JP5897964B2 - 導電性ローラの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導電性ローラの製造方法に関し、より詳しくは、導電性が備えられたポリウレタン弾性体層が導電性軸芯の周りに形成されている導電性ローラの製造方法に関する。

従来、プリンター、複写機、ファクシミリなどの電子写真装置には、現像ローラなどの導電性を有するローラが用いられている。
この現像ローラは、例えば、ニッケルメッキされたステンレス製丸棒からなる導電性軸心の外周に導電性を有するポリウレタン弾性体からなる弾性体層が所定の肉厚で備えられ、さらに、このポリウレタン弾性体層の外周に樹脂被膜が施されて表面層が形成されたりしている（下記特許文献１参照）。
この現像ローラなどの導電性ローラは、カーボンブラックや黒鉛などの導電性粒子が前記ポリウレタン弾性体層や前記表面層に含有されており、前記導電性軸心から前記表面層までの電気抵抗値がこれらの導電性粒子の含有量などによって調整されている。

この種の導電性ローラを作製するのに際しては、前記ポリウレタン弾性体層を型内成形によって形成させた後で、該ポリウレタン弾性体層の表面に樹脂溶液を塗布乾燥させることによって前記表面層が形成されたりしている。
例えば、下記特許文献１の実施例（段落００２８）には、前記導電性軸心を収容させて所定温度に加熱しておいた型に、ひまし油系のポリオール、二官能イソシアネート、及び、カーボンブラックなどを含んだ分散液を注入し、該型内でポリオールと二官能イソシアネートとを反応、硬化させて導電性を有するポリウレタン弾性体層を前記導電性軸心の周りに形成させることが記載されている。

特開２００３−２２３０４６号公報

前記分散液を型内に注入してポリウレタン弾性体層を形成させる場合には、型内の空間に分散液が十分に行きわたるように、前記ポリウレタン弾性体層を形成させるための内部空間の長手方向一端側に前記分散液の注入口が設けられ、他端側に前記注入口から導入された分散液を排出させるための排出口が設けられた型が用いられたりしている。
即ち、ポリウレタン弾性体層を形成させる場合には、前記注入口から前記排出口へと分散液の流れを一方通行とすることで、分散液内部に気泡を巻き込むことを防止する方法が広く採用されている。
ここで、本発明者が見出した事実によれば、このような分散液の注入は、比較的短時間に完了するものの先に注入された分散液は予熱された型によって後から注入される分散液よりも多くの熱を受け取るために硬化反応時の挙動を長手方向一端側と他端側とでわずかに異ならせて得られるポリウレタン弾性体層の電気的な特性に影響を及ぼすことがある。

なお、型内に分散液を注入することで、型内に熱の加わり方が異なる箇所が出来るという点に関しては、上記のような型を用いる場合に特有のものではなく、従来の導電性ローラの製造方法においてポリウレタン弾性体層を型内で形成させる際に共通して生じる問題である。
即ち、従来のこの種の導電性ローラにおいては、全体の電気特性を一定化させることが難しく、特に長手方向において電気特性を異ならせるおそれを有している。

本発明は、このような問題を解決することを目的としており、電気特性に優れ、且つ、電気特性の均一性に優れた導電性ローラを提供することを課題としている。

本発明者は上記課題を解決すべく本発明者が鋭意検討を行ったところ、この種の導電性ローラの製造方法においては、前記分散液の硬化反応時における増粘挙動を所定の状態に調整することで得られるポリウレタン弾性体層を電気特性の均一性に優れたものとし得ることを見出して本発明を完成させるに至ったものである。

即ち、導電性ローラの製造方法に係る本発明は、ポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとが含有され、且つ導電性粒子が分散されている分散液を導電性軸芯が収容されている型内に注入し、該型内で前記ポリエステルポリオールと前記二官能イソシアネートとを反応させることにより、前記導電性軸芯の周りに導電性を有するポリウレタン弾性体層を形成させる導電性ローラの製造方法であって、前記分散液を粘度が５００ｍＰａ・ｓ以上４０００ｍＰａ・ｓ以下となる液温にし、且つ、前記型の温度を同温度で前記分散液を加熱した際にＴａｎδ（損失弾性率／貯蔵弾性率）が９０分以降に極大値を示す温度にして前記注入を実施し、前記導電性粒子として黒鉛、及び、カーボンブラックを含有させた前記分散液を用いることを特徴としている。

また、本発明者は、上記のような増粘挙動を調整することによって得られるポリウレタン弾性体層には、黒鉛やカーボンブラックといった導電性粒子が単に均一分散されるのではなく微小集合体を形成させて該微小集合体が均一に分散する集中分散型の分散状態となっていること、並びに、この導電性粒子が集中分散型の分散状態となっていることで優れた導電性が発揮されることを見出した。
より詳しくは、集中分散の程度を表すＩδ指数が所定の範囲内であることが導電性ローラにとって好適であることを見出した。

本発明によれば、電気特性に優れ、且つ、電気特性の均一性に優れた導電性ローラを得ることができる。

一実施形態の導電性ローラである電子写真装置用現像ローラを示す概略斜視図。 分散液を一定温度（８０℃）で加熱した際の弾性率の時間変化を示すグラフ。 分散液を一定温度（１００℃）で加熱した際の弾性率の時間変化を示すグラフ。 分散液を一定温度（１４０℃）で加熱した際の弾性率の時間変化を示すグラフ。 実施例において作製した導電性ローラの評価箇所を示す概略図。 実施例１の導電性ローラにおける導電剤の分散状況を示す顕微鏡写真。 比較例１の導電性ローラにおける導電剤の分散状況を示す顕微鏡写真。

以下に、本発明の好ましい実施の形態について、導電性ローラとして電子写真装置用の現像ローラを例示しつつ添付図面に基づき説明する。

図１は、現像ローラを示す斜視図であり、この斜視図にも示されているように、該現像ローラ１は、軸周りに回転可能な状態で電子写真装置に備えられるべく中心部に金属の丸棒からなる導電性軸心２（以下「芯金２」ともいう）を備えている。
本実施形態における前記現像ローラ１は、該芯金２の外周に略一定の厚みで備えられたポリウレタン弾性体層３（以下、単に「弾性体層３」ともいう）と、該弾性体層３の外周面を覆う表面層４とを有している。

この弾性体層３の厚みや表面層４の厚みについては、本実施形態の現像ローラ１がどのような電子写真装置に組み込まれるかによっても異なるが、通常、前記弾性体層３の厚みは、０．５ｍｍ〜２０ｍｍとされ、前記表面層４は、１μｍ〜５０μｍの厚みとされる。

なお、前記弾性体層３は、ポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとを含有し、導電性粒子を分散させた分散液を前記芯金２が収容された型内に注入して、該型内で前記ポリエステルポリオールと前記二官能イソシアネートとを反応させることにより形成されたものであり、前記表面層は、前記弾性体層３の表面に樹脂溶液が塗布乾燥されることによって形成されたものである。

以下に、前記芯金２、前記弾性体層３、及び、前記表面層４を形成する材料に関してより詳しく説明する。
前記芯金２としては、特に限定されるものではなく、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ニッケル等の金属及びその合金からなるものや、これらに、溶融メッキ、電解メッキ、無電解メッキなどの手段によるメッキを施したものを用いることができる。
なかでも、本実施形態における前記芯金２としては、ステンレス鋼にニッケルメッキなどのメッキを施したものが好適である。

なお、本実施形態においては、導電性軸心として上記のような芯金を例示しているが、例えば、導電性を有するものであれば、導電性樹脂や導電性セラミックスなどで形成されたものであってもよく、形状も丸棒状に限定されるものではなく、断面多角形のものや断面楕円形のものなどであってもよい。

また、前記弾性体層３の形成に用いる前記ポリエステルポリオールとしては、特に限定されず、分子中に２以上のエステル結合及び２以上の水酸基を有する化合物が例示でき、具体的には、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、１，１，１−トリメチロールプロパン、その他の低分子ポリオールの１種または２種以上と、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ダイマー酸、その他の低分子カルボン酸やオリゴマー酸の１種または２種以上との縮合重合体、又は、プロピオンラクトン、バレローラクトン、カプローラクトンのような開環重合体などが挙げられる。
これらポリエステルポリオールは、１種が単独のものを選択する必要はなく２種以上を組み合わせて用いてもよい。

前記ポリエステルポリオールの水酸基価（ＯＨＶ）としては、特に限定されるものではないが、適度な硬度を有する硬化物を形成させ得る点において、５０〜１６０が好ましい。
なお、前記水酸基価は、ＪＩＳ Ｋ００７０に準じた方法により求められる値である。

前記ポリエステルポリオールの平均官能基数としては、特に限定されるものではないが、適度な硬度を有するポリウレタンを構成させ得る点において、２〜３が好ましい。
なお、前記平均官能基数とは、ポリエステルポリオールの製造に用いられる開始剤分子の活性水素基の数によって決定される理論的官能基数を意味する。

なかでも、ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸と３−メチル−１，５−ペンタンジオールとトリメチロールプロパンとの重縮合物、又は、前記３−メチル−１，５−ペンタンジオールの一部若しくは全部をジエチレングリコールに置き換えたものが好ましい。

なお、前記分散液には、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、ポリオレフィンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリルポリオール等のその他のポリオールを少量含有させることができる。

該ポリオールとともにポリウレタンを形成させるための前記ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、具体的には、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４'−ＭＤＩ）、２，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート（２，４'−ＭＤＩ）、１，４−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）などの芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、リジンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアナートメチル（ＮＢＤＩ）、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）などの脂肪族ポリイソシアネート、トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、Ｈ６ＸＤＩ（水添ＸＤＩ）、Ｈ１２ＭＤＩ（水添ＭＤＩ）などの脂環式ポリイソシアネート、上記の各ポリイソシアネートのカルボジイミド変性ポリイソシアネート、又は、これらのイソシアヌレート変性ポリイソシアネートなどが挙げられる。
なお、これらのポリイソシアネートは、１種が単独で、又は２種以上が組み合わされて用いられ、好ましくは、２，４−ＴＤＩと２，６−ＴＤＩとの混合物（２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ＝８０／２０質量比）が用いられ得る。

前記導電性粒子としては、金属微粒子などを用いることも可能ではあるが、金属微粒子に比べて化学的に安定で、低比重で分散液中での沈降等を生じにくい点においてカーボンブラックや黒鉛を用いることが好ましい。
なかでも、カーボンブラックと黒鉛とを併用することが特に好ましい。

なお、カーボンブラックが、通常、１μｍ以下（数十ｎｍ）の大きさを有しているのに対して黒鉛は、通常、１μｍを超える大きさを有しており、粒子サイズがカーボンブラックよりも１オーダー以上大きなもので、しかも、カーボンブラックに比べて結晶構造を発達させている。
そのため、黒鉛は、電子状態が半金属的であり、通常、粒子自体の導電性がカーボンブラックに比べて優れたものとなっている。

また、カーボンブラックは、黒鉛に比べて微分散させることが容易である点において有利である一方で、その導電性の発現がストラクチャーの形成具合によって大きく影響を受けるために、例えば、カーボンブラックのみで所望の導電性を付与しようとした場合には、カーボンブラックの含有量と電気特性との間に相間性が認められ難く、ある含有量を境にして急激に電気特性を変化させることがある。
一方で黒鉛は、粒子自体の導電性が優れているために含有量による電気特性の調整がカーボンブラックに比べて容易である。

さらに、導電性粒子としてカーボンブラックのみを採用している現像ローラに電圧を継続的に印加すると、弾性体層中において形成されているカーボンブラックのストラクチャーにおけるトンネル効果などに変化を生じるおそれがあるために現像ローラの電気特性が変化してしまうおそれを有する。
一方で、黒鉛を採用した場合は、このような影響を受け難いため、この現像ローラ１に対する継続的な課電を実施しても、弾性体層３の電気特性に変化を生じさせにくい。
このような点から、導電性粒子としては、カーボンブラックと黒鉛とを併用することが好ましいものである。

この黒鉛は、天然黒鉛、人造黒鉛のいずれであってもよいが、安価に入手可能な点において天然黒鉛を用いることが好ましい。
また、弾性体層３の形成に用いる黒鉛としては、通常、その平均粒子径が１〜８μｍのものを用いることができ、平均粒子径が３〜５μｍであることが好ましい。

なお、黒鉛の大きさなどについて用いる“平均粒子径”との用語は、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定器によるＤ５０値を意図している。

一方で前記カーボンブラックとしては、高温ガス中で油やガスを不完全燃焼させるファーネス法で製造されるファーネスブラック、アセチレンなどの炭化水素を熱分解させて製造されるアセチレンブラックなどの他、チャンネルブラックなどを採用することができる。
なお、ファーネスブラックを採用する場合には、一般呼称で分類されるＦＥＦ系、ＩＳＡＦ系、ＨＡＦ系等のカーボンブラックが挙げられる。

前記黒鉛、及び、前記カーボンブラックの前記弾性体層３中における含有量は、例えば、前記黒鉛であれば通常３〜６質量％程度とすることができ、前記カーボンブラックでは、通常１〜４質量％程度の割合で含有量とすることができる。

なお、この弾性体層３には、一辺１．４６μｍの方形区画でＩδ指数を算出した際に該Ｉδ指数が１．２以上１．４以下となるように前記黒鉛、及び、前記カーボンブラックを分散させ、且つ、前記弾性体層全体における前記Ｉδ指数のバラツキが０．１以下となるように前記黒鉛、及び、前記カーボンブラックを分散させることが好ましい。
なお、このようなＩδ指数や、そのバラツキについては、弾性体層が実質的にその機能を求められている範囲内において上記のような要件を満足していれば良く、例えば、両端部のようにトナーと接触することがない範囲にまで上記のようなＩδ指数を示す状態となっていることが求められるものではない。

前記表面層４は、前記弾性体層３と同様に黒鉛、及び、カーボンブラックを含有させて形成させることができ、例えば、黒鉛、及び、カーボンブラックを分散させたフッソ樹脂ワニスなどで形成させることができる。

次いで、このような原材料によって現像ローラ１を作製する方法について説明する。
本実施形態の導電性ローラの製造方法によって前記現像ローラ１を作製するのにあたっては、まず、前記芯金２を収容可能で、且つ、前記弾性体層３の外形よりも僅かに大きな内部空間を有する金型を用意する。
また、該金型としては、前記内部空間の長手方向一端側に外部から当該内部空間に前記分散液を注入させるための注入口を開口させ、且つ、該注入口の開口された側とは反対側の他端側において前記分散液を外部に排出可能な排出口を開口させているものが好適に用いられる。
即ち、本実施形態において用いる前記金型としては、前記注入口から分散液を注入し前記内部空間に分散液を充満させた後に前記注入口からさらに分散液を注入して前記排出口から過剰な分散液を排出させることにより、内部に気泡の形成等を抑制させ得るように形成されているものが好ましい。

この金型に注入させる分散液として、本実施形態においては、前記の通りポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとを含有し、カーボンブラックや黒鉛などの導電性粒子を分散させたものを用意する。
このとき、カーボンブラックや黒鉛については、ポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとの混合前にこれらの内のいずれか一方に分散させて予備分散液を形成させておくことが好ましく、ポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとの通常の配合割合から勘案してポリエステルポリオールにカーボンブラックや黒鉛を分散させて予備分散液を作製した後で該予備分散液に二官能イソシアネートを混合して前記分散液を作製することが好ましい。

また、ポリエステルポリオールの全量にカーボンブラックと黒鉛とを直接分散させようとした場合には、分散液中にカーボンブラックや黒鉛の凝集塊を形成させ易いことから、ポリエステルポリオールは、全量を３つに分け、第一のポリエステルポリオールをカーボンブラック分散用とし、第二のポリエステルポリオールを黒鉛分散用とし、残りの第三のポリエステルポリオールを希釈用とすることが好ましい。
即ち、第一のポリエステルポリオールや第二のポリエステルポリオールをカーボンブラックや黒鉛を分散させた際に常温では自然流動を生じないような高粘度なものとなる量とし、例えば、カーボンブラックの含有量が５〜１５質量％となるように第一のポリエステルポリオールの量を調整し、この第一のポリエステルポリオールにカーボンブラックを分散させて粘土状物を形成させ、これに高せん断を加えつつ混練を実施することで凝集塊の形成を抑制させることができる。
また、同様に黒鉛の含有量が１０〜３０質量％となるように第二のポリエステルポリオールの量を調整し、この第二のポリエステルポリオールに黒鉛を分散させて粘土状物を形成させ、これに高せん断を加えつつ混練を実施することで凝集塊の形成を抑制させることができる。
そして、これら混練物を前記第三のポリエステルポリオールで希釈して流動性の良好な状態にさせることで凝集塊の形成を抑制させた予備分散液を作製することができる。

この予備分散液と二官能ポリイソシアネートとを混合して得られる前記分散液としては、常温（２０℃）において、概ね、粘度が２００００〜４００００ｍＰａ・ｓとなるが、本実施形態においては、この分散液を、粘度が５００ｍＰａ・ｓ以上４０００ｍＰａ・ｓ以下となる液温（例えば、７０℃〜１３０℃）として前記型内に注入させる。
また、この時の分散液の液温としては、同液温で前記分散液を３０分保持した時においてもその粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えないような温度を選択することが好ましい。
なお、通常、分散液は液温が高い方が粘度は低くなるが、仮に４０００ｍＰａ・ｓの粘度となる低めの温度を選択した場合でも、３０分保持した後に１００００ｍＰａ・ｓを超える粘度となってしまうような場合であれば、前記分散液に反応遅延剤を含有させて上記条件を充足させるようにしてもよい。

また、前記分散液を型内に注入するのに際しては、型の温度は、前記分散液を一定温度で加熱した際の弾性率の時間変化においてＴａｎδのピーク（極大値）の出現が９０ｍｉｎ以降となる温度とすることが重要である。
ただし、過度に型を低温にしておくのは現像ローラの生産性の観点から好ましいものではない。
従って、分散液を注入する際の型の温度は、例えば、７０℃以上とすることが好ましく、８０℃以上とすることが特に好ましい。

なお、分散液の前記粘度については、粘度計によって求められる値を意図しており、例えば、ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製粘度計、型名「ＬＶＤＶ−Ｉ Ｐｒｉｍｅ」に「Ｎｏ．Ｓ６３」ロータを装着して、該ロータが分散液の液面下約５５ｍｍに没する状態で６０ｒｐｍの回転数で回転させて求めることができる。

また、弾性率の時間変化については、レオメータを用いて測定することができ、例えば、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製レオメータ、型名「Ｐｈｉｓｉｃａ ＭＣＲ３０１」に測定治具「ＰＰ２５型」を装着し、振り角：０．５％、角周波数：１Ｈｚ、パラメータ読み取りサイクル：５秒の条件によって貯蔵弾性率（Ｅ’）と損失弾性率（Ｅ”）とを求め、その比率（Ｅ”／Ｅ’）を計算してＴａｎδの値を求めることができる。

なお、Ｔａｎδのピークについては、通常、分散液の粘度が急激に上昇し、貯蔵弾性率（Ｅ’）の値が大きく増大する位置に出現するもので、ポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとの反応によって分子鎖が長大化される箇所に出現するものである。
即ち、分散液や型の温度についての上記要件は、分散液が流動性の良好な状態で、且つ、型内で硬化反応が過度に進行しない条件で型内への分散液の注入を行うことを表している。
その後、この型ごと加熱することで、型内で分散液を反応硬化させて前記弾性体層３を形成させることができる。
このときの型の加熱温度としては、特に限定されるものではないが、前記Ｔａｎδのピークが３０分以内に出現する温度とすることが好ましい。

このことによって本実施形態においては、場所によって電気特性の異なる弾性体層が形成されることを抑制させることができ、電気特性の均質性に優れた現像ローラを得ることができる。

このことについてより詳しく説明すると、従来であれば、生産性の観点から、分散液の液温や注型時の型温度は本実施形態に比べて高めに設定されていたが、そうすると、前記注入口から導入された分散液がある程度以上に硬化反応を進行させつつ排出口側に向かって移動することになる。
その結果、分散液を型内に注入し終えた時点では、排出口側と注入口側とにおいてポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとの反応度合いに違いを生じさせることになり、これが電気特性の違いとなって現れることになる。

一方で本実施形態においては、反応を抑制させた状態で型内への分散液の注入が行われるために分散液の注入完了時において上記のような反応度合いの相違が生じることを抑制させ得る。
また、本実施形態においては型内が分散液で充満された後で、実質的な硬化反応が開始されることからこの硬化反応中に黒鉛粒どうしをある程度集合させて黒鉛粒子の集中分散構造を弾性体層中に形成させることができる。
従って、芯金から弾性体層表面までに良好なる導電パスが形成され、優れた導電性を発揮させることができる。

より具体的には、本実施形態の導電性ローラの製造方法によれば、一辺１．４６μｍの方形区画で算出したＩδ指数が１．２以上１．４以下となるように前記黒鉛や前記カーボンブラックが集中分散されており、且つ、前記弾性体層における前記Ｉδ指数のバラツキが０．１以下となっている現像ローラを作製させることができる。
なお、この「Ｉδ指数」とは、考案者にちなんで「森下のＩδ指数」などとも呼ばれて生物界における生物個体数の分布を表現する指数などに広く用いられているもので、下記のような式によって求められる値である。

なお、式中の「ｑ」は調査区画数を表し、「ｘｊ」はｊ番目の区画内の黒鉛粒子、及び、カー分ブラックの存在量に基づく数を表している。

即ち、弾性体層の顕微鏡画像を解析すると、黒鉛やカーボンブラックが多く存在するところが黒っぽく、これらが比較的少ないところが白っぽく観察されることになるが、全調査区画の内の最も淡色（白色）箇所から濃色（黒色）箇所までを０〜２５５の２５６階調にクラス分けし、この諧調の値を前記個体数（ｘｊ）に当てはめてＩδ指数を計算することでカーボンブラックや黒鉛の分散状況を把握することができる。

このＩδ指数は、通常、その値が１となる場合には調査対象個体がポアソン分布に従う機会分散をしており、１を超える値においては集中分散していることを表すものである。
従って、上記のようなＩδ指数を示す本実施形態の現像ローラは弾性体層中に導電性の粒子が十分な集中分散状態で分散されていることがわかる。
また、そのバラツキが小さいことから、この弾性体層は電気特性が場所によって異なるおそれが低いことがわかる。

このようにして電気特性における均質性を備えた弾性体層を形成させた後は、該弾性体層の表面を一様に研磨するなどして所定の外径に調整し、表面に前記樹脂溶液を塗布・乾燥させるなどして前記表面層を形成させることができる。

本実施形態においては、このような表面層を有する現像ローラを例示しているが、このような表面層の形成されていない弾性体層を表面露出させたタイプの現像ローラも本発明が意図する範囲のものである。
また、本実施形態においては、電気特性の均質性に特に強い要望があり、本発明の効果をより顕著に発揮させうる点において、電子写真装置用の現像ローラを例示しているが、電子写真装置用の他の導電性ローラや、電子写真装置用以外の導電性ローラについても当然ながら本発明が意図する範囲のものである。

なお、ここではこれ以上に詳細な説明を省略するが、導電性ローラやその製造方法に関して従来公知の事項は、本発明においても採用が可能なものである。

次に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものでもない。

まず、アジピン酸と３−メチル−１，５−ペンタンジオールとトリメチロールプロパンとの重縮合物であるポリエステル系ポリオール（水酸基価８６．４、平均官能基数２．３５）６４．５ｇに三菱化学製カーボンブラック商品名「＃４５Ｌ」７．１７ｇを分散させて高いせん断を加えて混練を行い混練物Ａを得た。
次いで、上記と同じポリエステルポリオール４２．９７ｇに日本黒鉛工業株式会社製天然黒鉛、商品名「ＵＰ５」１０．７４ｇを分散させて高いせん断を加えて混練を行い混練物Ｂを得た。
さらに、上記と同じポリエステルポリオール１９９ｇに遅延剤を添加した混和物Ｃを作製した。

前記混練物Ａ：４４．２ｇ、前記混練物Ｂ：３３．１ｇ、前記混和物Ｃ：１２２．７ｇ、及び、加水分解安定剤（カルボジイミド化合物、平泉洋行社製、商品名「スタバクゾール」）：２ｇを含有する予備分散液（合計２０２ｇ）を用意し、これにバイエル社製二官能イソシアネート（トリレンジイソシアネート、商品名「デスモジュールＴ−８０」）：２２ｇを混合攪拌して分散液を作製した。

（増粘挙動の計測）
この分散液を一旦１２０℃に加熱した後に、Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製レオメータ、型名「Ｐｈｉｓｉｃａ ＭＣＲ３０１」に測定治具「ＰＰ２５型」を装着し、振り角：０．５％、角周波数：１Ｈｚ、パラメータ読み取りサイクル：５秒の条件によって貯蔵弾性率（Ｅ’）と損失弾性率（Ｅ”）とを求め、その比率（Ｅ”／Ｅ’）を計算してＴａｎδの値の時間変化を求めた。
なお、測定は、測定治具の設定温度を８０℃、１００℃、１４０℃の３通りで行った。
結果を図２〜４に示す。
この測定から、図２に示すように分散液を８０℃の一定温度で加熱した際の弾性率の時間変化において観察されるＴａｎδが極大値を示すのは１８０ｍｉｎ以上の時間であることがわかった。
また、図３からは、分散液を１００℃の一定温度で加熱した際の弾性率の時間変化において観察されるＴａｎδが極大値を示す時間が８６．５ｍｉｎであることがわかった。
さらに、図４からは、分散液を１４０℃の一定温度で加熱した際の弾性率の時間変化において観察されるＴａｎδが極大値を示す時間が２４．２ｍｉｎであることがわかった。

（粘度の計測）
前記と同様に、ＢＲＯＯＫＦＩＥＬＤ社製粘度計、型名「ＬＶＤＶ−Ｉ Ｐｒｉｍｅ」に「Ｎｏ．Ｓ６３」ロータを装着して、該ロータが分散液の液面下約５５ｍｍに没する状態で６０ｒｐｍの回転数で回転させて分散液の粘度の温度依存性を調査した。
結果、各温度における前記分散液の粘度は、下記表１の通りであることがわかった。

（実施例１〜４、比較例１、２、参考例１）
（実施例１）
内径（直径）１７ｍｍ×長さ２３０ｍｍの内部空間を有し、一端側に分散液の注入口が形成され、他端側に分散液の排出口が形成されている金型に直径１２ｍｍの芯金を収容させ、これを８０℃に加熱した。
この金型に１２０℃に加熱された分散液を前記注入口から注入し、前記排出口から分散液を排出させるようにした後で、この金型を７分の時間をかけて１４５℃の温度に加熱して脱型し、表面を研磨後、図５（概略図）に示すような厚み２ｍｍのポリウレタン弾性体層を有する導電性ローラを作製した。

（ニップ抵抗の測定）
この導電性ローラをＳＵＳ板上に横置し、前記芯金の両端にそれぞれ４．９Ｎの荷重を掛けて弾性体層の表面をＳＵＳ板に押付けた状態とし、３０Ｖの直流電圧を６０秒印加した後の電気抵抗値を測定した。

（抵抗バラツキの評価）
図５に示されているように弾性体層の注入口側の端から排出口側に向けて５ｍｍの測定箇所Ａにおいて、芯金から弾性体層表面までの電気抵抗値を−３００Ｖの直流電圧を印加して測定した。
なお、この測定箇所Ａにおける電気抵抗値の測定は、周方向に離れた３箇所で実施した。
同様に、弾性体層の長手方向中央部の測定箇所Ｂ、弾性体層の排出口側の端から注入口側に向けて５ｍｍの測定箇所Ｃにおいてもそれぞれ３箇所の電気抵抗値を測定した。
この測定によって得られた合計９箇所の測定値の内、最大値（Ｒｍａｘ）と最小値（Ｒｍｉｎ）との比（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）を求め、この比の常用対数（ｌｏｇ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ））をとった場合に、その値が０．８以下（概ね、Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ＜６．３）となる場合を合格判定「○」とし、最大値と最小値の違いが１桁以上（ｌｏｇ（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）≧１）の場合を不合格判定「×」とし、該不合格判定に相当する場合と前記合格判定となる場合の中間を「△」とした。

（Ｉδ指数の測定）
前記測定位置Ａにおける弾性体層の薄片試料を採取し、黒鉛粒子などがはっきりと認識できる程度の倍率に拡大して顕微鏡写真を撮影した（図６（ａ））。
得られた画像をＲＧＢ分離して、Ｒ分だけを取り出し、画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ」を使って1.４６μｍ四方ごとの区画の明るさを、２５６階調に（明るい方が数値が高くなるように）分類し、調査区画数２５６×２５６区画（ｑ）の内のＪ番目の調査区画の明るさの値を「ｘｊ」として、下記式に基づいてＩδ指数を求めた。

また、前記測定位置Ｂにおいても同様に顕微鏡写真（図６（ｂ））を撮影し、この画像に基づいてＩδ指数を求め、先の測定位置Ａにおいて求めたＩδ指数の値との比較を行った。
なお、測定位置Ｃにおいても同様に顕微鏡写真（図６（ｃ））を撮影したが、先の測定位置Ａ，Ｂと同様に導電剤が集中分散している様子が確認できた。

（実施例２〜４、比較例１、２）
分散液の温度、型温度、及び、分散液注入後に型を１４５℃にまで加熱するのにかけた時間を表２に示す通りとしたこと以外は、実施例１と同様に導電性ローラを作製し、実施例１と同様に評価を行った。
なお、比較例１においては、測定位置Ｂの顕微鏡写真（図７（ｂ））と測定位置Ｃの顕微鏡写真（図７（ｃ））において実施例１と同様に導電剤が集中分散している様子が確認できたが、注入口に近い測定位置Ａ（図７（ａ））では、測定位置Ｂ，Ｃに比べて導電剤を微分散した状態になっており、電気特性を相違させていることが確認できた。

（参考例１）
この参考例においては、注入口と排出口とが形成された金型ではなく、内部空間の全長にわたって形成されたスリットを有し、該スリットの中央部分から分散液を注入させ、該スリットの口元から分散液が溢れた時点で金型の加熱を開始させた。
従って、このスリット部分については、熱の伝わり方が他の部分と違ったものと見られ、このスリットに沿って導電剤の分散状況が比較例１の測定位置Ａに近い状況となっている部分が弾性体層に形成されていた。
なお、この参考例１の導電性ローラは、弾性体層の他の部分は、実施例１の導電性ローラと同様に導電剤が集中分散していた。

以上の実施例、比較例、参考例について得られた評価結果を、分散液の注型前の粘度とともに下記表２に示す。

この表からも、本発明によれば電気特性に優れ、且つ、電気特性の均一性に優れた導電性ローラが提供され得ることがわかる。

１：現像ローラ（導電性ローラ）、２：芯金（導電性軸心）、３：ポリウレタン弾性体層、４：表面層

Claims (3)

1. ポリエステルポリオールと二官能イソシアネートとが含有され、且つ導電性粒子が分散されている分散液を導電性軸芯が収容されている型内に注入し、該型内で前記ポリエステルポリオールと前記二官能イソシアネートとを反応させることにより、前記導電性軸芯の周りに導電性を有するポリウレタン弾性体層を形成させる導電性ローラの製造方法であって、
   前記分散液を粘度が５００ｍＰａ・ｓ以上４０００ｍＰａ・ｓ以下となる液温にし、且つ、前記型の温度を同温度で前記分散液を加熱した際にＴａｎδ（損失弾性率／貯蔵弾性率）が９０分以降に極大値を示す温度にして前記注入を実施し、
   前記導電性粒子として黒鉛、及び、カーボンブラックを含有させた前記分散液を用いることを特徴とする導電性ローラの製造方法。
2. 前記液温が、前記分散液を３０分保持した場合でも該分散液の粘度が１００００ｍＰａ・ｓを超えない温度である請求項１記載の導電性ローラの製造方法。
3. 作製する導電性ローラが、電子写真装置用の現像ローラである請求項１又は２記載の導電性ローラの製造方法。