JP2002187141A

JP2002187141A - 低硬度ロールの製法

Info

Publication number: JP2002187141A
Application number: JP2000389404A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshikawa; 均吉川; Tomoshi Suzuki; 智志鈴木; Kunio Ito; 邦夫伊東
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】ベースロールの研磨工程が不要（研磨レス）
で、寸法精度が良好な状態での脱型が可能である離型性
に優れた低硬度ロールの製法を提供する。【解決手段】軸体１の外周面にベース層が形成されてな
るベースロールと、このベースロールの外周面に形成さ
れる表層４とを備えた低硬度ロールの製法である。そし
て、静摩擦係数が１．２未満の表層用材料を調製する工
程と、予めロール成形用金型２１の内周面に上記表層用
材料を塗布して表層４を形成する工程と、上記表層４を
形成した金型内２１に軸体１をセットし上記表層４と軸
体１の空隙部２４にベース層用材料を注型してベースロ
ールを作製する工程と、上記ベースロールと表層４とを
金型２１から脱型してベースロールの外周面に表層４が
形成されてなる低硬度ロールを作製する工程とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低硬度ロールの製法
に関するものであり、詳しくは現像ロール、帯電ロー
ル、転写ロール、トナー供給ロール、給紙ロール等の電
子写真機器用部材に用いられる低硬度ロールの製法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真機器用部材に用いられる現像ロ
ール等のロールは、将来の高画質化の要求に対応するた
め、ベースロールの低硬度化が図られている。また、ベ
ースロール表面へのゴミ、紙粉、トナー等の付着を防止
するため、ベースロールの表面に表層を形成した２層以
上の構成の低硬度ロールが一般に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ベース
ロールを低硬度化するに従いベースロール表面の粘着性
が増加するため、ベースロールを金型から脱型する際の
離型性に劣る。そのため、ベースロールの寸法精度が悪
くなるとともに、ベース層用材料の材料ロスが生じる等
の問題がある。そこで、従来は、ベースロールを金型か
ら脱型した後に、ベースロール表面を研磨してベースロ
ール表面の寸法精度を上げた後、その表面に表層用材料
をコーティング等により表層を形成して低硬度ロールを
製造していた。そのため、ベースロールの研磨工程が必
要になり、生産性に劣るという難点があった。このよう
に、従来の製法では、寸法精度が良好な状態での脱型が
不可能であり、寸法精度を上げるためのベースロールの
研磨工程が必要であるという難点があった。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、ベースロールの研磨工程が不要（研磨レス）
で、寸法精度が良好な状態での脱型が可能である離型性
に優れた低硬度ロールの製法の提供をその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の低硬度ロールの製法は、軸体の外周面にベ
ース層が形成されてなるベースロールと、このベースロ
ールの外周面に形成される表層とを備えた低硬度ロール
の製法であって、静摩擦係数が１．２未満の表層用材料
を調製する工程と、予めロール成形用金型の内周面に上
記表層用材料を塗布して表層を形成する工程と、上記表
層を形成した金型内に軸体をセットし上記表層と軸体の
空隙部にベース層用材料を注型してベースロールを作製
する工程と、上記ベースロールと表層とを金型から脱型
する工程とを有するという構成をとる。

【０００６】すなわち、本発明者らは、ベースロールの
研磨工程が不要（研磨レス）で、寸法精度が良好な状態
での脱型が可能である離型性に優れた低硬度ロールの製
法について鋭意研究を重ねた。そして、まず、表層用材
料の塗布工程に着目し、予め金型の内周面に表層を形成
し、ついで、表層を形成した金型内に軸体をセットし、
その表面にベース層を形成すると、ベース層と金型とが
直接接することがないため、金型離型性に優れるととも
に、ベース層用材料の材料ロスもなくなることを突き止
めた。そして、この金型離型性の更なる向上を図るため
研究開発を重ねた結果、上記表層用材料の静摩擦係数を
特定の範囲に設定すると、金型から脱型する際の離型性
が良好となることを見いだし、本発明に到達した。

【０００７】また、上記ベースロールの静摩擦力を特定
の範囲に設定すると、金型から脱型する際の離型性がさ
らに良好となる。

【０００８】そして、発泡性ゴムおよび液状ゴムの少な
くとも一方を含有しているベース層用材料を用いると、
金型からのベースロールの脱型がさらに容易となる。

【０００９】また、上記表層用材料として特定のポリマ
ーを用いると、金型からの表層の脱型がさらに容易とな
るとともに、トナーや紙粉等の付着もなくなり画質がさ
らに良好となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１１】本発明の低硬度ロールの製法について、図
１に示すような、軸体１の外周面にベース層２が形成さ
れ、さらにこのベース層２の外周面に表層４が形成され
てなる２層構造の低硬度ロールを例に説明する。なお、
図において、３は軸体１の外周面にベース層２が形成さ
れてなるベースロールを示す。

【００１２】すなわち、まず、図２に示すように、低硬
度ロールのベース層２の軸方向の長さに略等しい長さの
円筒型２１と、この円筒型２１の両端を閉塞するキャッ
プ２２，２３とから構成されたロール成形用金型を準備
する。そして、上記円筒型２１の内周面に予め表層用材
料をコーティング等により均一に塗布して、表層４を形
成する。つぎに、上記表層４を形成した円筒型２１内に
軸体１をセットした後、上記表層４と軸体１との空隙部
２４にベース層用材料を注型し、これを必要に応じて加
熱硬化させて、軸体１の外周面にベース層２が形成され
てなるベースロール３を作製する。その後、上記ベース
ロール３と表層４とを円筒型２１から脱型する。このよ
うにして、前記図１に示したような、軸体１の外周面に
ベース層２が形成され、さらにこのベース層２の外周面
に表層４が形成されてなる低硬度ロールを得ることがで
きる。

【００１３】このようにして得られる低硬度ロールにお
ける各層の厚みは、ロールの用途により異なるが、上記
ベース層２の厚みは、通常、０．５〜１０ｍｍであり、
好ましくは２〜５ｍｍである。また、上記表層４の厚み
は、通常、０．５〜５００μｍであり、好ましくは１０
〜１００μｍである。

【００１４】上記ベースロール３は、低硬度化の点か
ら、ロードセルを用いて測定した０．２５ｍｍ圧縮応力
が０．０００１〜０．５ＭＰａの範囲が好ましく、特に
好ましくは０．０１〜０．２ＭＰａである。また、上記
低硬度ロール（表層付）は、低硬度化と非粘着性の点か
ら、ロードセルを用いて測定した０．２５ｍｍ圧縮応力
が０．００２〜０．８ＭＰａの範囲が好ましく、特に好
ましくは０．０１〜０．２ＭＰａである。なお、上記圧
縮応力は、例えば、東洋精機社製のロードセルを用い
て、直径５ｍｍの円柱を押し付けることにより測定する
ことができる。

【００１５】上記ベース層用材料としては、ベースロー
ル３の静摩擦力を所定の範囲に調整し得るものであれば
特に限定はなく、例えば、ウレタンゴム，エチレン−プ
ロピレン−ジエン三元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）等の発泡
性ゴムや、ブタジエンゴム，イソプレンゴム，ブタジエ
ン−イソプレン共重合ゴム、シリコーンゴム等の液状ゴ
ム等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併
せて用いられる。

【００１６】なお、上記ベース層用材料には、上記発泡
性ゴムや液状ゴム等に加えて、発泡剤、発泡助剤、架橋
剤、触媒、整泡剤、導電剤、帯電防止剤、界面活性剤、
難燃剤、溶剤、酸化防止剤、反応遅延剤、充填剤、補強
剤等を必要に応じて配合しても差し支えない。

【００１７】そして、上記ベース層用材料を用いて得ら
れるベースロール３の静摩擦力は、２Ｎ／ｃｍ以上５０
Ｎ／ｃｍ未満の範囲に設定することが好ましく、より好
ましくは２〜２０Ｎ／ｃｍの範囲である。すなわち、ベ
ースロール３の静摩擦力が５０Ｎ／ｃｍ以上であると、
成形時の内圧による影響が大きく、表層の効果が発揮で
きないおそれがあるからである。

【００１８】上記ベースロール３の静摩擦力は、例え
ば、つぎのようにして測定することができる。すなわ
ち、無電解ニッケルめっきを行った材質がＳＵＭ２２の
鉄板を水平に保ち、その鉄板上にベースロール３を置
き、ベースロール３の両端に１００ｇ荷重をかけ、回転
しないように規制した状態で、軸方向に引いた時の荷重
を測定して静摩擦力を求めることができる。

【００１９】上記表層用材料としては、静摩擦係数が所
定の範囲のものであれば特に限定はなく、例えば、ウレ
タン系ポリマー、アクリル系ポリマー、フッ素系ポリマ
ー、ポリエステル系ポリマー等があげられる。これらは
単独でもしくは２種以上併せて用いられる。

【００２０】上記ウレタン系ポリマーとしては、例え
ば、エーテル系、エステル系、脂肪族系ウレタンや、こ
れらをシリコーン変性、フッ素変性したもの等があげら
れる。

【００２１】上記アクリル系ポリマーとしては、例え
ば、ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリエチル（メ
タ）アクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、ア
クリルシリコーン系樹脂、アクリルフッ素系樹脂等があ
げられる。

【００２２】上記フッ素系ポリマーとしては、例えば、
ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニ
リデン−四フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン
−四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、テ
トラフルオロプロパン−フッ化ビニリデン共重合体等が
あげられる。

【００２３】上記ポリエステル系ポリマーとしては、例
えば、ポリテレフタル酸エチレン、ポリテレフタル酸ブ
チレン等があげられる。

【００２４】なお、上記表層用材料には、表面部のセル
径制御のしやすさの点から、上記各ポリマーに加えて中
空ビーズを配合することが好ましい。

【００２５】上記中空ビーズとしては、例えば、マイク
ロビーズ、マイクロバルーン等があげられる。上記中空
ビーズの平均粒径は、通常、５〜２００μｍの範囲であ
り、好ましくは１５〜１２０μｍである。

【００２６】上記中空ビーズの配合割合は、上記各ポリ
マー１００重量部（以下「部」と略す）に対して、１０
〜２００部の範囲が好ましく、特に好ましくは３０〜１
００部である。

【００２７】また、上記表層用材料には、上記各ポリマ
ー、中空ビーズに加えて、導電剤、架橋剤、溶剤、酸化
防止剤、反応遅延剤、充填剤、補強剤等を必要に応じて
配合しても差し支えない。

【００２８】そして、上記表層用材料の静摩擦係数は
１．２未満に設定する必要があり、好ましくは０．１〜
０．８である。すなわち、表層用材料の静摩擦係数が
１．２以上であると、金型からの表層の脱型が困難にな
るからである。

【００２９】上記表層用材料の静摩擦係数は、例えば、
静動摩擦係数計（協和界面化学社製）により、荷重１０
０ｇで直径３ｍｍの鋼球を用いて測定することができ
る。

【００３０】なお、本発明の低硬度ロールの製法は、前
記図１に示した２層構造のロールの製法に限定されるも
のではなく、ベース層と表層とを備えた２層以上の低硬
度ロールであれば、いかなる構成のロールにも適用可能
である。例えば、ベース層と表層との間に中間層を備え
た３層構造のロールであっても製造可能である。また脱
型した後の表層上にさらにコーティングや表面処理を行
ってもよい。

【００３１】そして、本発明の製法により得られる低硬
度ロールは、例えば、電子写真機器用部材における現像
ロール、帯電ロール、転写ロール、トナー供給ロール、
給紙ロール等として好適に用いられる。

【００３２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００３３】

【実施例１】〔表層用材料の調製〕シリコーン変性ウレ
タン樹脂（Ｘ２２−２７８０、信越化学工業社製）１０
０部に、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デン
カブラック）８部を配合し、これをロールを用いて混練
して表層用材料（コーティング液）を調製した。

【００３４】〔現像ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料（コー
ティング液）をコーティングして表層を形成した。一
方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金（直径
１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記表層
と芯金との空隙部に導電性シリコーンゴム（Ｘ３４−９
３５Ａ／Ｂ、信越化学工業社製）を注型し、これを１５
０℃×４５分の条件で加熱してベースロールを作製し
た。そして、上記ベースロールと表層とを金型から脱型
して、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍｍ）が
形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μｍ）が
形成されてなる現像ロールを作製した。

【００３５】

【実施例２】〔表層用材料の調製〕シリコーン変性ウレ
タン樹脂（Ｘ２２−２７８２、信越化学工業社製）１０
０部に、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デン
カブラック）８部を配合し、これをロールを用いて混練
して表層用材料（コーティング液）を調製した。

【００３６】〔現像ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料（コー
ティング液）をコーティングして表層を形成した。一
方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金（直径
１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記表層
と芯金との空隙部に導電性シリコーンゴム（Ｘ３４−９
３６Ａ／Ｂ、信越化学工業社製）を注型し、これを１５
０℃×４５分の条件で加熱してベースロールを作製し
た。そして、上記ベースロールと表層とを金型から脱型
して、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍｍ）が
形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μｍ）が
形成されてなる現像ロールを作製した。

【００３７】

【実施例３】〔ベース層用材料の調製〕両末端にアリル
基を有するポリイソブチレン（鐘淵化学工業社製、ＥＰ
ＩＯＮ６００Ａ）１００部と、アセチレンブラック（電
気化学工業社製、デンカブラック）１０部と、架橋剤と
してＳｉＨ化合物（鐘淵化学工業社製、ＣＲ−１）３部
と、パラフィン系オイル（出光興産社製、ダイアナプロ
セスＰＷ−３８０）５０部とを配合し、ロールを用いて
混練してベース層用材料を調製した。

【００３８】〔表層用材料の調製〕テトラフルオロプロ
パン−フッ化ビニリデン共重合体（エルフアトケムジャ
パン社製、カイナーＳＬ）１００部をメチルエチルケト
ン（ＭＥＫ）５００部に溶解し、アセチレンブラック
（電気化学工業社製、デンカブラック）８部を分散して
表層用材料（コーティング液）を調製した。

【００３９】〔帯電ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料（コー
ティング液）をコーティングして表層を形成した。一
方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金（直径
１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記表層
と芯金との空隙部に上記ベース層用材料を注型し、これ
を１５０℃×４５分の条件で加熱してベースロールを作
製した。そして、上記ベースロールと表層とを金型から
脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍ
ｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み１２μ
ｍ）が形成されてなる帯電ロールを作製した。

【００４０】

【実施例４】〔ベース層用材料の調製〕両末端にアリル
基を有するポリプロピレングリコール（鐘淵化学工業社
製、サイリルＡＣＸ００９Ａ）１００部と、アセチレン
ブラック（電気化学工業社製、デンカブラック）１０部
と、架橋剤としてＳｉＨ化合物（鐘淵化学工業社製、サ
イリルＡＣＸ００４Ｃ）５部とを配合し、ロールを用い
て混練してベース層用材料を調製した。

【００４１】〔表層用材料の調製〕テトラフルオロプロ
パン−フッ化ビニリデン共重合体（エルフアトケムジャ
パン社製、カイナーＳＬ）５０部と、ポリエチルアクリ
レート５０部とをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）５００
部に溶解し、アセチレンブラック（電気化学工業社製、
デンカブラック）８部を分散して表層用材料（コーティ
ング液）を調製した。

【００４２】〔転写ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料（コー
ティング液）をコーティングして表層を形成した。一
方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金（直径
１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記表層
と芯金との空隙部に上記ベース層用材料を注型し、これ
を１５０℃×４５分の条件で加熱してベースロールを作
製した。そして、上記ベースロールと表層とを金型から
脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍ
ｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み１５μ
ｍ）が形成されてなる転写ロールを作製した。

【００４３】

【実施例５】〔ベース層用材料の調製〕ポリオールであ
るポリプロピレングリコール（三洋化成社製、分子量３
０００）１００部を、８０℃にて１時間真空脱泡した
後、ポリイソシアネートである４，４′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート（ＭＤＩ）〔日本ポリウレタン工
業社製、ミリオネートＭＴ〕２３部を添加し、窒素雰囲
気下にて８０℃で３時間反応させ、末端にＮＣＯ基を有
するウレタンプレポリマーを作製した。このウレタンプ
レポリマー１００部に対し、アセチレンブラック（電気
化学工業社製、デンカブラック）１０部と、可塑剤とし
てジオクチルフタレート（ＤＯＰ）３０部を添加混合し
た後、１，４ブタンジオール３部とトリメチロールプロ
パン２部を添加混合して、ベース層用材料を調製した。

【００４４】〔表層用材料の調製〕ポリウレタン系エラ
ストマー（日本ポリウレタン工業社製、ニッポランＤＮ
５９８０）１００部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）５
００部に溶解し、アセチレンブラック（電気化学工業社
製、デンカブラック）８部を分散して表層用材料（コー
ティング液）を調製した。

【００４５】〔給紙ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料（コー
ティング液）をコーティングして表層を形成した。一
方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金（直径
１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記表層
と芯金との空隙部に上記ベース層用材料を注型し、これ
を１５０℃×４５分の条件で加熱してベースロールを作
製した。そして、上記ベースロールと表層とを金型から
脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍ
ｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μ
ｍ）が形成されてなる給紙ロールを作製した。

【００４６】

【実施例６】〔ベース層用材料の調製〕エチレン−プロ
ピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）〔住友化学工
業社製、エスプレン５３２〕１００部に、ステアリン酸
１部、酸化亜鉛５部、アセチレンブラック（電気化学工
業社製、デンカブラック）４０部、パラフィンオイル
（出光社製、ダイアナプロセスＰＷ３８０）１００部、
ＴＡＩＣ３部、パーヘキサ２５Ｂ４０を６部混合して、
ベース層用材料を調製した。

【００４７】〔表層用材料の調製〕テトラフルオロプロ
パン−フッ化ビニリデン共重合体（エルフアトケムジャ
パン社製、カイナーＳＬ）１００部をメチルエチルケト
ン（ＭＥＫ）５００部に溶解し、アセチレンブラック
（電気化学工業社製、デンカブラック）８部を分散して
表層用材料（コーティング液）を調製した。

【００４８】〔現像ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料（コー
ティング液）をコーティングして表層を形成した。一
方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金（直径
１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記表層
と芯金との空隙部に上記ベース層用材料を注型し、これ
を１５０℃×４５分の条件で加熱してベースロールを作
製した。そして、上記ベースロールと表層とを金型から
脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍ
ｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み３４μ
ｍ）が形成されてなる現像ロールを作製した。

【００４９】

【実施例７】〔ベース層用材料の調製〕エチレン−プロ
ピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）〔三井化学社
製、ＥＰＴ４０１０〕１００部に、ステアリン酸１部、
亜鉛華６部、炭酸カルシウム（ホワイトンＳＢ）５０
部、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デンカブ
ラック）１２部、パラフィンオイル（出光社製、ダイア
ナプロセスＰＷ３８０）３０部、硫黄１部、ノクセラー
ＤＭ１部、サンセラーＴＴ２部、セルマイクＡＮを１０
部混合して、ベース層用材料を調製した。

【００５０】〔表層用材料の調製〕ポリウレタン系エラ
ストマー（日本ポリウレタン工業社製、ニッポランＤＮ
５９８０）１００部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）５
００部に溶解し、アセチレンブラック（電気化学工業社
製、デンカブラック）８部を分散して表層用材料（コー
ティング液）を調製した。

【００５１】〔現像ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料（コー
ティング液）をコーティングして表層を形成した。一
方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金（直径
１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記表層
と芯金との空隙部に上記ベース層用材料を注型し、これ
を１５０℃×４５分の条件で加熱してベースロールを作
製した。そして、上記ベースロールと表層とを金型から
脱型して、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍ
ｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μ
ｍ）が形成されてなる現像ロールを作製した。

【００５２】

【実施例８】〔ベース層用材料の調製〕ポリオールであ
るポリオキシプロピレン（三井化学社製、ＥＰ５５０
Ｎ）１００部に、導電剤であるカーボンブラック（ケッ
チェンブラックインターナショナル社製、ケッチェンブ
ラックＥＣ）１．６部を加えて混合し、その後、発泡剤
として水を１．８部、整泡剤として界面活性剤（日本ユ
ニカー社製、Ｌ５４６６）０．２部、硬化触媒としてト
リエチレンジアミン（花王社製）０．２部を添加混合し
てプレミックスポリオールを得た。これにポリイソシア
ネート（三井化学社製、ＴＤＩ−１００）を当量比でポ
リオール／ポリイソシアネート＝１１０となるように添
加混合し、ベース層用材料を調製した。

【００５３】〔表層用材料の調製〕ポリウレタン系エラ
ストマー（日本ポリウレタン工業社製、ニッポランＤＮ
５９８０）１００部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）５
００部に溶解し、アセチレンブラック（電気化学工業社
製、デンカブラック）８部と、マイクロビーズ（日本フ
ィライト社製、エクスパンセル０９２ＤＵ１２０、平均
粒径１２０μｍ）３０部とを分散して表層用材料（コー
ティング液）を調製した。

【００５４】〔トナー供給ロールの作製〕まず、ロール
成型用金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料
（コーティング液）をコーティングして表層を形成し
た。一方、上記表層を形成した金型内に軸体である芯金
（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上
記表層と芯金との空隙部に上記ベース層用材料を注型
し、これを６０℃×３０分の条件で加熱してベースロー
ルを作製した。そして、上記ベースロールと表層とを金
型から脱型した。その後、表層表面を研磨し表面にマイ
クロビーズを露出させ表層表面を凹凸構造にした。この
ようにして、軸体の外周面に沿ってベース層（厚み５ｍ
ｍ）が形成され、さらにその外周面に表層（厚み２０μ
ｍ）が形成されてなるトナー供給ロールを作製した。

【００５５】

【実施例９】〔ベース層用材料の調製〕実施例８と同様
にして、ベース層用材料を調製した。

【００５６】〔中間層用材料の調製〕可溶性ナイロン
（帝国化学社製、ＥＦ３０Ｔ）１００部と、アセチレン
ブラック（電気化学工業社製、デンカブラック）１０部
をメタノール５００部に溶解した状態で混合し、さらに
メラミン架橋剤（ユーラミンＴ−３４）２０部と、マイ
クロビーズ（日本フィライト社製、エフスパンセル０９
２ＤＵ１２０、平均粒径１２０μｍ）３０部を添加し
て、中間層用材料を調製した。

【００５７】〔表層用材料の調製〕ポリウレタン系エラ
ストマー（日本ポリウレタン工業社製、ニッポランＤＮ
５９８０）１００部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）５
００部に溶解し、アセチレンブラック（電気化学工業社
製、デンカブラック）８部と、マイクロビーズ（日本フ
ィライト社製、エクスパンセル０９２ＤＵ１２０、平均
粒径１２０μｍ）３０部とを分散して表層用材料（コー
ティング液）を調製した。

【００５８】〔トナー供給ロールの作製〕まず、ロール
成型用金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料
（コーティング液）をコーティングした後、１００℃で
３０分間乾燥させることにより表層を形成した。つぎ
に、上記表層の内周面に上記中間層用材料をコーティン
グした後、１５０℃で３０分間乾燥架橋させることによ
り中間層を形成した。一方、上記表層および中間層を形
成した金型内に軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ
３０４製）をセットした後、上記中間層と芯金との空隙
部に上記ベース層用材料を注型発泡させてベースロール
を作製した。そして、上記ベースロールと中間層と表層
とを金型から脱型した。その後、表層表面を研磨し表面
にマイクロビーズを露出させ表層表面を凹凸構造にし
た。このようにして、軸体の外周面に沿ってベース層
（厚み５ｍｍ）が形成され、さらにその外周面に中間層
（厚み２０μｍ）が形成され、さらにその外周面に表層
（厚み２０μｍ）が形成されてなるトナー供給ロールを
作製した。

【００５９】

【実施例１０】〔表層用材料の調製〕実施例５と同様に
して、表層用材料を調製した。

【００６０】〔現像ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料をコー
ティングして表層を形成した。一方、上記表層を形成し
た金型内に軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０
４製）をセットした後、上記表層と芯金との空隙部にＣ
ＩＭ用シリコーン（信越シリコーン社製、Ｘ３４−３８
７）を注型し、これを１５０℃×４５分の条件で加熱し
てベースロールを作製した。そして、上記ベースロール
と表層とを金型から脱型して、軸体の外周面に沿ってベ
ース層（厚み５ｍｍ）が形成され、さらにその外周面に
表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる現像ロールを作
製した。

【００６１】

【実施例１１】〔ベース層用材料の調製〕ポリオール
（三菱化学社製、マイテックＴＮ２１９３）１００部
と、プレポリマー（三菱化学社製、ＧＰ５１２Ａ）１４
部と、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デンカ
ブラック）１０部を混合して、ベース層用材料を調製し
た。

【００６２】〔表層用材料の調製〕実施例１と同様にし
て、表層用材料を調製した。

【００６３】〔現像ロールの作製〕まず、ロール成型用
金型を準備し、この金型内周面に上記表層用材料をコー
ティングして表層を形成した。一方、上記表層を形成し
た金型内に軸体である芯金（直径１０ｍｍ、ＳＵＳ３０
４製）をセットした後、上記表層と芯金との空隙部に上
記ベース層用材料を注型し、これを１５０℃×４５分の
条件で加熱してベースロールを作製した。そして、上記
ベースロールと表層とを金型から脱型して、軸体の外周
面に沿ってベース層（厚み５ｍｍ）が形成され、さらに
その外周面に表層（厚み２０μｍ）が形成されてなる現
像ロールを作製した。

【００６４】

【比較例１】特開平１１−２１２３５２号公報に準じ
て、現像ロールを作製した。すなわち、まず、ポリオー
ルであるポリオキシプロピレン（三井東圧化学社製、Ｅ
Ｐ５５０Ｎ）〔分子量３１００、官能基数３．０〕１０
０部に、導電剤であるカーボンブラック（ケッチェンブ
ラックインターナショナル社製、ケッチェンブラックＥ
Ｃ）１．６部（最終製品中の含有量として１．３重量
％）と、発泡剤である水１．８部と、整泡剤（日本ユニ
カー社製、界面活性剤Ｌ５４６６）０．２部と、硬化触
媒（花王社製、トリエチレンジアミン）０．２部とを添
加混合して、粘度粘度４８００ｍＰａ・ｓのプレミック
スポリオールを得た。つぎに、このプレミックスポリオ
ールに、２，４−トルエンジイソシアネート（三井東圧
化学社製、ＴＤＩ−１００）をポリオール／ポリイソシ
アネートの当量比で１１０となるように添加混合し、シ
ャフトを挿入した金型に注入して、６０℃のオーブン中
で３０分間加熱することにより、発泡と同時に円柱状に
成形固化させた。その後脱型して、中心にシャフトを有
する非導電性ポリウレタンフォーム成形体Ａ（密度０．
０８ｇ／ｃｍ³）を得た。最後に、上記非導電性ポリウ
レタンフォーム成形体Ａ（ベースロール）の表面部に、
バインダーであるアクリロニトリル−ブタジエンゴム
（ＮＢＲ）に導電剤（グラファイト）を配合してなる水
性コート剤（日本黒鉛工業社製、バニーハイトＧＬ−
１）を含浸させた後、８０〜９０℃の温度で充分に乾燥
して表層（導電性コート層）を形成し、ポリウレタンフ
ォームロールを得た。なお、水性コート剤は目標とする
電気抵抗となるよう、水で希釈して使用した。

【００６５】

【比較例２】特開平１１−１６０９９９号公報に準じ
て、現像ロールを作製した。すなわち、まず、分子量２
５００のポリイソプレンポリオール（ＯＨ価：４７．
１）１００部にアセチレンブラック２．８５部を配合
し、混合機を用いて混合してポリオール組成物を調製し
た。このポリオール組成物を減圧下に攪拌して脱泡した
後、クルードＭＤＩ（ＮＣＯ％：３１．７）を１３．３
３部加えて２分間攪拌し、ジブチル錫ジラウレート（Ｄ
ＢＴＤＬ）０．００１部を加え、３分間攪拌した。つぎ
に、これを金属シャフトを配置し予め９０℃に加熱した
金型に注型し、９０℃で１２時間硬化させて金属シャフ
トの外周にベース層（導電性弾性層）を形成し、ローラ
を得た。つぎに、トルエン中にオイルフリーアルキッド
樹脂およびメラミン樹脂をそれぞれ１０重量％溶解し、
さらに樹脂成分１００部に対して１０部のカーボンブラ
ックを添加し分散せしめた塗料液中に、上記ローラを浸
漬して引き上げ、これを１００℃にて５時間加熱し、架
橋硬化した表層（樹脂層）を持つ構造のローラを作製し
た。

【００６６】

【比較例３】特開２０００−９８７６４号公報に準じ
て、現像ロールを作製した。〔ベース層（発泡層）の形成〕官能基数３．０、重量平
均分子量５０００のポリエーテルポリオールに、トリレ
ンジイソシアネートを反応させて得られたイソシアネー
ト基６．７重量％を有するプレポリマー１００部に対
し、１，４−ブタンジオール６．４６部、シリコーン系
界面活性剤２部、ジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤ
Ｌ）０．００３部およびアセチレンブラック２．２部を
添加し、混合機を用いて２分間攪拌して発泡層用成形材
料を調製した。つぎに、外径８ｍｍのシャフトを金型内
にセットし、金型温度を６０℃に加熱した後、これに上
記発泡層用成形材料を注入し、６０℃で１２時間加熱硬
化させた。脱型後研磨処理し、外径１５ｍｍのポリウレ
タンフォームからなる発泡層を有するローラを得た。

【００６７】〔表層（無発泡層）の形成〕水酸基価４
７．１ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数２．４のポリイソプレ
ンポリオール１００部に対し、アセチレンブラック３．
１部を添加し、真空で３０分間攪拌しながら減圧脱泡し
た後、イソシアネート基含有量が３１．７重量％の粗製
ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート１２．
７部およびジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）０．
００１部を添加し、減圧脱泡しながら３分間攪拌して、
無発泡層用形成材料を調製した。つぎに、上記で得られ
た発泡層が形成されたローラを金型内にセットし、金型
温度を６０℃に加熱した後、これに６０℃に加熱された
上記無発泡層用形成材料（６０℃粘度２８Ｐａ・ｓ）を
注入し、９０℃で１６時間加熱硬化させた。脱型後、外
径が１６ｍｍになるように研磨処理し、発泡層と無発泡
層とからなる２層構造の弾性層を有するローラを作製し
た。

【００６８】

【比較例４】〔ベース層用材料の調製〕エチレン−プロ
ピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）〔三井化学社
製、ＥＰＴ４０１０〕１００部に、ステアリン酸１部、
亜鉛華６部、炭酸カルシウム（ホワイトンＳＢ）５０
部、アセチレンブラック（電気化学工業社製、デンカブ
ラック）１２部、脂肪酸アミド（ライオンアクゾ社製、
アーモスリップＣＰ）３部、硫黄１部、ノクセラーＤＭ
１部、サンセラーＴＴ２部、セルマイクＡＮを１０部混
合して、ベース層用材料を調製した。

【００６９】〔表層用材料の調製〕比較例１と同様にし
て、表層用材料を調製した。

【００７０】〔現像ロールの作製〕上記ベース層用材料
および表層用材料を用いて、実施例１と同様にして現像
ロールを作製した。

【００７１】

【比較例５】〔ベース層用材料の調製〕ポリプロピレン
グリコール（三井化学社製、ＤＩＯＬ３０００）１００
部、イオン導電剤（日本カーリット社製、ＬＲ１４７）
０．１部、ＭＤＩ（三井化学社製、コマモネートＭ２０
０）４部を添加して、ベース層用材料を調製した。

【００７２】〔表層用材料の調製〕比較例３と同様にし
て、表層用材料を調製した。

【００７３】〔現像ロールの作製〕上記ベース層用材料
および表層用材料を用いて、実施例１と同様にして現像
ロールを作製した。

【００７４】このようにして得られた実施例品および比
較例品の各ロールを用いて、下記の基準に従い、各特性
の評価を行った。これらの結果を、後記の表１〜表３に
併せて示した。なお、ベースロール表面の研磨工程の有
無を併記した。

【００７５】〔表層用材料の静摩擦係数〕前述した通
り、静動摩擦係数計（協和界面化学社製）により、荷重
１００ｇで直径３ｍｍの鋼球を用いて測定した。

【００７６】〔ベースロールの静摩擦力〕無電解ニッケ
ルめっきを行った材質がＳＵＭ２２の鉄板を水平に保
ち、その鉄板上にベースロールを置き、ベースロールの
両端に１００ｇ荷重をかけ、回転しないように規制した
状態で、軸方向に引いた時の荷重を測定して静摩擦力を
求めた。

【００７７】〔圧縮応力〕東洋精機社製のロードセルを
用いて、ベースロールおよびロール（表層付）の０．２
５ｍｍ圧縮応力を直径５ｍｍの円柱を押し付けることに
より測定した。

【００７８】〔金型離型性〕ロール（表層付）あるいは
ベースロールを金型から脱型する時の、離型性を評価し
た。なお、評価は、表層（あるいは中間層）とベースロ
ール間での剥離がなく、ベースロールの破壊もなく、型
に表層が残留することなく取り出せるものを○、表層と
ベースロール間での剥離、ベースロールの破壊、型から
取り出す時に表層が残留する、のいずれかに当てはまる
ものを×とした。

【００７９】〔現像特性〕現像ロールをプリンター（Ｏ
ＫＩ社製、ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ４００）に組み込み１週
間放置した後、環境〔低温低湿（１５℃×１０％Ｒ
Ｈ）、常温常湿（２５℃×５０％ＲＨ）、高温高湿（３
５℃×８５％ＲＨ）〕および電圧（０．１Ｖ、１００
Ｖ）変動下で文字画像をプリントして、画像を目視評価
した。そして、細線の途切れがなく、画像のかすれが見
られないものを○、細線の途切れがあり、画像のかすれ
が見られるものを×として評価した。

【００８０】〔帯電特性〕上記現像特性に準じて、ハー
フトーンの画像を目視評価した。そして、画像に帯電ロ
ールのへこみによる濃度の高いすじがあるものを×、す
じがないものを○として評価した。

【００８１】〔転写特性〕上記現像特性に準じて、トナ
ーの紙への転写性を評価した。そして、細線の途切れが
なく、画像のかすれが見られないものを○、細線の途切
れがあり、画像のかすれが見られるものを×として評価
した。

【００８２】〔給紙特性〕コピー用紙（Ａ４サイズ）を
１００枚置き、その紙を給紙ロールで引っ張りその力を
トルクゲージを用いて測定した。そして、トルクが４±
０．５Ｎの範囲内のものを○、この範囲から外れたもの
を×として評価した。

【００８３】〔トナー供給耐久性〕トナー供給ロールを
プリンター（ＯＫＩ社製、ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ４００）
に組み込み、５０００枚プリントした後のトナー供給ロ
ールの状態を観察した。そして、トナーの詰まりがな
く、画像への影響がないものを○、トナーの詰まりがあ
り、べた黒画像の濃度がマクベス濃度で１．１以下にな
ったものを×として評価した。

【００８４】

【表１】

【００８５】

【表２】

【００８６】

【表３】

【００８７】上記表の結果から、すべての実施例品は、
予め金型内周面に表層を形成しているため、金型離型性
に優れ、現像特性、帯電特性、転写特性、給紙特性、ト
ナー供給耐久性に優れていることがわかる。

【００８８】これに対して、比較例１〜３品は、金型内
周面に予め表層を形成していないため、金型離型性に劣
り、現像特性に劣ることもわかる。また、比較例４，５
品は、予め金型内周面に表層を形成しているものの、表
層用材料の静摩擦係数が所定の範囲から外れるため、金
型離型性に劣り、現像特性に劣ることもわかる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、本発明の低硬度ロールの
製法は、予めロール成形用金型の内周面に静摩擦係数が
１．２未満の表層用材料を塗布して表層を形成した後、
上記表層を形成した金型内に軸体をセットし上記表層と
軸体の空隙部にベース層用材料を注型してベースロール
を作製するものである。そのため、金型からベースロー
ルを脱型する際に、ベース層と金型とが直接接すること
がないため、金型離型性に優れるとともに、ベース層用
材料の材料ロスもない。したがって、本発明によると、
ベースロールの研磨工程が不要（研磨レス）で、寸法精
度が良好な状態での脱型が可能である。

【００９０】また、上記ベースロールの静摩擦力を特定
の範囲に設定すると、金型から脱型する際の離型性がさ
らに良好となる。

【００９１】そして、発泡性ゴムおよび液状ゴムの少な
くとも一方を含有しているベース層用材料を用いると、
金型からのベースロールの脱型がさらに容易となる。

【００９２】また、上記表層用材料として特定のポリマ
ーを用いると、金型からの表層の脱型がさらに容易とな
るとともに、トナーや紙粉等の付着もなくなり画質がさ
らに良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製法により得られた低硬度ロールの一
例を示す断面図である。

【図２】本発明の製法の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１軸体４表層２１円筒型２４空隙部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ａ４Ｆ２０４５０１Ｄ 15/16 １０３ 15/16 １０３ // Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｋ 21:00 105:04 105:04 105:20 105:20 Ｂ２９Ｌ 31:32 Ｂ２９Ｌ 31:32 (72)発明者伊東邦夫愛知県小牧市東三丁目１番地東海ゴム工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 2H032 AA05 2H077 AC04 AD06 FA13 FA22 FA26 FA27 3F049 CA15 LA02 LB03 3F343 FA02 FB02 JA11 KB16 4F204 AA16 AA21 AA24 AA31 AA42 AA45 AG03 AG20 EA01 EA03 EA04 EB01 EB12 EB22 EB23 EF01 EF05 EF27 EF49

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸体の外周面にベース層が形成されてな
るベースロールと、このベースロールの外周面に形成さ
れる表層とを備えた低硬度ロールの製法であって、静摩
擦係数が１．２未満の表層用材料を調製する工程と、予
めロール成形用金型の内周面に上記表層用材料を塗布し
て表層を形成する工程と、上記表層を形成した金型内に
軸体をセットし上記表層と軸体の空隙部にベース層用材
料を注型してベースロールを作製する工程と、上記ベー
スロールと表層とを金型から脱型する工程とを有するこ
とを特徴とする低硬度ロールの製法。
【請求項２】上記ベースロールの静摩擦力が２Ｎ／ｃ
ｍ以上５０Ｎ／ｃｍ未満である請求項１記載の低硬度ロ
ールの製法。
【請求項３】上記ベース層用材料が、発泡性ゴムおよ
び液状ゴムの少なくとも一方を含有している請求項１ま
たは２記載の低硬度ロールの製法。
【請求項４】上記表層用材料が、ウレタン系ポリマ
ー、アクリル系ポリマー、フッ素系ポリマーおよびポリ
エステル系ポリマーからなる群から選ばれた少なくとも
一つを含有している請求項１〜３のいずれか一項に記載
の低硬度ロールの製法。