JP2001281963A - 事務機器用ローラ及びその製造方法 - Google Patents

事務機器用ローラ及びその製造方法

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JP2001281963A
JP2001281963A JP2000089055A JP2000089055A JP2001281963A JP 2001281963 A JP2001281963 A JP 2001281963A JP 2000089055 A JP2000089055 A JP 2000089055A JP 2000089055 A JP2000089055 A JP 2000089055A JP 2001281963 A JP2001281963 A JP 2001281963A
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JP
Japan
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roller
shaft
coating layer
groove
office equipment
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JP2000089055A
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English (en)
Inventor
Kazuhide Tsuda
一英 津田
Atsuhiro Kouno
淳洋 河野
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Sumitomo Riko Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】複写機、プリンタあるいはFAX等の事務機器
に多種類使用されている小型の弾性ローラは、シャフト
に接着剤が塗布されてゴム又は樹脂を化学的に接着して
被覆層を形成している。このため、シャフトから被覆層
を完全かつ簡便に剥離すことが困難になっており、シャ
フトのリサイクルの妨げになっている。 【解決手段】螺旋状溝部を設けたシャフトと被覆層と一
体成形することで、被覆層を物理的に密着・固定するこ
とができる。溝部の深さ、幅及び螺旋の角度を適正に選
択することで事務機器用ローラの製造及び耐久性、更
に、シャフトのリサイクルに問題を生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタある
いはFAX等の事務機器に多種類使用されている主に小
型の弾性ローラに関し、更に詳述すると、これらローラ
は種類毎異なる処理且つ多工程のもとに製造されている
が、これらローラに対する種々の機能要求に対応できる
簡便な構成の事務機器用ローラ及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】上記ローラは、主に、金属製で表面平滑
な円筒状のシャフトに高分子物質の各種ゴムあるいは樹
脂層が1層乃至複数層被覆された構造で、通常、シャフ
トは脱脂処理の上、更に、シャフトに接する被覆層に合
せて塩化ゴム系接着剤あるいは表面活性処理剤等の接着
処理が多工程且つ多種の材料でなされている。これは被
覆層がローラ回転中に剥離・ずれを発生させないための
ものである。例えば、シャフトがローラに成形されるま
での主要な工程は、シャフトの表面洗浄→下塗り接着剤
塗布→熱風乾燥→上塗り接着剤塗布→熱風乾燥→冷却→
シャフト及び被覆層材料をローラ成形金型内に載置→加
熱・加圧成形→ローラ取出しとなっている。そのため、
接着剤あるいは特殊表面処理をしなくても被覆層が強固
に固定できる導電性ゴムロールの製造方法として、特開
平8−190249号は、予め二層の被覆層を複数の押
出機によりホース状に押し出し、連続的に加硫させた
後、これを所定の長さに切断し、ホース状内管内にシャ
フト挿入側と逆方向から10Nの圧力で空気を送り込ん
でホースを膨らませながらシャフトを挿入している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記接着剤を使用する
工程では、塗膜及び表面処理の取扱いに多大な管理(湿
度・温度・時間等)、固有技術(接着剤の選択・膜厚・
保管管理、接着不良対策)及び設備費(面積・装置等)
を必要とし、生産においては、工程滞留時間・熱エネル
ギー・材料費・加工費がかかり生産効率の妨げになって
いる。更に、接着剤で接着されているため、ローラのシ
ャフトをリサイクルする際に容易に高分子物質(接着剤
含む)の軟質の被覆層を完全に取去ることができない。
これら取去ることのできないシャフト外周面上に付着し
ている接着剤あるいは高分子物質を焼き取るには環境汚
染対策が必要であり、高温処理によりシャフト材質の変
質及び寸法変形をともない再利用が困難である。また、
有機溶剤に浸漬して取去る方法も廃液処理対策等で困難
がともなう。
【0004】また、上記接着剤を使用しない製造方法
は、シャフトの平滑面をゴムの緊縛力による密着のみの
ため、事務機器内の環境温度に対応する耐久性に問題が
ある。更に、複数の押出機・連続加硫設備等に多大な設
備費及びそれらの固有技術を必要とするので、多種類の
ローラ製造に適宜な対応は困難であり、生産性効率の低
下・生産コストの上昇となる。本発明は、上記事情に鑑
みてなされたもので、シャフトと被覆層を接着剤なしで
強固に物理的に密着させ、耐久性に問題のないローラを
簡便に且つ安価に得ることである。更に、シャフトのリ
サイクルが環境問題の発生もなく安価且つ簡便にできる
ことを提案するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シャフトと、その外周面に接してゴム製
あるいは樹脂製の弾性被覆層とを有するローラにおい
て、前記外周面には螺旋状の溝部が設けられていること
を特徴とする事務機器用ローラである。このため、被覆
層の軸方向ずれがシャフト溝部で防止され、更に、螺旋
状のため被覆層の径方向捩れが防止されて、接着剤を使
用しなくても被覆層が強固にシャフトに固定されること
になる。
【0006】更に、前記溝部において、前記シャフト外
径をD,前記溝部の深さをAとしたとき、該Aが1mm
≦A<D×1/4mmにあることを特徴とする請求項1
記載の事務機器用ローラとなる。このため、被覆層のシ
ャフトへの投錨効果を増し、更に、シャフトの径方向剛
性(ローラの回転振れを防ぐ)を維持することができ
る。
【0007】更に、前記溝部において、前記シャフト外
径をD,前記螺旋状が前記シャフト軸線と交差する鋭角
の角度をα、前記溝部の開口幅をBとしたとき,該Bが
1mm≦B<D×tan(90−α)°mmにあること
を特徴とする請求項1乃至2記載の事務機器用ローラと
なる。このため、開口幅が1mm以上あれば被覆層材料
の溝部充填が確実となりその投錨効果がより増す。開口
幅が広すぎると投錨効果がなくなり被覆層が剥離し易く
なる。
【0008】更に、前記螺旋状において、前記螺旋状が
前記シャフト軸線と交差する鋭角の角度をαとしたと
き、該αが20〜70°にあることを特徴とする請求項
1,2乃至3記載の事務機器用ローラとなる。このた
め、角度が小さいと被覆層の軸方向ずれ(特に、金型よ
りの脱型のときに)が発生し易く、また、角度が大きい
とローラの長期稼動で被覆層の径方向捩れが発生し易
い。
【0009】更に、前記溝部の断面形状において、前記
溝部の側壁が開口幅より拡大する方向で傾斜しているこ
とを特徴とする請求項1、2、3乃至4記載の事務機器
用ローラとなる。このため、被覆層の溝部への投錨効果
がより確実になる。
【0010】また、請求項1から請求項5記載の事務機
器用ローラにおいて、前記被覆層と前記シャフトが、所
定の円筒状金型内で一体成形されることを特徴とする事
務機器用ローラの製造方法となる。このことは、被覆層
とシャフトが化学的な接着でなくて、シャフトの溝部と
被覆層が一体同時成形されることによる物理的強固な固
定のため、シャフトのリサイクルが容易となる。
【0011】
【発明の実施の形態】ここで、事務機器用ローラのシャ
フトは芯金となるもので、主に、鉄、アルミあるいはス
テンレス製等の金属製であり、多くが外径5〜15m
m、長さ250〜350mm程度のもので、高剛性且つ
軽量で回転軸の振れがないことである。例えば、ロール
の芯振れは最大±0.25mmとされている。用途によ
って、導電性機能を持つものがある。螺旋状の溝部は、
公知の金属加工法により実施されて良く、簡便には切削
加工による。あるいは、シャフト外周面に凸部が形成さ
れてその両隣りの凸部によりそれぞれ溝部が形成されて
も良い。要は、シャフト外周面に投錨効果を発生する螺
旋状の溝部が形成されていれば良い。また、溝部の上部
両角は被覆層が切れないように面取りが施されている。
【0012】溝部の断面形状は、一般的にU字状をな
し、特に、投錨効果を顕著にするため上部開口幅より下
部に行くに従い広い断面となるのが良い。あるいは、切
削加工上、断面の両側部壁形状を各々対称にく状(<
>)にして断面底部で付合せても良いが、好ましくは下
方に拡大するテーパーを付けることが簡便である。螺旋
状は、投錨効果を上げるためジグザグ状溝を設けても良
いが、好ましくは簡便に軸線に対して20〜70°の傾
きをもつ線状の螺旋となる。
【0013】上記シャフトに被覆される被覆層は、事務
機器用ローラとして公知のゴムあるいは樹脂製材料が使
用され、用途によっては、発泡体層あるいは複数層が形
成されこともある。要は、被覆層の一つとして弾性機能
をもつ弾性層が一体成形される。かかる弾性層は樹脂の
加熱成形、ゴムの加硫成形あるいはこれらの発泡工程が
含まれる。また、本発明の如くシャフトと被覆層とが一
体的に成形された後、該被覆層の外周面の仕上げ切削加
工、表面処理加工あるいはさらに種々の外層形成の被覆
処理加工が施される場合もある。これらの層毎にあるい
は弾性層に各種の機能をもたせることが行われている。
【0014】これまでのことから、少なくとも1層の被
覆層とシャフト螺旋状の溝を一体成形する本発明の製造
方法とは、即ち、シャフトとローラの被覆層材料が接着
剤塗布工程ないしは接着処理工程のための表面処理工程
をなくして、ゴム加硫成形または樹脂加熱成形と同時一
体成形で密着させることにある。これは、成形された事
務機器用ローラからシャフトを分離する場合に、被覆層
がシャフト表面に残らないで容易に分離できることを示
す。また、本発明製造方法の前処理工程として、一般的
にシャフト表面の異物あるいは油脂類の簡易洗浄工程
や、ゴムや樹脂との濡れ・密着を良くする溶液あるいは
粉類の散布、機能性材料(例えば、導電性調整剤)の塗
布あるいは糊類の塗布が施されることが考えられる。成
形金型は円筒形をしており、公知の射出成形、圧入成形
あるいは2割金型成形でも良い。
【0015】
【実施例】以下に、本発明を図面及び表1、2、3の比
較例・実施例を参照して説明する。図1は、本発明の実
施例で、プリンタの帯電用ローラ軸方向断面図(一部切
り欠き含む)を示す。図2は、本発明の溝部の部分拡大
説明図を示す。図3は、本発明の別の溝部で、同じく部
分拡大説明図を示す。図4は、本発明の実施例で、加硫
後、円筒状金型からローラを脱型する概要説明断面図
(一部切り欠き含む)を示す。
【0016】図1のローラ1は、シャフト2が長さ25
0mm、その外径Dが6mmの炭素鋼丸棒の両端部各々
10mmを残して、螺旋状のU字溝部4を切削加工によ
り形成した。表1、2及び3の比較例・実施例は、U字
溝部4の深さAが0.5〜1.5mm、その幅Bが0.
5〜6.0mm、その螺旋状の角度αが0〜90°で
(α0°は溝部がシャフト軸線方向と平行で、α90°
は溝部が各々独立して径方向一周していることを示
す)、そのローラ1の性能評価(接着性、耐久性)を性
能評価欄に示す。接着性評価は、脱型時に被覆層3がシ
ャフト2よりの分離有無で、○印は分離がなく他に異常
がなかったこと、×印は分離が発生したことを示す。耐
久試験は、実機レーザービームプリンタによる6000
枚通紙の複写耐久テストで、画像及びローラに異常有無
の評価結果を、○印は異常がなく、×印は異常があった
ことを示す。判定欄に×印になった理由を記載してい
る。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】溝部4の深さAが0.5mmの比較例2は
脱型時に被覆層3がシャフト2より分離し、比較例3は
シャフト外径Dが6mmで、A=6×1/4=1.5m
mとなり耐久性でシャフト2に変形が発生している。A
が1.0mmの実施例1は耐久性に問題がなかった。溝
部4の幅Bが0.5mmの比較例4は脱型時に被覆層3
がシャフトより分離し、比較例5はシャフト外径Dが6
mm、螺旋状の角度αが45°で、B=6×tan(9
0°−45°)=6mmとなり耐久性で被覆層3が径方
向捩じれを発生している。Bが1及び3mmの実施例
2,3は耐久性に問題がなかった。溝部4の部分拡大説
明図2は、溝部4の両側壁形状を各々対称にく状(<
>)にして断面底部で付合わせたものを示す。図3は図
2と同様に、下方に拡大する壁部に設けたものを示す。
螺旋状の溝部4の角度αが0°及び90°の比較例6、
7は、脱型時に被覆層3がシャフト2より分離、あるい
は耐久性で被覆層4が径方向捩じれを発生ている。αが
20及び70°の実施例4,5は耐久性に問題がなかっ
た。
【0021】上記実施例のローラ1の製造は、上記シャ
フト2に鍍金を施し、事前に準備した所定のゴム組成物
を、ゴム用ロールで所定の重量及び寸法の矩形に成形
し、図4如く所定の円筒金型5の軸方向一方から該シャ
フト2とともに挿入し、所定の加圧・加硫成形を行い、
加硫終了後、成形されたローラ1を一方より押出し脱型
して帯電用ローラ1を得た。(図4は、ローラ1の先端
部が金型5より右方向に一部脱型途中を示す)
【0022】
【発明の作用及びその効果】以上の如く、本発明では、
接着剤あるいはそれに類するものを使用してローラが製
造されていないので、即ち、高分子の被覆層と金属製の
シャフトは接着してなく、シャフトの外周面に形成され
た螺旋状の溝部により事務機器用ローラに十分な強度で
もって被覆層が物理的に密着・固定していることにな
る。このことにより、接着剤を使用した平滑なシャフト
の外周面から高分子組成物(接着剤含む)を完全にかつ
簡便に分離することが不可能であったが、シャフトから
密着している高分子組成物を分離(剥がす)することは
容易となり、シャフトを回収し再利用するリサイクルシ
ステムが簡便かつ安いコストで可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリンタの帯電用ローラ軸方向断面図
を示す。
【図2】本発明の溝部で、溝部部分拡大説明図を示す。
【図3】本発明の別の溝部で、溝部部分拡大説明図を示
す。
【図4】図1のローラを脱型する概要説明断面図を示
す。
【符号の説明】
1 ローラ 2 シャフト 3 被覆層 4 溝部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H003 BB11 CC05 3J103 AA02 AA13 AA32 AA37 AA51 AA81 AA85 BA41 EA02 EA03 EA08 EA11 FA30 GA02 GA57 GA58 GA60 HA03 HA05 HA06 HA32 HA33 HA37 4F204 AD08 AD18 AD24 AH04 FA01 FB01 FB12 FF01 FF05 FG01 FN11 FN15 FN17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シャフトと、その外周面に接してゴム製あ
    るいは樹脂製の弾性被覆層とを有するローラにおいて、
    前記外周面には螺旋状の溝部が設けられていることを特
    徴とする事務機器用ローラ。
  2. 【請求項2】前記溝部において、前記シャフト外径を
    D,前記溝部の深さをAとしたとき、該Aが1mm≦A
    <D×1/4mmにあることを特徴とする請求項1記載
    の事務機器用ローラ。
  3. 【請求項3】前記溝部において、前記シャフト外径を
    D,前記螺旋状が前記シャフト軸線と交差する鋭角の角
    度をα、前記溝部の開口幅をBとしたとき,該Bが1m
    m≦B<D×tan(90−α)°mmにあることを特
    徴とする請求項1乃至2記載の事務機器用ローラ。
  4. 【請求項4】前記螺旋状において、前記螺旋状が前記シ
    ャフト軸線と交差する鋭角の角度をαとしたとき、該α
    が20〜70°にあることを特徴とする請求項1,2乃
    至3記載の事務機器用ローラ。
  5. 【請求項5】前記溝部の断面形状において、前記溝部の
    側壁が開口幅より拡大する方向で傾斜していることを特
    徴とする請求項1、2、3乃至4記載の事務機器用ロー
    ラ。
  6. 【請求項6】請求項1から請求項5記載の事務機器用ロ
    ーラにおいて、前記被覆層の材料と前記シャフトが、所
    定の円筒状金型内で一体成形されることを特徴とする事
    務機器用ローラの製造方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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