JPH10305443A

JPH10305443A - 発泡ローラの製造方法及び発泡ローラ

Info

Publication number: JPH10305443A
Application number: JP9118158A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Nagata; 之則永田; Nobutoshi Hayashi; 信俊林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1997-05-08
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡によって生じるガスが抜け、高精度の発
泡ローラを安定して製造可能な発泡ローラの製造方法及
び発泡ローラを提供する。【解決手段】芯金部材を同心軸上に保持するための蓋
体を両端に有する円筒状の成形金型を用い、これに芯金
と発泡前の材料を仕込んだ後、該円筒状の成形金型の軸
方向に平行に分割される加熱用のにより熱盤により加熱
を行い、芯金部材の周囲に、発泡弾性体を円筒状に成形
されるローラの製造方法において、上記、円筒状の金型
の端部と中央部の外径に差を設けることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を利用した画像形成装置に用いる帯電・転写ローラ、或
いは搬送ローラ、定着ローラ、中間転写体等に用いる発
泡ローラの製造方法及び発泡ローラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真プロセスにおいて、帯電
・転写プロセスはコロナ放電を利用して行ってきた。し
かし、コロナ放電時にオゾンが発生すること、又、オゾ
ン等は感光体表面の劣化を進行させてしまうこと。ワイ
ヤーの汚れが画像に影響し、画像白抜けや黒すじを生じ
る等の問題があった。こうした欠点を補うために、従来
から接触帯電・転写の手法が多く研究されている。図１
に、接触帯電・転写部材を用いた電子写真装置の構成図
を模式的に断面図で示した。１は被帯電体としての像担
持体であり、アルミニウムを用いた導電性の基体層とそ
の外周面に形成した光導電層の二層からなるドラム型の
電子写真プロセスに用いる感光体である。２はこの感光
体に接し、感光体面を所定の電位に一様に帯電させる帯
電部材であり、本例はローラ形状のものを示す。

【０００３】この帯電ローラは、中心部の芯金と、その
外周に形成した導電性弾性体の層からなる。この帯電ロ
ーラをバネ等の圧接手段で感光体１に所定の圧接力をも
って圧接され、感光体１の回転にともない従動回転す
る。また、この芯金部に直流＋交流（又は、直流のみ）
バイアスを印加することで感光体１を所定の電位に接触
帯電される。つまり、良好なコピー画像を得るために
は、均一な接触状態と、導電性が必要になる。帯電部材
２で所定の電位に帯電された感光体１の表面が、レーザ
ー、ＬＥＤ等の露光手段３によって画像情報を露光され
ることによって、目的の画像情報に対応した静電潜像が
形成される。

【０００４】次いで、その潜像を現像手段４によってト
ナー画像として可視像化する。このトナー画像は、転写
部材６によって転写材５の裏からトナーと逆極性の帯電
を行うことで感光体１の表面のトナー画像が転写材５の
表面側に転写される。トナー画像の転写を受けた転写材
５は感光体１から分離され、定着部材７によって熱、圧
力で固着される。また、像転写後の感光体１の表面はク
リーニング手段８で転写時の残留トナー等の付着物の除
去を受けて清浄面化され、くり返し作像に供される。

【０００５】こうした帯電・転写部材に用いられるロー
ラは、両端において回転可能に支持される芯金と、芯金
の周囲に円柱状に設けられた導電性の弾性体によって構
成させる。このようなローラに用いられる弾性体には、
感光体を傷つけずに、均一な接触状態を得るために、硬
度が低い発泡体を用いることが多い。

【０００６】また、この導電性の弾性体の上に導電性の
塗料を塗工することによってローラ抵抗を調節して用い
るものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】導電性発泡ローラを製
造する場合は、発泡時にガスが発生するため、金型を用
いて成形を行うと、金型内部にガスがたまり、製造され
る発泡ローラの精度の低下を引き起こすこと、或いは金
型内部に局所的に滞留し、ふくらみ或いはへこみを生じ
る等の問題がある。

【０００８】そのため、従来は、解放環境下でチューブ
状に発泡させた後、芯金の圧入、研磨を行うことによっ
て、所望の外径に調節されていた。

【０００９】しかし、研磨によって外径を調節すること
は、ゴム表面のスキン層を削りとってしまうため、発泡
体空孔部を露出させ、表面粗さを大幅に低下させてしま
う。さらに、研磨によって発泡体空孔部を露出させた結
果、発泡体の空孔部の直径が大きく、さらに、塗工など
により、最外層を設ける場合には、塗工膜に穴があくな
どの表面欠陥になって現れやすいなどの問題が生じる。
この課題を解決するために、金型を用いた手法として
は、セラミック等の多孔質体を用いて金型を形成する手
法など、金型自体にガス抜きのための機能を有するもの
を用いる方法がある。しかし、多孔質体の表面粗さが粗
いために成形後の表面粗さも悪化すること、多孔質の孔
部に材料が詰まるなどの耐久性の問題、金型自体のコス
トの高さなど様々な問題が生じる。

【００１０】また、特開平６−３２０５５４に示すよう
に微粒粉末を付着させた成形型を用いた場合では、発泡
ガスの発生量が多い場合内部から発生する発泡ガスが十
分に抜けない場合がある。

【００１１】本発明の目的は、このような電子写真装置
に用いる導電性の発泡体からなるローラを、安価に高精
度で安定して製造する方法を提供ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は金型に外径差を
設け、中央部の加硫・発泡を端部よりも先行して行うこ
とによって、金型中央部から発生するガスを逃がしなが
ら成形することが可能となることを見い出し、完成され
たものであり、前記の目的は以下の手段によって達成さ
れる。

【００１３】すなわち、本発明は、芯金部材を同心軸上
に保持するための藍体を両端に有する円筒状の成形金型
を用い、これに芯金と発泡前の材料を仕込んだ後、該円
筒状の成形金型の軸方向に平行に分割される加熱用の熱
盤により加熱を行い、芯金部材の周囲に、発泡弾性体を
円筒状に成形されるローラの製造方法において、上記、
円筒状の金型の端部と中央部の外径に差を設けることを
特徴とする発泡ローラの製造方法を提案するものであ
り、前記金型の外径を、中央部よりも端部を小さくした
こと、前記金型の外径を、中央部で一定とし、段差を設
けて中央部よりも小さくしたこと、金型の外径を、中央
部から、なだらかに減少するようにしたことを含む。

【００１４】また、本発明は、芯金部材を同心軸上に保
持するための藍体を両端に有する円筒状の成形金型を用
い、これに芯金と発泡前の材料を仕込んだ後、該円筒状
の成形金型の軸方向に平行に分割される加熱用の熱盤に
より加熱を行い、芯金部材の周囲に、発泡弾性体を円筒
状に成形されるローラの製造方法において、上記、加熱
盤の空孔部分における端部と中央部と端部の内径に差を
設けることを特徴とする発泡ローラの製造方法を提供す
るものであり、前記加熱盤の内径を、中央部よりも端部
を大きくしたこと、前記加熱盤の内径を、中央部で一定
とし、段差を設けて中央部よりも大きくしたこと、前記
加熱盤の内径を、中央部から、なだらかに増加するよう
にしたことを含む。

【００１５】さらに、本発明は、前記発泡ローラが、導
電性を有し、電子写真感光体表面に接触配置されて該電
子写真感光体表面を帯電する帯電ローラであることを特
徴とする発砲ローラを提案するものであり、前記発泡ロ
ーラが導電性を有し、電子写真感光体表面に接触配置さ
れて該電子写真感光体表面のトナー像を転写材に転写す
る転写ローラであることを含む。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。

【００１７】本発明で使用する金型の一例を図２に模式
的に示す。中央部で外径はある長さだけ一定であり、そ
こから、端部に向かって線形的に減少させてあるもので
ある。この金型には図３に模式的に示すように、芯金の
周囲に発泡、加硫前のゴム材を成形した状態で仕込める
ように、金型１０端部に芯金を同心軸上に保持できる芯
金保持部材１１を設けている。

【００１８】また、この芯金保持部材１１は、材料の長
手方向の流れを規制する役割も果たし、さらに、ガス抜
きのためのガス抜き孔１３を備えている。

【００１９】上記加熱盤に、材料を仕込んだ金型を仕込
み、加熱することによって、加硫と発泡を同時に行う。
この場合、金型中央部においては、加熱盤と金型が接触
しているため、熱は速く伝わるが金型端部においては、
加熱盤と接触していないため、空気の層を介して、又は
接触している部分から熱が伝わることによって温度が上
がるため昇温が非常に遅い。

【００２０】その結果、金型を熱盤に仕込んだ直後は、
中央部しか反応は進行しないため、ガスが抜けやすい。
その後、金型全体の温度が上がり、中央部から端部に向
けて発泡、加硫が進行し、最終的に全体の反応が終了す
るため、十分に発泡によるガスが抜けた高精度のローラ
ーを得ることができる。

【００２１】このような金型内で発泡を行ったローラー
の表面は、発泡による空孔部がほとんど存在しないスキ
ン層ができるため、表面粗さが非常によく、均一な接触
性が得られる。また、均一な接触が得られることによっ
て、導電性も均一となる。

【００２２】図９〜図１１は本発明の別の例を示したも
ので、この場合の成形金型は加熱盤の空孔部分の中央部
分と端部における内径を中央部よりも端部を大きくして
ある。図９の場合は中央部の内径を一定とし段差を設け
て端部の内径を中央部より大きくしてある。図１０、１
１の場合は空孔部分の中央部の内径を一定、もしくはほ
ぼ一定とし、端部側の内径をなだらかに増加するように
してある。図９〜図１１の場合も図２、図３の場合と同
様の効果を奏するものである。

【００２３】ここで、金型に材料を仕込む時の形状の作
成に関しては、クロスヘッドを用いて芯金と同時に押し
出す方法、割型を用いて成形するもの、芯金にシート状
のゴムを巻き付けたものなど、いずれの方法でもよい。

【００２４】また、導電性ローラーのポリマーとして
は、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン
ゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチ
ルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッソゴム、
塩素ゴムなど、いずれでも良く、ポリマー中に分散させ
る導電粉としてはカーボンブラック、導電性カーボン等
のカーボン類、及び金属粉、導電性の繊維、あるいは酸
化スズなどの半導電性金属酸化物粉体、さらにこれらの
混合物などいずれでも良い。

【００２５】発泡層の上部の層の材質としては、Ｎ−メ
チルメトキシ化ナイロン、ポリビニルブチラール、ポリ
エチレン、酢酸ビニル、スチレン、ブタジエン、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエステル、シリ
コン樹脂等が、さらには、エピクロルヒドリン、ウレタ
ン、クロロプレン、アクリロニトリルブタジエン系のゴ
ム等が用いられ、これらに、抵抗の調節のために、カー
ボンブラックやカーボングラファイト、酸化チタン、酸
化亜鉛等の導電性顔料を添加させてもよい。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。［実施例１］本実施例で使用した帯電ローラーは以下の
ような方法で製造した。ＥＰＤＭにケッチェンブラック
と有機系の発泡材を混練りする。次に、得られたゴムを
クロスヘッドを用いて、芯金を中心として、同軸状に円
筒形に同時に押し出し、端部のカットを行い、仕込み形
状を作成する。

【００２７】得られた仕込み形状を有する材料と芯金の
一体化したものを金型内部に芯金保持部材で固定し、１
８０度に熱した加熱盤で３０分加熱し、加硫、発泡を行
った。

【００２８】さらに、表面に高抵抗の塗液をディッピン
グによって、塗工することで、発泡体の空孔部の径が平
均で１５０μｍ、高抵抗層の厚みが１００μｍ、ローラ
ーとしての抵抗値が１０⁶ Ωである二層の発泡帯電ロー
ラーとした。

【００２９】本実施例で、使用した金型の形状を模式的
に図５に示す。金型の中央部分の外径（最大外径）はΦ
２６ｍｍとし、段差を有し、両端部ａ＝６０ｍｍの長さ
の外径をΦ２５とした。なお、金型の内径はΦ１２．２
ｍｍであり、ローラー部分の長さは２２４ｍｍとする。

【００３０】また、本実施例で使用した、加熱盤の内部
の内径は、Φ２６ｍｍの一定のものである。

【００３１】この帯電ローラーの形状精度を、外径、振
れの各項目について、非接触のレーザー測長機を用いて
測定を行い、同一条件で試作した１０本のローラーの平
均をとって、結果を表１に示した。帯電ローラーの場合
には、外径で０．１ｍｍ（最大外径−最小外径）、振れ
で０．１ｍｍ以下が望ましく、特に好ましくは、外径で
０．０５ｍｍ、振れで０．０５ｍｍ以下がよい。

【００３２】また、合わせて、ローラー端部より３０ｍ
ｍの部分の表面粗さをＲｚで示した。表面粗さは、好ま
しくは、Ｒｚ＝１０μｍ以下がよい。

【００３３】その結果、比較例１と比べると、外径、振
れともに精度が向上していることが分かる。［実施例２］図６に本実施例で使用した金型の模式図を
示した。中央部分で長さｂ＝６０ｍｍ分だけ外径は一定
であり、その外径はΦ＝２６ｍｍとする。さらに、その
最大外径部分より端部に向けて、線形的に減少するもの
とし、端部に於ける最小外径はΦ２５ｍｍとする。この
金型を用いて、実施例１と同様に作成した帯電ローラー
を、実施例１と同様に形状を測定し、その結果を表１に
示した。

【００３４】その結果、比較例１と比較しても、さらに
実施例１と比較しても、外径、振れともに精度が大きく
向上していることが分かる。［実施例３］図７に本実施例で使用した金型の模式図を
示した。中央部分で外径はΦ＝２６ｍｍとし、その最大
外径部分より端部に向けて、曲線を描いてゆるやかに減
少するものとし、その端部に於ける最小外径はΦ＝２５
ｍｍとする。この金型を用いて、実施例１と同様に作成
した帯電ローラーを、実施例１と同様に形状を測定し、
その結果を表１に示した。

【００３５】その結果、比較例１と比較しても、さらに
実施例２と比較しても、外径、振れともに、さらに精度
が向上していることが分かる。［比較例１］通常用いられている外径が長手方向にわた
って一定である図８に示す金型を用いて、実施例１と同
様に作成した帯電ローラーを、同様に形状を測定し、そ
の結果を表１に示した。

【００３６】この場合には、発泡によるガスが、十分に
抜けていないため、ガスが抜けずらい金型内部（発泡体
内部、或いは発泡体と芯金の間）に溜まってしまい、外
径が中央部で大きく太くなってしまった。また、場合に
よっては、前記理由によって、脱型ができない場合もあ
った。

【００３７】外径、振れともに精度は悪く、均一な接触
状態が得られないため、帯電ローラーとしての使用は困
難であった。［実施例４］図９に本実施例で使用した加熱盤の模式図
を示した。加熱盤の中央部分の内径はΦ２６ｍｍとし、
段差を有し、両端部ａ＝６０ｍｍの長さの内径をΦ２７
ｍｍとした。この加熱盤と外径がΦ２６ｍｍの金型を金
型を用いて、実施例１と同様に作成した帯電ローラー
を、実施例１と同様に形状を測定し、その結果を表２に
示した。

【００３８】その結果、比較例１と比較しても、外径、
振れともに精度が大きく向上していることが分かる。［実施例５］図１０に本実施例で使用した加熱盤の模式
図を示した。中央部分で長さｃ＝６０ｍｍ分だけ内径は
一定であり、その外径はΦ＝２６ｍｍとする。さらに、
その最大内径部分より端部に向けて、線形的に増加する
ものとし、端部に於ける最大内径はΦ＝２７ｍｍとす
る。

【００３９】この加熱盤と外径がΦ＝２６ｍｍの金型を
用いて、実施例１と同様に作成した帯電ローラーを、実
施例１と同様に形状を測定し、その結果を表２に示し
た。

【００４０】その結果、比較例１だけでなく、実施例４
と比較しても、外径、振れともに、精度が大きく向上し
ていることが分かる。［実施例６］図１１に本実施例で使用した加熱盤の模式
図を示した。中央部分で長さｃ＝６０ｍｍ分だけ内径は
一定であり、その内径はΦ＝２６ｍｍとする。さらに、
その最大内径部分より端部に向けて、曲線的を描いてゆ
るやかに増加するものとし、端部に於ける最大内径はΦ
＝２７ｍｍとする。

【００４１】この加熱盤と外径がΦ＝２６ｍｍの金型を
金型を用いて、実施例１と同様に作成した帯電ローラ
を、実施例１と同様に形状を測定し、その結果を表２に
示した。

【００４２】その結果、比較例１だけでなく、実施例５
と比較しても、外径、振れともに、さらに精度が向上し
ていることが分かる。

【００４３】

【表１】

【００４４】

【表２】

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発泡ローラーの製造方法において、金型に長手方向に外
径性をつける、又は熱盤のキャビティに内径差をつける
ことによって、発泡によって生じるガスが十分に抜け、
金型を使用しても高精度の発泡ローラーを安定して、製
造することが可能になった。

【００４６】さらに、外径が長手方向にわたって非常に
均一であること、表面にスキン層が存在すること等から
表面粗さが非常によく、常に均一な接触状態を保つこと
から、導電性の均一化がはかれた。

【００４７】また、この手法を用いることによって製品
としての安定性、信頼性を実現した。

【図面の簡単な説明】

【図１】接触帯電・転写部材を用いた電子写真装置の構
成を模式図である。

【図２】本発明を実施するための金型の一例を示す模式
図である。

【図３】本発明を実施するための金型に芯金、材料を仕
込んだ状態を示す模式図である。

【図４】実施例３の帯電ローラーの断面形状を示す模式
図である。

【図５】実施例１の金型の形状を示す模式図である。

【図６】実施例２の金型の形状を示す模式図である。

【図７】実施例３の金型の形状を示す模式図である。

【図８】比較例１の金型の形状を示す模式図である。

【図９】実施例４の加熱盤の形状を示す模式図である。

【図１０】実施例５の加熱盤の形状を示す模式図であ
る。

【図１１】実施例６の加熱盤の形状を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１像担持体としての電子写真装置に用いる感光体２帯電ローラー３露光手段４現像部材５転写ローラー６転写材７定着部材８クリーニング部材９トナー１０金型１１芯金保持部材１２芯金保持孔１３ガス抜き孔１５ローラー（発泡前）１６金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 31:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯金部材を同心軸上に保持するための藍
体を両端に有する円筒状の成形金型を用い、これに芯金
と発泡前の材料を仕込んだ後、該円筒状の成形金型の軸
方向に平行に分割される加熱用の熱盤により加熱を行
い、芯金部材の周囲に、発泡弾性体を円筒状に成形され
るローラの製造方法において、上記、円筒状の金型の端
部と中央部の外径に差を設けることを特徴とする発泡ロ
ーラの製造方法。
【請求項２】芯金部材を同心軸上に保持するための藍
体を両端に有する円筒状の成形金型を用い、これに芯金
と発泡前の材料を仕込んだ後、該円筒状の成形金型の軸
方向に平行に分割される加熱用の熱盤により加熱を行
い、芯金部材の周囲に、発泡弾性体を円筒状に成形され
るローラの製造方法において、上記、加熱盤の空孔部分
における端部と中央部と端部の内径に差を設けることを
特徴とする発泡ローラの製造方法。
【請求項３】金型の外径を、中央部よりも端部を小さ
くした請求項１に記載の発泡ローラの製造方法。
【請求項４】金型の外径を、中央部で一定とし、段差
を設けて中央部よりも小さくした請求項３に記載の発泡
ローラの製造方法。
【請求項５】金型の外径を、中央部から、なだらかに
減少するようにした請求項３に記載の発泡ローラの製造
方法。
【請求項６】加熱盤の内径を、中央部よりも端部を大
きくした請求項２に記載の発泡ローラの製造方法。
【請求項７】加熱盤の内径を、中央部で一定とし、段
差を設けて中央部よりも大きくした請求項６に記載の発
泡ローラの製造方法。
【請求項８】加熱盤の内径を、中央部から、なだらか
に増加するようにした請求項６に記載の発泡ローラの製
造方法。
【請求項９】前記発泡ローラが、導電性を有し、電子
写真感光体表面に接触配置されて該電子写真感光体表面
を帯電する帯電ローラであることを特徴とする発泡ロー
ラ。
【請求項１０】前記発泡ローラが、導電性を有し、電
子写真感光体表面に接触配置されて該電子写真感光体表
面のトナー像を転写材に転写する転写ローラである請求
項９に記載の発泡ローラ。