JP2007190857A

JP2007190857A - Ｏａローラの製造方法

Info

Publication number: JP2007190857A
Application number: JP2006012685A
Authority: JP
Inventors: Michio Kaneshiro; 倫夫金城
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】同一の金型でＯＡローラの製造を繰り返すことによるＯＡローラと金型との離型性の低下を遅らせることが可能なＯＡローラの製造方法を提供することにある。
【解決手段】金型２１内にシャフト１を配置し、金型２１の両端の開口部にそれぞれキャップ５を挿入した後、金型２１内に弾性層２の材料を注入し、シャフト１の周囲に弾性層２を形成し、得られたＯＡローラ１０を金型２１から脱型するＯＡローラ１０の製造方法において、ＯＡローラ１０を１回以上製造した後に、キャップ５と弾性層２との界面Ｐの位置を金型長手方向に移動させてから新たなＯＡローラを製造する。
【選択図】図３

Description

本発明は、乾式電子写真装置等の画像形成装置における、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラおよび給紙ローラなどに供するＯＡローラの製造方法に関する。

近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用、現像用、転写用、トナー供給用、クリーニング用および給紙などの用途として、高分子材による部品が注目され、具体的には、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラおよび給紙ローラなどの弾性を有するＯＡローラの形態で用いられている。

上記ＯＡローラは、通常は、シャフトと、その周囲に形成された弾性層よりなる。このようなＯＡローラは、一般に、円筒状の金型の中心にシャフトを配置し、該金型の両端の開口部にそれぞれキャップを挿入した後、該金型内に弾性層の材料を注入し、該シャフトの周囲に弾性層を形成して、得られたＯＡローラを脱型することによって製造される。
前記弾性層の材料として通常はポリウレタンやゴム等が用いられている。このような材料を使用して、上記のような金型でＯＡローラの製造を繰り返し行うと、金型の内周面に当該材料のカスが付着し、当該カスによって金型と新たに製造されるＯＡローラとの離型性が低下して、ＯＡローラを金型から脱型する際にＯＡローラの破壊が生じるため、前記金型の内周面にフッ素樹脂コート処理又はそのメッキ処理などを施して、ＯＡローラと金型との離型性を高め、離型性の低下によるＯＡローラの破壊を防いでいる（特許文献１）。

特開平８−２０７１７２号公報

しかしながら、このような処理を施した金型でも、当該金型を繰り返し使用してローラの製造を行うと、金型の内周の処理面の表面状態が変化し、金型の内周面の特にキャップと弾性層との界面の円周に対応する部分に弾性層材料のカスが付着して、金型の当該部分においてＯＡローラと金型との離型性が低下するため、ＯＡローラを脱型する際にＯＡローラが金型に張り付き、破壊される恐れがある。

そこで、本発明は、上記問題点を解決し、従来よりも、同一の金型でＯＡローラの製造を繰り返すことによるＯＡローラと金型との離型性の低下を遅らせることが可能なＯＡローラの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意検討を行った結果、１回以上ＯＡローラの製造を行った後に、キャップと弾性層との界面の位置を金型長手方向に移動させることによって、ＯＡローラと金型との離型性の低下を遅らせることが可能であることを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明のＯＡローラの製造方法は、両端が開口した円筒状の金型内にシャフトを配置し、該金型の両端の開口部にそれぞれキャップを挿入した後、該金型内に弾性層の材料を注入し、該シャフトの周囲に該弾性層を形成し、得られたＯＡローラを該金型から脱型するＯＡローラの製造方法において、ＯＡローラを１回以上製造した後に、前記キャップと前記弾性層との界面の位置を金型長手方向に移動させてから新たなＯＡローラを製造することを特徴とする。

本発明のＯＡローラの製造方法の好適例においては、前記界面の位置の移動を、前記ＯＡローラを脱型した後に前記金型の内部を観察し、該金型の内周面の離型性が低下している場合に行うことを特徴とする。

本発明のＯＡローラの製造方法の他の好適例においては、前記界面の位置の移動を１００〜２００回ＯＡローラを製造した後に行うことを特徴とする。

本発明のＯＡローラの製造方法の他の好適例においては、前記界面の位置を新たに製造するＯＡローラの長手方向長さが短くなる方向に移動させることを特徴とする。

本発明のＯＡローラの製造方法の他の好適例においては、前記界面の位置を新たに製造するＯＡローラの長手方向長さが２〜１０ｍｍ短くなる方向に移動させることを特徴とする。

本発明のＯＡローラの製造方法の他の好適例においては、前記界面の位置の移動をキャップの金型挿入部分の長さが異なる複数のキャップを用いて行うことを特徴とする。

本発明のＯＡローラの製造方法の他の好適例においては、前記界面の位置の移動をキャップの金型挿入部分の長さが異なる複数のキャップをランダムに用いて行うことを特徴とする。

本発明のＯＡローラの製造方法によれば、同一の金型でＯＡローラの製造を繰り返すことによるＯＡローラと金型との離型性の低下を遅らせて、ＯＡローラの金型からの脱型時におけるＯＡローラの破壊を防ぎ、同一の金型をより長くＯＡローラの製造に使用できるという有利な効果を奏する。

まず、本発明の製造方法によって得られるＯＡローラの一例について、その長さ方向断面を示す図１を参照しながら説明する。図１において、１はシャフトを、２はシャフト１の周囲に配設された弾性層を示す。なお、図示例のＯＡローラ１０は、弾性層２の外側に弾性層２よりも硬度の高い１層以上の表面層（図示せず）を有してもよい。
ここで、シャフト１の材料としては、特に限定されないが、樹脂、ステンレス、鉄などの金属等、ＯＡローラのシャフトに通常使用されている材料が挙げられ、シャフト１の形状は、中実、中空のいずれであってもよい。
また、弾性層２の材料としては、特に限定されないが、ポリウレタン、ゴム及びこれらの発泡体などＯＡローラの弾性層に通常使用される材料が挙げられる。なお、製造するＯＡローラの使用目的に応じて、上記弾性層２の材料に一般に使用されている各種導電性付与剤を添加して、ＯＡローラに導電性を付与してもよい。

次に、本発明の上記ＯＡローラ１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。図２は、本発明のＯＡローラ１０の製造に用いる弾性層２形成前の金型の一例を示す断面図であり、図３は、弾性層２形成後の金型の一例を示す断面図である。図２を参照すると、金型２１の中空部にＯＡローラ１０を構成するシャフト１が配置され、金型２１の両側開口部にはそれぞれキャップ５が嵌合されている。それぞれのキャップ５には弾性層２に対応するキャビティ１１に通じる穴５ａが設けられ、これらの穴５ａは、材料を注入する金型一方側のキャップ５においては材料を注入するための注入口となり、金型他方側のキャップ５では、材料注入時にキャビティ１１内の空気を排出するための排気口として機能する。

上記円筒状金型２１の材料としては、特に限定されないが、樹脂、ステンレス、鉄などの金属等の材料を使用できる。また、ＯＡローラの製造に当たって、金型２１の内周面に予め離型剤を塗布しておいてもよい。また、離型剤を使用しない場合は、金型２１の材料として離型性のよいパーフロロアルコキシ樹脂（ＬＦＡ樹脂）やフッ素樹脂パイプを使用してもよく、又は金型の材料としてアルミ、ステンレスなどの金属パイプを使用し、当該金属パイプの少なくとも内周面にフッ素樹脂コート処理またはそのメッキ処理などを施してもよい。
また、上記キャップ５の材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂が挙げられる。

本発明に係るＯＡローラの製造方法においては、図２に示すように、上記円筒状金型２１内にシャフト１を配置し、該金型２１の両端の開口部にそれぞれキャップ５を挿入した後、該金型２１内に弾性層２の材料を注入する。次いで、図３に示すように、該シャフト１の周囲に弾性層２を形成し、得られたＯＡローラ１０を該金型から脱型する。
なお、弾性層２の外側に表面層を設ける場合には、シャフト１の周囲に弾性層２が形成されたものを金型２１から脱型した後に、表面層となる材料を常法に従って弾性層２の外表面に塗装すればよく、塗装方法としては、ディップ塗装法、スプレー塗装法又はロールコータ塗装法が挙げられる。

図４は、ＯＡローラの脱型後に金型２１の内周面に弾性層２の材料のカス６が付着している状態を示す図である。本発明のＯＡローラの製造方法においては、図４に示すような金型２１の内周面に付着した弾性層２の材料のカス６によるＯＡローラと円筒状金型２１との離型性の低下を防ぐために、ＯＡローラ１０を１回以上製造した後に、キャップ５と弾性層２との界面Ｐの位置（図３参照）を金型長手方向に移動させてから新たなＯＡローラを製造することが肝要である。
ここで、ＯＡローラを押し棒などで押し出して金型から脱型する場合、特に押す側と対向する側の弾性層がシャフトから剥離しやすいので、押す側と対向する側のキャップと弾性層との界面の位置を金型長手方向に移動させるのが好ましいが、当該界面の位置に加えて押す側のキャップと弾性層との界面の位置も移動させてもよい。

一般に、上記の離型性の低下の判断は、金型の内周面にローラの弾性層のカスが付着した場合や、内周面の光沢度によって判定することが可能である。

本発明のＯＡローラの製造方法において、ＯＡローラ１０を１回以上製造した後に金型２１の内部を観察し、図４に示すように金型２１の内周面、特に金型２１の内周面のキャップ５と弾性層２との界面Ｐの円周に対応する部分に弾性層２のカス６が付着している場合に界面Ｐの位置を移動させてもよい。また、界面Ｐの位置を、ＯＡローラ１０の製造を同一の金型２１で繰り返すことによって金型２１の内周面に付着した弾性層２の材料のカス６によりＯＡローラの破壊が生じる限界の回数、例えば１００〜２００回ＯＡローラ１０を製造した後に移動させてもよいし、当該限界の回数よりも少ない回数、例えば１０〜５０回ＯＡローラ１０を製造した後に移動させてもよく、ＯＡローラを製造する毎に移動させてもよい。

本発明のＯＡローラの製造方法においては、界面Ｐの位置をＯＡローラの長手方向長さが長くなる方向に移動させると、以前に製造したときの界面Ｐの円周に対応し、かつ製造により離型性が低下している金型内周面の部分が新たに製造されたＯＡローラの弾性層と接触するため、界面Ｐの位置をＯＡローラ１０の長手方向長さが短くなる方向に移動させることが好ましい。
なお、界面Ｐの位置をＯＡローラの長手方向長さが短くなる方向に移動させる場合、前記界面Ｐの位置の移動量を２〜１０ｍｍ程度とするのが好ましい。移動量が１０ｍｍを越えると、得られたＯＡローラの長手方向長さが短くなりすぎて、当該ＯＡローラを製品として使用できなくなるからである。

本発明のＯＡローラの製造方法において、上記界面Ｐの位置の移動を、例えば、キャップ５の金型挿入部分の長さlが異なる複数のキャップを使用することによって行うか、又はキャップ５の金型挿入部分の長さlを変化させることができるような可変のキャップを使用することによって行うことができる。また、図５に示すように、キャップ５の金型挿入部分に例えばゴム製のリング７を嵌めてキャップ５の金型挿入部分の長さlを短くし、当該キャップを使用して界面Ｐの位置を移動させてもよい。リング７は金属性リングでもよい。これらの中でも、経済性及び界面の位置の移動の簡便さの観点から、キャップ５の金型挿入部分の長さlが異なる複数のキャップを使用することが好ましい。

キャップ５の金型挿入部分の長さlが異なる複数のキャップを使用する場合、長さlが異なる例えば３〜１０種類程のキャップをランダムに使用してもよいし、使用する順序を予め決めて使用してもよい。また、１回以上製造する毎に使用するキャップ５の金型挿入部分の長さlが順次長くなるように複数のキャップを使用してもよい。これらの中でも、金型の開口部へのキャップ５の挿入をロボットなどの装置を使用して行う場合に長さの管理が容易であるという観点から、金型挿入部分の長さlが異なる複数のキャップをランダムに使用することが好ましい。なお、金型２１の開口部へのキャップ５の挿入をロボットなどの装置を使用して行う場合、長さlが異なる複数のキャップを混ぜたものを装置に供給することによって、当該長さlが異なる複数のキャップをランダムに使用してＯＡローラを製造することができる。

実施例および比較例のＯＡローラの製造は以下の方法に従って行った。すなわち、図２に示すような構造を有し、内周面をフッ素樹脂でコートした内径１８mmおよび長さ２５０mmのステンレス鋼製円筒状金型２１内に径６mmおよび長さ２６０mmの鉄製のシャフト１をセットし、金型２１の両端開口部にキャップ５を挿入し、下記表１に示す組成のポリウレタン発泡体形成材料をよく攪拌して穴５ａからキャビティ１１内に注入した。注入後、当該発泡体形成材料は直ちに発泡を開始して膨張し、温度約２５℃にて約９０秒間で金型内が発泡体で埋められた。その後、９０℃で２０分間加熱硬化させて、シャフト１の周囲にポリウレタン発泡体からなる弾性層２を形成し、得られたＯＡローラ１０を金型２１から脱型した。実施例１では金型挿入部分の長さが異なる１０種類のキャップをランダムに使用し、実施例２では金型挿入部分の長さが異なる５種類のキャップをランダムに使用し、比較例では１種類のキャップを使用して、上記の製造方法に従って同一の金型でＯＡローラの製造を繰り返し行い、ＯＡローラの脱型時にＯＡローラの破壊が生じるまでのＯＡローラの製造回数を測定した。結果を表２に示す。

表２より、金型挿入部分の長さが異なる複数のキャップを使用した実施例１及び２では、比較例よりも脱型時にＯＡローラの破壊が生じるまでの製造回数が多かった。中でも、１０種類のキャップを使用した実施例１のローラの破壊が生じるまでの製造回数が最も多かった。

本発明の製造方法によって得られるＯＡローラの一例を示す断面図である。本発明のＯＡローラ１０の製造に用いる弾性層２形成前の金型の一例を示す断面図である。本発明のＯＡローラ１０の製造に用いる弾性層２形成後の金型の一例を示す断面図である。ＯＡローラの脱型後に金型２１の内周面に弾性層２の材料のカス６が付着している状態を示す図である。金型挿入部分にゴム製のリングを嵌めたキャップを挿入した金型の一例を示す断面図である。

符号の説明

１シャフト
２弾性層
５キャップ
５ａキャップの穴
６弾性層の材料のカス
７ゴム製のリング
１０ＯＡローラ
１１キャビティ
２１金型
Ｐキャップと弾性層との界面
l キャップの金型挿入部分の長さ

Claims

両端が開口した円筒状の金型内にシャフトを配置し、該金型の両端の開口部にそれぞれキャップを挿入した後、該金型内に弾性層の材料を注入し、該シャフトの周囲に該弾性層を形成し、得られたＯＡローラを該金型から脱型するＯＡローラの製造方法において、ＯＡローラを１回以上製造した後に、前記キャップと前記弾性層との界面の位置を金型長手方向に移動させてから新たなＯＡローラを製造することを特徴とするＯＡローラの製造方法。
前記界面の位置の移動を、前記ＯＡローラを１回以上製造した後に前記金型の内部を観察し、該金型の内周面の離型性が低下している場合に行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記界面の位置の移動を１００〜２００回ＯＡローラを製造した後に行うことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
前記界面の位置を新たに製造するＯＡローラの長手方向長さが短くなる方向に移動させることを特徴とする請求項１〜３項のいずれか１項に記載の方法。
前記界面の位置を新たに製造するＯＡローラの長手方向長さが２〜１０ｍｍ短くなる方向に移動させることを特徴とする請求項４記載の方法。
前記界面の位置の移動をキャップの金型挿入部分の長さが異なる複数のキャップを用いて行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記界面の位置の移動をキャップの金型挿入部分の長さが異なる複数のキャップをランダムに用いて行うことを特徴とする請求項６記載の方法。