導電性ローラのパターン形成方法
【課題】 簡素な方法により、導電性ローラの塗膜層表面粗さを適切にして、トナーの搬送量や帯電量を適正にできる導電性ローラの表面処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】 凹凸形成用ローラ１１の表面に微細な凹凸からなるパターン１１ｂを形成するとともに、前記導電性ローラ１と凹凸形成用ローラ１１との相対回転により、前記パターン１１ｂを導電性ローラ１の塗膜層４の表面に押し付けて形成することにより、樹脂から構成される塗料が塗布されて比較的平滑に形成された導電性ローラ１に、微細な凹凸からなるパターン１ｂが容易に刻設され、適度な表面粗さが付与されて、表面形状の最適化により、トナーの搬送量および帯電量が最適となり、最終的に出力される画質の向上が期待される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられる導電性ローラを製造する技術に係り、特に、これらの導電性ローラの表面の高品質化のために採用されるもので、基体部の表面に塗料が塗布されて塗膜層が形成された導電性ローラのパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、潜像を保持した感光ドラム等にトナーを供給し、感光ドラムの潜像に該トナーを付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られている。該加圧現像法においては、例えば、感光ドラムを一定電位に帯電させた後、露光機により感光ドラム上に静電潜像を形成し、さらに、トナーを担持した現像ローラを、静電潜像を保持した感光ドラムに接触させて、トナーを感光ドラムの潜像に付着させる現像を行う。また、感光ドラムと現像ローラに一定の間隙を設け、その間隙にトナーを電気的に飛翔させて現像を行う非接触現像法も提案されている。
【０００３】
また、上記感光ドラムの帯電には、従来コロナ放電方式が採用されていたが、コロナ放電方式では、６〜１０ｋＶの高電圧を印加する必要があるため、装置の安全確認の観点から好ましくはなく、さらに、コロナ放電中にオゾン等の有害物質が発生するため、環境面からも好ましくなかった。これに対し、感光ドラムを帯電させる接触帯電方式が提案されている。
【０００４】
上記加圧現像法における現像ローラ、ならびに上記接触帯電方式における帯電ローラは、感光ドラムに密着した状態を確実に保持しながら回転しなければならないため、また、非接触現像法における現像ローラにおいても、トナーに対するストレスを軽減するために、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、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にカーボンブラックや金属粉を分散させた半導電性の弾性体やこれらを発泡させた発泡体からなる半導電性弾性層を形成した構造となっている。また、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、さらに、樹脂被覆層を形成する場合がある。
【０００５】
さらに、上記現像ローラおよび帯電ローラに加えて、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラ、感光ドラムの潜像に付着したトナーを記録媒体に転写するための転写ローラ、転写後に感光ドラム上に残留するトナーを除去するためのクリーニングローラ等にも、上記のようなシャフトの外周に半導電性弾性層を形成し、該弾性層の表面にさらに樹脂被覆層を形成した構造の導電性ローラが用いられている。
【０００６】
従来、電子写真装置に組み込まれる導電性ローラは、その帯電性能やトナー搬送性能を向上させるため、表面に微小な凹凸を設けることがなされている。前記導電性ローラの表面に凹凸を付与するためには、樹脂被覆層に微粒子を添加したり、樹脂被覆層表面を研磨する等して表面粗さを形成していた（例えば下記特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１９１５６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２０６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献開示されたように、微粒子を樹脂被覆層に添加することにより、導電性ローラ表面に凹凸を形成する場合、樹脂被覆層の樹脂に微粒子を均一に分散させることが困難であった。そのために、微粒子を添加しないで表面粗さを形成する手段として、表面に研磨手段を講じることになるが、これは別工程で行われることになるので、工程が増加して煩雑になりがちであった。
【０００８】
そこで本発明は、このような従来の導電性ローラの塗装方法における課題を解決して、簡素な方法により、導電性ローラの塗膜層表面粗さを適切にして、トナーの搬送量や帯電量を適正にできる導電性ローラのパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため本発明は、基体部の表面に塗料が塗布されて未硬化の塗膜層が形成された導電性ローラの表面に微細な凹凸からなるパターンを有するローラを塗膜層の表面に押し付けてパターンを形成することを特徴とする。また本発明は、前記パターンを有するローラと導電性ローラとの回転軸が交差して配置され、これらが導電性ローラの軸方向に相対移動することにより、前記パターンが形成されることを特徴とする。また本発明は、前記パターン形成後の導電性ローラの塗膜層の表面を紫外線あるいは電子線照射することを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基体部の表面に塗料が塗布されて未硬化の塗膜層が形成された導電性ローラの表面に微細な凹凸からなるパターンを有するローラを塗膜層の表面に押し付けてパターンを形成することにより、樹脂から構成される塗料が塗布されて比較的平滑に形成された導電性ローラに、微細な凹凸からなるパターンが容易に刻設され、適度な表面粗さが付与されて、表面形状の最適化により、トナーの搬送量および帯電量が最適となり、最終的に出力される画質の向上が期待される。
【００１１】
また、前記パターンを有するローラと導電性ローラとの回転軸が交差して配置され、これらが導電性ローラの軸方向に相対移動することにより、前記パターンが形成される場合は、小さな面積のパターンを有するローラにても導電性ローラの塗膜層の全域の大きな面積部分にパターンを刻設することができるので、凹凸パターンを有するローラのサイズが小さくて済む。さらに、前記パターン形成後の導電性ローラの塗膜層の表面を紫外線あるいは電子線照射する場合は、凹凸パターンを有するローラにより適正に刻設されたパターンを塗膜層の表面に長期的に定着・硬化させて、長期にトナーの搬送量および帯電量を最適な状態に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の導電性ローラのパターン形成方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第１実施例を示すもので、図１（Ａ）は凹凸形成用ローラによる導電性ローラへのプレス状態平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図２は本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第２実施例を示す斜視図、図３は凹凸形成用ローラのパターンの各例を示す拡大図、図４は導電性ローラの各例の斜視図である。本発明の導電性ローラのパターン形成方法の基本的な構成は、図１に示すように、基体部の表面に塗料が塗布されて塗膜層４が形成された導電性ローラ１のパターン形成方法において、凹凸形成用ローラ１１の表面に微細な凹凸からなるパターン１１ｂを形成するとともに、前記導電性ローラ１と凹凸形成用ローラ１１との相対回転により、前記パターン１１ｂを導電性ローラ１の塗膜層４の表面に押し付けて形成することを特徴とする。導電性ローラ１にプレスされたパターンは１ｂで示される。
【実施例１】
【００１３】
以下、第１実施例について説明する。図４は導電性ローラとして使用される各例を示す。これらの導電性ローラ１、２はある程度の適正な表面粗さを必要とするものである。図４（Ａ）は弾性ローラ１の例で、金属や合成樹脂製の硬質の中実棒状体からなる軸６の周囲に弾性体の基体部５が被覆される。該基体部５の周囲にさらに塗装膜４が塗装される。図４（Ｂ）はパイプ型ローラ２の例で、金属や合成樹脂製の硬質の管状体からなるパイプ軸７の周囲に厚さの薄い弾性体の基体部５が被覆される。該基体部５の周囲にさらに塗装膜４が塗装される。
【００１４】
導電性ローラ中の弾性ローラ１を例として説明する。図示は省略するが、被塗装体である導電性の弾性ローラ１は、ローラ駆動モータにより回転しつつ、軸方向にトラバース移動し、ロールコーターの塗装ロールにより基体部の表面が塗装されて塗膜層が形成される。被塗装体と塗装ロールとが被塗装体の軸方向に相対移動して塗装が行われるトラバース塗装法であれば、ロールコータ法の他、リングコーター法、ダイコーター法、スプレーコーター法等により導電性ローラが塗装され得る。その後、塗布層が未硬化の状態で凹凸形成用ローラ１１をプレスする工程を連続して行う。
【００１５】
凹凸形成用ローラ１１の軸と弾性ローラ１の軸とは所定角度θ（θは変更可能）にて交差配置されており、両ローラーの面接触により、凹凸形成用ローラ１１の表面に刻設された微細な凹凸状のパターン１１ｂが弾性ローラ１の塗膜層４の表面に押し付けられて、該塗膜層４の表面に微細な凹凸状のパターン１ｂが形成される。前記角度θを小さくすればパターンの幅を大きくすることができる。設計上許容されるなら、弾性ローラ１側を回転のみとしてトラバース移動を不可とし、凹凸形成用ローラ１１側をトラバース移動可能に構成してもよい。図１（Ａ）のＡ−Ａ断面である図１（Ｂ）に示すように、プレス装置１０は、凹凸形成用ローラ１１が枠体１２内に軸支されて配設され、該凹凸形成用ローラ１１を回転駆動するロール駆動モータ１４を有する。
【００１６】
回転軸が交差して配置された導電性ローラ１と凹凸形成用ローラ１１との相対回転により、パターン１１ｂは導電性ローラ１の塗膜層４の周面にプレスして形成される。その際、前述の塗装のときとは異なり、パターン１１ｂの刻設が有効に行えるように凹凸形成用ローラ１１は弾性を有しており、導電性ローラ１の塗膜層４と凹凸形成用ローラ１１とは面接触が可能に構成される。
【００１７】
そして、前記凹凸形成用ローラ１１と導電性ローラ１とが導電性ローラ１の軸方向に相対移動（図示の例では、矢印Ａのように導電性ローラ１が軸方向にトラバース移動する）することにより、導電性ローラ１の塗膜層４の全域にパターン１１ｂが刻設される。本実施例では、凹凸形成用ローラ１１に刻設された小さな面積のパターン１１ｂにても導電性ローラ１の塗膜層４の全域の大きな面積部分にパターン１１ｂを形成することができ凹凸形成用ローラ１１のサイズが小さくて済む。なお、凹凸形成用ローラ１１の幅が大きい場合は、凹凸形成用ローラ１１と導電性ロール１とをトラバース相対移動させる必要がなくなる。
【００１８】
本発明では、さらに、前記パターン１ｂがプレスされた導電性ローラ１の塗膜層４の表面を、は紫外線（ＵＶ）照射手段あるいは電子線（ＥＢ）照射手段１８によりＵＶ照射あるいはＥＢ照射を行うものである。凹凸形成用ローラ１１により適正に刻設されたパターン１ｂを塗膜層４の表面に長期的に定着・硬化させ、長期にトナーの搬送量および帯電量を最適な状態に維持できる。前記凹凸形成用ローラ１１が設置されたプレス装置１０を退避させて、ＵＶ照射等を行ってもよいが、図示の例のように、プレス装置１０に併設してＵＶ照射手段あるいはＥＢ照射手段１８を設置し、プレスに引き続いてこれらの照射を同時進行的に行ってもよい。このようなＵＶ照射あるいＥＢ照射はにより、プレスされたパターンの定着に格別の溶剤等を用いなくても、塗料とともにプレス１ｂが均一かつ効果的に硬化・定着されて適度の表面粗さを保持して品質が向上する。
【００１９】
以上のような構成により、プレスという簡便な方法によって、導電性ローラ１の塗膜層４の表面に適度の表面粗さを付与でき、トナー搬送量および帯電量が適正化されて、出力される画質の向上が図れる。しかも、凹凸形成用ローラに形成されるパターンの交換等により表面形状の最適化が可能で、さらにトナー搬送量および帯電量の微細な制御が可能となる。
【実施例２】
【００２０】
図２は本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第２実施例を示す斜視図である。本実施例のものは、導電性ローラ１とほぼ同形の凹凸形成用ローラ１１によりパターン１１ｂのプレスを行うものである。前述したロールコーター法あるいはダイコーター法、スプレーコーター法、リングコーター法等の適宜の塗装法により塗膜層４が形成された導電性ローラ１と、該導電性ローラ１と軸方向長さおよび径がほぼ同一に形成された凹凸形成用ローラ１１とを平行に配置する。凹凸形成用ローラ１１の表面にはパターン１１ｂが付与されている。本実施例では、パターン１１ｂを形成した凹凸形成用ローラ１１の１回転で、凹凸形成用ローラ１１に接触する導電性ローラ１の塗膜層４の表面にパターン１ｂがプレスされる。本実施例のものも、プレス後にＵＶ照射等がが行われる。
【００２１】
図３は凹凸形成用ローラのパターンの各例を示す拡大図である。凹凸形成用ローラ１１の表面に形成されるパターン１１ｂとしては、各種の例が挙げられる。実施例の基本的なハッチング状のものの他、（ａ）の格子型、（ｂ）のピラミッド型、（ｃ）の斜線型、（ｄ）の亀甲型、（ｅ）のＴＦ型等が採用され得る。
【００２２】
本発明の導電性ローラの弾性層は、エラストマーと導電剤とを含み、必要に応じて充填剤等の他の成分を含む。該弾性層に用いるエラストマーとしては、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−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）、ポリウレタンおよびこれらの混合物等が挙げられ、これらの中でも、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ＥＣＯおよびポリウレタンが好ましい。上記弾性層には、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等して、上記エラストマーを発泡体として用いてもよい。
【００２３】
上記シャフトと弾性層とは、反応射出成形法（ＲＩＭ成形法）を用いて一体化してもよい。すなわち、弾性層の原料成分を構成する２種類の液を筒状型内に混合射出し、反応硬化させて、シャフトと弾性層とを一体化することができる。これにより、原料の注入から脱型までの所要時間を短縮し、生産コストを大幅に削減することができる。
【００２４】
また、上記弾性層にシリコーンゴムを用いる場合、該シリコーンゴムは、一般的なミラブル型シリコーンゴム（ＨＣＲ）でも液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）でもよい。なお、液状シリコーンゴムを用いる場合、液状射出成形（ＬＩＭ：Ｌｉｑｕｉｄ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）で弾性層を形成するのが好ましい。上記液状シリコーンゴムは、ビニル基含有ポリオルガノシロキサンに対して、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、シリカ等の補強性充填剤、導電剤、白金系触媒、反応抑制剤、シリコーンオイル、その他の各種添加剤を配合してなり、所定の形状のモールドに注入された後、加熱硬化によって成形される。
【００２５】
上記ビニル基含有ポリオルガノシロキサンは、分子中に２個以上の反応基を有し、該反応基としてはアルケニル基および水酸基が挙げられる。該ビニル基含有ポリオルガノシロキサンとしては、下記式１
【数１】
（式１中、Ｒ1 は、それぞれ独立して一価の炭化水素基であり、ｎは１００〜１００００の整数である）で表される化合物が好ましい。ここで、Ｒ1 における一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびペンチル基等のアルキル基、ビニル基およびアリル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル等のアラルキル基等が挙げられる。
【００２６】
また、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記式２
【数２】
（式２中、Ｒ2 は、それぞれ独立して水素または一価の炭化水素基であり、ｍは１０〜１０００の整数である）で表され、分子中に２個以上の珪素−水素結合を有する化合物が好ましい。ここで、Ｒ2 おける一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびペンチル基等のアルキル基、ビニル基およびアリル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル等のアラルキル基等が挙げられる。
【００２７】
また、液状シリコーンゴムに含まれる導電剤としては、後述する弾性層に一般に用いられる導電剤を使用することができる。白金系触媒としては、塩化第二白金、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金等が挙げられ、反応抑制剤としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００２８】
上記弾性層に用いる導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が挙げられる。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、酸化亜鉛等の金属化合物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、ポリアニリン、ポリビニール、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。上記電子導電剤の配合量は、上記エラストマー１００質量部に対して１〜５０質量部の範囲が好ましく、５〜４０質量部の範囲がさらに好ましい。
【００２９】
また、上記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る。上記イオン導電剤の配合量は、上記エラストマー１００質量部に対して０．０１〜１０質量部の範囲が好ましく、０．０５〜５質量部の範囲がさらに好ましい。上記導電剤は、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く、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせてもよい。
【００３０】
上記弾性層は、上記導電剤の配合により、その抵抗値を１０3 〜１０10Ωｃｍとすることが好ましく、１０4 〜１０8 Ωｃｍとすることが好ましい。弾性層の抵抗値が１０3 Ωｃｍ未満では、電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により導電性ローラ自体が破壊する場合があり、１０10Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生し易くなる。
【００３１】
上記弾性層は、必要に応じて上記エラストマーをゴム状物質とするために、有機過酸化物等の架橋剤、硫黄等の加硫剤を含有してもよく、さらに加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を含有してもよい。また、上記弾性層は、さらに充填剤、しゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等のゴム用配合剤を含有してもよい。
【００３２】
また、ポリウレタンまたはＥＰＤＭを基材として上記弾性層を形成する場合、表面上のトナー帯電量をコントロールするために、ニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料等の各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロン等の微粉体を添加してもよい。ここで、上記荷電制御剤の添加量は、上記ポリウレタンまたはＥＰＤＭ１００質量部に対して１〜５質量部の範囲が好ましく、上記微粉体の添加量は、上記ポリウレタンまたはＥＰＤＭ１００質量部に対して１〜１０質量部の範囲が好ましい。
【００３３】
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８０度以下であるのが好ましく、２０〜７０度であるのがさらに好ましい。弾性層のアスカーＣ硬度が８０ど超えると、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虞れがあり、また、導電性ローラを現像ローラとして用いた場合、トナーに損傷を与え、感光ドラムや成層ブレードへ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、導電性ローラを現像ローラとして用いた場合、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足が発生する虞れがある。なお、上記弾性層は、感光ドラムや成層ブレード等に当接して使用されるため、硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪みをなるべく小さくすることが好ましく、具体的には２０％以下とすることが好ましい。
【００３４】
前述したように、塗装およびプレス後に導電性ローラ１等の表面に紫外線（ＥＶ）照射あるいは電子線（ＥＢ）照射を施すことによって、塗膜層４およびパターン１１ｂを適正にかつ速やかに乾燥硬化および定着させるには、塗料を紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂から構成する必要がある。
【００３５】
本発明の樹脂被覆層は、紫外線または電子線硬化型樹脂および／または化合物が好適に用いられるが、非紫外線または非電子線硬化型樹脂を含んでもよい。上記塗工液は、反応性希釈剤、導電剤、光重合開始剤、光重合促進剤を含むのが好ましく、その他、必要に応じて公知の添加剤を含んでもよく、また、溶剤を含まないのが好ましい。
【００３６】
上記樹脂被覆層に用いる紫外線または電子線硬化型樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ビニルエステル系樹脂およびこれら樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂等が挙げられ、これら樹脂は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。また、上記樹脂被覆層には、力学的強度、耐循環特性を改善するために架橋構造を導入することが好ましい。
【００３７】
上記紫外線または電子線硬化型樹脂は、紫外線または電子線により重合可能な樹脂および／または化合物、好ましくは、紫外線または電子線により重合可能な炭素原子間二重結合を有する樹脂および／または化合物を紫外線または電子線照射により硬化させてなる。上記紫外線または電子線により重合可能な樹脂および／または化合物は、（メタ）アクリレートモノマーおよびオリゴマーが好ましい。ここで、（メタ）アクリレートモノマーおよびオリゴマーとしては、ウレタン系（メタ）アクリレート、エポキシ系（メタ）アクリレート、エーテル系（メタ）アクリレート、エステル系（メタ）アクリレート、ポリカーボネート系（メタ）アクリレート、シリコーン系（メタ）アクリレート等のモノマーおよびオリゴマーが挙げられる。
【００３８】
上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液には、さらに必要に応じて重合性二重結合を有する反応性希釈剤、導電剤等の各種添加剤を配合してもよい。塗工液に重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合することで、塗工液の粘度を調整することができる。該反応性希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に、（メタ）アクリル酸がエステル化反応およびアミド化反応で結合した構造の単官能、２官能または多官能の重合性化合物を使用することができる。上記反応性希釈剤の配分量は、上記紫外線により重合可能な樹脂および化合物の合計１００質量部に対して１０〜２００質量部の範囲が好ましい。
【００３９】
また、上記塗工液に用いる導電剤としては、上記弾性層用導電剤として例示したものと同様のものを例示することができる。それらの中でも、カーボン系電子導電剤、イオン導電剤および透明導電剤が好ましい。
【００４０】
上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液には、光重合開始剤を配合するのが好ましい。該光重合開始剤としては、公知のものを使用することができる。例えば、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、ベンゾフェノンおよび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、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよ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、チオキサントンおよ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−ジメトキシベンゾオイル）−２，４．４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６６−トリメチリルベンゾオイル）フェニルホスソフィンオキシド、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。
【００４１】
上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液に光重合開始剤を配合する場合、光重合開始剤による重合反応を促進するために、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第３級アミン系光重合促進剤、トリフェニルホスフィン等のホスフィン系光重合促進剤。チオジグリコール等のチオエーテル系光重合促進剤等をさらに添加してもよい。これら光重合促進剤の添加量は、紫外線により重合可能な樹脂および化合物の合計１００質量部に対して０．０１〜１０質量部の範囲が好ましい。
【００４２】
上記樹脂被覆層の厚さは、１から１００μｍの範囲がさらに好ましく、５〜１００μｍの範囲がより一層好ましい。樹脂被覆層の厚さが１μｍ未満では、長期使用時の摩擦によりローラ等の表面の電気性能を充分に確保することができない場合があり、１００μｍを超えると、表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光ドラムへのトナーの固着が発生して、画像不良を引き起こす場合がある。
【００４３】
本発明のプレスに先立つ塗装工程で採用される塗装方法としては、実施例にて説明したロールコーターによる塗装の他、ダイコーター塗装方法、リングコーター塗装方法あるいはスプレーコーター塗装方法等が採用される。ダイコーター塗装方法は、導電性ローラ１に併設して配置された上部および下部ダイヘッド間の隙間から線状に噴射される塗料により、回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。ダイヘッドを導電性ローラ１の軸線に沿ってトラバースさせる。リングコーター塗装方法は、導電性ローラ１の周囲に配置された環状の上部および下部ダイヘッド間の隙間からリング状に噴射される塗料により、回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。静止したダイヘッドに対して導電性ローラ１が上方等に引き抜かれつつ塗装される。スプレーコーター塗装方法は、導電性ローラ１に併設して配置されたスプレーから放射状に噴射される塗料により、トラバース移動しつつ回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。
【００４４】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、導電性ローラの種類（帯電ローラ、現像ローラ）、層状形態を含む形状、形式（弾性ローラ、パイプ型ローラ）、塗装形態（好適には被塗装体である導電性ローラ側を軸移動させるが、ロールコーター等の塗装ロール側を軸移動させてもよい）、凹凸形成用ローラの形状、形式（プレス装置への設置の他、平行軸配置による凹凸形成用ローラとの同形凹凸形成用ローラの採用等）、パターンの形状、形式、導電性ローラの回転形態、トラバースおよび回転駆動のためのアクチュエータの形態（電動、流体、磁気等の駆動源の種類およびラックとピニオン、ピストンとシリンダ等）、導電性ローラの基体部の軸あるいはパイプ軸への固着形態、基体部の材質および導電剤の含有量等の添加形態、紫外線硬化型樹脂等あるいは電子線硬化型樹脂の塗料への含有量等の添加形態、トラバース塗装方法の種類（好適には、ロールコーターが採用されるが、ダイコーター、リングコーターあるいはスプレーコーター等も採用され得る）、紫外線あるいは電子線照射手段の形状、形式およびその設置形態等については適宜選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第１実施例を示すもので、図１（Ａ）は凹凸形成用ローラによる導電性ローラへのプレス状態平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第２実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明の凹凸形成用ローラのパターンの各例を示す拡大図である。
【図４】導電性ローラの各例の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 導電性ローラ（弾性ローラ）
１ｂ プレスされたパターン
４ 塗膜層
１０ プレス装置
１１ 凹凸形成用ローラ
１１ｂ パターン
１４ ロール駆動モータ
１８ ＵＶ照射手段（あるいはＥＢ照射手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられる導電性ローラを製造する技術に係り、特に、これらの導電性ローラの表面の高品質化のために採用されるもので、基体部の表面に塗料が塗布されて塗膜層が形成された導電性ローラのパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、潜像を保持した感光ドラム等にトナーを供給し、感光ドラムの潜像に該トナーを付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られている。該加圧現像法においては、例えば、感光ドラムを一定電位に帯電させた後、露光機により感光ドラム上に静電潜像を形成し、さらに、トナーを担持した現像ローラを、静電潜像を保持した感光ドラムに接触させて、トナーを感光ドラムの潜像に付着させる現像を行う。また、感光ドラムと現像ローラに一定の間隙を設け、その間隙にトナーを電気的に飛翔させて現像を行う非接触現像法も提案されている。
【０００３】
また、上記感光ドラムの帯電には、従来コロナ放電方式が採用されていたが、コロナ放電方式では、６〜１０ｋＶの高電圧を印加する必要があるため、装置の安全確認の観点から好ましくはなく、さらに、コロナ放電中にオゾン等の有害物質が発生するため、環境面からも好ましくなかった。これに対し、感光ドラムを帯電させる接触帯電方式が提案されている。
【０００４】
上記加圧現像法における現像ローラ、ならびに上記接触帯電方式における帯電ローラは、感光ドラムに密着した状態を確実に保持しながら回転しなければならないため、また、非接触現像法における現像ローラにおいても、トナーに対するストレスを軽減するために、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、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にカーボンブラックや金属粉を分散させた半導電性の弾性体やこれらを発泡させた発泡体からなる半導電性弾性層を形成した構造となっている。また、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、さらに、樹脂被覆層を形成する場合がある。
【０００５】
さらに、上記現像ローラおよび帯電ローラに加えて、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラ、感光ドラムの潜像に付着したトナーを記録媒体に転写するための転写ローラ、転写後に感光ドラム上に残留するトナーを除去するためのクリーニングローラ等にも、上記のようなシャフトの外周に半導電性弾性層を形成し、該弾性層の表面にさらに樹脂被覆層を形成した構造の導電性ローラが用いられている。
【０００６】
従来、電子写真装置に組み込まれる導電性ローラは、その帯電性能やトナー搬送性能を向上させるため、表面に微小な凹凸を設けることがなされている。前記導電性ローラの表面に凹凸を付与するためには、樹脂被覆層に微粒子を添加したり、樹脂被覆層表面を研磨する等して表面粗さを形成していた（例えば下記特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１９１５６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２０６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献開示されたように、微粒子を樹脂被覆層に添加することにより、導電性ローラ表面に凹凸を形成する場合、樹脂被覆層の樹脂に微粒子を均一に分散させることが困難であった。そのために、微粒子を添加しないで表面粗さを形成する手段として、表面に研磨手段を講じることになるが、これは別工程で行われることになるので、工程が増加して煩雑になりがちであった。
【０００８】
そこで本発明は、このような従来の導電性ローラの塗装方法における課題を解決して、簡素な方法により、導電性ローラの塗膜層表面粗さを適切にして、トナーの搬送量や帯電量を適正にできる導電性ローラのパターン形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため本発明は、基体部の表面に塗料が塗布されて未硬化の塗膜層が形成された導電性ローラの表面に微細な凹凸からなるパターンを有するローラを塗膜層の表面に押し付けてパターンを形成することを特徴とする。また本発明は、前記パターンを有するローラと導電性ローラとの回転軸が交差して配置され、これらが導電性ローラの軸方向に相対移動することにより、前記パターンが形成されることを特徴とする。また本発明は、前記パターン形成後の導電性ローラの塗膜層の表面を紫外線あるいは電子線照射することを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基体部の表面に塗料が塗布されて未硬化の塗膜層が形成された導電性ローラの表面に微細な凹凸からなるパターンを有するローラを塗膜層の表面に押し付けてパターンを形成することにより、樹脂から構成される塗料が塗布されて比較的平滑に形成された導電性ローラに、微細な凹凸からなるパターンが容易に刻設され、適度な表面粗さが付与されて、表面形状の最適化により、トナーの搬送量および帯電量が最適となり、最終的に出力される画質の向上が期待される。
【００１１】
また、前記パターンを有するローラと導電性ローラとの回転軸が交差して配置され、これらが導電性ローラの軸方向に相対移動することにより、前記パターンが形成される場合は、小さな面積のパターンを有するローラにても導電性ローラの塗膜層の全域の大きな面積部分にパターンを刻設することができるので、凹凸パターンを有するローラのサイズが小さくて済む。さらに、前記パターン形成後の導電性ローラの塗膜層の表面を紫外線あるいは電子線照射する場合は、凹凸パターンを有するローラにより適正に刻設されたパターンを塗膜層の表面に長期的に定着・硬化させて、長期にトナーの搬送量および帯電量を最適な状態に維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の導電性ローラのパターン形成方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第１実施例を示すもので、図１（Ａ）は凹凸形成用ローラによる導電性ローラへのプレス状態平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図２は本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第２実施例を示す斜視図、図３は凹凸形成用ローラのパターンの各例を示す拡大図、図４は導電性ローラの各例の斜視図である。本発明の導電性ローラのパターン形成方法の基本的な構成は、図１に示すように、基体部の表面に塗料が塗布されて塗膜層４が形成された導電性ローラ１のパターン形成方法において、凹凸形成用ローラ１１の表面に微細な凹凸からなるパターン１１ｂを形成するとともに、前記導電性ローラ１と凹凸形成用ローラ１１との相対回転により、前記パターン１１ｂを導電性ローラ１の塗膜層４の表面に押し付けて形成することを特徴とする。導電性ローラ１にプレスされたパターンは１ｂで示される。
【実施例１】
【００１３】
以下、第１実施例について説明する。図４は導電性ローラとして使用される各例を示す。これらの導電性ローラ１、２はある程度の適正な表面粗さを必要とするものである。図４（Ａ）は弾性ローラ１の例で、金属や合成樹脂製の硬質の中実棒状体からなる軸６の周囲に弾性体の基体部５が被覆される。該基体部５の周囲にさらに塗装膜４が塗装される。図４（Ｂ）はパイプ型ローラ２の例で、金属や合成樹脂製の硬質の管状体からなるパイプ軸７の周囲に厚さの薄い弾性体の基体部５が被覆される。該基体部５の周囲にさらに塗装膜４が塗装される。
【００１４】
導電性ローラ中の弾性ローラ１を例として説明する。図示は省略するが、被塗装体である導電性の弾性ローラ１は、ローラ駆動モータにより回転しつつ、軸方向にトラバース移動し、ロールコーターの塗装ロールにより基体部の表面が塗装されて塗膜層が形成される。被塗装体と塗装ロールとが被塗装体の軸方向に相対移動して塗装が行われるトラバース塗装法であれば、ロールコータ法の他、リングコーター法、ダイコーター法、スプレーコーター法等により導電性ローラが塗装され得る。その後、塗布層が未硬化の状態で凹凸形成用ローラ１１をプレスする工程を連続して行う。
【００１５】
凹凸形成用ローラ１１の軸と弾性ローラ１の軸とは所定角度θ（θは変更可能）にて交差配置されており、両ローラーの面接触により、凹凸形成用ローラ１１の表面に刻設された微細な凹凸状のパターン１１ｂが弾性ローラ１の塗膜層４の表面に押し付けられて、該塗膜層４の表面に微細な凹凸状のパターン１ｂが形成される。前記角度θを小さくすればパターンの幅を大きくすることができる。設計上許容されるなら、弾性ローラ１側を回転のみとしてトラバース移動を不可とし、凹凸形成用ローラ１１側をトラバース移動可能に構成してもよい。図１（Ａ）のＡ−Ａ断面である図１（Ｂ）に示すように、プレス装置１０は、凹凸形成用ローラ１１が枠体１２内に軸支されて配設され、該凹凸形成用ローラ１１を回転駆動するロール駆動モータ１４を有する。
【００１６】
回転軸が交差して配置された導電性ローラ１と凹凸形成用ローラ１１との相対回転により、パターン１１ｂは導電性ローラ１の塗膜層４の周面にプレスして形成される。その際、前述の塗装のときとは異なり、パターン１１ｂの刻設が有効に行えるように凹凸形成用ローラ１１は弾性を有しており、導電性ローラ１の塗膜層４と凹凸形成用ローラ１１とは面接触が可能に構成される。
【００１７】
そして、前記凹凸形成用ローラ１１と導電性ローラ１とが導電性ローラ１の軸方向に相対移動（図示の例では、矢印Ａのように導電性ローラ１が軸方向にトラバース移動する）することにより、導電性ローラ１の塗膜層４の全域にパターン１１ｂが刻設される。本実施例では、凹凸形成用ローラ１１に刻設された小さな面積のパターン１１ｂにても導電性ローラ１の塗膜層４の全域の大きな面積部分にパターン１１ｂを形成することができ凹凸形成用ローラ１１のサイズが小さくて済む。なお、凹凸形成用ローラ１１の幅が大きい場合は、凹凸形成用ローラ１１と導電性ロール１とをトラバース相対移動させる必要がなくなる。
【００１８】
本発明では、さらに、前記パターン１ｂがプレスされた導電性ローラ１の塗膜層４の表面を、は紫外線（ＵＶ）照射手段あるいは電子線（ＥＢ）照射手段１８によりＵＶ照射あるいはＥＢ照射を行うものである。凹凸形成用ローラ１１により適正に刻設されたパターン１ｂを塗膜層４の表面に長期的に定着・硬化させ、長期にトナーの搬送量および帯電量を最適な状態に維持できる。前記凹凸形成用ローラ１１が設置されたプレス装置１０を退避させて、ＵＶ照射等を行ってもよいが、図示の例のように、プレス装置１０に併設してＵＶ照射手段あるいはＥＢ照射手段１８を設置し、プレスに引き続いてこれらの照射を同時進行的に行ってもよい。このようなＵＶ照射あるいＥＢ照射はにより、プレスされたパターンの定着に格別の溶剤等を用いなくても、塗料とともにプレス１ｂが均一かつ効果的に硬化・定着されて適度の表面粗さを保持して品質が向上する。
【００１９】
以上のような構成により、プレスという簡便な方法によって、導電性ローラ１の塗膜層４の表面に適度の表面粗さを付与でき、トナー搬送量および帯電量が適正化されて、出力される画質の向上が図れる。しかも、凹凸形成用ローラに形成されるパターンの交換等により表面形状の最適化が可能で、さらにトナー搬送量および帯電量の微細な制御が可能となる。
【実施例２】
【００２０】
図２は本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第２実施例を示す斜視図である。本実施例のものは、導電性ローラ１とほぼ同形の凹凸形成用ローラ１１によりパターン１１ｂのプレスを行うものである。前述したロールコーター法あるいはダイコーター法、スプレーコーター法、リングコーター法等の適宜の塗装法により塗膜層４が形成された導電性ローラ１と、該導電性ローラ１と軸方向長さおよび径がほぼ同一に形成された凹凸形成用ローラ１１とを平行に配置する。凹凸形成用ローラ１１の表面にはパターン１１ｂが付与されている。本実施例では、パターン１１ｂを形成した凹凸形成用ローラ１１の１回転で、凹凸形成用ローラ１１に接触する導電性ローラ１の塗膜層４の表面にパターン１ｂがプレスされる。本実施例のものも、プレス後にＵＶ照射等がが行われる。
【００２１】
図３は凹凸形成用ローラのパターンの各例を示す拡大図である。凹凸形成用ローラ１１の表面に形成されるパターン１１ｂとしては、各種の例が挙げられる。実施例の基本的なハッチング状のものの他、（ａ）の格子型、（ｂ）のピラミッド型、（ｃ）の斜線型、（ｄ）の亀甲型、（ｅ）のＴＦ型等が採用され得る。
【００２２】
本発明の導電性ローラの弾性層は、エラストマーと導電剤とを含み、必要に応じて充填剤等の他の成分を含む。該弾性層に用いるエラストマーとしては、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−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）、ポリウレタンおよびこれらの混合物等が挙げられ、これらの中でも、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ＥＣＯおよびポリウレタンが好ましい。上記弾性層には、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等して、上記エラストマーを発泡体として用いてもよい。
【００２３】
上記シャフトと弾性層とは、反応射出成形法（ＲＩＭ成形法）を用いて一体化してもよい。すなわち、弾性層の原料成分を構成する２種類の液を筒状型内に混合射出し、反応硬化させて、シャフトと弾性層とを一体化することができる。これにより、原料の注入から脱型までの所要時間を短縮し、生産コストを大幅に削減することができる。
【００２４】
また、上記弾性層にシリコーンゴムを用いる場合、該シリコーンゴムは、一般的なミラブル型シリコーンゴム（ＨＣＲ）でも液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）でもよい。なお、液状シリコーンゴムを用いる場合、液状射出成形（ＬＩＭ：Ｌｉｑｕｉｄ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）で弾性層を形成するのが好ましい。上記液状シリコーンゴムは、ビニル基含有ポリオルガノシロキサンに対して、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、シリカ等の補強性充填剤、導電剤、白金系触媒、反応抑制剤、シリコーンオイル、その他の各種添加剤を配合してなり、所定の形状のモールドに注入された後、加熱硬化によって成形される。
【００２５】
上記ビニル基含有ポリオルガノシロキサンは、分子中に２個以上の反応基を有し、該反応基としてはアルケニル基および水酸基が挙げられる。該ビニル基含有ポリオルガノシロキサンとしては、下記式１
【数１】
（式１中、Ｒ1 は、それぞれ独立して一価の炭化水素基であり、ｎは１００〜１００００の整数である）で表される化合物が好ましい。ここで、Ｒ1 における一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびペンチル基等のアルキル基、ビニル基およびアリル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル等のアラルキル基等が挙げられる。
【００２６】
また、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記式２
【数２】
（式２中、Ｒ2 は、それぞれ独立して水素または一価の炭化水素基であり、ｍは１０〜１０００の整数である）で表され、分子中に２個以上の珪素−水素結合を有する化合物が好ましい。ここで、Ｒ2 おける一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびペンチル基等のアルキル基、ビニル基およびアリル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル等のアラルキル基等が挙げられる。
【００２７】
また、液状シリコーンゴムに含まれる導電剤としては、後述する弾性層に一般に用いられる導電剤を使用することができる。白金系触媒としては、塩化第二白金、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金等が挙げられ、反応抑制剤としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００２８】
上記弾性層に用いる導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が挙げられる。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、酸化亜鉛等の金属化合物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、ポリアニリン、ポリビニール、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。上記電子導電剤の配合量は、上記エラストマー１００質量部に対して１〜５０質量部の範囲が好ましく、５〜４０質量部の範囲がさらに好ましい。
【００２９】
また、上記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る。上記イオン導電剤の配合量は、上記エラストマー１００質量部に対して０．０１〜１０質量部の範囲が好ましく、０．０５〜５質量部の範囲がさらに好ましい。上記導電剤は、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く、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせてもよい。
【００３０】
上記弾性層は、上記導電剤の配合により、その抵抗値を１０3 〜１０10Ωｃｍとすることが好ましく、１０4 〜１０8 Ωｃｍとすることが好ましい。弾性層の抵抗値が１０3 Ωｃｍ未満では、電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により導電性ローラ自体が破壊する場合があり、１０10Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生し易くなる。
【００３１】
上記弾性層は、必要に応じて上記エラストマーをゴム状物質とするために、有機過酸化物等の架橋剤、硫黄等の加硫剤を含有してもよく、さらに加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を含有してもよい。また、上記弾性層は、さらに充填剤、しゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等のゴム用配合剤を含有してもよい。
【００３２】
また、ポリウレタンまたはＥＰＤＭを基材として上記弾性層を形成する場合、表面上のトナー帯電量をコントロールするために、ニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料等の各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロン等の微粉体を添加してもよい。ここで、上記荷電制御剤の添加量は、上記ポリウレタンまたはＥＰＤＭ１００質量部に対して１〜５質量部の範囲が好ましく、上記微粉体の添加量は、上記ポリウレタンまたはＥＰＤＭ１００質量部に対して１〜１０質量部の範囲が好ましい。
【００３３】
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８０度以下であるのが好ましく、２０〜７０度であるのがさらに好ましい。弾性層のアスカーＣ硬度が８０ど超えると、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虞れがあり、また、導電性ローラを現像ローラとして用いた場合、トナーに損傷を与え、感光ドラムや成層ブレードへ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、導電性ローラを現像ローラとして用いた場合、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足が発生する虞れがある。なお、上記弾性層は、感光ドラムや成層ブレード等に当接して使用されるため、硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪みをなるべく小さくすることが好ましく、具体的には２０％以下とすることが好ましい。
【００３４】
前述したように、塗装およびプレス後に導電性ローラ１等の表面に紫外線（ＥＶ）照射あるいは電子線（ＥＢ）照射を施すことによって、塗膜層４およびパターン１１ｂを適正にかつ速やかに乾燥硬化および定着させるには、塗料を紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂から構成する必要がある。
【００３５】
本発明の樹脂被覆層は、紫外線または電子線硬化型樹脂および／または化合物が好適に用いられるが、非紫外線または非電子線硬化型樹脂を含んでもよい。上記塗工液は、反応性希釈剤、導電剤、光重合開始剤、光重合促進剤を含むのが好ましく、その他、必要に応じて公知の添加剤を含んでもよく、また、溶剤を含まないのが好ましい。
【００３６】
上記樹脂被覆層に用いる紫外線または電子線硬化型樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ビニルエステル系樹脂およびこれら樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂等が挙げられ、これら樹脂は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。また、上記樹脂被覆層には、力学的強度、耐循環特性を改善するために架橋構造を導入することが好ましい。
【００３７】
上記紫外線または電子線硬化型樹脂は、紫外線または電子線により重合可能な樹脂および／または化合物、好ましくは、紫外線または電子線により重合可能な炭素原子間二重結合を有する樹脂および／または化合物を紫外線または電子線照射により硬化させてなる。上記紫外線または電子線により重合可能な樹脂および／または化合物は、（メタ）アクリレートモノマーおよびオリゴマーが好ましい。ここで、（メタ）アクリレートモノマーおよびオリゴマーとしては、ウレタン系（メタ）アクリレート、エポキシ系（メタ）アクリレート、エーテル系（メタ）アクリレート、エステル系（メタ）アクリレート、ポリカーボネート系（メタ）アクリレート、シリコーン系（メタ）アクリレート等のモノマーおよびオリゴマーが挙げられる。
【００３８】
上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液には、さらに必要に応じて重合性二重結合を有する反応性希釈剤、導電剤等の各種添加剤を配合してもよい。塗工液に重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合することで、塗工液の粘度を調整することができる。該反応性希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に、（メタ）アクリル酸がエステル化反応およびアミド化反応で結合した構造の単官能、２官能または多官能の重合性化合物を使用することができる。上記反応性希釈剤の配分量は、上記紫外線により重合可能な樹脂および化合物の合計１００質量部に対して１０〜２００質量部の範囲が好ましい。
【００３９】
また、上記塗工液に用いる導電剤としては、上記弾性層用導電剤として例示したものと同様のものを例示することができる。それらの中でも、カーボン系電子導電剤、イオン導電剤および透明導電剤が好ましい。
【００４０】
上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液には、光重合開始剤を配合するのが好ましい。該光重合開始剤としては、公知のものを使用することができる。例えば、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、ベンゾフェノンおよび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、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよ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、チオキサントンおよ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−ジメトキシベンゾオイル）−２，４．４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６６−トリメチリルベンゾオイル）フェニルホスソフィンオキシド、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。
【００４１】
上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液に光重合開始剤を配合する場合、光重合開始剤による重合反応を促進するために、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第３級アミン系光重合促進剤、トリフェニルホスフィン等のホスフィン系光重合促進剤。チオジグリコール等のチオエーテル系光重合促進剤等をさらに添加してもよい。これら光重合促進剤の添加量は、紫外線により重合可能な樹脂および化合物の合計１００質量部に対して０．０１〜１０質量部の範囲が好ましい。
【００４２】
上記樹脂被覆層の厚さは、１から１００μｍの範囲がさらに好ましく、５〜１００μｍの範囲がより一層好ましい。樹脂被覆層の厚さが１μｍ未満では、長期使用時の摩擦によりローラ等の表面の電気性能を充分に確保することができない場合があり、１００μｍを超えると、表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光ドラムへのトナーの固着が発生して、画像不良を引き起こす場合がある。
【００４３】
本発明のプレスに先立つ塗装工程で採用される塗装方法としては、実施例にて説明したロールコーターによる塗装の他、ダイコーター塗装方法、リングコーター塗装方法あるいはスプレーコーター塗装方法等が採用される。ダイコーター塗装方法は、導電性ローラ１に併設して配置された上部および下部ダイヘッド間の隙間から線状に噴射される塗料により、回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。ダイヘッドを導電性ローラ１の軸線に沿ってトラバースさせる。リングコーター塗装方法は、導電性ローラ１の周囲に配置された環状の上部および下部ダイヘッド間の隙間からリング状に噴射される塗料により、回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。静止したダイヘッドに対して導電性ローラ１が上方等に引き抜かれつつ塗装される。スプレーコーター塗装方法は、導電性ローラ１に併設して配置されたスプレーから放射状に噴射される塗料により、トラバース移動しつつ回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。
【００４４】
以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、導電性ローラの種類（帯電ローラ、現像ローラ）、層状形態を含む形状、形式（弾性ローラ、パイプ型ローラ）、塗装形態（好適には被塗装体である導電性ローラ側を軸移動させるが、ロールコーター等の塗装ロール側を軸移動させてもよい）、凹凸形成用ローラの形状、形式（プレス装置への設置の他、平行軸配置による凹凸形成用ローラとの同形凹凸形成用ローラの採用等）、パターンの形状、形式、導電性ローラの回転形態、トラバースおよび回転駆動のためのアクチュエータの形態（電動、流体、磁気等の駆動源の種類およびラックとピニオン、ピストンとシリンダ等）、導電性ローラの基体部の軸あるいはパイプ軸への固着形態、基体部の材質および導電剤の含有量等の添加形態、紫外線硬化型樹脂等あるいは電子線硬化型樹脂の塗料への含有量等の添加形態、トラバース塗装方法の種類（好適には、ロールコーターが採用されるが、ダイコーター、リングコーターあるいはスプレーコーター等も採用され得る）、紫外線あるいは電子線照射手段の形状、形式およびその設置形態等については適宜選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第１実施例を示すもので、図１（Ａ）は凹凸形成用ローラによる導電性ローラへのプレス状態平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の導電性ローラのパターン形成方法の第２実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明の凹凸形成用ローラのパターンの各例を示す拡大図である。
【図４】導電性ローラの各例の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 導電性ローラ（弾性ローラ）
１ｂ プレスされたパターン
４ 塗膜層
１０ プレス装置
１１ 凹凸形成用ローラ
１１ｂ パターン
１４ ロール駆動モータ
１８ ＵＶ照射手段（あるいはＥＢ照射手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体部の表面に塗料が塗布されて未硬化の塗膜層が形成された導電性ローラの表面に微細な凹凸からなるパターンを有するローラを塗膜層の表面に押し付けてパターンを形成することを特徴とする導電性ローラのパターン形成方法。
【請求項２】
前記パターンを有するローラと導電性ローラとの回転軸が交差して配置され、これらが導電性ローラの軸方向に相対移動することにより、前記パターンが形成されることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラのパターン形成方法。
【請求項３】
前記パターン形成後の導電性ローラの塗膜層の表面を紫外線あるいは電子線照射することを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ローラのパターン形成方法。
【請求項１】
基体部の表面に塗料が塗布されて未硬化の塗膜層が形成された導電性ローラの表面に微細な凹凸からなるパターンを有するローラを塗膜層の表面に押し付けてパターンを形成することを特徴とする導電性ローラのパターン形成方法。
【請求項２】
前記パターンを有するローラと導電性ローラとの回転軸が交差して配置され、これらが導電性ローラの軸方向に相対移動することにより、前記パターンが形成されることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラのパターン形成方法。
【請求項３】
前記パターン形成後の導電性ローラの塗膜層の表面を紫外線あるいは電子線照射することを特徴とする請求項１または２に記載の導電性ローラのパターン形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１６２７１３（Ｐ２００６−１６２７１３Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５０５３５（Ｐ２００４−３５０５３５）
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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