電子写真用弾性ローラの製造方法
【課題】軸芯体の周囲に弾性層を形成し、弾性層の外周に少なくとも１層の被覆層を設ける画像形成装置の電子写真用弾性ローラにおいて、弾性層と被覆層の接合部は回転方向の剪断力に対して優れた耐久性を示し、かつ電子写真用弾性ローラの寿命が尽きた際には容易に弾性層から被覆層を剥がせて弾性層を再利用することが可能な電子写真用弾性ローラの製造方法、及び電子写真用弾性ローラを提供する。
【解決手段】軸芯体の周囲に未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗付し、加熱硬化させて弾性層を形成し、弾性層の外周に少なくとも１層の被覆層を設ける電子写真用弾性ローラの製造方法において、未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水またはアルコールまたはそれらの混合液を噴霧し、加熱硬化することで弾性層の表面に凹部を形成した後、被覆層を設ける。
【解決手段】軸芯体の周囲に未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗付し、加熱硬化させて弾性層を形成し、弾性層の外周に少なくとも１層の被覆層を設ける電子写真用弾性ローラの製造方法において、未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水またはアルコールまたはそれらの混合液を噴霧し、加熱硬化することで弾性層の表面に凹部を形成した後、被覆層を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンター、静電記録装置の如き電子写真用画像形成装置において使用する電子写真用弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスで使われているレーザービームプリンタにおいては、現像剤の収納容器を含む現像プロセスの中心部を一体化し、装置本体に着脱可能としたカートリッジが用いられているものがある。環境負荷軽減の観点から、このようなカートリッジの構成部材を再利用し、資源の有効利用を図ることの検討が活発化している。このような状況の下で、レーザービームプリンタに現像ローラ等として用いられている電子写真用弾性ローラには、使用に伴って紙粉や現像剤がその表面に付着、堆積し、他部材との圧接や摩擦により表面全体が紙粉や現像剤で被覆されてしまうことがある。このような紙粉や現像剤が付着した電子写真用弾性ローラをそのまま再利用した場合、電子写真用弾性ローラの表面状態や抵抗値が変化しているため、画像形成装置において満足できる性能が得られないことがある。そこで、電子写真用弾性ローラを再生する方法として、特許文献１は、現像ローラ表面に形成された被膜に対してブラスト処理を施し、被膜に固着した現像剤や汚染物質を除去する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０５０５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本発明者らの検討によれば、特許文献１の開示に係るブラスト処理を、軸芯体の周面に弾性層を有してなる電子写真用弾性ローラの再生に適用してみたところ、表面に固着した現像剤の除去のみならず、弾性層の表面に傷を生じさせてしまうことがあった。また表面に残留する研磨粉を除去する洗浄工程も必要となり、作業性の点から改善の余地があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電子写真用弾性ローラとしての実使用時の耐久性を維持しつつ、表面に付着した現像剤を容易に除去することができる電子写真用弾性ローラの製造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】
【０００６】
本発明に係る電子写真用弾性ローラの製造方法は、軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された弾性層と、該弾性層の周囲に形成された少なくとも１層以上の被覆層とを有する電子写真用弾性ローラの製造方法において、前記軸芯体の周囲に未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗付する工程と、前記軸芯体に塗布した未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水またはアルコール、あるいはそれらの混合液を噴霧する処理を施す工程と、前記噴霧処理した未硬化の付加型液状シリコーンゴムを加熱硬化させて前記弾性層を形成するとともに前記弾性層の表面に複数の凹部を形成する工程と、前記弾性層の外周に、前記凹部に入り込んだ状態で被覆層を設ける工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、弾性層と樹脂層との接合部は回転方向の剪断力に対して優れた耐久性を示すため、実使用時の耐久性に問題のない電子写真用弾性ローラを得ることができる。また、電子写真用弾性ローラの寿命が尽きた際には、容易に弾性層から被覆層を剥離して表面に付着した現像剤を除去できる。また、弾性層を損うおそれも少ない。そのため、電子写真用弾性ローラとして再生することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の電子写真用弾性ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の電子写真用弾性ローラの一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の弾性層の形成に適用した製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
図２は、本発明に係る電子写真用弾性ローラの斜視図である。また、図１は、本発明に係る製造方法により得られる電子写真用弾性ローラの断面図である。図１及び図２に示したとおり、弾性層２は、軸芯体１の外周に形成されている。被覆層３は、弾性層２の外周面上に形成されている。
【００１１】
＜軸芯体＞
軸芯体１を構成する材料としては以下の材料が挙げられる。鉄、鋼、アルミニウム、チタン、銅及びニッケルの合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅の合金、さらにカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料の剛直で導電性を示す公知の材料。また、形状としては円柱状でも中心部分を空洞とした円筒状でもよい。
【００１２】
＜弾性層＞
本発明の弾性層２を形成するゴム材料としては、付加型の液状シリコーンゴムを使用する。付加型液状シリコーンゴムは、アルケニル基を含有するポリシロキサンとヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンが白金触媒の存在下、付加反応して架橋することで硬化する。この架橋反応の際に水やアルコールが存在すると、水やアルコールの水酸基とハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基が反応して水素ガスが発生し、この発生した水素ガスによって弾性層の表面に凹部が形成される。水やアルコールが付着している箇所でしか水素ガスが発生しないため、水やアルコールが存在しない弾性層内部では発泡せずに選択的に弾性層表面だけに凹部を形成することができ、弾性層の圧縮永久歪の特性も維持される。
【００１３】
アルケニル基を含有するポリシロキサンの分子量としては特に限定されないが、１０万以上１００万以下が好ましい。ポリシロキサンのアルケニル基は１分子中に少なくとも２個有ることが望ましい。アルケニル基の種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。
【００１４】
なお、本発明での分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したときの重量平均分子量である。すなわち、４０℃のヒートチャンバー内で安定化させたカラムに溶媒としてトルエンを毎分０．５ｍｌの流速で流し、０．０５〜０．６０質量％に調整した試料溶液を５０〜２００μｌ注入した。そして、数種の単分散ポリスチレン標準試料で作成した検量線から試料の重量平均分子量を算出した。
【００１５】
ヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤、及び水やアルコールと脱水素反応して弾性層の表面に凹部を形成する働きをする。一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２個以上であり、硬化反応を最適に行わせるためには３個以上であることが好ましい。ハイドロジェンポリシロキサンの分子量は特に限定されないが、１０００以上１００００以下が好ましく、硬化反応を適切に行わせるためには比較的低分子量の１０００以上５０００以下が特に好ましい。
【００１６】
本発明における付加型液状シリコーンゴムのハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、ポリシロキサン中のアルケニル基数に対してハイドロジェンポリシロキサン中のヒドロシリル基数が、１．５倍以上３．０倍以下の範囲内であることが好ましい。ハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基は、ポリシロキサンのアルケニル基との付加反応と水やアルコールとの脱水素反応の競争反応で消費されるため、１．５倍未満だとシリコーンゴムの架橋が少なくなることがあり、圧縮永久歪が悪化する可能性がある。一方、３．０倍より大きくなると化学的に不安定なヒドロシリル基が過剰に残ることになるので経時で電子写真用弾性ローラの物性が変化することがあり、好ましくない。
【００１７】
付加型液状シリコーンゴムの触媒としては、ポリシロキサンとハイドロジェンポリシロキサンの付加反応やハイドロジェンポリシロキサンと水やアルコールとの脱水素反応において触媒作用を示す白金触媒が使用できる。その具体例としては、塩化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニルシロキサン錯体、白金トリフェニルホスフィン錯体が挙げられる。触媒の配合量に関しては、ポリシロキサン１００質量部に対し、白金元素量として１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下が好ましい。ただし、この範囲に限定されることはなく、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状等により適宜選択される。
【００１８】
更に、電子写真用弾性ローラの具体的な用途に応じて、弾性層自体に要求される機能に必要な成分として導電剤や非導電性充填剤を適宜配合することができる。弾性層に導電性を付与する目的で添加する導電剤としては次のものが挙げられる。すなわち、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、パラジウム、銀、鉄、銅、錫、ステンレス鋼の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化モリブデン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質等の微粉末など。またイオン導電剤としてＬｉＣｌＯ4、ＮａＣｌＯ4の過塩素酸塩、４級アンモニウム塩を用いることもできる。これらの内、カーボンブラックは比較的容易に入手できるので好適に利用できる。非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、珪酸アルミニウム、タルク、アルミナ、酸化鉄が挙げられる。
【００１９】
軸芯体１の表面に弾性層２を形成する方法としては、特に限定されず、従来公知の各種ローラの成形方法を用いることができる。特に、リング状塗工ヘッドを用いて付加型液状シリコーンゴムを軸芯体の周囲に吐出塗工した後、加熱硬化させる方法においては、ローラ形状に形成された未硬化の付加型液状シリコーンゴムに直接、水やアルコールを噴霧することができることから好適である。
【００２０】
ここで、本発明に好適に用いることができるリング状塗工ヘッドを有するリングコート機の概略説明図を図３に示す。図３に示す塗工装置においては、架台４の上に略垂直にコラム５が取り付けられ、さらに架台４とコラム５の上部に精密ボールネジ６が略垂直に取り付けられている。また、精密ボールネジ６と平行に２本のリニアガイド７がコラム５に取り付けている。ＬＭガイド８はリニアガイド７及び精密ボールネジ６と連結し、サーボモータ９よりプーリ１０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５には、円筒状の軸芯体１の外周面に塗布液を吐出するリング形状の塗工ヘッド１１が取り付けられている。さらにＬＭガイド８上にブラケット１２が取り付けられ、このブラケット１２には軸芯体１を保持し固定するワーク下保持具１３とワーク上保持具１４が取り付けられている。リング形状の塗工ヘッド１１の中心軸は、ワーク下保持具１３とワーク上保持具１４の移動方向と平行となるように支持されている。また、ワーク下保持具１３及びワーク上保持具１４が昇降移動時において、塗工ヘッド１１の内側に開口した環状スリットになっている吐出口の中心軸と、ワーク下保持具１３及びワーク上保持具１４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１１の環状スリットになっている吐出口の中心軸を軸芯体１の中心軸に略同芯に合わせることができ、リング形状の塗工ヘッドの内周面と軸芯体１の外周面との間に均一な隙間が形成される。また、塗布液の供給口１５は、塗布液搬送用の配管１６を介して材料供給弁１７に接続されている。材料供給弁１７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）の塗布液を吐出可能なものとしている。未硬化の付加型液状シリコーンゴムは材料タンクから、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未硬化の付加型液状シリコーンゴムは、材料供給弁１７から配管１６を経由して、供給口１５に送られる。供給口１５より送り込まれた未硬化の付加型液状シリコーンゴムは、リング型の塗工ヘッド１１内の流路を通り、リング型の塗工ヘッド１１のノズルから吐出される。シリコーンゴムの肉厚を一定にするために、リング状塗工ヘッドノズルからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量は一定にする。保持されている軸芯体１を垂直方向に上方へ移動させることで、軸芯体１は塗工ヘッド１１に対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体１の外周上に未硬化の付加型液状シリコーンゴムからなるロール形状の層２が形成される。
【００２１】
本発明では、円筒形状に形成された未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水やアルコール、またはそれらの混合液を噴霧した後、加熱することで付加型液状シリコーンゴムの硬化と弾性層表面の凹部の形成とが進行する。弾性層の外周には少なくとも一層の被覆層を形成されるが、被覆層のうち弾性層に接して形成される被覆層は次のように形成することができる。硬化した弾性層に、被覆層を形成する組成物を分散した分散液を塗工すると、分散液が弾性層表面の凹部に浸透するため、被覆層が凹部に入り込んだ状態で設けられる。これが被覆層のアンカー効果となって接着性を生み出し、耐久性を出すために弾性層と被覆層を強固に接着させなくても実使用中は回転方向の剪断力に対して優れた接着性を示し、被覆層が剥離することはない。また、弾性層と被覆層の間には化学的な結合がないために電子写真用弾性ローラの寿命が尽きた際には容易に弾性層から被覆層を剥がすことができ、弾性層を再利用することができる。
【００２２】
弾性層表面に形成する凹部の大きさとしては、凹部の円周の平均直径が１０μｍ以上４００μｍ以下、平均深さが５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。凹部の平均直径が１０μｍ未満、または平均深さが５μｍ未満であると被覆層を形成する組成物を分散した分散液が凹部に浸透せずに十分なアンカー効果が得られないことがある。一方、凹部の平均直径が４００μｍより大きい、または平均深さが２００μｍより大きいと、電子写真用弾性ローラの圧縮永久歪が悪くなることがあるので好ましくない。なお、凹部の平均直径、及び平均深さは次のようにして求めた。キーエンス製のカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ−８７００で弾性層の表面を撮影し、キーエンス製の形状解析アプリケーションＶＫ−Ａｎａｌｙｚｅｒを使って凹部の円周の任意の１点から１２０°おきに３点選択したときの３点円直径を求めた。同様にして凹部１００個の３点円直径を求めたときの平均値を凹部の平均直径とした。また、弾性層表面の３Ｄ画像から各凹部の最大高度差を求め、凹部１００個の平均値を凹部の平均深さとした。
【００２３】
また、本発明では弾性層の表面に占める前記複数の凹部の総面積が、該弾性層の表面の面積に対して１０％以上５０％以下であることが好ましい。凹部の面積が１０％未満だと、被覆層が弾性層の凹部に浸透する割合が減るため、アンカー効果が弱くなり、実使用中に被覆層が剥がれ易くなる。また、凹部の面積が５０％より大きくなると、電子写真用弾性ローラの圧縮永久歪が悪化することがあるので好ましくない。弾性層の表面とは、被覆層が設けられる領域の弾性層表面のことである。例えば、円柱状の弾性ローラの側面部分（底面部分でなく）の表面を指す場合、弾性層の表面の面積は［２π×（軸芯体の半径＋弾性層の厚さ）÷２×（弾性層のローラ長手方向の長さ）］で求めることができる。なお、本発明での凹部の面積は次のようにして求めた。まず、キーエンス製のカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ−８７００で任意の弾性層表面１ｃｍ2を撮影した。続いて、キーエンス製の形状解析アプリケーションＶＫ−Ａｎａｌｙｚｅｒを使って凹部の円周の任意の１点から１２０°おきに３点選択したときの３点円直径からその凹部の面積を求めた。これを画像に写っている凹部の面積を全て加算したときの１ｃｍ2あたりの割合を凹部の面積とした。
【００２４】
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する水については、特に規定はなく、好ましくは蒸留水やイオン交換水である。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルコールなどの公知のアルコールが使用できる。揮発性やハイドロジェンポリシロキサンとの反応性の観点から、エタノールやイソプロピルアルコールが好ましい。また、これらの水やアルコールの混合液を噴霧しても良い。水とアルコールを混合する場合の割合としては、水とアルコールが均一に相溶していることが好ましい。また、水と相溶しにくい炭素原子数３以上のアルコールの場合は、どちらかが過剰になるように水に対してアルコールが２重量％〜１０重量％、または９０重量％〜９８重量％とすることが好ましい。
【００２５】
水やアルコールを噴霧する方法としては、噴霧する液体の大きさや噴霧量を簡単に調整することが可能なスプレー法が好適である。水やアルコールの噴霧する液滴の大きさ、噴霧する場所を精度良くコントロールすることで同一の大きさを持った凹部を所望の配列で噴霧処理することができる。
【００２６】
水やアルコールを噴霧した未硬化の付加型液状シリコーンゴムの層は熱処理され、弾性層となる。熱源としては、未硬化の付加型液状シリコーンゴムに非接触で加熱できる遠赤外セラミックヒータ、近赤外線ヒータ、ランプ加熱ヒータ、ＵＶヒータ、マイクロヒータが望ましい。
【００２７】
本発明では以上のようにして形成された弾性層２の外周上に用途に応じた被覆層３を設ける。被覆層３を形成する材料としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、またはオレフィン樹脂が挙げられる。熱により硬化することができるものであることが好ましい。
【００２８】
被覆層３には、個別的な用途に合わせて体積平均粒子径が１μｍ〜２０μｍの微粒子を分散させることもできる。このような微粒子としては、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子、またはフェノール樹脂微粒子が挙げられる。
【００２９】
＜被覆層＞
被覆層３は、電子写真用弾性ローラ全体の電気抵抗を調整するために導電剤を配合することができる。導電剤としては、各種電子伝導機構を有する導電剤であるカーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉、またはイオン導電剤であるアルカリ金属塩、及びアンモニウム塩の微粒子を用いることができる。これらの被覆層３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、またはパールミルの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とができる。得られた分散液は、スプレー塗工法、ディッピング法により弾性層２の表面に塗工される。被覆層の厚みを調整することで、分散液に微粒子を分散しなくても弾性層の凹部を使って被覆層表面を粗すことも可能である。
【００３０】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の電子写真用弾性ローラを有する画像形成装置の一例を図４を用いて説明する。
【００３１】
図４に示す画像形成装置は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像を形成する電子写真プロセスカートリッジ１８が４個あり、タンデム方式で設けられている。
【００３２】
現像装置２２は、感光ドラム１９と対向設置された現像ローラ２７と現像剤２５を収容した現像容器２６を備えている。さらに、現像ローラ２７に現像剤２５を供給すると共に現像に使用されずに現像ローラ２７に残っている現像剤２５を掻き取る現像剤供給ローラ２８及び現像ローラ２７上の現像剤２５の担持量を規制すると共に摩擦帯電する現像ブレード２９が設けられている。
【００３３】
感光ドラム１９は、帯電ローラ２０により所定の極性、電位に一様に帯電される。画像情報がビーム２１として帯電された感光ドラム１９の表面に照射され、静電潜像が形成される。次いで、形成された静電潜像上に現像ローラ２７から現像剤２５が供給され、感光ドラム１９表面に現像剤像が形成される。画像転写装置２４は、転写搬送ベルト３１が駆動ローラ３２、テンションローラ３３及び従動ローラ３４で張架され、転写搬送ベルト３１の内側には感光ドラム１９と対向した位置に転写ローラ３６が設置されている。そして、静電吸着ローラ３５にバイアスを印加することで転写搬送ベルト３１の外周面に転写材３０を静電吸着させ、転写材３０を搬送する。転写材３０が転写位置まで搬送されたら、転写ローラ３６に感光ドラム１９表面の現像剤像とは逆極性のバイアスを印加する。これによって、転写材３０に現像剤像が転写される。現像剤像が転写された転写材３０は、転写搬送ベルト３１から定着装置３７に送られ、現像剤像が転写材３０に定着されて、印画が完了する。一方、現像剤像の転写材３０への転写が終わった感光ドラム１９はさらに回転し、クリーニング装置２３により感光ドラム１９表面がクリーニングされる。
【００３４】
本発明の電子写真用弾性ローラは、上記の現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラに使うことができる。また、上記の画像形成装置以外に、中間転写方式の画像成形装置にも使うことができる。
【実施例】
【００３５】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。本発明は下記実施例に制限されるものではない。まず、実施例、比較例で行った各種測定方法、及び評価方法について説明する。
【００３６】
［圧縮永久歪の測定方法］
本発明における圧縮永久歪は、電子写真用弾性ローラを圧縮率２０％で圧縮し、試験温度４０℃、試験湿度５０％ＲＨで５日間放置したときの弾性層の変形量である。すなわち、圧縮前の弾性層の厚みをＴ１、圧縮後の弾性層の厚みをＴ２としたとき、圧縮永久歪は下式で表される。
【００３７】
圧縮永久歪（％）＝（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１×１００
圧縮永久歪が０．７％以下のレベルをＡ、０．８％以上１．５％以下をＢ、１．６％以上をＣとした。
【００３８】
［弾性層と被覆層の接着の耐久性］
レーザービームプリンタ（ヒューレット・パッカード製ＨＰ Ｃｏｌｏｒ ＬａｓｅｒＪｅｔ ３６００）の電子写真プロセスカートリッジに被覆層を形成した本発明の電子写真用弾性ローラを組み込んだ。このプリンタを用いて、３０℃、８０％ＲＨの環境下で印字率１％、連続１０，０００枚の画像を出力した。そのとき、被覆層が全く剥がれていないレベルをＡ、非画像領域の端部で被覆層の一部が浮いているレベルをＢ、被覆層の半分以上が浮いている、または剥がれているのが観察されたレベルをＣとした。
【００３９】
［連続画出し後の被覆層の剥離性］
連続１０，０００枚の画像出力後、被覆層の端部に周方向９０°おきにカッターの刃で３ｃｍ切り込みを入れた。この切れ込みを入れた部分を手掛かりに手で剥がした際に容易に全ての被覆層を剥がすことができたレベルをＡ、被覆層の一部が剥がれずに残った、または全く剥がれなかったレベルをＢとした。
【００４０】
＜実施例１＞
［弾性層の調製］
直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの快削鋼製の軸芯体に、シリコーンゴムとの接着性を向上させる目的で、プライマー（東レ・ダウコーニング製ＤＹ３９−０５１）を塗付し、１５０℃で３０分間焼付けを行った。
【００４１】
両末端にビニル基が置換し、主鎖の９９ｍｏｌ％以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位である重量平均分子量が１０万のジメチルポリシロキサン１００質量部に、カーボンブラック１０質量部を配合したベース材料を調製した。カーボンブラックにはＲａｖｅｎ８９０（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）を使用した。
【００４２】
このベース材料に、以下の材料を配合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴムとした。
・硬化触媒として塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体１質量部。
・メチルハイドロジェンポリシロキサン；前記ビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、ヒドロシリル基が１．５モルとなる量。
【００４３】
図３に示すリング状塗工ヘッド１１を有するリングコート機の軸芯体保持軸（軸芯体上保持軸１０及び軸芯体下保持軸９）に外径φ６ｍｍの軸芯体を垂直にセットした。軸芯体保持軸を垂直に６０ｍｍ／ｓで上昇させて軸芯体を移動させると同時に、未硬化の付加型液状シリコーンゴムを５．０ｍｌ／ｓで吐出し、軸芯体の外周に未硬化の付加型液状シリコーンゴムの層を形成した。
【００４４】
この未硬化の付加型液状シリコーンゴムに、霧吹き機に入れた蒸留水を噴霧し、付着した蒸留水の液滴の平均直径をレーザ顕微鏡で測定したところ、平均直径は４００μｍであった。なお、液滴の平均直径は凹部の平均直径と同様にして求めた。すなわち、未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した液滴をキーエンス製のカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ−８７００で撮影した。続いて、キーエンス製の形状解析アプリケーションＶＫ−Ａｎａｌｙｚｅｒを使って液滴の円周の任意の１点から１２０°おきに３点選択したときの３点円直径を求め、液滴１００個の３点円直径の平均値を液滴の平均直径とした。蒸留水が噴霧された未硬化の付加型液状シリコーンゴムの層を６０ｒｐｍで回転させながら赤外線加熱ランプ（ハイベック製ＨＹＬ２５）を出力１０００Ｗで４分間照射し、硬化させた。その後、硬化した付加型液状シリコーンゴム中の反応残渣及び未反応低分子を除去する目的で、２００℃、４時間、熱風で加熱して厚みが３ｍｍの電子写真用弾性ローラを得た。得られた電子写真用弾性ローラの表面をレーザ顕微鏡で撮影し、凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、３２％であった。また、この電子写真用弾性ローラの圧縮永久歪は０．３％であった。これらの結果を表１にまとめた。
【００４５】
［被覆層の調製］
以下の材料を混合し、ＭＥＫ１２０質量部を添加した。
・ポリウレタンポリオールプレポリマー（三井武田ケミカル製タケラックＴＥ５０６０）１００質量部。
・イソシアネート（日本ポリウレタン製コロネート２５２１）７７質量部。
・カーボンブラック（三菱化学製ＭＡ−１００）２０質量部。
【００４６】
ボールミルにて５時間分散回転させた後、ウレタン微粒子（根上工業製アートパールＣ−４００透明）６部を加えて再度１時間分散回転させた。この溶液に得られた電子写真用弾性ローラを浸漬させて塗膜を形成し、風乾後、温度１４０℃で４時間の熱風処理によって厚みが３０μｍの被覆層を形成した。なお、被覆層の厚さはローラの一部を切り取り、キーエンス製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−２００で撮影し、ウレタン微粒子が存在しない部分の厚みを被覆層の厚みとした。これを現像ローラとしてレーザービームプリンタの電子写真プロセスカートリッジに組み込み、連続１０，０００枚画出しした後、被覆層の剥がれを観察したが、剥がれは全くなかった。次いで、連続画出し後に被覆層の端部にカッターの刃で切り込みを入れ、被覆層を剥がしたところ、被覆層は弾性層に残ることなく全て剥離した。その結果を表１に示す。
【００４７】
＜実施例２＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する液をエタノールにした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着したエタノールの液滴の平均直径は３８０μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３００μｍ、１５０μｍ、３０％であり、圧縮永久歪は０．３％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００４８】
＜実施例３＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する液を蒸留水とエタノールを１：１で混合した液にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水とエタノールの混合液の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、２８％であり、圧縮永久歪は０．４％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００４９】
＜実施例４＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が１５０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ１２０μｍ、６０μｍ、３０％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５０】
＜実施例５＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が２５０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ２００μｍ、１００μｍ、３１％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５１】
＜実施例６＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が１０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ１０μｍ、５μｍ、３５％であり、圧縮永久歪は０．４％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５２】
＜実施例７＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が５００μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００５３】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ４００μｍ、２００μｍ、２８％であり、圧縮永久歪は０．７％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５４】
＜実施例８＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が１０％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３３０μｍ、１６０μｍであり、圧縮永久歪は０．３％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５５】
＜実施例９＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が５０％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００５６】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３００μｍ、１５０μｍであり、圧縮永久歪は０．７％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５７】
＜実施例１０＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、３．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、４０％であり、圧縮永久歪は０．６％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５８】
＜実施例１１＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、２．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、４０％であり、圧縮永久歪は０．６％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５９】
＜実施例１２＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が８μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６０】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ６μｍ、３μｍ、４４％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性を実施例１と同様に確認したところ、非画像領域の端部の一部に被覆層の剥がれがあった。また、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表１に示す。
【００６１】
＜実施例１３＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が６１０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６２】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ５００μｍ、２６０μｍ、２７％であり、圧縮永久歪は１．０％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６３】
＜実施例１４＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が８０％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６４】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３００μｍ、１５０μｍであり、圧縮永久歪は１．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６５】
＜実施例１５＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が５％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３３０μｍ、１６０μｍであり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性を実施例１と同様に確認したところ、非画像領域の端部の一部に被覆層の剥がれがあった。また、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表１に示す。
【００６６】
＜実施例１６＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、１．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、３３％であり、圧縮永久歪は０．９％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６７】
＜実施例１７＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、５．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、３３％であり、圧縮永久歪は０．３％であった。ただし、経時で硬度が変化していき、１ヵ月後には高分子計器製のＡＳＫＥＲ Ｃ型で測定した硬度が２°上がった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６８】
＜実施例１８＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が１０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６９】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ１０μｍ、５μｍ、１４％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。被覆層の調製として、ラクトン変性アクリルポリオール（ダイセル化学工業製プラクセルＤＣ２００９）１００質量部、及びカーボンブラック（三菱化学製ＭＡ−１００）４質量部をＭＩＢＫ２５０質量部に添加し、ペイントシェーカーにて１２時間分散させた。この分散液１００質量部にヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（旭化成工業性デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ）８質量部を添加した後、ボールミルにてさらに１時間分散回転させた。この溶液に得られた電子写真用弾性ローラを浸漬させて塗膜を形成し、風乾後、温度１６０℃で２時間の熱風処理によって厚みが５μｍの被覆層を形成した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００７０】
これを帯電ローラとしてレーザービームプリンタの電子写真プロセスカートリッジに組み込み、連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００７１】
＜比較例１＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する液をトルエンにした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着したトルエンの液滴の平均直径は１３０μｍであった。しかし、硬化した電子写真用弾性ローラ表面に凹部は形成されなかった。圧縮永久歪は０．２％であった。弾性層と被覆層の接着の耐久性を確認するために実施例１と同様に連続画出しをしたところ、３，０００枚画出ししたところで被覆層が剥がれ始め、それ以上の画出しはできなかった。被覆層が剥がれ始めたところで画出しを止め、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表２に示す。
【００７２】
＜比較例２＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに何も噴霧しなかった以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面に凹部は形成されず、圧縮永久歪は０．２％であった。弾性層と被覆層の接着の耐久性を確認するために実施例１と同様に連続画出しをしたところ、２，８００枚画出ししたところで被覆層が剥がれ始め、それ以上の画出しはできなかった。被覆層が剥がれ始めたところで画出しを止め、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表２に示す。
【００７３】
＜比較例３＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに何も噴霧しなかった以外は実施例１８と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面に凹部は形成されず、圧縮永久歪は０．１％であった。弾性層と被覆層の接着の耐久性を確認するために実施例１８と同様に連続画出しをしたところ、３，０００枚画出ししたところで被覆層が剥がれ始め、それ以上の画出しはできなかった。被覆層が剥がれ始めたところで画出しを止め、被覆層の剥離性を実施例１８と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表２に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【符号の説明】
【００７６】
１：軸芯体
２：弾性層
３：被覆層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置、プリンター、静電記録装置の如き電子写真用画像形成装置において使用する電子写真用弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスで使われているレーザービームプリンタにおいては、現像剤の収納容器を含む現像プロセスの中心部を一体化し、装置本体に着脱可能としたカートリッジが用いられているものがある。環境負荷軽減の観点から、このようなカートリッジの構成部材を再利用し、資源の有効利用を図ることの検討が活発化している。このような状況の下で、レーザービームプリンタに現像ローラ等として用いられている電子写真用弾性ローラには、使用に伴って紙粉や現像剤がその表面に付着、堆積し、他部材との圧接や摩擦により表面全体が紙粉や現像剤で被覆されてしまうことがある。このような紙粉や現像剤が付着した電子写真用弾性ローラをそのまま再利用した場合、電子写真用弾性ローラの表面状態や抵抗値が変化しているため、画像形成装置において満足できる性能が得られないことがある。そこで、電子写真用弾性ローラを再生する方法として、特許文献１は、現像ローラ表面に形成された被膜に対してブラスト処理を施し、被膜に固着した現像剤や汚染物質を除去する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０５０５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本発明者らの検討によれば、特許文献１の開示に係るブラスト処理を、軸芯体の周面に弾性層を有してなる電子写真用弾性ローラの再生に適用してみたところ、表面に固着した現像剤の除去のみならず、弾性層の表面に傷を生じさせてしまうことがあった。また表面に残留する研磨粉を除去する洗浄工程も必要となり、作業性の点から改善の余地があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、電子写真用弾性ローラとしての実使用時の耐久性を維持しつつ、表面に付着した現像剤を容易に除去することができる電子写真用弾性ローラの製造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】
【０００６】
本発明に係る電子写真用弾性ローラの製造方法は、軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された弾性層と、該弾性層の周囲に形成された少なくとも１層以上の被覆層とを有する電子写真用弾性ローラの製造方法において、前記軸芯体の周囲に未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗付する工程と、前記軸芯体に塗布した未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水またはアルコール、あるいはそれらの混合液を噴霧する処理を施す工程と、前記噴霧処理した未硬化の付加型液状シリコーンゴムを加熱硬化させて前記弾性層を形成するとともに前記弾性層の表面に複数の凹部を形成する工程と、前記弾性層の外周に、前記凹部に入り込んだ状態で被覆層を設ける工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、弾性層と樹脂層との接合部は回転方向の剪断力に対して優れた耐久性を示すため、実使用時の耐久性に問題のない電子写真用弾性ローラを得ることができる。また、電子写真用弾性ローラの寿命が尽きた際には、容易に弾性層から被覆層を剥離して表面に付着した現像剤を除去できる。また、弾性層を損うおそれも少ない。そのため、電子写真用弾性ローラとして再生することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の電子写真用弾性ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の電子写真用弾性ローラの一例を示す概略斜視図である。
【図３】本発明の弾性層の形成に適用した製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
図２は、本発明に係る電子写真用弾性ローラの斜視図である。また、図１は、本発明に係る製造方法により得られる電子写真用弾性ローラの断面図である。図１及び図２に示したとおり、弾性層２は、軸芯体１の外周に形成されている。被覆層３は、弾性層２の外周面上に形成されている。
【００１１】
＜軸芯体＞
軸芯体１を構成する材料としては以下の材料が挙げられる。鉄、鋼、アルミニウム、チタン、銅及びニッケルの合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅の合金、さらにカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料の剛直で導電性を示す公知の材料。また、形状としては円柱状でも中心部分を空洞とした円筒状でもよい。
【００１２】
＜弾性層＞
本発明の弾性層２を形成するゴム材料としては、付加型の液状シリコーンゴムを使用する。付加型液状シリコーンゴムは、アルケニル基を含有するポリシロキサンとヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンが白金触媒の存在下、付加反応して架橋することで硬化する。この架橋反応の際に水やアルコールが存在すると、水やアルコールの水酸基とハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基が反応して水素ガスが発生し、この発生した水素ガスによって弾性層の表面に凹部が形成される。水やアルコールが付着している箇所でしか水素ガスが発生しないため、水やアルコールが存在しない弾性層内部では発泡せずに選択的に弾性層表面だけに凹部を形成することができ、弾性層の圧縮永久歪の特性も維持される。
【００１３】
アルケニル基を含有するポリシロキサンの分子量としては特に限定されないが、１０万以上１００万以下が好ましい。ポリシロキサンのアルケニル基は１分子中に少なくとも２個有ることが望ましい。アルケニル基の種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。
【００１４】
なお、本発明での分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したときの重量平均分子量である。すなわち、４０℃のヒートチャンバー内で安定化させたカラムに溶媒としてトルエンを毎分０．５ｍｌの流速で流し、０．０５〜０．６０質量％に調整した試料溶液を５０〜２００μｌ注入した。そして、数種の単分散ポリスチレン標準試料で作成した検量線から試料の重量平均分子量を算出した。
【００１５】
ヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤、及び水やアルコールと脱水素反応して弾性層の表面に凹部を形成する働きをする。一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２個以上であり、硬化反応を最適に行わせるためには３個以上であることが好ましい。ハイドロジェンポリシロキサンの分子量は特に限定されないが、１０００以上１００００以下が好ましく、硬化反応を適切に行わせるためには比較的低分子量の１０００以上５０００以下が特に好ましい。
【００１６】
本発明における付加型液状シリコーンゴムのハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、ポリシロキサン中のアルケニル基数に対してハイドロジェンポリシロキサン中のヒドロシリル基数が、１．５倍以上３．０倍以下の範囲内であることが好ましい。ハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基は、ポリシロキサンのアルケニル基との付加反応と水やアルコールとの脱水素反応の競争反応で消費されるため、１．５倍未満だとシリコーンゴムの架橋が少なくなることがあり、圧縮永久歪が悪化する可能性がある。一方、３．０倍より大きくなると化学的に不安定なヒドロシリル基が過剰に残ることになるので経時で電子写真用弾性ローラの物性が変化することがあり、好ましくない。
【００１７】
付加型液状シリコーンゴムの触媒としては、ポリシロキサンとハイドロジェンポリシロキサンの付加反応やハイドロジェンポリシロキサンと水やアルコールとの脱水素反応において触媒作用を示す白金触媒が使用できる。その具体例としては、塩化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニルシロキサン錯体、白金トリフェニルホスフィン錯体が挙げられる。触媒の配合量に関しては、ポリシロキサン１００質量部に対し、白金元素量として１ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下が好ましい。ただし、この範囲に限定されることはなく、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状等により適宜選択される。
【００１８】
更に、電子写真用弾性ローラの具体的な用途に応じて、弾性層自体に要求される機能に必要な成分として導電剤や非導電性充填剤を適宜配合することができる。弾性層に導電性を付与する目的で添加する導電剤としては次のものが挙げられる。すなわち、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、パラジウム、銀、鉄、銅、錫、ステンレス鋼の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化モリブデン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質等の微粉末など。またイオン導電剤としてＬｉＣｌＯ4、ＮａＣｌＯ4の過塩素酸塩、４級アンモニウム塩を用いることもできる。これらの内、カーボンブラックは比較的容易に入手できるので好適に利用できる。非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、珪酸アルミニウム、タルク、アルミナ、酸化鉄が挙げられる。
【００１９】
軸芯体１の表面に弾性層２を形成する方法としては、特に限定されず、従来公知の各種ローラの成形方法を用いることができる。特に、リング状塗工ヘッドを用いて付加型液状シリコーンゴムを軸芯体の周囲に吐出塗工した後、加熱硬化させる方法においては、ローラ形状に形成された未硬化の付加型液状シリコーンゴムに直接、水やアルコールを噴霧することができることから好適である。
【００２０】
ここで、本発明に好適に用いることができるリング状塗工ヘッドを有するリングコート機の概略説明図を図３に示す。図３に示す塗工装置においては、架台４の上に略垂直にコラム５が取り付けられ、さらに架台４とコラム５の上部に精密ボールネジ６が略垂直に取り付けられている。また、精密ボールネジ６と平行に２本のリニアガイド７がコラム５に取り付けている。ＬＭガイド８はリニアガイド７及び精密ボールネジ６と連結し、サーボモータ９よりプーリ１０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５には、円筒状の軸芯体１の外周面に塗布液を吐出するリング形状の塗工ヘッド１１が取り付けられている。さらにＬＭガイド８上にブラケット１２が取り付けられ、このブラケット１２には軸芯体１を保持し固定するワーク下保持具１３とワーク上保持具１４が取り付けられている。リング形状の塗工ヘッド１１の中心軸は、ワーク下保持具１３とワーク上保持具１４の移動方向と平行となるように支持されている。また、ワーク下保持具１３及びワーク上保持具１４が昇降移動時において、塗工ヘッド１１の内側に開口した環状スリットになっている吐出口の中心軸と、ワーク下保持具１３及びワーク上保持具１４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１１の環状スリットになっている吐出口の中心軸を軸芯体１の中心軸に略同芯に合わせることができ、リング形状の塗工ヘッドの内周面と軸芯体１の外周面との間に均一な隙間が形成される。また、塗布液の供給口１５は、塗布液搬送用の配管１６を介して材料供給弁１７に接続されている。材料供給弁１７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）の塗布液を吐出可能なものとしている。未硬化の付加型液状シリコーンゴムは材料タンクから、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未硬化の付加型液状シリコーンゴムは、材料供給弁１７から配管１６を経由して、供給口１５に送られる。供給口１５より送り込まれた未硬化の付加型液状シリコーンゴムは、リング型の塗工ヘッド１１内の流路を通り、リング型の塗工ヘッド１１のノズルから吐出される。シリコーンゴムの肉厚を一定にするために、リング状塗工ヘッドノズルからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量は一定にする。保持されている軸芯体１を垂直方向に上方へ移動させることで、軸芯体１は塗工ヘッド１１に対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体１の外周上に未硬化の付加型液状シリコーンゴムからなるロール形状の層２が形成される。
【００２１】
本発明では、円筒形状に形成された未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水やアルコール、またはそれらの混合液を噴霧した後、加熱することで付加型液状シリコーンゴムの硬化と弾性層表面の凹部の形成とが進行する。弾性層の外周には少なくとも一層の被覆層を形成されるが、被覆層のうち弾性層に接して形成される被覆層は次のように形成することができる。硬化した弾性層に、被覆層を形成する組成物を分散した分散液を塗工すると、分散液が弾性層表面の凹部に浸透するため、被覆層が凹部に入り込んだ状態で設けられる。これが被覆層のアンカー効果となって接着性を生み出し、耐久性を出すために弾性層と被覆層を強固に接着させなくても実使用中は回転方向の剪断力に対して優れた接着性を示し、被覆層が剥離することはない。また、弾性層と被覆層の間には化学的な結合がないために電子写真用弾性ローラの寿命が尽きた際には容易に弾性層から被覆層を剥がすことができ、弾性層を再利用することができる。
【００２２】
弾性層表面に形成する凹部の大きさとしては、凹部の円周の平均直径が１０μｍ以上４００μｍ以下、平均深さが５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。凹部の平均直径が１０μｍ未満、または平均深さが５μｍ未満であると被覆層を形成する組成物を分散した分散液が凹部に浸透せずに十分なアンカー効果が得られないことがある。一方、凹部の平均直径が４００μｍより大きい、または平均深さが２００μｍより大きいと、電子写真用弾性ローラの圧縮永久歪が悪くなることがあるので好ましくない。なお、凹部の平均直径、及び平均深さは次のようにして求めた。キーエンス製のカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ−８７００で弾性層の表面を撮影し、キーエンス製の形状解析アプリケーションＶＫ−Ａｎａｌｙｚｅｒを使って凹部の円周の任意の１点から１２０°おきに３点選択したときの３点円直径を求めた。同様にして凹部１００個の３点円直径を求めたときの平均値を凹部の平均直径とした。また、弾性層表面の３Ｄ画像から各凹部の最大高度差を求め、凹部１００個の平均値を凹部の平均深さとした。
【００２３】
また、本発明では弾性層の表面に占める前記複数の凹部の総面積が、該弾性層の表面の面積に対して１０％以上５０％以下であることが好ましい。凹部の面積が１０％未満だと、被覆層が弾性層の凹部に浸透する割合が減るため、アンカー効果が弱くなり、実使用中に被覆層が剥がれ易くなる。また、凹部の面積が５０％より大きくなると、電子写真用弾性ローラの圧縮永久歪が悪化することがあるので好ましくない。弾性層の表面とは、被覆層が設けられる領域の弾性層表面のことである。例えば、円柱状の弾性ローラの側面部分（底面部分でなく）の表面を指す場合、弾性層の表面の面積は［２π×（軸芯体の半径＋弾性層の厚さ）÷２×（弾性層のローラ長手方向の長さ）］で求めることができる。なお、本発明での凹部の面積は次のようにして求めた。まず、キーエンス製のカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ−８７００で任意の弾性層表面１ｃｍ2を撮影した。続いて、キーエンス製の形状解析アプリケーションＶＫ−Ａｎａｌｙｚｅｒを使って凹部の円周の任意の１点から１２０°おきに３点選択したときの３点円直径からその凹部の面積を求めた。これを画像に写っている凹部の面積を全て加算したときの１ｃｍ2あたりの割合を凹部の面積とした。
【００２４】
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する水については、特に規定はなく、好ましくは蒸留水やイオン交換水である。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど炭素原子数１から１０の直鎖状または分岐状のアルコールなどの公知のアルコールが使用できる。揮発性やハイドロジェンポリシロキサンとの反応性の観点から、エタノールやイソプロピルアルコールが好ましい。また、これらの水やアルコールの混合液を噴霧しても良い。水とアルコールを混合する場合の割合としては、水とアルコールが均一に相溶していることが好ましい。また、水と相溶しにくい炭素原子数３以上のアルコールの場合は、どちらかが過剰になるように水に対してアルコールが２重量％〜１０重量％、または９０重量％〜９８重量％とすることが好ましい。
【００２５】
水やアルコールを噴霧する方法としては、噴霧する液体の大きさや噴霧量を簡単に調整することが可能なスプレー法が好適である。水やアルコールの噴霧する液滴の大きさ、噴霧する場所を精度良くコントロールすることで同一の大きさを持った凹部を所望の配列で噴霧処理することができる。
【００２６】
水やアルコールを噴霧した未硬化の付加型液状シリコーンゴムの層は熱処理され、弾性層となる。熱源としては、未硬化の付加型液状シリコーンゴムに非接触で加熱できる遠赤外セラミックヒータ、近赤外線ヒータ、ランプ加熱ヒータ、ＵＶヒータ、マイクロヒータが望ましい。
【００２７】
本発明では以上のようにして形成された弾性層２の外周上に用途に応じた被覆層３を設ける。被覆層３を形成する材料としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、またはオレフィン樹脂が挙げられる。熱により硬化することができるものであることが好ましい。
【００２８】
被覆層３には、個別的な用途に合わせて体積平均粒子径が１μｍ〜２０μｍの微粒子を分散させることもできる。このような微粒子としては、ポリメチルメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子、またはフェノール樹脂微粒子が挙げられる。
【００２９】
＜被覆層＞
被覆層３は、電子写真用弾性ローラ全体の電気抵抗を調整するために導電剤を配合することができる。導電剤としては、各種電子伝導機構を有する導電剤であるカーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉、またはイオン導電剤であるアルカリ金属塩、及びアンモニウム塩の微粒子を用いることができる。これらの被覆層３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、またはパールミルの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とができる。得られた分散液は、スプレー塗工法、ディッピング法により弾性層２の表面に塗工される。被覆層の厚みを調整することで、分散液に微粒子を分散しなくても弾性層の凹部を使って被覆層表面を粗すことも可能である。
【００３０】
＜画像形成装置＞
次に、本発明の電子写真用弾性ローラを有する画像形成装置の一例を図４を用いて説明する。
【００３１】
図４に示す画像形成装置は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像を形成する電子写真プロセスカートリッジ１８が４個あり、タンデム方式で設けられている。
【００３２】
現像装置２２は、感光ドラム１９と対向設置された現像ローラ２７と現像剤２５を収容した現像容器２６を備えている。さらに、現像ローラ２７に現像剤２５を供給すると共に現像に使用されずに現像ローラ２７に残っている現像剤２５を掻き取る現像剤供給ローラ２８及び現像ローラ２７上の現像剤２５の担持量を規制すると共に摩擦帯電する現像ブレード２９が設けられている。
【００３３】
感光ドラム１９は、帯電ローラ２０により所定の極性、電位に一様に帯電される。画像情報がビーム２１として帯電された感光ドラム１９の表面に照射され、静電潜像が形成される。次いで、形成された静電潜像上に現像ローラ２７から現像剤２５が供給され、感光ドラム１９表面に現像剤像が形成される。画像転写装置２４は、転写搬送ベルト３１が駆動ローラ３２、テンションローラ３３及び従動ローラ３４で張架され、転写搬送ベルト３１の内側には感光ドラム１９と対向した位置に転写ローラ３６が設置されている。そして、静電吸着ローラ３５にバイアスを印加することで転写搬送ベルト３１の外周面に転写材３０を静電吸着させ、転写材３０を搬送する。転写材３０が転写位置まで搬送されたら、転写ローラ３６に感光ドラム１９表面の現像剤像とは逆極性のバイアスを印加する。これによって、転写材３０に現像剤像が転写される。現像剤像が転写された転写材３０は、転写搬送ベルト３１から定着装置３７に送られ、現像剤像が転写材３０に定着されて、印画が完了する。一方、現像剤像の転写材３０への転写が終わった感光ドラム１９はさらに回転し、クリーニング装置２３により感光ドラム１９表面がクリーニングされる。
【００３４】
本発明の電子写真用弾性ローラは、上記の現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラに使うことができる。また、上記の画像形成装置以外に、中間転写方式の画像成形装置にも使うことができる。
【実施例】
【００３５】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。本発明は下記実施例に制限されるものではない。まず、実施例、比較例で行った各種測定方法、及び評価方法について説明する。
【００３６】
［圧縮永久歪の測定方法］
本発明における圧縮永久歪は、電子写真用弾性ローラを圧縮率２０％で圧縮し、試験温度４０℃、試験湿度５０％ＲＨで５日間放置したときの弾性層の変形量である。すなわち、圧縮前の弾性層の厚みをＴ１、圧縮後の弾性層の厚みをＴ２としたとき、圧縮永久歪は下式で表される。
【００３７】
圧縮永久歪（％）＝（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ１×１００
圧縮永久歪が０．７％以下のレベルをＡ、０．８％以上１．５％以下をＢ、１．６％以上をＣとした。
【００３８】
［弾性層と被覆層の接着の耐久性］
レーザービームプリンタ（ヒューレット・パッカード製ＨＰ Ｃｏｌｏｒ ＬａｓｅｒＪｅｔ ３６００）の電子写真プロセスカートリッジに被覆層を形成した本発明の電子写真用弾性ローラを組み込んだ。このプリンタを用いて、３０℃、８０％ＲＨの環境下で印字率１％、連続１０，０００枚の画像を出力した。そのとき、被覆層が全く剥がれていないレベルをＡ、非画像領域の端部で被覆層の一部が浮いているレベルをＢ、被覆層の半分以上が浮いている、または剥がれているのが観察されたレベルをＣとした。
【００３９】
［連続画出し後の被覆層の剥離性］
連続１０，０００枚の画像出力後、被覆層の端部に周方向９０°おきにカッターの刃で３ｃｍ切り込みを入れた。この切れ込みを入れた部分を手掛かりに手で剥がした際に容易に全ての被覆層を剥がすことができたレベルをＡ、被覆層の一部が剥がれずに残った、または全く剥がれなかったレベルをＢとした。
【００４０】
＜実施例１＞
［弾性層の調製］
直径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの快削鋼製の軸芯体に、シリコーンゴムとの接着性を向上させる目的で、プライマー（東レ・ダウコーニング製ＤＹ３９−０５１）を塗付し、１５０℃で３０分間焼付けを行った。
【００４１】
両末端にビニル基が置換し、主鎖の９９ｍｏｌ％以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位である重量平均分子量が１０万のジメチルポリシロキサン１００質量部に、カーボンブラック１０質量部を配合したベース材料を調製した。カーボンブラックにはＲａｖｅｎ８９０（Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）を使用した。
【００４２】
このベース材料に、以下の材料を配合し、未硬化の付加型液状シリコーンゴムとした。
・硬化触媒として塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体１質量部。
・メチルハイドロジェンポリシロキサン；前記ビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、ヒドロシリル基が１．５モルとなる量。
【００４３】
図３に示すリング状塗工ヘッド１１を有するリングコート機の軸芯体保持軸（軸芯体上保持軸１０及び軸芯体下保持軸９）に外径φ６ｍｍの軸芯体を垂直にセットした。軸芯体保持軸を垂直に６０ｍｍ／ｓで上昇させて軸芯体を移動させると同時に、未硬化の付加型液状シリコーンゴムを５．０ｍｌ／ｓで吐出し、軸芯体の外周に未硬化の付加型液状シリコーンゴムの層を形成した。
【００４４】
この未硬化の付加型液状シリコーンゴムに、霧吹き機に入れた蒸留水を噴霧し、付着した蒸留水の液滴の平均直径をレーザ顕微鏡で測定したところ、平均直径は４００μｍであった。なお、液滴の平均直径は凹部の平均直径と同様にして求めた。すなわち、未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した液滴をキーエンス製のカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ−８７００で撮影した。続いて、キーエンス製の形状解析アプリケーションＶＫ−Ａｎａｌｙｚｅｒを使って液滴の円周の任意の１点から１２０°おきに３点選択したときの３点円直径を求め、液滴１００個の３点円直径の平均値を液滴の平均直径とした。蒸留水が噴霧された未硬化の付加型液状シリコーンゴムの層を６０ｒｐｍで回転させながら赤外線加熱ランプ（ハイベック製ＨＹＬ２５）を出力１０００Ｗで４分間照射し、硬化させた。その後、硬化した付加型液状シリコーンゴム中の反応残渣及び未反応低分子を除去する目的で、２００℃、４時間、熱風で加熱して厚みが３ｍｍの電子写真用弾性ローラを得た。得られた電子写真用弾性ローラの表面をレーザ顕微鏡で撮影し、凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、３２％であった。また、この電子写真用弾性ローラの圧縮永久歪は０．３％であった。これらの結果を表１にまとめた。
【００４５】
［被覆層の調製］
以下の材料を混合し、ＭＥＫ１２０質量部を添加した。
・ポリウレタンポリオールプレポリマー（三井武田ケミカル製タケラックＴＥ５０６０）１００質量部。
・イソシアネート（日本ポリウレタン製コロネート２５２１）７７質量部。
・カーボンブラック（三菱化学製ＭＡ−１００）２０質量部。
【００４６】
ボールミルにて５時間分散回転させた後、ウレタン微粒子（根上工業製アートパールＣ−４００透明）６部を加えて再度１時間分散回転させた。この溶液に得られた電子写真用弾性ローラを浸漬させて塗膜を形成し、風乾後、温度１４０℃で４時間の熱風処理によって厚みが３０μｍの被覆層を形成した。なお、被覆層の厚さはローラの一部を切り取り、キーエンス製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−２００で撮影し、ウレタン微粒子が存在しない部分の厚みを被覆層の厚みとした。これを現像ローラとしてレーザービームプリンタの電子写真プロセスカートリッジに組み込み、連続１０，０００枚画出しした後、被覆層の剥がれを観察したが、剥がれは全くなかった。次いで、連続画出し後に被覆層の端部にカッターの刃で切り込みを入れ、被覆層を剥がしたところ、被覆層は弾性層に残ることなく全て剥離した。その結果を表１に示す。
【００４７】
＜実施例２＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する液をエタノールにした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着したエタノールの液滴の平均直径は３８０μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３００μｍ、１５０μｍ、３０％であり、圧縮永久歪は０．３％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００４８】
＜実施例３＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する液を蒸留水とエタノールを１：１で混合した液にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水とエタノールの混合液の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、２８％であり、圧縮永久歪は０．４％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００４９】
＜実施例４＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が１５０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ１２０μｍ、６０μｍ、３０％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５０】
＜実施例５＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が２５０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ２００μｍ、１００μｍ、３１％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５１】
＜実施例６＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が１０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ１０μｍ、５μｍ、３５％であり、圧縮永久歪は０．４％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５２】
＜実施例７＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が５００μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００５３】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ４００μｍ、２００μｍ、２８％であり、圧縮永久歪は０．７％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５４】
＜実施例８＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が１０％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３３０μｍ、１６０μｍであり、圧縮永久歪は０．３％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５５】
＜実施例９＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が５０％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００５６】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３００μｍ、１５０μｍであり、圧縮永久歪は０．７％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５７】
＜実施例１０＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、３．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、４０％であり、圧縮永久歪は０．６％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５８】
＜実施例１１＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、２．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、４０％であり、圧縮永久歪は０．６％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００５９】
＜実施例１２＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が８μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６０】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ６μｍ、３μｍ、４４％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性を実施例１と同様に確認したところ、非画像領域の端部の一部に被覆層の剥がれがあった。また、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表１に示す。
【００６１】
＜実施例１３＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が６１０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６２】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ５００μｍ、２６０μｍ、２７％であり、圧縮永久歪は１．０％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６３】
＜実施例１４＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が８０％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６４】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３００μｍ、１５０μｍであり、圧縮永久歪は１．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６５】
＜実施例１５＞
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の面積が５％になるように未硬化の付加型液状シリコーンゴムに蒸留水を噴霧した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さを求めたところ、それぞれ３３０μｍ、１６０μｍであり、圧縮永久歪は０．２％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性を実施例１と同様に確認したところ、非画像領域の端部の一部に被覆層の剥がれがあった。また、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表１に示す。
【００６６】
＜実施例１６＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、１．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、３３％であり、圧縮永久歪は０．９％であった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６７】
＜実施例１７＞
メチルハイドロジェンポリシロキサンのヒドロシリル基をビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含有するビニル基１モルに対して、５．０モルとなる量にした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径は４００μｍであった。また、硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ３２０μｍ、１６０μｍ、３３％であり、圧縮永久歪は０．３％であった。ただし、経時で硬度が変化していき、１ヵ月後には高分子計器製のＡＳＫＥＲ Ｃ型で測定した硬度が２°上がった。連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００６８】
＜実施例１８＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着した蒸留水の液滴の平均直径が１０μｍになるように霧吹き機のノズルの絞りを調整した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００６９】
硬化した電子写真用弾性ローラ表面の凹部の平均直径、平均深さ、及び凹部の面積を求めたところ、それぞれ１０μｍ、５μｍ、１４％であり、圧縮永久歪は０．２％であった。被覆層の調製として、ラクトン変性アクリルポリオール（ダイセル化学工業製プラクセルＤＣ２００９）１００質量部、及びカーボンブラック（三菱化学製ＭＡ−１００）４質量部をＭＩＢＫ２５０質量部に添加し、ペイントシェーカーにて１２時間分散させた。この分散液１００質量部にヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型３量体（旭化成工業性デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ）８質量部を添加した後、ボールミルにてさらに１時間分散回転させた。この溶液に得られた電子写真用弾性ローラを浸漬させて塗膜を形成し、風乾後、温度１６０℃で２時間の熱風処理によって厚みが５μｍの被覆層を形成した以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。
【００７０】
これを帯電ローラとしてレーザービームプリンタの電子写真プロセスカートリッジに組み込み、連続画出し後に弾性層と被覆層の接着の耐久性、及び被覆層の剥離性を評価したところ、全て良好であった。これらの結果を表１に示す。
【００７１】
＜比較例１＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに噴霧する液をトルエンにした以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。未硬化の付加型液状シリコーンゴムに付着したトルエンの液滴の平均直径は１３０μｍであった。しかし、硬化した電子写真用弾性ローラ表面に凹部は形成されなかった。圧縮永久歪は０．２％であった。弾性層と被覆層の接着の耐久性を確認するために実施例１と同様に連続画出しをしたところ、３，０００枚画出ししたところで被覆層が剥がれ始め、それ以上の画出しはできなかった。被覆層が剥がれ始めたところで画出しを止め、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表２に示す。
【００７２】
＜比較例２＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに何も噴霧しなかった以外は実施例１と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面に凹部は形成されず、圧縮永久歪は０．２％であった。弾性層と被覆層の接着の耐久性を確認するために実施例１と同様に連続画出しをしたところ、２，８００枚画出ししたところで被覆層が剥がれ始め、それ以上の画出しはできなかった。被覆層が剥がれ始めたところで画出しを止め、被覆層の剥離性を実施例１と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表２に示す。
【００７３】
＜比較例３＞
未硬化の付加型液状シリコーンゴムに何も噴霧しなかった以外は実施例１８と同様に電子写真用弾性ローラを得た。硬化した電子写真用弾性ローラ表面に凹部は形成されず、圧縮永久歪は０．１％であった。弾性層と被覆層の接着の耐久性を確認するために実施例１８と同様に連続画出しをしたところ、３，０００枚画出ししたところで被覆層が剥がれ始め、それ以上の画出しはできなかった。被覆層が剥がれ始めたところで画出しを止め、被覆層の剥離性を実施例１８と同様に評価したところ、被覆層は全て剥がれた。これらの結果を表２に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【符号の説明】
【００７６】
１：軸芯体
２：弾性層
３：被覆層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された弾性層と、該弾性層の外周面上に形成された被覆層とを有する電子写真用弾性ローラの製造方法において、
該軸芯体の周囲に未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗付する工程と、
該軸芯体に塗布した未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水またはアルコール、あるいはそれらの混合液を噴霧する処理を施す工程と、
該噴霧処理した未硬化の付加型液状シリコーンゴムを加熱硬化させて該弾性層を形成するとともに該弾性層の表面に複数の凹部を形成する工程と、
該弾性層の外周に、該凹部に入り込んだ状態で被覆層を設ける工程と、を有することを特徴とする電子写真用弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記凹部の平均直径が１０μｍ以上４００μｍ以下、平均深さが５μｍ以上２００μｍ以下であり、かつ前記弾性層の表面に占める前記複数の凹部の総面積が該弾性層の表面の面積に対して１０％以上５０％以下である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記未硬化の付加型液状シリコーンゴム中のポリシロキサンに含まれるアルケニル基数に対するハイドロジェンポリシロキサンに含まれるヒドロシリル基数が１．５倍以上３．０倍以下である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗布する工程は、リング状塗工ヘッドを用いて行われる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１】
軸芯体と、該軸芯体の周囲に形成された弾性層と、該弾性層の外周面上に形成された被覆層とを有する電子写真用弾性ローラの製造方法において、
該軸芯体の周囲に未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗付する工程と、
該軸芯体に塗布した未硬化の付加型液状シリコーンゴムの表面に水またはアルコール、あるいはそれらの混合液を噴霧する処理を施す工程と、
該噴霧処理した未硬化の付加型液状シリコーンゴムを加熱硬化させて該弾性層を形成するとともに該弾性層の表面に複数の凹部を形成する工程と、
該弾性層の外周に、該凹部に入り込んだ状態で被覆層を設ける工程と、を有することを特徴とする電子写真用弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記凹部の平均直径が１０μｍ以上４００μｍ以下、平均深さが５μｍ以上２００μｍ以下であり、かつ前記弾性層の表面に占める前記複数の凹部の総面積が該弾性層の表面の面積に対して１０％以上５０％以下である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記未硬化の付加型液状シリコーンゴム中のポリシロキサンに含まれるアルケニル基数に対するハイドロジェンポリシロキサンに含まれるヒドロシリル基数が１．５倍以上３．０倍以下である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記未硬化の付加型液状シリコーンゴムを塗布する工程は、リング状塗工ヘッドを用いて行われる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２１１１３７（Ｐ２０１０−２１１１３７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９７５２（Ｐ２００９−５９７５２）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【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２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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