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WO2014136829A1 - ローラ、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

ローラ、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置 Download PDF

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Publication number
WO2014136829A1
WO2014136829A1 PCT/JP2014/055600 JP2014055600W WO2014136829A1 WO 2014136829 A1 WO2014136829 A1 WO 2014136829A1 JP 2014055600 W JP2014055600 W JP 2014055600W WO 2014136829 A1 WO2014136829 A1 WO 2014136829A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roller
layer
foam
foam layer
cut
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/055600
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将吾 今井
祐輔 藤沢
雄介 上條
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ブリヂストン filed Critical 株式会社ブリヂストン
Priority to CN201480012467.6A priority Critical patent/CN105027007A/zh
Priority to JP2015504357A priority patent/JPWO2014136829A1/ja
Priority to EP14761042.2A priority patent/EP2966508A4/en
Priority to US14/771,248 priority patent/US20160018751A1/en
Publication of WO2014136829A1 publication Critical patent/WO2014136829A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0233—Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties
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    • G03G15/14—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1665—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat
    • G03G15/167—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer
    • G03G15/1685—Structure, details of the transfer member, e.g. chemical composition

Definitions

  • the present invention relates to a roller, a method of manufacturing the same, and an image forming apparatus using the roller.
  • the present invention relates to a roller, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus using the roller.
  • a transfer roller, a developing roller, a toner supply roller, a charging roller, a cleaning roller, an intermediate transfer roller, and a belt are used in each image forming process.
  • roller member As such a roller member, a conventional structure in which an elastic layer made of rubber, a polymer elastomer, a polymer foam or the like provided with conductivity by blending a conductive agent on the outer periphery of a shaft is used as a basic structure. In order to obtain surface roughness, conductivity, hardness, and the like, those having a single-layer or multiple-layer coating on the outer periphery thereof are used.
  • Patent Document 1 includes a cored bar, a base provided on the surface of the core, and a sealing layer provided on the peripheral surface.
  • a conductive roller is disclosed which is made of a conductive flexible polyurethane foam and in which the opening of air bubbles of the conductive flexible polyurethane foam on the peripheral surface of the substrate is closed by a sealing layer.
  • the elastic layer to be carried on the outer periphery of the shaft is formed of a foam layer, and the cutting process is applied to the end in the roller axial direction in order to adjust the size and shape of the roller, the foam layer exposed by the cutting In some cases, cutting residue was generated from the end.
  • a cutting residue is transferred to a photoconductor or paper in the image forming apparatus, it causes a problem of an image, which is a problem.
  • there is a method of performing air blowing or a wipe blowing process but the cutting residue cannot be completely removed.
  • an object of the present invention is to solve the above problems and suppress the generation of cutting residue from the cut surface of the end portion of the foam layer in the axial direction of the roller, in particular, a conductive roller, a manufacturing method thereof, and an image using the same. It is to provide a forming apparatus.
  • the roller of the present invention is a roller comprising a shaft, a foam layer sequentially provided on the outer periphery of the shaft, and at least one coating layer. Both ends of the foam layer and the paint film layer in the roller axial direction are cut, and a cut-off layer for covering at least the foam layer is provided on the cut surface of the cut foam layer and the paint film layer. It is characterized by being.
  • the sealing layer is preferably made of a liquid adhesive or a hot melt adhesive.
  • the foam layer is preferably made of polyurethane foam, and the density of the polyurethane foam is particularly preferably in the range of 0.1 to 0.7 g / cm 3 .
  • the roller of the present invention is preferably a conductive roller.
  • the manufacturing method of the roller of the present invention in manufacturing the roller of the present invention, the foamed layer is formed by molding, the at least one coating layer is applied to the outer periphery of the formed foam layer, and both the foam layer and both ends of the coating layer in the roller axial direction are formed. After cutting, the sealing layer is provided on the cut surfaces of the cut foam layer and the coating layer so as to cover at least the foam layer.
  • the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the roller of the present invention is mounted.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration example of an image forming apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of an example of the roller of the present invention.
  • the roller 10 of the present invention includes a shaft 1, a foam layer 2 carried on the outer periphery thereof, at least one coating layer coated on the outer periphery of the foam layer, and in the illustrated example, one layer of coating.
  • both ends of the foam layer 2 and at least one coating layer 3 in the roller axial direction are cut, and the cut foam layer 2 and at least one coating layer 3 are cut.
  • a sealing layer 4 that covers at least the foam layer 2 is provided on the surface.
  • the sealing layer 4 may be formed of any material as long as it can cover at least the cut surface of the foamed layer 2, thereby obtaining an effect of suppressing the generation of cutting residue.
  • a washer or the like can be used in addition to a liquid adhesive or a hot melt adhesive.
  • a hot melt adhesive is preferable because the formation of the sealing layer is easy.
  • the liquid adhesive include one-component or two-component solvent-based, solvent-free, or water-based adhesives.
  • the material include urethane, acrylic, vinyl acetate, epoxy, silicon, and synthetic rubber. In the case of using polyurethane foam, urethane and synthetic rubber are particularly preferable from the viewpoint of flexibility and compatibility.
  • the sealing layer 4 can be formed by applying a liquid adhesive using a dispenser, a stamp, a spray, a knife coater, or the like, followed by volatile curing, heat curing, or ultraviolet curing.
  • a liquid adhesive using a dispenser, a stamp, a spray, a knife coater, or the like
  • volatile curing, heat curing, or ultraviolet curing include a method of scraping the paint supplied to the cut surface with a dispenser with a doctor knife or the like, a method of spray-coating the cut surface, and the like.
  • a general method may be used as appropriate.
  • the hot melt adhesive is a sheet-like adhesive, and examples of the material include polyurethane, vinyl acetate, polyolefin, synthetic rubber, and the like. In view of compatibility and compatibility, urethane and synthetic rubber are preferable.
  • the sealing layer 4 is formed by applying, for example, hot pressing, high frequency, or ultrasonic waves in a state where the hot melt adhesive cut into a shape corresponding to the cut surface is in contact with the cut surface. be able to.
  • a general-purpose metal such as stainless steel or aluminum
  • a general-purpose resin such as polypropylene (PP) or polyamide (PA66, PA6, PA12) can be used and fitted to the shaft.
  • the sealing layer 4 can be formed by adhering to the cut surface with an adhesive.
  • an adhesive used at this time, a general metal-resin instantaneous adhesive is preferable in terms of process time.
  • Aron Alpha registered trademark
  • As the application method for example, a method in which a dispenser is applied to a cut surface in a spot shape (point adhesion), a method in which a paint supplied to the cut surface by a dispenser or the like is scraped with a doctor knife or the like (overall adhesion), etc. Is mentioned.
  • the sealing layer 4 only needs to cover at least the cut surface of the foam layer 2, so that it is equal to or larger than the outer diameter of the roller and smaller than the outer diameter of the roller. What is necessary is just to form by a diameter. Although it depends on the size of the roller, specifically, it may be formed with an outer diameter of [(roller outer diameter) ⁇ 0 ⁇ m to (roller outer diameter) ⁇ 250 ⁇ m], for example. Moreover, the thickness of the sealing layer 4 should just be what can completely cover the cut surface of the foaming layer 2, and in the case of a coating film etc., it can be about 120 micrometers or less, for example.
  • the shaft 1 is not particularly limited as long as it has good conductivity, and any one can be used.
  • a steel material such as sulfur free-cutting steel is plated with nickel, zinc or the like.
  • Metal shafts made of solid materials such as metal, iron, stainless steel, and aluminum, metal shafts such as metal cylinders hollowed inside, plastic shafts with good conductivity, etc. can be used. .
  • the foam layer 2 is made of a foam. Specifically, for example, polyurethane, silicone rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), natural rubber, styrene-butadiene rubber (SBR). ), Butadiene rubber, isoprene rubber, polynorbornene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber (ECO), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), and mixtures thereof. Preferably, it shall consist of polyurethane foam.
  • the foam constituting the foamed layer 2 is formed by chemically foaming the elastomer using a foaming agent or by mechanically entraining and foaming air like a polyurethane foam.
  • the bubbles in the foam are closed cells.
  • a method of foaming the elastomer raw material by mechanical stirring is suitably employed.
  • the polyurethane raw material for forming the polyurethane foam suitably used for the foamed layer 2 is not particularly limited as long as it contains a urethane bond in the resin.
  • the polyisocyanate constituting the polyurethane raw material aromatic isocyanate or a derivative thereof, aliphatic isocyanate or a derivative thereof, alicyclic isocyanate or a derivative thereof is used.
  • aromatic isocyanate or a derivative thereof is preferable, and tolylene diisocyanate or a derivative thereof, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof is particularly preferably used.
  • Tolylene diisocyanate or derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, these Urea-modified products, burette-modified products, carbodiimide-modified products, urethane-modified products modified with polyols, and the like are used.
  • diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof for example, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or a derivative thereof is used.
  • Examples of the derivatives of diaminodiphenylmethane include polynuclear bodies, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane, polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from a polynuclear body of diaminodiphenylmethane, and the like can be used.
  • Regarding the number of functional groups of polymeric diphenylmethane diisocyanate a mixture of pure diphenylmethane diisocyanate and polymeric diphenylmethane diisocyanate having various functional groups is usually used, and the average number of functional groups is preferably 2.05 to 4.00, more preferably 2. 50 to 3.50 are used.
  • Derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or derivatives thereof such as urethane modified products modified with polyols, dimers formed by uretidione formation, isocyanurate modified products, carbodiimide / uretonimine modified products, allophanate modified products , Urea-modified products, burette-modified products, and the like can also be used. Also, several types of diphenylmethane diisocyanate and its derivatives can be blended and used.
  • Polyol components constituting the polyurethane raw material include polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, polytetramethylene ether glycol, polyester polyols obtained by condensing acid components and glycol components, polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of caprolactone, Polycarbonate diol or the like can be used.
  • Polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide are, for example, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, methylglucotite, Examples include aromatic diamines, sorbitol, sucrose, phosphoric acid and the like as starting materials, and addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. Particularly, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, Those starting from hexanetriol are preferred.
  • the ratio of ethylene oxide is preferably 2 to 95% by mass, more preferably 5 to 90% by mass.
  • those having ethylene oxide added to the terminal are preferably used.
  • the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.
  • the molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol or ethylene glycol is used as a starting material, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 6000, particularly in the range of 400 to 3000. preferable.
  • glycerin, trimethylolpropane and hexanetriol are used as starting materials, they are trifunctional and preferably have a weight average molecular weight in the range of 900 to 9000, particularly preferably in the range of 1500 to 6000. Further, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol can be appropriately blended and used.
  • Polytetramethylene ether glycol is preferably used, for example, having a weight average molecular weight of 400 to 4000, particularly 650 to 3000, obtained by cationic polymerization of tetrahydrofuran. It is also preferable to blend polytetramethylene ether glycols having different molecular weights. Furthermore, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide can also be used. It is also preferable to use a blend of polytetramethylene ether glycol and a polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide.
  • polytetramethylene ether glycol addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide was performed. It is preferably used such that the ratio with the polyether polyol is in the range of 95: 5 to 20:80, particularly in the range of 90:10 to 50:50.
  • a polymer polyol obtained by modifying the polyol with acrylonitrile, a polyol obtained by adding melamine to the polyol, a diol such as butanediol, a polyol such as trimethylolpropane, or a derivative thereof can be used in combination.
  • the polyol may be prepolymerized with polyisocyanate in advance, and as a method thereof, the polyol and polyisocyanate are put in a suitable container and sufficiently stirred, and 30 to 90 ° C., more preferably 40 to 70 ° C. A method of keeping the temperature for 6 to 240 hours, more preferably 24 to 72 hours can be mentioned.
  • the ratio of the amount of polyol and polyisocyanate is preferably adjusted so that the isocyanate content of the resulting prepolymer is 4 to 30% by mass, more preferably 6 to 15% by mass.
  • the isocyanate content is less than 4% by mass, the stability of the prepolymer is impaired, and the prepolymer may be cured during storage, making it impossible to use. Further, when the isocyanate content exceeds 30% by mass, the content of polyisocyanate that has not been prepolymerized increases, and this polyisocyanate undergoes a prepolymerization reaction with a polyol component used in a subsequent polyurethane curing reaction. The effect of using the prepolymer method is diminished because it cures by a reaction mechanism similar to the one-shot manufacturing method that does not pass.
  • diols such as ethylene glycol and butanediol
  • polyols such as trimethylolpropane and sorbitol, and those Derivatives can also be used.
  • conductive agents such as ionic conductive agents and electronic conductive agents
  • fillers such as carbon black and inorganic carbonates, antioxidants such as phenol and phenylamine, low friction agents, charge control agents, etc.
  • ionic conductive agents examples include tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (eg, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium (eg, stearyltrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, modified fatty acid dimethylethyl Perchlorates such as ammonium, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, sulfates, ethyl sulfates, carboxylates, ammonium salts such as sulfonates, lithium, Perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, trifluoromethyls of alkali metals and alkaline earth metals such as sodium, potassium, calcium and magnesium Sulfate, and sulfonic
  • Examples of the electronic conductive agent include conductive carbon such as ketjen black and acetylene black; carbon for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT; for ink subjected to oxidation treatment Examples thereof include carbon, pyrolytic carbon, natural graphite, and artificial graphite; conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; metals such as nickel, copper, silver, and germanium. These conductive agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount is not particularly limited and may be appropriately selected as desired. Usually, the proportion is 0.1 to 40 parts by mass, preferably 0.3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane raw material. It is.
  • Catalysts used for the curing reaction of polyurethane raw materials include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, tetra Triamines such as methylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, cyclic amines such as methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxy Alcohol amines such as ethylpiperazine, hydroxyethylmorpholine, Ether amines such as bis (dimethylaminoethyl) ether and ethylene
  • a silicone foam stabilizer and various surfactants to the polyurethane raw material in order to stabilize the cells of the foam material.
  • a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is preferably used, and particularly preferably one comprising a dimethylpolysiloxane moiety having a molecular weight of 350 to 15000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of 200 to 4000.
  • the molecular structure of the polyoxyalkylene moiety is preferably an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and its molecular terminal is preferably ethylene oxide.
  • the surfactant include cationic surfactants, anionic surfactants, ionic surfactants such as amphoteric, nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters.
  • the blending amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane raw material.
  • the blending amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane raw material.
  • the polyurethane foam used in the present invention preferably has a density in the range of 0.1 to 0.7 g / cm 3 , more preferably 0.50 to 0.65 g / cm 3 .
  • a density in the range of 0.1 to 0.7 g / cm 3 more preferably 0.50 to 0.65 g / cm 3 .
  • cutting residue is likely to occur, and therefore the application of the present invention is effective. If the density is too low, the foam becomes coarse, and if it is too high, the roller performance deteriorates.
  • the Asker C hardness of the polyurethane foam is preferably 15 to 70 °, more preferably 15 to 45 °.
  • a conventionally used method such as a mechanical floss method, a water foam method, or a foaming agent floss method can be used.
  • a mechanical floss method in which foaming is performed by mechanical stirring while mixing an inert gas.
  • the inert gas used in the mechanical froth method may be an inert gas in the polyurethane reaction, and in addition to inert gases in a narrow sense such as helium, argon, xenon, radon, krypton, nitrogen, carbon dioxide, drying Examples thereof include gases that do not react with polyurethane raw materials such as air.
  • a polyurethane foam in which a self-skin layer (thin layered film) is formed on a portion in contact with the metal mold can be obtained by casting the foamed polyurethane material into a metal mold or the like and curing it. At that time, the moldability can be imparted to the metal mold by a method such as coating the inner surface of the metal mold with a fluororesin or the like.
  • the molding conditions of the foam layer 2 are not particularly limited, and can follow normal conditions.
  • foaming of the polyurethane raw material is started at a temperature in the range of 15 to 80 ° C., preferably 20 to 65 ° C.
  • the foamed layer 2 can be obtained by curing at a temperature of about 70 to 120 ° C. and then removing the mold.
  • At least one or more coating layers are formed on the outer periphery of the foam layer 2.
  • a single coating layer 3 as a surface layer forming the roller surface is provided on the outer periphery of the foam layer 2.
  • a layer may be provided, and another functional layer may be added.
  • the surface layer can be formed of a solvent-based paint such as urethane, acrylic, acrylurethane, or fluorine, and the surface roughness is adjusted by containing spherical fine particles such as urethane, acrylic, and silica. be able to.
  • the surface roughness of such a surface layer is preferably 2 ⁇ m or less, and particularly preferably in the range of 0.5 to 1.5 ⁇ m in terms of JIS arithmetic average roughness Ra.
  • desired electroconductivity can be provided by containing suitably the ionic conductive agent and electronic conductive agent which were mentioned above as a electrically conductive agent.
  • the thickness of the surface layer is not particularly limited, but can usually be about 1 to 50 ⁇ m, particularly about 1 to 40 ⁇ m.
  • the intermediate layer may be composed of a water-based paint containing a conductive agent, and as the water-based paint, any one or more selected from the group consisting of rubber-based, urethane-based, and acrylic-based materials is preferable.
  • any one or more selected from the group consisting of rubber-based, urethane-based, and acrylic-based materials is preferable.
  • rubber type natural rubber (NR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR), latex such as styrene butadiene rubber (SBR), etc.
  • urethane type emulsion and dispersion
  • ether type ether type
  • ester type As the acrylic, an emulsion such as acrylic or acrylic styrene can be suitably used.
  • the thing similar to what was mentioned previously about the foaming layer 2 can be used, and it does not restrict
  • Other vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, and the like can be appropriately added to the intermediate layer as desired.
  • the thickness of the intermediate layer is usually in the range of 10 to 100 ⁇ m, particularly 30 to 80 ⁇ m.
  • the thickness is less than 10 ⁇ m, the solvent shielding effect on the foam layer and the sealing effect for preventing the seepage of contaminants from the lower layer side are insufficient, and the desired surface roughness cannot be imparted due to the solvent leakage.
  • the thickness exceeds 100 ⁇ m, the intermediate layer cannot follow the softness of the foamed layer 2, and cracking, peeling, etc. occur, the roller itself becomes hard, and there is a problem in terms of roller performance such as toner damage. May occur.
  • the intermediate layer can be formed of one layer or two or more layers by applying the water-based paint on the foam layer 2.
  • the coating method is not particularly limited, and known methods such as dip coating, spray coating, and roll coater coating can be used, and dip coating is preferably used.
  • the micro hardness of the intermediate layer is preferably in the range of 10 to 45 ° in the case of a film thickness of 500 ⁇ m. By setting the hardness to this level, the desired roller surface can be obtained with respect to the finally obtained roller surface. Hardness can be achieved. Such micro hardness can be measured by, for example, a micro rubber hardness meter MD-1 type.
  • the roller of the present invention is suitable as a conductive roller used in an electrophotographic image forming apparatus and the like.
  • various rollers such as a developing roller, a charging roller, a transfer roller, a toner supply roller, and a cleaning roller are used. It can be suitably used as a roller member, and is particularly useful as a developing roller.
  • the roller of the present invention can be manufactured as follows. That is, first, a foam layer is formed on the outer periphery of the shaft by molding. Next, at least one coating layer, specifically, for example, the above-described surface layer is applied directly or the intermediate layer and the surface layer are applied and formed on the formed foam layer. Next, both end portions in the roller axial direction of the formed foam layer and coating layer are cut. Here, when cutting both ends of the foam layer and the coating layer in the roller axial direction, from the viewpoint of the appearance of the roller, when cutting off the roller end swollen by molding, adjusting the roller dimensions, etc. Is mentioned. Next, the roller of the present invention can be obtained by providing a sealing layer on the cut surfaces of the cut foam layer and the coating film layer so as to cover at least the foam layer by the various methods described above.
  • FIG. 2 shows a partial sectional view of an example of the image forming apparatus of the present invention.
  • an electrostatic image is formed by adhering an image forming body 21 such as a photoconductor for holding an electrostatic latent image and a toner 20 held on the surface in contact with the image forming body 21.
  • a developing roller 10 that visualizes the latent image and a toner supply roller 22 that supplies toner 20 to the developing roller 10 are provided.
  • the toner 20 is supplied from the toner container 23 to the toner supply roller 22 and the developing roller.
  • Image formation is performed by a series of processes of conveying to the image forming body 21 through 10.
  • an electrostatic latent image is formed on the image forming body 21 by an exposure device (not shown).
  • the toner supply roller 22, the developing roller 10, and the image forming body 21 rotate in the direction of the arrow in the figure, so that the toner 20 on the toner supply roller 22 passes through the developing roller 10 and the image forming body 21.
  • Sent to. The toner 20 on the developing roller 10 is adjusted to a uniform thin layer by the stratification blade 24, and the toner 20 is rotated from the developing roller 10 to the image forming body 21 by rotating while the developing roller 10 and the image forming body 21 are in contact with each other. And the latent image is visualized.
  • the toner 20 attached to the latent image is transferred onto a recording medium such as paper by a transfer roller 26, and the toner 20 remaining on the image forming body 21 after the transfer is removed by a cleaning blade 28 of the cleaning unit 27.
  • the image forming apparatus of the present invention can further be provided with known components that are usually used in the image forming apparatus (not shown).
  • polyurethane foam was supported on the outer periphery of a shaft ( ⁇ 8 mm, length 260 mm, material: sulfur free cutting steel) by a mechanical floss method.
  • the density of this polyurethane foam was 0.60 g / cm 3 .
  • an isocyanate component prepolymerized isocyanate TDI + polyether polyol
  • 20 parts by mass of a polyol component polyether polyol
  • 2 parts by mass of carbon black acetylene black
  • an ionic conductive agent peroxide
  • a polyurethane raw material consisting of 0.2 parts by mass of sodium chlorate was prepared, and this polyurethane raw material was mechanically stirred by a mixer and mixed with dry air to be foamed.
  • This polyurethane foam raw material was cast into a metal cylindrical split mold in which a hole for penetrating the shaft was provided at the end, and a metal cap for supporting the shaft was installed.
  • the cured polyurethane foam was removed from the mold, and a CR rubber latex paint blended with carbon black (Ketjen black) was applied by dip coating to form an intermediate layer having a thickness of 60 ⁇ m on the outer periphery of the foamed layer.
  • a polyurethane solvent-based paint containing D 50 10 ⁇ m spherical polyurethane particles and carbon black (acetylene black) was dip coated to form a surface layer having a film thickness of 15 ⁇ m.
  • the both ends of the roller main body in the roller axial direction of the roller obtained above were cut so that the dimensions of the roller main body were 11.5 mm and length 240 mm.
  • the sealing layers shown in Tables 1 to 3 below were respectively formed on the cut surface of the roller body to obtain test rollers of Examples 1 to 12.
  • the sealing layer was formed by applying by spray coating in the range of ⁇ 11.5 mm of the cut surface and heating.
  • a hot melt adhesive a sheet-like one was cut into a ring shape having an outer diameter of ⁇ 11.5 mm, attached, and welded by a hot press method.
  • a metal (stainless steel) and resin (PP) one having an outer diameter of 11.5 mm is used, and an adhesive (Aron Alpha (registered trademark) (for general use)) is applied to the cut surface with a dispenser. It was formed by applying and adhering to the shape. A roller having no sealing layer formed on the cut surface of the roller body was used as a conventional test roller.
  • HM712 (thickness 50 ⁇ m), manufactured by Cemedine Co., Ltd. * 10) HM650-2 (thickness 50 ⁇ m), manufactured by Cemedine Co., Ltd.
  • a roller was produced in the same manner as in Example 1 except that the density of the polyurethane foam constituting the foamed layer was changed as shown in Table 4 below, and both end portions in the roller axial direction of the roller body were cut. The dimensions of the part were ⁇ 11.5 mm and length 240 mm. Thereafter, a sealing layer shown in Table 4 below was formed on the cut surface of the roller main body in the same manner as in Example 1 to obtain test rollers of Examples 13 to 18. The results of evaluating the obtained test rollers in the same manner as in Example 1 are also shown in Table 4 below.

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Abstract

　発泡層のローラ軸方向端部の裁断面からの裁断カス発生を抑制したローラ、特には導電性ローラの製造方法、および、それを用いた画像形成装置を提供する。　シャフト１と、シャフトの外周に順次設けられた発泡層２および少なくとも一層以上の塗膜層３と、を備えるローラである。発泡層および塗膜層のローラ軸方向両端部が裁断されてなり、かつ、裁断された発泡層および塗膜層の裁断面に、少なくとも発泡層を被覆する目止め層４が設けられている。

Description

ローラ、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置
　本発明はローラ、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置に関し、詳しくは、複写機やプリンタ、特にはレーザービームプリンタ等の画像形成装置において用いられる導電性ローラ、特には現像ローラとして好適なローラ、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置に関する。
　一般に、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像形成の各工程で、転写ローラや現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラ、中間転写ローラ、ベルト駆動ローラ等の、導電性を付与したローラが用いられている。
　かかるローラ部材としては、従来、軸の外周に、導電剤を配合することにより導電性を付与したゴムや高分子エラストマー、高分子フォーム等からなる弾性層を形成した構造を基本構造として、所望の表面粗さや導電性、硬度などを得るために、その外周に一層または複数層の塗膜を設けたものが使用されている。
　導電性ローラの改良に係る技術としては、例えば、特許文献１に、芯金と、その表面上に設けられた基体と、その周面上に設けられた目止層とを有し、基体が導電性軟質ポリウレタンフォームからなり、且つ基体の周面における導電性軟質ポリウレタンフォームの気泡の開放口が、目止層によって閉塞されている導電性ローラが開示されている。
特開平９－２６２９１２号公報（特許請求の範囲等）
　しかしながら、シャフトの外周に担持させる弾性層を発泡層により形成して、ローラの寸法や形状を調整するために、そのローラ軸方向端部に裁断処理を施した場合、裁断により露出した発泡層の端部から、裁断カスが発生する場合があった。このような裁断カスが、画像形成装置内で感光体や紙などに転写されると、画像不具合が発生する原因となるため、問題となっていた。これに対し、裁断カスを除去するために、エアの吹き付けやワイプ吹き処理を実施する方法もあるが、裁断カスを完全に除去することができるものではなかった。
　そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、発泡層のローラ軸方向端部の裁断面からの裁断カス発生を抑制したローラ、特には導電性ローラ、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
　本発明者らは鋭意検討した結果、裁断処理を施したローラ端部の裁断面に、目止め層を設けるものとしたことで、上記問題を解消できることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明のローラは、シャフトと、該シャフトの外周に順次設けられた発泡層および少なくとも一層以上の塗膜層と、を備えるローラにおいて、
　前記発泡層および前記塗膜層のローラ軸方向両端部が裁断されてなり、かつ、裁断された該発泡層および該塗膜層の裁断面に、少なくとも該発泡層を被覆する目止め層が設けられていることを特徴とするものである。
　本発明のローラにおいては、前記目止め層が、液状接着剤またはホットメルト接着剤からなることが好ましい。また、本発明のローラにおいて、前記発泡層は、好適にはポリウレタンフォームからなり、特には、前記ポリウレタンフォームの密度が０．１～０．７ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましい。さらに、本発明のローラは、好適には導電性ローラである。
　また、本発明のローラの製造方法は、上記本発明のローラを製造するにあたり、
　前記発泡層を型成形により形成し、形成された該発泡層の外周に前記少なくとも一層以上の塗膜層を塗布形成し、形成された該発泡層および該塗膜層のローラ軸方向両端部を裁断した後、裁断された該発泡層および該塗膜層の裁断面に、少なくとも該発泡層を被覆するよう前記目止め層を設けることを特徴とするものである。
　さらに、本発明の画像形成装置は、上記本発明のローラが搭載されていることを特徴とするものである。
　本発明によれば、上記構成としたことで、発泡層のローラ軸方向端部の裁断面からの裁断カスの発生を抑制することができ、これにより、裁断カスに起因した画像不具合の発生を防止することができるローラ、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置を実現することが可能となった。
本発明のローラの一構成例を示す長手方向断面図である。 本発明の画像形成装置の一構成例を示す部分断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１に、本発明のローラの一例の長手方向断面図を示す。図示するように、本発明のローラ１０は、シャフト１と、その外周に担持された発泡層２と、発泡層の外周に被覆された少なくとも一層以上の塗膜層、図示例では１層の塗膜層３と、を備えている。
　本発明のローラにおいては、発泡層２および少なくとも一層以上の塗膜層３のローラ軸方向両端部が裁断されてなり、かつ、裁断された発泡層２および少なくとも一層以上の塗膜層３の裁断面に、少なくとも発泡層２を被覆する目止め層４が設けられている点に特徴がある。裁断面に、少なくとも発泡層２を被覆する目止め層４を設けて、発泡層２の裁断面の露出をなくしたことで、裁断面からの裁断カスの発生を効果的に抑制することが可能となった。これにより、画像形成装置の内部における、裁断カスの感光体等への付着に起因する画像不具合の発生を防止することが可能となる。
　かかる目止め層４としては、少なくとも発泡層２の裁断面を被覆できるものであれば、いかなる材料により形成してもよく、これにより、裁断カスの発生を抑制する効果を得ることができる。具体的には例えば、液状接着剤やホットメルト接着剤のほか、ワッシャーなどを用いることもできる。特には、目止め層の形成が容易な点から、ホットメルト接着剤が好適である。液状接着剤としては、１液または２液の溶剤系、無溶剤系若しくは水系のものが挙げられ、材質としては、ウレタンやアクリル、酢酸ビニル、エポキシ、シリコン、合成ゴムなどが挙げられ、発泡層にポリウレタンフォームを用いる場合には、中でも特に、柔軟性や相性等の点から、ウレタンや合成ゴムが好適である。この場合、例えば、ディスペンサ、スタンプ、スプレー、ナイフコーターなどを用いて液状接着剤を塗布した後、揮発硬化、加熱硬化または紫外線硬化等させることにより、目止め層４を形成することができる。塗布方法としては、具体的には、裁断面にディスペンサ等で供給した塗料をドクターナイフ等により掻き取って塗装する手法や、裁断面にスプレー塗装する手法などを挙げることができ、加熱方法については、一般的な手法を適宜用いればよい。
　また、ホットメルト接着剤は、シート状の接着剤であり、材質としては、ポリウレタンや酢酸ビニル、ポリオレフィン、合成ゴムなどが挙げられ、発泡層にポリウレタンフォームを用いる場合には、中でも特に、柔軟性や相性等の点から、ウレタンや合成ゴムが好適である。この場合、裁断面に応じた形状にカットしたホットメルト接着剤を裁断面に当接させた状態で、例えば、熱プレスや高周波、超音波などを適用することで、目止め層４を形成することができる。さらに、ワッシャーの場合、ステンレスやアルミニウム等の汎用の金属製のもの、および、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリアミド（ＰＡ６６，ＰＡ６，ＰＡ１２）等の汎用の樹脂製のものを用いることができ、シャフトに嵌め込むか、または、裁断面に接着剤で接着することにより、目止め層４を形成することができる。この際に用いる接着剤としては、工程時間上、一般的な金属－樹脂用の瞬間接着剤が好ましく、例えば、アロンアルフア（登録商標）（一般用）などを用いることができる。その塗布方法としては、例えば、ディスペンサで裁断面に点状に塗布する方法（点接着）や、裁断面にディスペンサ等で供給した塗料を、ドクターナイフ等により掻き取り塗装する方法（全面接着）などが挙げられる。
　目止め層４は、少なくとも発泡層２の裁断面を被覆するものであればよいので、ローラの外径と同じか、または、発泡層２の外径以上であってかつローラの外径より小さい径で形成すればよい。ローラの寸法にもよるが、具体的には例えば、［（ローラの外径）－０μｍ～（ローラの外径）－２５０μｍ］の外径にて形成すればよい。また、目止め層４の厚みは、発泡層２の裁断面を完全に覆い隠すことができるものであればよく、塗膜等の場合には、例えば、１２０μｍ以下程度とすることができる。
　本発明においては、ローラ軸方向端部に裁断面を有するローラにおいて、少なくとも発泡層の裁断面を目止め層により被覆した点のみが重要であり、それ以外の点については、常法に従い適宜構成することができ、特に制限されるものではない。
　例えば、シャフト１としては、良好な導電性を有するものであれば特に制限はなく、いずれのものも使用し得るが、例えば、硫黄快削鋼などの鋼材にニッケルや亜鉛等のめっきを施したものや、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフト、良導電性のプラスチック製シャフトなどを用いることができる。
　発泡層２は、発泡体からなるものであり、具体的には例えば、ポリウレタン、シリコーンゴム、エチレン－プロピレン－ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）およびこれらの混合物等のエラストマーにより形成することができ、好適には、ポリウレタンフォームからなるものとする。発泡層２を構成する発泡体は、上記エラストマーを、発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させるなどすることにより、形成する。
　また、発泡層２を構成する発泡体の気泡を独立気泡とすることで、圧縮永久歪性能が向上するため、発泡体中の気泡は独立気泡であることが好適である。ここで、発泡体の気泡を独立気泡とするには、上記エラストマーの原料を機械的撹拌により発泡させて発泡体とする手法が好適に採用される。
　発泡層２に好適に用いられるポリウレタンフォームを形成するためのポリウレタン原料としては、樹脂中にウレタン結合を含むものであれば、特に制限はない。ポリウレタン原料を構成するポリイソシアネートとしては、芳香族イソシアネートまたはその誘導体、脂肪族イソシアネートまたはその誘導体、脂環族イソシアネートまたはその誘導体が用いられる。これらの中でも芳香族イソシアネートまたはその誘導体が好ましく、特に、トリレンジイソシアネートまたはその誘導体、ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体が好適に用いられる。トリレンジイソシアネートまたはその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアネート、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、２，４－トリレンジイソシアネートと２，６－トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物、ポリオール等で変性したウレタン変性物等が用いられる。ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンまたはその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは２．０５～４．００、より好ましくは２．５０～３．５０のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド／ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物、ビュレット変性物なども用いることができる。また、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体をブレンドして用いることもできる。
　ポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールは、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドトの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が２～９５質量％であることが好ましく、より好ましくは５～９０質量％である。特に、末端にエチレンオサイドが付加しているものが好ましく用いられる。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの配列は、ランダムであることが好ましい。このポリエーテルポリオールの分子量は、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３００～６０００の範囲のものが好ましく、特には４００～３０００の範囲のものが好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、重量平均分子量で９００～９０００の範囲のものが好ましく、特に１５００～６０００の範囲のものが好ましい。また、２官能のポリオールと３官能のポリオールを適宜ブレンドして用いることもできる。
　ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得られ、重量平均分子量が４００～４０００のもの、特に６５０～３０００の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。更に、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましく、この場合、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとの比率が質量比で９５：５～２０：８０の範囲になるように用いることが好ましく、特に９０：１０～５０：５０の範囲になるように用いることが好ましい。また、上記ポリオール成分とともに、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やそれらの誘導体を併用することができる。
　また、ポリオールをポリイソシアネートによりあらかじめプレポリマー化してもよく、その方法としては、ポリオールとポリイソシアネートを適当な容器に入れ、充分に攪拌し、３０～９０℃、より好ましくは４０～７０℃に、６～２４０時間、より好ましくは２４～７２時間保温する方法が挙げられる。この場合、ポリオールとポリイシソシアネートとの分量の比率は、得られるプレポリマーのイソシアネート含有率が４～３０質量％となるように調節することが好ましく、より好ましくは６～１５質量％である。イソシアネートの含有率が４質量％未満であると、プレポリマーの安定性が損なわれ、貯蔵中にプレポリマーが硬化してしまい、使用に供することができなくなるおそれがある。また、イソシアネートの含有率が３０質量％を超えると、プレポリマー化されていないポリイソシアネートの含有量が増加し、このポリイソシアネートは、後のポリウレタン硬化反応において用いるポリオール成分と、プレポリマー化反応を経ないワンショット製法に類似の反応機構により硬化するため、プレポリマー法を用いる効果が薄れる。ポリオールをあらかじめポリイソシアネートによりプレポリマー化したイソシアネート成分を用いる場合のポリオール成分としては、上記ポリオール成分に加えて、エチレングリコールやブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンやソルビトール等のポリオール類やそれらの誘導体を用いることもできる。
　ポリウレタン原料には、イオン導電剤や電子導電剤等の導電剤、カーボンブラックや無機炭酸塩等の充填材、フェノールやフェニルアミン等の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤などを添加することができる。イオン導電剤の例としては、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（例えば、ラウリ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、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリ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などの過塩素酸塩、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、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属や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、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。また、電子導電剤の例としては、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；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、通常は、ポリウレタン原料１００質量部に対し、０．１～４０質量部、好ましくは０．３～２０質量部の割合である。
　ポリウレタン原料の硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコールビス（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
　本発明においては、ポリウレタン原料にシリコーン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン－ポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５０～１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００～４０００のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリウレタン原料１００質量部に対して０．１～１０質量部とすることが好ましく、０．５～５質量部とすることが更に好ましい。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリウレタン原料１００質量部に対して０．１～１０質量部とすることが好ましく、０．５～５質量部とすることが更に好ましい。
　本発明で用いるポリウレタンフォームは、密度が０．１～０．７ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．５０～０．６５ｇ／ｃｍ３である。特に、この範囲程度の低密度のポリウレタンフォームを用いた場合に、裁断カスが発生しやすいので、本発明の適用が有効である。密度が低すぎると泡が粗大化してしまい、高すぎるとローラ性能が悪化するので、いずれも好ましくない。
　また、ポリウレタンフォームのアスカーＣ硬度は１５～７０°が好ましく、より好ましくは１５～４５°である。本発明において、ポリウレタン原料をあらかじめ発泡させるための方法としては、従来から用いられているメカニカルフロス法、水発泡法、発泡剤フロス法等の方法を用いることができるが、好適な密度および硬度を有する独立気泡構造のポリウレタンフォームを得る点からは、不活性ガスを混入しながら機械的攪拌により発泡させるメカニカルフロス法を用いることが好ましい。ここで、メカニカルフロス法において用いる不活性ガスは、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ラドン、クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素、二酸化炭素、乾燥空気等のポリウレタン原料と反応しない気体が挙げられる。発泡させたポリウレタン原料を金属モールド等に注型し、硬化させることにより、金属モールドに接した部分に自己スキン層（薄い層状の皮膜）が形成されたポリウレタンフォームを得ることができる。その際、金属モールドの内面をフッ素樹脂等でコーティングする等の方法により、金属モールドに離型性を付与することができる。
　また、発泡層２の成形条件については特に制限はなく、通常の条件に従うことができ、例えば、１５～８０℃、好ましくは２０～６５℃の範囲の温度においてポリウレタン原料の発泡を開始させ、シャフト１を配置した金属モールド内に注入完了後、７０～１２０℃程度の温度でキュアを行い、次いで、脱型することにより、発泡層２を得ることができる。
　本発明において、発泡層２の外周には、少なくとも一層以上の塗膜層を形成する。図１に示す例では、発泡層２の外周に、ローラ表面をなす表層としての１層の塗膜層３を設けているが、これには限られず、中間層および表層の２層の塗膜層を設けてもよく、さらに、他の機能層を追加してもよい。
　例えば、表層は、ウレタン系、アクリル系、アクリルウレタン系、フッ素系等の溶剤系塗料により形成することができ、ウレタン、アクリル、シリカ等の球状微粒子を含有させることで、表面粗さを調整することができる。かかる表層の表面粗さは、ＪＩＳ算術平均粗さＲａで、通常２μｍ以下、特には０．５～１．５μｍの範囲内であることが好ましい。また、導電剤として、前述したイオン導電剤や電子導電剤を適宜含有させることで、所望の導電性を付与することができる。表層の厚みは、特に制限されるものではないが、通常１～５０μｍ、特には１～４０μｍ程度とすることができる。
　中間層は、導電剤を含む水系塗料からなるものとすることができ、かかる水系塗料としては、ゴム系、ウレタン系およびアクリル系からなる群から選択されるいずれか１種または２種以上を好適に用いることができる。ゴム系としては、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のラテックス、ウレタン系としては、エーテル系、エステル系等のエマルジョンやディスパージョン、アクリル系としては、アクリル、アクリルスチレン等のエマルジョンを好適に用いることができる。また、これらに含有させる導電剤としては、発泡層２について先に挙げたものと同様のものを用いることができ、特に制限されるものではない。中間層には、所望に応じ、その他加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤などを適宜添加することができる。
　中間層の厚みは、通常１０～１００μｍ、特には３０～８０μｍの範囲内とする。この厚みが１０μｍ未満では、発泡層に対する溶剤遮蔽効果や下層側からの汚染物質の染み出し防止のための目止め効果が不十分となり、溶剤ヤラレにより所望の表面粗さが付与できなくなる。一方、厚みが１００μｍを超えると、中間層が発泡層２の柔らかさに追随することができずに割れ、剥がれ等が生じ、ローラ自体も硬くなってトナーダメージ等のローラ性能面での不具合が発生するおそれがある。
　中間層は、発泡層２上に上記水系塗料を塗布することにより、１層または２層以上にて形成することができる。その塗布方法としては特に制限されるものではなく、ディップ塗布、スプレー塗布、ロールコーター塗布などの公知の手法を用いることができ、好適には、ディップ塗布を用いる。また、中間層のマイクロ硬度は、膜厚５００μｍの場合において、好適には１０～４５°の範囲内であり、この程度の硬度とすることで、最終的に得られるローラ表面について、所望のローラ硬度を実現することができる。かかるマイクロ硬度は、例えば、マイクロゴム硬度計ＭＤ－１型により測定することができる。
　本発明のローラは、電子写真方式の画像形成装置等において使用される導電性ローラとして好適であり、具体的には例えば、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ等の各種ローラ部材として好適に用いることができ、特には、現像ローラとして有用である。
　本発明のローラは、以下のようにして製造することができる。すなわち、まず、シャフトの外周に発泡層を、型成形により形成する。次いで、形成された発泡層上に、少なくとも一層以上の塗膜層、具体的には例えば、前述した表層を直接、または、中間層および表層を順次、塗布形成する。次いで、形成された発泡層および塗膜層の、ローラ軸方向両端部を裁断する。ここで、発泡層および塗膜層のローラ軸方向両端部を裁断する場合としては、ローラの外観性の観点から、型成形により膨らんだローラ端部を切り落とす場合や、ローラ寸法を調整する場合などが挙げられる。次いで、前述した各種手法により、裁断された発泡層および塗膜層の裁断面に、少なくとも発泡層を被覆する寸法にて、目止め層を設けることにより、本発明のローラを得ることができる。
　次に、本発明の画像形成装置は、上記本発明のローラ、特には導電性ローラ、中でも現像ローラが搭載されている点に特徴を有するものであり、これにより、裁断カスの感光体等への付着による画像不具合の発生の問題を解消することができる。図２に、本発明の画像形成装置の一例の部分断面図を示す。図示する本発明の画像形成装置においては、静電潜像を保持する感光体等の画像形成体２１と、この画像形成体２１に当接して表面に担持したトナー２０を付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラ１０と、この現像ローラ１０にトナー２０を供給するトナー供給ローラ２２とが設けられており、トナー２０を、トナー収容部２３から、トナー供給ローラ２２および現像ローラ１０を介して画像形成体２１まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。
　図示する画像形成装置においては、帯電ローラ２５によって、画像形成体２１が一定電位に帯電された後、露光器（図示せず）により、画像形成体２１上に静電潜像が形成される。次に、トナー供給ローラ２２と、現像ローラ１０と、画像形成体２１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２２上のトナー２０が現像ローラ１０を経て画像形成体２１に送られる。現像ローラ１０上のトナー２０は、成層ブレード２４により均一な薄層に整えられ、現像ローラ１０と画像形成体２１とが接触しながら回転することにより、トナー２０が現像ローラ１０から画像形成体２１の静電潜像に付着し、潜像が可視化される。潜像に付着したトナー２０は、転写ローラ２６で紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に画像形成体２１上に残留するトナー２０は、クリーニング部２７のクリーニングブレード２８によって除去される。なお、本発明の画像形成装置には、さらに、画像形成装置に通常用いられる公知の部品を設けることができる（図示せず）。
　以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
　まず、シャフト（φ８ｍｍ、長さ２６０ｍｍ、材質：硫黄快削鋼）の外周に、メカニカルフロス法によりポリウレタンフォームを担持させた。このポリウレタンフォームの密度は、０．６０ｇ／ｃｍ３であった。
　具体的には、イソシアネート成分（プレポリマー化イソシアネートＴＤＩ＋ポリエーテルポリオール）１００質量部と、ポリオール成分（ポリエーテルポリオール）２０質量部と、カーボンブラック（アセチレンブラック）２質量部と、イオン導電剤（過塩素酸ナトリウム）０．２質量部とからなるポリウレタン原料を調製し、このポリウレタン原料をミキサーにより機械的に攪拌して乾燥空気を混入して、発泡させた。この発泡ポリウレタン原料を、端部にシャフトを貫通させるための穴が設けられ、かつ、シャフトを支持するための金属製キャップが設置されている金属製円筒状割りモールドに注型した。このモールドの内部には、シャフトを、外周に接着剤を塗布した状態で配置した。次いで、発泡ポリウレタン原料が注型されたモールドを１１０℃に調整した熱風オーブン中に１時間放置し、発泡ポリウレタン原料を硬化させた。
　硬化したポリウレタンフォームをモールドから取り外して、カーボンブラック（ケッチェンブラック）を配合したＣＲゴムラテックス塗料をディップ塗布することにより、発泡層の外周に、膜厚６０μｍの中間層を形成した。次いで、Ｄ５０＝１０μｍの球状ポリウレタン粒子とカーボンブラック（アセチレンブラック）とを配合したポリウレタン系溶剤系塗料をディップ塗布することにより、膜厚１５μｍの表層を形成した。
　上記で得られたローラのローラ本体部のローラ軸方向両端部を裁断して、ローラ本体部の寸法を、φ１１．５ｍｍ、長さ２４０ｍｍとした。その後、ローラ本体部の裁断面に、下記表１～３中に示す目止め層をそれぞれ形成して、実施例１～１２の供試ローラを得た。目止め層は、液状接着剤の場合には、裁断面のφ１１．５ｍｍの範囲にスプレー塗装により塗布し、加熱することにより形成した。また、ホットメルト接着剤の場合には、シート状のものを外径φ１１．５ｍｍのリング形にカットし、貼り付けて熱プレス方式で溶着することにより形成した。さらに、ワッシャーの場合には、外径φ１１．５ｍｍの金属（ステンレス）製および樹脂（ＰＰ）製のものを、接着剤（アロンアルフア（登録商標）（一般用））を、ディスペンサで裁断面に点状に塗布して接着することにより形成した。また、ローラ本体部の裁断面に目止め層を形成しないものを、従来例の供試ローラとした。
＜評価方法＞
　得られた各供試ローラを、市販のレーザービームプリンタ（キヤノン（株）製　ＬＢＰ７２００Ｃ）に組み込んで、１００枚の印字耐久試験を実施した。結果は、印字画像を目視にて評価し、裁断面から発生する裁断カスに起因する画像不具合の有無（不具合が生じなかった場合を○、生じた場合を×とした）、および、印字試験後の目止め層における接着剤の剥がれなどの不具合の有無につき評価した。その結果を、下記の表１～３中に併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ＊１）ＵＭ７００，セメダイン（株）製
＊２）５７５，セメダイン（株）製
＊３）Ｙ６１０，セメダイン（株）製
＊４）ＣＨ３８，コニシ（株）製
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 ＊５）ＥＰ００７，セメダイン（株）製
＊６）ＳＩＬＭＡＴＥ８２，（株）東芝製
＊７）エセラン（厚み５０μｍ），シーダム（株）製
＊８）ＨＭ２２４（厚み５０μｍ），セメダイン（株）製
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 ＊９）ＨＭ７１２（厚み５０μｍ），セメダイン（株）製
＊１０）ＨＭ６５０－２（厚み５０μｍ），セメダイン（株）製
　上記表１～３中に示すように、ローラ本体部の裁断面に、少なくとも発泡層を被覆する目止め層を設けたことで、裁断カスに起因する画像不具合の発生を効果的に防止することができ、また、使用時において目止め層の剥がれ等の他の問題は生じないことが確かめられた。
　発泡層を構成するポリウレタンフォームの密度を下記表４中に示すように変えた以外は実施例１と同様にしてローラを作製し、ローラ本体部のローラ軸方向両端部を裁断して、ローラ本体部の寸法を、φ１１．５ｍｍ、長さ２４０ｍｍとした。その後、ローラ本体部の裁断面に、実施例１と同様にして下記表４中に示す目止め層をそれぞれ形成し、実施例１３～１８の供試ローラを得た。得られた各供試ローラについて、実施例１等と同様にして評価を行った結果を、下記表４中に併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　上記表４中に示すように、発泡層を構成するポリウレタンフォームの密度を変えた場合においても、ローラ本体部の裁断面に、少なくとも発泡層を被覆する目止め層を設けることで、使用時における目止め層の剥がれ等の他の問題を発生させることなく、裁断カスに起因する画像不具合の発生を防止できることが確かめられた。　
１　シャフト
２　発泡層
３　塗膜層
４　目止め層
１０　ローラ（現像ローラ）
２０　トナー
２１　画像形成体
２２　トナー供給ローラ
２３　トナー収容部
２４　成層ブレード
２５　帯電ローラ
２６　転写ローラ
２７　クリーニング部
２８　クリーニングブレード

Claims (7)

  1. 　シャフトと、該シャフトの外周に順次設けられた発泡層および少なくとも一層以上の塗膜層と、を備えるローラにおいて、
    　前記発泡層および前記塗膜層のローラ軸方向両端部が裁断されてなり、かつ、裁断された該発泡層および該塗膜層の裁断面に、少なくとも該発泡層を被覆する目止め層が設けられていることを特徴とするローラ。
  2. 　前記目止め層が、液状接着剤またはホットメルト接着剤からなる請求項１記載のローラ。
  3. 　前記発泡層がポリウレタンフォームからなる請求項１記載のローラ。
  4. 　前記ポリウレタンフォームの密度が０．１～０．７ｇ／ｃｍ３の範囲である請求項３記載のローラ。
  5. 　導電性ローラである請求項１記載のローラ。
  6. 　請求項１記載のローラを製造するにあたり、
    　前記発泡層を型成形により形成し、形成された該発泡層の外周に前記少なくとも一層以上の塗膜層を塗布形成し、形成された該発泡層および該塗膜層のローラ軸方向両端部を裁断した後、裁断された該発泡層および該塗膜層の裁断面に、少なくとも該発泡層を被覆するよう前記目止め層を設けることを特徴とするローラの製造方法。
  7. 　請求項１記載のローラが搭載されていることを特徴とする画像形成装置。
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