JP2004233817A - Sponge roll - Google Patents

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JP2004233817A JP2003024114A JP2003024114A JP2004233817A JP 2004233817 A JP2004233817 A JP 2004233817A JP 2003024114 A JP2003024114 A JP 2003024114A JP 2003024114 A JP2003024114 A JP 2003024114A JP 2004233817 A JP2004233817 A JP 2004233817A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sponge roll which has high productivity and is adaptable to even a complicated arrangement (pattern) of projection streaks on the surface. <P>SOLUTION: On the surface of a sponge elastic layer 2 formed around the outer surface of a shaft 1, a plurality of projection streaks 3 are formed extending nearly along the axis with specified intervals in the circumferential direction and those projection streaks 3 are formed of photosetting resin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機,プリンター,ファクシミリ等の電子写真装置に用いられるトナー供給ロール等のスポンジロールに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真装置における複写は、感光ドラムの表面に原稿像を静電潜像として形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙上に転写定着することにより行なわれている。この複写における上記トナー像の形成は、トナー供給ロールがトナーボックスから現像ロールの表面にトナーを供給し、この現像ロールの表面のトナーを上記静電潜像に付着させることにより行われている。そして、上記静電潜像に付着されずに現像ロールの表面に残った残余のトナーは、トナー供給ロールにより掻き取られ、トナーボックスに戻された後、トナーボックス内のアジテータ(攪拌機)により攪拌され、再使用に供される。
【0003】
したがって、トナー供給ロールには、トナーを安定して現像ロールに供給するトナー供給性能に加え、現像ロールの表面に余ったトナーを確実に掻き取るトナー掻き取り性能も求められている。そこで、そのトナー掻き取り性能を向上させるために、トナー供給ロールの表面に、軸方向に延びる複数の凸条を周方向に所定のピッチで形成すること等が行なわれている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−38749号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トナー供給ロールは、一般に、軸体と、その外周面に成形されたウレタンフォームからなるスポンジ弾性層とからなっており、そのスポンジ弾性層表面の粗面により、トナー供給性能を発揮している。そして、トナー掻き取り性能等をより向上させるために、上記のようにスポンジ弾性層の表面に凸条が形成されているのであり、その凸条の形成方法としては、下記の▲1▼および▲2▼の方法が考えられる。
▲1▼軸体の外周面にスポンジ弾性層を成形した後、スポンジ弾性層の表面に、軸方向に延びる複数の凹溝を所定のピッチで周方向に切削加工等により形成することにより、隣り合う凹溝と凹溝の間に上記凸条を発現させる。
▲2▼スポンジ弾性層を成形するための成形金型として、上記凸条に対応する条溝が内周面に形成された特殊な成形金型を用いる。
【0006】
しかしながら、上記▲1▼の方法では、スポンジ弾性層自体が低硬度であり、切削加工等をしようとすると変形するため、切削加工等の加工が困難である。このため、加工を無理に行っても、加工精度の維持は困難である。しかも、加工時間も長くなり、生産性が低くなる。また、上記▲2▼の方法では、成形金型の作製に時間とコストがかかるうえ、成形金型の加工技術の限界や成形時の作業性等の限界のため、実現可能な凸条配置(パターン)が制限され、所望のトナー掻き取り性能が、なかなか得られない。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、生産性が高く、表面の凸条配置(パターン)が複雑なものでも対応可能なスポンジロールの提供をその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のスポンジロールは、軸体と、この軸体の外周面に沿って形成されたスポンジ弾性層とを有し、上記スポンジ弾性層の表面に略軸方向に延びる複数の凸条が、周方向に所定のピッチで形成されているスポンジロールであって、上記凸条が光硬化性樹脂からなっているという構成をとる。
【0009】
本発明者は、スポンジロールにおいて、生産性が高く、表面の凸条配置(パターン)が複雑なものでも対応可能にすべく、上記凸条の形成方法について鋭意研究を重ねた。その研究の結果、上記凸条を光硬化性樹脂で形成すると、スポンジ弾性層の表面を切削加工等しなくても、また、スポンジ弾性層を成形するための成形金型に上記凸条に対応する条溝を形成加工しなくても、所期の目的を達成できることを突き止め、本発明に到達した。なお、本発明において「略軸方向」とは、精密な軸方向のみならず軸方向と45°以下の角度をなす方向をも含む意味である。
【0010】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【0011】
図1は、本発明のスポンジロールの一実施の形態を示している。このスポンジロールは、軸体1の外周面にウレタンフォームからなるスポンジ弾性層2が形成されており、このスポンジ弾性層2の表面に軸方向に延びる複数の凸条3が、周方向に所定のピッチP(図2参照)で形成されている。そして、上記凸条3は、光硬化性樹脂からなっている。なお、図1では、理解を助けるために、上記凸条3を大きく図示するとともに、凸条3の本数を少なく図示している。
【0012】
このように上記凸条3が光硬化性樹脂からなっているスポンジロールをトナー供給ロールとして用いると、凸条3がスポンジ弾性層2よりも硬くなっており、現像ロールの表面に余ったトナーをより確実に掻き取ることができるようになる。さらに、現像ロール等の他の部材との摺動性が向上してトナー供給ロールの回転がスムーズになり、トナー供給がより安定する。これらの結果、画質をより向上させることができる。
【0013】
また、上記スポンジロールをクリーニングロールとして用いると、掻き取り性と摺動性が向上するため、被クリーニング部材への圧接力を低くしてもクリーニング効果が発揮され、被クリーニング部材へのストレスを低減することができるとともに、クリーニング機構の駆動装置への負荷も低減することができるという作用・効果を奏する。また、上記スポンジロールを紙送り(給紙,搬送)ロールとして用いると、ニップ幅が増大し、摺動性が安定するため、安定した紙送りが可能となるという作用・効果を奏する。
【0014】
そして、上記スポンジロールでは、上記凸条3の形状やピッチ等を調整することにより、スポンジロールとこのスポンジロールに接触する被接触体との間に働く摩擦力の最適化を容易に行うことができる。
【0015】
より詳しく説明すると、上記軸体1は、特に限定されるものではなく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステンレス,アルミニウム,鉄にメッキを施したもの等があげられる。
【0016】
上記スポンジロールをトナー供給ロールとして用いる場合には、上記スポンジ弾性層2の表面の凸条3は、図2に示すように、高さHが20〜3000μmの範囲に設定されていることが好ましい。その理由は、凸条3の高さHが上記範囲を外れると、トナーの掻き取り性能が劣る傾向にあるからである。さらに、上記凸条3は、トナーの掻き取り性能がより向上する点で、幅Wが100〜2000μmの範囲、周方向のピッチPが300〜3000μmの範囲に設定されていることが好ましい。なお、図2では、理解を助けるために、スポンジロールの表面部分の一部拡大断面を図示している。
【0017】
このスポンジ弾性層2の表面部分のセル4の大部分は、スポンジ弾性層2の表面に開口しており、その平均開口径は、100〜800μmの範囲に設定されていることが好ましい。すなわち、平均開口径が100μmを下回ると、セル4内に侵入したトナーが出難くなる傾向にあり、800μmを上回ると、トナー供給量が減少する傾向にあり、いずれの場合も画質が悪化するおそれがあるからである。そして、スポンジ弾性層2内のセル4の平均セル径は、上記平均開口径以上であり、100〜1000μmの範囲に設定されていることが好ましい。すなわち、平均セル径が100μmを下回ると、トナーがセル4内で詰まり易くなる傾向にあり、1000μmを上回ると、セル4内に侵入するトナー量が多過ぎる傾向にあり、いずれの場合も画質が悪化するおそれがあるからである。さらに、スポンジ弾性層2内は、トナーの劣化を抑制できる点で、隣り合うセル4の境界部に存在するセル膜5の全てまたは一部に上記平均開口径程度の開口部6が形成されて、セル4同士が3次元的に全てまたは一部つながった連泡構造(図2参照)となっていることが好ましいが、そのようになっていない独泡構造となっていてもよい。
【0018】
上記スポンジ弾性層2の形成材料には、通常の軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール成分およびイソシアネート成分が用いられる。上記ポリオール成分としては、例えば、ポリエーテルポリオール,ポリエステルポリオール,ポリマーポリオール等があげられ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。上記イソシアネート成分としては、2官能以上のポリイソシアネートであれば特に限定はなく、例えば、2,4−(または2,6−)トリレンジイソシアネート(TDI)、オルトトルイジンジイソシアネート(TODI)、ナフチレンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、カーボジイミド変成MDI、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等があげられ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
【0019】
また、上記原料には、必要に応じて、ポリオール成分およびイソシアネート成分に加えて、架橋剤,発泡剤(水,低沸点物,ガス体等),界面活性剤,触媒,難燃剤,充填剤,導電性付与剤,帯電防止剤等を適宜に配合してもよい。
【0020】
上記凸条3の形成材料である光硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂やポリブタジエン等に光重合開始剤および光増感剤等を添加したもの、あるいはアクリル,ウレタン,エポキシ等のプレポリマーに不飽和基を導入した不飽和樹脂に光増感剤等を添加したもの等があげられ、具体的には、アロニックス(東亞合成社製),APR(旭化成社製),ヒタロイド(日立化成社製)等があげられる。いずれの光硬化性樹脂も、紫外線等の光の照射により、1秒〜1分の範囲の短時間で硬化する。なお、光硬化性樹脂は、無溶剤のものであることが好ましい。溶剤を用いると、スポンジ弾性層2が膨潤するからである。
【0021】
また、上記光硬化性樹脂には、必要に応じて、導電性付与剤,帯電防止剤等を適宜に配合してもよい。
【0022】
つぎに、上記トナー供給ロールの製法について説明する。このトナー供給ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、図3に示す成形型を準備する。この成形型は、トナー供給ロールのスポンジ弾性層2(図1参照)の軸方向の長さに略等しい長さの円筒型11と、この円筒型11の両端を閉塞するキャップ12とから構成されている。また、この成形型は、円筒型11内に軸体1を装填し、その円筒型11の両端をキャップ12で閉塞すると、上記軸体1がそれらキャップ12により円筒型11と同軸に支持され、円筒型11内に目的とするトナー供給ロールの最終ロール形状を与える成形キャビティ13が形成されるようになっている。ついで、上記成形型の円筒型11内に軸体1を装填し、その円筒型11の両端をキャップ12で閉塞した後、形成される成形キャビティ13内にスポンジ弾性層2の形成材料を注入し、発泡硬化させる。つぎに、脱型した後、スポンジ弾性層2の表面のうち、上記凸条3を形成する部分に印刷等により光硬化性樹脂を塗布する。そして、その光硬化性樹脂部分に、紫外線ランプ等のランプを用いて、紫外線等の光を照射する。これにより、光硬化性樹脂部分が硬化して上記凸条3が形成される。
【0023】
上記成形型内でのスポンジ弾性層2の形成において、発泡倍率を5〜20倍程度に設定すると、スポンジ弾性層2の表面に開口しているセル4の平均開口径を100〜800μmの範囲に形成することができるとともに、スポンジ弾性層2内のセル4の平均セル径を100〜1000μmの範囲に形成することができる。これら平均開口径および平均セル径は、発泡倍率を変えることにより、調節することができる。
【0024】
さらに、上記脱型後に、上記トナー供給ロールを軸体1を中心に回転させながら、ノズル等を用いて高圧の気体(空気や窒素等のガス)をスポンジ弾性層2に噴射すると、高圧の気体が軸体1の抵抗によってスポンジ弾性層2内に拡散し、セル膜5の開口作用が著しく発揮される結果、隣り合うセル4の境界部に存在するセル膜5に開口部6が形成される。この開口部6の形成度合いは、噴射する気体の圧力を変えることにより、調節することができる。
【0025】
また、上記凸条3の形成方法としては、特に限定されないが、印刷による方法やインクジェットを用いる方法や吹付ノズル等を用いた通常の吹付方法等の塗布方法があげられる。例えば、上記印刷による方法は、図4に示すように、印刷ロール21を用いる。すなわち、その印刷ロール21の表面には、上記凸条3に対応する条溝22が形成されており、印刷ロール21とトナー供給ロールとは、平行に配置されて接触している。また、印刷ロール21は回転されるようになっており、その回転により、トナー供給ロールは印刷ロール21と連れ回るようになっている。そして、印刷ロール21の一部分は液状の光硬化性樹脂3aに浸されており、印刷ロール21表面の上記条溝22に満たされた光硬化性樹脂3aが、トナー供給ロールの表面に印刷されるようになっている。
【0026】
このように、上記実施の形態のスポンジロールによれば、スポンジ弾性層2の表面に、光硬化性樹脂からなる上記凸条3が形成されているため、トナー供給性能およびトナー掻き取り性能に優れたトナー供給ロールとして機能することができる。また、クリーニング性に優れたクリーニングロールや用紙搬送性に優れた給紙・搬送ロールとしても機能することができる。そして、上記スポンジロールの作製においては、上記凸条3が光硬化性樹脂で形成されるため、スポンジ弾性層を切削加工等して凸条を形成するというような困難な加工が不要となる。しかも、光硬化性樹脂による上記凸条3の硬化形成は、短時間でできる。これらの結果、上記実施の形態のスポンジロールは、生産性を向上させることかできる。また、上記凸条3を光硬化性樹脂で形成すると、凸条に対応する条溝が形成された特殊な成形金型を用いる必要もなくなるため、その成形金型作製の時間とコストを低減することができる。さらに、上記凸条3を形成するために光硬化性樹脂を塗布する場合には、印刷による方法やインクジェットを用いる方法等が用いられるため、上記凸条3の配置(パターン)を設計する自由度が広がり、上記凸条3の配置(パターン)を複雑にすることもできる。
【0027】
図5は、本発明のスポンジロールの他の実施の形態を示している。この実施の形態では、凸条3の配置(パターン)が複雑になっている。すなわち、凸条3がスパイラル状に形成され、凸条3の延びてゆく方向が、一点鎖線Aで示す軸方向と所定の角度θをなしている。その角度θは、45°以下であることが好ましい。45°を上回ると、トナー掻き取り性能が劣る傾向にあるからである。それ以外の部分は前記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、このような凸条3の配置(パターン)により、トナー掻き取り性能を所望の性能に簡単に設定することができるようになる。
【0028】
図6は、本発明のスポンジロールのさらに他の実施の形態を示している。この実施の形態でも、凸条3の配置(パターン)が複雑になっている。すなわち、スポンジロールの外周面を軸方向に4つの領域に仮想的に区切り、この各領域に、互い違いになるよう短尺の複数の凸条3を形成している。それ以外の部分は前記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この実施の形態では、上記と同様の作用・効果を奏するうえ、トナー掻き取り性能を、各領域ごとに凸条3の高さや分布密度等を変えることにより、所望の性能に設定することができるようになる。
【0029】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【0030】
【実施例1】
図1に示すスポンジロールを上述したようにして作製した。すなわち、このスポンジロールは、軸体1として直径5mmのSUM22製丸棒を用い、スポンジ弾性層2を連泡構造にし、外径を16mmとした。スポンジ弾性層2の表面部分のセル4の平均開口径は400μm、スポンジ弾性層2内のセル4の平均セル径は600μmであった。また、スポンジ弾性層2の表面の凸条3は、高さHを200μm、幅Wを200μm、周方向のピッチPを800μmとした。
【0031】
このスポンジロールの作製において、上記スポンジ弾性層2の形成材料は、つぎのようにして調製した。すなわち、ポリエーテルポリオール(三井化学社製、EP−828、OH価=28)を90重量部、ポリマーポリオール(三井化学社製、POP−31−28、OH価=28)を10重量部、ジエタノールアミンを2重量部、シリコン整泡剤(日本ユニカー社製、L−5309)を3重量部、水を2重量部、第三級アミン触媒(花王社製、カオライザーNo.31)を0.5重量部、第三級アミン触媒(東ソー社製、トヨキャットHX−35)を0.1重量部、DBTDLを0.1重量部、およびイソシアネート(住友バイエルウレタン社製、スミジュールVT−80、NCO%=45)を30.5重量部を配合してスポンジ弾性層2の形成材料を調製した。
【0032】
また、上記凸条3の形成は、光硬化性樹脂としてアロニックス(東亞合成社製、M−113)を用い、印刷ロール21を用いて印刷した後に、紫外線ランプUB013−2A/BM型(アイグラフィックス社製)を用いて紫外線を30秒間照射して硬化させた。
【0033】
【比較例1】
上記実施例1において、凸条3を形成しないものを比較例1とした。
【0034】
このようにして得られた実施例1および比較例1の各スポンジロールをトナー供給ロールとしてトナーカートリッジに組み込み、そのトナーカートリッジを、低温低湿(15℃×10%)の環境下に7日間放置した後に、カラーレーザープリンターにセットし、画像出しを行った。この画像出しには、平均粒子径が7〜10μmのトナーを使用した。そして、トナー掻き取り性能について評価を行った。
【0035】
〔トナー掻き取り性能〕
上記画像出しの画像について、すじや濃度むらの有無を目視により確認した。その結果、実施例1のスポンジロールを組み込んだカラーレーザープリンターによる画像には、すじや濃度むらがなく、トナー掻き取り性能が優れていると評価できる。これに対して、比較例1のスポンジロールを組み込んだカラーレーザープリンターによる画像には、軽微なすじや濃度むらがあり、トナー掻き取り性能が少し劣るとして評価できる。
【0036】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスポンジロールによれば、スポンジ弾性層の表面に略軸方向に延びる複数の凸条が、光硬化性樹脂で形成されているため、凸条を形成するためにスポンジ弾性層を切削加工等するというような困難な加工が不要となり、しかも、光硬化性樹脂による上記凸条の硬化形成は、短時間でできる。これらの結果、本発明のスポンジロールによれば、生産性を大幅に向上させることができる。また、上記凸条を光硬化性樹脂で形成することにより、凸条に対応する条溝が形成された特殊な成形金型を用いる必要もなくなるため、その成形金型作製の時間とコストを低減することができる。さらに、上記凸条を形成するために光硬化性樹脂を塗布する場合には、印刷による方法やインクジェットを用いる方法等が用いられるため、上記凸条の配置(パターン)を必要に応じて簡単に変えることができ、また、複雑な配置(パターン)にも対応できるようになることから、設計の自由度が大幅に広くなる。
【0037】
特に、本発明において、上記凸条の高さが20〜3000μmの範囲である場合には、トナー掻き取り性能により優れたトナー供給ロールとして機能することができる。
【0038】
さらに、本発明において、上記凸条の周方向のピッチが300〜3000μmの範囲である場合には、トナーの掻き取り性能がより向上したトナー供給ロールとして機能することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスポンジロールの一実施の形態を示す斜視図である。
【図2】上記スポンジロールの表面部分の一部拡大断面図である。
【図3】上記スポンジロールのスポンジ弾性層の成形に用いる成形型を示す断面図である。
【図4】上記凸条を形成するための光硬化性樹脂の印刷方法を示す説明図である。
【図5】本発明のスポンジロールの他の実施の形態を示す斜視図である。
【図6】本発明のスポンジロールのさらに他の実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 軸体
2 スポンジ弾性層
3 凸条
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sponge roll such as a toner supply roll used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
Generally, in copying in an electrophotographic apparatus, an original image is formed as an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum, a toner is attached to the electrostatic latent image to form a toner image, and the toner image is transferred onto copy paper. It is performed by fixing. The formation of the toner image in this copying is performed by supplying a toner from a toner box to a surface of a developing roll from a toner box, and attaching the toner on the surface of the developing roll to the electrostatic latent image. The residual toner remaining on the surface of the developing roll without being attached to the electrostatic latent image is scraped off by the toner supply roll, returned to the toner box, and then stirred by the agitator (stirrer) in the toner box. And used for reuse.
[0003]
Therefore, the toner supply roll is required to have not only a toner supply performance of stably supplying the toner to the development roll, but also a toner scraping performance of reliably scraping excess toner on the surface of the development roll. In order to improve the toner scraping performance, a plurality of ridges extending in the axial direction are formed on the surface of the toner supply roll at a predetermined pitch in the circumferential direction. 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-38749
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the toner supply roll is generally composed of a shaft body and a sponge elastic layer made of urethane foam molded on the outer peripheral surface, and the toner supply performance is exhibited by the rough surface of the sponge elastic layer surface. I have. Then, in order to further improve the toner scraping performance and the like, the ridges are formed on the surface of the sponge elastic layer as described above. The methods for forming the ridges are as follows: The method 2) can be considered.
(1) After forming the sponge elastic layer on the outer peripheral surface of the shaft body, a plurality of grooves extending in the axial direction are formed on the surface of the sponge elastic layer at a predetermined pitch in the circumferential direction by cutting or the like, so that adjacent grooves are formed. The above-mentioned ridges are developed between the matching grooves.
{Circle around (2)} As a molding die for molding the sponge elastic layer, a special molding die in which a groove corresponding to the above-mentioned ridge is formed on the inner peripheral surface is used.
[0006]
However, in the above method (1), the sponge elastic layer itself has a low hardness and is deformed when performing a cutting process or the like, so that it is difficult to perform a process such as a cutting process. Therefore, it is difficult to maintain the processing accuracy even if the processing is forcibly performed. In addition, the processing time is prolonged, and the productivity is reduced. Further, in the method (2), it takes time and cost to produce a molding die, and because of the limitations of the processing technology of the molding die and the limitations of workability at the time of molding, the feasible ridge arrangement ( Pattern) is limited, and a desired toner scraping performance is hardly obtained.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a sponge roll which has high productivity and can cope with a complicated arrangement of convex ridges (pattern) on the surface.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the sponge roll of the present invention has a shaft and a sponge elastic layer formed along the outer peripheral surface of the shaft, and the surface of the sponge elastic layer substantially in the axial direction. A plurality of extending ridges are sponge rolls formed at a predetermined pitch in the circumferential direction, and the ridges are made of a photocurable resin.
[0009]
The inventor of the present invention has conducted intensive studies on a method of forming the above-mentioned ridges so that the sponge roll has high productivity and can cope with complicated arrangements (patterns) of ridges on the surface. As a result of the research, if the ridge is formed of a photo-curable resin, the surface of the sponge elastic layer does not need to be cut or the like, and the ridge corresponds to the molding die for forming the sponge elastic layer. It has been found that the intended purpose can be achieved without forming and processing a groove to be formed, and the present invention has been achieved. In the present invention, “substantially axial direction” means not only a precise axial direction but also a direction that forms an angle of 45 ° or less with the axial direction.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 shows an embodiment of the sponge roll of the present invention. In this sponge roll, a sponge elastic layer 2 made of urethane foam is formed on the outer peripheral surface of a shaft body 1, and a plurality of ridges 3 extending in the axial direction on the surface of the sponge elastic layer 2 have a predetermined shape in the circumferential direction. It is formed at a pitch P (see FIG. 2). The ridge 3 is made of a photocurable resin. Note that, in FIG. 1, to facilitate understanding, the above-mentioned ridges 3 are illustrated in a large size, and the number of the ridges 3 is reduced.
[0012]
As described above, when the sponge roll in which the ridges 3 are made of a photocurable resin is used as a toner supply roll, the ridges 3 are harder than the sponge elastic layer 2, and the toner remaining on the surface of the developing roll is removed. It can be more reliably scraped. Further, the slidability with other members such as the developing roll is improved, the rotation of the toner supply roll becomes smooth, and the toner supply becomes more stable. As a result, image quality can be further improved.
[0013]
When the sponge roll is used as a cleaning roll, the scraping property and the slidability are improved, so that the cleaning effect is exerted even when the pressure applied to the member to be cleaned is reduced, and the stress on the member to be cleaned is reduced. And the load on the driving device of the cleaning mechanism can be reduced. In addition, when the sponge roll is used as a paper feed (feed, transport) roll, the nip width is increased and the slidability is stabilized, so that there is an operation and effect that stable paper feed is possible.
[0014]
In the sponge roll, it is possible to easily optimize the frictional force acting between the sponge roll and the contact object that comes into contact with the sponge roll by adjusting the shape, pitch, and the like of the ridges 3. it can.
[0015]
More specifically, the shaft body 1 is not particularly limited, and may be a metal core made of a solid metal body, a metal cylindrical body hollowed out inside, or the like. Examples of the material include stainless steel, aluminum, and iron plated.
[0016]
When the sponge roll is used as a toner supply roll, as shown in FIG. 2, it is preferable that the height H of the protrusion 3 on the surface of the sponge elastic layer 2 is set in a range of 20 to 3000 μm. . The reason is that if the height H of the ridges 3 is out of the above range, the toner scraping performance tends to be inferior. Further, it is preferable that the width of the protrusions 3 is set in the range of 100 to 2000 μm and the pitch P in the circumferential direction is set in the range of 300 to 3000 μm from the viewpoint of further improving the toner scraping performance. Note that FIG. 2 shows a partially enlarged cross section of the surface portion of the sponge roll to facilitate understanding.
[0017]
Most of the cells 4 on the surface of the sponge elastic layer 2 are open to the surface of the sponge elastic layer 2, and the average opening diameter is preferably set in the range of 100 to 800 µm. That is, if the average opening diameter is less than 100 μm, the toner that has entered the cell 4 tends to be hard to come out, and if it exceeds 800 μm, the toner supply amount tends to decrease, and in any case, the image quality may deteriorate. Because there is. The average cell diameter of the cells 4 in the sponge elastic layer 2 is preferably equal to or larger than the average opening diameter and set in a range of 100 to 1000 μm. That is, when the average cell diameter is less than 100 μm, the toner tends to be easily clogged in the cell 4, and when the average cell diameter is more than 1000 μm, the amount of toner entering the cell 4 tends to be too large, and in any case, the image quality is poor. This is because there is a risk of deterioration. Further, in the sponge elastic layer 2, the opening 6 having the above-mentioned average opening diameter is formed in all or a part of the cell film 5 existing at the boundary between the adjacent cells 4 in that the deterioration of the toner can be suppressed. It is preferable that the cells 4 have an open-cell structure (see FIG. 2) in which all or some of the cells 4 are connected in a three-dimensional manner.
[0018]
As a material for forming the above-mentioned sponge elastic layer 2, a polyol component and an isocyanate component used in the production of a normal flexible polyurethane foam are used. Examples of the polyol component include a polyether polyol, a polyester polyol, a polymer polyol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The isocyanate component is not particularly limited as long as it is a polyfunctional isocyanate having two or more functional groups. (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), modified carbodiimide MDI, polymethylene polyphenyl isocyanate, polymeric polyisocyanate, and the like, alone or in combination of two or more. Used.
[0019]
In addition, as necessary, in addition to the polyol component and the isocyanate component, the raw materials described above include a crosslinking agent, a foaming agent (water, a low-boiling substance, a gaseous substance, etc.), a surfactant, a catalyst, a flame retardant, a filler, A conductivity imparting agent, an antistatic agent and the like may be appropriately blended.
[0020]
Examples of the photo-curable resin which is a material for forming the above-mentioned ridges 3 include those obtained by adding a photopolymerization initiator and a photosensitizer to an unsaturated polyester resin or polybutadiene, or a pre-polymer such as acryl, urethane, epoxy, or the like. Examples thereof include those obtained by adding a photosensitizer or the like to an unsaturated resin having an unsaturated group introduced into a polymer. Specifically, Aronix (manufactured by Toagosei Co., Ltd.), APR (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), Hitaroid (Hitachi Chemical Co., Ltd.) And the like). Each of the photocurable resins is cured in a short time within a range of 1 second to 1 minute by irradiation with light such as ultraviolet rays. Note that the photo-curable resin is preferably a non-solvent. This is because the sponge elastic layer 2 swells when a solvent is used.
[0021]
The photocurable resin may optionally contain a conductivity-imparting agent, an antistatic agent, and the like, as necessary.
[0022]
Next, a method for manufacturing the toner supply roll will be described. This toner supply roll can be manufactured, for example, as follows. That is, first, the mold shown in FIG. 3 is prepared. This molding die includes a cylindrical mold 11 having a length substantially equal to the axial length of the sponge elastic layer 2 (see FIG. 1) of the toner supply roll, and caps 12 for closing both ends of the cylindrical mold 11. ing. Also, in this molding die, when the shaft 1 is loaded into the cylindrical mold 11 and both ends of the cylindrical mold 11 are closed with caps 12, the shaft 1 is supported coaxially with the cylindrical mold 11 by the caps 12, In the cylindrical mold 11, a molding cavity 13 for giving a final roll shape of a target toner supply roll is formed. Next, the shaft body 1 is loaded into the cylindrical mold 11 of the above-mentioned molding die, and both ends of the cylindrical mold 11 are closed with caps 12, and then the material for forming the sponge elastic layer 2 is injected into the molding cavity 13 to be formed. , Foaming and curing. Next, after the mold is released, a photocurable resin is applied by printing or the like to a portion of the surface of the sponge elastic layer 2 where the ridge 3 is to be formed. Then, the light curable resin portion is irradiated with light such as ultraviolet light using a lamp such as an ultraviolet lamp. As a result, the photocurable resin portion is cured to form the ridges 3.
[0023]
In the formation of the sponge elastic layer 2 in the above-mentioned mold, when the expansion ratio is set to about 5 to 20 times, the average opening diameter of the cells 4 that are open on the surface of the sponge elastic layer 2 falls within the range of 100 to 800 μm. It can be formed, and the average cell diameter of the cells 4 in the sponge elastic layer 2 can be formed in the range of 100 to 1000 μm. These average opening diameter and average cell diameter can be adjusted by changing the expansion ratio.
[0024]
Further, after the demolding, a high-pressure gas (a gas such as air or nitrogen) is jetted to the sponge elastic layer 2 using a nozzle or the like while rotating the toner supply roll about the shaft body 1. Is diffused into the sponge elastic layer 2 by the resistance of the shaft body 1, and the opening action of the cell film 5 is remarkably exhibited. As a result, the opening 6 is formed in the cell film 5 existing at the boundary between the adjacent cells 4. . The degree of formation of the opening 6 can be adjusted by changing the pressure of the gas to be injected.
[0025]
The method for forming the ridges 3 is not particularly limited, but includes a coating method such as a printing method, a method using an ink jet, and a normal spraying method using a spray nozzle or the like. For example, the printing method uses a printing roll 21 as shown in FIG. That is, a groove 22 corresponding to the above-mentioned ridge 3 is formed on the surface of the printing roll 21, and the printing roll 21 and the toner supply roll are arranged in parallel and in contact with each other. Further, the printing roll 21 is configured to rotate, and the rotation causes the toner supply roll to rotate together with the printing roll 21. A part of the print roll 21 is immersed in the liquid photocurable resin 3a, and the photocurable resin 3a filled in the groove 22 on the surface of the print roll 21 is printed on the surface of the toner supply roll. It has become.
[0026]
As described above, according to the sponge roll of the embodiment, since the ridges 3 made of a photocurable resin are formed on the surface of the sponge elastic layer 2, the toner supply performance and the toner scraping performance are excellent. It can function as a toner supply roll. Further, it can function as a cleaning roll having excellent cleaning properties and a paper feeding / transporting roll having excellent paper transport properties. In the production of the sponge roll, since the ridges 3 are formed of a photocurable resin, it is not necessary to perform a difficult process such as forming the ridges by cutting the sponge elastic layer. Moreover, the hardening of the ridges 3 by the photo-curing resin can be performed in a short time. As a result, the sponge roll of the above embodiment can improve productivity. In addition, when the ridges 3 are formed of a photocurable resin, it is not necessary to use a special molding die in which grooves corresponding to the ridges are formed, so that the time and cost for producing the molding die are reduced. be able to. Further, when a photocurable resin is applied to form the ridges 3, a printing method or a method using an ink jet is used, so that the degree of freedom in designing the arrangement (pattern) of the ridges 3 is determined. And the arrangement (pattern) of the ridges 3 can be complicated.
[0027]
FIG. 5 shows another embodiment of the sponge roll of the present invention. In this embodiment, the arrangement (pattern) of the ridges 3 is complicated. That is, the ridge 3 is formed in a spiral shape, and the extending direction of the ridge 3 forms a predetermined angle θ with the axial direction indicated by the dashed line A. Is preferably 45 ° or less. If it exceeds 45 °, the toner scraping performance tends to be inferior. Other parts are the same as those of the above-described embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals. The arrangement (pattern) of the ridges 3 makes it possible to easily set the toner scraping performance to a desired performance.
[0028]
FIG. 6 shows still another embodiment of the sponge roll of the present invention. Also in this embodiment, the arrangement (pattern) of the ridges 3 is complicated. That is, the outer peripheral surface of the sponge roll is virtually divided into four regions in the axial direction, and a plurality of short ridges 3 are formed in each of the regions so as to be staggered. Other parts are the same as those of the above-described embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the same operation and effect as described above are achieved, and the toner scraping performance is set to a desired performance by changing the height, distribution density, and the like of the ridges 3 for each region. Will be able to
[0029]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0030]
Embodiment 1
The sponge roll shown in FIG. 1 was produced as described above. That is, in this sponge roll, a round rod made of SUM22 having a diameter of 5 mm was used as the shaft body 1, the sponge elastic layer 2 had an open-cell structure, and the outer diameter was 16 mm. The average opening diameter of the cells 4 in the surface portion of the sponge elastic layer 2 was 400 μm, and the average cell diameter of the cells 4 in the sponge elastic layer 2 was 600 μm. The height H of the ridges 3 on the surface of the sponge elastic layer 2 was 200 μm, the width W was 200 μm, and the pitch P in the circumferential direction was 800 μm.
[0031]
In the production of this sponge roll, the material for forming the sponge elastic layer 2 was prepared as follows. That is, 90 parts by weight of polyether polyol (Mitsui Chemicals, EP-828, OH value = 28), 10 parts by weight of polymer polyol (Mitsui Chemicals, POP-31-28, OH number = 28), diethanolamine 2 parts by weight, 3 parts by weight of a silicone foam stabilizer (manufactured by Nippon Unicar, L-5309), 2 parts by weight of water, and 0.5 part by weight of a tertiary amine catalyst (Kaolyzer No. 31 manufactured by Kao Corporation) Parts, tertiary amine catalyst (Tosoh Corporation, Toyocat HX-35) 0.1 part by weight, DBTDL 0.1 parts by weight, and isocyanate (Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., Sumidur VT-80, NCO%) = 45) was blended in an amount of 30.5 parts by weight to prepare a material for forming the sponge elastic layer 2.
[0032]
The projections 3 are formed by using Aronix (M-113, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) as a photo-curable resin, printing using a printing roll 21, and then using an ultraviolet lamp UB013-2A / BM type (eye graphic). UV light for 30 seconds to cure the resin.
[0033]
[Comparative Example 1]
In Example 1 described above, Comparative Example 1 was formed without forming the ridges 3.
[0034]
Each of the sponge rolls of Example 1 and Comparative Example 1 thus obtained was incorporated into a toner cartridge as a toner supply roll, and the toner cartridge was allowed to stand in a low-temperature and low-humidity (15 ° C. × 10%) environment for 7 days. After that, it was set on a color laser printer, and an image was displayed. For this image output, a toner having an average particle diameter of 7 to 10 μm was used. Then, the toner scraping performance was evaluated.
[0035]
[Toner scraping performance]
With respect to the image thus obtained, the presence or absence of streaks and uneven density was visually confirmed. As a result, it can be evaluated that the image obtained by the color laser printer incorporating the sponge roll of Example 1 has no streaks or uneven density and has excellent toner scraping performance. On the other hand, an image obtained by the color laser printer incorporating the sponge roll of Comparative Example 1 has slight streaks and uneven density, and can be evaluated as having slightly poor toner scraping performance.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the sponge roll of the present invention, since the plurality of ridges extending substantially in the axial direction are formed of the photocurable resin on the surface of the sponge elastic layer, the sponge is formed to form the ridges. Difficult processing such as cutting the elastic layer is not required, and the hardening of the ridges by the photocurable resin can be performed in a short time. As a result, according to the sponge roll of the present invention, productivity can be significantly improved. In addition, by forming the above-mentioned ridges with a photo-curable resin, it is not necessary to use a special molding die in which a groove corresponding to the ridge is formed, so that the time and cost for producing the molding die are reduced. can do. Further, when a photocurable resin is applied to form the ridges, a printing method or a method using an inkjet is used, so that the arrangement (pattern) of the ridges can be easily changed as necessary. Since it can be changed and can also handle complicated arrangements (patterns), the degree of freedom of design is greatly increased.
[0037]
In particular, in the present invention, when the height of the ridge is in the range of 20 to 3000 μm, it can function as a toner supply roll having more excellent toner scraping performance.
[0038]
Further, in the present invention, when the circumferential pitch of the ridges is in the range of 300 to 3000 μm, the ridges can function as a toner supply roll with improved toner scraping performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a sponge roll of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a surface portion of the sponge roll.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a forming die used for forming a sponge elastic layer of the sponge roll.
FIG. 4 is an explanatory view showing a method of printing a photo-curable resin for forming the above-mentioned ridges.
FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment of the sponge roll of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing still another embodiment of the sponge roll of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft body 2 Sponge elastic layer 3 Protrusion

Claims (3)

軸体と、この軸体の外周面に沿って形成されたスポンジ弾性層とを有し、上記スポンジ弾性層の表面に略軸方向に延びる複数の凸条が、周方向に所定のピッチで形成されているスポンジロールであって、上記凸条が光硬化性樹脂からなっていることを特徴とするスポンジロール。A shaft and a sponge elastic layer formed along the outer peripheral surface of the shaft, and a plurality of ridges extending substantially in the axial direction on the surface of the sponge elastic layer are formed at a predetermined pitch in the circumferential direction. A sponge roll, wherein the ridges are made of a photocurable resin. 上記凸条の高さが20〜3000μmの範囲である請求項1記載のスポンジロール。The sponge roll according to claim 1, wherein the height of the ridge is in a range of 20 to 3000 µm. 上記凸条の周方向のピッチが300〜3000μmの範囲である請求項2記載のスポンジロール。The sponge roll according to claim 2, wherein a circumferential pitch of the ridge is in a range of 300 to 3000 μm.
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