弾性ローラの製造方法
【課題】厚肉に形成した場合においても、寸法精度、特には振れ精度の良い弾性ローラの製造方法を提供する。
【解決手段】（１）内周面の全周にわたって形成された液状材料を吐出するための環状スリットを有する環状塗工ヘッドと軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、前記環状スリットから第一および第二の液状材料を吐出させて塗膜の積層体を軸芯体の周面に形成する工程と、（２）該積層体を硬化させる工程と、を有する、軸芯体とその周面に第１及び第２の弾性層を有する弾性ローラの製造方法。環状塗工ヘッドは、上流側から順に、２つの液状材料の供給口、第一及び第二の環状流路、連結流路、環状スリット（吐出口）を有し、連結流路の長さは１．０〜５０ｍｍである。液状材料Ｂの吐出時の温度における降伏応力Ｙ２は、液状材料Ａの吐出時の降伏応力Ｙ１より小さく、かつ、Ｙ１及びＹ２は共に２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内である。
【解決手段】（１）内周面の全周にわたって形成された液状材料を吐出するための環状スリットを有する環状塗工ヘッドと軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、前記環状スリットから第一および第二の液状材料を吐出させて塗膜の積層体を軸芯体の周面に形成する工程と、（２）該積層体を硬化させる工程と、を有する、軸芯体とその周面に第１及び第２の弾性層を有する弾性ローラの製造方法。環状塗工ヘッドは、上流側から順に、２つの液状材料の供給口、第一及び第二の環状流路、連結流路、環状スリット（吐出口）を有し、連結流路の長さは１．０〜５０ｍｍである。液状材料Ｂの吐出時の温度における降伏応力Ｙ２は、液状材料Ａの吐出時の降伏応力Ｙ１より小さく、かつ、Ｙ１及びＹ２は共に２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真のカラー化及び高画質化のニーズが高まり、電子写真用弾性ローラの振れ（厚み精度）のより一層の高精度化が要求されてきている。外形寸法が周方向で不均一であって、振れ（厚み精度）が大きくなった場合、感光体ドラムとローラ間のニップ幅やニップ力に変動が生じ濃度ムラの如き画像欠陥が発生することがある。
【０００３】
ところで、従来、弾性ローラの製造方法の一つとして、内周の全周にわたってスリットを有する環状塗工ヘッドと軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ該スリットから弾性層形成用の液状材料を吐出し、軸芯体の周囲に該液状材料の塗工膜を形成する工程を有する方法が知られている（特許文献１）。この方法によれば、均一な弾性層をより簡易かつ迅速に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９３０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本発明者らの検討によれば、弾性層の厚さを例えば３．０ｍｍ程度といった、従来と比較して厚い弾性ローラを製造する場合、上記環状塗工ヘッドを用いた方法であっても、弾性層の厚さが不均一となり易いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、弾性層の厚さが従来と比較して大きい場合であっても、当該弾性層の周方向での厚さの均一性に優れ、振れ精度の良好な弾性ローラを得ることのできる弾性ローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、軸芯体と、該軸芯体の周面に設けられてなる第１弾性層と該第１弾性層の上に設けられてなる第２弾性層とを有している弾性ローラの製造方法であって、
（１）内周面の全周にわたって形成された液状材料を吐出するための環状スリットを有する環状塗工ヘッドと前記軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、前記環状スリットから該第１弾性層形成用の第一の液状材料及び該第２弾性層形成用の第二の液状材料を吐出させて該第一および該第二の液状材料の塗膜の積層体を該軸芯体の周面に形成する工程と、（２）該積層体を硬化させる工程と、を有し、
該環状塗工ヘッドは、前記環状スリットと、第一の環状流路と、第二の環状流路と、これら２つの環状流路の各々に液状材料を供給するための２つの液状材料の供給口と、連結流路とを有し、該連結流路は、その上流端が第一の環状流路及び第二の環状流路の下流端に連結され、その下流端が前記環状スリットに連結されてなり、かつ、その長さが１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、前記工程（１）は、第一の液状材料と、吐出時の温度における降伏応力が第一の液状材料の降伏応力よりも小さい第二の液状材料とを、各々、第一の環状流路及び第二の環状流路に供給し、前記連結流路を通過せしめて前記環状スリットから吐出させる工程を含み、第一の液状材料および第二の液状材料の各々の降伏応力は２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内にあることを特徴とする弾性ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、厚肉の弾性層を設けた場合でも寸法精度、特には振れ精度のよい弾性ローラを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に用いることのできる塗工装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る塗工ヘッドの例を示す模式断面図である。
【図３】本発明によって製造される弾性ローラの断面図である。（ａ）は弾性ローラの軸方向断面図である。（ｂ）は弾性ローラの軸方向に直交する方向の断面図である。
【図４】画像形成装置の一例の模式的断面図である。
【図５】振れ測定装置の概略説明図である。
【図６】弾性層の厚さの測定位置を説明するための模式図である。（ａ）は弾性ローラから試料を切り出す位置を示す正面図である。（ｂ）は切り出された試料を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、環状塗工ヘッドを用いて、軸芯体と、その外周面上に設けられてなる第１弾性層と、その外周面上に設けられてなる第２弾性層とを有する弾性ローラを製造する方法である。
【００１１】
＜弾性ローラの製造装置＞
本発明の弾性ローラの製造方法に好適に用いることができる環状塗工ヘッドを有する弾性ローラの製造装置（以下、リングコート機という。）の概略説明図を図１に示す。この塗工装置では、架台３１の上に略垂直にコラム３２が取り付けられ、さらに架台３１の上部に精密ボールネジ３３が略垂直に取り付けられている。２本のリニアガイド４４が精密ボールネジ３３と平行にコラム３２上に取り付けられている。ＬＭガイド３４はリニアガイド４４と精密ボールネジ３３とを連結し、サーボモータ３５よりプーリ３６を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。コラム３２には軸芯体１０２の外周面上に未硬化の液状材料を吐出塗工する塗工ヘッド３８が取り付けられている。さらにＬＭガイド３４には上ブラケット３７および下ブラケット３７が取り付けられ、下ブラケット３７には軸芯体１０２の下端を保持し固定する軸芯体下保持軸３９が略垂直に取り付けられている。また、軸芯体の上端を保持し固定する軸芯体上保持軸４０が上ブラケット３７に取り付けられ、軸芯体上保持軸４０は軸芯体下保持軸３９に対向して略同芯になるように配置して軸芯体を保持している。また、両保持軸の移動時において、塗工ヘッドの中心軸と両保持軸の中心軸が略同芯になるように調節してある。このような構成により塗工ヘッド３８の中心軸を軸芯体の中心軸に略同芯に合わせることができ、塗工ヘッドの内周面と前記軸芯体１０２の外周面との間に均一な隙間が形成される。
【００１２】
液状材料の供給口４１（ａ）および４１（ｂ）は、液状材料搬送用の配管４２を介して材料供給弁４３に接続されている。材料供給弁４３は、その手前に混合ミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンク等を備え、定量（単位時間当たりの量が一定）の液状材料を吐出可能としている。液状材料は材料タンクから、材料定量吐出装置により一定量計量され、混合ミキサーで混合される。その後、材料供給ポンプにより混合された液状材料は、材料供給弁４３から配管４２を経由して、供給口４１（ａ）および４１（ｂ）に送られる。ここで、配管４２、材料供給弁４３、材料タンク、材料定量吐出装置、混合ミキサー等の原料供給手段は、複数種の液状材料を用いる場合は、その液状材料種ごとにそれそれ複数用意してもよいし、同一種の液状材料を用いる場合はひとつの原料供給手段を分岐配管を経由して供給口４１（ａ）および４１（ｂ）に接続してもよい。
【００１３】
供給口４１（ａ）より送り込まれた液状材料は、環状塗工ヘッドの内周面の全周にわたって形成された環状スリットの吐出口より吐出される。液状材料の層厚を一定にさせるために、環状塗工ヘッドからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量を一定にして、保持されている軸芯体を鉛直方向（軸芯体の中心軸方向）の上方へ移動させることで、軸芯体は環状塗工ヘッドに対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体の外周面上に液状材料からなる円筒形状（ローラ形状）の層１０１が形成される。
【００１４】
＜環状塗工ヘッド＞
次に、本発明において使用される環状塗工ヘッド３８について図２（ａ）を用いて詳細に説明する。環状塗工ヘッドは、鉛直方向を中心軸とする中空円筒状の内周面と、該内周面の全周に亘って形成された液状材料を吐出するための環状スリット６１、第一の環状流路５１（ａ）と、第二の環状流路５１（ｂ）と、これら２つの環状流路の各々に第一の液状材料及び第二の液状材料を供給するための２つの液状材料の供給口４１（ａ）、４１（ｂ）と、連結流路５２とを有している。
【００１５】
また連結流路は、その上流端が第一の環状流路及び第二の環状流路の下流端に連結され、その下流端が前記環状スリットに連結されてなり、かつ、その長さが１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。第一の環状流路及び第二の環状流路は、各々の上流端が前記２つの供給口の各々に連通している。
【００１６】
本発明においては、環状塗工ヘッドの中空部の中心軸の位置に軸芯体を配置した状態で、環状塗工ヘッドと軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、液状材料Ａ及び液状材料Ｂを供給口に供給して環状スリット６１の吐出口から吐出させて、軸芯体の外周面上に液状材料Ａの層及び液状材料Ｂの塗膜の積層体を形成し、次いでこれらの塗膜層を硬化させて、第１弾性層及び第２弾性層が形成される。
【００１７】
環状塗工ヘッドは、中空円筒形の内リング（以下、内リングという。）４６と中空円筒形の中間リング４９（以下、中間リング）および中空円筒形の外リング（以下、外リングという。）４７が、中空円筒形のキャップリング（以下、キャップリングという。）４８を保持することによって構成されている。また、これらは一体的に作られていてもよい。ここで、外リング４７は供給口４１（ａ）、４１（ｂ）を２つ有しており、中間リング４９によって隔てられた２つの流路は中空部の近傍で合流している。内リングと中間リング及び外リングが同軸に組み合わされ、内リングと外リングの間に中間リングを配し、外リングにキャップリング４８を保持させることにより、第一の環状流路５１（ａ）および第二の環状流路５１（ｂ）が構成される。また、内リングとキャップリングの間に連結流路５２が構成されている。また、内リングおよび外リングに、液状材料を環状に分配するためのヘッダ部５０（ａ）および（ｂ）が設けられている。また、第一の環状流路５１（ａ）および第二の環状流路５１（ｂ）の幅ＷａおよびＷｂは、内リング、中間リングおよび外リングの内径や外径を適宜変えることで変更可能となっている。また、図２（ｂ）に示すように中間リング４９を２つ以上備えることで、流路およびヘッダ部の数を増やし、使用する材料種を増やすことも可能である。
【００１８】
液状材料が環状塗工ヘッドの供給口に送り込まれてから環状スリットの吐出口より吐出されるまでの一連の流れを説明する。環状塗工ヘッドは、第一の環状流路の上流端に連結する第一のヘッダ部と第二の環状流路の上流端に連結する第二のヘッダ部とを具備していることが好ましい。
【００１９】
供給口４１（ａ）より送り込まれた液状材料は、環状塗工ヘッド内の第一のヘッダ部５０（ａ）において環状（周方向）に分配され、第一のヘッダ部に連設された第一の環状流路５１（ａ）を通り、環状塗工ヘッド内の連結流路５２へ搬送される。また同様に供給口４１（ｂ）から送り込まれた液状材料も第二のヘッダ部５０（ｂ）と第二の環状流路５１（ｂ）を経由して連結流路へ搬送される。連結流路へ搬送されたそれぞれの液状材料は連結流路を通過して、環状状塗工ヘッドの内周面に設けられた環状スリット６１の吐出口より吐出される。
【００２０】
ヘッダ部５０に直接測定端子を挿入し、ゲージ圧を測ることで、ヘッダ部における内圧を把握することができる。このとき、測定端子は液状材料の流れを阻害しないように設置することが望ましい。ヘッダ部における内圧の調整は、環状流路５１の幅、液状材料の降伏応力、液状材料の流量を種々変えることで行なわれる。
【００２１】
＜液状材料＞
本発明において液状材料としては、第１弾性層用の液状材料Ａ及び第２弾性層用の液状材料Ｂが使用される。また、液状材料Ｂの吐出時の温度における降伏応力Ｙ２は、液状材料Ａの吐出時の降伏応力Ｙ１より小さく、かつ、Ｙ１及びＹ２は共に２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内である。
【００２２】
吐出時の温度において液状材料Ａが液状材料Ｂよりも高い降伏応力を有すること、及び上記環状塗工ヘッドを使用するこによって、厚肉の弾性層を設けた場合でも高い成形精度を得ることができる。このとき、降伏応力のより高い液状材料Ａを搬送する圧力は、液状材料Ｂを搬送する圧力よりも高い方が好ましい。しかし、液状材料Ａにかかる圧力を高くしすぎると両液状材料の混合が起きてしまうため、これは好ましくない。具体的には液状材料の吐出中の液状材料Ａが充填されている第一のヘッダ部の内圧Ｐ１が、液状材料Ｂが充填されている第二のヘッダ部の内圧Ｐ２の１．５倍〜２０．０倍であることが好ましい。この値を１．５倍以上とすることで液状材料Ａの降伏応力が液状材料Ｂの降伏応力よりも高い場合でも安定して液状材料Ａを搬送することができる。一方、２０．０倍以下とすることで連結流路における液状材料Ａおよび液状材料Ｂの過度な混合を防止できる。また、三つ以上のヘッダ部がある場合、中間のヘッダ部の圧力はＰ１とＰ２の中間であることが好ましい。
【００２３】
本発明において、液状材料Ａは第１弾性層形成用であり、液状材料Ｂは第２弾性層形成用であり、液状材料Ａが軸芯体と接触して第１被覆層を形成し、液状材料Ｂの第２被覆層がその外周面上に形成されることを特徴とする。そのため、液状材料Ａは供給口４１（ａ）に、液状材料Ｂは供給口４１（ｂ）に供給される。
【００２４】
本発明においては、２つの液状材料を連結流路の上流端において合流させ、連結流路内で両液状材料同士が混ざり合わない状態でそのまま吐出させることが必要である。その為に、本発明において両液状材料の降伏応力を２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下に調整し、さらに連結流路の長さＬを一定の範囲内にすることが必要である。さらに、合流直後の液状材料同士の界面は不安定であり、連結流路によってある程度馴染ませることが必要である。本発明において好適に用いることのできる連結流路５２の長さＬ（ｍｍ）は、１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。より好ましくは、２．０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。この長さＬが１．０ｍｍ以上であれば、液状材料同士の界面にムラが生じさせることなく吐出させることができ、製造された弾性ローラの軸方向における電気的ムラの発生を防止することができる。また長さＬを５０ｍｍ以下とすることで合流後の液状材料の混合を防止することができる。
【００２５】
本発明においては、降伏応力が２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下である非ニュートン性液状材料を被覆材料として用いるので、塗工厚みを１００μｍ以上とした場合でも寸法精度の良好な塗膜形成物を得ることができる。ここで、降伏応力（しばしば降伏点と呼ばれる）とは、それ以下では材料が固体として振舞う限界応力のことである。応力により材料はバネのように弾性的に変形するが、この応力が取り除かれると変形は元に戻る。降伏応力を超えると、系全体に広がる大きい凝集破壊によって、固体（ゲル）が液体（ゾル）になる現象が生じ、材料は流動を開始する。すなわち、塗膜の厚みが大きくなるにつれて材料自重により重力方向に材料が流れやすくなる。流れを生じさせないためには、重力に対して充分な降伏応力を持つことが必要である。塗膜の厚みに対して充分な降伏応力を持つことにより、形状が安定し寸法精度の良い成形物を得ることが出来る。
【００２６】
降伏応力のより好ましい範囲は、１００Ｐａ以上４００Ｐａ以下である。降伏応力が２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲にある場合、塗工厚みに対する寸法精度を維持し、塗工面の平滑さとのバランスを最良の状態で、両立することができる。降伏応力が６００Ｐａを超える場合には、塗工時における材料のレベリング作用効果が小さすぎて、塗工後の表面にスジが発生したり凹凸ができたりするなどの困難が生じる。塗工後の表面にスジや凹凸が発生した場合、弾性ローラの真円度が悪化し振れの悪化につながる。２０Ｐａ未満の場合には、重力に対して降伏応力が小さすぎて塗膜形成後の形状を保持することができないため、加熱硬化後の弾性ローラの塗工厚みに対する外径寸法差が大きくなりローラが使用に耐えられない。
【００２７】
前述した通り、本発明の方法において、液状材料Ａが軸芯体と接触して第１被覆層を形成し、液状材料Ｂの第２被覆層がその外周面上に形成される。そのため、液状材料層の厚みを厚くし形状を保持させるためには、液状材料Ａの降伏応力が液状材料Ｂの降伏応力よりも大きいことが好ましい。液状材料Ｂは液状材料層の最表面に位置しているため、レベリング性を優先した材料選択を行うことが望ましい。ここで、液状材料Ａの降伏応力と液状材料Ｂの降伏応力とを同等とし、弾性ローラを製造することも可能である。しかしながら、液状材料Ａとして、液状材料Ｂの降伏応力より高い降伏応力を有する材料を用いることがより好ましい。
【００２８】
液状材料としては、液状ジエンゴム（ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム）、液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムが挙げられる。これらの材料は単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。液状材料の層を硬化して得られる弾性層には適度に低硬度であり十分な変形回復力を持たせることが重要であるため、弾性層に用いられる材料としては液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムを用いることが好ましい。また発泡弾性層を形成可能な材料であってもよい。特に加工性が良好で寸法精度の安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの生産性に優れる理由から、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いることがより好ましい。
【００２９】
＜軸芯体＞
本発明において軸芯体を構成する材料としては、導電性であれば特に限定されず、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、及び導電性樹脂等の中から、適宜選択して用いることが出来る。ここで、合金鋼としては、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化用鋼が挙げられる。強度の観点から、金属製のものが好ましい。
【００３０】
＜弾性層＞
軸芯体の周面に形成された液状材料の塗膜の積層体は、液状材料を架橋せしめて硬化させ弾性層とされる。その際、円筒形状（ローラ形状）の未硬化の液状材料は、粘着性を有しているため、熱処理する方法としては非接触の熱処理方法で行うことが好ましい。その熱処理方法としては、赤外線加熱方法、熱風加熱方法、ニクロム熱加熱方法が挙げられる。特に、装置が簡易で、未硬化物の層を軸方向に均一に熱処理できる赤外線加熱方法が好ましい。
【００３１】
この時、赤外線加熱装置を固定し、円筒形状（ローラ形状）の未硬化物層を設けた軸芯体を周方向に回転させることにより、周方向に均一に熱処理を行うことができる。液状材料層の表面温度としては、使用する材質にもよるが、硬化反応が開始する１００〜２５０℃が好ましい。例えば、赤外線加熱を行う場合には材料の特性（熱伝導率、比熱）に応じて赤外線加熱装置と未硬化の液状材料の層との距離、出力等を調整すれば良い。また、熱風加熱を行う場合には熱風の温度や向きを調節すれば良い。
【００３２】
ここで、塗膜の積層体の硬化後の物性安定化、弾性層中の反応残渣および未反応低分子分を除去すること等を目的として、硬化させて形成した弾性層に対して更に熱処理等して二次硬化を実施しても良い。
【００３３】
＜表面層＞
このようにして得られた弾性ローラの耐磨耗性などを高めるために、第２弾性層の外周面上に表面層を形成することもできる。表面層も弾性層と同様に１層である必要はなく、多層になっていても構わない。表面層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、ボールミルの如きビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して、分散させる。このようにして得られた分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により第２弾性層の表面に塗布される。表面層の厚みとしては、５〜５０μｍが好ましい。低分子量成分がしみ出してきて感光体ドラムを汚染することを防止する観点から５μｍ以上が好ましく、ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から５０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１０〜３０μｍである。
【００３４】
表面層が薄すぎると画像を繰り返して出力した場合に磨耗等による劣化により、表面層の役目を果たさなくなる恐れがある。また、表面層が厚すぎるとローラ表面の硬度が高くなり、トナー劣化の促進およびトナー融着の原因となるので好ましくない。表面層の厚みの測定方法はいくつか存在するが、ローラ中心軸に直交する方向の断面から、マイクロスコープや顕微鏡を用いて測定する方法が一般的である。
【００３５】
＜弾性ローラ＞
本発明によれば、軸芯体の外周面に高粘度材料からなる円筒形状（ローラ形状）の硬化物の層である弾性層が寸法精度良く設けられた弾性ローラを得ることができる。本発明によって得られる弾性ローラの一例の概略図を図３に示す。図３（ａ）はこの現像ローラの長手方向に平行な断面を表したものであり、図３（ｂ）は長手方向に垂直な断面を表したものである。この弾性ローラは、その弾性層の均一性が良好であることから、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等に使用可能である。
【００３６】
現像ローラは感光体、現像ブレード、トナーと常に圧接している。このため、これらの部材に与えるダメージを小さくするために硬度が小さく、圧縮永久歪みが小さい材料で構成されることが、良好な画像を得るためには重要である。また、現像ローラは表面が耐磨耗性を有し、耐久性が高いことが好ましいことから、弾性層の硬度は上記の理由からアスカーＣ硬度で１０度以上８０度以下であることが好ましい。弾性層の硬度を上記範囲内とすることにより、長期停止の際にも、弾性ローラと上記当接部材との当接部分に永久ひずみによる変形が起こりにくい。その結果、当該変形に起因する濃度ムラなどの画像欠陥の発生を抑えることができる。
【００３７】
本発明の弾性ローラを現像ローラとして搭載した一般的な電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置の一例を図４に示す。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。まず、実施例において行った各種評価および測定方法について説明する。実施例において「部」は「質量部」を意味する。
【００３９】
＜１．振れの測定方法＞
振れは、図５に示すように、基準となる定盤２０１上に垂直に取り付けられた軸芯体支持部材２０２に、弾性ローラの軸芯体露出部分を把持させ、把持部分を支点としてローラを８ｒｐｍで回転させる。そのときのローラと定盤間の距離の変動を、軸芯体と垂直に配置した非接触位置検出器（キーエンス社製、ＬＳ−５０００、不図示）で測定する。ローラと定盤間の距離の最大値と最小値の差を値として求める。弾性層の軸方向に１ｃｍピッチで前記ローラと定盤間の距離の最大値と最小値の差を求め、その差の値の中で最大の値を弾性層の振れの値とする。各実施例において弾性ローラを１０本製造し、その１０本について振れの平均を求め、次のように評価する。また、測定に使用する弾性ローラは室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で２４時間放置し、エージングを施したものを使用する。さらに振れ精度測定も室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で行う。
Ａ：１０本の弾性ローラの平均振れ精度が３０μｍ以内である。
Ｂ：１０本の弾性ローラの平均振れ精度が３０μｍより大きく、６０μｍ以内である。
Ｃ：１０本の弾性ローラの平均振れ精度が６０μｍより大きい。またはこの平均振れ精度が３０μｍより大きく、６０μｍより小さい場合に、塗工表面にスジや凹凸が観察される。
【００４０】
＜２．ＧＰＣによる分子量の測定方法＞
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるクロマトグラムの分子量（Ｍｎ、Ｍｗ、Ｍｚ）は次の条件で測定される。４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を毎分１ｍｌの流速で流し、試料濃度として０．０５〜０．６質量％に調整した樹脂のＴＨＦ試料溶液を約５０〜２００μｌ注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数（リテンションタイム）との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製或いはＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の分子量が６×１０2、２．１×１０3、４×１０3、１．７５×１０4、５．１×１０4、１．１×１０5、３．９×１０5、８．６×１０5、２×１０6、４．４８×１０6のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７の組み合わせや、Ｗａｔｅｒｓ社製のμ−ｓｔｙｒａｇｅｌ５００、１０３、１０４、１０５の組み合わせを挙げることができる。
【００４１】
＜３．液状材料の降伏応力の測定方法＞
粘弾性測定装置としてＨａａｋｅ社製ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ６００を用いる。液状材料約１ｇを採取し試料台の上にのせ、コーンプレートを徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置で測定ギャップを設定する。コーンプレートにはφ３５ｍｍ、傾斜角度１°のものを用いる。そのとき、まわりに押し出された材料を奇麗に除去し測定に影響の出ないようにする。材料温度が２５℃になるようにプレート台の温度を設定され、試料をセットしてから１０分間放置後、測定を開始する。
【００４２】
試料にかける応力は０．００Ｐａからスタートし５００００．００Ｐａまでの範囲（周波数は１Ｈｚ）を、１８０秒かけて変動させ、そのときのＧ’貯蔵弾性率、Ｇ”損失弾性率、位相差ｔａｎδの変化を３２ポイント測定する。Ｇ’ははじめ線形粘弾性領域で一定の値となり、その後Ｇ’貯蔵弾性率とＧ”損失弾性率が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とする。
【００４３】
＜４．環状塗工ヘッドのヘッダ部の内圧の測定方法＞
環状塗工ヘッドの吐出口から液状材料を吐出している間に、環状塗工ヘッドの内圧を測定する。具体的には、環状塗工ヘッドのヘッダ部内に、圧力センサー（日本ダイニスコ社製、商品名：ＮＰ−４００）の測定面を露出させるように取り付け、測定する。
【００４４】
＜５．弾性層の厚み測定方法＞
弾性ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を弾性層に投入して軸芯体まで到達させて、断面観察できるような試料とする。図６（ａ）は弾性ローラにおける試料の採取位置を示した模式図である。図６（ｂ）は採取した試料の切断面を模式的に示した図である。図６（ａ）に示すように、ローラ長手方向のゴム部を４等分する３箇所１１０１、１１０２および１１０３における試料を採取し、図６（ｂ）に示すようにビデオマイクロ（キーエンス社製、商品名：ＶＨＸ１００）で厚みＴを測定し、３個のデータからの平均値を用いて弾性層厚みとする。また、測定に使用する弾性ローラは室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で２４時間放置し、エージングを施したものを使用する。さらに振れ精度測定も室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で行う。
【００４５】
＜６．画像評価方法＞
カートリッジ化した電子写真プロセスカートリッジ（公称寿命６０００枚、Ａ４サイズ、５％印字率、ｈｐ社製、商品名：プリントカートリッジ黒・プリントカートリッジシアン・プリントカートリッジマゼンタ・プリントカートリッジイエロー）を用いる。このカートリッジは、像担持体である感光体ドラムを一様に帯電させ、感光体ドラムへの選択的な露光によって潜像を形成し、潜像を現像剤であるトナーで顕在化し、トナー像を記録媒体に転写し、転写後の感光体ドラム上の残トナーをクリーニングする各手段を一体的にカートリッジ化したものである。実施例等で作製された弾性ローラを現像ローラとして、各色のカートリッジに組み込む。
【００４６】
次にこの電子写真プロセスカートリッジを電子写真方式の画像形成装置（商品名：Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒｊｅｔ ３８００、ｈｐ社製の改造機、印刷解像度６００ｄｐｉ）に組み込む。そして、この画像形成装置を用いて、室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で間欠耐久試験を行う。通紙時は、各色の印字率２％の文字画像をレター紙にて２０秒毎に１枚出力する間欠モードでフルカラープリント操作を行い、６０００枚の画像出力を行う。
【００４７】
そして、評価開始時と６０００枚終了時に２枚（ベタ黒、マクベス反射濃度計ＲＤ９１８（マクベス社製、商品名）による濃度０．７のハーフトーン画像）の画像評価用のサンプルを出力し、以下の基準でランク付けする。
Ａ：目視にて全画像において良好であった。
Ｂ：ベタ、ハーフトーンにて濃度ムラが若干確認されるが、実用上問題ない。
Ｃ：全画像において濃度ムラが確認された。
【００４８】
〔実施例１〕
〔１．軸芯体の準備〕
軸芯体として、外径６ｍｍの鉄製丸棒にニッケルメッキを施し、さらに厚み約１μｍのプライマーＤＹ３５−０５１（商品名：東レダウコーニング社製）を塗布後、温度１５０℃で３０分間焼き付けしたものを用いた。
【００４９】
〔２．液状材料の調製〕
表１に示す３種類の材料を、プラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力３００〔Ｐａ〕のシリコーンゴムのベース材料ａを得た。さらにこのベース材料１００部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液（白金含有量３質量％）０．０２部を加えて混合し混合物Ａ−１とした。また、このベース材料１００部に対し粘度１０ｃｐｓのオルガノハイドロジェンポリシロキサン（ＳｉＨ含有量１質量％）１．５部を加えて混合し混合物Ａ−２とした。混合物Ａ−１と混合物Ａ−２をそれぞれ、原料タンク１、原料タンク２にセットし、圧送ポンプを使用してスタティックミキサーに送り出し混合物Ａ−１と混合物Ａ−２を１：１の比率で混合した。このシリコーンゴム混合液を液状材料Ａ液とした。
【００５０】
上記と同様にして表１に示す３種類の材料を混合脱泡し、降伏応力２１０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムのベース材料ｂを得た。また、上記と全く同様にして混合物Ｂ−１と混合物Ｂ−２を調製し、混合物Ｂ−１と混合物Ｂ−２を１：１の比率で混合し、液状材料Ｂ液を得た。
【００５１】
〔３．弾性ローラの製造〕
図２（ａ）に示した形態の環状塗工ヘッド３８を用いた。連結流路の長さＬは１０．０ｍｍとした。供給口４１（ａ）から液状材料Ａ液を供給し、供給口４１（ｂ）から液状材料Ｂ液を供給した。第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．５ｍｍ、第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを０．５ｍｍとした。
【００５２】
この環状塗工ヘッドを図１に示した形態の縦型リングコート機に取り付けた。まず、軸芯体上保持軸４０の中心と環状塗工ヘッド３８の中心が水平方向で一致するように環状塗工ヘッド位置補正ＸＹステージ５３により環状塗工ヘッドの位置を調整し、このときの環状塗工ヘッドの位置を軸芯体上保持軸４０に対する環状塗工ヘッドの相対位置座標として把握した。その後、軸芯体下保持軸３９の上端を、環状塗工ヘッド３８の中空部を通って環状塗工ヘッドより上位に位置させた。この状態で、軸芯体下保持軸３９にセットされた長さ２８０ｍｍ、外径６ｍｍの軸芯体を、軸芯体上保持軸４０を下降させることで、上下軸方向に把持した。その後、把持した軸芯体をＬＭガイドで下降させ、軸芯体上保持軸の下端と環状塗工ヘッドの上端が一致する位置でＬＭガイドを停止した。このとき、軸芯体の軸方向上端部からの距離１４．０ｍｍ、２６６．０ｍｍの２箇所の水平位置座標（ＸおよびＹ）を位置検出器５５により検出した。この２箇所の位置座標が水平方向において一致するように、軸芯体位置補正ＸＹステージ５４により軸芯体下保持軸の位置を調整した。さらに、この２箇所を一致させた水平位置座標に、環状塗工ヘッド中心が水平方向で一致するように環状塗工ヘッド位置補正ＸＹステージ５３により調整した。本発明において、軸芯体を上下軸方向に把持するとは、軸芯体が鉛直方向になるよう軸芯体の軸方向端部を把持したものである。
【００５３】
その後、軸芯体保持軸を鉛直方向に上昇（６０ｍｍ／ｓｅｃ）させて軸芯体を移動させた。その際、予め求めておいた塗工装置の走り誤差を打ち消すように環状塗工ヘッドを同時に水平方向に動かした。それに合わせて、液状材料Ａ液とＢ液の流量比が１：１となるように液状材料供給ポンプ（不図示）を作動させて環状塗工ヘッドに供給した。それに伴って、環状塗工ヘッドの中空部の内周面に開口した吐出口から、上記液状材料を５．０４ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周面上に塗工長２４０ｍｍのシリコーンゴム材料からなる円筒形状（ローラ形状）の液状材料の層を形成した。尚、このときの第一のヘッダ部５０（ａ）におけるヘッダ内圧Ｐ１は２．５ＭＰａを、第二のヘッダ部５０（ｂ）におけるヘッダ内圧Ｐ２は１．７ＭＰａを示しており、その比Ｐ１／Ｐ２は１．５であった。
リングコート機から軸芯体を取り外し、未硬化の液状材料の塗膜の積層体を有するローラ（以下、未硬化ローラという。）を得た。
【００５４】
この未硬化ローラを、軸芯体を中心として６０ｒｐｍで回転させ、その未硬化の塗膜の積層体の表面に、株式会社ハイベック社製の赤外線加熱ランプ「ＨＹＬ２５」（商品名）で赤外線（出力１０００Ｗ）を４分間照射し、液状材料を硬化させた。なお、赤外線照射時のローラ表面とランプの距離は６０ｍｍであり、ローラ表面の温度は２００℃であった。
その後、硬化したシリコーンゴムの弾性層の物性を安定させ、シリコーンゴムの弾性層中の反応残渣および未反応低分子分の除去等を目的として、電気炉で２００℃、４時間の二次硬化を行い、軸芯体の外周面上に層厚３．０ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラ１を得た。この弾性ローラ１の振れ精度測定の結果を表１に示す。
【００５５】
その後、この弾性ローラ１に表面層を設けた。表面層の材料処方を表２に示す。表２に示す材料を横型分散機（商品名：ＮＶＭ−０３、アイメックス社製）で周速７ｍ／ｓ、流量１ｃｃ／ｍｉｎ、分散液温度１５℃の条件下で１時間分散した。分散後さらにＭＥＫを加え固形分２５質量％で、膜厚が２０μｍとなるように調整したものを表面層用の原料液とした。
【００５６】
次にこの表面層用の原材料を、直径３２ｍｍ、長さ４００ｍｍのシリンダ中に入れて液流速２５０ｃｃ／ｍｉｎ、液温２３℃で循環させた。シリンダの中心軸と弾性ローラ１の中心軸をほぼ一致させた状態で、弾性ローラ１をシリンダ中に浸入速度１００ｍｍ／ｓで浸漬させ、１０秒間停止させた。その後に、初速４００ｍｍ／ｓ、終速２００ｍｍ／ｓの条件で弾性ローラ１を引上げて、その表面に被覆層が形成された弾性ローラを得て、これを１０分間自然乾燥させた。次いで、温度１４０℃にて６０分間加熱処理することで被覆層の硬化を行い、表面層を有する弾性ローラ１−２を得た。この弾性ローラの表面粗さを、接触式表面粗さ計（製品名：サーフコム４８０Ａ、東京精密製）を用いて測定した。測定条件としては、半径２μｍの触針を用い、押し付け圧０．７ｍＮ、測定速度０．３ｍｍ／ｓｅｃ、測定倍率５０００倍、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍで行い、周方向３点（１２０度間隔）、軸方向３点（中央部および、弾性層の両端部から２５ｍｍの位置）、合計９点の平均値を粗さ測定値とした。ここで、本発明における表面粗さとは、十点平均粗さＲｚｊｉｓであり、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２に準拠した値を示す。測定した結果、十点平均粗さＲｚｊｉｓは７．５５であった。表面層を設けた弾性ローラ１−２を現像ローラとして４本作製し、電子写真プロセスカートリッジに組み込んだ。またここで、現像ローラを組み込んだ電子写真プロセスカートリッジは室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で２４時間放置し、エージングを施した。その後、画像出力した。結果を表４に示す。
【００５７】
〔実施例２〕
液状材料Ａ液とＢ液の流量比が１：１となるように液状材料供給ポンプを作動させ、環状塗工ヘッドの内側に開口した吐出口から上記材料を０．６０ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周面上に層厚０．５ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外の条件は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００５８】
〔実施例３〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得た。この液状材料を液状材料Ａ液として用いた。また液状材料Ａ液とＢ液の流量比が２：１となるように液状材料供給ポンプを作動させ、環状塗工ヘッドの内側に開口した吐出口から上記材料を４０．３２ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚１２．０ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外の条件は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部５０（ａ）におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。層厚１２ｍｍと大径ローラであったが、液状材料Ａ液の降伏応力が６００Ｐａであったため形状を保持でき、液状材料Ｂ液のレベリング作用により弾性ローラの表面にスジの発生などはみられなかった。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て、画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００５９】
〔実施例４〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得た。この液状材料を液状材料Ａ液として用いた。これ以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００６０】
〔実施例５〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得た。この液状材料を液状材料Ｂ液として用いた。これ以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００６１】
〔実施例６〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得た。この液状材料を液状材料Ｂ液として用いた。これ以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００６２】
〔実施例７〕
連結流路５２の長さＬを１．０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６３】
〔実施例８〕
連結流路５２の長さＬを５０．０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６４】
〔実施例９〕
第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．２ｍｍ、第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを２．０ｍｍ、とした以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６５】
〔実施例１０〕
第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．１ｍｍ、第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを２．０ｍｍ、とした以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６６】
〔実施例１１〕
図２（ｂ）に示した形態の環状塗工ヘッド３８を用いた。連結流路長Ｌとしては１０．０ｍｍのものを用いた。環状塗工ヘッド３８の供給口４１（ａ）から液状材料Ａ液を供給し、供給口４１（ｂ）から液状材料Ｂ液を供給した。供給口４１（ｃ）から液状材料Ｃ液を供給した。
【００６７】
供給口４１（ａ）と、ヘッダ部５０（ａ）を通じて連通している第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．５ｍｍ、供給口４１（ｂ）と、ヘッダ部５０（ｂ）を通じて連通している第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを０．５ｍｍ、供給口４１（ｃ）と、ヘッダ部５０（ｃ）を通じて連通している第三の環状流路５１（ｃ）の幅Ｗｃを０．５ｍｍとした。
【００６８】
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得た。また実施例１と同様にして液状材料Ａ液を得た。また、表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２１０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。更に、表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力３００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｃを得、同様にして液状材料Ｃ液を得た。
【００６９】
液状材料Ａ液とＢ液とＣ液の流量比が１．５：１：１となるように液状材料供給ポンプを作動させ、環状塗工ヘッドの内側に開口した吐出口から上記材料を４０．３２ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚１２．０ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。
【００７０】
評価結果を表４に示す。弾性層全体の厚みは１２ｍｍと大径ローラであったが、液状材料Ａ液の降伏応力が６００Ｐａであったため形状を保持でき、液状材料Ｂ液のレベリング作用により弾性ローラの表面にスジの発生などはみられなかった。
【００７１】
〔実施例１２〕
〔１．弾性ローラの製造および評価〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力３００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。また表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２１０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し評価した。結果を表４に示す。
【００７２】
〔２．帯電ローラの製造および評価〕
上記弾性ローラの外周面上に以下の手順で表面層を設け帯電ローラとした。ウレタン樹脂（ポリエーテル系ポリオール、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート；ＭＤＩ）の固形分が約２３質量％となるよう調整したメチルエチルケトンを主溶媒とする混合溶液に、更にカーボンブラックを樹脂成分に対し２０質量部添加し、アクリル系粒子を樹脂成分に対し１５質量部添加し十分に攪拌分散したものを塗布液とした。
【００７３】
この塗布液をガラス容器（直径４０ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）に約３００ｍＬ入れて、浸漬槽を作製した。浸漬槽のほぼ中央にくるように上記弾性ローラを配置し、弾性ローラを移動して、弾性ローラの弾性層部分を塗布液中に浸漬した。数秒間浸漬した後、弾性ローラを１０〜２０ｍｍ／ｓの速度で引上げた（浸漬塗布）。その後、弾性ローラを室温で３０分風乾し、更に熱風循環乾燥機中で温度１６０℃で、１時間乾燥し、硬化させて帯電ローラを得た。作成した帯電ローラを電子写真プロセスカートリッジに組み込み、実施例１と同様に画像出力して、評価した。結果を表４に示す。
【００７４】
〔比較例１〕
吐出口から液状材料を０．３６ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚０．３ｍｍのシリコーン層を形成したこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。
画像出力評価においては、層厚が０．３ｍｍであるため、弾性層の弾性が得られず現像剤がストレスを受けて劣化してしまい、通紙を重ねるにつれ現像ローラ上に現像剤が融着し、非印字部への現像剤の付着、所謂かぶりが発生した。そのため１０００枚通紙したところで耐久試験・画像評価を中止した。
【００７５】
〔比較例２〕
吐出口から上記材料を５０．５３ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚１５．０ｍｍのシリコーン層をを形成したこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。
【００７６】
〔比較例３〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力１５Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。
液状材料Ａ液の降伏応力が１５Ｐａと小さかったため、弾性ローラの形状を保持しづらく塗工後の振れは悪化してしまった。
【００７７】
〔比較例４〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力８００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。液状材料Ａ液の降伏応力が８００Ｐａと大きかったが、液状材料Ｂ液のレベリング作用により塗工後の表面にスジが発生したり凹凸が発生することは無かった。
【００７８】
〔比較例５〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力１５Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。液状材料Ｂ液の降伏応力は１５Ｐａと小さかったが、液状材料Ａ液の形状保持性により、塗工後の振れが悪化することは無かった。
【００７９】
〔比較例６〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力８００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。液状材料Ｂ液の降伏応力が８００Ｐａと大きかったため、塗工時における材料のレベリング作用効果が小さすぎて、塗工後の表面にスジが発生したり凹凸が発生した。
【００８０】
〔比較例７〕
連結流路５２の長さＬを０．５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表５に示す。
【００８１】
〔比較例８〕
連結流路５２の長さＬを６０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表５に示す。
【００８２】
〔比較例９〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２１０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料を得た。これをベース材料ａ及びベース材料ｂとして用い、実施例１と同様にして、液状材料Ａ液および液状材料Ｂ液を得た。これ以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表５に示す。
【００８３】
〔比較例１０〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。Ａ液の降伏応力がＢ液の降伏応力よりも小さかったため、弾性ローラの振れ精度は低下してしまった。
【００８４】
【表１】
【００８５】
【表２】
【００８６】
【表３】
【００８７】
【表４】
【００８８】
【表５】
【符号の説明】
【００８９】
１ 現像ローラ
２ 導電性軸芯体
３ 弾性層
４ 導電性樹脂層
５ 非磁性一成分トナー
６ 現像容器
７ トナー供給ローラ
８ 現像ブレード
１０ａ〜ｄ 画像形成ユニット
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電装置（帯電ローラ）
１３ 画像露光装置（書き込みビーム）
１４ 現像装置
１５ クリーニング装置
１６ 画像転写装置（転写ローラ）
１７ 転写搬送ベルト
１８ 駆動ローラ
１９ テンションローラ
２０ 従動ローラ
２１ 吸着ローラ
２２ 供給ローラ
２３ 剥離装置
２４ 定着装置
２５ 転写材
２６ バイアス電源
２７ バイアス電源
３１ 架台
３２ コラム
３３ ボールネジ
３４ ＬＭガイド
３５ サーボモータ
３６ プーリ
３７ ブラケット
３８ 環状塗工ヘッド
３９ 軸芯体下保持軸
４０ 軸芯体上保持軸
４１（ａ） 供給口（ａ）
４１（ｂ） 供給口（ｂ）
４１（ｃ） 供給口（ｃ）
４２ 配管
４３ 材料供給弁
４４ リニアガイド
４５ 環状塗工ヘッド固定テーブル
４６ 内リング
４７ 外リング
４８ キャップリング
４９ 中間リング
５０（ａ） 第一のヘッダ部（ａ）
５０（ｂ） 第二のヘッダ部（ｂ）
５０（ｃ） 第三のヘッダ部（ｃ）
５１（ａ） 第一の環状流路（ａ）
５１（ｂ） 第二の環状流路（ｂ）
５１（ｃ） 第三の環状流路（ｃ）
５２ 連結流路
６１ 環状スリット
５３ 環状塗工ヘッド位置補正ＸＹステージ
５４ 軸芯体位置補正ＸＹステージ
５５ 位置検出器
１０１ 弾性層
１０２ 軸芯体
１０３ 表面層
２０１ 定盤
２０２ 軸芯体支持部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真のカラー化及び高画質化のニーズが高まり、電子写真用弾性ローラの振れ（厚み精度）のより一層の高精度化が要求されてきている。外形寸法が周方向で不均一であって、振れ（厚み精度）が大きくなった場合、感光体ドラムとローラ間のニップ幅やニップ力に変動が生じ濃度ムラの如き画像欠陥が発生することがある。
【０００３】
ところで、従来、弾性ローラの製造方法の一つとして、内周の全周にわたってスリットを有する環状塗工ヘッドと軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ該スリットから弾性層形成用の液状材料を吐出し、軸芯体の周囲に該液状材料の塗工膜を形成する工程を有する方法が知られている（特許文献１）。この方法によれば、均一な弾性層をより簡易かつ迅速に形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９３０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本発明者らの検討によれば、弾性層の厚さを例えば３．０ｍｍ程度といった、従来と比較して厚い弾性ローラを製造する場合、上記環状塗工ヘッドを用いた方法であっても、弾性層の厚さが不均一となり易いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、弾性層の厚さが従来と比較して大きい場合であっても、当該弾性層の周方向での厚さの均一性に優れ、振れ精度の良好な弾性ローラを得ることのできる弾性ローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、軸芯体と、該軸芯体の周面に設けられてなる第１弾性層と該第１弾性層の上に設けられてなる第２弾性層とを有している弾性ローラの製造方法であって、
（１）内周面の全周にわたって形成された液状材料を吐出するための環状スリットを有する環状塗工ヘッドと前記軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、前記環状スリットから該第１弾性層形成用の第一の液状材料及び該第２弾性層形成用の第二の液状材料を吐出させて該第一および該第二の液状材料の塗膜の積層体を該軸芯体の周面に形成する工程と、（２）該積層体を硬化させる工程と、を有し、
該環状塗工ヘッドは、前記環状スリットと、第一の環状流路と、第二の環状流路と、これら２つの環状流路の各々に液状材料を供給するための２つの液状材料の供給口と、連結流路とを有し、該連結流路は、その上流端が第一の環状流路及び第二の環状流路の下流端に連結され、その下流端が前記環状スリットに連結されてなり、かつ、その長さが１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、前記工程（１）は、第一の液状材料と、吐出時の温度における降伏応力が第一の液状材料の降伏応力よりも小さい第二の液状材料とを、各々、第一の環状流路及び第二の環状流路に供給し、前記連結流路を通過せしめて前記環状スリットから吐出させる工程を含み、第一の液状材料および第二の液状材料の各々の降伏応力は２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内にあることを特徴とする弾性ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、厚肉の弾性層を設けた場合でも寸法精度、特には振れ精度のよい弾性ローラを製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に用いることのできる塗工装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る塗工ヘッドの例を示す模式断面図である。
【図３】本発明によって製造される弾性ローラの断面図である。（ａ）は弾性ローラの軸方向断面図である。（ｂ）は弾性ローラの軸方向に直交する方向の断面図である。
【図４】画像形成装置の一例の模式的断面図である。
【図５】振れ測定装置の概略説明図である。
【図６】弾性層の厚さの測定位置を説明するための模式図である。（ａ）は弾性ローラから試料を切り出す位置を示す正面図である。（ｂ）は切り出された試料を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、環状塗工ヘッドを用いて、軸芯体と、その外周面上に設けられてなる第１弾性層と、その外周面上に設けられてなる第２弾性層とを有する弾性ローラを製造する方法である。
【００１１】
＜弾性ローラの製造装置＞
本発明の弾性ローラの製造方法に好適に用いることができる環状塗工ヘッドを有する弾性ローラの製造装置（以下、リングコート機という。）の概略説明図を図１に示す。この塗工装置では、架台３１の上に略垂直にコラム３２が取り付けられ、さらに架台３１の上部に精密ボールネジ３３が略垂直に取り付けられている。２本のリニアガイド４４が精密ボールネジ３３と平行にコラム３２上に取り付けられている。ＬＭガイド３４はリニアガイド４４と精密ボールネジ３３とを連結し、サーボモータ３５よりプーリ３６を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。コラム３２には軸芯体１０２の外周面上に未硬化の液状材料を吐出塗工する塗工ヘッド３８が取り付けられている。さらにＬＭガイド３４には上ブラケット３７および下ブラケット３７が取り付けられ、下ブラケット３７には軸芯体１０２の下端を保持し固定する軸芯体下保持軸３９が略垂直に取り付けられている。また、軸芯体の上端を保持し固定する軸芯体上保持軸４０が上ブラケット３７に取り付けられ、軸芯体上保持軸４０は軸芯体下保持軸３９に対向して略同芯になるように配置して軸芯体を保持している。また、両保持軸の移動時において、塗工ヘッドの中心軸と両保持軸の中心軸が略同芯になるように調節してある。このような構成により塗工ヘッド３８の中心軸を軸芯体の中心軸に略同芯に合わせることができ、塗工ヘッドの内周面と前記軸芯体１０２の外周面との間に均一な隙間が形成される。
【００１２】
液状材料の供給口４１（ａ）および４１（ｂ）は、液状材料搬送用の配管４２を介して材料供給弁４３に接続されている。材料供給弁４３は、その手前に混合ミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンク等を備え、定量（単位時間当たりの量が一定）の液状材料を吐出可能としている。液状材料は材料タンクから、材料定量吐出装置により一定量計量され、混合ミキサーで混合される。その後、材料供給ポンプにより混合された液状材料は、材料供給弁４３から配管４２を経由して、供給口４１（ａ）および４１（ｂ）に送られる。ここで、配管４２、材料供給弁４３、材料タンク、材料定量吐出装置、混合ミキサー等の原料供給手段は、複数種の液状材料を用いる場合は、その液状材料種ごとにそれそれ複数用意してもよいし、同一種の液状材料を用いる場合はひとつの原料供給手段を分岐配管を経由して供給口４１（ａ）および４１（ｂ）に接続してもよい。
【００１３】
供給口４１（ａ）より送り込まれた液状材料は、環状塗工ヘッドの内周面の全周にわたって形成された環状スリットの吐出口より吐出される。液状材料の層厚を一定にさせるために、環状塗工ヘッドからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量を一定にして、保持されている軸芯体を鉛直方向（軸芯体の中心軸方向）の上方へ移動させることで、軸芯体は環状塗工ヘッドに対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体の外周面上に液状材料からなる円筒形状（ローラ形状）の層１０１が形成される。
【００１４】
＜環状塗工ヘッド＞
次に、本発明において使用される環状塗工ヘッド３８について図２（ａ）を用いて詳細に説明する。環状塗工ヘッドは、鉛直方向を中心軸とする中空円筒状の内周面と、該内周面の全周に亘って形成された液状材料を吐出するための環状スリット６１、第一の環状流路５１（ａ）と、第二の環状流路５１（ｂ）と、これら２つの環状流路の各々に第一の液状材料及び第二の液状材料を供給するための２つの液状材料の供給口４１（ａ）、４１（ｂ）と、連結流路５２とを有している。
【００１５】
また連結流路は、その上流端が第一の環状流路及び第二の環状流路の下流端に連結され、その下流端が前記環状スリットに連結されてなり、かつ、その長さが１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。第一の環状流路及び第二の環状流路は、各々の上流端が前記２つの供給口の各々に連通している。
【００１６】
本発明においては、環状塗工ヘッドの中空部の中心軸の位置に軸芯体を配置した状態で、環状塗工ヘッドと軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、液状材料Ａ及び液状材料Ｂを供給口に供給して環状スリット６１の吐出口から吐出させて、軸芯体の外周面上に液状材料Ａの層及び液状材料Ｂの塗膜の積層体を形成し、次いでこれらの塗膜層を硬化させて、第１弾性層及び第２弾性層が形成される。
【００１７】
環状塗工ヘッドは、中空円筒形の内リング（以下、内リングという。）４６と中空円筒形の中間リング４９（以下、中間リング）および中空円筒形の外リング（以下、外リングという。）４７が、中空円筒形のキャップリング（以下、キャップリングという。）４８を保持することによって構成されている。また、これらは一体的に作られていてもよい。ここで、外リング４７は供給口４１（ａ）、４１（ｂ）を２つ有しており、中間リング４９によって隔てられた２つの流路は中空部の近傍で合流している。内リングと中間リング及び外リングが同軸に組み合わされ、内リングと外リングの間に中間リングを配し、外リングにキャップリング４８を保持させることにより、第一の環状流路５１（ａ）および第二の環状流路５１（ｂ）が構成される。また、内リングとキャップリングの間に連結流路５２が構成されている。また、内リングおよび外リングに、液状材料を環状に分配するためのヘッダ部５０（ａ）および（ｂ）が設けられている。また、第一の環状流路５１（ａ）および第二の環状流路５１（ｂ）の幅ＷａおよびＷｂは、内リング、中間リングおよび外リングの内径や外径を適宜変えることで変更可能となっている。また、図２（ｂ）に示すように中間リング４９を２つ以上備えることで、流路およびヘッダ部の数を増やし、使用する材料種を増やすことも可能である。
【００１８】
液状材料が環状塗工ヘッドの供給口に送り込まれてから環状スリットの吐出口より吐出されるまでの一連の流れを説明する。環状塗工ヘッドは、第一の環状流路の上流端に連結する第一のヘッダ部と第二の環状流路の上流端に連結する第二のヘッダ部とを具備していることが好ましい。
【００１９】
供給口４１（ａ）より送り込まれた液状材料は、環状塗工ヘッド内の第一のヘッダ部５０（ａ）において環状（周方向）に分配され、第一のヘッダ部に連設された第一の環状流路５１（ａ）を通り、環状塗工ヘッド内の連結流路５２へ搬送される。また同様に供給口４１（ｂ）から送り込まれた液状材料も第二のヘッダ部５０（ｂ）と第二の環状流路５１（ｂ）を経由して連結流路へ搬送される。連結流路へ搬送されたそれぞれの液状材料は連結流路を通過して、環状状塗工ヘッドの内周面に設けられた環状スリット６１の吐出口より吐出される。
【００２０】
ヘッダ部５０に直接測定端子を挿入し、ゲージ圧を測ることで、ヘッダ部における内圧を把握することができる。このとき、測定端子は液状材料の流れを阻害しないように設置することが望ましい。ヘッダ部における内圧の調整は、環状流路５１の幅、液状材料の降伏応力、液状材料の流量を種々変えることで行なわれる。
【００２１】
＜液状材料＞
本発明において液状材料としては、第１弾性層用の液状材料Ａ及び第２弾性層用の液状材料Ｂが使用される。また、液状材料Ｂの吐出時の温度における降伏応力Ｙ２は、液状材料Ａの吐出時の降伏応力Ｙ１より小さく、かつ、Ｙ１及びＹ２は共に２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内である。
【００２２】
吐出時の温度において液状材料Ａが液状材料Ｂよりも高い降伏応力を有すること、及び上記環状塗工ヘッドを使用するこによって、厚肉の弾性層を設けた場合でも高い成形精度を得ることができる。このとき、降伏応力のより高い液状材料Ａを搬送する圧力は、液状材料Ｂを搬送する圧力よりも高い方が好ましい。しかし、液状材料Ａにかかる圧力を高くしすぎると両液状材料の混合が起きてしまうため、これは好ましくない。具体的には液状材料の吐出中の液状材料Ａが充填されている第一のヘッダ部の内圧Ｐ１が、液状材料Ｂが充填されている第二のヘッダ部の内圧Ｐ２の１．５倍〜２０．０倍であることが好ましい。この値を１．５倍以上とすることで液状材料Ａの降伏応力が液状材料Ｂの降伏応力よりも高い場合でも安定して液状材料Ａを搬送することができる。一方、２０．０倍以下とすることで連結流路における液状材料Ａおよび液状材料Ｂの過度な混合を防止できる。また、三つ以上のヘッダ部がある場合、中間のヘッダ部の圧力はＰ１とＰ２の中間であることが好ましい。
【００２３】
本発明において、液状材料Ａは第１弾性層形成用であり、液状材料Ｂは第２弾性層形成用であり、液状材料Ａが軸芯体と接触して第１被覆層を形成し、液状材料Ｂの第２被覆層がその外周面上に形成されることを特徴とする。そのため、液状材料Ａは供給口４１（ａ）に、液状材料Ｂは供給口４１（ｂ）に供給される。
【００２４】
本発明においては、２つの液状材料を連結流路の上流端において合流させ、連結流路内で両液状材料同士が混ざり合わない状態でそのまま吐出させることが必要である。その為に、本発明において両液状材料の降伏応力を２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下に調整し、さらに連結流路の長さＬを一定の範囲内にすることが必要である。さらに、合流直後の液状材料同士の界面は不安定であり、連結流路によってある程度馴染ませることが必要である。本発明において好適に用いることのできる連結流路５２の長さＬ（ｍｍ）は、１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。より好ましくは、２．０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。この長さＬが１．０ｍｍ以上であれば、液状材料同士の界面にムラが生じさせることなく吐出させることができ、製造された弾性ローラの軸方向における電気的ムラの発生を防止することができる。また長さＬを５０ｍｍ以下とすることで合流後の液状材料の混合を防止することができる。
【００２５】
本発明においては、降伏応力が２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下である非ニュートン性液状材料を被覆材料として用いるので、塗工厚みを１００μｍ以上とした場合でも寸法精度の良好な塗膜形成物を得ることができる。ここで、降伏応力（しばしば降伏点と呼ばれる）とは、それ以下では材料が固体として振舞う限界応力のことである。応力により材料はバネのように弾性的に変形するが、この応力が取り除かれると変形は元に戻る。降伏応力を超えると、系全体に広がる大きい凝集破壊によって、固体（ゲル）が液体（ゾル）になる現象が生じ、材料は流動を開始する。すなわち、塗膜の厚みが大きくなるにつれて材料自重により重力方向に材料が流れやすくなる。流れを生じさせないためには、重力に対して充分な降伏応力を持つことが必要である。塗膜の厚みに対して充分な降伏応力を持つことにより、形状が安定し寸法精度の良い成形物を得ることが出来る。
【００２６】
降伏応力のより好ましい範囲は、１００Ｐａ以上４００Ｐａ以下である。降伏応力が２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲にある場合、塗工厚みに対する寸法精度を維持し、塗工面の平滑さとのバランスを最良の状態で、両立することができる。降伏応力が６００Ｐａを超える場合には、塗工時における材料のレベリング作用効果が小さすぎて、塗工後の表面にスジが発生したり凹凸ができたりするなどの困難が生じる。塗工後の表面にスジや凹凸が発生した場合、弾性ローラの真円度が悪化し振れの悪化につながる。２０Ｐａ未満の場合には、重力に対して降伏応力が小さすぎて塗膜形成後の形状を保持することができないため、加熱硬化後の弾性ローラの塗工厚みに対する外径寸法差が大きくなりローラが使用に耐えられない。
【００２７】
前述した通り、本発明の方法において、液状材料Ａが軸芯体と接触して第１被覆層を形成し、液状材料Ｂの第２被覆層がその外周面上に形成される。そのため、液状材料層の厚みを厚くし形状を保持させるためには、液状材料Ａの降伏応力が液状材料Ｂの降伏応力よりも大きいことが好ましい。液状材料Ｂは液状材料層の最表面に位置しているため、レベリング性を優先した材料選択を行うことが望ましい。ここで、液状材料Ａの降伏応力と液状材料Ｂの降伏応力とを同等とし、弾性ローラを製造することも可能である。しかしながら、液状材料Ａとして、液状材料Ｂの降伏応力より高い降伏応力を有する材料を用いることがより好ましい。
【００２８】
液状材料としては、液状ジエンゴム（ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム）、液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムが挙げられる。これらの材料は単独で又は複数種を組み合わせて用いることができる。液状材料の層を硬化して得られる弾性層には適度に低硬度であり十分な変形回復力を持たせることが重要であるため、弾性層に用いられる材料としては液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムを用いることが好ましい。また発泡弾性層を形成可能な材料であってもよい。特に加工性が良好で寸法精度の安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの生産性に優れる理由から、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いることがより好ましい。
【００２９】
＜軸芯体＞
本発明において軸芯体を構成する材料としては、導電性であれば特に限定されず、炭素鋼、合金鋼、鋳鉄、及び導電性樹脂等の中から、適宜選択して用いることが出来る。ここで、合金鋼としては、ステンレス鋼、ニッケルクロム鋼、ニッケルクロムモリブテン鋼、クロム鋼、クロムモリブテン鋼、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＶを添加した窒化用鋼が挙げられる。強度の観点から、金属製のものが好ましい。
【００３０】
＜弾性層＞
軸芯体の周面に形成された液状材料の塗膜の積層体は、液状材料を架橋せしめて硬化させ弾性層とされる。その際、円筒形状（ローラ形状）の未硬化の液状材料は、粘着性を有しているため、熱処理する方法としては非接触の熱処理方法で行うことが好ましい。その熱処理方法としては、赤外線加熱方法、熱風加熱方法、ニクロム熱加熱方法が挙げられる。特に、装置が簡易で、未硬化物の層を軸方向に均一に熱処理できる赤外線加熱方法が好ましい。
【００３１】
この時、赤外線加熱装置を固定し、円筒形状（ローラ形状）の未硬化物層を設けた軸芯体を周方向に回転させることにより、周方向に均一に熱処理を行うことができる。液状材料層の表面温度としては、使用する材質にもよるが、硬化反応が開始する１００〜２５０℃が好ましい。例えば、赤外線加熱を行う場合には材料の特性（熱伝導率、比熱）に応じて赤外線加熱装置と未硬化の液状材料の層との距離、出力等を調整すれば良い。また、熱風加熱を行う場合には熱風の温度や向きを調節すれば良い。
【００３２】
ここで、塗膜の積層体の硬化後の物性安定化、弾性層中の反応残渣および未反応低分子分を除去すること等を目的として、硬化させて形成した弾性層に対して更に熱処理等して二次硬化を実施しても良い。
【００３３】
＜表面層＞
このようにして得られた弾性ローラの耐磨耗性などを高めるために、第２弾性層の外周面上に表面層を形成することもできる。表面層も弾性層と同様に１層である必要はなく、多層になっていても構わない。表面層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、ボールミルの如きビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して、分散させる。このようにして得られた分散体は、スプレー塗工法、ディッピング法等により第２弾性層の表面に塗布される。表面層の厚みとしては、５〜５０μｍが好ましい。低分子量成分がしみ出してきて感光体ドラムを汚染することを防止する観点から５μｍ以上が好ましく、ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から５０μｍ以下が好ましい。より好ましくは１０〜３０μｍである。
【００３４】
表面層が薄すぎると画像を繰り返して出力した場合に磨耗等による劣化により、表面層の役目を果たさなくなる恐れがある。また、表面層が厚すぎるとローラ表面の硬度が高くなり、トナー劣化の促進およびトナー融着の原因となるので好ましくない。表面層の厚みの測定方法はいくつか存在するが、ローラ中心軸に直交する方向の断面から、マイクロスコープや顕微鏡を用いて測定する方法が一般的である。
【００３５】
＜弾性ローラ＞
本発明によれば、軸芯体の外周面に高粘度材料からなる円筒形状（ローラ形状）の硬化物の層である弾性層が寸法精度良く設けられた弾性ローラを得ることができる。本発明によって得られる弾性ローラの一例の概略図を図３に示す。図３（ａ）はこの現像ローラの長手方向に平行な断面を表したものであり、図３（ｂ）は長手方向に垂直な断面を表したものである。この弾性ローラは、その弾性層の均一性が良好であることから、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等に使用可能である。
【００３６】
現像ローラは感光体、現像ブレード、トナーと常に圧接している。このため、これらの部材に与えるダメージを小さくするために硬度が小さく、圧縮永久歪みが小さい材料で構成されることが、良好な画像を得るためには重要である。また、現像ローラは表面が耐磨耗性を有し、耐久性が高いことが好ましいことから、弾性層の硬度は上記の理由からアスカーＣ硬度で１０度以上８０度以下であることが好ましい。弾性層の硬度を上記範囲内とすることにより、長期停止の際にも、弾性ローラと上記当接部材との当接部分に永久ひずみによる変形が起こりにくい。その結果、当該変形に起因する濃度ムラなどの画像欠陥の発生を抑えることができる。
【００３７】
本発明の弾性ローラを現像ローラとして搭載した一般的な電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置の一例を図４に示す。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。まず、実施例において行った各種評価および測定方法について説明する。実施例において「部」は「質量部」を意味する。
【００３９】
＜１．振れの測定方法＞
振れは、図５に示すように、基準となる定盤２０１上に垂直に取り付けられた軸芯体支持部材２０２に、弾性ローラの軸芯体露出部分を把持させ、把持部分を支点としてローラを８ｒｐｍで回転させる。そのときのローラと定盤間の距離の変動を、軸芯体と垂直に配置した非接触位置検出器（キーエンス社製、ＬＳ−５０００、不図示）で測定する。ローラと定盤間の距離の最大値と最小値の差を値として求める。弾性層の軸方向に１ｃｍピッチで前記ローラと定盤間の距離の最大値と最小値の差を求め、その差の値の中で最大の値を弾性層の振れの値とする。各実施例において弾性ローラを１０本製造し、その１０本について振れの平均を求め、次のように評価する。また、測定に使用する弾性ローラは室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で２４時間放置し、エージングを施したものを使用する。さらに振れ精度測定も室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で行う。
Ａ：１０本の弾性ローラの平均振れ精度が３０μｍ以内である。
Ｂ：１０本の弾性ローラの平均振れ精度が３０μｍより大きく、６０μｍ以内である。
Ｃ：１０本の弾性ローラの平均振れ精度が６０μｍより大きい。またはこの平均振れ精度が３０μｍより大きく、６０μｍより小さい場合に、塗工表面にスジや凹凸が観察される。
【００４０】
＜２．ＧＰＣによる分子量の測定方法＞
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるクロマトグラムの分子量（Ｍｎ、Ｍｗ、Ｍｚ）は次の条件で測定される。４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を毎分１ｍｌの流速で流し、試料濃度として０．０５〜０．６質量％に調整した樹脂のＴＨＦ試料溶液を約５０〜２００μｌ注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数（リテンションタイム）との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製或いはＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の分子量が６×１０2、２．１×１０3、４×１０3、１．７５×１０4、５．１×１０4、１．１×１０5、３．９×１０5、８．６×１０5、２×１０6、４．４８×１０6のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７の組み合わせや、Ｗａｔｅｒｓ社製のμ−ｓｔｙｒａｇｅｌ５００、１０３、１０４、１０５の組み合わせを挙げることができる。
【００４１】
＜３．液状材料の降伏応力の測定方法＞
粘弾性測定装置としてＨａａｋｅ社製ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ６００を用いる。液状材料約１ｇを採取し試料台の上にのせ、コーンプレートを徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置で測定ギャップを設定する。コーンプレートにはφ３５ｍｍ、傾斜角度１°のものを用いる。そのとき、まわりに押し出された材料を奇麗に除去し測定に影響の出ないようにする。材料温度が２５℃になるようにプレート台の温度を設定され、試料をセットしてから１０分間放置後、測定を開始する。
【００４２】
試料にかける応力は０．００Ｐａからスタートし５００００．００Ｐａまでの範囲（周波数は１Ｈｚ）を、１８０秒かけて変動させ、そのときのＧ’貯蔵弾性率、Ｇ”損失弾性率、位相差ｔａｎδの変化を３２ポイント測定する。Ｇ’ははじめ線形粘弾性領域で一定の値となり、その後Ｇ’貯蔵弾性率とＧ”損失弾性率が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とする。
【００４３】
＜４．環状塗工ヘッドのヘッダ部の内圧の測定方法＞
環状塗工ヘッドの吐出口から液状材料を吐出している間に、環状塗工ヘッドの内圧を測定する。具体的には、環状塗工ヘッドのヘッダ部内に、圧力センサー（日本ダイニスコ社製、商品名：ＮＰ−４００）の測定面を露出させるように取り付け、測定する。
【００４４】
＜５．弾性層の厚み測定方法＞
弾性ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を弾性層に投入して軸芯体まで到達させて、断面観察できるような試料とする。図６（ａ）は弾性ローラにおける試料の採取位置を示した模式図である。図６（ｂ）は採取した試料の切断面を模式的に示した図である。図６（ａ）に示すように、ローラ長手方向のゴム部を４等分する３箇所１１０１、１１０２および１１０３における試料を採取し、図６（ｂ）に示すようにビデオマイクロ（キーエンス社製、商品名：ＶＨＸ１００）で厚みＴを測定し、３個のデータからの平均値を用いて弾性層厚みとする。また、測定に使用する弾性ローラは室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で２４時間放置し、エージングを施したものを使用する。さらに振れ精度測定も室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で行う。
【００４５】
＜６．画像評価方法＞
カートリッジ化した電子写真プロセスカートリッジ（公称寿命６０００枚、Ａ４サイズ、５％印字率、ｈｐ社製、商品名：プリントカートリッジ黒・プリントカートリッジシアン・プリントカートリッジマゼンタ・プリントカートリッジイエロー）を用いる。このカートリッジは、像担持体である感光体ドラムを一様に帯電させ、感光体ドラムへの選択的な露光によって潜像を形成し、潜像を現像剤であるトナーで顕在化し、トナー像を記録媒体に転写し、転写後の感光体ドラム上の残トナーをクリーニングする各手段を一体的にカートリッジ化したものである。実施例等で作製された弾性ローラを現像ローラとして、各色のカートリッジに組み込む。
【００４６】
次にこの電子写真プロセスカートリッジを電子写真方式の画像形成装置（商品名：Ｃｏｌｏｒ Ｌａｓｅｒｊｅｔ ３８００、ｈｐ社製の改造機、印刷解像度６００ｄｐｉ）に組み込む。そして、この画像形成装置を用いて、室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で間欠耐久試験を行う。通紙時は、各色の印字率２％の文字画像をレター紙にて２０秒毎に１枚出力する間欠モードでフルカラープリント操作を行い、６０００枚の画像出力を行う。
【００４７】
そして、評価開始時と６０００枚終了時に２枚（ベタ黒、マクベス反射濃度計ＲＤ９１８（マクベス社製、商品名）による濃度０．７のハーフトーン画像）の画像評価用のサンプルを出力し、以下の基準でランク付けする。
Ａ：目視にて全画像において良好であった。
Ｂ：ベタ、ハーフトーンにて濃度ムラが若干確認されるが、実用上問題ない。
Ｃ：全画像において濃度ムラが確認された。
【００４８】
〔実施例１〕
〔１．軸芯体の準備〕
軸芯体として、外径６ｍｍの鉄製丸棒にニッケルメッキを施し、さらに厚み約１μｍのプライマーＤＹ３５−０５１（商品名：東レダウコーニング社製）を塗布後、温度１５０℃で３０分間焼き付けしたものを用いた。
【００４９】
〔２．液状材料の調製〕
表１に示す３種類の材料を、プラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力３００〔Ｐａ〕のシリコーンゴムのベース材料ａを得た。さらにこのベース材料１００部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液（白金含有量３質量％）０．０２部を加えて混合し混合物Ａ−１とした。また、このベース材料１００部に対し粘度１０ｃｐｓのオルガノハイドロジェンポリシロキサン（ＳｉＨ含有量１質量％）１．５部を加えて混合し混合物Ａ−２とした。混合物Ａ−１と混合物Ａ−２をそれぞれ、原料タンク１、原料タンク２にセットし、圧送ポンプを使用してスタティックミキサーに送り出し混合物Ａ−１と混合物Ａ−２を１：１の比率で混合した。このシリコーンゴム混合液を液状材料Ａ液とした。
【００５０】
上記と同様にして表１に示す３種類の材料を混合脱泡し、降伏応力２１０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムのベース材料ｂを得た。また、上記と全く同様にして混合物Ｂ−１と混合物Ｂ−２を調製し、混合物Ｂ−１と混合物Ｂ−２を１：１の比率で混合し、液状材料Ｂ液を得た。
【００５１】
〔３．弾性ローラの製造〕
図２（ａ）に示した形態の環状塗工ヘッド３８を用いた。連結流路の長さＬは１０．０ｍｍとした。供給口４１（ａ）から液状材料Ａ液を供給し、供給口４１（ｂ）から液状材料Ｂ液を供給した。第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．５ｍｍ、第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを０．５ｍｍとした。
【００５２】
この環状塗工ヘッドを図１に示した形態の縦型リングコート機に取り付けた。まず、軸芯体上保持軸４０の中心と環状塗工ヘッド３８の中心が水平方向で一致するように環状塗工ヘッド位置補正ＸＹステージ５３により環状塗工ヘッドの位置を調整し、このときの環状塗工ヘッドの位置を軸芯体上保持軸４０に対する環状塗工ヘッドの相対位置座標として把握した。その後、軸芯体下保持軸３９の上端を、環状塗工ヘッド３８の中空部を通って環状塗工ヘッドより上位に位置させた。この状態で、軸芯体下保持軸３９にセットされた長さ２８０ｍｍ、外径６ｍｍの軸芯体を、軸芯体上保持軸４０を下降させることで、上下軸方向に把持した。その後、把持した軸芯体をＬＭガイドで下降させ、軸芯体上保持軸の下端と環状塗工ヘッドの上端が一致する位置でＬＭガイドを停止した。このとき、軸芯体の軸方向上端部からの距離１４．０ｍｍ、２６６．０ｍｍの２箇所の水平位置座標（ＸおよびＹ）を位置検出器５５により検出した。この２箇所の位置座標が水平方向において一致するように、軸芯体位置補正ＸＹステージ５４により軸芯体下保持軸の位置を調整した。さらに、この２箇所を一致させた水平位置座標に、環状塗工ヘッド中心が水平方向で一致するように環状塗工ヘッド位置補正ＸＹステージ５３により調整した。本発明において、軸芯体を上下軸方向に把持するとは、軸芯体が鉛直方向になるよう軸芯体の軸方向端部を把持したものである。
【００５３】
その後、軸芯体保持軸を鉛直方向に上昇（６０ｍｍ／ｓｅｃ）させて軸芯体を移動させた。その際、予め求めておいた塗工装置の走り誤差を打ち消すように環状塗工ヘッドを同時に水平方向に動かした。それに合わせて、液状材料Ａ液とＢ液の流量比が１：１となるように液状材料供給ポンプ（不図示）を作動させて環状塗工ヘッドに供給した。それに伴って、環状塗工ヘッドの中空部の内周面に開口した吐出口から、上記液状材料を５．０４ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周面上に塗工長２４０ｍｍのシリコーンゴム材料からなる円筒形状（ローラ形状）の液状材料の層を形成した。尚、このときの第一のヘッダ部５０（ａ）におけるヘッダ内圧Ｐ１は２．５ＭＰａを、第二のヘッダ部５０（ｂ）におけるヘッダ内圧Ｐ２は１．７ＭＰａを示しており、その比Ｐ１／Ｐ２は１．５であった。
リングコート機から軸芯体を取り外し、未硬化の液状材料の塗膜の積層体を有するローラ（以下、未硬化ローラという。）を得た。
【００５４】
この未硬化ローラを、軸芯体を中心として６０ｒｐｍで回転させ、その未硬化の塗膜の積層体の表面に、株式会社ハイベック社製の赤外線加熱ランプ「ＨＹＬ２５」（商品名）で赤外線（出力１０００Ｗ）を４分間照射し、液状材料を硬化させた。なお、赤外線照射時のローラ表面とランプの距離は６０ｍｍであり、ローラ表面の温度は２００℃であった。
その後、硬化したシリコーンゴムの弾性層の物性を安定させ、シリコーンゴムの弾性層中の反応残渣および未反応低分子分の除去等を目的として、電気炉で２００℃、４時間の二次硬化を行い、軸芯体の外周面上に層厚３．０ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラ１を得た。この弾性ローラ１の振れ精度測定の結果を表１に示す。
【００５５】
その後、この弾性ローラ１に表面層を設けた。表面層の材料処方を表２に示す。表２に示す材料を横型分散機（商品名：ＮＶＭ−０３、アイメックス社製）で周速７ｍ／ｓ、流量１ｃｃ／ｍｉｎ、分散液温度１５℃の条件下で１時間分散した。分散後さらにＭＥＫを加え固形分２５質量％で、膜厚が２０μｍとなるように調整したものを表面層用の原料液とした。
【００５６】
次にこの表面層用の原材料を、直径３２ｍｍ、長さ４００ｍｍのシリンダ中に入れて液流速２５０ｃｃ／ｍｉｎ、液温２３℃で循環させた。シリンダの中心軸と弾性ローラ１の中心軸をほぼ一致させた状態で、弾性ローラ１をシリンダ中に浸入速度１００ｍｍ／ｓで浸漬させ、１０秒間停止させた。その後に、初速４００ｍｍ／ｓ、終速２００ｍｍ／ｓの条件で弾性ローラ１を引上げて、その表面に被覆層が形成された弾性ローラを得て、これを１０分間自然乾燥させた。次いで、温度１４０℃にて６０分間加熱処理することで被覆層の硬化を行い、表面層を有する弾性ローラ１−２を得た。この弾性ローラの表面粗さを、接触式表面粗さ計（製品名：サーフコム４８０Ａ、東京精密製）を用いて測定した。測定条件としては、半径２μｍの触針を用い、押し付け圧０．７ｍＮ、測定速度０．３ｍｍ／ｓｅｃ、測定倍率５０００倍、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍで行い、周方向３点（１２０度間隔）、軸方向３点（中央部および、弾性層の両端部から２５ｍｍの位置）、合計９点の平均値を粗さ測定値とした。ここで、本発明における表面粗さとは、十点平均粗さＲｚｊｉｓであり、ＪＩＳＢ０６０１−１９８２に準拠した値を示す。測定した結果、十点平均粗さＲｚｊｉｓは７．５５であった。表面層を設けた弾性ローラ１−２を現像ローラとして４本作製し、電子写真プロセスカートリッジに組み込んだ。またここで、現像ローラを組み込んだ電子写真プロセスカートリッジは室温２３℃、相対湿度５０％の環境下で２４時間放置し、エージングを施した。その後、画像出力した。結果を表４に示す。
【００５７】
〔実施例２〕
液状材料Ａ液とＢ液の流量比が１：１となるように液状材料供給ポンプを作動させ、環状塗工ヘッドの内側に開口した吐出口から上記材料を０．６０ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周面上に層厚０．５ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外の条件は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００５８】
〔実施例３〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得た。この液状材料を液状材料Ａ液として用いた。また液状材料Ａ液とＢ液の流量比が２：１となるように液状材料供給ポンプを作動させ、環状塗工ヘッドの内側に開口した吐出口から上記材料を４０．３２ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚１２．０ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外の条件は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部５０（ａ）におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。層厚１２ｍｍと大径ローラであったが、液状材料Ａ液の降伏応力が６００Ｐａであったため形状を保持でき、液状材料Ｂ液のレベリング作用により弾性ローラの表面にスジの発生などはみられなかった。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て、画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００５９】
〔実施例４〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得た。この液状材料を液状材料Ａ液として用いた。これ以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００６０】
〔実施例５〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得た。この液状材料を液状材料Ｂ液として用いた。これ以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００６１】
〔実施例６〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得た。この液状材料を液状材料Ｂ液として用いた。これ以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各ヘッダ部におけるヘッダ内圧、ローラの振れ精度測定の結果を表４に示す。また、実施例１と同様にして現像ローラを得て画像出力して評価した。結果を表４に示す。
【００６２】
〔実施例７〕
連結流路５２の長さＬを１．０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６３】
〔実施例８〕
連結流路５２の長さＬを５０．０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６４】
〔実施例９〕
第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．２ｍｍ、第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを２．０ｍｍ、とした以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６５】
〔実施例１０〕
第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．１ｍｍ、第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを２．０ｍｍ、とした以外は実施例１と同様にして弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表４に示す。
【００６６】
〔実施例１１〕
図２（ｂ）に示した形態の環状塗工ヘッド３８を用いた。連結流路長Ｌとしては１０．０ｍｍのものを用いた。環状塗工ヘッド３８の供給口４１（ａ）から液状材料Ａ液を供給し、供給口４１（ｂ）から液状材料Ｂ液を供給した。供給口４１（ｃ）から液状材料Ｃ液を供給した。
【００６７】
供給口４１（ａ）と、ヘッダ部５０（ａ）を通じて連通している第一の環状流路５１（ａ）の幅Ｗａを０．５ｍｍ、供給口４１（ｂ）と、ヘッダ部５０（ｂ）を通じて連通している第二の環状流路５１（ｂ）の幅Ｗｂを０．５ｍｍ、供給口４１（ｃ）と、ヘッダ部５０（ｃ）を通じて連通している第三の環状流路５１（ｃ）の幅Ｗｃを０．５ｍｍとした。
【００６８】
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力６００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得た。また実施例１と同様にして液状材料Ａ液を得た。また、表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２１０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。更に、表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力３００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｃを得、同様にして液状材料Ｃ液を得た。
【００６９】
液状材料Ａ液とＢ液とＣ液の流量比が１．５：１：１となるように液状材料供給ポンプを作動させ、環状塗工ヘッドの内側に開口した吐出口から上記材料を４０．３２ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚１２．０ｍｍのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。
【００７０】
評価結果を表４に示す。弾性層全体の厚みは１２ｍｍと大径ローラであったが、液状材料Ａ液の降伏応力が６００Ｐａであったため形状を保持でき、液状材料Ｂ液のレベリング作用により弾性ローラの表面にスジの発生などはみられなかった。
【００７１】
〔実施例１２〕
〔１．弾性ローラの製造および評価〕
表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力３００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。また表１に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２１０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し評価した。結果を表４に示す。
【００７２】
〔２．帯電ローラの製造および評価〕
上記弾性ローラの外周面上に以下の手順で表面層を設け帯電ローラとした。ウレタン樹脂（ポリエーテル系ポリオール、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート；ＭＤＩ）の固形分が約２３質量％となるよう調整したメチルエチルケトンを主溶媒とする混合溶液に、更にカーボンブラックを樹脂成分に対し２０質量部添加し、アクリル系粒子を樹脂成分に対し１５質量部添加し十分に攪拌分散したものを塗布液とした。
【００７３】
この塗布液をガラス容器（直径４０ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）に約３００ｍＬ入れて、浸漬槽を作製した。浸漬槽のほぼ中央にくるように上記弾性ローラを配置し、弾性ローラを移動して、弾性ローラの弾性層部分を塗布液中に浸漬した。数秒間浸漬した後、弾性ローラを１０〜２０ｍｍ／ｓの速度で引上げた（浸漬塗布）。その後、弾性ローラを室温で３０分風乾し、更に熱風循環乾燥機中で温度１６０℃で、１時間乾燥し、硬化させて帯電ローラを得た。作成した帯電ローラを電子写真プロセスカートリッジに組み込み、実施例１と同様に画像出力して、評価した。結果を表４に示す。
【００７４】
〔比較例１〕
吐出口から液状材料を０．３６ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚０．３ｍｍのシリコーン層を形成したこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。
画像出力評価においては、層厚が０．３ｍｍであるため、弾性層の弾性が得られず現像剤がストレスを受けて劣化してしまい、通紙を重ねるにつれ現像ローラ上に現像剤が融着し、非印字部への現像剤の付着、所謂かぶりが発生した。そのため１０００枚通紙したところで耐久試験・画像評価を中止した。
【００７５】
〔比較例２〕
吐出口から上記材料を５０．５３ｍｌ／ｓｅｃで吐出し、軸芯体の外周上に層厚１５．０ｍｍのシリコーン層をを形成したこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。
【００７６】
〔比較例３〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力１５Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。
液状材料Ａ液の降伏応力が１５Ｐａと小さかったため、弾性ローラの形状を保持しづらく塗工後の振れは悪化してしまった。
【００７７】
〔比較例４〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力８００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。液状材料Ａ液の降伏応力が８００Ｐａと大きかったが、液状材料Ｂ液のレベリング作用により塗工後の表面にスジが発生したり凹凸が発生することは無かった。
【００７８】
〔比較例５〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力１５Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。液状材料Ｂ液の降伏応力は１５Ｐａと小さかったが、液状材料Ａ液の形状保持性により、塗工後の振れが悪化することは無かった。
【００７９】
〔比較例６〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力８００Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ｂを得、液状材料Ｂ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。液状材料Ｂ液の降伏応力が８００Ｐａと大きかったため、塗工時における材料のレベリング作用効果が小さすぎて、塗工後の表面にスジが発生したり凹凸が発生した。
【００８０】
〔比較例７〕
連結流路５２の長さＬを０．５ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表５に示す。
【００８１】
〔比較例８〕
連結流路５２の長さＬを６０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表５に示す。
【００８２】
〔比較例９〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２１０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料を得た。これをベース材料ａ及びベース材料ｂとして用い、実施例１と同様にして、液状材料Ａ液および液状材料Ｂ液を得た。これ以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造し、各評価を実施した。結果を表５に示す。
【００８３】
〔比較例１０〕
表３に示す組成の材料を用いて実施例１と同様にして、降伏応力２０Ｐａのシリコーンゴムのベース材料ａを得、液状材料Ａ液を得た。上記液状材料を用いたこと以外は実施例１と同様に弾性ローラを製造した。各測定結果及び評価結果を表５に示す。Ａ液の降伏応力がＢ液の降伏応力よりも小さかったため、弾性ローラの振れ精度は低下してしまった。
【００８４】
【表１】
【００８５】
【表２】
【００８６】
【表３】
【００８７】
【表４】
【００８８】
【表５】
【符号の説明】
【００８９】
１ 現像ローラ
２ 導電性軸芯体
３ 弾性層
４ 導電性樹脂層
５ 非磁性一成分トナー
６ 現像容器
７ トナー供給ローラ
８ 現像ブレード
１０ａ〜ｄ 画像形成ユニット
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電装置（帯電ローラ）
１３ 画像露光装置（書き込みビーム）
１４ 現像装置
１５ クリーニング装置
１６ 画像転写装置（転写ローラ）
１７ 転写搬送ベルト
１８ 駆動ローラ
１９ テンションローラ
２０ 従動ローラ
２１ 吸着ローラ
２２ 供給ローラ
２３ 剥離装置
２４ 定着装置
２５ 転写材
２６ バイアス電源
２７ バイアス電源
３１ 架台
３２ コラム
３３ ボールネジ
３４ ＬＭガイド
３５ サーボモータ
３６ プーリ
３７ ブラケット
３８ 環状塗工ヘッド
３９ 軸芯体下保持軸
４０ 軸芯体上保持軸
４１（ａ） 供給口（ａ）
４１（ｂ） 供給口（ｂ）
４１（ｃ） 供給口（ｃ）
４２ 配管
４３ 材料供給弁
４４ リニアガイド
４５ 環状塗工ヘッド固定テーブル
４６ 内リング
４７ 外リング
４８ キャップリング
４９ 中間リング
５０（ａ） 第一のヘッダ部（ａ）
５０（ｂ） 第二のヘッダ部（ｂ）
５０（ｃ） 第三のヘッダ部（ｃ）
５１（ａ） 第一の環状流路（ａ）
５１（ｂ） 第二の環状流路（ｂ）
５１（ｃ） 第三の環状流路（ｃ）
５２ 連結流路
６１ 環状スリット
５３ 環状塗工ヘッド位置補正ＸＹステージ
５４ 軸芯体位置補正ＸＹステージ
５５ 位置検出器
１０１ 弾性層
１０２ 軸芯体
１０３ 表面層
２０１ 定盤
２０２ 軸芯体支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体と、該軸芯体の周面に設けられてなる第１弾性層と該第１弾性層の上に設けられてなる第２弾性層とを有している弾性ローラの製造方法であって、
（１）内周面の全周にわたって形成された液状材料を吐出するための環状スリットを有する環状塗工ヘッドと前記軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、前記環状スリットから該第１弾性層形成用の第一の液状材料及び該第２弾性層形成用の第二の液状材料を吐出させて該第一および該第二の液状材料の塗膜の積層体を該軸芯体の周面に形成する工程と、（２）該積層体を硬化させる工程と、を有し、
該環状塗工ヘッドは、前記環状スリットと、第一の環状流路と、第二の環状流路と、これら２つの環状流路の各々に液状材料を供給するための２つの液状材料の供給口と、連結流路とを有し、
該連結流路は、その上流端が第一の環状流路及び第二の環状流路の下流端に連結され、その下流端が前記環状スリットに連結されてなり、かつ、その長さが１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、
前記工程（１）は、第一の液状材料と、吐出時の温度における降伏応力が第一の液状材料の降伏応力よりも小さい第二の液状材料とを、各々、第一の環状流路及び第二の環状流路に供給し、前記連結流路を通過せしめて前記環状スリットから吐出させる工程を含み、第一の液状材料および第二の液状材料の各々の降伏応力は２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内にあることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記環状塗工ヘッドは、第一の環状流路の上流端に連結する第一のヘッダ部と第二の環状流路の上流端に連結する第二のヘッダ部とを具備し、液状材料Ａが搬送される第一のヘッダ部の内圧Ｐ１を、液状材料Ｂが搬送される第二のヘッダ部の内圧Ｐ２の１．５倍〜２０．０倍の範囲内とすることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
液状材料Ａ及び液状材料Ｂが共に液状シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項１】
軸芯体と、該軸芯体の周面に設けられてなる第１弾性層と該第１弾性層の上に設けられてなる第２弾性層とを有している弾性ローラの製造方法であって、
（１）内周面の全周にわたって形成された液状材料を吐出するための環状スリットを有する環状塗工ヘッドと前記軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させつつ、前記環状スリットから該第１弾性層形成用の第一の液状材料及び該第２弾性層形成用の第二の液状材料を吐出させて該第一および該第二の液状材料の塗膜の積層体を該軸芯体の周面に形成する工程と、（２）該積層体を硬化させる工程と、を有し、
該環状塗工ヘッドは、前記環状スリットと、第一の環状流路と、第二の環状流路と、これら２つの環状流路の各々に液状材料を供給するための２つの液状材料の供給口と、連結流路とを有し、
該連結流路は、その上流端が第一の環状流路及び第二の環状流路の下流端に連結され、その下流端が前記環状スリットに連結されてなり、かつ、その長さが１．０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、
前記工程（１）は、第一の液状材料と、吐出時の温度における降伏応力が第一の液状材料の降伏応力よりも小さい第二の液状材料とを、各々、第一の環状流路及び第二の環状流路に供給し、前記連結流路を通過せしめて前記環状スリットから吐出させる工程を含み、第一の液状材料および第二の液状材料の各々の降伏応力は２０Ｐａ以上６００Ｐａ以下の範囲内にあることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記環状塗工ヘッドは、第一の環状流路の上流端に連結する第一のヘッダ部と第二の環状流路の上流端に連結する第二のヘッダ部とを具備し、液状材料Ａが搬送される第一のヘッダ部の内圧Ｐ１を、液状材料Ｂが搬送される第二のヘッダ部の内圧Ｐ２の１．５倍〜２０．０倍の範囲内とすることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
液状材料Ａ及び液状材料Ｂが共に液状シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法。
【図３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３７８４５（Ｐ２０１２−２３７８４５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０６１６８（Ｐ２０１１−１０６１６８）
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１１日（２０１１．５．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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