JP2002337161A - ローラの製造方法 - Google Patents

ローラの製造方法

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JP2002337161A
JP2002337161A JP2001149742A JP2001149742A JP2002337161A JP 2002337161 A JP2002337161 A JP 2002337161A JP 2001149742 A JP2001149742 A JP 2001149742A JP 2001149742 A JP2001149742 A JP 2001149742A JP 2002337161 A JP2002337161 A JP 2002337161A
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典之 ▲柳▼井
Noriyuki Yanai
Hidenori Sato
秀紀 佐藤
Arihiro Yamamoto
有洋 山本
Kentaro Niwano
謙太郎 庭野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム材との接着が安定な、クロム含有量10
%以下の鋼材の錆発生を大幅に改善し、環境上好まし
く、かつ安価なローラを提供する。 【解決手段】 熱による効果過程を経て形成される樹脂
製の被膜層を有するローラにおいて、金属性芯体がクロ
ム含有率10%以下の鋼材でメッキ処理を行なわないも
のであり、かつ、ローラ形成過程の間に少なくとも樹脂
製被服層の被服範囲外の外周に防錆処理を行なうことを
特徴とする製造方法で、接着剤塗布工程で防錆処理を行
なう。ローラ被服材料の熱硬化時に処理を行なうことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写装置、プリン
タ或いはファクシミリ、インクジェットプリンタ等の画
像形成装置において使用するローラの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、複写装置、プリンタ、ファクシミ
リ、インクジェットプリンタ等の画像形成装置において
は、現像ローラ、トナー塗布ローラ、帯電ローラ、転写
ローラ、紙送りローラ、等のローラが使用されている。
【0003】たとえば電子写真方式を用いたプリンタに
おいては、図1の様に構成され、矢印方向に回転する感
光体1が、帯電ローラ2により均一に帯電され、レーザ
ー3等により静電潜像を形成する。次に現像剤塗布ロー
ラ6及び現像剤規制部材5により適正電荷で均一に現像
ローラ4上に塗布された現像剤を用い、感光体1と現像
ローラ4との接触部で現像剤の転写(現像)が行われ
る。その後感光体上の現像剤は、転写ローラ8により記
録紙9に転写され、熱と圧力により定着され一連のプロ
セスが完了する。
【0004】これらプリンタ等に使用しているローラ
は、長期使用時に雰囲気の湿気よりローラ芯体に錆が発
生し、経時に錆が成長してしまうと、その錆が駆動中に
脱落し、紙等の記録媒体上、あるいは感光体上に混入し
て画像欠陥が起こしてしまう。特に感光体を使用する電
子写真方式の画像形成装置において感光体周りで使用さ
れる現像ローラ、現像剤塗布ローラ、帯電ローラに錆が
発生し脱落してしまうと、感光体と上記ローラとの間に
脱落した錆が挟まり、感光体及びローラに直接または間
接的に傷をつけてしまい、恒久的な画像不良の原因とな
ってしまう。
【0005】そのためこれらのローラに使用されている
芯体は、湿気により錆が発生してしまう快削鋼(JIS
G4804SUM材)にニッケルメッキ及びクロム酸
処理(一般にKNメッキと呼ばれる)のメッキ処理を行
ない錆の発生を防止したものが広く使用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のニ
ッケルメッキにクロム酸処理を施すメッキ処理(一般に
KNメッキと呼ばれる)は、クロム酸を使用しなければ
ならず、環境に必ずしも良い処理とは言えない。また、
KN処理された芯体の表面は、表面が不活性であるた
め、メッキを行なっていない鋼材に比べ、その外周に形
成する樹脂製の被服層との接着が難しくなる欠点が生じ
る。さらにはメッキ処理の工数がかかり、エネルギー的
にもコスト的にも好ましい処理とは言えない。
【0007】一方、メッキ処理を行なわなくても錆が発
生しない、もしくは発生しずらい金属材料として鋼材の
組成中に金属クロム成分を11%以上含有するステンレ
ス鋼(JIS G4303 SUS材)があるが、ステ
ンレス材は切削性が劣るため、加工に難がある。また、
ステンレス鋼は表面が不活性であるため、ステンレスを
使用した芯体を使用したローラは、樹脂製被服層との接
着性が他の鋼材に劣り、安定な接着性を確保するため
に、加工工程に表面を粗面化したり、多層の接着処理を
施したりすることがあるため、多大なエネルギーを要し
てしまう。さらにはステンレス材は材料費が非常に高価
であるため、その使用が制限される場合がある。
【0008】特に、芯体の外周上に形成する樹脂製の被
服層が付加型シリコーンの場合、接着層として芯体金属
の活性基(−OH基)との化学反応を利用したカップリ
ング剤を主成分とする接着処理剤を使用するため、表面
が不活性であるニッケルメッキにクロム酸処理をおこな
うメッキ処理を施した芯体およびステンレス芯体はロー
ラの接着信頼性に観点からはから好ましくない。
【0009】上記の如く、メッキを行なわない汎用の鋼
材は、表面に活性基が豊富であるため、樹脂製被服層の
接着安定性については非常に良好であり、生産コスト的
にも有利であるが、長期使用における錆の発生が唯一の
問題であった。
【0010】本発明は、環境的に好ましくないメッキ処
理を施すこと無く、また、樹脂製被服層との接着力を余
分な前処理なしに安定かつ強固に保ち、かつ、長期使用
においても錆の発生しにくいローラを安価に製造しうる
製造方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のローラ製造方法は、金属製芯体の外周面
に、熱による硬化過程を経て形成される樹脂製の被覆層
を有するローラにおいて、金属製芯体がクロム含有量1
0%以下の鋼材でメッキ処理を行なわないものであり、
ローラ形成過程の間に少なくとも樹脂製被服層の被覆範
囲以外の外周面を防錆処理を行なうローラの製造方法で
ある。
【0012】一般のローラ成形法の概略の手順は、樹脂
製の被服層の接着を妨げない様に、防錆油、研磨粉、汚
れ、ごみ等を除去する目的で、芯体を石油系溶剤等で洗
浄する。その後芯体に接着剤を塗布し、必要に応じて加
熱処理を行なう。その後芯体を金型に装着し、被服層と
なる樹脂材を射出あるいは注入等により芯体外周に配置
し、熱を用いて硬化を行なった後、金型から脱型しロー
ラ形状を形成する。もしくは接着剤を塗布した芯体を用
い、押し出し成形で芯体外周に樹脂材を被覆し熱により
硬化させても良い。被覆する樹脂が熱硬化性のゴムの場
合、反応を略完結させるとともに低揮発分を除去する目
的で、二次硬化を行なうのが一般的に用いられる成形手
順であり、被覆材料により二次硬化が必要であれば、二
次硬化を行なう。
【0013】本発明は、上記のごときローラ成形の過程
で、芯体の防錆処理を行なうことが特徴である。
【0014】
【発明の実施の形態】ところで錆の発生は、高湿で加速
され、また、素手で芯体に直接触れることで塩分等が作
用しさらに加速されてしまう。よって接着を安定に行な
うために行なう芯体洗浄後に、接着ができる状態を確保
しつつ、できるだけ早い時点で防錆処理を行なうことが
好ましい。以下に具体的な防錆処理法を示す。
【0015】第1の防錆処理の方法としては、芯体に樹
脂被服層の接着を行なうために行なう接着処理工程で、
非接着部を防錆効果を有する物質で処理する方法が考え
られる。この場合接着処理剤と防錆処理剤が同一である
ことがもっとも好ましいが、異なる材料であっても、同
一な処理工程(この場合は接着処理工程)で防錆処理を
行なえれば特に問題はない。
【0016】この方法をより具体的に示す。たとえば樹
脂被服層として液状シリコーンゴムを用いる場合は、ス
ポンジ等に含浸したシリコーンプライマーを、回転する
芯体の外周面全域に押し付け薄層に塗布して防錆処理が
行なうことができる。シリコーンプライマーとしては、
分子の片側に、−Si−(−O−R)3(Rはメチル
基、エチル基)等を有し、他端にはビニル基、ヒドロシ
リル基等を有するシランカップリング材を含有するシリ
コーンプライマー(たとえば東レダウコーニング社製D
Y35−067、DY35−051A&B等)を単独も
しくはシリコーンゴム成分を混合し、溶剤で希釈したも
のが接着性も良好であり好ましい。また、接着を安定さ
せたまま防錆性を更に向上させるために、シリコーンレ
ジン成分を含有させても良い。
【0017】また、樹脂被服層外の範囲には、シリコー
ンレジン、フッ素系塗料などの耐熱性防錆塗料を単独で
用いても良い。
【0018】ウレタンゴムの場合には、片末端にイソシ
アネート基、水酸基、アミノ基を有するカップリング剤
を主として用いることが好ましい。その他の樹脂材を被
覆層として用いる場合も、樹脂に適した接着処理剤を適
宜使用することが可能である。
【0019】いずれの場合も、上記のごとき接着処理剤
を塗布した後、芯体との化学反応を行なうため、もしく
は芯体への密着を向上させるため、加熱処理を行なう必
要があり、熱処理を行なうことで防錆効果が向上する。
【0020】(実施例1)芯体として、表1の芯体Aに
示した組成を有する鋼材製芯体を用い、芯体を石油系溶
剤であるアクトレル(エクソン社製)を用い洗浄を行な
った。次にこの芯体を回転させ、シリコーンプライマー
DY35−067(東レダウコーニング社製)をスポン
ジに含浸させ芯体外周面全面に塗布し、150℃で30
分熱処理し、接着剤を反応させ本発明に該当する芯体を
作成した。この芯体を金型に挿入し、二液性付加型シリ
コーン材料DY35−118(東レダウコーニング社
製)を注入し、150℃で20分硬化しローラ形状とし
た。このローラを金型より説型した後、200℃で4時
間二次硬化を行ない、実施例1のローラを作成した。
【0021】
【表1】 (実施例2)芯体として、表1の芯体Bに示した組成を
有する鋼材製芯体を用い、芯体を石油系溶剤であるアク
トレル(エクソン社製)を用い洗浄を行なった。次にこ
の芯体を回転させ、シリコーンプライマーDY35−0
67(東レダウコーニング社製)をスポンジに含浸させ
芯体外周面の被服層形成範囲のみに塗布し、同時に芯体
外周面の被服層形成範囲外に、片末端にヘキシル基を持
ち、シリコーンゴムに対し接着性を有しないシランカッ
プリング剤AY43−206M(束レダウコーニング社
製)を塗布し、150℃で30分熱処理し、接着剤を反
応させ本発明に該当する芯体を作成した。この芯体を金
型に挿入し、二液性付加型シリコーン材料DY35−1
18(東レダウコーニング社製)を注入し、150℃で
20分硬化しローラ形状とした。このローラを金型より
脱型した後、200℃で4時間二次硬化を行ない、実施
例2のローラを作成した。
【0022】(比較例1)芯体として、表1の芯体Aに
示した組成を有する鋼材製芯体を用い、芯体を石油系溶
剤であるアクトレル(エクソン社製)を用い洗浄を行な
った。次にこの芯体を回転させ、シリコーンプライマー
DY35−067(東レダウコーニング社製)をスポン
ジに含浸させ芯体外周面の被服層形成範囲のみに塗布
し、150℃で30分熱処理し、接着剤を反応させ芯体
を作成した。この芯体を金型に挿入し、二液性付加型シ
リコーン材料DY35−118(東レダウコーニング社
製)を注入し、150℃で20分硬化しローラ形状とし
た。このローラを金型より脱型した後、200℃で4時
間二次硬化を行ない、比較例1のローラを作成した。
【0023】第二の防錆処理の方法としては、芯体に樹
脂被服層の形成する樹脂材成形工程において金型を用い
た成形を行ない、金型の芯体保持部に予め防錆効果を有
する物質を供給する機構を有していることを特徴とする
ものである。
【0024】この方法をより具体的に示す。たとえば図
2に示すような金型に予め防錆効果を有する物質を供給
可能なようにしておく方法であり、耐熱性スポンジに防
錆効果を有する物質を予め含浸させておく。次工程で金
型芯体保持部に芯体を挿入し、防錆効果を有する物質を
芯体の樹脂被服層以外の外周面に塗布する方法である。
この方法に使用される防錆効果を有する物質としては、
加熱により樹脂材料の硬化反応および接着反応を阻害す
るようなガスを発生させないものが必要である。具体的
にはジメチルシリコーンオイル、フェニルシリコーンオ
イル、フロロシリコーンオイル、エポキシ変性シリコー
ンオイル等が挙げられる。以下にこの方法についての実
施例を示す。
【0025】(実施例3)芯体として、表1の芯体Aに
示した組成を有する鋼材製芯体を用い、芯体を石油系溶
剤であるアクトレル(エクソン社製)を用い洗浄を行な
った。次にこの芯体を回転させ、シリコーンプライマー
DY35−067(東レダウコーニング社製)をスポン
ジに含浸させ芯体外周面の被服層形成範囲のみに塗布
し、150℃で30分熱処理し芯体を用意した。この芯
体を、図2のスポンジ部に防錆物質としてジメチルシリ
コーンオイルSH200 1000cSt(東レダウコ
ーニング社製)をあらかじめ含浸しておいた金型に挿入
し、芯体の被服層形成範囲以外の外周面にシリコーンオ
イルを塗布した状態とした。その後金型に二液性付加型
シリコーン材料DY35−118(東レダウコーニング
社製)を注入し、150℃で20分硬化しローラ形状と
した。このローラを金型より脱型した後、200℃で4
時間二次硬化を行ない、実施例3のローラを作成した。
【0026】(比較例2)芯体として、表1の芯体Aに
示した組成を有する鋼材製芯体を用い、芯体を石油系溶
剤であるアクトレル(エクソン社製)を用い洗浄を行な
った。次にこの芯体を回転させ、シリコーンプライマー
DY35−067(東レダウコーニング社製)をスポン
ジに含浸させ芯体外周面の被服層形成範囲のみに塗布
し、150℃で30分熱処理し芯体を用意した。この芯
体を、図3の金型に挿入し、その後金型に二液性付加型
シリコーン材料DY35−118(東レダウコーニング
社製)を注入し、150℃で20分硬化しローラ形状と
した。このローラを金型より脱型した後、200℃で4
時間二次硬化を行ない、比較例2のローラを作成した。
【0027】これら実施例1〜3のローラ及び比較例1
〜2のローラについて、プリンタ(ヒューレットパッカ
ード社製レーザージェット6L)の帯電ローラ部に組み
込み、高温高湿環境(35℃90%)で30日放置した
場合の錆発生度合い、錆の欠落の有無、及び錆の欠落に
よる感光ドラム傷の有無を評価した結果を表2に示す。
【0028】また、表1芯体Cで示したニッケルメッキ
にクロム酸処理(KNメッキ)を行なった芯体を用いた
ローラ及び、表1芯体Dで示したクロム含有量11.5
%以上のステンレス材で作成した芯体を用いたローラ
を、比較例1と芯体以外は同条件で作成したローラにつ
いては、高温高湿環境(35℃90%)で2ヶ月放置し
た場合でも、錆の発生は確認できなかった。しかしなが
ら、成形時の接着性については、芯体Cで1.5%の接
着不良、芯体Dで1.0%の接着不良が発生し、クロム
含有量10%以下の芯体の接着不良率0%に比べ、明ら
かに劣る結果となった。
【0029】ここで、ローラの成形過程が終了した後
に、速やかに樹脂製被服層の非拭き範囲以外の外周面
に、防錆処理を行なうことも考えられるが、この場合は
別途に防錆処理工程を付加せねばならず、また、防錆処
理法によっては更なる加熱工程を加えねばならなくな
り、これも余分なエネルギーを要してしまい、省資源お
よび生産コスト上好ましくはない。
【0030】
【発明の効果】本発明によるローラの製造方法において
は、環境上好ましくなく、かつ接着信頼性の劣るニッケ
ルメッキにクロム酸処理(KNメッキ)を行なった芯体
を用いず、また、接着信頼性が劣り、製造コストの大幅
な増大をしてしまうステンレス芯体を用いることなし
に、接着信頼性の高いクロム含有量10%以下の鋼材の
欠点である錆発生を、大幅に改善したローラが製造可能
となる。また、錆発生を防止する防錆処理を、ローラの
熱を用いた硬化過程の間に完了させてしまうことで、ロ
ーラ成形完了後に行なう防錆処理に比べ、省エネルギー
を達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 電子写真方式のプリンタの画像形成機構を示
す図である
【図2】 本発明の金型芯金保持部を示す断面図の一例
である
【図3】 比較例の金型芯金保持部を示す断面図の一例
である
【符号の説明】
1 感光ドラム 2 帯電ローラ 3 露光光 4 現像ローラ 5 現像剤規制部材 6 現像剤塗布ローラ 7 現像容器 8 転写ローラ 9 記録媒体 10 クリーニングブレード 11 金型筒部 12 金型芯体保持部 13 防錆物質含浸部 14 注入ゲート 15 芯体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/08 501 G03G 15/08 501A 501D 15/16 103 15/16 103 // B29K 19:00 B29K 19:00 B29L 31:32 B29L 31:32 (72)発明者 山本 有洋 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 庭野 謙太郎 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H077 AC04 AD06 FA13 FA14 2H200 FA02 HA01 HA28 HB12 HB43 HB45 JA23 JA25 LC00 LC08 LC09 MA03 MA20 3J103 EA07 EA11 FA11 FA14 GA02 GA57 GA58 GA60 HA32 HA53 HA54 4F204 AA33 AA45 AD03 AD27 AH04 EA03 EB12 EK13 EW02 EW06 4K062 AA01 BC16 DA05 FA09 FA16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製芯体の外周面に、熱による硬化過
    程を経て、接着剤を介して形成される樹脂製の被服層を
    有するローラにおいて、前記金属製芯体がクロム含有量
    10%以下の鋼材でローラ形成過程の間に少なくとも前
    記被服層の被覆範囲以外の外周面に防錆処理を行なうこ
    とを特徴とするローラの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ローラ成形過程の間の防錆処理が、
    芯体への接着処理工程である請求項1記載のローラの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 前記熱による硬化過程が金型を用いた成
    形法であり、該金型の前記金属製芯体保持部に予め防錆
    効果を有する物質を供給する機構を有している請求項1
    記載のローラの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ローラの樹脂製被服層が付加型シリ
    コーンゴムであり、接着剤としてシランカップリング剤
    を含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項
    に記載のローラの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7348058B2 (en) 2003-03-10 2008-03-25 Tokai Rubber Industries, Ltd. Electrically conductive roll
JP2010204361A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Canon Inc 電子写真用弾性ローラの製造
JP2018120041A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 昭和電線ケーブルシステム株式会社 熱定着用ゴムローラの製造方法

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