JP2021179566A - 導電性ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】導電性弾性層と金属製芯体との接着性が高い導電性ローラを提供する。【解決手段】導電性ローラ１は、金属製芯体２と、前記金属製芯体２を被覆する導電性弾性層３と、前記金属製芯体２と前記導電性弾性層３との間に設けられた接着剤層４とを有し、前記接着剤層４が、ポリオール成分を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート成分を含有するポリイソシアネート組成物との反応物から構成されていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、導電性ローラに関し、特に金属製芯体と導電性弾性層との接着性の改良技術に関する。

レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、またはこれらの複合機等の電子写真法を利用した画像形成装置においては、感光体の表面に形成される静電潜像をトナー像に現像するために、現像ローラが用いられる。現像ローラとしては、ゴム組成物やエラストマー組成物を筒状に成形した導電性弾性層と、導電性弾性層の通孔に挿通され固定された金属製芯体シャフトとを含む導電性ローラが用いられる。

また、このような導電性ローラでは、導電性弾性層を金属製芯体に固着させるために接着剤が使用されている。例えば、特許文献１には、導電性軸体の外周に少なくとも導電性弾性体層を設けた導電性ローラにおいて、該導電性弾性体層が有極性ゴムを含有し、軸体と該導電性弾性体とを接着する接着剤が湿気硬化性ウレタンプレポリマーを含有する導電性ローラが記載されている（特許文献１（請求項１、段落００１２）参照）。

特開２００４−３４１３０３号公報

昨今の電子写真システムは、高速化、長寿命化を目指している。ここで、高速化に伴い、現像システムにおいては、現像ローラ端部のシール部との当接部での摩擦による発熱や、駆動ギヤ部の発熱がより顕著になっている。そのため、現像ローラの外表面の温度が上昇し、トナーが融着してしまうことがある。そのようなことから、放熱性に優れた導電性ローラが望まれている。

ここで、導電性ローラの放熱性を向上させる方法として、導電性弾性層を薄くすることが知られている。しかしながら、導電性弾性層を薄くした場合、寸法精度や表面形状制御に必要な研磨工程において、導電性ローラと研磨部材の間で発生する負荷により導電性弾性層がよれたり、剥がれたりすることがある。そのため、導電性弾性層と金属製芯体との接着には、より強固な接着性が望まれている。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、導電性弾性層と金属製芯体との接着性が高い導電性ローラを提供することを目的とする。

上記課題を解決することができた本発明の導電性ローラは、金属製芯体と前記金属製芯体を被覆する導電性弾性層と、前記金属製芯体と前記導電性弾性層との間に設けられた接着剤層とを有し、前記接着剤層がポリオール成分を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート成分を含有するポリイソシアネート組成物との反応物から構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、導電性弾性層と金属製芯体との接着性が高い導電性ローラが得られる。

導電性ローラの一例の斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面矢視図である。 図１のＢ−Ｂ線断面矢視図である。

［導電性ローラ］
本発明の導電性ローラは、金属製芯体と、前記金属製芯体を被覆する導電性弾性層と、前記金属製芯体と前記導電性弾性層との間に設けられた接着剤層とを有する。

＜接着剤層＞
前記接着剤層は、ポリオール成分を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート成分を含有するポリイソシアネート組成物との反応物から構成されている。つまり、接着剤層は、ポリオール組成物とポリイソシアネート組成物とからなる２液硬化性ウレタン接着剤から構成されている。接着剤として、２液硬化性ウレタン接着剤を用いることで、金属製芯体と導電性弾性層とを、より強固に接着することができる。そのため、薄肉成形された導電性弾性層を研磨する場合でも、導電性弾性層がよれたり、剥がれたりすることが防止される。

（ポリオール組成物）
前記ポリオール組成物は、ポリオール成分として、ポリウレタンポリオールおよび／またはポリエステルポリオールを含有する。前記ポリウレタンポリオールは、分子内にウレタン結合を複数有し、一分子中にヒドロキシ基を２つ以上有する化合物である。前記ポリエステルポリオールは、分子内にエステル結合を複数有し、一分子中にヒドロキシ基を２つ以上有する化合物である。なお、分子内にウレタン結合およびエステル結合の両方を複数有する場合は、エステル結合のモル量よりもウレタン結合のモル量が多い場合にはポリウレタンポリオールに分類し、ウレタン結合のモル量よりもエステル結合のモル量が多い場合にはポリエステルポリオールに分類する。

前記ポリウレタンポリオールとしては、例えば、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを、ポリオール化合物のヒドロキシ基がポリイソシアネート化合物のイソシアネート基に対して過剰になるような条件で反応させて得られるポリウレタンプレポリマーが挙げられる。

前記ポリウレタンポリオールを構成する前記ポリオール化合物は、分子中にヒドロキシ基を２つ以上有するものであれば特に限定されず、分子量が５００未満の低分子量ポリオールや平均分子量が５００以上の高分子量ポリオールを挙げることができる。前記低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール等のジオール；グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール等のトリオールが挙げられる。

前記高分子量のポリオールとしては、ポリオキシエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリオキシプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール；ポリヘキサメチレンカーボネート等のポリカーボネートポリオール；アクリルポリオール；ポリエステルポリオール等が挙げられる。前記ポリオール化合物は、単独で、あるいは、２種以上を混合して使用しても良い。

前記ポリイソシアネート化合物は、分子中にイソシアネート基を２つ以上有する化合物であれば特に限定されない。前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネートと２，６−トルエンジイソシアネートの混合物（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３’−ビトリレン−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）等の芳香族ジイソシアネート；４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ₁₂ＭＤＩ）、水素添加キシリレンジイソシアネート（Ｈ₆ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ノルボルネンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）等の脂環式ジイソシアネートまたは脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。前記ポリイソシアネート化合物は、単独で、あるいは、２種以上を混合して使用しても良い。

前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリオール化合物とポリカルボン酸化合物とを、ポリオール化合物のヒドロキシ基がポリカルボン酸化合物のカルボキシ基に対して過剰になるような条件で反応させて得られるポリエステルプレポリマー、ラクトンの開環重合で得られるポリラクトンジオールが挙げられる。

前記ポリエステルポリオールを構成する前記ポリオール化合物としては、分子中にヒドロキシ基を２つ以上有するものであれば特に限定されず、前記ポリウレタンポリオールを構成するポリオール化合物と同様のものが挙げられる。

前記ポリカルボン酸化合物としては、分子中に２つ以上のカルボキシ基を有する化合物であれば特に限定されない。前記ポリカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸（コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等）、芳香族ジカルボン酸（フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等）、および脂環式ジカルボン酸（ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸等）等が挙げられる。

前記ポリオール組成物は、ポリウレタンポリオールおよびポリエステルポリオール以外の他のポリオール成分を含有してもよい。他のポリオール成分としては、前記ポリウレタンポリオールを構成するポリオール化合物が挙げられる。

（ポリイソシアネート組成物）
前記ポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネート成分として、ポリイソシアネート化合物を含有する。

前記ポリイソシアネート化合物は、一分子中に２つ以上のイソシアネート基（ブロック剤が付加されているものを含む。）を有するものであれば特に限定されない。前記ポリイソシアネート化合物としては、例えば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネートと２，６−トルエンジイソシアネートの混合物（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３’−ビトリレン−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）等の芳香族ジイソシアネート；４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ₁₂ＭＤＩ）、水素添加キシリレンジイソシアネート（Ｈ₆ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ノルボルネンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）等の脂環式ジイソシアネートまたは脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。

前記ポリイソシアネート組成物は、ポリイソシアネート成分として、ブロック化ポリイソシアネートを含有することが好ましい。ブロック化ポリイソシアネートは、ポリイソシアネート化合物が有するイソシアネート基にブロック化剤を付加した化合物である。

前記ブロック化剤としては、イソシアネート基の反応を抑制できるものであれば特に限定されない。前記ブロック化剤としては、フェノール、クレゾール等のフェノール系ブロック化剤；メタノール、エタノール等の脂肪族アルコール系ブロック化剤；ブチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のメルカプタン系ブロック化剤；ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム等のラクタム系ブロック化剤；アセトアルドオキシム、アセトンオキシム、メチルエチルケトオキシム等のオキシム系ブロック化剤等が挙げられる。

前記ブロック化イソシアネートのブロック剤の解離温度は、９０℃以下が好ましい。ブロック剤の解離温度が９０℃以下であれば導電性弾性層を劣化させることなく接着剤を硬化させることができる。前記ブロック剤の解離温度は６０℃以上が好ましい。

（溶剤）
前記ポリオール組成物およびポリイソシアネート組成物は、いずれも溶剤を含有してもよい。また、ポリオール組成物およびポリイソシアネート組成物を混合する際に、溶剤を添加してもよい。溶剤としては、２液硬化性ウレタン接着剤に使用できるものであれば特に限定されない。

＜導電性弾性層＞
前記導電性弾性層は、導電性および弾性を有する層であれば特に限定されず、導電性ゴム層、導電性エラストマー層が挙げられる。前記導電性弾性層は、極性ゴムを含有する導電性ゴム層、または、極性樹脂を含有する導電性エラストマー層であることが好ましい。導電性弾性層が極性ゴムまたは極性樹脂を含有することで、導電性弾性層と接着剤層との接着強度がより向上する。

（導電性ゴム組成物）
前記導電性ゴム層は、導電性ゴム組成物から形成される。前記導電性ゴム組成物は、基材ゴム、導電剤、および、架橋剤を含有する。

前記基材ゴムは、極性ゴムを含有することが好ましい。前記極性ゴムとしては、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム等が挙げられる。

前記エピクロルヒドリンゴムとしては、繰り返し単位としてエピクロルヒドリンを含む種々の重合体が使用可能である。エピクロルヒドリンゴムとしては、例えば、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド二元共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体、およびエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル四元共重合体等の１種または２種以上が挙げられる。前記エピクロルヒドリンゴムとしては、前記例示の中でもエチレンオキサイドを含む共重合体、特にＥＣＯおよび／またはＧＥＣＯが好ましい。

前記ＣＲとしては、クロロプレンを乳化重合させて合成され、架橋性を有する種々のＣＲが、いずれも使用可能である。ＣＲは、クロロプレンを乳化重合させる際に用いる分子量調整剤の種類によって、硫黄変性タイプと非硫黄変性タイプとに分類される。またＣＲとしては、クロロプレンと他の共重合成分との共重合体を用いてもよい。かかる他の共重合成分としては、例えば２，３−ジクロロ−１，３−ブタジエン、１−クロロ−１，３−ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、およびメタクリル酸エステル等の１種または２種以上が挙げられる。ＣＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、非油展タイプのＣＲが好ましい。

前記ＮＢＲとしては、アクリロニトリルとブタジエンとを、乳化重合法等の種々の重合法によって共重合させて合成され、なおかつ架橋性を有する種々のＮＢＲが、いずれも使用可能である。またＮＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、加えない非油展タイプのものとがあるが、非油展タイプのＮＢＲが好ましい。

前記基材ゴム中の極性ゴムの含有率は、３０質量％以上が好ましく、より好ましくは４０質量％以上、さらに好ましくは５０質量％以上である。極性ゴムの含有率が上記範囲であれば、導電性弾性層と金属製芯体との接着強度がより向上する。

前記基材ゴムは、極性ゴム以外の他のゴム成分を含有してもよい。前記他のゴム成分としては、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム等が挙げられる。

前記導電剤としては、カーボンブラック、イオン導電剤等が挙げられる。

前記カーボンブラックとしては、導電性を有するものであれば特に限定されず、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が使用できる。また、前記カーボンブラックは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記導電性ゴム組成物中の前記カーボンブラックの含有量は、基材ゴム１００質量部に対して、３質量部以上が好ましく、より好ましくは５質量部以上であり、１５質量部以下が好ましく、より好ましくは１０質量部以下である。

前記イオン導電剤としては、第４級アンモニウム塩、カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物もしくはエステル類等のカルボン酸誘導体、芳香族系化合物の縮合体、有機金属錯体、金属塩、キレート化合物、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、ヒドロキシカルボン酸金属錯体、ポリカルボン酸金属錯体、ポリオール金属錯体等が挙げられる。前記イオン導電剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

前記イオン導電剤としては、ＬｉＯＳＯ₂ＣＦ₃、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₃Ｆ₇、ＬｉＯＳＯ₂Ｃ₄Ｆ₉、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＮ（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）₂、ＬｉＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＬｉＣＨ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＫＯＳＯ₂ＣＦ₃、ＫＯＳＯ₂Ｃ₃Ｆ₇、ＫＯＳＯ₂Ｃ₄Ｆ₉、ＫＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＫＮ（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）₂、ＫＣ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃、ＫＣＨ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂が特に好ましい。

前記導電性ゴム組成物は、基材ゴムを架橋させるための架橋剤を含有する。前記架橋剤としては、例えば、硫黄系架橋剤、チオウレア系架橋剤、トリアジン誘導体系架橋剤、過酸化物架橋剤、各種モノマー等の１種または２種以上が挙げられる。前記架橋剤としては、硫黄系架橋剤が好ましい。

前記硫黄系架橋剤としては、硫黄、有機含硫黄化合物等が挙げられる。前記硫黄としては、粉末硫黄、オイル処理粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、分散性硫黄等が挙げられる。前記有機含硫黄化合物としては、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリン等が挙げられる。前記架橋剤としては、硫黄が好ましい。

前記導電性ゴム組成物は、必要に応じて、架橋促進剤、架橋助剤、受酸剤、充填剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、分散剤等の配合剤が添加されていてもよい。これらの配合剤は、ブルームやブリードを起こしにくいものを適宜選択することが好ましい。

架橋促進剤としては、無機促進剤、有機促進剤のいずれも使用できる。前記無機促進剤としては、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等が挙げられる。前記有機促進剤としては、たとえば、チアゾール系促進剤、チウラム系促進剤、チオウレア系促進剤、グアニジン系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、ジチオカルバミン酸塩系促進剤等が挙げられる。架橋促進剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記硫黄系架橋剤と組み合わせる架橋促進剤としては、チアゾール系促進剤とチウラム系促進剤を併用するのが好ましい。

架橋助剤としては、たとえば、酸化亜鉛（亜鉛華）等の金属化合物；ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸その他、従来公知の架橋助剤の１種または２種以上が挙げられる。

受酸剤としては、酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、中でも分散性に優れたハイドロタルサイト類またはマグサラットが好ましく、特にハイドロタルサイト類が好ましい。

前記導電性ゴム組成物は、基材ゴム、導電剤、架橋剤、および、必要に応じて他の原料を配合し、加圧ニーダー、バンバリーミキサ、オープンロール等で混練することで調製できる。混練の方法および条件は生産スケールによって適宜選択される。

（導電性エラストマー組成物）
前記導電性エラストマー層は、導電性エラストマー組成物から形成される。前記導電性エラストマー組成物は、基材樹脂および導電剤を含有する。

前記基材樹脂は、極性樹脂を含有することが好ましい。前記極性樹脂としては、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマーが挙げられる。

前記ポリウレタンエラストマーとしては、例えば、分子内に、ポリウレタン構造を有するハードセグメントと、ポリエーテル構造を有するソフトセグメントを含むポリウレタンエラストマーが挙げられる。

前記ポリエステルエラストマーとしては、例えば、分子内に、ポリエステル構造を有するハードセグメントと、ポリエーテル構造を有するソフトセグメントを含むポリエステルエラストマーが挙げられる。

前記基材樹脂中の極性樹脂の含有率は、５０質量％以上が好ましく、より好ましくは７０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上である。前記基材樹脂として極性樹脂のみを含有することも好ましい。

前記基材樹脂は、前記極性樹脂以外の他の樹脂成分を含有してもよい。前記他の樹脂成分としては、オレフィンエラストマー、スチレンエラストマー、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体（ＰＯ−ＥＯ−ＡＧＥ）等が挙げられる。

前記導電剤としては、カーボンブラック、イオン導電剤等が挙げられる。前記カーボンブラックとしては、導電性を有するものであれば特に限定されず、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が使用できる。また、前記カーボンブラックは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。前記導電性エラストマー組成物中の前記カーボンブラックの含有量は、基材樹脂１００質量部に対して、１０質量部以上が好ましく、より好ましくは２０質量部以上であり、５０質量部以下が好ましく、より好ましくは４０質量部以下である。

前記導電性エラストマー組成物は、必要に応じて、可塑剤、相溶化剤、充填剤、老化防止剤、滑剤を含有してもよい。

前記導電性エラストマー組成物は、基材樹脂、導電剤、および、必要に応じて他の原料を配合し、ニーダー、バンバリーミキサ、押出機等で混練することで調製できる。混練の方法および条件は生産スケールによって適宜選択される。

前記導電性弾性層の厚さは、導電性ローラの放熱性の観点から２．０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。

前記導電性弾性層の厚さｔと導電性ローラの外径ｄとの比（ｔ／ｄ）は、０．０２以上が好ましく、０．１０未満が好ましい。前記比（ｔ／ｄ）が上記範囲内であれば、金属製芯体が装置の駆動部等で発生した熱によって加熱された場合の放熱性が向上する。

導電性弾性層は、外周面に酸化膜が形成されていることが好ましい。酸化膜とは、基材ゴムまたは基材樹脂が酸化されることで形成される被膜である。前記酸化膜は、前記導電性弾性層の表面に、酸素存在下で紫外線照射処理することで形成できる。

＜金属製芯体＞
前記金属製芯体は、少なくとも導電性弾性層に被覆される部分が金属で構成されており、導電性ローラの支持体として機能するものであれば特に限定されない。前記金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等が挙げられる。

前記金属製芯体は、導電性ローラが設置される装置の軸受けに軸支される。金属製芯体の軸受けに軸支される部分は、装置の駆動部等で発生した熱によって加熱される。そのため、前記金属製芯体は、導電性弾性層に被覆される部分と、装置の軸受けに軸支される部分とが熱的に分断されていることが好ましい。このように構成することで、軸支される部分の熱が導電性弾性層に伝わることを防ぐことができる。よって、例えば、導電性ローラを現像ローラとして使用する場合に、導電性弾性層にトナーが融着することが防止できる。

導電性弾性層に被覆される部分と、装置の軸受けに軸支される部分とが熱的に分断されている金属製芯体としては、例えば、金属製の円筒状基材と、前記円筒状基材の両端に嵌挿された樹脂製フランジと、前記樹脂製フランジに支持された金属製軸部材とを有し、前記金属製軸部材が、少なくとも一部に前記金属製の円筒状基材と電気的に導通するための導通部を有するものが挙げられる。前記円筒状基材と金属製軸部材との間に樹脂製フランジを配置することで、金属製軸部材から円筒状基材へと伝わる熱を低減できる。また、金属製軸部材に導通部を設けることで、円筒状基材と金属製軸部材との電気的な接続を確保できる。

前記円筒状基材は、前記導電性弾性層に被覆される部位である。前記円筒状基材は、金属から構成される。前記金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等が挙げられる。前記円筒状基材の外径は特に限定されず、所望とする導電性ローラの外径と導電性弾性層の厚さに応じて適宜調整すればよい。

前記樹脂製フランジは前記円筒状基材の両端の開口部に嵌合状態で挿入または圧入される。前記樹脂製フランジは、必要に応じて接着剤を用いて前記円筒状基材に固着してもよい。前記樹脂製フランジの材質としては、機械的耐久性を有するものであれば特に限定されず、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のエンジニアリングプラスチック；ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等のスーパーエンジニアリング等が挙げられる。

前記金属製軸部材は、前記樹脂製フランジに支持される。前記金属製軸部材は、導電性ローラが設置される装置内の軸受けに回転自在に軸支される部材である。前記金属製軸部材を構成する金属は特に限定されず、前記円筒状基材を構成する金属と同様のものが挙げられる。

前記金属製軸部材は、少なくとも一部に前記金属製の円筒状基材と電気的に導通するための導通部を有する。前記導通部の構成としては、金属製軸部材の一部を径方向に延在させ、円筒状基材に接続させる構成が挙げられる。具体的には、金属製軸部材の一部の外周面に、軸部材の径方向伸びる円盤部を形成し、この円盤部を前記円筒状基材の側端部に接触させる構成が挙げられる。

前記導電性ローラの一例を図１〜３を参照して説明する。図１は、導電性ローラの一例の斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面矢視図、図３は、図１のＢ−Ｂ線断面矢視図である。
図１〜３に示した導電性ローラ１は、金属製芯体２と、前記金属製芯体２を被覆する導電性弾性層３と、前記金属製芯体２と前記導電性弾性層３との間に設けられた接着剤層４とを有する。前記接着剤層４は、ポリオール成分を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート成分を含有するポリイソシアネート組成物との反応物から構成されている。

前記金属製芯体２は、金属製の円筒状基材５と、前記円筒状基材５の両端に嵌挿された樹脂製フランジ６と、前記樹脂製フランジ６に支持された金属製軸部材７とを有する。前記樹脂製フランジ６は前記円筒状基材５の両端の開口部に嵌合状態で挿入または圧入されている。前記金属製軸部材７は、前記樹脂製フランジ６に支持されている。前記金属製軸部材７は、一部が、径方向に延在し、円盤状に形成されており、この円盤状部分が前記円筒状基材５と接触するように構成されている。前記円盤状部分が、前記金属製軸部材７と前記金属製の円筒状基材５とを電気的に導通するための導通部７１となっている。

本発明の導電性ローラは、例えば、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機等の電子写真法を利用した画像形成装置において、現像ローラとして好適に利用できるほか、例えば、帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等として用いることもできる。

［導電性ローラの製造方法］
導電性ローラの製造方法は、特に限定されない。前記接着剤のポリイソシアネート組成物が、ポリイソシアネート成分としてブロック化ポリイソシアネートを含有する場合、前記導電性ローラの製造方法としては、導電性ゴム組成物または導電性エラストマー組成物を用いて円筒状弾性体を形成する工程、金属製芯体の導電性弾性層が被覆される部分に接着剤を焼き付ける工程、前記円筒状弾性体に前記金属製芯体を挿入する工程、前記接着剤を硬化させる工程を有することが好ましい。

前記円筒状弾性体を形成する方法は特に限定されず、使用する組成物に応じて適宜選択すればよい。円筒状弾性体を形成する方法としては、押出成形、射出成型などが挙げられる。成形は、調製後の組成物を用いてもよいし、２軸押出機等を用いて組成物の調製と円筒状弾性層の形成を連続で行ってもよい。

金属製芯体に接着剤を焼き付ける工程では、金属製芯体の導電性弾性層が被覆される部分に接着剤を塗布し、この接着剤を熱処理によって焼き付ける。接着剤を塗布する方法は特に限定されず、ロールコーターを用いて塗工してもよいし、スプレー等で吹き付けてもよい。前記接着剤を焼き付ける際の熱処理温度は特に限定されず、使用する接着剤に応じて適宜調製すればよい。また、熱処理温度（Ｔ１）とブロック化イソシアネートのブロック剤の解離温度（Ｔ）との差（Ｔ−Ｔ１）は、０℃超、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは２０℃以上である。

前記円筒状弾性体に前記金属製芯体を挿入する方法は特に限定されず、例えば、円筒状弾性体をエアー圧で膨らませながら、金属製芯体を圧入する方法が挙げられる。

前記接着剤を硬化させる工程では、接着剤に熱処理を施し、ブロック剤を解離させ、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させる。また、前記熱処理温度（Ｔ２）とブロック化イソシアネートのブロック剤の解離温度（Ｔ）との差（Ｔ２−Ｔ）は、０℃超、好ましくは１０℃以上、さらに好ましくは２０℃以上である。

前記製造方法は、接着剤を硬化させた後、導電性弾性層の外表面を研磨する工程を有することが好ましい。研磨は、金属製芯体を中心として回転させながら導電性弾性層の表面を研磨することが好ましい。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。

［評価方法］
印刷評価
導電性ローラを、トナーカートリッジ（ブラザー工業社製、トナーカートリッジＴＮ−６２Ｊ）に現像ローラとして組み込み、画像形成装置（ブラザー工業社製、レーザービームプリンタＨＬ−６４００ＤＷ）を用いてべた印字をし、濃度ムラを目視にて観察した。

（１）導電性ゴムローラの製造
導電性ゴムローラＮｏ．１
表１に示した配合材料をバンバリーミキサで混練りし、導電性ゴム組成物を調製した。得られた導電性ゴム組成物を用いて、押出機にて押し出し成形し、未硬化のチューブ（外径１９．５ｍｍ、内径１５．５ｍｍ）を作製した。この未硬化のチューブを仮芯に装着し、加硫缶にて１６０℃で１時間加硫を行い、硬化チューブを作製した。

シャフト（直径１８ｍｍ）の表面に、表２に示した接着剤Ｎｏ．１を塗布し、５０℃で５分間加温して、接着剤の焼き付けを行った。前記硬化チューブに、接着剤を焼き付けたシャフトを挿嵌した後、オーブン内にて９０℃で３０分間熱処理を施し、加熱接着を行った。

加熱接着後、硬化チューブ（導電性弾性層）の端部を整形し、外表面を円筒研磨機でトラバース研磨、ついで仕上げ研磨として鏡面研磨を施し、導電性ゴムローラＮｏ．１（外径２０ｍｍ、導電性弾性層の厚さ１．０ｍｍ）を得た。鏡面研磨は、＃２０００番（三共理化学製）のフィルムを使用し研磨した。

さらに、得られた導電性ゴムローラの導電性弾性層に紫外線を照射し、外周面に酸化膜を形成させた。紫外線照射処理は、ローラ外周面からＵＶランプまでの距離が５０ｍｍになるように設定して紫外線照射装置（セン特殊光源(株)製のＰＬ２１−２００）にセットし、シャフトを中心として回転させながら、波長１８４．９ｎｍと２５３．７ｎｍの紫外線を照射させた。

導電性ゴムローラＮｏ．２
シャフトに塗布する接着剤を、表２に示した接着剤Ｎｏ．２に変更したこと以外は導電性ゴムローラＮｏ．１の製造と同様にして、導電性ゴムローラＮｏ．２を作製した。

導電性ゴムローラＮｏ．３
シャフトに塗布する接着剤を、加硫接着剤（和薬ペイント社製、ＴＲ−５（ポリアミド樹脂））に変更し、加熱接着時の熱処理条件を、１６０℃で９０分間に変更したこと以外は導電性ゴムローラＮｏ．１の製造と同様にして、導電性ゴムローラＮｏ．３を作製した。

表１で使用した原料は下記のとおりである。
ＥＯ−ＥＰ−ＡＧＥ：大阪ソーダ社製、ＥＰＩＯＮ３０１Ｌ（エチレンオキサイド−エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル三元共重合体）
ＣＲ：昭和電工社製、ショウプレンＷＲＴ（クロロプレンゴム）
ＮＢＲ：日本ゼオン社製、ＤＮ４０１ＬＬ（アクリロニトリルブタジエンゴム）
ＢＲ：宇部興産社製、ＢＲ１３０Ｂ（ポリブタジエンゴム）
カリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド：三菱マテリアル電子化成社製、ＥＦ−Ｎ１１２
加硫促進助剤：堺化学工業社製、酸化亜鉛
受酸剤：協和化学工業社製、ＤＨＴ−４Ａ−２（ハイドロタルサイト類化合物）
カーボンブラック：デンカ社製、デンカブラック（粒状）
加工助剤：堺化学工業社製、ＳＺ−２０００（ステアリン酸亜鉛）
硫黄：鶴見化学工業社製、サルファックスＰＭＣ
チウラム系加硫促進剤：三新化学工業社製、サンセラー（登録商標）ＴＳ（テトラメチルチウラムモノスルフィド）
チアゾール系加硫促進剤：大内新興化学社製、ＭＢＴＳ（ジ-２-ベンゾチアゾリルジスルフィド）
チオウレア系加硫促進剤：川口化学工業社製、アクセル（登録商標）２２Ｓ（エチレンチオ尿素）
グアニジン系加硫促進剤：三新化学工業社製、サンセラーＤＴ（１，３−ジ−о−トリルグアニジン）

ＪＥＬＣＯＭ−ＧＭ３：十条ケミカル社製、ホットメルト接着剤（ポリエステルポリオールを含有するポリオール組成物）
ＮＳＰメジウム：十条ケミカル社製、インキ（ポリウレタンポリオールを含有するポリオール組成物）
ＹＧＳ−９０：十条ケミカル社製、硬化剤（ブロック化ポリイソシアネートを含有するポリイソシアネート組成物、ブロック剤の解離温度６０℃〜９０℃）
テトロン標準溶剤：十条ケミカル社製
ＮＳＰ標準溶剤：十条ケミカル社製

導電性ゴムローラＮｏ．１、２は、導電性弾性層の外表面を研磨する際に、導電性弾性層が剥がれたり、よれたりすることがなかった。また、これらの導電性ゴムローラＮｏ．１、２を現像ローラとして使用した場合、濃度ムラがなく、印字結果は良好であった。

導電性ゴムローラＮｏ．３は、導電性弾性層の外表面を研磨する際に、導電性弾性層がシャフトから剥がれてしまい、研磨を完了できなかった。そのため、導電性ゴムローラＮｏ．３は、現像ローラとして使用できなかった。

（２）導電性ローラの製造
導電性ローラＮｏ．１
熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＢＡＳＦジャパン社製、エラストラン（登録商標）ＥＴ８７０−１１Ｖ）１００質量部と、カーボンブラック（デンカ社製、デンカブラック（粒状））３０質量部とを２軸押し出し機で混練り後、押し出し成形し、チューブ（外径２０ｍｍ、内径１７ｍｍ）を作製した。

シャフト（直径１８ｍｍ）の表面に、表２に示した接着剤Ｎｏ．１を塗布し、５０℃で５分間加温して、接着剤の焼き付けを行った。前記チューブに、接着剤を焼き付けたシャフトを挿嵌した後、オーブン内にて９０℃で３０分間熱処理を施し、加熱接着を行った。

加熱接着後、チューブ（導電性弾性層）の端部を整形し、外表面を円筒研磨機でトラバース研磨、ついで仕上げ研磨として鏡面研磨を施し、導電性ローラＮｏ．１（外径２０ｍｍ、導電性弾性層の厚さ１．０ｍｍ）を得た。鏡面研磨は、＃２０００番（三共理化学製）のフィルムを使用し研磨した。

導電性ローラＮｏ．２
シャフトに塗布する接着剤を、表２に示した接着剤Ｎｏ．２に変更したこと以外は導電性ローラＮｏ．１の製造と同様にして、導電性ローラＮｏ．２を作製した。

導電性ローラＮｏ．３
シャフトに塗布する接着剤を、加硫接着剤（和薬ペイント社製、ＴＲ−５（ポリアミド樹脂））に変更し、加熱接着時の熱処理条件を、１６０℃で９０分間に変更したこと以外は導電性ローラＮｏ．１の製造と同様にして、導電性ローラＮｏ．３を作製した。

導電性ローラＮｏ．１、２は、導電性弾性層の外表面を研磨する際に、導電性弾性層が剥がれたり、よれたりすることがなかった。また、これらの導電性ローラＮｏ．１、２を現像ローラとして使用した場合、濃度ムラがなく、印字結果は良好であった。

導電性ローラＮｏ．３は、導電性弾性層の外表面を研磨する際に、導電性弾性層がシャフトから剥がれはしなかったが、よれが発生した。そのため、導電性ローラＮｏ．３を現像ローラとして使用した場合、濃度ムラが発生した。

１：導電性ローラ、２：金属製芯体、３：導電性弾性層、４：接着剤層、５：円筒状基材、６：樹脂製フランジ、７：金属製軸部材

Claims (7)

1. 金属製芯体と、前記金属製芯体を被覆する導電性弾性層と、前記金属製芯体と前記導電性弾性層との間に設けられた接着剤層とを有し、
   前記接着剤層が、ポリオール成分を含有するポリオール組成物とポリイソシアネート成分を含有するポリイソシアネート組成物との反応物から構成されていることを特徴とする導電性ローラ。
2. 前記ポリオール組成物が、ポリオール成分として、ポリウレタンポリオールおよび／またはポリエステルポリオールを含有する請求項１に記載の導電性ローラ。
3. 前記ポリイソシアネート組成物が、ポリイソシアネート成分として、ブロック化ポリイソシアネートを含有する請求項１または２に記載の導電性ローラ。
4. 前記ブロック化イソシアネートのブロック剤の解離温度が９０℃以下である請求項３に記載の導電性ローラ。
5. 前記導電性弾性層が、極性ゴムを含有する導電性ゴム層、または、極性樹脂を含有する導電性エラストマー層である請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電性ローラ。
6. 前記導電性弾性層の厚さｔと導電性ローラの外径ｄとの比（ｔ／ｄ）が、０．０２以上、０．１０未満である請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性ローラ。
7. 前記金属製芯体が、金属製の円筒状基材と、前記円筒状基材の両端に嵌挿された樹脂製フランジと、前記樹脂製フランジに支持された金属製軸部材とを有し、
   前記金属製軸部材は、少なくとも一部に前記金属製の円筒状基材と電気的に導通するための導通部を有している請求項１〜６のいずれか一項に記載の導電性ローラ。
   

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