JPH02286769A - 接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、接着剤に関し、特には嵌合接着時における同
軸性を向上させることのできる接着剤に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、使用されている接着剤商品は、２万種以上に及び
、その組成、形態、機能などに着目すると次の様に分類
される。

１、熱力学的分類（熱に対する応答性ての分類）； ・熱硬化性樹脂系（エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系
） ・熱可塑性樹脂系（ポリ酢酸ビニル系、ポリアミド系） ・ゴム系（シリコンゴム系、ポリウレタンゴム系） ・複合系（ゴム／フェノール系、エポキシ／ナイロン系
） ２、機能面での分類 ・構造用（エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系） ・非構造用（ゴム系、ポリ酢酸ビニル系、ポリオレフィ
ン系） ３、形態上の分類； ・溶液 ・エマルジョン ・感圧 ・再湿 ・重縮合 ・フィルム ・ホットメルト 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の接着剤は、密着できる接合面間の接着のみに力点
かおかれているため、接合面間にギャップが生じる部材
の接着に適していない場合が多い 例えば、嵌入部を有する部材と嵌入孔を有する部材との
嵌合接着において、これらにギャップがあると、従来の
接着剤を用いた嵌合接着では、嵌入部が嵌入孔の内壁の
一方に片寄って、すなわちこれらの軸がズして接着され
たり、これらの軸に振れが生じ易い。

このような軸ズレや軸振れが生じる嵌合接合は、同軸性
か重視される嵌合接合には利用できない。

また、接合面間にあるギャップに充填された接着剤自体
の強度はそれほど高くないので、接合面間にあるギャッ
プが大きくなるほど接着強度は低下する。従って、接合
面間に大きなキャップを有する、あるいは多くのギャッ
プを有する部材の接着では、良好な接着強度を得ること
か難しい。

本発明の目的は、接合面間にギャップのある部材の接着
、特に同軸性が重視される輔−孔の嵌め合いの系の接着
に好適な接着剤を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明の接着剤は、微小球体部材を含有する
ことを特徴とする。該微小球体部材として弾性体を用い
ることで、嵌合接着においてより精度の高い同軸性を得
ることができる。

本発明の接着剤を用いる例としては、同軸性が特に必要
とされる軸部材と軸受部材の接合か挙げられる。

軸部材と軸受部材の組合せとしては第１図及び第２図に
示すようなものが挙げられる。

第１図は円柱状の輔１と１ｉ＋ｈ　１の端部が嵌入され
る嵌入部を有する軸受部材２との接着剤３による嵌合接
着の状態を示す。また、第２図は、円筒状の軸（円筒部
材）１が、軸１内へ嵌入される凸部を有する軸受部材２
と接着剤３により嵌合接着された状態を示す。また、接
着剤３の層の拡大断面図を第３図に示す。

本発明の接着剤が適用されるシリンダーなどの軸部材の
端部は円形に限られず、楕円形や多角形をしていてもよ
い。また、フランジやギア付フランジなどの軸受部材は
、軸部材の回転中心を決定する位置部を備えており、軸
部材の端部に接合されるものである。

本発明の接着剤が適用できる部材の材質としては、アル
ミニウム、アルミニウム合金、ポリカーボネート、フッ
素含有ポリカーボネート、ナイロン樹脂、ユリア樹脂、
フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、または
これらの組み合わせ等が挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。

本発明に用いる微小球体部材（３−１）の材料としては
、樹脂、ゴム、エラストマー及びこれらの混合材料等を
挙げることができる。

樹脂からなる微小球体部材を用いる場合、その材質、物
性、大きさ等は、接着剤の用途に応じて種々選択できる
。

例えば、接合面間のギャップが、微小球体部材の径より
も小さい場合、微小球体部材によって接合面間の所定の
間隔が損なわれないように、微小球体部材が変形し、あ
るいは破壊される必要がある。そのような場合には、例
えば曲げ弾性率か０、ＯＩＸ　１０４〜５×１０４未満
の樹脂からなる微小球体部材が好適である。

一方、接合面間のギャップが微小球体部材の径よりも大
きい場合には、０．ＯＩＸ　１０４〜５×１０４〜５　
ｘ　１０４〜５×１０４ｋｇ／ｃｍ２、より好ましくは
０．］Ｘ　１０４〜５×１０４　〜３　Ｘ　１０４〜５
×１０４ｋｇ／ｃｍ２の曲げ弾性率を有する樹脂が好適
である。

すなわち、この範囲の曲げ弾性率を有することで、容易
に変形したり、破壊されたすせず、キャップ内への微小
球体部材の良好な充填効果を得ることができる。更に、
このような適度な曲げ弾性率を有することで、微小球体
部材の弾性回復力を利用したより高い位置精度ての嵌合
接着等を容易に行なうことができるという利点がある。

なお、本発明における曲げ弾性率とは、ＪＩＳ　Ｋ７１
６に規定された方法により測定されたものである。

本発明に用いられる微小球体部材の粒径は３０μｍ以下
、好ましくは２０μｍ以下である。

また、嵌合部等における微小球体部材の動きを考えた場
合、いびつな形状の粒子よりも、球形粒子の方か転がり
による流動性があるので微小球体部材は真珠であること
が好ましい。

又、その大きさは適用嵌合系等の接着される部材の接合
面間のギャップの大きさに応じて決める。例えば、最大
ギャップの半分を最密充填で１層乃至３層て埋める事を
１」安に微小球体部材の大きさを決めれば良い。最大ギ
ャップ７２μｍの例てはその半分の３６μｍを１層乃至
３層の球体で埋める事になるので、１３μ■乃至１８μ
ｍとなるが、実際には複数の径を用いるので、この例の
場合、１８μｍ以下の微小球体部材を採用することにな
る。

本発明の接着剤の接着剤成分（３−２）そのものとして
は、微小球体部材との使用適合性を考ＪＪＶｉする必要
があるが、エポキシ樹脂系、フェノール樹脂系などの熱
硬化性系、ポリ酢酸ビニル系、ポリアミド系なとの熱可
塑性系、シリコンゴム系、ポリウレタンゴム系などのゴ
ム系、又、その他にアクリル樹脂、尿素樹脂、メラミン
樹脂、メタクリル樹脂等が挙げられ、又、これらの樹脂
の複合系を用いることもできる。

本発明における微小球体部材の粒度分布を、シャープに
することが好ましいが一定の分布内にあれば、その効果
を妨げない。

本発明の接着剤を用いた嵌合接着において、例えば第２
図に示した円筒部材１と軸受部材２との嵌合接着の場合
では、先ず、その両者の間に微小球体部材含有の接着剤
の層が形成され、もし両者のキャップが微小球体部材の
径よりも大きい場合、軸受部材は円筒中心より、はずれ
て一方向に片寄って位置することになる。この時、接着
剤に含有される微小球体部材が弾性体であることで、軸
受部材円周に存在している微小球体部材の弾性回復によ
り軸受部材は円筒中心に押され振れ回りの精度は良化さ
れ、第３図に示すように軸ズレや軸の振れのない嵌合接
着が容易に行なえる。

さらに、軸受部材２円周の微小球体部材３−１を充分に
、より均一に分散させるために軸受部材２を円筒部材１
に接合する際軸受部材２又は円筒部材１を回転させなか
ら嵌合すること、あるいは嵌合後回転させることは、よ
り高精度の振れ回り寸法を得るために好ましい。

このような事実に着目し、接着剤の分子を大きくするの
ではなく、これを更に発展させた形態として、均一な、
あるいは一定幅の微小球体部材を含有した接着層を上記
のような円筒部材の端部嵌合部と軸受部に介在させれば
、軸受部の中心軸がより一一層、円筒部の中心軸に接近
する事になり、振れ回りの精度は極めて向上する。

また、微小球体部材を接着層に含有することにより、増
粘してチキントロピーの傾向を持つようになるので、嵌
合部分のギャップが大きい場合には接着強度を低下させ
ずに強度を保つことかてきる。

さらに、接着剤の接着力を低”ドさせない極微小の球体
部材、嵌合部分のギャップの半分以下の径の粒子を接着
剤と共に塗布すれば、円筒端部の内壁、あるいは、軸受
部外壁にそれらの微小球体部材がランダムに付着する為
、円筒部材と軸受部材の同軸性が良くなり、従って振れ
回ねり精度が良くなる。

上記例の場合、ギャップを決める微小球体部材が球形で
あるので、その転がりにより、容易に間隔が詰まり、最
密充填に近く充填されるものと考えられる。

もし、球形でないとすると、転がりによる流動性がない
為、最初にギャップを詰めた形で円筒部材と軸受部材が
固定される。勿論、この場合にもギャップを埋めて、中
心軸を一致させる方向に作用するので前記のように振れ
を小さくする効果はある。

このような効用は充填された微小球体部材が球形で、円
筒部材と軸受部材の嵌合端部とのキャップが、その球の
径よりも若干小さい場合に有効に現われる。なお、キャ
ップよりも球径の方が大きい場合には、先に述べたよう
に微小球体部材がもろいか、あるいは軟らかい事か必要
とされる。もろければ球か砕けて、キャップよりも小さ
い粒子としてギャップを埋めることになり、又、軟らか
ければ楕円状に変形してキャップを埋め、適度な弾にト
をイ「する場合にはキヤ・ツブ円周の各点から等方的に
力を受け、これにより、軸受部材は、より−・層、中心
に寄ることになる。

更に、円筒部材と軸受部材の嵌合端部とのギャップ幅の
触れが大きい場合や、同一の円筒部材と輔受部旧の嵌合
端部とのギャップ幅が場所的に相ソ′１異ってくる場合
には、径の異なる微小球体部材を用いることも有効であ
る。

例えば８μｍと４μｍに調整した微小球体部材を円筒部
材と軸受部材の接合に用いた場合、１６μｍ以１のキャ
ップでは８μｍの球体が有効に作用し、それ以ドのキャ
ップては４μｍの球体かイ１−効に働くものと予想され
る。

以上のような、微小球体部材がギャップを埋めて振れ積
度を１−げる効果について、微小球体部材の必要最少量
はキャップ内で効果的な敗ばつを示せば、５乃至６個で
良いと考えられるが現実には微小球体部材が転がり、円
周−杯に拡がるものと思われるので基本的には接着部分
の面積を微小球体部材の総断面積て割フた数たけ微小球
体部材が使われる事になる。

ところが、現実には、微小球体部材が一層であるとは限
らず、積層した状態でキャップを埋める可能性が大きい
。

又、微小球体部材は最密充填状に積層される可能性が高
く、その場合微小球体部材の半径なｒとすると微小球体
部材によって埋められる厚みは、ｎ層あるとして 部材は、ギャップの半分を各々、上記式で満たすだけ、
積層されるものと考えられる。

微小球体部材が最密充填構造でギャップを埋めたとする
と、最大７３．２％の空間を埋める事になる。従って、
接着剤全体の容積に占める微小球体部材の容積の比（混
合率）を理論上７３．２％程度にすれば、理想的にギャ
ップを埋めることが可能となる。

微小球体部材が少なくとも１層状態で接合面を覆うとす
ると、ギャップに対する微小球体部材の径の比率が小さ
い程、その混合率は小さくなる。

ギャップを最大３層で埋めるような径の微小球体部材を
用いた場合の１層被覆状態に必要な混合率は約２０％で
あるので、その２０分の１の約１％を最低混合率とすれ
ば、充分、適用可能と考えられる。

以下、−例として軸受部材と円筒部材の嵌合部（接合面
間）ギャップが最大７２μｍある系に対して、ｌＯ乃至
１５μｍの微小球体部材を含有した接着剤を適用した場
合について述べる。

これらの最大ギャップ７２μｍは、軸受部材と円筒部材
とが接触して嵌合されている場合の円筒部材内径φ５８
．３００〜φ５８．３４６及び軸受部材外径φ５８．２
７４〜φ５８．３２０の最大内径と最大外径の差がら生
ずる。

ここで、１５μｍの微小球体部材がギャップ内に存在し
ない場合、両者の軸のズレの最大は両者の半径の差とな
るのて３６μｍである。一方、１５μｍの微小球体部材
が存在すると、その大きさ分（１５μｍ）、円筒部材が
中心に寄る為、これらの軸のズレは最大で２１μｍとな
る。

そして、この２１μｍのズレは円筒部材の軸を中心とし
た場合に２１μｍの半径で回転することになるので、円
筒のみの振れを８０μｍとすると、中心軸のズレにより
生ずる振れが円筒そのものがもつ振れに加算されると考
えられる場合には８０μｍ　＋２１μｍ　Ｘ　２＝１２
２　μｍ　　となる。

これに対して、微小球体部材のない場合には、８０μｍ
＋３６μｍＸ２＝１５２μｍ　となる。

実際には、先に説明したような微小球体部材の積層によ
って、効果的にギャップが埋められているのて、中心軸
のズレの最大は２１μ川よりも小さく、円筒部材そのも
のの振れに近い振れ精度になる、。

ｌ−記例の場合、理想的には何層になっているかを前述
の式て算出すると、 ｎ二２．６となる。

従って現実には、２層乃至３層に積層してギャップを埋
めていると考えられる。

本発明の接着剤を用いる例としては、例えば電子写真装
置の電子写真用感光体ドラムや現像スリーブなどが挙げ
られる。電子写真の現像工程において感光体ドラムの表
面上の静電荷像に応じてトナー粒子を付着させる際に、
トナー粒子を保持しているトナー供給体と感光体ドラム
との間隔は非常に重要であり、この間隔は、感光体ドラ
ムとトリー−供給体の各部について一様でなければなら
ない。しかしながら、感光体トラムのシリンタ゛−（円
筒部材）とフランジ（軸受部材）の径の差が大きい場合
両者の中心軸がズして振れ回わりの粒度が悪くなり、ト
ナー粒子の付着量が不均一になってしまう。その結果、
形成されたトナー像を紙などに転写した際、画像濃度の
むらか発生してしまう。このような場合、本発明の接着
剤によってシリンダーとフランジとを嵌合接着して形成
した感光体ドラムを用いれば、トナー粒子の付着量の不
均一さが解消され、画像濃度むらのない良質な画像を得
ることができる。

電子写真用感光体ドラムや現像スリーブの作製に本発明
の接着剤を用いる場合の接着層の厚さは、例えば５０μ
ｍ以下、好ましくは３０μｍてあり、含有されている微
小球体部材の粒径は：）０μｍ以下、好ましくは２０μ
ｍ以下である。

本発明の接着剤を小型複写機の感光体ドラムの形成用と
して用いた場合、特に有効となる。感光体ドラムは、プ
ラスチックなどのフランジとアルミニウムなどのシリン
ダーを接合させて比較的安価で簡単な加工工程で製作す
ることが必要なので、本発明の接着剤を用いれば、低コ
ストで余分な追加工を必要とせずに同軸性、及び振れ回
り精度の良い感光体をつくることができる。

なお、本発明の接着剤の用途は、上述した例に限定され
ず、接合面間に全体に、あるいは部分的にギャップがあ
る部材の接着に好適に利用できる。

実施例１ 外径φ６０、内径φ５８．５±８°４６、長さ２６０ｍ
ｍの感光体層を有する円筒部材（感光体ドラム）に外径
φ５８．５二８８Ｂのギア・フランジの軸受部材を接合
した感光体ドラムを用い、回転軸に対する振れ回りの精
度をみた。接合には、メタクリレート系嫌気性接着剤（
スリーボンド社ＴＢ１３７０系）と平均粒径２０μｍの
ポリエチレン系樹脂の微小球体（曲げ弾性率Ｉ　Ｘ　１
０４〜５×１０４ｋｇ／ｃｎ＋２．平均粒径１５ｇｍ）
の混合物（混合率、接着剤成分３重量部、微小球体部材
１重量部）を用いた。

表１ 比較例１ 微小球体部材を用いない以外は、実施例１と同様にして
検討を行なった。結果を表２に示す。

表２ なお、「円筒自体の振れ」の測定は、その両端を円筒に
対して同軸で受ける、精度のよい測定用治具で円筒を支
持し８分の１の割り出しでの測定である。この場合、主
に振れに影響する要因は円筒自体のもつ歪みである。

ギア・フランジを接着した状態ての振れは以下のように
して測定した。

第５図及び第６図に示すように、円筒部材５にギア６、
フランジ７を接着したあと、軸受部治具フランジ８を各
々挿入する。軸受部治具フランジ８はギア６、フランジ
７の中にあって固定される。、これをマスターシリンタ
ー９に対面１ｊ−る様に測定装置にセットし、’ＩｑＩ
＋受部治！（フランジ８の輔を中心に回転させる。円ｔ
つ］部材５を両端から５ｍｍ入った所から長手方向に８
等分割し、各々の点９点でマスターシリンダー９と感光
ドラム５の間隙１０をレーザーで測定し振れ回り精度を
する。

このギア・フランジを接着した系の測定において主に振
れに影響するのは円筒自体のもつ歪みとギア及びフラン
ジの外径と円筒内径とのギャップからくる、中心軸のズ
レによる回転の振れである。

先に説明した如く、上記の中心軸のズレに起因する回転
の振れは微小球体部材の混入により、良化することが確
認された。

実施例２ 複写機用マグネットローラー・スリーブの作製に本発明
の接着剤を用いた。

これは、円筒の片端にフランジが入った形状て使用する
ので、回転の振れは円筒の片端とフランジの回転軸部を
基へとして測定しており、実施例１の測定とは異なる。

すなわち、第７図に示すように、定盤１−に２台のＭブ
ロック１３でフランジが接着された内油１１を水平に保
ち、円筒１１を回転させ、フランジの軸部（φ９．６）
の突起部分】２の触れをインジケーター１４で測定した
。

スリーブの円筒、外径φ１６．０、内径φ１４、〇九８
０２７、長さ２５５ｍｍ　、フランジ外径φ１４、〇二
８８？玩をメタクリレート系嫌気性接着剤に平均粒径１
５μｍ、曲げ弾性率１　ｘ　１０４〜５×１０４　ｋｇ
／ｃｍ’のポリエヂレン樹脂を混合（混合率、接着剤成
分４重量部、微小球体部材１重量部）した接着剤で接着
し、側面規準のフレ測定を行なった。

世し、振れの測定は上述のように実施例１のような軸中
心ではない９．結果を表３に示す。

表３ 実施例３ 微小球体部材を平均粒径１８μｍ、曲げ弾性率６×１０
４〜５×１０４　ｋｇ／ｃｍ２のメラミン樹脂からなる
微小球体部材を用いる以外は実施例２と同様にして検討
を行なった。得られた結果を表４に示す。

表４ 〔発明の効果〕 本発明の接着剤を用いれば、例えば円筒部材と軸受部品
の中心軸のズレを小さくして、振れ回り精度を向４−さ
せることができる。さらに本発明の接着剤を用いる微小
球体部材に適度の弾性を有する材料を用いることで、微
小球体部材の弾性により軸受部品を円筒中心に押し振れ
回り精度をより高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は嵌合接着の一例を断面で示した図、
第３図は嵌合接着部の接着層の拡大断面図、第４図は円
筒部材と軸受部材の嵌合接着状態を示す断面図、及び第
５図〜第７図は軸の触れの測定方法を説明するための図
である。 １：軸部材（円筒部材） ２：軸受部材 ３：接着剤 ３−１＝微小球体部材 ３−２＝接着剤成分 特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）微小球体部材を含有することを特徴とする接着剤。 ２）微小球体部材が０．０１×１０＾４〜５×１０＾４
   ｋｇ／ｃｍ＾２の範囲の曲げ弾性率を有する樹脂からな
   る請求項１記載の接着剤。 ３）微小球体部材が０．１×１０＾４〜３×１０＾４ｋ
   ｇ／ｃｍ＾３の範囲の曲げ弾性率を有する樹脂からなる
   請求項１記載の接着剤。