JP2003039015A - 多層構成ローラの製造方法 - Google Patents

多層構成ローラの製造方法

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JP2003039015A
JP2003039015A JP2001232194A JP2001232194A JP2003039015A JP 2003039015 A JP2003039015 A JP 2003039015A JP 2001232194 A JP2001232194 A JP 2001232194A JP 2001232194 A JP2001232194 A JP 2001232194A JP 2003039015 A JP2003039015 A JP 2003039015A
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cylindrical elastic
roller
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Yoshiaki Nishimura
芳明 西村
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗膜精度が優れ且つ生産効率が高い多層構成
ローラの製造方法を提供すること。 【構成】 少なくとも2層構成であるローラを製造する
方法において、吐出口ノズル31が可撓性材料又は可撓
性を有する材料で構成し、吐出口ノズル31の吐出口3
6及び吐出口ノズル31のコーティング液通路の少なく
とも一部の形状を長方形とし、吐出口ノズル31を傾け
て吐出口36の長手方向と円筒状の弾性層のスラスト方
向が平行になるように吐出口ノズル31の先端又は先端
近傍を円筒状の弾性層の塗布面に当設させ、吐出口ノズ
ル31の傾きに対して非カウンター方向に円筒状の弾性
層を回転させながら円筒状の弾性層のスラスト方向に相
対的に移動させるとほぼ同時にコーティング液を吐出口
ノズル31ヘ一定吐出スピードで圧送して吐出口36か
らコーティング液を吐出させて帯状にコーティング液を
円筒状の弾性層に塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、特にレーザビーム
プリンタ、LEDプリンタ等の電子写真や電子写真製版
システム等に使用される多層構成ローラの製造方法に関
する。 【0002】 【従来の技術】電子写真装置等には、帯電ローラ、現像
ローラ、転写ローラ、定着用加圧ローラ等が使用されて
いる。これらのローラは図1に示すようにローラ本体1
から芯金2の一部が突出した形態(以下、ローラ本体1
から芯金2の一部が突出した部分を芯金突出部3とし、
図中、ハッチングにて芯金2上にて示す) を成してお
り、ローラ本体1の中央部の形状は、外径の一定なも
の、或は像担持体等に均一に圧接させるため、ローラ本
体1の中央部の外径を端部の外径より大きく形成されて
いる。円筒状の弾性層4は像担持体等に均一に圧接させ
るため、低硬度のゴム又はスキン層を有した発泡体のゴ
ム或は研磨した発泡体のゴムが使用されている。 【0003】又、円筒状の弾性層4からの移行物防止、
離型性を出す等、目的に応じて弾性層4の外周に被覆層
5を設けた多層構成ローラを用いることが多くなってい
る。 【0004】従来、弾性層にコーティング材を被覆する
方法の例としては、ローラ塗布法、ワイヤーバー塗布
法、ディッピング塗布法、スプレー塗布法等がある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ローラ
塗布法、ワイヤーバー塗布法等は被塗布物である弾性層
4の形状が中央部の外径を端部の外径より大きく形成し
ているような場合、ワイヤーバー等の塗布物と被塗布物
である弾性休とのギャップが一定にならず、均一な膜厚
を得ることが困難である。 【0006】一方、ディッピング塗布法、 スプレー塗布
法では、図2に示すように芯金突出部3にコーティング
液が塗布されないようにキャップ6を取り付けてコーテ
ィング液を塗布・乾燥後にキャップ6を取り外してい
た。特に、バイアス電圧を印加して使用されるローラは
芯金突出部3が軸受保持部として回転するばかりでな
く、芯金突出部3を通して電流を流すため、コーティン
グ液が塗布されないことが必要不可欠であった。 【0007】このため、コーティング液を塗布・乾燥前
後にキャップ6の着脱があると、作業が繁雑になった
り、又、塗布工程を自動化すると工程数が多くなり、生
産効率を高めることが困難であった。又、実際に弾性層
に塗布されるコーティング液の量よりも遥かに多量のコ
ーティング液を必要とし、コーティング液のポットライ
フ、コーティング液のコスト等、コーティング液の種類
も制限される。 【0008】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あって、その目的とする処は、塗膜精度が優れ且つ生産
効率が高い多層構成ローラの製造方法を提供することに
ある。 【0009】 【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、芯金の外周に円筒状の弾性層を設け、該
弾性層の表面にコーテング液を塗布し、該コーティング
液を乾燥する工程を有し、少なくとも2層構成であるロ
ーラを製造する方法において、吐出口ノズルが可撓性材
料又は可撓性を有する材料で構成し、吐出口ノズルの吐
出口及び吐出口ノズルのコーティング液通路の少なくと
も一部の形状を長方形とし、吐出口ノズルを傾けて吐出
口の長手方向と円筒状の弾性層のスラスト方向が平行に
なるように吐出口ノズルの先端又は先端近傍を円筒状の
弾性層の塗布面に当設させ、吐出口ノズルの傾きに対し
て非カウンター方向に円筒状の弾性層を回転させながら
円筒状の弾性層のスラスト方向に相対的に移動させると
ほぼ同時にコーティング液を吐出口ノズルヘ一定吐出ス
ピードで圧送して吐出口からコーティング液を吐出させ
て帯状にコーティング液を円筒状の弾性層に塗布するこ
とを特徴とする。 【0010】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。 【0011】図3は吐出口ノズルと円筒状の弾性層との
接触状態を説明する断面図、図4は吐出口ノズルの先端
の部分正面図である。 【0012】図3及び図4において、31は吐出口ノズ
ル、32はノズル支持体であり、このノズル支持体32
は吐出口ノズル31と一体化している。吐出口ノズル3
1の中空部40とノズル支持体32の中空部41は互い
に連通しており、これらの中空部40,41はコーティ
ング液の搬送通路になっていている。吐出口ノズル31
の中空部40の先端にある吐出口36及び中空部40の
断面形状は長方形である。吐出口ノズル31は可撓性の
材料で且つ長方形で中空部40のある構成を有するた
め、吐出口ノズル31自身に十分な可撓性を持たせるこ
とができる。 【0013】可撓性に構成した吐出口ノズル31を水平
に設置した円筒状の弾性層1の塗布面に対して33のよ
うに傾けて、吐出口ノズル31が若干撓む程度に吐出口
ノズル31の先端面34Aを円筒状の弾性層1に接触さ
せている。吐出口ノズル31の先端面34Aが吐出口ノ
ズル31と円筒状の弾性層1の塗布面との傾き33とほ
ぼ同角度で構成されている例を示す。 【0014】35は吐出口ノズル31が撓む方向を示
す。撓んだ吐出口ノズル31の戻り力で弾性層1の表面
に接触するため、円筒状の弾性層1の塗布面と吐出口ノ
ズル31の吐出口36との微小な距離を一定に保つこと
ができる。尚、先端面34Aは可成り小さい面積でも良
い。 【0015】又、弾性層1と対向する吐出口ノズル31
の先端面34Aを弾性層1の表面ヘ一定圧力を掛けなが
ら、吐出口ノズル31が弾性層1の回転方向41に対し
て非カウンター当たりに接触するように吐出口ノズル3
1を配置して円筒状の弾性層1のスラスト方向に吐出口
ノズル31を移動させれば、吐出口ノズル31の先端面
34Aを安定した接触状態で回転する弾性層1の表面を
螺旋状に移動させることができる。 【0016】更に、形状が長方形である吐出口36の長
手方向と円筒状の弾性層1のスラスト方向とを平行に配
置する。そして、吐出口36から一定吐出量でコーティ
ング液を吐出させ、弾性層1を回転させながら吐出口ノ
ズル31を一定スピードで弾性層1のスラスト方向に移
動させると、円筒状の弾性層1の形状に倣って帯状にコ
ーティング液を吐出形成し、又、吐出口ノズル31が弾
性層1の表面を螺旋状に移動させることにより弾性層1
の表面全部をコーティング液が塗布される。 【0017】又、先端面34Aを弾性層1に確実に接触
したままで吐出するコーティング液は弾性層の表面に斜
めに衝突するため、その飛散が抑えられ、弾性層1と密
着性が良く、液だれの少ない帯状の塗布面が得られる。 【0018】更に、先端面34Aと吐出口36の角度は
鋭角の30〜60°が望ましく、先端面34Aの材質と
しては限定されるものではないが、弾性層1に対して滑
り性の良い材質が望ましく樹脂、金属及び樹脂と金属の
混合物が選ばれ、例えばポリエチレン、フッ素樹脂、ニ
ッケル、黄銅、ニッケルとフッ素樹脂の混合物等があ
り、又は前記材料をコートしても良い。吐出口ノズル3
1の材質としては、可撓性のある樹脂が望ましく、例え
ばポリエチレン、ポリスチレン、フッ素樹脂等があり、
コーティング液と吐出口ノズル31の溶解性等により適
時選択される。 【0019】吐出口ノズル31の可撓性は吐出口ノズル
31自身に可撓性を持たせるか、又は不図示の圧送ポン
プに連結されているノズル支持体32に可撓性を有する
構成を少なくとも一方に持たしている。又、ゴム等の弾
性体によりゴムの弾性撓みをノズル支持体32に掛けて
先端面34Aが接触するようにしても良い。コーティン
グ液を圧送する方法としては、一定吐出スピードで圧送
できれば良く、モノポンプ、 ギヤポンプ等が挙げられ
る。 【0020】以下、本発明の具体的な実施例について説
明する。 【0021】[実施例1]多層構成ローラとして電子写
真方式の複写機、プリンター等でバイアス電圧を印加し
て感光体の表面を帯電させる帯電ローラを例にとって本
発明の製造法を詳細に説明する。 【0022】導電発泡層である弾性層1はEPDMゴム
に導電フィラー、発泡剤、加硫剤等を混練りし、更に押
出し機で円筒状に成形した。成形品を加硫缶で165
℃、20分の条件で加硫・発泡させ、熱風炉で180
℃、20分の条件で2次加硫を行い、円筒状の発泡体を
得た。発泡体の断面を切断して気泡径を光学式顕微鏡で
測定したところ、φ80〜120μmであった。 【0023】次に、円筒状の発泡体を芯金に圧入・接着
し、その後、研摩機で外径を仕上げた。研摩した発泡ロ
ーラの寸法は芯全径φ6mm、芯全長250mm、中央
部の平均外径をφ11.8mm、芯全の両端部から13
mmの位置の平均外径をそれぞれφ11.6、φ11.
55mmのクラウン形状で、ゴム長240mmである。
又、研摩した発泡ローラのフレ精度をレーザ測長機で測
定すると0.1mmであった。コーティング液は水系ア
クリル樹脂液に導電性金属酸化物を15%添加し、ボー
ルミルで24時間分散させ、粘度700cpsに調整し
たものを用いた。 【0024】本発明に用いられる吐出口ノズル31の吐
出口36の詳細形状を図4に基づいて説明する。 【0025】吐出口ノズル31の形状として、吐出口3
6の長方形の形状を長手の長さ5mm、短手の長さ0.
3mmにした。長手の長さ及び短手の長さは帯状に塗布
するコーティング層の厚みにより適時選択される。又、
吐出口ノズル31の長さを30mm、Wは吐出口ノズル
31の肉厚で肉厚を0.8mmにし、材質をポリエチレ
ンで構成した。先端面34Aは角度が略45°であり、
面取り巾を0.5mmとした。 【0026】次に、発泡ローラの芯金の両端部は不図示
の回転軸に水平にチャックして発泡ローラが80rpm
で回転できるように設置した。更に、吐出口ノズル31
を円筒状の発泡層に当接させるために、吐出口36の長
手方向と発泡ローラの軸方向を平行にして吐出口ノズル
31を垂直方向に対して略45°に傾け、吐出口ノズル
31の先端面34Aが発泡層1の上部に当接して吐出口
ノズル31が若干撓む程度にセットした。 【0027】発泡層1との当接面である吐出口ノズル3
1の先端面34Aは発泡ローラの中心線を向いている。
円筒状の発泡層1を回転軸に固定し、その後、コーティ
ング液が吐出するとほぼ同時に400mm/分の移動ス
ピードで吐出口ノズル31を発泡ローラの中心線と平行
移動できるように設定した。 【0028】前記設定後、ギヤポンプで3cc/秒の吐
出量でコーティング液の圧送を開始し、コーティング液
が吐出口35から吐出するとほぼ同時に吐出口ノズル3
1を400mm/分の移動スピードで移動して円筒状の
発泡層1にコーティング液を塗布した。 【0029】その後、塗布後の円筒状の発泡ローラを熱
風炉で60℃、2分加熱して予備乾燥とし、乾燥後上記
条件で更にコーティング液を同様に塗布し、熱風炉で1
00℃、30分加熱して塗布層を成膜させた。 【0030】成膜後の塗工ローラの外径をレーザ測長機
で測定し、中央部の平均外径をφ11.95mm、芯金
の両端部から13mmの位置の平均外径をそれぞれφ1
1.76、φ11.70mmのクラウン形状であり、塗
工ローラの中央部及び芯金の両端部から13mmの位置
の成膜層の厚みを測定すると中央部は74〜79μm、
芯金の両端部から13mmの位置は72〜77μmであ
った。弾性層に倣って均一な膜厚を得た。 【0031】次に、被膜を形成した発泡層を芯金突出部
の長さが13mmになるように切断した。切断後、芯金
突出部の外径部を目視検査したところ、芯金突出部の汚
れはなかった。 【0032】[実施例2]次に、導電発泡層である弾性
層1を円筒金型を用いて作製した。導電発泡層である弾
性層1はEPDMゴムに導電フィラー、発泡剤、加硫剤
等を混練りし、更に押出し機で円筒状に成形した。一定
の長さにした円筒状の成形品に実施例1と同じ芯金を挿
入し、更に逆クラウン形状の円筒金型の中心に芯金が納
まるように配置した。逆クラウン形状の円筒金型を加熱
盤で160℃、30分の条件で加熱してスキン層付きク
ラウン形状の発泡ローラを成形した。 【0033】次に、スキン層付き発泡ローラの外径寸法
をレーザ測長機で測定し、中央部の平均外径をφ11.
95mmで、中央部、芯金の両端部から13mmの位置
の平均外径をそれぞれφ11.75、φ11.76mm
のクラウン形状であった。又、発泡ローラのフレ精度を
レーザ測長機で測定すると0.1mmであった。コーテ
ィング液及び吐出口ノズル31は実施例1と同じものを
用いた。塗工条件は実施例1 と同じものと比較例として
吐出口ノズル31の先端面34Aが発泡層1の外周部に
当接しない条件で約0.5mmの隙間をあけた。 【0034】前記設定後、実施例2と比較例で実施例1
と同様な吐出量、吐出口ノズル31の移動スピード、ロ
ーラの回転数でコーティング液を塗布した。その後、塗
布後の塗工発泡ローラを同様に熱風炉で100℃、30
分加熱して塗布層を成膜させた。成膜後の実施例2の塗
工ローラの外径をレーザ測長機で測定し、中央部の平均
外径をφ12.02mm、芯金の両端部から13mmの
位置の平均外径をそれぞれφ11.86、φ11.87
mmのクラウン形状であり、塗工ローラの中央部及び芯
金の両端部から13mmの位置の成膜層の厚みを測定す
ると中央部は34〜36μm、芯金の両端部から13m
mの位置は33〜35μmであった。比較例では中央部
は32〜35μm、中央部に比べ両端部が厚みむらが2
6〜33μmと悪くなった。 【0035】次に、被膜を形成した発泡層を芯金突出部
の長さが13mmになるように切断した。切断後、芯金
突出部の外径部を目視検査したところ、芯金突出部の汚
れはなかった。 【0036】次に、これらの塗工発泡ローラを用いて実
際にレーザビームプリンター(LBP)の帯電ローラと
して取り付けて出力される画像の評価を行った。上記の
ようにして本発明により製造された実施例2の塗工発泡
ローラを感光体に1000grで当接させ、プロセスス
ピード(φ30mmの感光体の周速度)72mm/秒、
印加バイアスAC(1800Vpp、500Hz)+DC
(−700V)の条件でハーフトーン画像を評価した。 【0037】その結果、斑点や砂地の無い良好なハーフ
トーン画像が実施例2では得られた。比較例の塗工発泡
ローラでも同様な評価を行ったが、何れも所々に砂地状
の帯電むらがあり、帯電不良を起こした。 【0038】 【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、芯金の外周に円筒状の弾性層を設け、該弾性層
の表面にコーテング液を塗布し、該コーティング液を乾
燥する工程を有し、少なくとも2層構成であるローラを
製造する方法において、吐出口ノズルが可撓性材料又は
可撓性を有する材料で構成し、吐出口ノズルの吐出口及
び吐出口ノズルのコーティング液通路の少なくとも一部
の形状を長方形とし、吐出口ノズルを傾けて吐出口の長
手方向と円筒状の弾性層のスラスト方向が平行になるよ
うに吐出口ノズルの先端又は先端近傍を円筒状の弾性層
の塗布面に当設させ、吐出口ノズルの傾きに対して非カ
ウンター方向に円筒状の弾性層を回転させながら円筒状
の弾性層のスラスト方向に相対的に移動させるとほぼ同
時にコーティング液を吐出口ノズルヘ一定吐出スピード
で圧送して吐出口からコーティング液を吐出させて帯状
にコーティング液を円筒状の弾性層に塗布するようにし
たため、塗膜精度の高い多層構成ローラを効率良く製造
することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図1】被覆ローラの断面図である。 【図2】従来の塗布する際のローラのマスク状態を示す
図である。 【図3】吐出口ノズルと円筒状の弾性層との接触状態を
示す断面図である。 【図4】吐出口ノズルの先端の部分正面図である。 【符号の説明】 1 ローラ本体 2 芯金 3 芯金突出部 4 弾性層 5 被覆層 6 キャップ 31 吐出口ノズル 36 吐出口
───────────────────────────────────────────────────── 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 501D 4F041 15/16 103 15/16 103 4F213 15/20 103 15/20 103 // B05C 5/02 B05C 5/02 B29K 9:00 B29K 9:00 33:00 33:00 105:04 105:04 105:16 105:16 105:24 105:24 Fターム(参考) 2H033 AA31 BB29 BB30 BB31 2H071 DA06 DA08 DA09 DA12 2H077 AD06 FA12 FA21 FA25 2H200 FA13 HA01 HA28 HB12 HB45 HB46 HB47 JA01 LC02 LC03 LC04 MA02 MA08 MB01 MC01 4D075 AC06 AC09 AC93 AC94 AE03 CA07 DA15 DC24 DC27 EA05 EA10 EB22 4F041 AA05 AB02 BA05 BA12 BA17 4F213 AA09 AA21 AB02 AB03 AB11 AB13 AB16 WA06 WA14 WA18 WA32 WA33 WA36 WA38 WA43 WA54 WA58 WA63 WA87 WA97 WB01 WB13 WB22 WE06 WE07 WE16 WF01 WF06 WF23 WF24 WK03 WW06 WW15 WW23 WW24 WW33 WW37

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 芯金の外周に円筒状の弾性層を設け、該
    弾性層の表面にコーテング液を塗布し、該コーティング
    液を乾燥する工程を有し、少なくとも2層構成であるロ
    ーラを製造する方法において、 吐出口ノズルが可撓性材料又は可撓性を有する材料で構
    成し、吐出口ノズルの吐出口及び吐出口ノズルのコーテ
    ィング液通路の少なくとも一部の形状を長方形とし、吐
    出口ノズルを傾けて吐出口の長手方向と円筒状の弾性層
    のスラスト方向が平行になるように吐出口ノズルの先端
    又は先端近傍を円筒状の弾性層の塗布面に当設させ、吐
    出口ノズルの傾きに対して非カウンター方向に円筒状の
    弾性層を回転させながら円筒状の弾性層のスラスト方向
    に相対的に移動させるとほぼ同時にコーティング液を吐
    出口ノズルヘ一定吐出スピードで圧送して吐出口からコ
    ーティング液を吐出させて帯状にコーティング液を円筒
    状の弾性層に塗布することを特徴とする多層構成ローラ
    の製造方法。
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