JP2007310141A - 弾性ロールとその製造方法、電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】型成形して弾性ロールを製造する際、型内の圧力上昇と材料モレを防ぐ。形状精度の高い弾性ロール、優れた画像を形成できる電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】軸芯体と弾性層とを有する弾性ロールの製造方法において、円筒状型と軸芯体の両端を支持し材料流通口を持つ二つのコマとを有する型を用い、軸芯体の両端を両コマで支持して軸芯体を型内に配し、注入ノズルを一方のコマに接触させ弾性層形成用材料をＴｉ秒の間型内に注入し、注入終了後Ｔｈ秒の間ノズルをコマに接触させたままとした後にノズルをコマから離し、注入された材料を硬化させ、硬化後の弾性層形成用材料を軸芯体とともに成形型から取り出し、０．２Ｔｉ≦Ｔｈ≦０．６Ｔｉとする。この方法で製造された現像剤担持ロール用の弾性ロール。このロールを有する電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は電子写真プロセス用の現像剤担持ロールなどに用いられる、軸芯体の外周に弾性層を有する弾性ロールに関する。また本発明は、電子写真プロセスを利用して画像を形成する電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。

従来より、金属等の剛性のある軸芯体の外周上に弾性・導電性など様々な機能を持たせた種々材料を配することより得られる多層ロールの加工は、通常、押出し成形後研磨をすることより行っていた。もしくは金型成形などにより基層を加工し、さらに必要に応じてその外周上に樹脂層や弾性層を塗工やチューブ被覆にて配することより行っていた。特に、金型成形は、研磨することなしに比較的再現良く、所望の形状精度をもった弾性ロールが得られることから、近年多く採用されている手法である。この金型成形においては、次のような手順により所望の形状を持った弾性ロールを得ることが可能である。すなわち、円筒金型内に、軸芯体の両端を、注入口のついたコマにて支持して、軸芯体を配する。その注入口から液状の材料を注入し、その後熱硬化樹脂ならば加熱、熱可塑性樹脂なら冷却する。

ロール形状を得るために円筒形の金型内に液状材料を注入する場合、成形体へのエアーの巻き込みを防止する観点から、通常円筒金型は立てた状態にて下から材料を注入するのが一般的である。しかしながら金型内に注入された未硬化状態の液状材料は、注入のために金型の注入口に接触していた注入ノズルが離れた直後から重力により下側に垂れる、いわゆる「液ダレ」を発生することがあった。液ダレは成形機周辺を汚すのはもちろん、垂れた材料がノズルと金型の注入口との間に入り込み、その後の注入を阻害するなどの弊害もあった。さらに金型内の材料が垂れる為、その量が多い場合は、ロールの注入口側の形状が他の部分に比較して細くなり、形状精度の高いロールを必要とする場合は特に液ダレ防止が重要である。液ダレを防止する為に、金型材料注入口の形状を液ダレが発生しにくい形状にするなどの対策がとられている（特許文献１）。
特開２００４−７４４３０号公報

しかし、上記のような液ダレしにくい構造の注入口を有する金型を用いても、材料は高速で金型内へ注入されることにより圧縮されている為、この圧縮分の緩和による体積増加が起こり、増加した分が型外への液ダレを引き起こすことがある。このような液ダレを金型注入口形状で完全に対策する、即ち液ダレを引き起こす注入口の径を極端に細くしたり、材料注入後材料注入口にフタをすることが考えられる。しかしこの場合、材料を加熱硬化する際の熱膨張による体積増加分の逃げ場が全く無くなり、ロール端部の材料圧力による破壊、導電性ロールの場合には抵抗ムラなどを引き起こすため、この対策も良好とはいえない。

本発明の目的は、型成形して弾性ロールを製造するにあたり、型内の材料圧力が著しく上昇するような液ダレ防止の形状をもった成形型を用いることなく、成形型からの材料モレを防ぐことを可能にすることである。

本発明の別の目的は、形状精度の高い、電子写真プロセス用現像剤担持ロールとして好適な弾性ロールを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、形状精度の高い現像剤担持ロールを有して優れた画像を形成できる電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することである。

本発明により、軸芯体と、該軸芯体の外周面上に配された弾性層とを有する弾性ロールの製造方法において、
円筒状型と、軸芯体の両端をそれぞれ支持する二つのコマとを有する成形型を用い、該コマはいずれも材料流通口を有し、
軸芯体の両端を該二つのコマにてそれぞれ支持した状態で、該軸芯体を該成形型内に配する工程；
注入ノズルを該二つのコマの一方に接触させ、弾性層形成用材料を時間Ｔｉ（秒）の間該注入ノズルから該一方のコマの材料流通口を通して成形型内に注入する工程；
該弾性層形成用材料の注入を終えた後、時間Ｔｈ（秒）の間、該注入ノズルを該一方のコマに接触させたままとし、次いで該注入ノズルを該一方のコマから離す工程；
成形型を加熱して注入された弾性層形成用材料を硬化させる工程；および
硬化後の弾性層形成用材料を軸芯体とともに成形型から取り出す工程を有し、
該時間ＴｉおよびＴｈが以下の関係を満足することを特徴とする弾性ロールの製造方法が提供される。
０．２×Ｔｉ≦Ｔｈ≦０．６×Ｔｉ。

上記方法において、該弾性層形成用材料が付加反応架橋型液状シリコーンゴムポリマーを含むことが好ましい。

上記方法において、最表層を形成するための材料がウレタン結合を有する材料であることが好ましい。

本発明により、上記方法により製造された、電子写真プロセス用の現像剤担持ロールである弾性ロールが提供される。

本発明により、現像剤担持ロールが装着されてなり、該現像剤担持ロールの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像剤担持ロールを画像形成体に接触ないし近接させて該画像形成体表面に該現像剤を供給することにより該画像形成体表面に可視画像を形成させる電子写真プロセスカートリッジにおいて、
該現像剤担持ロールが上記の弾性ロールであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジが提供される。

本発明により、現像剤担持ロールが装着されてなり、該現像剤担持ロールの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像剤担持ロールを画像形成体に接触ないし近接させて該画像形成体表面に該現像剤を供給することより該画像形成体表面に可視画像を形成させる画像形成装置において、
該現像剤担持ロールが、上記弾性ロールであることを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、型成形して弾性ロールを製造するにあたり、型内の材料圧力が著しく上昇するような液ダレ防止形状をもった成形型を用いることなく、成形型からの材料モレを防ぐことが可能となる。

また、形状精度の高い、電子写真プロセス用現像剤担持ロールとして好適な弾性ロールが提供される。

さらに、形状精度の高い現像剤担持ロールを有して優れた画像を形成できる電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置が提供される。

弾性層形成用材料を注入する注入ノズルを、材料流通口を有するコマに接触させた状態で、弾性層形成用材料を注入ノズルから成形型内に注入する時間（以下場合により、材料注入時間または注入時間という）をＴｉ（秒）で表す。また、この材料注入を終えた時点から注入ノズルをコマから離すまでの時間（以下場合によりノズル接触時間という）をＴｈ（秒）と表す。

Ｔｈ≦０．６×Ｔｉとするのは、ノズルがコマに接触している間は、材料は僅かながらノズル側へ逆流するものの、おおよそコマにはフタがされたような状態になることから発生する材料圧の上昇を防止する為である。これは、そのためにノズルの接触時間Ｔｈは注入時間Ｔｉの６０％以下の時間にする必要があることを示している。即ち、材料の注入時間が短いほど注入終了時の材料内部圧力は高くなっているため、ノズル接触時間は短くする必要がある。一方、比較的長い時間をかけてゆっくりと型内に材料を注入した場合には、長い時間ノズルを接触させていても材料内部圧力の上昇による問題は無い。しかしながらこの時間が注入時間の６０％を超えて長くなりすぎる場合には、型内材料の熱膨張により材料圧力が高くなったり、ノズル内部の材料が硬化してしまうため、問題となる。材料内部圧力が高くなった場合、ロール端部の破壊が引き起こされるだけでなく、弾性ロールが導電性フィラー配合により導電性を得ている場合には、高圧部分でのフィラーの分散状態の変化などにより局部的に高抵抗化してしまうことも懸念される。

また０．２×Ｔｉ≦Ｔｈとするのは、金型内部に注入された材料が、コマの材料流通口から垂れるのを防止する為であり、ノズル接触時間Ｔｈは注入時間Ｔｉの２０％以上の時間にする必要があることを示している。即ち、型内へ注入された材料は、コマの材料流通口内部の材料が硬化により流動性が低下するため液ダレが抑制されているが、通常、常温の材料を加熱された型内に注入する場合、材料流通口付近は、中を流れる材料により熱を奪われる為、温度が低下している。この傾向は、比較的ゆっくりと材料を注入した場合のほうが、流通口内部を材料が流れる時間が長いために顕著であり、流通口内部の材料がコマから熱を奪って流動性を失うまでには時間が必要であることを意味している。

このようにして、成形型内の圧力を著しく上昇させることなく液ダレを防止することができ、その結果、形状精度に優れた弾性ロールを得ることができる。上記導電性ロールにおいては抵抗ムラを防止することもできる。また、複雑な注入口形状をもった金型を用いる必要もなく、もちろん液ダレにより成形機等を汚すことも防止される。

〔軸芯体〕
本発明において軸芯体としては弾性ロールの軸芯体として使用される公知の軸芯体を適宜使用することができる。弾性ロールが導電性ロールである場合などにおいては、導電性の軸芯体を用いることができる。導電性軸芯体は、例えば、炭素鋼合金表面に適宜の厚さ（例えば５μｍ）の工業ニッケルメッキを施した円柱である。導電性軸芯体を構成する材料としては他にも、例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケル等の合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、さらに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。また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できる。

〔弾性層〕
上記導電性軸心体の外周面上に、導電性弾性層を形成することができる。導電性弾性層を形成するのに好ましい材料は、シリコーンゴムポリマーに導電性フィラーとしてカーボンブラックを配合したものが挙げられる。

例えば、次のようにして軸芯体の外周面に導電性弾性層を形成することができる。すなわち、まず必要とする弾性層外径に対してその内径が適当に選択された円筒状型内に、その表面に加硫接着タイプのシリコーンゴム用プライマーを極薄く塗布した上記導電性軸芯体を両端でコマにより押えて配し、注入ノズルをどちらか一方のコマに接触させる。次に、上記シリコーンゴムポリマーに導電性フィラーとしてカーボンブラック等を配合したものを、コマの材料流通口から１秒〜２０秒間かけて注入し、注入終了後０．２秒〜１２秒後にノズルを後退させる。またこの際、注入ノズルが接触していない側のコマは、材料注入圧力で動いてしまうのを防止する為に、１００Ｎ〜１００００Ｎの力で押さえつける。その後一次硬化として１００℃〜１５０℃の温度にて３分〜６０分加熱・硬化することにより成形型内で軸体とその外周上に導電性弾性層を配したものを得ることができる。この際、材料を注入する前の型はサイクルタイムを早くする為に、材料硬化温度と同じ温度に予備加熱しておくことが好ましい。この際の一次硬化とは、成形型からその形状を著しく損なうことなく弾性層を取り出すことが出来る程度にまで導電性弾性材料を硬化させることを指す。その後、成形型外から冷却し、さらに脱型することにより、弾性層の肉厚が２〜５ｍｍの現像剤担持ロールに使用可能な導電性弾性層を得ることができる。

〔成形型〕
成形型は、円筒状型と、二つのコマを有する。二つのコマは軸芯体の両端をそれぞれ支持する。また二つのコマはいずれも弾性層形成用材料を流通させる材料流通口を有する。例えば、材料流通口は、断面が円形で型の外側からロール部分に向かって徐々に細径となる形状を有し、その直径は最も細い位置で１ｍｍから３ｍｍ程度、最も太い部分で３ｍｍから５ｍｍとすることができる。成型時には二つのコマがそれぞれ円筒状型の両端部に設けられ、円筒状型とともに成形キャビティを形成する。

成形型としては、剛性の観点から金属製のものすなわち金型を用いることが好ましい。つまり円筒状型および二つのコマが、いずれも金属製であることが好ましい。ただし、その限りではなく、樹脂製のものなどを使用することもできる。

〔型内に注入する弾性層形成用材料〕
弾性層形成用材料としては弾性ロールの弾性層を形成するために用いられる公知の材料を用いることができる。特には、熱硬化性の材料を用いることができる。例えば、以下に示す液状シリコーンゴムポリマーもしくはその他のポリマーを、必要に応じて、後に詳述する導電剤及び微粒子を適宜混合したうえで、弾性層形成用材料として型内に注入することができる。

＜液状シリコーンゴムポリマー＞
注型に用いる液状シリコーンゴムポリマーとしては、加工性に優れている、硬化反応に伴う副生成物の発生が無い為寸法安定性が良好である、硬化後の物性が安定している等の理由から、付加反応架橋型シリコーンゴムポリマーが好ましい。

付加反応架橋型シリコーンゴムポリマーは、例えば式（１）で表されるオルガノポリシロキサン、及び式（２）で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含み、さらに触媒や他の添加物と適宜混合させて用いることができる。

式中Ｒ１およびＲ２は互いに同じでも異なっていてもよいアルケニル基であり、Ｘは正の整数である。

オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は特に限定されないが１０万以上１００万以下が好ましく、重量平均分子量は４０万以上７０万以下が好ましい。さらに加工特性及び得られるシリコーンゴム組成物の特性等の観点から、オルガノポリシロキサンの粘度は、１０Ｐａ・ｓ以上が好ましく、２５０Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。

上記オルガノポリシロキサンのアルケニル基は、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り、その種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。

式中、ｙは２以上の正の整数であり、ｚは正の整数である。

オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤の働きをするもので、一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２個以上であり、硬化反応を適切に行わせる為に、比較的低分子量（重量平均分子量で１０００以上５０００以下）が好ましい。

＜その他のポリマー＞
本発明では、以下に挙げる樹脂を用いて弾性層を形成することもできる。すなわち各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂等である。

〔導電剤〕
弾性層を形成する材料には必要に応じ導電剤を配合することができる。例えば、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀等の金属系の紛体や繊維；酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物；硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉；または適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブテンや、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金あるいはロジウムを電解処理、スプレー塗工もしくは混合振とうなどにより付着させた粉体；およびアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ＰＡＮ系カーボンブラック、ピッチ系カーボンブラック等のカーボン粉が挙げられる。また、ＫＳＣＮ、ＬｉＣｌＯ₄、ＮａＣｌＯ₄、４級アンモニウム塩等のイオン伝導物質も使用可能である。

導電剤としては、比較的少量の添加で電気抵抗率を低下させることができ、ゴム組成物の硬度を大きくすることなく導電性を付与することができるので、特にカーボンブラックが好ましい。

〔樹脂層〕
弾性層上に、更に表面層として１層以上の樹脂層を形成することができる。

樹脂層を形成する材料として、例えば、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂等を用いることができる。

これらの材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、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て、適当な溶媒としてメチルエチルケトン・トルエン・メチルイソブチルケトン等に分散させることができる。この分散を行うことにより、表面欠損の少ない表面層を得るための塗工液を得ることができる。

得られた表面層形成用の分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により弾性層の上に塗工することができる。

表面層の厚みとしては、電子写真プロセスに用いる弾性ロールの場合、弾性層成分がしみ出してきて画像形成体を汚染することを優れて防止する観点から５μｍ以上が好ましく、弾性ロールの表面が硬くなることを防止し、トナーの融着を防止する観点から５００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０〜３０μｍである。

〔微粒子〕
弾性ロールが現像剤担持ロールの場合、表面層中に質量平均粒径が１〜２０μｍの微粒子を分散させることにより、現像剤担持ロール表面の現像剤の搬送を容易にすることができ、充分な量の現像剤を現像領域に搬送することが容易にできるので、好ましい。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、アミノ樹脂微粒子、フェノール樹脂微粒子等のプラスチックピグメントが挙げられる。特にポリメチルメタクリル酸メチル微粒子及びポリウレタン微粒子が好ましい。これらの微粒子はこの微粒子を除く表面層構成成分の総質量に対して約３〜２００質量％の範囲で添加することが好ましい。
〔電子写真画像形成装置〕
次に本発明の現像剤担持ロールを組込んでなる電子写真プロセスカートリッジを用いた接触現像方式の電子写真画像形成装置の一例の概略を図５に示す。

画像形成体である感光体ドラム３１、一次帯電ロール３２、現像剤担持ロール３３、現像剤供給ロール３４、現像剤層厚規制部材であるトナー層厚規制部材３５、撹拌羽３６および現像剤であるトナー３７が一つのカートリッジにまとめられている。すなわち、これらは電子写真装置の中で一体的に交換可能なカートリッジとなっている。

一次帯電ロール３２で均一に帯電された感光体ドラム３１は矢印の方向に回転しており、一次帯電ロール３２と現像剤供給ロール３３との間でその表面に記録情報を乗せたレーザー光４０が照射され、潜像が形成される。一方、撹拌羽３６で現像剤供給ロール３４に送られたトナー３７は、トナー層厚規制部材３５によって現像剤担持ロール３３表面に均一にコートされ、感光体ドラム３１表面へと運ばれ、感光体ドラム３１表面上に形成されている潜像をトナー像として顕像化する。感光体ドラム３１がさらに回転してトナー像が転写領域に到達すると、紙等の記録メディア４３にトナー像が感光体ドラム３１に対し対置された転写ロール４２により転写される。感光体ドラム３１は表面がクリーニング用弾性部材３８で記録メディア４３に転写せずに残ったトナーを除去された後、一次帯電ロール３２で再び均一に帯電される。

記録メディア４３に転写された未定着のトナー像は、定着ロール４４と加圧ロール４５の間を通り、圧力と熱で記録メディアに定着され、電子写真装置から排出される。

一方、現像に使用されずに現像剤担持ロール３３表面に残ったトナーを表面に坦持したまま現像容器４１に戻す。現像容器４１の内部では現像剤供給ロール３４が現像剤担持ロール３３表面に残ったトナーを現像剤担持ロール３３表面から取り除くとともに、新しいトナーを現像剤担持ロール３３の表面に供給する。現像剤担持ロール３３表面に供給された新しいトナーは、トナー層厚規制部材３５にてコートしたトナーの厚さを均一に整えられ、現像領域に搬送されていく。この繰り返しによって現像剤担持ロール３３は常に新しいトナーを均一にコートして静電潜像を現像する。

以下の実施例によって本発明を詳細に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、以下特に明記しない限り、薬品等は市販の高純度品を用いた。

〔実施例１〕
以下図１を参照する。

直径が８ｍｍ、長さ２８０ｍｍの鉄製丸棒に厚み５μｍの化学ニッケルメッキをした軸芯体（芯金１１）を用いた。また成形型としては鉄製の円筒状型（円筒状金型２１）と、鉄製のコマ２２および２３からなる金型を用いた。

円筒状金型２１内に芯金１１を配するとともに、円筒状金型の両端にそれぞれ勘合させたコマ２２および２３の芯金保持窪み２４および２４’に芯金を勘合させた。このようにして芯金の両端をコマによって支持した。

コマ２２および２３はそれぞれ材料流通口２８および２９を有する。

弾性層形成用材料としては、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いた。このゴムはオルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、導電性カーボンブラック、白金触媒、石英、シリカを配合したものであって、液状状態での粘度１５０Ｐａ・ｓで、硬化後のアスカＣ硬度が４０°となるものである。

円筒状金型の長手方向の一方（図１において紙面左方向）から、成形機の材料注入ノズルをコマ２２に接触させ、他方のコマの材料流通口２９から材料がオーバーフローするまで一定流速で弾性層形成用材料を材料流通口２８を通して成形型内に注入した。このとき材料を注入した時間Ｔｉは１５秒であった。

材料注入を停止し、注入ノズルをコマに接触したままとし、注入停止時点から８秒後に、注入ノズルを後退させることで、コマから離した。つまりＴｈは８秒であった。

その後成形型内の材料を１２０℃にて１０分間加熱することにより硬化し、その後冷却・脱型することで、ゴムの外直径およそ１６ｍｍでゴム部分の長さが２４０ｍｍの弾性層を得た。次にこの弾性層に対して、２００℃オーブンにて４時間の二次硬化を行った。

この弾性層外周面上に、ポリウレタン樹脂原料に平均粒径１５μｍのウレタン粒子及び導電性カーボンブラックを配合してなる塗工液をディップ塗工により配し、その後１５０℃のオーブンにて４時間硬化した。こうして、シリコーンゴム弾性層の外周面上にウレタン樹脂からなる表層（樹脂層）を配した多層弾性ロールを得た。

上記弾性ロールの製造において、後述のように液ダレの状態を確認した。また、連続性形成も後述のように評価した。さらに得られた多層弾性ロールの長手方向の抵抗ムラ測定、形状左右差測定及び画像評価を後述の方法に従って行った。これらの結果を表１にまとめた。さらに、同じ成形型を用い、同条件にて繰り返し弾性ロールを成形した際の、金型内から液ダレの状態及びノズル内材料の硬化による成形不具合発生の有無（連続成形性）を確認し、結果を同じく表１にまとめた。

〔液ダレ状態確認方法〕
金型内へ材料を注入し、ノズルがコマから離れた後、材料硬化が完了するまでに、金型内から下側に材料が“垂れる（ゴム材が型から離れる）”かどうかを確認した。この際、全く垂れないのを○、僅かに垂れるもしくはたまに垂れるが成形性には影響の無いものを△、毎回垂れるものを×とした。

〔連続成形性確認〕
弾性ロールを連続的に成形する際、成形不具合無く５０００回以上の繰り返し成形が可能であり、ほとんど注入ノズル付近の清掃が不要なものを○とした。成形不具合無く２０００回以上５０００回未満の繰り返し成形が可能であり、頻度は少ないが定期的に注入ノズル付近の清掃が必要なものを△とした。さらに繰り返し成形をすると２０００回未満の高頻度にて注入ノズル付近の清掃が必要、もしくはノズル内材料の硬化が進み、注入が正しく行われず著しく生産性が低下するものを×とした。

〔抵抗ムラ測定方法〕
図２に示すように、長手方向に多層弾性ロールの長さの１／８の長さに８等分された部分を有する外径３０ｍｍの金属製ロール（電極用ロール２０１）を用いた。この電極用ロールに、片側５００ｇずつ合計１０００ｇの荷重で多層弾性ロール１を押し当てて、電極ロールを３２ｒｐｍで回転させて多層弾性ロールを従動回転させた。この状態で直流電流電源より５０Ｖの電圧を多層弾性ロール軸・電極ロール間に印加したときの各部の抵抗値をロール一周分にわたり測定した。この際の８等分した各部の抵抗値の最大値（Ｒｍａｘ）／最小値（Ｒｍｉｎ）を求め、このときの“Ｌｏｇ₁₀（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）”をロール１本内の抵抗ムラとした。

〔形状左右差測定方法〕
図３に示すように、多層弾性ロール１を、レーザー測長器（キーエンス社製・ＬＳ−５０４０）のレーザー発光部３０１とレーザー受光部３０２との間に挿入し、回転速度１２０°／ｓにて回転させ、その外径を０．３３ｍｓ間隔（回転角３．６°毎）で測定した。その後、ロール１周分（１００個）のデータを平均し、その値をその位置でのロール外径とした。

ロール長手方向における外径測定ポイントは、図４に示すように多層弾性ロール１の弾性層の両端部から２０ｍｍ中央よりの位置（注入側：Ｌ１、出口側：Ｌ２）と、ＬＣ（Ｌ１とＬ２との中心）とした。この測定ポイントＬ１、Ｌ２およびＬＣにおける外径のうちの最大値と最小値との差をそのロールの外径左右差の値とした。

〔画像評価方法〕
製造した多層弾性ロールを電子写真式レーザービームプリンターの現像剤担持ロールとして用い、画像を形成してその評価を行った。本評価で使用した電子写真式レーザービームプリンターは、Ａ４版出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードはＡ４縦１６枚／分、画像の解像度は６００ｄｐｉである。感光体はアルミシリンダーにＯＰＣ（有機光導電体）層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。

感光体上で現像されたトナー像は転写ロールで記録メディアに転写され、定着部で熱定着される。転写ロールで転写しなかったトナーはクリーニングブレードで感光体から掻き取られる。現像部分はカートリッジ化されており、現像剤担持ロールにはトナー層厚規制部材である現像ブレードがカウンタ方向に当接し、トナーの層厚を規制する。

現像剤担持ロールの画像評価は、上記構成の電子写真プロセスカートリッジを用いて、ベタ画像及びハーフトーン画像にておこなった。即ち、画像濃度が十分に濃く、印字面全体に渡って濃度ムラのないレベルを○、微小な濃度ムラは発生するが実用上問題のないレベルを△、濃度ムラが印字面全体に渡って発生するものを×とした。

〔実施例２〕
材料注入時間Ｔｉを５秒とし、ノズル接触時間Ｔｈを３秒とした以外は、実施例１と同様に多層弾性ロールを作成し、実施例１と同様の評価を行い、結果を表１にまとめた。

〔実施例３〕
材料注入時間Ｔｉを１０秒とし、ノズル接触時間Ｔｈを２秒とした以外は、実施例１と同様に多層弾性ロールを作成し、実施例１と同様の評価を行い、結果を表１にまとめた。

〔比較例１〕
材料注入時間Ｔｉを５秒とし、ノズル接触時間Ｔｈを４秒とした以外は、実施例１と同様に多層弾性ロールを作成し、実施例１と同様の評価を行い、結果を表１にまとめた。

〔比較例２〕
材料注入時間Ｔｉを１０秒とし、ノズル接触時間Ｔｈを１秒とした以外は、実施例１と同様に多層弾性ロールを作成し、実施例１と同様の評価を行い、結果を表１にまとめた。

本発明により得られる弾性ロールは、例えば、電子写真プロセスに用いられる各種弾性ロールとして用いることができ、特には現像剤担持ロールとして好適に用いることができる。

本発明の電子写真プロセスカートリッジもしくは画像形成装置は、例えば、複写機やレーザープリンターなどに用いることができる。

本発明で用いることのできる成形用型の概念的断面図である。 実施例において抵抗ムラ測定に用いた装置の概念断面図である。 実施例において外径測定に用いた装置の概念断面図である。 実施例において外径測定した位置を示す概念図である。 本発明の画像形成装置の一例の概略を示す模式図である。

符号の説明

１ ：弾性ロール
１１ ：芯金
２１ ：円筒状金型
２２、２３ ：コマ
２４、２４’：芯金保持窪み
２８、２９ ：材料流通口
２０１ ：電極用ロール
３０１ ：レーザー発光部
３０２ ：レーザー受光部
Ｌ１、Ｌ２、Ｌｃ：外径測定ポイント
３１ ：感光体ドラム
３２ ：一次帯電ロール
３３ ：現像剤担持ロール
３４ ：現像剤供給ロール
３５ ：トナー層厚規制部材
３６ ：撹拌羽
３７ ：トナー
３８ ：クリーニング用弾性部材
４０ ：レーザー光
４２ ：転写ロール
４３ ：記録メディア
４４ ：定着ロール
４５ ：加圧ロール
４１ ：現像容器

Claims (6)

1. 軸芯体と、該軸芯体の外周面上に配された弾性層とを有する弾性ロールの製造方法において、
   円筒状型と、軸芯体の両端をそれぞれ支持する二つのコマとを有する成形型を用い、該コマはいずれも材料流通口を有し、
   軸芯体の両端を該二つのコマにてそれぞれ支持した状態で、該軸芯体を該成形型内に配する工程；
   注入ノズルを該二つのコマの一方に接触させ、弾性層形成用材料を時間Ｔｉ（秒）の間該注入ノズルから該一方のコマの材料流通口を通して成形型内に注入する工程；
   該弾性層形成用材料の注入を終えた後、時間Ｔｈ（秒）の間、該注入ノズルを該一方のコマに接触させたままとし、次いで該注入ノズルを該一方のコマから離す工程；
   成形型を加熱して注入された弾性層形成用材料を硬化させる工程；および
   硬化後の弾性層形成用材料を軸芯体とともに成形型から取り出す工程を有し、
   該時間ＴｉおよびＴｈが以下の関係を満足することを特徴とする弾性ロールの製造方法。
   ０．２×Ｔｉ≦Ｔｈ≦０．６×Ｔｉ
2. 該弾性層形成用材料が付加反応架橋型液状シリコーンゴムポリマーを含む請求項１記載の弾性ロールの製造方法。
3. 最表層を形成するための材料がウレタン結合を有する材料である請求項１または２記載の弾性ロールの製造方法。
4. 請求項１〜３の何れか一項記載の方法により製造された、電子写真プロセス用の現像剤担持ロールである弾性ロール。
5. 現像剤担持ロールが装着されてなり、該現像剤担持ロールの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像剤担持ロールを画像形成体に接触ないし近接させて該画像形成体表面に該現像剤を供給することにより該画像形成体表面に可視画像を形成させる電子写真プロセスカートリッジにおいて、
   該現像剤担持ロールが、請求項４記載の弾性ロールであることを特徴とする電子写真プロセスカートリッジ。
6. 現像剤担持ロールが装着されてなり、該現像剤担持ロールの表面に現像剤の薄層を形成し、該現像剤担持ロールを画像形成体に接触ないし近接させて該画像形成体表面に該現像剤を供給することより該画像形成体表面に可視画像を形成させる画像形成装置において、
   該現像剤担持ロールが、請求項４記載の弾性ロールであることを特徴とする画像形成装置。
   
   

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