JPH09262912A

JPH09262912A - 導電性ローラ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09262912A
Application number: JP8103525A
Authority: JP
Inventors: Noburo Kondo; 信郎近藤; Satoshi Kondo; 敏近藤
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】硬度が低く極めて柔軟で、十分なニップ幅を
確保することができ、感光ドラム等の被接触物を汚損す
ることがなく、且つ長期間の使用に耐える導電性ローラ
及びその製造方法を提供する。【解決手段】軟質ポリウレタンスラブフォームから切
り出した板状体を、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル等
及びカーボンブラックが分散、含有されたエマルジョン
に浸漬し、脱水後、加熱乾燥してカーボンブラックをフ
ォームの気泡壁等に固着させる。その後、円筒状のフォ
ームと、その中心部に装通された芯金とからなるローラ
を形成する。次いで、その周面上に高粘度のウレタン系
又はアクリル系接着剤などを塗布し、乾燥して目止層を
形成する。また、必要に応じて更にその周面上に低粘度
のウレタン系又はアクリル系エマルジョンなどを塗布
し、乾燥して耐摩耗性等に優れる表層を形成して導電性
ローラを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軟質ポリウレタン
フォーム（以下、軟質フォームという。）を基体とし、
柔軟であって十分なニップ幅を確保することができ、且
つ圧縮永久歪が小さく、表面の耐摩耗性等に優れ、長期
間の使用に耐える導電性ローラ及びその製造方法に関す
る。また、本発明においては、難燃性を有する軟質フォ
ーム（以下、難燃フォームという。）を使用することに
より、難燃性を有する導電性ローラとすることもでき
る。

【０００２】本発明の導電性ローラは、ワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータ等に接続され、使用されて
いるプリンタ、或いはファクシミリ及び複写機などのＯ
Ａ機器に組み込まれている各種ローラとして利用するこ
とができる。また、特に電子写真、静電記録技術を応用
した複写機等の現像ローラ、転写ローラ、クリーニング
ローラ等、感光ドラムに接触し、電気的にトナーを制御
する作用を要する用途に使用されるローラとして好適で
ある。

【０００３】

【従来の技術】プリンタ、複写機等において、現像ロー
ラを感光ドラムと接触させ、ドラムに電圧を印加し、効
率よくトナーを導出するためには、ローラとドラムとの
接触面積をできるだけ大きくする必要がある。また、転
写ローラ等、他の各種ローラにおいても、有効に作用さ
せるためには、被接触物と十分な面積でもって接触させ
る必要がある。そのためにはローラは柔軟でなければな
らず、従来より、ゴム或いは発泡ゴムからなるローラが
多用されている。また、メカニカルフロス法によって発
泡させた微細な気泡を有するポリウレタンフォームから
なるローラも使用されている。

【０００４】しかし、上記の各種素材は十分に柔軟であ
るとはいえず、それらを使用したローラではニップ幅は
未だ満足できるものではない。そのため、特にゴム系の
ローラでは、柔軟性を改良するため原料に相当量の可塑
剤が配合されるが、この可塑剤は感光ドラム等、被接触
物の表面を汚損するという大きな問題がある。また、メ
カニカルフロス法は成形型を使用した注型法であるた
め、操作が煩雑であり、しかもコストが高いという問題
もある。

【０００５】上記の各種ローラにとって柔軟性は重要な
所要特性の一つである。プリンタ、複写機等における導
電性ローラの硬度は、アスカーＣの硬度計によって測定
した値が３０°以下、特に５〜２５°程度の範囲が適当
であるとされている。この硬度が５°未満では強度の低
下が大きく、たとえ表面に強度、耐摩耗性等を強化する
ための何らかの皮膜を設けたとしても、ローラ本体とこ
の皮膜との界面で破壊してしまって非常に耐久性に劣る
ローラとなる。

【０００６】尚、従来よりローラに使用されているゴム
の場合、アスカーＣの硬度計で測定した硬度は発泡ゴム
であっても４０〜５０°程度と非常に高い。また、メカ
ニカルフロス法によるポリウレタンフォームは３０〜４
０°であって、ゴムに比べれば相当に硬度は低い。しか
し、軟質フォームの硬度は１０〜高々３０°程度であ
り、更に１０°未満のより柔軟なフォームとすることも
できる。従って、この軟質フォームを使用した導電性ロ
ーラであれば、十分なニップ幅を確保できる。

【０００７】また、現像ローラ、転写ローラ、クリーニ
ングローラ等、感光ドラムに接触し、電気的にトナーを
制御することを目的とする導電性ローラには、上記の柔
軟性、即ちニップ幅の確保の他にも各種の特性が要求さ
れる。例えば、感光ドラム等との接触に伴いローラは頻
繁に変形を繰り返すため、圧縮永久歪が小さいことが必
要である。また、所望の現像特性を得るためには、ロー
ラの表面は半導電性領域である１０⁴〜１０¹⁰Ω・ｃｍ
程度の電気抵抗であることが望ましい。更に、その表面
は良好な耐摩耗性を有し、耐久性に優れたものであるこ
とを要する。

【０００８】特開平２−３１１８７１号公報には、導電
性弾性体からなる基層の外周上に、高誘電率弾性体より
なる第１被覆層を設け、更にその外周上に可撓性合成樹
脂からなる第２被覆層を設けたローラが開示されてい
る。同公報によれば、このローラを使用すれば、接触現
像に使用される現像ローラに対する要求特性がすべて満
たされるとされている。

【０００９】上記のローラにおいて、第１及び第２被覆
層は、基層の外周上又は第１被覆層の外周上に、それぞ
れ直接或いは接着剤を介して、スプレー法、ディッピン
グ法又はロールコータ法等によって形成される。そし
て、従来の合成ゴム単層の現像ローラと比較して、トナ
ー離型性、耐久性、静電潜像保持体の汚染性、耐電圧性
等すべての性能が向上し、表面の摩擦係数も小さいとさ
れている。しかし、このローラの基層は低硬度導電ゴム
組成物からなるものであり、前記のように柔軟性の点に
おいては不十分であると考えられる。

【００１０】上記公報に記載のローラも含め、従来のゴ
ムローラでは芯金の外周上に低硬度ゴムからなるゴム層
を設け、これを研磨したものが多用されている。しか
し、それらゴム層には硬度を低くするため多量の可塑剤
が配合されており、それでも柔軟性が十分ではないこ
と、及び前記の被接触物の汚損以外にも多くの問題点が
ある。例えば、ゴム層の表面に粘着性があるためトナー
離型性に劣り、また、ゴム層の強度が小さいため摩耗し
易く、使用に伴い表面の特性が変化してトナー搬送量が
不安定となる。更に、ゴム層には前記のように多量の可
塑剤が配合されて硬度が低下しており、そのためその表
面を研磨し難く、且つ研磨した後の表面が荒れ、所要の
平滑な表面とすることができないという問題もある。

【００１１】そこで可塑剤などの配合を要することな
く、且つ低硬度ゴムより更に硬度が低く柔軟な軟質フォ
ームが使用されるようになった。しかし、この軟質フォ
ームでは、ローラの表面にセル骨格がむき出しになって
いる。そのためローラ表面の凹凸が非常に激しく、また
軟質フォームは耐摩耗性等、機械的強度の点で必ずしも
十分ではないため、ローラの表面が摩耗し易い。更に、
近年、給紙速度が大きくなり、ローラの回転数が高くな
っているため、ローラの回転に伴ってその表面が削り取
られてウレタン屑が発生するようになった。そしてこの
屑が印刷面に入り込んで部分的に印字が不鮮明になるな
どの問題が生じている。

【００１２】この軟質フォームからなるローラの欠点を
補うため、その表面に耐摩耗性等に優れる素材からなる
皮膜を形成することも試みられている。例えば、特開平
６−１６３０１号公報には、ローラ表面にイソシアネー
ト末端プレポリマーをコーティングし、それを高温湿潤
雰囲気下、湿気硬化させて得られる複写機用ローラが開
示されている。

【００１３】しかし、上記のように空気中の水分との反
応によって皮膜を硬化させる方法では、空気中の湿度管
理が煩雑である。また、プレポリマーと水分との反応に
より二酸化炭素が発生し、被膜中に気泡が発生するとい
う問題もある。更に、皮膜を形成するためにローラ表面
に塗布されたコーティング剤が、ローラ表面に開口する
フォームの開放口に吸収され、内部に浸透してしまうと
いう大きな問題がある。そのためローラの全表面に渡っ
て均一な被膜を形成することができず、ローラ表面の平
滑性が十分ではなく、また、均質な導電性を有するロー
ラとすることができない。

【００１４】尚、プリンタ、複写機等においては、当
初、ワイヤ方式が採られていたが、これはコロナ放電に
よって発生するオゾンによる環境の問題があった。その
後、転写ローラ方式となったが、紙送りが正常に行われ
ないことがある等の問題があり、現在、転写ユニットに
導電性ベルトを導入する方式が開発されつつある。しか
し、この方式においても、高速回転のためにローラ或い
はベルトが摩耗したり、損傷を受けたりする問題があ
り、改良が望まれている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、主に、電子
写真、静電記録技術を利用した複写機等の現像ローラ、
転写ローラ及びクリーニングローラ等の、感光体に接触
し、電気的にトナーを制御する目的で使用され、導電性
を必要とするローラ、上記の導電性ベルト方式の場合の
転写ローラ等として使用される導電性ローラ及びその製
造方法を提供することを目的とする。

【００１６】更に詳述すれば、本発明は、硬度が低く極
めて柔軟で、しかも形成された目止層及び表層は耐摩耗
性等に優れ、且つ感光ドラム等の被接触物を汚損するこ
ともなく、長期間使用しても何ら問題を生ずることのな
い耐久性に優れた導電性ローラ、及び軟質フォームから
なるローラ基体の表面に、耐摩耗性等に優れた目止層及
び表層を容易に形成することができ、上記の優れた性能
を有する導電性ローラを製造することができる方法を提
供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１発明の導電性ローラ
は、芯金と、該芯金の表面上に設けられた基体と、該基
体の周面上に設けられた目止層とを有する導電性ローラ
であって、上記基体は導電性軟質ポリウレタンフォーム
からなり、且つ該基体の周面における上記導電性軟質ポ
リウレタンフォームの気泡の開放口は、上記目止層によ
って閉塞されていることを特徴とする。尚、第２発明の
導電性ローラは、上記目止層の周面上に更に表層が設け
られていることを特徴とする。

【００１８】第３発明の導電性ローラの製造方法は、導
電性軟質ポリウレタンフォームからなる基体と、該基体
の断面方向の中心部に、その全長さに渡って挿通された
芯金とからなるローラを形成し、次いで、該基体の周面
上に目止層形成用原料を塗布し、目止層を形成すること
を特徴とする。

【００１９】また、第４発明の導電性ローラの製造方法
は、軟質ポリウレタンフォームを、導電物質と樹脂とを
水に分散、含有させた処理液に浸漬し、その後、該処理
液から取り出した上記軟質ポリウレタンフォームを圧縮
し、次いで、加熱、乾燥して水分を除去し、上記樹脂に
よって上記導電物質を上記軟質ポリウレタンフォームの
気泡壁及び骨格の少なくとも一方に付着させ、その後、
上記軟質ポリウレタンフォームからなる基体と、該基体
の断面方向の中心部に、その全長さに渡って挿通された
芯金とからなるローラを形成し、次いで、該基体の周面
上に目止層形成用原料を塗布し、目止層を形成すること
を特徴とする。この第３発明及び第４発明において、第
５発明のように、上記目止層の周面上に表層形成用原料
を塗布し、表層を形成することもできる。

【００２０】上記「芯金」は、感光ドラム等と接触して
回転する際、或いは長期間の使用によって変形などを生
ずることのないだけの機械的強度が必要である。従っ
て、通常、鋼製の断面円形の棒状体が用いられるが、両
端部以外は必ずしもその断面が円形である必要はない。

【００２１】上記「基体」は軟質フォームからなる。こ
のフォームとしては、通常、軟質スラブフォームが使用
される。軟質スラブフォームは、ポリエーテル系とポリ
エステル系とに大別され、本発明の導電性ローラにおい
てはいずれも使用することができる。基体は、フォーム
ブロックから、各種切り出し加工法によって角柱体等を
切り出し、その断面中心部に芯金を装通した後、表面を
研磨するなどして円筒状とし、作製することができる。
また、予め円筒状に加工した後、芯金を装通してもよ
い。切り出し法としては、加熱されたニクロム線でフォ
ームブロックを切断する加熱金属線による切断加工、プ
レス機にトムソン刃で形成した型を装着しフォームを打
ち抜く打ち抜き加工等がある。

【００２２】更に、上記加工法の一例を具体的に説明す
れば、まず、発泡原反をその成形方向に、ロールの所要
径によって適宜の厚さに切断する。その後、この板状体
を発泡方向に切断して角柱体を得る。次いで、この角柱
体を必要であれば所要長さに切断し、芯金を装通する。
その後、グラインダーによる研磨、あるいはニクロム線
等の加熱金属線によってフォームブロックを切断する切
断加工等、さらに必要に応じて円筒刃をフォームブロッ
クに回転、挿入し所定形状にくり抜く円筒加工をして所
要径の基体を製造する。

【００２３】上記「軟質フォーム」は、ポリオール成分
とポリイソシアネートとを攪拌、混合し、反応、硬化さ
せることにより得られる。ポリイソシアネートとして
は、一般にポリウレタンフォームの製造に使用されるも
のを特に制限されることなく使用することができる。軟
質スラブフォームでは特にＴＤＩが多用され、場合によ
ってＴＤＩとＭＤＩとの混合物或いはＭＤＩ、ＴＤＩ等
の変性物などが使用される。

【００２４】ポリオール成分に含まれるポリオールとし
ても、その種類等特に制限はされないが、例えばポリプ
ロピレングリコール、ポリプロピレンアジペート、ポリ
カプロラクトン等を使用でき、また、ポリマーポリオー
ル、即ちポリエーテルポリオールにアクリロニトリル、
スチレン、メチルメタアクリレート等のエチレン性不飽
和結合を有する化合物をグラフト重合させたポリオール
を使用することもできる。それらは通常不溶性且つ高安
定性の懸濁液の状態で使用される。

【００２５】軟質スラブフォームでは、発泡剤としては
主に水が使用されるが、発熱の抑制等を目的としてジク
ロルメタンなどを併用することもできる。触媒として
は、アミン系触媒、特に３級アミンとスタナスオクトエ
ート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウ
レート等の有機錫化合物とを併用することが多い。更
に、整泡剤としては、通常、ジメチルポリシロキサンと
ポリエーテルのブロック共重合体を使用するが、高弾性
フォーム等では、ポリシロキサンに有機官能基を付加し
た特殊な整泡剤を使用することもできる。この他、フォ
ーム原料としては、着色剤、充填剤等を必要に応じて配
合することもできる。

【００２６】また、軟質フォームに含有される、又はそ
の「気泡壁」及び「骨格」の少なくとも一方に「固着」
される上記「導電物質」としては、ファーネスブラッ
ク、サーマルブラック、チャンネルブラック、アセチレ
ンブラック、ケッチェンブラック、カラーブラック等の
カーボンブラック及びグラファイトなどが挙げられる。
また、カーボンブラック、グラファイト等の表面にビニ
ル系単量体を分岐状に重合させたカーボンブラック−高
分子樹脂、グラファイト−高分子樹脂等の複合系のもの
を使用することもできる。

【００２７】更に、銅、ニッケル、銀等の導電性に優れ
る金属粒子、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム等
の導電性を有する金属酸化物、各種の無機フィラーに金
属メッキを施した物質、ポリアセチレン、ポリピロール
等の有機導電性物質の微粉末などが挙げられる。また、
リチウム、ナトリウム、カリウム等の金属塩及びその錯
体、カルシウム、バリウム等の金属塩及びその錯体或い
はそれらの複合体などを使用することもできる。

【００２８】第４発明において、導電物質を気泡壁及び
骨格に付着させるための上記「樹脂」としては、柔軟で
且つ接着力に優れるものが望ましい。そのような樹脂と
しては、ポリアクリル酸エステル、変性ポリアクリル酸
エステル、アクリル酸−スチレン共重合体、アクリル酸
エステル−スチレン共重合体、アクリル酸−酢酸ビニル
共重合体及びポリ塩化ビニルなどが好ましい。これらは
水分散性のラテックス或いはエマルジョンに調製され使
用される。

【００２９】本発明の導電性ローラでは、導電物質は、
フォーム原料に配合して、フォームに含有させてもよい
し、フォームの気泡壁等に樹脂によって固着させてもよ
い。気泡壁等に固着させた場合は、導電物質を原料に練
り込んだ場合と比べて、少量の導電物質によって優れた
導電性が実現される。また、強度等物性の低下の懸念も
まったくない。樹脂が熱可塑性樹脂である場合は、導電
物質は、軟質フォームの加熱、乾燥時に、溶融した樹脂
によって気泡壁等に付着され、その後、降温時に固化し
た樹脂によって強固に固着される。また、樹脂が反応、
硬化するものの場合は、加熱、乾燥時、又はその後の反
応によって硬化した樹脂によって強固に固着される。

【００３０】また、上記「処理液」としては、水を媒質
とし、上記の導電物質と樹脂の粒子とが「分散、含有」
されたエマルジョン等が使用される。この処理液におい
て、水を１００重量部とした場合に、導電物質は５〜５
０重量部、樹脂は５〜４５重量部、特に、導電物質は１
０〜４０重量部、樹脂は１０〜３５重量部の範囲が好ま
しい。

【００３１】導電物質の量比は、導電物質の種類或いは
導電性ローラの所望の電気抵抗等によって上記範囲内で
適宜調整すればよい。また、樹脂の量比は、所要量の導
電物質を確実にフォームの気泡壁等に付着できる程度で
あればよく、導電物質の配合量によって適量を使用すれ
ばよい。また、過剰の樹脂は軟質フォームの柔軟性を損
なうことがあるため留意する必要がある。導電物質の量
比が上記の範囲であれば、懸濁させるのが容易で、且つ
所望の導電性を有するローラが得られる。また、樹脂の
量比が上記の範囲であれば、同様に懸濁させることが容
易であって、十分な量の導電粒子をフォームの気泡壁に
付着させることができる。

【００３２】尚、ローラの基体となる軟質フォームとし
て、難燃性が付与されたフォームを使用すれば、難燃性
の導電性ローラとすることができより好ましい。難燃フ
ォームとしては、有機含ハロゲンリン酸エステル、含窒
素リン化合物等の有機難燃剤、或いは水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム及び三酸化アンチモン等の無機
難燃剤を適量配合した、通常のものを使用することがで
きる。

【００３３】上記のように難燃フォームを使用すればそ
れなりの難燃性を有するローラを得ることができる。し
かし、導電物質をフォームの気泡壁等に樹脂によって固
着した場合は、樹脂の種類によっては必ずしも十分な難
燃性が得られないこともある。この難燃性は導電物質を
固着する樹脂の種類によって所要のレベルに調整するこ
ともできる。

【００３４】アクリル系樹脂は、フォームの柔軟性が損
なわれず、且つカーボンブラック等の導電粒子をフォー
ムに確実に固着させることができるという理由により多
用されている。しかし、難燃フォームの性能を向上させ
る作用は有しておらず、この点では好ましい樹脂である
とはいえない。

【００３５】一方、特に高いレベルの難燃性を要する場
合は、本質的に難燃性を有する樹脂を使用することが好
ましい。そのような樹脂としては、ポリ塩化ビニル、フ
ェノール樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ
る。これらを使用すれば難燃フォーム本来の性能が何ら
損なわれないばかりか、より優れた難燃効果が奏され
る。難燃性を有する樹脂としては、ポリ塩化ビニルが特
に好ましく、優れた難燃性が実現されるとともに、安価
であって実用性も高い。

【００３６】上記「目止層」は、目止層を形成するため
の原料を、上記基体の周面上に回転塗布法、スプレー塗
布法、ロールコート法、ディッピング法等の方法によっ
て塗布し、必要に応じて加熱等して、また原料によって
は反応させて、固化或いは硬化させることにより形成す
ることができる。塗布方法はいずれであってもよいが、
気泡を含まず、セル骨格による凹凸によく追随し、窪ん
だ箇所にまで確実に塗布することができる回転塗布法が
好ましい。この方法では、外観が良好で且つ均一な厚さ
の皮膜を形成することができる。

【００３７】上記の原料としては、ウレタン系塗料、ア
クリル系塗料、ゴム系塗料などの、有機溶剤に各種樹脂
又はゴムを溶解した塗料、或いはウレタン系エマルジョ
ン、酢酸ビニル系エマルジョン、エチレン−酢酸ビニル
共重合体系エマルジョン等の各種エマルジョンを使用す
ることができる。また、液状シリコーンゴム、ゴムラテ
ックスなどを用いることもできる。

【００３８】目止層は、基体の周面に開口する軟質フォ
ームの気泡の「開放口」を「閉塞」していなければなら
ない。そのためには塗布された上記の原料は、開放口を
経て容易に気泡の内部へと侵入してしまうほどの低粘度
であってはならない。また、所要厚さ以上の層となった
のでは、軟質フォームを基体とするローラの柔軟性が損
なわれるため、粘度が高すぎてもよくない。この原料の
塗布時の粘度は１００〜７００ポイズ、特に１５０〜６
００ポイズの範囲が好ましい。

【００３９】上記粘度が１００ポイズ未満では、塗布し
た原料が気泡の内部に容易に入り込み、ローラ表面が硬
くなる。また、粘度が７００ポイズを越える場合は、原
料中の樹脂の種類にもよるが、目止層を所望の薄層とす
ることが難しく、同様に表面の硬いローラとなってしま
うため好ましくない。原料の粘度が上記の範囲であれ
ば、ほとんどすべての開放口は閉塞され、且つ目止層の
厚さは８０〜２５０μｍ程度の薄層となり、軟質フォー
ムからなるローラの特性が何ら損なわれることがなく好
ましい。

【００４０】第２発明及び第５発明における上記「表
層」は、軟質フォームからなる基体及び目止層の機械的
強度、耐摩耗性等を補い、強化するための皮膜である。
この表層を形成するための原料としては、目止層を形成
するための原料と同様のものを使用することができ、皮
膜の形成も目止層の場合と同様の方法で行うことができ
る。但し、原料中の樹脂は、例えば分子量等がより高
く、機械的強度、耐摩耗性等に優れたものであることが
好ましい。また、目止層の周面上に塗布する際のその粘
度は５０〜１０００センチポイズ程度と、目止層を形成
するための原料に比べて相当に低い粘度範囲のものが好
ましい。

【００４１】上記の粘度が５０センチポイズ未満では、
原料中の樹脂の種類にもよるが、通常、基体を保護する
ための十分な厚さの表層を形成することができない。ま
た、１０００センチポイズを越える場合は、表層が厚く
なりすぎ軟質フォーム本来の柔軟性が損なわれるため好
ましくない。

【００４２】上記の粘度は特に６０〜５００センチポイ
ズ程度が好ましく、この範囲であれば、表層の厚さは原
料中の樹脂等の種類によっても異なるが５〜２０μｍ程
度となる。この範囲の厚さであれば樹脂等が比較的硬度
の高いものであっても、ローラは全体として十分な柔軟
性を維持し、感光ドラム等に強く押圧しなくても、所要
のニップ幅を確保することができる。

【００４３】また、目止層及び表層を形成するための原
料には、カーボンブラック等の導電物質を配合すること
ができる。目止層及び表層はいずれも薄層であるため、
基体に十分な導電性を付与すれば、これらの層には必ず
しも導電性を付与する必要はない。しかし、特に基体の
電気抵抗が比較的高い場合などは、目止層或いは表層に
導電性を付与すれば、より安定して確実な導電性を有す
るローラが得られ好ましい。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を更
に詳しく説明する。実施例１軟質スラブフォーム（株式会社イノアックコーポレーシ
ョン製、商品名「カラーフォームＥＰＳ」）から、縦３
００〜４００ｍｍ、横３５０〜５００ｍｍ、高さ２５ｍ
ｍの直方体を切り出した。このフォームを、カーボンブ
ラックが３６重量％分散、含有された水分散体と、アク
リル系エマルジョン（日本ゼオン株式会社製、商品名
「ＮｉｐｏｌＬＸ８５２」）とを１：１に混合した導
電処理液に２０℃で５分間浸漬した。

【００４５】その後、水、カーボンブラック及びアクリ
ル樹脂が、その気泡内に含浸された上記フォームを、間
隔０．２ｍｍに設定された一対のロール間を通過させて
水分等を除去した。次いで、このフォームを１００℃に
設定されたキュア炉中で６０分間加熱、乾燥し、水分を
ほぼ完全に除くとともにアクリル樹脂を架橋させ、この
架橋、硬化したアクリル樹脂によってフォームの気泡壁
及び骨格にカーボンブラックを固着させた。その後、ア
クリル樹脂の架橋が進み、カーボンブラックは気泡壁等
により強固に固着された。

【００４６】次いで、直方体のフォームから断面２５ｍ
ｍ角、長さ３００ｍｍの角柱体を切り出し、断面中心部
に、その軸方向の全長さに渡って芯金を装通するための
直径７ｍｍの貫通孔を設けた。その後、鋼製の外径８ｍ
ｍ、長さ３５０ｍｍの芯金の表面に接着剤を塗布して、
上記の貫通孔に装通して接着した。次いで、その表面を
常法によって研磨し外径１６ｍｍの基体を形成した。

【００４７】上記のようにして作製した芯金と基体とか
らなるローラを回転させつつ、片端部からその表面に目
止層を形成するための原料（溶剤型ウレタン系接着剤、
１液常温硬化型、塗布時の粘度；２００ポイズ）を、順
次他端部へと供給し、同時にドクターナイフを原料供給
に追随させて移動させ、厚さ１００μｍの皮膜を形成し
た。その後、このローラを７０℃で３０分間乾燥し、溶
剤を除きポリウレタンからなる目止層を形成した。この
目止層の表面を目視で観察したところ、フォームの全面
が均一に覆われていた。また、フォームの開放口形状も
ほとんど隠蔽され、相当に平滑な表面であった。

【００４８】次いで、上記と同様の工程によって表層を
形成し、導電性ローラを得た。その表面を目視により観
察したところ、フォームの開放口による凹凸はほとんど
見られず、平滑性に優れたものであった。尚、表層を形
成するための原料としては、カーボンブラックが３６重
量％分散、含有された水分散体と、ポリエステルタイプ
のウレタン系エマルジョン（大日本インキ化学工業株式
会社製、商品名「ＨＹＤＲＡＮＨＷ−３０１」）とを
１：１に混合したもの（塗布時の粘度；４００センチポ
イズ）を使用した。

【００４９】上記のように得られた導電性ローラを、導
電ベルト方式のプリンタのベルトを感光ドラムに当接さ
せるためのローラとして使用し、その性能を評価した。
高速連続印刷を実施したところ、ローラの昇温は僅かで
あり、また表面の摩耗による屑の発生もほとんど見られ
ず、耐摩耗性に優れ、耐久性のあるローラであった。更
に、印刷は初期ばかりでなく、多数枚の連続印刷後も非
常に鮮明であって、印字のむら等もなく、適正なニップ
幅が維持されたことが推察される。このように本発明の
導電性ローラは非常に耐久性に優れるものであることが
分かる。但し、基体が難燃フォームではないため難燃性
は十分ではない。

【００５０】実施例２〜５及び比較例１〜２導電処理液の種類、目止層形成のための原料及びその塗
布方法、表層を形成するための原料及びその塗布方法を
表１に示すようにした他は、実施例１と同様にして導電
性ローラを製造した。れそらの性能の評価結果を表２に
示す。

【００５１】尚、表１において、導電処理液の成分とし
て使用したポリ塩化ビニル系エマルジョンとしては、日
本ゼオン株式会社製、グレード名「Ｇ−３５１」を使用
した。また、目止層形成用原料として使用したアクリル
系接着剤は、大日本インキ化学工業株式会社製、商品名
「ＰＳ−５１０ＨＶ」、ゴム系接着剤はセメダイン株式
会社製、商品名「Ｇ−２６１」及びウレタン系エマルジ
ョンは、大日本インキ化学工業株式会社製、商品名「Ｈ
ＹＤＲＡＮＨＷ−３０１」（塗布時の粘度；２８０セ
ンチポイズ）である。更に、表層形成用原料として使用
したアクリル系エマルジョンは、日本ゼオン株式会社
製、商品名「ＮｉｐｏｌＬＸ８５２」である。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】表２の結果によれば、各実施例のローラで
は、ローラ表面の平滑性及びプリンタによる初期の印刷
性能は何ら問題ないことが分かる。尚、目止層形成用の
原料としてゴム系接着剤を使用した実施例３のローラで
は、耐摩耗性がやや不十分である。そして連続印刷時に
は若干の印字むらが見られ、他の実施例のローラに比べ
てその耐久性は必ずしも十分ではないが、実用に供し得
る範囲である。また、目止層及び表層形成時の原料の塗
布方法は、ローラの性能に大きな影響を与えず、いずれ
の場合も良好な性能を有するローラが得られることも分
かる。

【００５５】実施例４では難燃フォームを使用したもの
の、フォームにカーボンブラックを固着するための樹脂
がアクリル樹脂であるため、難燃性は未だ十分ではない
ことが分かる。尚、表２において、実施例４の難燃性の
△×は、ＵＬ９４ＨＢＦに不合格ではあるが、燃焼時
間、燃焼速度においては実施例１〜３に比べて優れてい
るとの意味である。また、この実施例４では、表層を形
成するための原料にカーボンブラックが配合されていな
いが、基体に十分な導電性が付与されているため、難燃
性以外の各特性にはまったく問題がなかった。更に、実
施例５では、難燃フォームを使用するとともに、カーボ
ンブラック固着のための樹脂が難燃性の高いポリ塩化ビ
ニルであるため、印刷性、耐久性等に優れるとともに、
ＵＬ９４ＨＢＦに合格している。

【００５６】一方、目止層を設けなかった比較例１のロ
ーラでは、表層形成用の原料はフォームの気泡の開放口
へ吸い込まれてしまって、ローラ表面にはフォーム表面
の凹凸がほとんどそのまま残り、極めて平滑性に劣るも
のであった。従って、印字にむらがあって初期印刷性も
非常に劣り、耐摩耗性も不十分で、極めて耐久性に劣る
ローラであることが分かる。また、目止め層形成用の原
料として粘度の低いウレタン系のエマルジョンを使用し
た比較例２では、比較例１ほどではないが、すべての特
性に劣り、有効な目止層が形成されていないことが分か
る。

【００５７】

【発明の効果】第１発明の導電性ローラは、柔軟性に優
れ、十分なニップ幅を確保することができる軟質フォー
ムを基体としている。しかもフォームの開放口が目止層
によって閉塞されているため、耐摩耗性に優れ、耐久性
も高い。また、第２発明では、目止層の周面に更に表層
が形成されており、同様に耐摩耗性及び耐久性等に優れ
る。

【００５８】更に、第３発明及び第４発明の導電性ロー
ラの製造方法によれば、軟質フォームからなる基体の周
面上に容易に目止層を設けることができる。これによっ
て、柔軟な基体と、優れた機械的性質を有する目止層と
からなる、優れた性能の導電性ローラを製造することが
できる。また、第５発明では、目止層の周面に容易に表
層を設けることができ、同様に柔軟な基体と、良好な機
械的性質を有する表層とからなる、優れた性能の導電性
ローラを製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｄ // Ｂ２９Ｋ 75:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯金と、該芯金の表面上に設けられた基
体と、該基体の周面上に設けられた目止層とを有する導
電性ローラであって、上記基体は導電性軟質ポリウレタンフォームからなり、
且つ該基体の周面における上記導電性軟質ポリウレタン
フォームの気泡の開放口は、上記目止層によって閉塞さ
れていることを特徴とする導電性ローラ。
【請求項２】上記目止層の周面上に表層が設けられた
請求項１記載の導電性ローラ。
【請求項３】導電性軟質ポリウレタンフォームからな
る基体と、該基体の断面方向の中心部に、その全長さに
渡って挿通された芯金とからなるローラを形成し、次い
で、該基体の周面上に目止層形成用原料を塗布し、目止
層を形成することを特徴とする導電性ローラの製造方
法。
【請求項４】軟質ポリウレタンフォームを、導電物質
と樹脂とを水に分散、含有させた処理液に浸漬し、その
後、該処理液から取り出した上記軟質ポリウレタンフォ
ームを圧縮し、次いで、加熱、乾燥して水分を除去し、
上記樹脂によって上記導電物質を上記軟質ポリウレタン
フォームの気泡壁及び骨格の少なくとも一方に固着さ
せ、その後、上記軟質ポリウレタンフォームからなる基
体と、該基体の断面方向の中心部に、その全長さに渡っ
て挿通された芯金とからなるローラを形成し、次いで、
該基体の周面上に目止層形成用原料を塗布し、目止層を
形成することを特徴とする導電性ローラの製造方法。
【請求項５】上記目止層の周面上に表層形成用原料を
塗布し、表層を形成することを特徴とする請求項３又は
４記載の導電性ローラの製造方法。