JP4616297B2 - 導電性ローラ及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、弾性層及び塗膜層を有する導電性ローラ並びに該導電性ローラを備えた画像形成装置に関し、特に弾性層と塗膜層との密着性が高い導電性ローラに関するものである。

一般に、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の電子写真方式の画像形成装置においては、現像ローラ、帯電ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、給紙ローラ、クリーニングローラ、定着用の加圧ローラ等として、ロール形状の導電性弾性部材、即ち、導電性ローラが多用されており、該導電性ローラは、通常、長さ方向両端部を軸支されて取り付けられるシャフト部材と、該シャフト部材の半径方向外側に配設された一層以上の弾性層とを備えている。また、該導電性ローラは、トナーに対する帯電性や付着性の制御、弾性層による感光ドラムの汚染防止等を目的として、上記弾性層の表面に、更に塗膜層を備える場合がある。

上記導電性ローラのシャフト部材には、鉄やステンレス等の金属の他、エンジニアリングプラスチック等の種々の樹脂が用いられる。また、上記導電性ローラの弾性層には、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ポリウレタン等のエラストマーが用いられており、エラストマー原料を所望のキャビティー形状を有するモールドに注入し加熱して、エラストマー原料を加熱硬化させる等して、製造されている。更に、上記塗膜層は、シャフト部材と弾性層とからなるローラ本体を、樹脂を含有する溶剤系若しくは水系の塗工液中にディップ又は該塗工液をローラ本体にスプレーした後に、熱又は熱風で乾燥硬化して形成されている。ここで、塗膜層の形成には、長時間の乾燥が必要なため、量産には長い乾燥ラインが必要であり、また、塗膜層は、その用途から微妙な導電性及び表面状態が要求されるが、乾操ライン内の温度分布及び風量等のバラツキが塗膜層の性能に大きく影響するため、品質上の問題があった。

これに対し、長い乾燥ラインを必要とせず、安定した品質の塗膜層を形成する手法として、ローラの弾性層の表面に紫外線硬化性の樹脂原料を塗布し、該樹脂原料を硬化させて、弾性層の表面に紫外線硬化型樹脂からなる塗膜層を形成する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００２−３１０１３６号公報

このような状況下、本発明者らは、塗膜層に紫外線硬化型樹脂を用いた上、更に弾性層にも紫外線硬化型樹脂を用いた導電性ローラについて検討したところ、一般に紫外線硬化型樹脂からなる弾性層と紫外線硬化型樹脂からなる塗膜層とは、それぞれの硬化収縮率が異なり、弾性層と塗膜層との間で歪が生じるため、弾性層と塗膜層との密着性が悪く、ローラの耐久性に問題があることが分った。ここで、弾性層と塗膜層との密着性が悪いローラを画像形成装置に使用した場合、使用中に塗膜層が弾性層から剥離し易く、画像不良を発生し易くなる。従って、導電性ローラの弾性層と塗膜層とは、十分に密着性が高い必要がある。

そこで、本発明の目的は、製造に長い乾燥ラインを必要とせず、安定した品質の塗膜層を有する上、弾性層と塗膜層との密着性が高い導電性ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる導電性ローラを用いた、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、（１）複素環を有するモノマーを含む紫外線硬化性原料組成物から塗膜層を形成する、又は（２）極性基含有モノマーを含む紫外線硬化性原料組成物から塗膜層及び弾性層を形成することで、製造に長い乾燥ラインが不要で、安定した品質の塗膜層を有する上、弾性層と塗膜層との密着性が高く、優れた耐久性を有する導電性ローラが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の第１の導電性ローラは、シャフト部材と、該シャフト部材の半径方向外側に配設された一層以上の弾性層と、該弾性層の半径方向外側に配設された一層以上の塗膜層とを備え、
前記シャフト部材の外表面又は前記弾性層の最外層以外の層の外表面に弾性層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記弾性層の最外層を形成し、次に、該弾性層の最外層の外表面に塗膜層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記塗膜層の最内層を形成することで作製され、
少なくとも前記弾性層の最外層及び前記塗膜層の最内層が、紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなり、
前記塗膜層の最内層に用いる原料混合物が、複素環を有するモノマーを含むことを特徴とする。

また、本発明の第２の導電性ローラは、シャフト部材と、該シャフト部材の半径方向外側に配設された一層以上の弾性層と、該弾性層の半径方向外側に配設された一層以上の塗膜層とを備え、
前記シャフト部材の外表面又は前記弾性層の最外層以外の層の外表面に弾性層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記弾性層の最外層を形成し、次に、該弾性層の最外層の外表面に塗膜層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記塗膜層の最内層を形成することで作製され、
少なくとも前記弾性層の最外層及び前記塗膜層の最内層が、紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなり、
前記塗膜層の最内層に用いる原料混合物及び前記弾性層の最外層に用いる原料混合物が、複素環を有するモノマー、ヒドロキシル基を有するモノマー、及びカルボキシル基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種の極性基含有モノマーを含むことを特徴とする。なお、本発明の第２の導電性ローラにおいて、前記弾性層の最外層に用いる原料混合物は、カルボキシル基を有するモノマーを含むことが特に好ましい。

更に、本発明の画像形成装置は、上記の導電性ローラを用いたことを特徴とする。

本発明によれば、（１）複素環を有するモノマーを含む紫外線硬化性原料組成物から塗膜層を形成する、又は（２）極性基含有モノマーを含む紫外線硬化性原料組成物から塗膜層及び弾性層を形成することで、製造に長い乾燥ラインが不要で、安定した品質の塗膜層を有する上、弾性層と塗膜層との密着性が高い導電性ローラを提供することができる。また、かかる導電性ローラを備え、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。

＜導電性ローラ＞
以下に、本発明の導電性ローラを、図１を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の導電性ローラの一例の断面図である。図示例の導電性ローラ１は、シャフト部材２と、該シャフト部材２の半径方向外側に配設された弾性層３と、該弾性層３の半径方向外側に配設された塗膜層４とを備える。なお、図１に示す導電性ローラ１は、弾性層３を一層のみ有するが、本発明の導電性ローラは、弾性層を二層以上有していてもよい。また、図１に示す導電性ローラ１は、塗膜層４を一層のみ有するが、本発明の導電性ローラは、塗膜層を二層以上有していてもよい。

ここで、本発明の第１の導電性ローラは、塗膜層４の少なくとも最内層が、複素環を有するモノマーを含む紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする。上記複素環を有するモノマーは、紫外線硬化樹脂に強靭性と適度な伸び特性を付与することができる。そのため、塗膜層の硬化時に歪が生じても、塗膜層自体が強靭で且つ適度に伸びるため、弾性層３と塗膜層４との間の密着性を十分に確保することができる。

また、本発明の第２の導電性ローラは、塗膜層４の少なくとも最内層及び弾性層３の少なくとも最外層が、複素環を有するモノマー、ヒドロキシル基を有するモノマー、及びカルボキシル基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種の極性基含有モノマーを含む紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする。本発明の第２の導電性ローラにおいては、塗膜層の最内層及び弾性層の最外層が複素環、ヒドロキシル基及びカルボキシル基から選択される少なくとも一種の極性基を有するため、塗膜層の最内層中の極性基と弾性層の最外層中の極性基とが相互作用し、弾性層３と塗膜層４との間の密着性を十分に確保することができる。

なお、塗膜層４の少なくとも最内層が複素環を有するモノマーを含む紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなり、弾性層３の少なくとも最外層がカルボキシル基を有するモノマーを含む紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる場合、塗膜層自体が強靭で且つ適度に伸びる上、塗膜層の最内層中の極性基と弾性層の最外層中のカルボキシル基とが相互作用するため、弾性層３と塗膜層４との間の密着性が特に良好である。

本発明の第１の導電性ローラ及び第２の導電性ローラの塗膜層の最内層用の原料混合物並びに本発明の第２の導電性ローラの弾性層の最外層用の原料混合物に用いる複素環を有するモノマーは、分子中に複素環を有することを要し、また、紫外線で硬化するために、(メタ)アクリロイルオキシ基を有することが好ましい。ここで、複素環基としては、モルフォリノ基、テトラフルフリル基、ピロリドニル基、カプロラクトニル基等が挙げられる。また、上記複素環を有するモノマーとして、具体的には、アクリロイルモルホリン、メタクリロイルモルホリン、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、Ｎ-ビニルピロリドン、Ｎ-ビニルカプロラクタム等が挙げられる。これら複素環を有するモノマーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の第２の導電性ローラの塗膜層の最内層用の原料混合物及び弾性層の最外層用の原料混合物に用いるヒドロキシル基を有するモノマーは、分子中にヒドロキシル基を有することを要し、また、紫外線で硬化するために、(メタ)アクリロイルオキシ基を有することが好ましい。かかるヒドロキシル基を有するモノマーとして、具体的には、２-ヒドロキシエチルアクリレート、２-ヒドロキシプロピルアクリレート、２-ヒドロキシブチルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、２-ヒドロキシエチルメタクリレート、２-ヒドロキシプロピルメタクリレート、２-ヒドロキシブチルメタクリレート、フェニルグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、２-ヒドロキシ-３-フェノキシプロピルアクリレート等が挙げられる。これらヒドロキシル基を有するモノマーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の第２の導電性ローラの塗膜層の最内層用の原料混合物及び弾性層の最外層用の原料混合物に用いるカルボキシル基を有するモノマーは、分子中にカルボキシル基を有することを要し、また、紫外線で硬化するために、(メタ)アクリロイルオキシ基を有することが好ましい。かかるカルボキシル基を有するモノマーとして、具体的には、β-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、β-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロジェンサクシネート、β-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロジェンフタレート、β-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンテトラヒドロフタレート、β-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロジェンテトラヒドロフタレート、β-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンヘキサヒドロフタレート、β-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロジェンヘキサヒドロフタレート、β-トリス(アクリロイルオキシメチル)エチルハイドロジェンフタレート等が挙げられる。これらカルボキシル基を有するモノマーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の第１の導電性ローラにおいて、塗膜層の最内層用の原料混合物中の複素環を有するモノマーの含有率は、20〜70質量％の範囲が好ましい。塗膜層の最内層用原料混合物における複素環を有するモノマーの含有率が20質量％未満では、塗膜層の最内層に強靭性と適度な伸び特性を付与することが難しく、一方、70質量％を超えると、塗膜硬度が上がり、印字中に塗膜の割れが生じるおそれがある。

本発明の第２の導電性ローラにおいて、塗膜層の最内層用の原料混合物中の極性基含有モノマーの含有率は、30〜80質量％の範囲が好ましい。塗膜層の最内層用原料混合物における極性基含有モノマーの含有率が30質量％未満では、塗膜層の最内層と弾性層の最外層との間の密着性を十分に付与することが難しく、一方、80質量％を超えると、塗膜の伸びが損われ、破れが発生するおそれがある。

本発明の第２の導電性ローラにおいて、弾性層の最外層用の原料混合物中の極性基含有モノマーの含有率は、10〜80質量％の範囲が好ましい。弾性層の最外層用原料混合物における極性基含有モノマーの含有率が10質量％未満では、塗膜層の最内層と弾性層の最外層との間の密着性を十分に付与することが難しく、一方、80質量％を超えると、塗膜の伸びが損われ、破れが発生するおそれがある。

上記塗膜層の最内層の形成に用いる紫外線硬化性の原料混合物は、更にアクリレートオリゴマー、反応性希釈剤、光重合開始剤、微粒子、導電剤等を含有することが好ましく、また、上記弾性層の最外層の形成に用いる紫外線硬化性の原料混合物は、更にアクリレートオリゴマー、反応性希釈剤、光重合開始剤、導電剤等を含有することが好ましい。なお、本発明の導電性ローラにおいて、最内層以外の塗膜層は、特に限定されず、最内層と同様であっても、異なってもよく、また、本発明の導電性ローラにおいて、最外層以外の弾性層は、特に限定されず、最外層と同様であっても、異なってもよい。

上記紫外線硬化性の原料混合物に用いることが好適なアクリレートオリゴマーとしては、ウレタン系アクリレートオリゴマー、エポキシ系アクリレートオリゴマー、エーテル系アクリレートオリゴマー、エステル系アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系アクリレートオリゴマー、フッ素系アクリレートオリゴマー、シリコーン系アクリレートオリゴマー等が挙げられる。上記アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε-カプロラクトンの付加物等と、アクリル酸との反応により、或いはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有するアクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。

上記ウレタン系アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有するアクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。また、上記エポキシ系アクリレートオリゴマーとしては、グリシジル基を有する化合物とアクリル酸との反応生成物が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し且つグリシジル基を有する化合物とアクリル酸との反応生成物が更に好ましい。更に、上記エーテル系アクリレートオリゴマー、エステル系アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール）とアクリル酸との反応によって得られる。

上記紫外線硬化性の原料混合物は、反応性希釈剤としてアクリレートモノマーを含有してもよく、該アクリレートモノマーとしては、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ-ブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、ラウリルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、ステアリルアクリレート、ミリスチルアクリレート、パルミチルアクリレート等が挙げられる。これらアクリレートモノマーは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記紫外線硬化性の原料混合物は、光重合開始剤を含有することが好ましく、該光重合開始剤は、紫外線を照射されることによって、上述したモノマーやアクリレートオリゴマーの重合を開始させる作用を有する。該光重合開始剤としては、４-ジメチルアミノ安息香酸、４-ジメチルアミノ安息香酸エステル、２,２-ジメトキシ-２-フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン及び３,３-ジメチル-４-メトキシベンゾフェノン、４,４-ジメトキシベンゾフェノン、４,４-ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス(４-ジアルキルアミノフェニル)ケトン、ベンジル及びベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾイン及びベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、２-ヒドロキシ-２-メチルプロピオフェノン、１-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、フルオレン、２,４,６-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(２,６-ジメトキシベンゾイル)-２,４,４-トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(２,４,６-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド、２-メチル-１-[４-(メチルチオ)フェニル]-２-モルホリノプロパン-１,２-ベンジル-２-ジメチルアミノ-１-(モルホリノフェニル)-ブタノン-１等が挙げられる。これら光重合開始剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。上記紫外線硬化性原料混合物における光重合開始剤の配合量は、上記モノマーと上記アクリレートオリゴマーとの合計100質量部に対して、0.2〜5.0質量部の範囲が好ましい。光重合開始剤の配合量が0.2質量部以下では、原料混合物の紫外線硬化を開始させる効果が小さく、一方、5.0質量部を超えると、紫外線硬化を開始させる効果が飽和する一方、原料混合物のコストが高くなる。

上記塗膜層形成用の紫外線硬化性原料混合物は、更に、微粒子を含有してもよい。塗膜層の原料混合物に微粒子を含ませることで、導電性ローラの表面に適度な微小凹凸を形成することができる。該微粒子としては、ゴム、ウレタン又は合成樹脂製の微粒子やカーボン製の微粒子およびシリカ系微粒子等の無機微粒子が好ましく、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ウレタンアクリレート、メラミン樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ガラス状カーボン製の微粒子およびシリカ微粒子が特に好ましい。これら微粒子は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、該微粒子の含有量は、上記モノマーと上記アクリレートオリゴマーとの合計100質量部に対して、0.1〜100質量部の範囲が好ましい。

上記紫外線硬化性の原料混合物には、塗膜層及び弾性層に導電性を付与するために、導電剤を添加してもよく、該導電剤としては、イオン導電剤、電子導電剤等が挙げられる。イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられ、電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープ酸化スズ、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウィスカー、黒鉛ウィスカー、炭化チタンウィスカー、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、導電性酸化チタンウィスカー、導電性酸化亜鉛ウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。これら導電剤の使用量は、塗膜層及び弾性層が所望の導電性を有するように適宜調整することができる。

上記塗膜層４の厚さは、5μm〜30μmの範囲が好ましい。塗膜層の厚さが5μm未満では、塗膜層を配設する効果が小さく、30μmを超えると、導電性ローラの表面が硬くなり、柔軟性が損なわれる。

一方、上記弾性層３の厚さは、500μm〜3mmであることが好ましい。弾性層の厚さが500μm以上であれば、導電性ローラが十分な弾性を有し、トナーへのダメージが十分に小さく、一方、3mm以下であれば、紫外線照射において弾性層の深部まで紫外線が十分に到達し、原料混合物を確実に紫外線硬化させることができ、高価格の紫外線硬化樹脂原料の使用量を少なくできる。

上記弾性層の硬度は、特に限定されるものではないが、アスカーＣ硬度で90度以下であることが好ましく、20〜80度であることが更に好ましい。弾性層のアスカーＣ硬度が90度を超えると、導電性ローラと感光ドラム等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがあり、また、トナーに損傷を与え感光ドラムや成層ブレードヘのトナー固着等が発生して画像不良が起こり易い。一方、弾性層が低硬度過ぎると、感光ドラムや成層ブレードとの摩擦力が大きくなり、ジッター等の画像不良が発生するおそれがある。

本発明の導電性ローラのシャフト部材としては、良好な導電性を有する限り特に制限はなく、例えば、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体や高剛性樹脂製の円筒体、芯金の外周に高剛性樹脂を配置した複合体等が挙げられる。なお、シャフト部材に高剛性の樹脂を使用する場合、高剛性樹脂に導電剤を添加・分散させて、十分に導電性を確保することが好ましい。ここで、高剛性樹脂に分散させる導電剤としては、カーボンブラック粉末、グラファイト粉末、カーボンファイバー、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末等の粉末状導電剤が好ましい。これら導電剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。該導電剤の配合量は、特に制限されるものではないが、高剛性樹脂の全体に対して5〜40質量％の範囲が好ましく、5〜20質量％の範囲が更に好ましい。

上記金属製芯金や金属製円筒体の材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等が挙げられる。また、上記高剛性の樹脂基材の材質としては、ポリアセタール、ポリアミド６、ポリアミド６・６、ポリアミド１２、ポリアミド４・６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・１２、ポリアミド１１、ポリアミドＭＸＤ６、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアセタール、ポリアミド６・６、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド６・１２、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートが好ましい。これら高剛性樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明の導電性ローラ１は、例えば、シャフト部材２の外表面に上記弾性層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して弾性層３を形成し、次に、該弾性層３の外表面に上記塗膜層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して塗膜層４を形成することで作製できる。そのため、本発明の導電性ローラは、製造に長い乾燥ラインを必要とせず、また、安定した品質の塗膜層を有する。なお、弾性層用原料混合物をシャフト部材の外表面に塗布する方法、並びに塗膜層用原料混合物を弾性層の外表面に塗布する方法としては、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法、ダイコート法等が挙げられる。また、紫外線照射に用いる光源としては、水銀灯、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が挙げられる。紫外線照射の条件は、弾性層用原料混合物及び塗膜層用原料混合物に含まれる成分、組成及び塗布量等に応じて適宜選択され、照射強度や積算光量等を適宜調整すればよい。

上述した本発明の導電性ローラは、画像形成装置の現像ローラ、帯電ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、給紙ローラ、クリーニングローラ、定着用の加圧ローラ等として用いることができる。

＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、上述した導電性ローラを備えることを特徴とする。本発明の画像形成装置は、上記導電性ローラを用いる以外、特に制限はなく、公知の方法で製造することができる。

以下に、図２を参照して本発明の画像形成装置を詳細に説明する。図２は、本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。図示例の画像形成装置は、静電潜像を保持した感光ドラム５と、感光ドラム５の近傍（図では上方）に位置し感光ドラム５を帯電させるための帯電ローラ６と、トナー７を供給するためのトナー供給ローラ８と、トナー供給ローラ８と感光ドラム５との間に配置された現像ローラ９と、現像ローラ９の近傍（図では上方）に設けられた現像ブレード１０と、感光ドラム５の近傍（図では下方）に位置する転写ローラ１１と、感光ドラム５に隣接して配置されたクリーニングローラ１２とを備える。なお、本発明の画像形成装置は、更に画層形成装置に通常用いられる公知の部品（図示せず）を備えることができる。

図示例の画像形成装置においては、感光ドラム５に帯電ローラ６を当接させて、感光ドラム５と帯電ローラ６との間に電圧を印加して、感光ドラム５を一定電位に帯電させた後、露光機（図示せず）により静電潜像を感光ドラム５上に形成する。次に、感光ドラム５と、トナー供給ローラ８と、現像ローラ９とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ８上のトナー７が現像ローラ９を経て感光ドラム５に送られる。現像ローラ９上のトナー７は、現像ブレード１０により、均一な薄層に整えられ、現像ローラ９と感光ドラム５とが接触しながら回転することにより、トナー７が現像ローラ９から感光ドラム５の静電潜像に付着し、該潜像が可視化する。潜像に付着したトナー７は、転写ローラ１１で紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に感光ドラム５上に残留するトナー７は、クリーニングローラ１２によって除去される。ここで、本発明の画像形成装置においては、例えば、帯電ローラ６、トナー供給ローラ８、現像ローラ９、転写ローラ１１及びクリーニングローラ１２の少なくともいずれかに、上述した弾性層３と塗膜層４の密着性が高く、優れた耐久性を有する導電性ローラ１を用いることで、優れた画像を安定的に形成することが可能となる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

＜ＵＶ樹脂を弾性層とするローラ本体の作製１（弾性層用原料混合物が極性基含有モノマーを含む場合＞
外径6.0mmの金属シャフトを挿入した外径17.0mmのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂製ローラ基材（シャフト部材）に、ＵＡ−３３４ＰＺ［ウレタンアクリレートオリゴマー、新中村化学工業(株)製］”70質量部、ライトアクリレートＩＭ−Ａ［イソミシリチルアクリレート、共栄社化学(株)製］”20質量部、ＮＫ エステル Ａ−ＳＡ［β-アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＨ、新中村化学工業(株)製］”10質量部、光開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１［２,２-ジメトキシ-１,２-ジフェニルエタン-１-オン, (株)チバ・スペシャリティケミカルズ(株)］1質量部、イオン導電剤ＭＰ１００［過塩素酸ナトリウムのポリオール錯塩, (株)昭島化学製］2質量部からなる弾性層用原料をダイコーターにより厚さ1500μmで塗布し、窒素雰囲気下で回転させながらＵＶ照射強度700mW/cm²で5秒間ＵＶ照射し、ＵＶ樹脂を弾性層とするローラ本体を得た。

＜ＵＶ樹脂を弾性層とするローラ本体の作製２（弾性層用原料混合物が極性基含有モノマーを含まない場合＞
外径6.0mmの金属シャフトを挿入した外径17.0mmのポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂製ローラ基材（シャフト部材）に、ＵＡ−３３４ＰＺ［ウレタンアクリレートオリゴマー、新中村化学工業(株)製］”70質量部、ライトアクリレートＩＭ−Ａ［イソミシリチルアクリレート、共栄社化学(株)製］”30質量部、光開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１［２,２-ジメトキシ-１,２-ジフェニルエタン-１-オン, (株)チバ・スペシャリティケミカルズ(株)］1質量部、イオン導電剤ＭＰ１００［過塩素酸ナトリウムのポリオール錯塩, (株)昭島化学製］2質量部からなる弾性層用原料をダイコーターにより厚さ1500μmで塗布し、窒素雰囲気下で回転させながらＵＶ照射強度700mW/cm²で5秒間ＵＶ照射し、ＵＶ樹脂を弾性層とするローラ本体を得た。

（実施例１〜５及び比較例１〜４）
次に、上記ローラ本体の表面に、表１及び表２に示す配合の塗膜層用原料をロールコーターにて塗布し、ＵＶ照射強度700mW/cm²で5秒間ＵＶ照射して、表面にＵＶ塗膜［厚さ：10μm］を有する導電性ローラを得た。得られた導電性ローラの弾性層と塗膜層との密着性をＪＩＳ法碁盤目試験（ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６：１９９９）で評価した。具体的には、所定の治具を用い縦横５個、合計２５個の碁盤目をカミソリ［ジレット製］で切り込み、セロテープ（登録商標）を貼り付けた後、一気にセロテープをはがし、セロテープにより碁盤目が剥がれるか否かを試験し、総ての碁盤目がはがれなかった場合を良好とし、１つ以上の碁盤目が剥がれた場合を不良とした。結果を表１及び表２に示す。

*1 共栄社化学(株)製, ウレタンアクリレートオリゴマー
*2 モルフォリノ基含有モノマー, 新中村化学工業(株)製, モルフォリンアクリレート
*3 ヒドロキシル基含有モノマー, 共栄社化学(株)製, ２-ヒドロキシエチルアクリレート
*4 カルボキシル基含有モノマー, 新中村化学工業(株)製, β-アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート, ＣＨ₂＝ＣＨＣＯＯＣＨ₂ＣＨ₂ＯＣＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＯＯＨ
*5 エチレンオキシド基含有モノマー, 共栄社化学(株)製, メトキシトリエチレングリコールアクリレート
*6 エチレンオキシド基含有２官能モノマー, 共栄社化学(株)製, トリエチレングリコールジアクリレート
*7 エチレンオキシド基含有３官能モノマー, 共栄社化学(株)製, ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート
*8 ライオン(株)製, ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ
*9 日本化薬社製, ２,４-ジエチルチオキサントン
*10 日本化薬社製, ｐ-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル
*11 大日本インキ化学工業製, 架橋ウレタン、バーノックＣＦＢ−１０１−４０

実施例１及び３から、複素環を有するモノマーを含む原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる塗膜層を備えた導電性ローラは、弾性層と塗膜層との密着性が高いことが分る。

また、実施例２、４及び５から、カルボキシル基を有するモノマーを含む原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる弾性層と、複素環を有するモノマー、ヒドロキシル基を有するモノマー、又はカルボキシル基を有するモノマーを含む原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる塗膜層とを備えた導電性ローラは、弾性層と塗膜層との密着性が高いことが分る。

一方、比較例１から、塗膜層が極性基含有モノマーを含む原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる場合においても、弾性層が極性基含有モノマーを含まない原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる場合、弾性層と塗膜層との密着性が低いことが分る。

また、比較例２〜４から、弾性層が極性基含有モノマーを含む原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる場合においても、塗膜層が極性基含有モノマーを含まない原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなる場合、弾性層と塗膜層との密着性が低いことが分る。

本発明の導電性ローラの一例の断面図である。 本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。

符号の説明

１ 導電性ローラ
２ シャフト部材
３ 弾性層
４ 塗膜層
５ 感光ドラム
６ 帯電ローラ
７ トナー
８ トナー供給ローラ
９ 現像ローラ
１０ 現像ブレード
１１ 転写ローラ
１２ クリーニングローラ

Claims (4)

1. シャフト部材と、該シャフト部材の半径方向外側に配設された一層以上の弾性層と、該弾性層の半径方向外側に配設された一層以上の塗膜層とを備え、前記シャフト部材の外表面又は前記弾性層の最外層以外の層の外表面に弾性層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記弾性層の最外層を形成し、次に、該弾性層の最外層の外表面に塗膜層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記塗膜層の最内層を形成することで作製された導電性ローラにおいて、
   少なくとも前記弾性層の最外層及び前記塗膜層の最内層が、紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなり、
   前記塗膜層の最内層に用いる原料混合物が、複素環を有するモノマーを含むことを特徴とする導電性ローラ。
2. シャフト部材と、該シャフト部材の半径方向外側に配設された一層以上の弾性層と、該弾性層の半径方向外側に配設された一層以上の塗膜層とを備え、前記シャフト部材の外表面又は前記弾性層の最外層以外の層の外表面に弾性層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記弾性層の最外層を形成し、次に、該弾性層の最外層の外表面に塗膜層用原料混合物を塗布した後、紫外線照射して前記塗膜層の最内層を形成することで作製された導電性ローラにおいて、
   少なくとも前記弾性層の最外層及び前記塗膜層の最内層が、紫外線硬化性の原料混合物を紫外線照射で硬化させた紫外線硬化型樹脂からなり、
   前記塗膜層の最内層に用いる原料混合物及び前記弾性層の最外層に用いる原料混合物が、複素環を有するモノマー、ヒドロキシル基を有するモノマー、及びカルボキシル基を有するモノマーからなる群から選択される少なくとも一種の極性基含有モノマーを含むことを特徴とする導電性ローラ。
3. 前記弾性層の最外層に用いる原料混合物が、カルボキシル基を有するモノマーを含むことを特徴とする請求項２に記載の導電性ローラ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ローラを備えた画像形成装置。