れ
か１項に記載の電子写真用ローラの製造方法。
【請求項６】前記ローラ状弾性体の外周面よりも長い
ブレード面を用意し、このブレード面と前記外周面とを
平行に接触させてなる請求項１〜５の何れか１項に記載
の電子写真用ローラの製造方法。