JP2001003928A - 電子写真用ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗膜のレベリングを実行すべくローラを回転
させても、均一な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、ロー
ラ状弾性体１０と、ローラ本体部３'の端面と略同外径
の端面周縁部を有する筒状体１７ａ，１７ｂと、を用意
し、ローラ本体部３'の両端面周縁部に前記筒状体１７
ａ，１７ｂの端面周縁部が当接するように、筒状体１７
ａ，１７ｂをローラ本体部両端に取り付け、水平ディッ
プ法により、ローラ状弾性体１０を回転しつつこのロー
ラ本体部３'の外周面を塗工液に浸漬した後に、前記外
周面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
ローラなどの電子写真用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
の電子写真用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により、数μｍ〜数十μｍの被覆層
が形成されることが多いが、この種の被覆層は、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
せ得るものである。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。近年、電子写真
の高画質化、特にカラー画像の高画質化のニーズが高ま
り、電子写真用ローラの外径寸法の高精度化が厳しく要
求されているが、例えば、ローラを現像ローラとして用
いるとき、被覆層に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
合は、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】被覆層の形成方法の中でもディップ法とし
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）図５に示すように、塗工液
２０の液面に対しローラ軸を水平方向に支持し、ローラ
２１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）の垂直ディップ法では、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が付着するため、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】他方、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ある。前記液引きによる被覆層の不
均一は、ローラの回転速度を上げて塗膜をレベリング
（平滑化）することによりある程度解決されるが、その
回転数が大き過ぎると、図６に示すように、塗工液がロ
ーラ本体部２２の外周面両端へ移動し、特にローラ外周
面両端から数ｃｍにおいて塗工液の盛り上がり部２４が
生じ、不均一な被覆層が形成されるという問題があっ
た。

【０００７】このような問題に鑑みて本発明が解決しよ
うとするところは、塗膜のレベリングを実行すべくロー
ラを回転させても、均一な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】前記課題を解決すべく本
発明者らは鋭意研究した結果、本発明の電子写真用ロー
ラの製造方法は、ローラ本体部の両端軸心に軸部を設け
てなるローラ状弾性体と、前記ローラ本体部の端面と略
同外径の端面周縁部を有する筒状体と、を用意し、前記
ローラ本体部の端面周縁部に前記筒状体の端面周縁部が
当接するように、前記筒状体を前記ローラ本体部両端に
取り付け、このローラ状弾性体の長軸方向を塗工液面と
略水平状態にし且つ前記ローラ状弾性体を回転しつつ、
前記ローラ本体部の外周面を塗工液に浸漬し、前記外周
面全体に塗工液を塗布した後に、前記外周面を塗工液面
から引き離し、塗膜を乾燥することでローラ本体部の外
周面上に被覆層を形成するものである。すなわち、ロー
ラ状弾性体を回転させて塗膜のレベリングを実行すると
き、ローラ外周面両端へ移動する塗工液は、筒状体外周
面において盛り上がりを形成するので、ローラ本体部外
周面に不均一な塗膜が形成されることが防止される。

【０００９】ここで、前記ローラ状弾性体の外周面の回
転速さは２．５〜７．５ｍ／分の範囲内に調整されるこ
とが好ましい。

【００１０】また、前記塗工液の粘度は、１０〜２００
ｃＰ（センチポアズ）の範囲内に調整されるのが好まし
い。

【００１１】

【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、前記弾性体層は、被覆層４に接する層とし
て、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
数層有していてもよい。

【００１２】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。

【００１３】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、所定時間で樹脂材料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。

【００１４】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上に、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２ｂを支持する軸受部、１２は、前記
軸部２ａ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を貯留する塗工液槽、１６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。

【００１５】前記ローラ状弾性体１０は、弾性体層から
なる外径５〜４０ｍｍのローラ本体部３'を有し、この
ローラ本体部３'の両端軸心に軸部２ａ，２ｂを有して
いる。これら軸部２ａ，２ｂには、ゴムなどの弾性体や
ＳＵＳなどからなる筒状体１７ａ，１７ｂが同軸状に嵌
着され、これら筒状体１７ａ，１７ｂは、それぞれロー
ラ本体部３'の左右端面と略同外径の端面周縁部を有
し、これら端面周縁部をローラ本体部３'の端面周縁部
に当接するように嵌着されている。ここで、筒状体１７
ａ，１７ｂは、軸部２ａ，２ｂに回動自在に嵌着されて
もよいし、ネジなどを用いて固着されていてもよい。

【００１６】次に、上記駆動輪１２を回転し、両端に筒
状体１７ａ，１７ｂを嵌着されたローラ状弾性体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、ローラ本体部３'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を塗布する。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好ましい。また、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１６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、ネジ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、前記ローラ本体部３'の外周面を塗
工液に浸漬したまま数回転させた後に、ジャッキ１６を
作動して塗工液槽１５を下降させ、前記外周面を塗工液
面から引き離し、次いで、ローラ本体部３'の外周面の
回転速さを２．５〜７．５ｍ／分の範囲内に調整し、前
記外周面に付着した塗工液をレベリング（平滑化）す
る。このとき、図３に示すように、前記外周面に付着し
た塗工液は、筒状体１７ｂの外周面にまで移動し、ここ
で盛り上がり部１８を形成する。尚、ローラ本体部３'
の外周面の回転速さが２．５ｍ／分未満では、前記の如
き塗工液の盛り上がりは生じず良好ではあるが、液引き
が顕著に生じるためレベリングするのが難しく、他方、
前記回転速さが７．５ｍ／分を超えると、遠心力の影響
が強く出て塗膜が不均一になり易い。

【００１８】また、前記レベリングの際に塗工液が筒状
体１７ａ，１７ｂの外周面にスムーズに移動すべく、前
記ローラ本体部３'の左右端面と当接する筒状体１７
ａ，１７ｂの端面周縁部の外径は、ローラ本体部３'の
当該端面の外径プラスマイナス１ｍｍ以内に調整される
のが好ましい。また、筒状体１７ａ，１７ｂの軸方向長
さは、１０〜１００ｍｍに調整されるのが好ましく、更
には４０〜６０ｍｍに調整されるのがより好ましい。こ
れは、筒状体の軸方向長さが１０ｍｍ未満では、ローラ
状弾性体が低速回転し且つ塗工液の粘度が低い場合は問
題無いが、ローラ状弾性体が高速回転し且つ塗工液の粘
度が高い場合、ローラ本体部３'の外周面において塗工
液の盛り上がりが生じるからであり、他方で、このよう
な塗工液の盛り上がりは、筒状体の端部から１００ｍｍ
より内方には生じ難いため、筒状体の軸方向長さを１０
０ｍｍより大きくする必要がないからである。

【００１９】次に、前記レベリングが終了した後に、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、所定時間で乾燥して、このローラ
状弾性体１０の軸部２ａ，２ｂから筒状体１７ａ，１７
ｂを取り外すことで、図４に示すように、本発明に係る
均一な被覆層４が形成される。

【００２０】尚、塗工液槽１５に貯留した塗工液１４の
粘度は、１０〜２００ｃＰ（センチポアズ）、特には１
０〜１５０ｃＰの範囲内に調整されるのが好ましい。前
記塗工液の粘度が１０ｃＰ未満では、所望の厚みを得る
のが難しく、他方で、その粘度が１５０ｃＰを超える
と、被覆層全体の厚みが３０μｍ以上になり、液引きが
顕著に現れるためレベリングが困難となる。このような
塗工液としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭ
Ｆ）、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、本発明に係るゴムローラのより具体的
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、図２に示したように、ローラ状
弾性体１０の両端の軸部２ａ，２ｂにＳＵＳ製筒状体１
７ａ，１７ｂ（直径１６ｍｍ；軸方向長さ５０ｍｍ）を
嵌着し、このローラ状弾性体１０を塗工装置に装着し
た。塗工液槽１５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：８〜１３μｍ）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（２５℃）：２０ｃＰ、樹脂
固形分量：５重量％）を貯留した。次に、上述したよう
に、駆動輪１２を回転してローラ状弾性体１０を所定の
回転数で回転させつつ、ジャッキ１６を作動してその外
周面を塗工液に浸漬し、その外周面全体に塗工液を塗布
した後に、ジャッキ１６を作動してローラ状弾性体１０
を塗工液面から引き離し、ローラ状弾性体１０の回転を
停止して、塗工装置から取り外し、乾燥オーブンに導入
し乾燥させた後に、筒状体１７ａ，１７ｂを軸部２ａ，
２ｂから取り外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希釈量を調整し、塗工液
の粘度を５０ｃＰにする以外は、前記実施例１と同様の
手順で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）筒状体を用いることを省略す
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）筒状体を用いることを省略す
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の塗工手順にお
いて、ローラ状弾性体の回転数の数値条件を変えること
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「液引きの有無」を評価
し、「盛り上がり部の差」を測定した。ここで、「盛り
上がり部の差」は、ローラ本体部の外周面端部における
被覆層の盛り上がり部の厚みと、被覆層の「層厚」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本体部外周面の回
転速さを示している。

【００２８】

【表１】

【００２９】表中、「液引きの有無」の評価について
は、被覆層の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、筒
状体を用いた実施例１，２では、回転数の低いサンプル
で液引きが認められたものの「盛り上がり部の差」は全
くないのに対し、筒状体を用いない比較例１，２では、
回転数が３０ｒｐｍのサンプルを除く回転数が高いサン
プルに「盛り上がり部の差」が顕著に測定された。

【００３１】

【発明の効果】以上の如く、本発明の電子写真用ローラ
の製造方法によれば、ローラ本体部の端面と略同外径の
端面周縁部を有する筒状体を用意し、このローラ本体部
の端面周縁部に前記筒状体の端面周縁部が当接するよう
に、前記筒状体を前記ローラ本体部両端に取り付け、こ
のローラ状弾性体の長軸方向を塗工液面と略水平状態に
し且つ前記ローラ状弾性体を回転しつつ、前記ローラ状
弾性体の外周面を塗工液に浸漬し、前記外周面全体に塗
工液を塗布した後に、前記外周面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から、ロー
ラ状弾性体の回転数を上げて塗膜をレベリングしても、
塗工液の盛り上がりは筒状体外周面に生じるため、ロー
ラ本体部外周面に発生せず、よって、均一な被覆層を有
する電子写真用ローラを作製することができる。

【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】本発明に係る筒状体を取り付けたローラ状弾性
体の一端部において、筒状体外周面上の塗膜の盛り上が
り部を示す概略図である。

【図４】筒状体を取り外した後のローラ状弾性体を示す
概略図である。

【図５】水平ディップ法による塗工方法を説明する概略
図である。

【図６】従来の塗工方法によりローラ本体部の外周面一
端部に生じた塗膜の盛り上がり部を示す概略図である。

【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 ３' ローラ本体部 ４ 被覆層 １０ ローラ状弾性体 １１ 軸受部 １２ 駆動輪 １２ａ 駆動輪の軸部 １３ 軸受部 １４ 塗工液 １５ 塗工液槽 １６ ジャッキ １７ａ，１７ｂ 筒状体 １８ 塗工液の盛り上がり部 ２０ 塗工液 ２１ ローラ ２２ ローラ本体部 ２３ 軸部 ２４ 塗工液の盛り上がり部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H003 CC05 2H032 AA05 BA15 2H077 AD04 AD06 FA12 FA21 3J103 AA02 AA14 AA21 AA51 BA41 EA20 FA15 FA18 GA02 GA57 GA58 GA60 GA66 GA74 HA03 HA04 HA12 HA41 HA48 HA53 HA54 HA60

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローラ本体部の両端軸心に軸部を設けて
   なるローラ状弾性体と、前記ローラ本体部の端面と略同
   外径の端面周縁部を有する筒状体と、を用意し、前記ロ
   ーラ本体部の端面周縁部に前記筒状体の端面周縁部が当
   接するように、前記筒状体を前記ローラ本体部両端に取
   り付け、このローラ状弾性体の長軸方向を塗工液面と略
   水平状態にし且つ前記ローラ状弾性体を回転しつつ、前
   記ローラ本体部の外周面を塗工液に浸漬し、前記外周面
   全体に塗工液を塗布した後に、前記外周面を塗工液面か
   ら引き離し、塗膜を乾燥することでローラ本体部の外周
   面上に被覆層を形成してなる電子写真用ローラの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記ローラ本体部の外周面の回転速さを
   ２．５〜７．５ｍ／分の範囲内に調整してなる請求項１
   記載の電子写真用ローラの製造方法。
3. 【請求項３】 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または２記
   載の電子写真用ローラの製造方法。