JP2008164791A - 導電性ローラの製造方法、現像ローラ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金型のキャビティに軸芯体を配置し、該キャビティ内へ液状ゴム原料を注入してこれを硬化して該軸芯体の外周上に導電性弾性層を形成し、さらに、該導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する導電性ローラの製造方法において、前記キャビティ壁面との接触角αが60°以下であり、かつ、該キャビティ壁面に塗布したとき、前記導電性弾性層を構成する材料と該キャビティ壁面との間の静止摩擦係数μを0.8以下とする離型剤を予め該キャビティ壁面に塗布することを特徴とする導電性ローラの製造方法。
【選択図】なし
Description
即ち、金型のキャビティに軸芯体を配置し、該キャビティ内へ液状ゴム原料を注入してこれを硬化して該軸芯体の外周上に導電性弾性層を形成し、さらに、該導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する導電性ローラの製造方法において、前記キャビティ壁面との接触角αが60°以下であり、かつ、前記キャビティ壁面に塗布したとき、前記導電性弾性層を構成する材料と該キャビティ壁面との間の静止摩擦係数μを0.8以下とする離型剤を予め該キャビティ壁面に塗布することを特徴とする導電性ローラの製造方法によって達成される。
本発明の導電性ローラの製造方法は、金型のキャビティに軸芯体を配置し、該キャビティ内へ液状ゴム原料を注入してこれを硬化して該軸芯体の外周上に導電性弾性層を形成し、さらに、該導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する導電性ローラの製造方法である。そして、前記キャビティ壁面との接触角αが60°以下であり、かつ、該キャビティ壁面に塗布したとき、前記導電性弾性層を構成する材料と該キャビティ壁面との間の静止摩擦係数μを0.8以下とする離型剤を予め該キャビティ壁面に塗布することを特徴とする。このような特徴を有する本発明によれば、金型のキャビティ壁面とのすべり性が良好になり、硬化後冷却せずに脱型することが可能となり効率よく導電性ローラを得ることが出来る。
本発明で使用する軸芯体114aとしては、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。導電性の軸芯体を構成する材料としては、その他、例えば、鉄、アルミニウム、チタン、銅およ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、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、本発明で使用する軸芯体114aは、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。
本発明で用いる金型は、鋼鉄製の金型であり、金型の少なくともキャビティ壁面に表面処理を施したものが好ましい。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。
本発明においては、前記金型のキャビティ壁面との接触角αが60°以下であり、かつ、該離型剤を塗布したとき、前記金型のキャビティ壁面と導電性ローラの導電性弾性層を構成する材料との間の静止摩擦係数μを0.8以下とする離型剤が用いられる。
本発明における導電性ローラの導電性弾性層を構成する材料としては、公知の材料から適宜選ぶことができる。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。導電性弾性ローラの場合、弾性層は導電性を有する。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。電子写真プロセスに用いられる導電性弾性ローラの場合、導電性弾性層を構成する材料として、液状ゴム原料、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反応硬化したものが好ましく用いられる。
本発明における導電性弾性層を構成する材料は、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、耐熱水性などにもすぐれる材料である。これらの特性は、本発明における導電性弾性層を構成する材料を得るための液状ゴム原料に配合されるシリコーンポリマー、充填剤、添加剤などの種類や、配合方法によって決定される。
本発明では以上のようにして形成された導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する。被覆層は、耐摩耗性やトナー帯電性、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、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。導電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。
次に、本発明の導電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、図を用いて説明する。図2は、本発明の導電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構成を示す断面図である。
接触角測定機として協和界面科学株式会社製の接触角計(CA−X(商品名))を用いた。金型を測定できる大きさに切断し、金型のキャビティ壁面をMEKで洗浄し、金型のキャビティ壁面にシリンジを用いて離型剤を、1サンプル面について5点滴下した。滴下した液滴の滴下方向の液径は約1.5mmとした。滴下した離型剤の液滴の接触角を測定し、5点のうちの最大値、最小値の1点ずつを除いた3点の接触角の平均値を算出し、該算出した平均値の小数点以下第1位の数値を四捨五入し接触角とした。
図3に静止摩擦係数の測定方法の概略図を示す。金型と同じ材質から作製し、金型のキャビティ壁面と同様の表面処理を施した平板37の表面に離型剤を塗布した。別途、本実施例の弾性ローラの導電性弾性層を形成するために用いた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)を用い、金型に注入させ、20分硬化して、厚さ6mmの導電性シリコーンゴムのテストピースを作製した。離型剤を塗布した平板37の上に、上記導電性シリコーンゴムのテストピース36を乗せ、さらに19.6N(2Kgf)の荷重35を垂直にかけ、平板と平行方向にばねばかり38で引っ張り、動き出すまでの最大荷重を測定し、静止摩擦係数を測定した。
本実施例で得た導電性ローラを現像ローラとしてヒューレット・パッカード社製の電子写真方式の画像形成装置「HP Color LaserJet 3700」(商品名)の電子写真プロセスカートリッジ(公称寿命6000枚、A4サイズ、5%印字率、プリントカートリッジ:黒・シアン・マゼンタ・イエロー)に組み込んだ。
○:濃度ムラが殆ど見られなかった
△:画像印字方向と垂直な方向に現像ローラ周期で実用上問題のないレベルの軽微な濃度ムラがみられた
×画像印字方向と垂直な方向に現像ローラ周期で実用上問題となるレベルの濃度ムラが発生した
金型として、ニッケルメッキ製のキャビティ面が窒化処理されている円筒型の金型を用いた。また、離型剤として、アニオン系界面活性剤(サンデット(商品名):三洋化成工業株式会社)を用いた。
ウレタン塗料(ニッポランN5033 日本ポリウレタン社製)を固形分濃度10%となるように、メチルエチルケトンで希釈した。このウレタン塗料固形分100質量部に対して、導電剤としてカーボンブラック(#7360SB 東海カーボン社製)を50質量部添加し、十分に分散した。そして、硬化剤(コロネートL 日本ポリウレタン社製)を10質量部添加し、更にメチルエチルケトン200質量部で希釈し、撹拌して塗料を調製した。上記弾性ローラの導電性弾性層上にこの塗料をディッピング塗布し、80℃のオーブンで15分間乾燥後、140℃のオーブンで4時間硬化して、現像ローラを得た。得られた現像ローラをプロセスカートリッジに組み込みレーザービームプリンターに装着し上記手法に従い画像評価を実施した。また、該離型剤の該金型キャビティ壁面における接触角、該離型剤を塗布した平板と液状導電性シリコーンゴムのテストピースとの静止摩擦係数は、前記方法によりそれぞれ測定した。得られた結果を表1にまとめた。
離型剤としてフッ素系離型剤(フリリース(商品名):ネオス株式会社)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製し、上記方法にて画像評価並びに接触角及び静止摩擦係数の測定を行った。得られた結果を表1にまとめた。
金型として、キャビティ壁面にKNメッキを施したものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして現像ローラを作製し、上記方法にて画像評価並びに接触角及び静止摩擦係数の測定を行った。得られた結果を表1にまとめた。
金型として上記実施例3にて用いたものと同様の金型を用い、離型剤としてフッ素系離型剤(フリリース(商品名):ネオス株式会社)を用いたこと以外は実施例1と同様にして現像ローラを作製した。また、上記方法にて画像評価並びに接触角測定及び静止摩擦係数の測定を行った。得られた結果を表1にまとめた。
金型として上記実施例3にて用いたものと同様の金型を用い、離型剤としてシリコーン系離型剤(エポリーズ(商品名):日本ペルノックス株式会社)を用いたこと以外は実施例1と同様にして現像ローラを作製した。また、上記方法にて画像評価並びに接触角測定及び静止摩擦係数の測定を行った。得られた結果を表1にまとめた。
114a 軸芯体
114b 導電性弾性層
114c 被覆層
21 像担持体(感光ドラム)
22 帯電装置
23 レーザー光
24 現像装置
25 現像剤担持部材(現像ローラ)
26 供給ローラ
27 現像ブレード
28 現像剤(トナー)
29 転写ローラ
30 クリーニングブレード
31 廃トナー容器
32 定着装置
33 紙
34 現像容器
35 荷重
36 導電性液状シリコーンゴムのテストピース
37 平板
38 バネばかり
Claims (5)
- 金型のキャビティに軸芯体を配置し、該キャビティ内へ液状ゴム原料を注入してこれを硬化して該軸芯体の外周上に導電性弾性層を形成し、さらに、該導電性弾性層の外周上に被覆層を形成する導電性ローラの製造方法において、前記キャビティ壁面との接触角αが60°以下であり、かつ、該キャビティ壁面に塗布したとき、前記導電性弾性層を構成する材料と該キャビティ壁面との間の静止摩擦係数μを0.8以下とする離型剤を予め該キャビティ壁面に塗布することを特徴とする導電性ローラの製造方法。
- 前記離型剤が、界面活性を有する化合物であることを特徴とする請求項1記載の導電性ローラの製造方法。
- 前記離型剤が、アニオン系化合物であることを特徴とする請求項2記載の導電性ローラの製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の導電性ローラの製造方法により製造された現像ローラ。
- 請求項4記載の現像ローラを具備することを特徴とする画像形成装置。
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2006
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