JP6784572B2 - 電子写真用ローラ、その製造方法および電子写真装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機及びファクシミリの如き、電子写真方式を採用した電子写真装置に用いられる電子写真用ローラとその製造方法および電子写真装置に関する。

近年の電子写真装置の高速化、高耐久化に伴い、電子写真装置に使用される電子写真用ローラは、高精度、高耐久化が要求されている。ここで、電子写真方式の一般的な例としては、感光性（光導電性）物質を利用した感光体の表面に電位を付与する工程（帯電工程）、感光体の表面を部分的に露光することで電気的な潜像を形成する工程（露光工程）、ついで該潜像をトナーで可視像とする工程（現像工程）、紙等の記録材にトナー画像を転写する工程（転写工程）、その後、熱と圧力により記録材上にトナー画像を定着する工程（定着工程）、を経て画像を得る方法が挙げられる。また、記録材上に転写されずに感光体の表面に残ったトナー粒子及び外添剤を、種々の手段によって感光体の表面より除去する工程（クリーニング工程）などの付帯的な工程が追加されることもある。

これらの工程に用いられる部材としては、通常弾性層を有する電子写真用ローラが用いられており、該電子写真用ローラを回転させることでトナーや外添剤、紙粉などが局所的に付着することを防止して画像不良を低減させている。

このような電子写真用ローラは、通常中実形状の基体上に弾性層を有する構成であるが、軽量化やコスト削減を目的として、中実形状の基体の代わりに円筒形状の基体を用いることが提案されている。例えば、特許文献１には、金属板を曲げ加工して円筒状の軸を成形した円筒軸（円筒形状の基体）を、中実形状の基体に代えて用いることが提案されている。

円筒形状の基体は、長手方向における一端から他端にわたって延在する継ぎ目を有しており、継ぎ目には隙間（溝）が存在する場合がある。この継ぎ目の隙間に対し、特許文献２には、隙間を充填材で埋めた後、弾性層を形成することにより、熱膨張による円筒形状の基体の継ぎ目で記録材の搬送速度ムラが生じ難く、また弾性層を形成する際に、弾性層の材料が隙間を通じて中空状の軸の内側に漏れ出すことを防止することが提案されている。また、特許文献３には、無機粒子を含有した高摩擦層を形成する際に、隙間を小さい無機粒子で埋めることにより、継ぎ目での搬送速度ムラを防止し、高摩擦層を形成する際に、無機粒子の材料が隙間を通じて中空状の軸の内側に入り込むことを防止することが提案されている。

特開２００６―２８９４９６号公報 特開２００７―０２５１９６号公報 特開２０１０―１８４８０６号公報

しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献２および特許文献３の電子写真用ローラは、回転時に大きなトルクを受けたとき、および、長期にわたる使用によって、円筒形状の基体の継ぎ目部分において、弾性層が基体からはく離することがあった。導電性の弾性層が、基体からはく離した場合、電子写真用ローラに抵抗ムラが発生する場合がある。その結果、ローラ形状や抵抗ムラにより、画像濃度ムラが発生する場合がある。

本発明の一態様は、基体と導電性の弾性層とのはく離が生じ難い電子写真用ローラの提供に向けたものである。本発明の他の態様は、電子写真画像への欠陥を生じさせ難い電子写真用ローラの製造方法の提供に向けたものである。本発明の更に他の態様は、高品位な電子写真画像の形成に資する電子写真装置の提供に向けたものである。

本発明の一実施態様によれば、円筒形状の基体と、該基体の外周面上に設けられた弾性層と、を有する電子写真用ローラであって、該基体は、その長手方向における一端から他端にわたって延在する継ぎ目を有し、該継ぎ目は、その少なくとも一部に該基体の厚み方向に貫通する隙間を有し、該弾性層用の材料の一部が該隙間に入り込み、かつ、該隙間の近傍の該基体の内周面を被覆して該弾性層のアンカー部を形成している電子写真用ローラが提供される。

本発明の他の態様によれば、前記電子写真用ローラの製造方法であって、（Ａ）基体を用意する工程と、（Ｂ）該基体の外周面上に弾性層用の材料を適用し、弾性層を形成する工程と、を有し、該工程（Ｂ）は、該弾性層用の材料の一部を、該隙間を介して該基体の内周面側に侵入させて、該隙間の近傍の基体の内周面を被覆して該弾性層のアンカー部を形成する工程を有する、電子写真用ローラの製造方法が提供される。

本発明の更に他の態様によれば、前記電子写真用ローラを備えた電子写真装置が提供される。

本発明の一態様に係る電子写真用ローラは、円筒形状の基体の、特に継ぎ目部分での弾性層の剥がれによる、基体と弾性層とのずれを抑制し、または防止することができる。その結果、電子写真用ローラの基体と弾性層とのズレに起因する画像濃度ムラの発生を抑制し、当該ズレに起因する電子写真画像への欠陥を生じさせ難い。

本発明の一態様に係る電子写真用ローラの構成を示す模式図である。（ａ）は電子写真用ローラの斜視図、（ｂ）は電子写真用ローラの正面図、（ｃ）は円筒形状の基体の継ぎ目を貫通する隙間を有しない部分の断面図の一例、（ｄ）は円筒形状の基体の継ぎ目を貫通する隙間を有する部分の断面図の一例である。 本発明の一態様に係る円筒形状の基体の製造工程の模式図である。 本発明の一多様に係る電子写真用ローラを製造するための押出機の模式図である。 本発明の一態様に係る電子写真用ローラの断面（アンカー部存在断面）の模式図である。 電子写真装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は実施例１に係る円筒形状の基体の継ぎ目（櫛歯形状）を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 （ａ）は実施例３に係る電子写真用ローラの断面の模式図であり、（ｂ）は実施例４に係る電子写真用ローラの断面の模式図である。 （ａ）は実施例６に係る円筒形状の基体の継ぎ目（ノコギリ歯形状）を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 （ａ）は実施例８に係る円筒形状の基体の継ぎ目（円弧歯形状）を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。 （ａ）は比較例２に係る電子写真用ローラの断面の模式図であり、（ｂ）は比較例３に係る電子写真用ローラの断面の模式図である。

以下、本発明の一態様について詳細に説明する。なお、本発明の一態様に係る電子写真用ローラとしては、例えば以下の各ローラが挙げられる。
・感光体に当接して帯電するための帯電ローラ、
・感光体の表面を露光することで電気的に形成された潜像にトナーを現像する現像ローラ、
・現像ローラに所定のトナーを供給すると共に現像ローラに残ったトナーを掻き取るトナー供給ローラ、
・紙の如き記録材にトナー画像を転写する転写ローラ。

図１に、本発明の一態様に係る電子写真用ローラ１１の構成を示す。電子写真用ローラ１１は、円筒形状の基体１２と、該基体１２の外周面上に設けられた弾性層１３とで構成されている。ここで、符号１４は円筒形状の基体の継ぎ目、符号１５は隙間の近傍の基体の内周面を被覆してなる弾性層のアンカー部、符号１６は基体の継ぎ目を貫通する隙間の幅である。

〈円筒形状の基体〉
本発明の一態様に係る円筒形状の基体は、その長手方向の一端から他端にわたって延在する継ぎ目を有し、該継ぎ目が、その少なくとも一部に該基体の厚み方向に貫通する隙間を有する。このような基体は、例えば、図２に示すように金属板２１をプレス加工により円筒形状に成形することによって作製することができる。具体的には、以下の（１）及び（２）を含む方法を採用することができる。
（１）プレス加工により金属板を円筒形状に成形すること、
（２）該成形の際に円筒の長手方向の一端から他端にわたって延在する金属板の継ぎ目の少なくとも一部に該基体の厚み方向に貫通する隙間を形成すること。

基体は、その長手方向の一端から他端にわたって延在する継ぎ目を有している。継ぎ目の形状は、直線形状でも凹凸部を有する形状のいずれでも良い。継ぎ目に複数の凹凸部を設けることにより基体に所望の強度をもたせることができる。凹凸の個数は多いほど基体の強度が向上して好ましいが、基体の製造上及び製品機能上で必要な強度を適宜選定すれば良い。また、円筒形状の基体の厚み（金属板の厚み）についても、基体の製造上及び製品機能上で必要な強度等を考慮して、適宜選定すれば良い。強度やコストを考慮すると、円筒形状の基体の厚みは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。凹凸の形状としては、櫛歯形状、ノコギリ歯形状、円弧歯形状、等が挙げられるが、特に限定されない。

基体の材質としては、鉄、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル等の金属や合金が挙げられる。基体はメッキ等の表面処理を施しても良く、ニッケルメッキや亜鉛メッキ等が挙げられる。

基体において、継ぎ目は、その少なくとも一部に基体の厚み方向に貫通する隙間を有している。この隙間は、基体の長手方向における一端から他端にわたって延在する継ぎ目の全長において、連続的に存在していてもよく不連続的に存在していてもよい。基体の強度を考慮すると、隙間を有する部分と隙間を有さない部分が混在していることが好ましい。

継ぎ目の形状が櫛歯形状やノコギリ歯形状である場合、プレス加工での製造安定性上、基体の継ぎ目の噛み合わせに金属板の逃げを設けることが好ましい。更に基体の機械的な強度を考慮すると、櫛歯形状やノコギリ歯形状の曲がり角部分に隙間を設け、直線部分には隙間を設けないことが好ましい。

継ぎ目において基体の厚み方向に貫通する隙間の幅（円周方向の幅、図４における符号４４）Ｔ（ｍｍ）は、基体の製造上及び製品機能上で必要な強度を考慮して、適宜選定すれば良い。貫通する隙間の幅Ｔは、弾性層用の材料が隙間に入り込み可能で、かつ、隙間に多量の材料が入り込むことで電子写真用ローラの表面に凹みが発生しないという観点から、０．０１ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下の範囲が好ましい。

〈弾性層〉
弾性層を構成する材料はポリマーと添加剤の混合物であり、ポリマーはゴムを含む材料であれば特に限定されない。具体的なゴムの材料としては、以下の原料ゴムに架橋剤を配合した熱硬化性のゴムの材料が挙げられる。天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンホモポリマー（ＣＨＣ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体（ＣＨＲ）、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３元共重合体（ＣＨＲ−ＡＧＥ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水添物（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、シリコーンゴム（Ｓｉ）、ウレタンゴム（Ｕ）、これらの混合物等。

弾性層の電気抵抗値を調整する場合には、導電剤を併用することができる。導電剤としては、以下の電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。カーボンブラック、グラファイト等の炭素材料；酸化チタン、酸化錫等の酸化物；Ｃｕ、Ａｇ等の金属；酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電化した導電粒子等の電子導電剤。過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウム等の無機イオン物質；ラウリルトリチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、トリオクチルプロピルアンモニウムブロミド、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート等の陽イオン性界面活性剤；ラウリルベタイン、ステアリルべタイン、ジメチルアルキルラウリルベタイン等の両性イオン界面活性剤；過塩素酸テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、過塩素酸トリメチルオクタデシルアンモニウム等の第四級アンモニウム塩；トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等の有機酸リチウム塩等のイオン導電剤。更に、弾性層の表面粗さを調整する目的で球状粒子を添加しても良い。球状粒子としては、有機系粒子、無機系粒子のいずれでも構わない。

必要に応じてゴムの配合剤として一般に用いられている充填剤、加工助剤、老化防止剤、架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、分散剤、発泡剤等を添加することができる。これらの材料の混合方法としては、バンバリーミキサーや加圧式ニーダー等の密閉型混合機を使用した混合方法や、オープンロール等の開放型の混合機を使用した混合方法などを例示することができる。

〈弾性層の形成〉
基体の外周面上に弾性層を形成する方法としては、例えば、基体と弾性層用の材料とをクロスヘッドから一体に押出成形するクロスヘッド押出成形法、円筒金型の両端に２つの円筒駒を組み、該円筒金型内に同心に基体を保持してゴムの材料を円筒金型内に注入し加熱することによりゴムの材料を硬化させてローラを成形する射出成型法が挙げられる。

図３は、基体と、弾性層用の材料とをクロスヘッドから一体に押出して、基体の外周面上に弾性層用の材料の層を形成する方法の説明図である。この方法は、電子写真用ローラの連続生産が容易で工程数も少なく、低コストでの製造に適している為、好ましい。図３において、押出機３１は、クロスヘッド３２を備えている。クロスヘッド３２は、基体送りローラ３３によって送られた基体３４を上部から挿入し、基体の外周面に円筒状のゴムの材料を押出して弾性部材を成形することができる。弾性部材を基体の外周面に円筒状に成形した後に、切断除去機３５によって弾性部材の端部を切断・除去し、基体の両端部の周面が露出している未加硫のゴム層を有する弾性ローラ３６を得ることができる。

この弾性ローラを加熱して、未加硫のゴム層を加硫する方法としては、熱風炉、加硫缶、熱盤、遠・近赤外線、電気炉、過熱水蒸気等のいずれの方法でも良い。更に加硫中に加熱した円筒状または平面状の部材に弾性ローラを回転させながら押し当てる方法を併用しても良い。弾性ローラの加硫の条件は、１４０℃以上２３０℃以下の範囲の温度で５分以上１２０分以下の時間とすることが好ましい。

〈アンカー部〉
電子写真用ローラにおいて、弾性層用の材料の一部は、円筒形状の基体の継ぎ目に存在する隙間に入り込み、かつ、該隙間の近傍の基体の内周面を被覆して弾性層のアンカー部を形成している。基体の内周面におけるアンカー部の幅（円周方向の幅）ｔ（ｍｍ）は、特に限定されず、弾性層のゴム材料の物性等を考慮して、目的とするアンカー効果が発現するように設定される。アンカー部の幅ｔ（ｍｍ）は、例えば、基体の内周面における隙間の幅０．１（ｍｍ）に対して、０．０１ｍｍ〜１．００ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度大きい値に設定される。

基体の長手方向におけるアンカー部の存在状態は、隙間の存在状態に依存する。即ち、隙間が、基体の長手方向全体に亘って連続的に存在する場合、通常、アンカー部も基体の長手方向全体に亘って連続的に存在することが好ましい。また隙間が、基体の長手方向において不連続的に存在する場合、アンカー部も基体の長手方向全体に亘って不連続的に存在することが好ましい。尚、本発明の効果が発揮されるのに十分な数及びサイズのアンカー部が存在すればよく、全ての隙間に、アンカー部が常に存在することは必ずしも必要ではない。

アンカー効果をより良く発現させる観点から、アンカー部の形成は、弾性層用の材料を基体の外周面上に適用する工程において行うことが好ましい。すなわち、該基体の外周面上に弾性層用の材料を適用し、弾性層用の材料の層を形成する工程において、該弾性層用の材料の一部を、該隙間を介して該基体の内周面側に侵入させて、該隙間の近傍の基体の内周面を被覆して該弾性層のアンカー部を形成させることが好ましい。

基体の外周面上に弾性層用の材料の層を形成する際に、基体の継ぎ目に存在する隙間に弾性層用の材料の一部を入り込ませて、該隙間の近傍の基体の内周面を被覆して弾性層のアンカー部を形成する。アンカー部の形成を、より容易にする観点から、継ぎ目の隙間の幅にもよるが、例えば、押出成形時の押出機からクロスヘッドに入るゴム圧力や、射出成形、プレス成形時の金型内のゴム圧力を０．５ＭＰａ以上５０．０ＭＰａ以下にすることが好ましい。また、弾性層用の材料が液状ゴムでない場合は、ＪＩＳ Ｋ ６３００−１：２０１３に基づく弾性層用の材料のムーニー粘度ＭＬ（１＋４）１００℃としては、５以上８０以下、特には、５以上７０以下とすることが好ましい。成形時のゴム圧力やムーニー粘度は、円筒形状の基体の内周面に弾性層のアンカー部が形成されるように適宜選定する必要がある。アンカー部を形成するためには、弾性層用のゴム材料のムーニー粘度にもよるが、成形時のゴム圧力を比較的高くする必要がある。

図４は、本発明の電子写真用ローラの断面を示す図であり、符号４５は、隙間の近傍の基体の内周面を被覆してなる弾性層のアンカー部である。電子写真用ローラは、円筒形状の基体４１と、弾性層４２とを一体に成形することにより成形され、成形時の圧力により、ゴムの材料が基体の継ぎ目部分の内周面４３まで貫通する隙間４４に入り込み、更にゴムの材料が内周面４３を突き抜ける。このような成形により、隙間近傍の内周面を被覆してなる弾性層のアンカー部４５が形成され、本発明の電子写真用ローラが得られる。

尚、弾性層を形成する際に、円筒形状の基体と弾性層との間に接着剤を用いることができるが、基体の継ぎ目の隙間を塞がないように、接着剤の層を形成することが必要である。

〈表面の研削等〉
電子写真用ローラの表面を研削する手段としては、特に限定されないが、砥石が移動して研磨する所謂トラバース方式や、より幅の広い砥石を移動せずに一括で研磨するプランジ方式が挙げられる。プランジ方式はゴムローラの全幅を一度に研削できる利点があり、トラバース方式より加工時間を短くすることができる為、より好ましい。電子写真用ローラを回転させながら研磨、研削する工程のように電子写真用ローラに大きなトルクがかかる場合においても、弾性層のアンカー部を有する本発明の電子写真用ローラは、円筒形状の基体の継ぎ目部分の隙間における弾性層の剥がれを防止でき、基体と弾性層とのずれを防止できる。

また、電子写真用ローラの特性を満足させる為、基体の外周面上の弾性層の表面に、紫外線や電子線等のエネルギー線の照射を行い、弾性層の表面を改質しても良い。更に、基体の外周面上の弾性層の表面に塗工液を塗布することにより表面層を形成しても良い。塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、ロール塗布、ブレード塗布、リング塗布、等を挙げることができる。

〈電子写真装置〉
本発明の一態様に係る電子写真装置の概略を示す模式図を図５に示す。感光ドラム５１は、図中の矢印が示す時計回りに所定の周速度（プロセススピード）で駆動され、回転する。感光ドラムには、例えばロール状の導電性支持体と該支持体上に無機感光材料または有機感光材料を含有する感光層とを少なくとも有する感光ドラムを用い得る。

帯電手段は、帯電ローラ５２と該帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とによって構成されている。帯電ローラは、感光体に所定の押圧力で接触させてあり、本例では感光体の回転に対して、従動回転駆動する。この帯電ローラに対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から、所定の直流電圧（本例では−１２００Ｖとする）が印加されることで、被帯電体の表面が所定の極性電位（本例では暗部電位−６００Ｖとする）に一様に帯電処理される（ＤＣ帯電）。このＤＣ帯電のほかにもＡＣ（交流電圧）＋ＤＣ（直流電圧）の帯電、注入帯電等の公知の帯電法を用いることができる。

また、露光手段５３には公知の手段を利用することができ、例えばレーザービームスキャナー、ＬＥＤ等を好適に例示することができる。

感光体の帯電処理面に該露光手段により目的の画像情報に対応した像露光がなされることにより、帯電面の露光明部の電位（本例では明部電位−３５０Ｖとする）が選択的に低下（減衰）して電子写真感光体に静電潜像が形成される。

現像手段５４としては公知の手段を利用することができ、例えば、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送する現像ローラ５４ａと、収容されているトナーを撹拌する撹拌部材（不図示）と、現像ローラのトナーの担持量（トナー層厚）を規制するトナー規制部材５４ｂとを有する構成とされている。現像手段は、感光体の表面の静電潜像の露光明部に、感光体の帯電極性と同極性に帯電（本例では現像バイアス−３５０Ｖとする）しているトナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をトナー像として可視化する。現像方式としては特に制限はなく、既存の方法すべてを用いることができる。既存の方法としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式及び磁気ブラシ方式等が存在するが、特にカラー画像を出力する電子写真装置には、トナーの飛散性改善等の目的より、接触現像方式の現像ローラ５４ａが好ましい。

転写ローラ５５は、感光体に所定の押圧力で接触させて転写ニップ部を形成させてあり、電子写真感光体の回転と順方向に感光体の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源Ｓ２からトナーの帯電特性とは逆極性の転写電圧が印加される。転写ニップ部に対して不図示の給紙機構部から記録材Ｐが所定のタイミングで給紙され、その記録材の裏面が転写電圧を印加した転写ローラにより、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電されることにより、転写ニップ部において被帯電体面側のトナー画像が記録材の表面側に静電転写される。

転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた記録材は被帯電体の表面から分離して、不図示のトナー画像定着手段へ導入されて、トナー画像の定着を受けて画像形成物として出力される。両面画像形成モードや多重画像形成モードの場合は、この画像形成物が不図示の再循環搬送機構に導入されて転写ニップ部へ再導入される。転写残トナー等の感光体の表面の残留物は、ブレード型等のクリーニング手段５６により、感光体の表面より回収される。

また、電子写真装置として、前記の感光ドラム、帯電部材、現像部材、クリーニング部材、トナー等やトナー容器、廃トナー容器等のうち複数のものを一体に結合したプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンター等の電子写真装置の本体に対して着脱可能に構成しても良い。プロセスカートリッジとすることで、劣化の激しい部材を一括して交換することが可能であり、またトナーが飛散することなくトナーの補充と廃トナーの回収をすることができる等の利点がある。

前記電子写真装置で用いられる帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等のローラに、本発明の一態様に係る電子写真用ローラを適用することができる。

以下、実施例、比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例に先立って、表面層用の塗布液の製造例、及び、電子写真用ローラの評価方法を説明する。

〈製造例１〉 塗布液１の作製
ポリカプロラクトン系ポリオールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とを反応させて得たウレタン樹脂を、樹脂成分が約２７質量％となるようにメチルイソブチルケトンに溶解した溶液に、更に導電剤としてカーボンブラックを樹脂成分に対し３０質量％、アクリル系粒子を樹脂成分に対し５０質量％添加し、十分に攪拌分散して塗布液１を作製した。

〈製造例２〉 塗布液２の作製
ポリエーテル系ポリオールと、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）とを反応させて得たウレタン樹脂を、樹脂成分が約２３質量％となるようにメチルエチルケトンに溶解した溶液に、カーボンブラックを樹脂成分に対し２０質量％、アクリル系粒子を樹脂成分に対し１５質量％添加し、十分に攪拌分散して塗布液２を作製した。

〈画像評価１〉 帯電ローラの画像評価
電子写真用ローラを帯電ローラとして、電子写真感光体と共に、電子写真感光体の両端の各々に５００ｇの荷重を負荷した状態で圧接してブラックのプロセスカートリッジに組込む。更に、このプロセスカートリッジをＡ４紙縦出力用の電子写真装置（ＬＢＰ７２００Ｃ キヤノン社製）に組込み、画像評価を行う。画像評価は、温度３０℃、相対湿度８０％の環境下で行う。

また、電子写真画像の出力は以下のように行う。まず、ハーフトーン画像（Ａ４サイズの紙に、電子写真感光体の回転方向と垂直方向に延びる幅１ドットの横線が、当該回転方向に２ドットの間隔で描かれた画像）を１枚出力する。続いて、Ａ４サイズの用紙に、大きさが６ポイントのアルファベット「Ｅ」の文字を、印字濃度が１％となるように印字した画像（以下、「Ｅ文字画像」ともいう）を連続して６０００枚出力する。但し、Ｅ文字画像を２５０枚出力する度に、ハーフトーン画像を１枚出力する。

こうして得られる２５枚のハーフトーン画像を目視で検査し、電子写真用ローラに起因する画像濃度ムラの有無を目視で検査し、下記の基準に基づき評価する。但し、濃度ムラが観察されたハーフトーン画像が出力された時点で、画像出力は中止し、後述する基体と弾性層とのずれ評価に移行する。また、１枚目のハーフトーン画像に濃度ムラが観察された場合は、Ｅ文字画像の出力を行わずに、後述する基体と弾性層とのずれ評価に移行する。
ランクＡ：いずれのハーフトーン画像にも濃度ムラが認められない。
ランクＢ：１枚目のハーフトーン画像には、濃度ムラが認められない。しかし、２枚目以降のいずれかのハーフトーン画像に濃度ムラが認められる。
ランクＣ：１枚目のハーフトーン画像に濃度ムラが認められる。

〈画像評価２〉 転写ローラの画像評価
電子写真用ローラを転写ローラとして、Ａ４紙縦出力用の電子写真装置（商品名：ＬＢＰ６２４０ キヤノン社製）に組込み、画像評価を行う。画像評価は、画像評価１の場合と同様である。

〈画像評価３〉 現像ローラの画像評価
電子写真用ローラを現像ローラとして、Ａ４紙縦出力用の電子写真装置（商品名：ＬＢＰ７２００Ｃ キヤノン社製）に組込み、画像評価を行う。画像評価は、画像評価１の場合と同様である。

〈基体と弾性層のずれ評価〉
画像評価の結果が、ランクＡの電子写真用ローラについては、最後のハーフトーン画像の出力後に、基体と弾性層との界面における剥離と、それに起因する基体と弾性層との「ずれ」の有無を観察した。また、画像評価の結果が、ランクＢの電子写真用ローラについては、濃度ムラが生じた最初のハーフトーン画像が得られた時点で、画像の出力を中止し、基体と弾性層との界面における剥離と、それに起因する基体と弾性層との「ずれ」の有無を観察した。さらに、画像評価の結果が、ランクＣの電子写真用ローラについては、１枚目のハーフトーン画像の形成直後に、基体と弾性層との界面における剥離と、それに起因する基体と弾性層との「ずれ」の有無を観察した。基体と弾性層の剥離およびそれに起因する「ずれ」の発生を確認方法は、以下の通りである。

プロセスカートリッジ、または電子写真本体から取り外した電子写真用ローラの弾性層部分を、カッターで切断する。画像評価の結果が、ランクＢおよびランクＣの電子写真用ローラについては、ハーフトーン画像における濃度ムラの発生箇所に対応する位置の弾性層部分を切断する。また、画像評価の結果が、ランクＡの電子写真用ローラについては、弾性層の、電子写真用ローラの軸に沿う方向に４等分し、３箇所の位置を切断する。切断後、基体と弾性層の界面部分の剥がれによる、ずれの発生の有無を目視確認して、以下の基準で表示する。
無：基体と弾性層の接触部分の剥がれによる、ずれが認められない。
有：基体と弾性層の接触部分の剥がれによる、ずれが認められる。

〔実施例１〕
下記表１の成分（１）の欄に示す材料を、６リットルの加圧ニーダーを用いて、１５分間混合した。次いで下記表１の成分（２）の欄に示す材料を加えて、１５分間オープンロールで混練して未加硫ゴム組成物を作製した。

一方、外径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍのステンレス鋼製の円筒形状の基体を用意した。円筒形状の基体は、ステンレス鋼製の平板、厚み０．６ｍｍをプレス加工により円筒形状に製造したものであり、継ぎ目の形状は図６（ａ）の模式図に示す櫛歯形状である。櫛歯形状の曲がり角部分６１は、図６（ｂ）に示す隙間６５を有し、隙間の幅６２は０．１ｍｍであった。また、櫛歯形状の山と谷の凹凸個数は２０個、歯と歯の長手方向の間隔６３は１１ｍｍ、山と谷の周方向の突起量６４は２ｍｍであった。基体の外周面上には、基体と弾性層とを接着させる為の接着剤（商品名：メタロックＮ、東洋化学研究所社製）を塗布した。接着層は厚さ３μｍで、基体の継ぎ目の隙間を塞がないように形成した。

次にクロスヘッド押出機を用いて円筒形状の基体と未加硫ゴム組成物とを一体に押出して、外径８．８ｍｍの未加硫ローラを成形した。押出機は、シリンダー径４５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２０の押出機を使用し、押出時の温調はヘッド９０℃、シリンダー９０℃、スクリュー９０℃とした。ゴム材料のムーニー粘度（ＪＩＳ Ｋ ６３００−１：２０１３）は５０であった。また、押出成形時のゴム圧力（押出機からクロスヘッドに入るゴム圧力）を２０ＭＰａに調整した。ゴム圧力は、押出機とクロスヘッドの間に金属メッシュ（メッシュ１００番、線径１００μｍ、（株）イゲタ金網製）を１枚設けた、押出成形時の金属メッシュ部（押出機側）の圧力である。

成形した未加硫ローラの両端を切断し、弾性層部分の軸方向幅を２３０ｍｍとした後、１６０℃で１時間の加熱加硫を行い、加硫ローラを得た。更にプランジ方式の研磨機で回転砥石を用いた乾式研磨により、中央部外径８．５ｍｍ、端部外径８．３ｍｍのクラウン形状の加硫ローラを得た。この加硫ローラの表面に、ハリソン東芝ライティング（株）製の低圧水銀ランプを用いて、波長２５４ｎｍの紫外線を積算光量が９０００ｍＪ／ｃｍ^２になるように照射して、電子写真用ローラＮｏ．１を得た。

電子写真用ローラＮｏ．１を帯電ローラとして、電子写真装置に組込み、画像評価１を行った。また、ずれ評価を行った。画像評価１の結果はランクＡであり、基体と弾性層の接触部分のずれは無かった。

尚、ムーニー粘度の測定に関する詳細な情報は以下の通りである。
ａ）この規格の番号：ＪＩＳ Ｋ６３００−１：２０１３
ｂ）試験片の種類，採取・作製方法：直径５０ｍｍで厚さ６ｍｍの円板状のもの（ＪＩＳＫ６３００−１：２０１３に従う）
ｃ）試験装置の型式：型式ＳМＶ−２００、島津製作所社製
ｄ）試験温度：１００．０±０．５℃
ｅ）ロータの種類：Ｌ形。

〔実施例２〕
基体として実施例１と同様な櫛歯形状を有するステンレス鋼製の円筒形状の基体を用いた。櫛歯形状の各部のサイズを表３に示す。基体と弾性層との間に接着層を設けずに弾性層を形成した以外は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＮｏ．２を得た。また、実施例１と同様にして、画像評価１及びずれ評価を行った。評価結果を表３に示す。

〔実施例３〕
基体として実施例１と同様な櫛歯形状を有するステンレス鋼製の円筒形状の基体を用いた。櫛歯形状の各部のサイズを表３に示す。弾性層を形成した後に弾性層の表面に塗工液１を塗布することにより厚さ１５μｍの表面層を形成し、室温で３０分間風乾し、更に熱風循環乾燥機にて温度１６０℃で１時間乾燥し、材料を硬化させた。これら以外は、実施例１と同様な方法で電子写真用ローラＮｏ．３を得た。また、実施例１と同様にして画像評価１及びずれ評価を行った。評価結果を表３に示す。図７（ａ）に電子写真用ローラＮｏ．３の断面の模式図を示す。符号７１は表面層である。

〔実施例４〕
下記表２の成分（１）の欄に示す材料を、６リットル加圧ニーダーを用いて、７分間混合した。更に、下記表２の成分（２）の欄に示す材料を加えて、１５分間オープンロールで混練して未加硫ゴム組成物を作製した。なお、表２中、「ＯＢＳＨ」は、４，４´−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）の略である。

一方、外径５ｍｍ、長さ２４０ｍｍのステンレス鋼製の円筒形状の基体を用意した。円筒形状の基体は、ステンレス製の平板、厚み０．６ｍｍをプレス加工により円筒形状に製造したものであり、継ぎ目の形状は実施例１と同様な櫛歯形状である。櫛歯形状の各部のサイズを表３に示す。

次に、実施例１と同様に、クロスヘッド押出機を用いて円筒形状の基体と未加硫ゴム組成物とを一体に押出して、外径１０．０ｍｍの未加硫ローラを成形した。押出機は、シリンダー径４５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２０の押出機を使用し、押出時の温調はヘッド５０℃、シリンダー５０℃、スクリュー５０℃とし、押出成形時の押出圧力を２０ＭＰａに調整した。成形した未加硫ローラを電気炉にて２００℃で３０分間、加熱加硫した後、弾性層の両端部を切断して軸方向幅が２１６ｍｍの加硫発泡ローラを得た。更にプランジ方式の研磨機で回転砥石を用いた乾式研磨により、外径１２．５ｍｍの電子写真用ローラＮｏ．４を得た。図７（ｂ）に、電子写真用ローラＮｏ．４の断面の模式図を示す。符号８１は発泡弾性層である。電子写真用ローラＮｏ．４を転写ローラとして、電子写真装置に組込み、画像評価２を行った。また実施例１と同様にしてずれ評価を行った。評価結果を表３に示す。

〔実施例５〕
実施例１と同様の外径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍのステンレス鋼製の円筒形状の基体を用意した。この基体の継ぎ目の形状は実施例１と同様な櫛歯形状である。櫛歯形状の各部のサイズを表３に示す。基体の外周面上には、基体と弾性層とを接着させる為の接着剤（商品名：プライマーＸ−３３−１７３、信越化学工業社製）を塗布した。接着層は厚さ５μｍで、基体の継ぎ目の隙間を塞がないように形成した。

この基体を用いて、円筒金型と該円筒金型に基体を保持する２つの円筒駒を組み、円筒金型の長手方向に平行に分割される加熱用熱盤で円筒金型を挟み込み１５０℃に加熱し、射出成型により導電性シリコーンゴム材料（商品名：「ＤＹ３５−１１」、東レダウコーニング社製）を円筒金型内に注入後、１５分間加熱して硬化させ、脱型した。その後、更に電気炉にて２００℃、４時間加熱して、更に、硬化させて、基体の外周面上にゴム層が形成された加硫ローラを得た。射出成形時の金型内のゴム圧力は０．５ＭＰａであった。この加硫ローラの表面に塗工液２を塗布することにより厚さ２０μｍの表面層を形成し、室温で３０分間風乾し、更に熱風循環乾燥機中において温度１４０℃で４時間乾燥し、材料を硬化させて電子写真用ローラＮｏ．５を得た。尚、研磨処理は行わなかった。

電子写真用ローラＮｏ．５を現像ローラとして、電子写真装置に組込み、画像評価３を行った。また実施例１と同様にしてずれ評価を行った。評価結果を表３に示す。

〔実施例６〕
基体としてステンレス鋼製の円筒形状の基体の継ぎ目の形状が、図８の模式図に示すノコギリ歯形状である基体を用いた。ノコギリ歯形状の山谷部分には隙間を有し、隙間の幅９１は０．２ｍｍ、ノコギリ歯形状の山と谷の凹凸個数は２２個、山と谷の長手方向の間隔９２は１０ｍｍ、山と谷の周方向の突起量９３は２ｍｍであった。これ以外は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＮｏ．６を得て、評価を行った。評価結果を表３に示す。

〔実施例７〕
基体としてステンレス鋼製の円筒形状の基体の継ぎ目の形状が、実施例６と同様のノコギリ歯形状である基体を用いた。ノコギリ歯形状の各部のサイズを表３に示す。これ以外は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＮｏ．７を得て、評価を行った。評価結果を表３に示す。

〔実施例８〕
基体としてステンレス鋼製の円筒形状の基体の継ぎ目の形状が、図９の模式図に示す円弧歯形状である基体を用いた。円弧歯形状の山谷の頂点部分に隙間を有し、隙間の幅１０１は０．１ｍｍ、円弧歯形状の山と谷の凹凸個数は１５個、山と谷の長手方向の間隔１０２は１５ｍｍ、山と谷の周方向の突起量１０３は３ｍｍであった。これ以外は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＮｏ．８を得て、評価を行った。評価結果を表３に示す。

〔実施例９〕
基体としてステンレス鋼製の円筒形状の基体の継ぎ目の形状が、実施例８と同様の円弧歯形状である基体を用いた。円弧歯形状の各部のサイズを表３に示す。これ以外は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＮｏ．９を得て、評価を行った。

〔実施例１０〕
基体としてステンレス鋼製の円筒形状の基体の継ぎ目の形状が、長手方向に直線状に延びるストレート形状である基体を用いた。ストレート形状の継ぎ目は、基体の両端部以外には部分的に隙間を有し、隙間の幅は０．１ｍｍであった。これ以外は、実施例１と同様にして電子写真用ローラＮｏ．１０を得て、実施例１と同様にして評価を行った。評価結果を表３に示す。

〔比較例１〕
基体として実施例１と同じ櫛歯形状及び隙間を有するステンレス鋼製の円筒形状の基体を用いた。実施例１の未加硫ゴム組成物を、押出機を用いて円筒状のチューブに押出した後、円筒状のチューブの軸方向幅を２３０ｍｍに切断し、１６０℃、１時間の加熱加硫を行い、更にこの円筒状のチューブ内に円筒状の基体を挿入して、加硫ローラを得た。この加硫ローラをプランジ方式の研磨機で回転砥石を用いた乾式研磨により、中央部外径８．５ｍｍ、端部外径８．３ｍｍのクラウン形状の電子写真用ローラＮｏ．１１を得た。電子写真用ローラＮｏ．１１を帯電ローラとして、電子写真装置に組込み、画像評価１を行った。評価結果はランクＣであった。

画像評価１の結果がランクＣであったため、基体と弾性層との界面部分のずれを確認したところ、基体と弾性層との剥離による「ずれ」の発生が認められた。電子写真用ローラの作製過程における研磨工程での回転の負荷により、円筒形状の基体の継ぎ目部分で弾性層が剥がれ、基体と弾性層とのずれが発生したと考えられる。

〔比較例２〕
基体として実施例１と全く同様な櫛歯形状を有するステンレス鋼製の円筒形状であって、継ぎ目に基体の厚み方向に貫通する隙間が全く存在しない基体を用いた以外は、実施例５と同様な方法で電子写真用ローラＮｏ．１２を得た。この電子写真用ローラにおいて、継ぎ目には弾性層を構成しているゴム材料が入り込んでいるが、貫通する隙間が存在しないために、円筒形状の基体の内周面には弾性層のアンカー部は形成されていない。

この電子写真用ローラＮｏ．１２を現像ローラとして、電子写真装置に組込み、実施例５と同様な画像評価３を行った。画像評価の結果は、ランクＢであった。また、基体と弾性層との界面部分のずれを確認したところ、基体と弾性層との剥離による「ずれ」の発生が認められた。このずれは、電子写真装置内での長期に亘る回転によるトルクを受けて、発生したと考えられる。

〔比較例３〕
実施例１と全く同様な櫛歯形状及び隙間を有するステンレス鋼製の円筒形状の基体の継ぎ目の隙間に、無機粒子を入り込ませて留まるようにした後に、弾性層を成形した以外は、実施例５と同様な方法で電子写真用ローラＮｏ．１３を得た。この電子写真用ローラにおいて、継ぎ目には弾性層を構成しているゴム材料が入り込んでいるが、継ぎ目の隙間が無機粒子により塞がれているために、円筒形状の基体の内周面には弾性層のアンカー部は形成されていない。図１０（ａ）は、電子写真用ローラＮｏ．１３の断面図であり、符号１１１は円筒形状の基体、符号１１２は弾性層、符号１１３は無機粒子を示す。

電子写真用ローラＮｏ．１３を現像ローラとして、電子写真装置に組込み、実施例５と同様な画像評価３を行った。画像評価の結果、ランクＢであった。基体と弾性層との界面部分のずれを確認したところ、基体と弾性層との剥離による「ずれ」の発生が認められた。このずれは、電子写真装置内での長期に亘る回転によるトルクを受けて、発生したと考えられる。

〔比較例４〕
実施例１と全く同様な櫛歯形状及び隙間を有するステンレス鋼製の円筒形状の基体の継ぎ目部分及び隙間に、エポキシ樹脂（充填材）をパテで埋め込ませて留まるようにした後に、弾性層を成形した以外は、実施例１と同様な方法で電子写真用ローラＮｏ．１４を得た。この電子写真用ローラにおいて、継ぎ目には弾性層を構成しているゴム材料は入り込んでおらず、また円筒形状の基体の内周面には弾性層のアンカー部は形成されていない。図１０（ｂ）は、電子写真用ローラＮｏ．１４の断面図であり、符号１２１は円筒形状の基体、符号１２２は弾性層、符号１２３は充填材を示す。

電子写真用ローラＮｏ．１４を帯電ローラとして、電子写真装置に組込み、実施例１と同様にして画像評価１を行った。画像評価の結果は、ランクＣであった。また、基体と弾性層の接触部分のずれを確認した結果は、「ずれ有」であった。ローラ作製の研磨工程におけるプランジ方式の研磨機の回転負荷により、円筒形状の基体の継ぎ目部分で弾性層が剥がれ、基体と弾性層とのずれが発生したと考えられる。

〈評価結果の考察〉
比較例１、比較例４の電子写真用ローラでは、円筒形状の基体の継ぎ目部分に弾性部材が入り込んでいないため、弾性部材と円筒形状の基体に大きなずれが生じた。また、比較例２、比較例３の電子写真用ローラでは、継ぎ目には弾性層用のゴム材料が入り込んでいるが、基体の内周面には弾性層のアンカー部が形成されていないため、弾性部材と円筒形状の基体にずれが生じ、画像に影響が発生した。

一方、実施例１〜１０の電子写真用ローラでは、円筒形状の基体の継ぎ目部分から、弾性層用の材料の一部が隙間に入り込み、かつ、隙間の近傍の基体の内周面を被覆して弾性層のアンカー部を形成している。その結果、回転時に大きなトルクを受ける場合でも、円筒形状の基体の、特に継ぎ目部分で剥がれを抑制して、基体と弾性層の間のずれを防止することが可能であった。これにより画像濃度ムラを抑制することが可能であった。

Claims (6)

1. 円筒形状の基体と、該基体の外周面上に設けられた弾性層と、を有する電子写真用ローラであって、
   該基体は、その長手方向の一端から他端にわたって延在する継ぎ目を有し、
   該継ぎ目は、その少なくとも一部に該基体の厚み方向に貫通する隙間を有し、
   該弾性層用の材料の一部が該隙間に入り込み、かつ、該隙間の近傍の該基体の内周面を被覆して該弾性層のアンカー部を形成していることを特徴とする電子写真用ローラ。
2. 前記継ぎ目は櫛歯形状を有し、前記隙間は該櫛歯形状の曲がり角部分に存在する請求項１に記載の電子写真用ローラ。
3. 請求項１または２に記載の電子写真用ローラの製造方法であって、
   （Ａ）基体を用意する工程と、
   （Ｂ）該基体の外周面上に弾性層用の材料を適用し、弾性層用の材料の層を形成する工程と、を有し、
   該工程（Ｂ）は、該弾性層用の材料の一部を、該隙間を介して該基体の内周面側に侵入させて、該隙間の近傍の基体の内周面を被覆して該弾性層のアンカー部を形成する工程を有する、ことを特徴とする電子写真用ローラの製造方法。
4. 前記工程（Ａ）が、金属板をプレス加工により、該基体を形成する工程を有する請求項３に記載の電子写真用ローラの製造方法。
5. 前記工程（Ｂ）が、前記基体と前記弾性層用の材料とを一体に成形するクロスヘッド押出成形によって、該基体の外周面に該弾性層用の材料を適用する工程を有する請求項３または４に記載の電子写真用ローラの製造方法。
6. 請求項１または２に記載の電子写真用ローラを具備していることを特徴とする電子写真装置。

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