JP2008299101A - Method for manufacturing elastic roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンター又は複写機の如き画像形成装置および電子写真プロセスカートリッジに用いられる弾性ローラの製造方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, and a method for manufacturing an elastic roller used in an electrophotographic process cartridge.
電子写真装置において、現像ローラの場合、感光ドラム及び現像剤規制部材に圧接された状態にあり、現像を行う際には現像ローラと感光ドラム、現像ローラと現像剤規制部材の間に現像剤が介在して圧接している。感光ドラムに転写されない現像剤は、現像剤塗布ローラによって剥ぎ取られ再度現像容器内に戻り、容器内で攪拌され再び現像剤塗布ローラによって現像ローラ上に搬送される。これらの工程を繰り返すうちに現像剤は大きなストレスを受けるという結果になる。そこで、現像剤へのストレスを軽減するという目的から現像ローラは適度な弾性を有する材料で形成されている。また、現像ローラや帯電ローラの場合、常に他部材と接触した状態で回転しているので、接触状態を安定に保つ必要があるためにローラとして高い寸法精度が必要とされる。接触状態を安定に保つことができないと現像剤の供給量がばらついたり、感光ドラムに対する圧力分布がばらつき、画像に影響を及ぼすことになる。 In the electrophotographic apparatus, in the case of the developing roller, the developer roller is in pressure contact with the photosensitive drum and the developer regulating member. When developing, the developer is placed between the developing roller and the photosensitive drum, and between the developing roller and the developer regulating member. They are in pressure contact with each other. The developer that is not transferred to the photosensitive drum is peeled off by the developer application roller, returned to the developing container again, stirred in the container, and conveyed again onto the developing roller by the developer application roller. As a result of repeating these steps, the developer is subjected to great stress. Therefore, the developing roller is formed of a material having appropriate elasticity for the purpose of reducing stress on the developer. In addition, since the developing roller and the charging roller always rotate in contact with other members, it is necessary to keep the contact state stable, and thus high dimensional accuracy is required for the roller. If the contact state cannot be maintained stably, the supply amount of the developer varies, the pressure distribution on the photosensitive drum varies, and the image is affected.
また近年、電子写真のカラー化及び高画質化のニーズが高まり、電子写真用弾性ローラの外形寸法や振れ(厚み精度)の高精度化が厳しく要求されている。例えば、接触式現像方式において、現像ローラは上述したように、現像剤を介して感光ドラム表面を押圧している。このため、外形寸法や振れ(厚み精度)が正確でないと、感光ドラムとローラ間のニップ幅やニップ力に変動が生じ濃度ムラの如き画像欠陥が発生する場合がある。 In recent years, the need for colorization and high image quality of electrophotography has increased, and there has been a strict demand for high precision outer dimensions and deflection (thickness accuracy) of the electrophotographic elastic roller. For example, in the contact development system, the developing roller presses the surface of the photosensitive drum through the developer as described above. For this reason, if the external dimensions and runout (thickness accuracy) are not accurate, the nip width and nip force between the photosensitive drum and the roller may fluctuate and image defects such as density unevenness may occur.
このような接触現像方式に用いられる現像ローラは、一般に、軸芯体の周囲に導電性の弾性層を設けた構成を有している。
このような、軸芯体の外周面に弾性層を備えたローラ(以降「弾性ローラ」ともいう)の製造方法として、鉛直に把持した軸芯体の外周面に、高粘度の液状材料を環状塗工ヘッドを用いて塗工して弾性層を形成する方法が知られている(特許文献1参照)。この方法によれば、塗工膜の厚みを厚くした場合にも、寸法精度の良好な塗膜形成物を得ることができる。
As a method of manufacturing such a roller having an elastic layer on the outer peripheral surface of the shaft core (hereinafter also referred to as “elastic roller”), a high-viscosity liquid material is annularly formed on the outer peripheral surface of the shaft core gripped vertically. A method is known in which an elastic layer is formed by coating using a coating head (see Patent Document 1). According to this method, even when the thickness of the coating film is increased, a coating film formed with good dimensional accuracy can be obtained.
しかしながら、本発明者らの検討の結果、上記特許文献1に記載の発明に係る方法を用いた場合であっても、弾性層の厚みの精度が必ずしも十分に得られないことがあった。これは、鉛直に把持した軸芯体と環状塗工ヘッドとを鉛直方向に相対的に移動させる機構の精度に起因する。即ち、環状塗工ヘッドを用いて、高粘度の弾性層材料を軸芯体に塗工する工程において、塗工装置の走り誤差が生じてしまうことは装置性能上避けがたい。ここで走り誤差とは、装置を上下移動させた時に生じてしまう機械的誤差で、装置自身の形状の曲がりが原因として挙げられる。通常、機械精度が良いものでも1μm〜10μm程度の走り誤差が生じてしまう。しかしながら、塗工装置の走り誤差が生じると、軸芯体上の弾性層は偏ってついてしまい、弾性層の振れ(弾性層の厚み精度)に悪影響を及ぼしてしまう。そのため、振れが良い弾性ローラを製造するためには、塗工装置の走り誤差を打ち消すような補正を行うことが望まれる。また、この走り誤差の大きさは個々の装置によって異なり、機差が生じてしまう場合もある。
However, as a result of the study by the present inventors, even when the method according to the invention described in
本発明の目的は、個々の塗工装置が持つ走り誤差を補正することで、塗工装置による機差が少なく、寸法精度、特には振れ(弾性層の厚み精度)が良い弾性ローラの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to correct a running error of each coating apparatus, thereby reducing the machine difference due to the coating apparatus, and producing an elastic roller having good dimensional accuracy, in particular, deflection (thickness accuracy of the elastic layer). Is to provide.
上記課題を解決するため、本願発明は以下の構成を有することを特徴とする。
すなわち、本発明に係る弾性ローラの製造方法は、
内側に開口した環状スリットを有する環状塗工ヘッドと、鉛直に把持された軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させて、該軸芯体の外周面に該環状スリットから液状材料を吐出して液状材料を塗工し、液状材料層を形成する塗工工程;および、
該液状材料層を硬化させて弾性層を形成する硬化工程
を有する、軸芯体の外周面に弾性層を有する弾性ローラの製造方法であって、
該塗工工程に先立って、該環状塗工ヘッドと鉛直に把持された軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させる機構の走り誤差をあらかじめ測定する走り誤差測定工程を更に有し、
該塗工工程が、該走り誤差測定工程により測定した走り誤差を打ち消すように、該環状塗工ヘッドを水平方向に該軸芯体に対して相対的に移動させつつ、該液状材料を塗工する工程を含む
ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration.
That is, the manufacturing method of the elastic roller according to the present invention includes:
An annular coating head having an annular slit opened on the inner side and a vertically held shaft core body are moved relatively in the vertical direction, and the liquid material is discharged from the annular slit to the outer peripheral surface of the shaft core body. And applying a liquid material to form a liquid material layer; and
A method for producing an elastic roller having an elastic layer on an outer peripheral surface of a shaft core body, comprising a curing step of curing the liquid material layer to form an elastic layer,
Prior to the coating step, it further includes a running error measurement step for measuring in advance a running error of a mechanism for moving the annular coating head and the vertically held shaft core relative to each other in the vertical direction,
The liquid material is applied while moving the annular coating head in a horizontal direction relative to the shaft core so that the coating step cancels the running error measured in the running error measuring step. Including the step of:
本発明によれば、個々の塗工装置が持つ走り誤差を補正することで、塗工装置による機差が少なく、寸法精度、特には振れ(弾性層の厚み精度)が良い弾性ローラの製造方法が提供される。 According to the present invention, by correcting the running error of each coating device, there is little machine difference due to the coating device, and the manufacturing method of an elastic roller with good dimensional accuracy, particularly deflection (thickness accuracy of the elastic layer). Is provided.
以下、本発明による弾性ローラの製造方法の形態について詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。 Hereinafter, although the form of the manufacturing method of the elastic roller by this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited by this.
本発明に係る弾性ローラの製造方法は、次の工程を有する。
(1)内側に開口した環状スリットを有する環状塗工ヘッドと、鉛直に把持された軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させて、該軸芯体の外周面に該環状スリットから液状材料を吐出して液状材料を塗工し、液状材料層を形成する塗工工程。
(2)該液状材料層を硬化させて弾性層を形成する硬化工程。
(3)上記工程(1)に先立って、該環状塗工ヘッドと鉛直に把持された軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させる機構の走り誤差をあらかじめ測定する走り誤差測定工程。
The elastic roller manufacturing method according to the present invention includes the following steps.
(1) An annular coating head having an annular slit opened on the inside and a vertically held shaft core body are moved relative to each other in the vertical direction, so that the outer peripheral surface of the shaft core body is liquidized from the annular slit. A coating process in which a material is discharged to apply a liquid material to form a liquid material layer.
(2) A curing step of curing the liquid material layer to form an elastic layer.
(3) A running error measurement step of measuring in advance a running error of a mechanism that moves the annular coating head and the vertically held shaft core relative to each other in the vertical direction prior to the step (1).
そして、上記工程(1)は、該走り誤差測定工程により測定した走り誤差を打ち消すように、該環状塗工ヘッドを水平方向に該軸芯体に対して相対的に移動させつつ、該液状材料を塗工する工程を含む。 Then, in the step (1), the liquid material is moved while moving the annular coating head relative to the shaft core in the horizontal direction so as to cancel the running error measured in the running error measuring step. Including the step of coating.
〔軸芯体〕
軸芯体は、電極および支持部材として機能することができる。軸芯体には、鉄、アルミニウム、銅合金またはステンレス鋼の金属(合金を含む)を用いることができ、必要に応じてクロムもしくはニッケルで鍍金処理を施しても良い。また、合成樹脂の如き材質で構成されても良い。形状は、円柱形や中心部を空洞化した円筒形が好ましい。軸芯体の外径は適宜決めることができるが、通常、直径4.0mm以上20.0mm以下の範囲にする。
(Shaft core)
The shaft core body can function as an electrode and a support member. For the shaft core, iron, aluminum, copper alloy or stainless steel metal (including alloy) may be used, and may be plated with chromium or nickel as necessary. Moreover, you may comprise with materials, such as a synthetic resin. The shape is preferably a columnar shape or a cylindrical shape with a hollow center. The outer diameter of the shaft core can be determined as appropriate, but is usually in the range of 4.0 mm to 20.0 mm in diameter.
〔塗工機〕
本発明の弾性ローラの製造方法に好適に用いることができる環状塗工ヘッドを有する塗工機の概略説明図を図1に示す。以下、この塗工機のことをリングコート機と呼ぶ。
[Coating machine]
FIG. 1 shows a schematic explanatory diagram of a coating machine having an annular coating head that can be suitably used in the method for producing an elastic roller of the present invention. Hereinafter, this coating machine is called a ring coating machine.
このリングコート機は、架台31の上に略垂直にコラム32が取り付けられ、架台31とコラム32の上部に精密ボールネジ33が略垂直に取り付けられている。44はリニアガイドであり、精密ボールネジ33と平行にコラム32に該リニアガイド44は2本取り付けられている。Linear Motionガイド(以下LMガイド)34はリニアガイド44と精密ボールネジ33とを連結し、サーボモータ35よりプーリ36を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。コラム32には環状塗工ヘッド固定テーブル45が取り付けられている。環状塗工ヘッド固定テーブル45には、環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46が取り付けられており、環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46上に環状塗工ヘッド38が取り付けられている。
In this ring coat machine, a column 32 is attached substantially vertically on a gantry 31, and a precision ball screw 33 is attached substantially vertically on the gantry 31 and the column 32. Reference numeral 44 denotes a linear guide, and two linear guides 44 are attached to the column 32 in parallel with the precision ball screw 33. A linear motion guide (hereinafter referred to as LM guide) 34 connects a linear guide 44 and a precision ball screw 33, and a rotary motion is transmitted from a servo motor 35 via a pulley 36 so that the
図2は環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46周辺の機構を真上から見た図であり、図2における紙面上側が図1におけるLMガイド34側である。ここでのX方向とは、図2における紙面左右方向であり、Y方向とは、図2における紙面上下方向である。環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46はXY両方向(水平方向)への駆動機構を備えており、ステッピングモータによって駆動される。また、環状塗工ヘッド固定テーブル45には、軸芯体の位置および塗工ヘッドの位置を検出するために、LED位置検出器48がXY方向にそれぞれ一組ずつ、計2組(48−1および48−2)が取り付けられている。なお、光学位置検出の光源として、レーザーを用いても良い。このように、測定物の位置検出の精度を上げるため、LED位置検出器48は2組以上取り付けられることが好ましい。また、LED位置検出器48は投光部と受光部との1対からなり、受光した光の輝度の差から測定物の位置を検出するものである。
FIG. 2 is a view of the mechanism around the annular coating head position correcting
LMガイド34にはブラケット37が取り付けられる。ブラケット37には、軸芯体位置補正XYステージ47が取り付けられており、軸芯体位置補正XYステージ47上に軸芯体101を保持し固定する軸芯体下保持軸39が、略垂直に取り付けられている。また、ローラの軸芯体101の逆側を保持する軸芯体上保持軸40の中心軸がブラケット37の上部に取り付けられ、軸芯体上保持軸40は軸芯体下保持軸39に対向して略同心になるように配置して軸芯体を保持している。
A
環状塗工ヘッド38の中心軸は、軸芯体下保持軸39と軸芯体上保持軸40の移動方向と平行となるようにそれぞれ支持されている。また、軸芯体下保持軸39及び軸芯体上保持軸40の昇降移動時において、環状塗工ヘッド38の内側に開口した環状スリットになっている吐出口の中心軸と、軸芯体下保持軸39及び軸芯体上保持軸40の中心軸が略同心になるように調節してある。
The center axis of the
液状材料の供給口41は、配管42を介して供給弁43に接続されている。材料供給弁43は、その手前に混合ミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンクを備え(いずれも不図示)、定量(単位時間当たりの量が一定)の液状材料を吐出可能としている。液状材料は材料タンクから、材料定量吐出装置により一定量計量され、混合ミキサーで混合される。その後、材料供給ポンプにより混合された液状材料は、材料供給弁43から配管42を経由して、供給口41に送られる。 The liquid material supply port 41 is connected to a supply valve 43 via a pipe 42. The material supply valve 43 includes a mixing mixer, a material supply pump, a material fixed amount discharge device, and a material tank (all not shown) in front of the material supply valve 43 so that a fixed amount (a constant amount per unit time) can be discharged. . The liquid material is weighed from a material tank by a material dispensing device and mixed by a mixing mixer. Thereafter, the liquid material mixed by the material supply pump is sent from the material supply valve 43 to the supply port 41 via the pipe 42.
供給口41より送り込まれた液状材料は、環状塗工ヘッド38内の流路を通り、環状塗工ヘッド38のノズルから吐出する(図3)。
The liquid material fed from the supply port 41 passes through the flow path in the
なお、図3(A)及び図3(B)は、環状塗工ヘッド38の一般的な態様を示す概略断面図である。
3A and 3B are schematic cross-sectional views showing a general aspect of the
図3(A)及び図3(B)において、環状塗工ヘッドは、上部部品52及び下部部品53を有している。そして、上部部品52と下部部品53とによって形成された空間には、材料注入口54から液状材料が導入される。また、当該空間に導入された液状材料は、材料入口部55より環状スリット51内に導入され、材料出口部56より吐出される。
3A and 3B, the annular coating head has an
液状材料の層厚を一定にさせるために、環状塗工ヘッドノズルからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量を一定にして、保持されている軸芯体101を垂直方向(軸芯体の中心軸方向)に上方へ移動させる。こうすることで、軸芯体101は環状塗工ヘッド38に対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体101の外周面に液状材料からなる円筒形状(ロール形状)の層102が形成される。
In order to make the layer thickness of the liquid material constant, the discharge amount from the annular coating head nozzle and the supply amount from the material supply pump are made constant, and the
〔弾性ローラの製造〕
上記環状塗工ヘッドを有するリングコート機を用いて、本発明によって弾性ローラを製造することができる。
[Manufacture of elastic rollers]
An elastic roller can be manufactured according to the present invention using a ring coater having the annular coating head.
<軸芯体上保持軸に対する環状塗工ヘッドの中心位置座標を求める工程>
弾性ローラを製造するにあたり、まず軸芯体上保持軸が塗工ヘッドの中心になるよう塗工ヘッドの中心位置を調整する。図1で示したLMガイドを鉛直方向に移動させ、軸芯体上保持軸40の先端がLED位置検出器の測定範囲に入るように調整し、軸芯体上保持軸の中心の位置座標(水平面におけるXおよびY座標)を読み取る。続いて、環状塗工ヘッド38の位置を補正する。塗工ヘッドの位置を補正する手法としては、例えば環状塗工ヘッドの位置座標を接触式で求めて調整する方法や、環状塗工ヘッドに基準となるピンを立て、環状塗工ヘッドの位置座標をLED位置検出器によって非接触で求める方法などが挙げられる。
<The process of calculating | requiring the center position coordinate of the cyclic | annular coating head with respect to an axial core holding shaft>
In manufacturing the elastic roller, first, the center position of the coating head is adjusted so that the holding shaft on the shaft core is at the center of the coating head. The LM guide shown in FIG. 1 is moved in the vertical direction and adjusted so that the tip of the shaft
その一例として、環状塗工ヘッドに基準となるピンを立て、環状塗工ヘッドの位置座標をLED位置検出器によって求める方法の概略説明図を図4に示す。図4に示すように、環状塗工ヘッド38上に、環状塗工ヘッド38の中心軸から等距離になるように、X軸とY軸にそれぞれ2本ずつ、計4本のピン49を立てる。まず、LED位置検出器48によって軸芯体上保持軸40と環状塗工ヘッドに立てたピンの間の距離を計測する。その時、図4に示すように、距離X1、X2、Y1、Y2がX1=X2、Y1=Y2となるように環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46を駆動する。この工程を経ることにより、軸芯体上保持軸を基準とした環状塗工ヘッドの中心位置座標が相対的に求められる。
As an example, FIG. 4 shows a schematic explanatory diagram of a method for setting a reference pin on the annular coating head and obtaining the position coordinates of the annular coating head by an LED position detector. As shown in FIG. 4, a total of four
<軸芯体上保持軸に対する軸芯体下保持軸の中心位置座標調整工程>
ここでは、軸芯体を把持する軸芯体上保持軸と軸芯体下保持軸の中心位置座標を一致させる補正を行う。まず、軸芯体下保持軸39の上端が、環状塗工ヘッド38の中を通って環状塗工ヘッドより上に位置している状態で、LED位置検出器48(48−1および48−2)によって、軸芯体下保持軸39の中心位置座標(XおよびY)を検出する(図8(A))。次に、予め求めておいた軸芯体上保持軸40の中心位置座標に対し、軸芯体下保持軸39の中心位置座標が水平方向において一致するように軸芯体下保持軸の中心位置座標を調整する。このように軸芯体上下保持軸の中心位置座標を合わせることで、軸芯体を把持したときの軸芯体の倒れを小さく抑えることができる。
<Coordinate adjustment process of center position of holding shaft below shaft core with respect to holding shaft on shaft core>
Here, correction is performed so that the center position coordinates of the shaft core upper holding shaft and the shaft core lower holding shaft for gripping the shaft core coincide with each other. First, in the state where the upper end of the shaft core lower holding
<走り誤差の測定およびそれを打ち消す位置補正>
弾性ローラを製造するにあたって、液状材料の軸芯体外周面への塗工に先立って、環状塗工ヘッドを鉛直方向に軸芯体に対して相対的に移動させる機構の走り誤差(XおよびY方向)をあらかじめ算出しておく。以後、この走り誤差のことを、「装置の走り誤差」もしくは単に「走り誤差」と記述する。液状材料を塗工する際、この装置の走り誤差に同期させ液状材料の厚みムラを打ち消す方向、つまりは水平方向に環状塗工ヘッドを動かし、環状塗工ヘッドの位置補正を行う。それにより、装置の走り誤差を打ち消しながら液状材料を塗工することができ、個々の塗工装置が持っている機械精度によらず、機差なく振れ精度の良い弾性ローラを製造することができる。なお、液状材料を塗工する際、環状塗工ヘッド位置を固定させ、軸芯体を装置の走り誤差に同期させて水平方向に動かす位置補正を行っても良い。
<Measurement of running error and position correction to cancel it>
In manufacturing the elastic roller, prior to the application of the liquid material to the outer peripheral surface of the shaft core body, the running error (X and Y) of the mechanism that moves the annular coating head relative to the shaft core body in the vertical direction. (Direction) is calculated in advance. Hereinafter, this running error is described as “running error of the device” or simply “running error”. When applying the liquid material, the position of the annular coating head is corrected by moving the annular coating head in a direction that cancels out the uneven thickness of the liquid material in synchronization with the running error of the apparatus, that is, in the horizontal direction. Thereby, the liquid material can be applied while canceling out the running error of the apparatus, and an elastic roller with good runout accuracy can be manufactured without any difference regardless of the machine accuracy of each coating apparatus. . When applying the liquid material, the position of the annular coating head may be fixed, and the position correction of moving the shaft core in the horizontal direction in synchronization with the running error of the apparatus may be performed.
装置の走り誤差を測定するために、その形状が既知であるマスタを利用することができる。その例について具体的に説明する。装置の走り誤差を測定するために、図5に示したような2段階の外径を有する円筒型のステンレス製マスタ軸芯体50を用いることができる。このマスタ軸芯体は、直径12.0mm、長さ240.0mmの円筒体(大径部)の両端に、それぞれ直径6.0mm、長さは10.0mmの円筒体(小径部)が同心に接続された形となっている。マスタを利用して装置の走り誤差を測定するためには、このマスタ軸芯体の円筒度が装置の走り誤差に比べて十分小さいことが必要とされる。そこで、始めにこのマスタ軸芯体の円筒度の測定を行う。マスタ軸芯体の両端部2点(小径部における任意の点)を保持し、マスタ軸芯体の円筒度を真円度計で測定したところ、0.2μmであった。以上の結果、マスタ軸芯体の円筒度は十分に小さく、装置の走り誤差を測定するための基準とするのに適していることが確認できた。
In order to measure the running error of the device, a master whose shape is known can be used. The example will be specifically described. In order to measure the running error of the apparatus, a cylindrical stainless steel
次に、マスタ軸芯体の倒れ補正を行う。マスタ軸芯体を軸芯体上保持軸40および軸芯体下保持軸39によって上下軸方向に把持して下降させる。この際、マスタ軸芯体の両端部2点(小径部における任意の点)の位置座標(マスタのエッジからLED位置検出器までの距離)をLED位置検出器によって検出する。その後、マスタ軸芯体上端部の位置座標を基準位置とし、マスタ軸芯体下端部の位置補正を行うことでマスタ軸芯体の倒れ補正を行う。
Next, tilt correction of the master shaft core is performed. The master shaft core is held and lowered in the vertical axis direction by the shaft core upper holding
次に、マスタ軸芯体を上昇させ、その間に随時マスタ軸芯体の長手方向における表面の位置座標(XおよびY)をLED位置検出器48によって検出する(図6(A)および(B))。つまり、図6はマスタ軸芯体の位置座標を示している。
Next, the master shaft core is raised, and the position coordinates (X and Y) of the surface in the longitudinal direction of the master shaft core are detected by the
なお、マスタ軸芯体の位置座標を検出する間隔は適宜決めてよいが、1mmピッチ以下とすることが望ましい。長手方向におけるマスタ軸芯体の円筒度は0.2μmであり、装置の走り誤差1μm〜10μmと比較して十分小さく、無視できる。そのため、予め求めた基準位置と、LED位置検出器48によって検出したマスタの位置座標(X(図6−(A)およびY(図6−(B))とのずれが、装置の上下移動の際に生じてしまう装置の走り誤差の大きさを表している。
The interval for detecting the position coordinates of the master shaft core body may be determined as appropriate, but is preferably 1 mm or less. The cylindricity of the master shaft core in the longitudinal direction is 0.2 μm, which is sufficiently small compared with the running error of 1 μm to 10 μm of the apparatus and can be ignored. Therefore, the deviation between the reference position obtained in advance and the master position coordinates (X (FIG. 6- (A) and Y (FIG. 6- (B))) detected by the
本発明において、液状材料を塗工する際、図7(A)および(B)に例示したように、この装置の走り誤差(図6(A)および(B)に示す)に同期させ、装置の走り誤差量と同量だけ環状塗工ヘッドを水平方向に動かし、環状塗工ヘッドの位置補正を行う。つまり、図7は環状塗工ヘッドの移動量を示している。ここでは簡単な方法として、装置の可動範囲を3分割して各ポイントにおいて補正を行った例を示すが、この補正はもっと多数のポイントをとって行っても良いし、さらに多くのポイントに基づいて補正を行い、ほぼ曲線になるようにしても良い。例えば図7(A)の場合、区間Aでは+X方向に10μmだけ環状塗工ヘッドを水平に動かしながら液状材料の塗工を行う。その後区間Bではヘッドを水平に動かさず、区間Cにおいては−X方向に10μmだけ動かす。図7(B)のような場合にはその逆で、区間Aでは−Y方向に10μmだけ環状塗工ヘッドを水平に動かし、区間Bでは水平に動かさず、区間Cにおいては−Y方向に10μmだけ動かす。このような補正を行いつつマスタ軸芯体の位置を計測すれば、例えばX方向においては図7(C)に示したように、環状塗工ヘッドとマスタ軸芯体の距離が一定に保たれ、装置の走り誤差を打ち消すことができることがわかる。図は示していないが、Y方向についても同様である。 In the present invention, when the liquid material is applied, as illustrated in FIGS. 7A and 7B, the apparatus is synchronized with the running error of this apparatus (shown in FIGS. 6A and 6B). The annular coating head is moved in the horizontal direction by the same amount as the amount of the running error, and the position of the annular coating head is corrected. That is, FIG. 7 shows the amount of movement of the annular coating head. Here, as an easy method, an example in which the movable range of the apparatus is divided into three parts and correction is performed at each point is shown. However, this correction may be performed by taking a larger number of points, or based on more points. It is also possible to correct it so that it becomes almost a curve. For example, in the case of FIG. 7A, in the section A, the liquid material is applied while moving the annular coating head horizontally by 10 μm in the + X direction. Thereafter, in the section B, the head is not moved horizontally, and in the section C, the head is moved by 10 μm in the −X direction. In the case shown in FIG. 7B, the opposite is true. In the section A, the annular coating head is moved horizontally by 10 μm in the −Y direction, not moved horizontally in the section B, and in the section C, 10 μm in the −Y direction. Just move. If the position of the master shaft core is measured while performing such correction, the distance between the annular coating head and the master shaft core is kept constant in the X direction, for example, as shown in FIG. 7C. It can be seen that the running error of the device can be canceled. Although not shown, the same applies to the Y direction.
以上説明した、軸芯体上保持軸の中心位置座標に対する環状塗工ヘッドの中心位置座標を求める工程と、走り誤差の測定工程とは、いわば個々の弾性ローラを製造するための前準備である。以下、個々の弾性ローラを製造する方法について説明する。 The above-described step of obtaining the center position coordinate of the annular coating head with respect to the center position coordinate of the holding shaft on the shaft core and the step of measuring the running error are preparations for manufacturing individual elastic rollers. . Hereinafter, a method for manufacturing each elastic roller will be described.
<把持工程>
軸芯体101は、軸芯体上保持軸40および軸芯体下保持軸39によって上下軸方向に把持される。
<Gripping process>
The
本発明において、軸芯体を上下軸方向に把持するとは、図8(A)に示すように軸芯体を鉛直方向になるよう軸芯体の端部を把持するものである。 In the present invention, gripping the shaft core in the vertical axis direction means gripping the end of the shaft core so that the shaft core is in the vertical direction as shown in FIG.
<軸芯体の中心位置座標を検出し軸芯体の倒れを補正する工程>
次に、上下軸方向に軸芯体101を把持した状態で、LMガイド(図8には不図示)が下降する。この時、図8(B)、(C)に示すように、LED位置検出器48によって、例えば軸芯体の軸方向(長手方向)位置101−1および101−2の二箇所の中心位置座標(水平面におけるXおよびY座標)を検出する。水平位置座標を検出する軸芯体の長手方向位置は、軸芯体の長さにもよるが、通常軸芯体両端からそれぞれ好ましくは80mm以内、より好ましくは50mm以内の二点を選ぶ。端部に近い方が精度の面で好ましい。
<Step of detecting the center position coordinate of the shaft core and correcting the tilt of the shaft core>
Next, the LM guide (not shown in FIG. 8) is lowered while holding the
次に、測定箇所101−2の中心位置座標を基準として、測定箇所101−1の中心位置が軸芯体測定箇所101−2の中心の真下にくるように、軸芯体位置補正XYステージ47を動かす(図8(D))。これにより、軸芯体の倒れを補正できる。
Next, the shaft core position
<環状塗工ヘッドの位置座標が軸芯体の中心位置座標に水平方向において一致するように環状塗工ヘッドの位置を補正する工程>
さらに、予め求めておいた環状塗工ヘッドの中心位置座標から、測定箇所101−2の中心を環状塗工ヘッドの中心と水平方向で一致させる(図8(D))。これにより、液状材料を塗工したときの弾性層の偏りを補正できる。
<Step of correcting the position of the annular coating head so that the position coordinates of the annular coating head coincide with the center position coordinates of the shaft core in the horizontal direction>
Further, the center of the measurement location 101-2 is made to coincide with the center of the annular coating head in the horizontal direction from the center position coordinates of the annular coating head determined in advance (FIG. 8D). Thereby, the bias of the elastic layer when the liquid material is applied can be corrected.
<液状材料層の形成>
次に、上記位置補正機構を用いつつ、軸芯体の外周面に液状材料層を形成する。環状塗工ヘッド38から液状材料を吐出させながら、保持されている軸芯体101を環状塗工ヘッドに対して相対的に垂直方向に上方へ移動させ、軸芯体の外周面に液状材料を塗工する。この最中に、予め求めておいた装置の走り誤差(XおよびY方向)に対して、環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46により液状材料吐出中の環状塗工ヘッド位置を同期(XおよびY方向)させる(図9(A))。前述したように予めLED位置検出器48で検出したマスタの位置座標(XおよびY)から装置の走り誤差を算出し、それに同期させて環状塗工ヘッド38を駆動させ水平方向に動かすことで装置の走り誤差を打ち消し厚みが均一な液状材料層を設けることができる。またこの際、環状塗工ヘッドは固定(水平方向に)した状態で、装置の走り誤差に同期させて軸芯体を水平方向に動かしても良い。以上の工程を経て、軸芯体101の外周上に液状材料からなる円筒形状(ローラ形状)の層102が形成される(図9(B))。そして、軸芯体上保持軸を上昇させ、リングコート機から軸芯体を取り外し(図9(C))、加熱硬化させることで弾性ローラが製造される。
<Formation of liquid material layer>
Next, a liquid material layer is formed on the outer peripheral surface of the shaft core while using the position correction mechanism. While discharging the liquid material from the
これにより、塗工装置が持つ走り誤差を補正することができ、それによって個々の塗工装置による機差も抑え、振れの小さい弾性ローラを製造することができる。 As a result, the running error of the coating apparatus can be corrected, whereby machine differences due to the individual coating apparatuses can be suppressed, and an elastic roller with small deflection can be manufactured.
なお、弾性層の厚さは通常0.5mm以上10.0mm以下の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、2.0mm以上6.0mm以下である。弾性層の厚みが2.0mm以下である場合、横型のリングコート機でも有用である。しかしながら、電子写真方式の画像形成装置に用いられる弾性ローラでは弾性層の厚みが2.0mm以上必要である場合が多い。帯電ローラや現像ローラなどの弾性ローラは、感光体と接触した状態で回転しており、その接触状態を安定に保つ必要があるからである。弾性層の厚みが2.0mm以上となるように横型のリングコート機を用いて塗布すると、液状材料の自重により重力方向に垂れが生じ、弾性層の厚みのばらつきが大きくなり、振れが大きくなることが考慮される。したがって、電子写真方式の画像形成装置に用いられる弾性ローラを製造するためには、上記するような縦型のリングコート機を用いることが好ましい。 The thickness of the elastic layer is usually preferably in the range of 0.5 mm to 10.0 mm. More preferably, it is 2.0 mm or more and 6.0 mm or less. When the thickness of the elastic layer is 2.0 mm or less, it is also useful for a horizontal ring coater. However, an elastic roller used in an electrophotographic image forming apparatus often requires an elastic layer thickness of 2.0 mm or more. This is because an elastic roller such as a charging roller or a developing roller rotates while being in contact with the photoreceptor, and it is necessary to keep the contact state stable. When applied using a horizontal ring coater so that the thickness of the elastic layer is 2.0 mm or more, dripping occurs in the direction of gravity due to the weight of the liquid material, resulting in a large variation in the thickness of the elastic layer and an increase in vibration. It is considered. Therefore, in order to manufacture an elastic roller used in an electrophotographic image forming apparatus, it is preferable to use a vertical ring coater as described above.
弾性層の厚みが0.5mm以上であると、例えば現像ローラの場合、弾性層の弾性が優れたものになり、現像剤へのストレスを低減させることが容易である。また、弾性層の厚みが10.0mm以下であると、縦型リングコート機において液状材料の自重により重力方向に垂れが生じることを防止することが容易で、優れた外径寸法や振れを実現することが容易である。 When the thickness of the elastic layer is 0.5 mm or more, for example, in the case of a developing roller, the elasticity of the elastic layer becomes excellent, and it is easy to reduce stress on the developer. In addition, when the thickness of the elastic layer is 10.0 mm or less, it is easy to prevent dripping in the gravity direction due to the weight of the liquid material in the vertical ring coater, realizing excellent outer diameter and deflection. Easy to do.
振れの値は次のようにして求めることができる。図11に示すように、基準となる定盤201上に垂直に取り付けられた軸芯体支持部材202に、弾性ローラの軸芯体101の露出部分を把持させ、把持部分を支点としてローラを回転させる。このときのローラと定盤間の距離の変動を、軸芯体と垂直に配置した非接触位置検出器(キーエンス社製、商品名:LS−5000)で測定し、弾性層と定盤間の距離の最大値と最小値の差を値として求める。弾性層の軸方向に1cmピッチで弾性層と定盤間の距離の最大値と最小値の差を求め、その差の値の中で最大の値を弾性層の振れの値とする。
The shake value can be obtained as follows. As shown in FIG. 11, the shaft core
なお、弾性ローラとして好ましく使用できる振れは、弾性ローラを適用する装置のグレードや耐久性にもよるが、60μm以下が好ましく、特には50μm以下、さらには30μm以下がより好ましい。振れを上記範囲、特には30μm以下とすることにより、他部材に与える応力に偏りが生じてストレスが大きな部分の磨耗や劣化を早める原因となることを防止できる。また、電荷や現像剤の供給バランスがくずれることによる画像弊害、特には濃度ムラなどが生じる原因となることを防止できる。 The deflection that can be preferably used as the elastic roller is preferably 60 μm or less, more preferably 50 μm or less, and even more preferably 30 μm or less, although it depends on the grade and durability of the apparatus to which the elastic roller is applied. By setting the runout within the above range, particularly 30 μm or less, it is possible to prevent the stress applied to the other member from being biased and causing the wear and deterioration of the stressed portion to be accelerated. Further, it is possible to prevent the occurrence of image adverse effects, particularly density unevenness, due to the loss of the charge and developer supply balance.
軸芯体の外周に環状塗工ヘッドで塗布する液状材料の降伏応力は、20Pa以上600Pa以下が好ましい。 The yield stress of the liquid material applied to the outer periphery of the shaft core with the annular coating head is preferably 20 Pa or more and 600 Pa or less.
降伏応力(しばしば降伏点と呼ばれる)とは、それ以下では試料が固体として振舞う限界応力のことである。降伏応力を超えると、凝集フィラーによって形成されていた3次元網目構造の構造破壊が生じ、試料は流動を開始する。加えられた応力によって際限なく変形し続け、応力を除いてももとの形状に戻ることはない。つまり、塗膜の厚みが大きくなるにつれて材料の質量が増えるため、重力方向に材料が流れやすくなる。流れを生じさせないためには、自重に対抗するために充分な降伏応力を持つことが望まれる。塗膜の厚みに対して充分な降伏応力を持つことにより、形状が安定し寸法精度の良い成形物を得ることが出来る。 Yield stress (often called the yield point) is the critical stress below which a sample behaves as a solid. When the yield stress is exceeded, structural destruction of the three-dimensional network structure formed by the agglomerated filler occurs, and the sample starts to flow. Deformation continues indefinitely due to the applied stress, and even if the stress is removed, it does not return to its original shape. That is, since the mass of the material increases as the thickness of the coating film increases, the material easily flows in the direction of gravity. In order not to cause a flow, it is desirable to have a sufficient yield stress to counteract its own weight. By having a sufficient yield stress with respect to the thickness of the coating film, a molded product having a stable shape and good dimensional accuracy can be obtained.
降伏応力のより好ましい範囲は、100Pa以上400Pa以下である。降伏応力が20Pa以上600Pa以下の範囲にある場合、塗工厚みに対する寸法精度を維持し、塗工面の平滑さとのバランスを優れた状態で、両立することができる。 A more preferable range of the yield stress is 100 Pa or more and 400 Pa or less. When the yield stress is in the range of 20 Pa or more and 600 Pa or less, the dimensional accuracy with respect to the coating thickness can be maintained and the balance with the smoothness of the coating surface can be achieved.
降伏応力が600Pa以下の場合には、塗工時における材料のレベリング作用効果が優れ、塗工後の表面にスジが発生したり凹凸ができたりすることを防止することが容易である。20Pa以上の場合には、重力に対して優れた降伏応力が得られ塗膜形成後の形状を保持することが容易で、変形を容易に防止でき、弾性ロールの塗工厚みに対する外径寸法差が大きくなることを防止することが容易である。 When the yield stress is 600 Pa or less, the leveling effect of the material during coating is excellent, and it is easy to prevent streaks or irregularities from being formed on the surface after coating. In the case of 20 Pa or more, excellent yield stress is obtained with respect to gravity, it is easy to maintain the shape after the coating is formed, deformation can be easily prevented, and the outer diameter dimensional difference with respect to the coating thickness of the elastic roll Is easily prevented from increasing.
本発明で用いる液状材料とは、室温で少なくともある一定時間流動性を持つポリマーで、加熱または経時により硬化が進行するものである。具体的には、液状ジエンゴム(ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム等)、液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムが挙げられる。このようなゴムは、単独で用いてよく、又は二種以上を混合して用いてもよい。中でも、弾性層には、良好な変形回復力を持たせることが望まれるため、液状材料としては液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムを用いることが好ましい。特に加工性が良好で寸法精度の安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの生産性に優れる理由から、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いることが、より好ましい。 The liquid material used in the present invention is a polymer that has fluidity for at least a certain period of time at room temperature, and is cured by heating or aging. Specific examples include liquid diene rubber (butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene rubber, etc.), liquid silicone rubber, and liquid urethane rubber. Such rubber | gum may be used independently or may be used in mixture of 2 or more types. Among these, since it is desired that the elastic layer has a good deformation recovery force, it is preferable to use liquid silicone rubber or liquid urethane rubber as the liquid material. In particular, it is more preferable to use an addition reaction cross-linkable liquid silicone rubber because it has good processability, high dimensional accuracy stability, and excellent productivity such that no reaction by-product is generated during the curing reaction.
液状シリコーンゴムは、例えばオルガノポリシロキサン(A液)およびオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B液)を含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。 The liquid silicone rubber is a composition containing, for example, an organopolysiloxane (A liquid) and an organohydrogenpolysiloxane (B liquid), and further containing a catalyst and other additives as appropriate.
<液状材料層の硬化および弾性ローラ>
軸芯体の外周に塗布された液状材料の層102を、赤外線加熱で熱処理するなどして硬化し、弾性ローラとする。液状材料の層の表面は、粘着性を有している。このため、熱処理する方法としては非接触で、装置が簡易で、軸芯体外周上の液状材料の層を長手方向に均一に熱処理できる赤外線加熱が好ましい。この時、赤外線加熱装置を固定し、液状材料からなる円筒形状(ローラ形状)の未硬化物層を設けた軸芯体を周方向に回転させることにより、周方向に均一に熱処理を行うことができる。塗布液表面の熱処理温度としては、使用する液状材料にもよるが、例えば付加反応架橋型液状シリコーンゴムの場合、シリコーンゴム硬化反応が開始する100℃以上250℃以下が好ましい。
<Curing of liquid material layer and elastic roller>
The
ここで、液状材料層を硬化して得られた弾性層の物性安定化、弾性層中の反応残渣及び未反応低分子分を除去する等を目的として、赤外線加熱後の弾性層に更に熱処理による二次硬化を行ってもよい。その後、弾性層の両端を突き切って弾性層を必要な長さにすると共に、弾性層形成に際して異常が発生しやすい、液状材料を軸芯体上に形成する際の始端及び終端を予め除去することも好ましい。 Here, for the purpose of stabilizing physical properties of the elastic layer obtained by curing the liquid material layer, removing reaction residues and unreacted low molecular components in the elastic layer, the elastic layer after infrared heating is further subjected to heat treatment. Secondary curing may be performed. Then, both ends of the elastic layer are pierced to make the elastic layer as long as necessary, and the starting end and the terminal end when the liquid material is formed on the shaft core, which is likely to be abnormal when forming the elastic layer, are removed in advance. It is also preferable.
以上のようにして形成された弾性層の外周側に耐磨耗性やトナーの摩擦帯電性、離形性の観点から、さらに表面層を設けることもできる。表面層を形成する材料の例としては、各種のポリアミド、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂が挙げられる。これらの材料は、単独で用いてよく、又は二種以上を混合して用いてもよい。これらの材料には必要に応じて各種添加剤が添加される。 A surface layer can be further provided on the outer peripheral side of the elastic layer formed as described above from the viewpoints of wear resistance, toner triboelectric chargeability and releasability. Examples of the material forming the surface layer include various polyamides, fluororesins, hydrogenated styrene-butylene resins, urethane resins, silicone resins, polyester resins, phenol resins, imide resins, and olefin resins. These materials may be used alone or in combination of two or more. Various additives are added to these materials as necessary.
例えば、これらの表面層を構成する材料は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、ボールミルの如きビーズを利用した従来公知の分散装置を使用して、分散させる。得られた表層形成用の分散体は、スプレー塗工法又はディッピング法により弾性層の表面に塗布される。表面層の厚みとしては、5μm〜50μmが好ましい。低分子量成分がしみ出してきて感光ドラムを汚染することを防止する観点から5μm以上が好ましく、ローラが硬くなり、融着が発生することを防止する観点から50μm以下が好ましい。より好ましくは10〜30μmである。 For example, the materials constituting these surface layers are dispersed using a conventionally known dispersion apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a ball mill. The obtained dispersion for forming the surface layer is applied to the surface of the elastic layer by a spray coating method or a dipping method. The thickness of the surface layer is preferably 5 μm to 50 μm. 5 μm or more is preferable from the viewpoint of preventing the low molecular weight component from seeping out and contaminating the photosensitive drum, and 50 μm or less is preferable from the viewpoint of preventing the roller from becoming hard and causing fusion. More preferably, it is 10-30 micrometers.
本発明の方法により製造された弾性ローラは、寸法精度、特には振れ(弾性層の厚み精度)の良い、ローコストなものである。また、塗工装置の走り誤差には、個々の塗工装置による機差が存在するが、本発明のように予め装置の走り誤差を算出しておき、液状材料の塗工時に、その動きに同期させて環状塗工ヘッドの位置補正を行うことで、塗工装置による機差もなくすことができる。 The elastic roller manufactured by the method of the present invention has good dimensional accuracy, in particular, good deflection (thickness accuracy of the elastic layer) and low cost. In addition, the running error of the coating device includes machine differences depending on the individual coating device, but the running error of the device is calculated in advance as in the present invention, and when the liquid material is applied, By performing the position correction of the annular coating head in synchronization, machine differences due to the coating apparatus can be eliminated.
本発明によって得られる弾性ローラは現像ローラとして使用することができる。現像ローラは、潜像を担持する潜像担持体としての感光ドラムに対向して、当接または圧接した状態で現像剤(トナー)を担持する。そして、現像ローラは、感光ドラムに現像剤としてのトナーを付与することにより潜像をトナー像として可視化する機能を持つ。このような現像ローラは、電子写真プロセスカートリッジもしくは画像形成装置に組み込んで用いることができる。 The elastic roller obtained by the present invention can be used as a developing roller. The developing roller carries a developer (toner) in a state of being in contact with or pressed against a photosensitive drum as a latent image carrier that carries a latent image. The developing roller has a function of visualizing the latent image as a toner image by applying toner as a developer to the photosensitive drum. Such a developing roller can be used by being incorporated in an electrophotographic process cartridge or an image forming apparatus.
〔電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置〕
本発明によって得られる弾性ローラを現像ローラとして搭載することのできるプロセスカートリッジおよび電子写真装置の一例を図12に模式図として示した。この図を用いて以下説明する。
[Electrophotographic process cartridge and image forming apparatus]
An example of a process cartridge and an electrophotographic apparatus in which the elastic roller obtained by the present invention can be mounted as a developing roller is shown as a schematic diagram in FIG. This will be described below with reference to this figure.
尚、本画像形成装置には、それぞれイエロー、シアン、マゼンダおよびブラックのトナー画像を形成する画像形成ユニット10a〜10d(合計4個)が、タンデム方式で設けられている。これら4個の画像形成ユニット10a〜10dは感光体(感光ドラム)11、帯電装置12、画像露光装置、現像装置14、クリーニング装置15、画像転写装置16の仕様が各色トナー特性に応じて少し調整に差異があるものの、基本的構成においては同じである。なお、図には画像転写装置として転写ローラが示され、また画像露光装置からの書き込みビーム13が示される。また、感光体11、帯電装置12、現像装置14およびクリーニング装置15が一体となり、着脱可能なプロセスカートリッジを形成している。なお、プロセスカートリッジとしては、現像装置14からなる現像カートリッジタイプなどがある。
The image forming apparatus is provided with tandem
現像装置14は、一成分系トナー5を収容した現像容器6と、現像容器6内の長手方向に延在する開口部に位置し、感光ドラム11と対向設置された現像ローラ1とを備え、感光ドラム11上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。さらに、現像ローラ1に一成分トナー5を供給すると共に現像に使用されずに現像ローラ1に担持されている一成分トナー5を現像ローラ1から掻き取るトナー供給ローラ7が設けられている。また現像ローラ1上の一成分トナー5の担持量を規制すると共に摩擦帯電する現像ブレード8が設けられている。
The developing
感光ドラム11の表面が帯電装置12により所定の極性・電位に一様に帯電され、画像情報が加増露光装置からビーム13として、帯電された感光ドラム11の表面に照射され、静電潜像が形成される。次いで、形成された静電潜像上に、本発明によって得られる弾性ローラを現像ローラ1とする現像装置14から一成分系トナーが供給され、感光ドラム11表面にトナー像が形成される。このトナー像は感光ドラム11の回転に伴って、画像転写装置16と対向する場所に来たときにその回転と同期して供給されてきた紙等の転写材25に転写される。
The surface of the photosensitive drum 11 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the charging
なお、ここでは4つの画像形成ユニット10a〜10dが一連に連動して所定の色画像を1つの転写材25上に重ねて形成されている。したがって、転写材25をそれぞれの画像形成ユニットの画像形成と同期させる、つまり、画像形成が転写材25の挿入と同期している。そのために、転写材25を輸送するための転写搬送ベルト17が感光ドラム11と画像転写装置16との間に挟まれるように、転写搬送ベルト17の駆動ローラ18、テンションローラ19及び従動ローラ20に架けまわされる。そして、転写材25は転写搬送ベルト17に吸着ローラ21の働きにより静電的に吸着された形で搬送されている。なお、22は転写材25を供給するための供給ローラである。
Here, four
画像が形成された転写材25は、転写搬送ベルト17から剥離装置23の働きにより剥がされ、定着装置24に送られ、トナー像は転写材25に定着されて、印画が完了する。一方、トナー像の転写材25への転写が終わった感光ドラム11はさらに回転して、クリーニング装置15により表面がクリーニングされ、必要により除電装置(不図示)によって除電される。その後感光ドラム11は次の画像形成に供される。なお、26、27はそれぞれ画像転写装置16、吸着ローラ21へのバイアス電源を示す。
The
なお、ここでは、タンデム型の転写材上へ直接各色のトナー画像を転写する装置で説明した。しかし、現像ローラとして本発明によって得られる弾性ローラを使用できる装置はこの限りではない。例えば、白黒の単色画像形成装置、転写ローラや転写ベルトに一旦各色のトナー像を重ねてカラー画像を形成し、それを転写部材へ一括して転写する画像形成装置が挙げられる。また、各色の現像ユニットがロータ上に配置されたり、感光ドラムに並列して配置されたりした画像形成装置等が挙げられる。また、プロセスカートリッジではなく、感光ドラム、帯電装置、現像装置等が直接画像形成装置に組み込まれていても構わない。 Here, the description has been given of the apparatus that directly transfers the toner images of the respective colors onto the tandem type transfer material. However, the apparatus which can use the elastic roller obtained by this invention as a developing roller is not this limitation. For example, a monochrome single-color image forming apparatus, an image forming apparatus that forms a color image by temporarily superimposing toner images of respective colors on a transfer roller or a transfer belt, and collectively transferring the image onto a transfer member. Further, an image forming apparatus in which each color developing unit is arranged on a rotor or arranged in parallel with a photosensitive drum may be used. Further, instead of the process cartridge, a photosensitive drum, a charging device, a developing device, and the like may be directly incorporated in the image forming apparatus.
本発明によって得られる弾性ローラは、上記した現像ローラとしてばかりでなく、その弾性層の均一性が良好であることから、帯電ローラ又は転写ローラの如き導電性が必要なローラの用途にも使用可能である。 The elastic roller obtained by the present invention can be used not only as the developing roller described above, but also for applications such as a charging roller or a transfer roller such as a transfer roller because of the good uniformity of the elastic layer. It is.
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, these do not limit this invention at all.
〔弾性層の厚み測定〕
ローラの側面から垂直に鋭利な刃物を弾性層に投入して軸心体まで到達させ、断面観察できるような試料を作成する。図10に示すように、ローラ長手方向のゴム部を4等分する3箇所1101、1102および1103に鋭利な刃物を投入し、3個の断面観察用資料を切り出した。次に、それら3個の弾性層の厚みをビデオマイクロ(キーエンス社製、商品名:VHX100)を用いて計測し、3個のデータの平均値を用いて弾性層の厚みとした。
(Measurement of elastic layer thickness)
A sample that can be observed in a cross section is prepared by putting a sharp blade perpendicular to the side of the roller into the elastic layer to reach the axial center. As shown in FIG. 10, sharp blades were inserted into three
〔振れ:弾性層の厚みムラ測定〕
振れは、図11に示すように、基準となる定盤201上に垂直に取り付けられた軸芯体支持部材202に、弾性ローラの軸芯体101の露出部分を把持させ、把持部分を支点としてローラを8rpmで回転させる。このときのローラの弾性層102と定盤間の距離の変動を、軸芯体と垂直に配置した非接触位置検出器(キーエンス社製。商品名:LS−5000)で測定する。弾性層と定盤間の距離の最大値と最小値の差を値として求める。弾性層の軸方向に1cmピッチで弾性層と定盤間の距離の最大値と最小値の差を求め、その差の値の中で最大の値を弾性層の振れの値とする。
[Runout: Measurement of thickness irregularity of elastic layer]
As shown in FIG. 11, the shake is caused by causing the shaft core
なお、図において、未硬化の弾性層(液状材料層)と弾性層(液状材料層が硬化したもの)の両者を含めて符号102で表す。
In the figure,
〔液状材料の降伏応力測定〕
粘弾性測定装置による液状ゴム材料の降伏応力測定法を以下に記す。
[Measurement of yield stress of liquid materials]
The yield stress measurement method for liquid rubber materials using a viscoelasticity measuring device is described below.
粘弾性測定装置にはHaake社製RheoStress600(商品名)を用いた。 As a viscoelasticity measuring apparatus, Rheo Stress 600 (trade name) manufactured by Haake was used.
液状材料約1gを採取し試料台の上にのせ、コーンプレートを徐々に近づけて、試料台から約50μmの位置で測定ギャップを設定した(コーンプレートには直径35mm、傾斜角度1°のものを用いた)。そのとき、まわりに押し出された材料を奇麗に除去し、測定に影響の出ないようにした。 About 1 g of liquid material was sampled and placed on the sample stage, the cone plate was gradually approached, and a measurement gap was set at a position of about 50 μm from the sample stage (a cone plate with a diameter of 35 mm and an inclination angle of 1 °). Using). At that time, the material pushed around was removed cleanly so that the measurement was not affected.
材料温度が25℃になるようにプレート台の温度は設定され、試料をセットしてから10分間放置後、測定を開始した。 The temperature of the platen was set so that the material temperature was 25 ° C., and the sample was left for 10 minutes after setting the sample, and then the measurement was started.
試料にかける応力は0.00Paからスタートし50000Paまでの範囲(周波数は1Hz)を、180秒かけて変動させ、そのときの貯蔵弾性率G’、損失弾性率G”、位相差tanδの変化を32ポイント測定した。G’ははじめ線形粘弾性領域で一定の値となり、その後貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。 The stress applied to the sample is varied from 180 Pa to 50000 Pa (frequency is 1 Hz) over 180 seconds, and the changes in storage elastic modulus G ′, loss elastic modulus G ″, and phase difference tan δ at that time are changed. 32 points were measured, G ′ was a constant value in the linear viscoelastic region at first, and then the stress value at the point where the storage elastic modulus G ′ and the loss elastic modulus G ″ intersected was read and used as the yield stress.
〔実施例1〕
<弾性層形成用の液状材料(シリコーンゴム材料)の調製>
液状の付加反応架橋型分子鎖両末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン(分子量Mw=10万):80質量部。
カーボンブラック(電気化学工業製、商品名:デンカブラック粉状):7質量部。
シリカ(日本アエロジル製。商品名:AEROSIL50):13質量部。
[Example 1]
<Preparation of liquid material (silicone rubber material) for forming elastic layer>
Liquid addition reaction cross-linked molecular chain both ends vinyl-blocked dimethylpolysiloxane (molecular weight Mw = 100,000): 80 parts by mass.
Carbon black (trade name: Denka Black powder form, manufactured by Denki Kagaku Kogyo): 7 parts by mass.
Silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name: AEROSIL50): 13 parts by mass.
上記材料を、プラネタリーミキサーを用いて30分間混合脱泡しシリコーンゴムベース材料を得た。さらにこのベース材料100質量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(白金含有量3質量%)0.02質量部を加えて混合し混合物Aとした。また混合物Aに、混合物A中の上記ベース材料100質量部に対して1.5質量部の、粘度10cps(0.01Pa・s)のオルガノハイドロジェンポリシロキサン(SiH含有量1質量%)を加えて混合し混合物Bとした。混合物Aと混合物Bをそれぞれ、原料タンクにセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Aと混合物Bを1:1の質量比率で混合した。このようにして得られたシリコーンゴム材料を弾性層形成用の液状材料とした。弾性層形成用の液状材料の降伏応力は210Paだった。 The above materials were mixed and defoamed for 30 minutes using a planetary mixer to obtain a silicone rubber base material. Furthermore, 0.02 parts by mass of an isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid (platinum content: 3% by mass) was added to and mixed with 100 parts by mass of the base material to obtain a mixture A. Further, to the mixture A, an organohydrogenpolysiloxane having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) and having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) with respect to 100 parts by mass of the base material in the mixture A is added. To mix B. Each of the mixture A and the mixture B was set in a raw material tank, sent to a static mixer using a pressure feed pump, and the mixture A and the mixture B were mixed at a mass ratio of 1: 1. The silicone rubber material thus obtained was used as a liquid material for forming an elastic layer. The yield stress of the liquid material for forming the elastic layer was 210 Pa.
<弾性ローラの作成の前準備>
図1に示した構成を有する、環状塗工ヘッドを有する縦型リングコート機を用いた。弾性ローラを製造するにあたり、環状塗工ヘッドに基準となるピン49を立て、環状塗工ヘッドの中心位置座標をLED位置検出器(キーエンス社製、商品名:LS−7000)によって検出した(図4を用いて既に説明したように)。まず、軸芯体上保持軸40を環状塗工ヘッド38の内側に固定する。その後、LED位置検出器48(XおよびY方向にそれぞれ一組使用)によって軸芯体上保持軸と環状塗工ヘッドに立てたピンの間の距離を測定し、環状塗工ヘッドの中心位置座標(XおよびY)を算出した。
<Preparation for creating elastic rollers>
A vertical ring coater having an annular coating head having the configuration shown in FIG. 1 was used. In manufacturing the elastic roller, the
また、弾性ローラを製造するにあたり、図6および図7を用いて既に説明したように予め装置の走り誤差を算出した。その結果、装置の走り誤差はX、Y方向ともに10μm存在した。さらに、装置の走り誤差に同期させて環状塗工ヘッドを水平方向に動かすような、2点補正制御プログラムを作成した。 In manufacturing the elastic roller, the running error of the apparatus was calculated in advance as already described with reference to FIGS. As a result, the running error of the apparatus was 10 μm in both the X and Y directions. Furthermore, a two-point correction control program that moves the annular coating head in the horizontal direction in synchronization with the running error of the apparatus was created.
<弾性ローラの作成>
軸芯体下保持軸39の上端を、環状塗工ヘッド38の中を通って環状塗工ヘッドより上に位置させた。この状態で、軸芯体下保持軸39にセットされた長さ280.0mm、外径6.0mmの鉄製軸芯体を、軸芯体上保持軸40を下降させることで、略垂直方向に把持した。
<Creation of elastic roller>
The upper end of the shaft core lower holding
LED位置検出器48(キーエンス製、商品名:LS−7000)によって、この時の軸芯体下保持軸39の位置座標(XおよびY)を検出した。
The position coordinates (X and Y) of the shaft core lower holding
その後、LMガイド34で把持した軸芯体を下降させるときに、LED位置検出器48によって、軸芯体の端部からの長手方向距離14.0mmと266.0mmの2箇所の座標(XおよびY)を検出した。これら2点の座標から軸芯体の中心軸位置座標を算出した。
Thereafter, when the shaft core gripped by the
そして、LED位置検出器48によって、軸芯体上保持軸40の下端の位置座標(XおよびY)を検出し、LMガイドを停止させた。
Then, the position coordinate (X and Y) of the lower end of the shaft
軸芯体上保持軸40の位置座標を基準とし、軸芯体の中心軸が垂直になるように軸芯体下保持軸39の位置座標を軸芯体位置補正XYステージ47により、補正した。これによって軸芯体の倒れを補正することができる。
The position coordinates of the shaft core lower holding
また、予め求めておいた軸芯体上101−2の中心位置座標と予め求めておいた塗工ヘッドの位置座標が水平方向において一致するように、環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46によって環状塗工ヘッド38の位置を補正した。このとき、軸芯体上保持軸に対する軸芯体下保持軸39の位置補正および環状塗工ヘッド38の位置補正を並列処理で行い、同時に行った。
Further, an annular coating head position correcting
その後、速度60mm/sで軸芯体上保持軸および下保持軸を垂直方向に上昇させて軸芯体を移動させた。その際、環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46を用い、予め求めておいた塗工装置の走り誤差量と同距離だけ、環状塗工ヘッド38を同時に水平方向に動かした(図7(A)および(B)を用いて既に説明したように)。このように環状塗工ヘッドの位置補正を行いながら、環状塗工ヘッドの内側に開口した環状スリットから、上記シリコーンゴム材料を5.04ml/secで吐出し、軸芯体の外周面にシリコーンゴム材料からなる円筒形状(ロール形状)に液状材料層を形成した。
Then, the shaft core body was moved by raising the shaft core upper holding shaft and the lower holding shaft in the vertical direction at a speed of 60 mm / s. At that time, the annular coating head position
リングコート機から軸芯体を取り外し、未硬化の成形物層(液状材料層)を有するローラ(以下、未硬化のローラという)を作成した。 The shaft core was removed from the ring coater, and a roller having an uncured molded product layer (liquid material layer) (hereinafter referred to as an uncured roller) was produced.
この未硬化のローラを、軸芯体を中心として60rpmで回転させ、その未硬化の成形物層表面に、株式会社ハイベック製の赤外線加熱ランプ「HYL25」(商品名)で赤外線(出力1000W)を4分間照射し、硬化させた。なお、赤外線照射時の成形物層表面とランプの距離は60mmであり、成形物層表面の温度は200℃であった。その後、硬化したシリコーンゴムの弾性層の物性を安定させ、シリコーンゴムの弾性層中の反応残渣および未反応低分子分を除去する等を目的として、電気炉で200℃、4時間の二次硬化を行った。このようにして、軸芯体の外周上に外径12.0mm、層厚3.0mm、長手方向長さが240.0mmのシリコーン層(弾性層)を有する弾性ローラを得た。 This uncured roller is rotated at 60 rpm around the shaft core body, and infrared light (output 1000 W) is applied to the surface of the uncured molded product layer using an infrared heating lamp “HYL25” (trade name) manufactured by Hibeck Co., Ltd. Irradiate for 4 minutes to cure. Note that the distance between the surface of the molded product layer and the lamp during infrared irradiation was 60 mm, and the temperature of the molded product layer surface was 200 ° C. Thereafter, secondary curing at 200 ° C. for 4 hours in an electric furnace is performed for the purpose of stabilizing the physical properties of the cured silicone rubber elastic layer and removing reaction residues and unreacted low molecular components in the elastic layer of silicone rubber. Went. Thus, an elastic roller having a silicone layer (elastic layer) having an outer diameter of 12.0 mm, a layer thickness of 3.0 mm, and a longitudinal length of 240.0 mm on the outer periphery of the shaft core was obtained.
このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。表2には、表2に示される各振れ範囲に該当する弾性ローラの本数を示してある。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、20μm以下が85%で、装置の走り誤差を解消し、振れの良い弾性ローラを繰り返し安定して製造できた。 In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. Table 2 shows the number of elastic rollers corresponding to each deflection range shown in Table 2. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100% and 20 μm or less was 85%, eliminating the running error of the apparatus and repeatedly producing an elastic roller with good runout.
〔実施例2〕
液状材料を塗工する際、速度60mm/sで軸芯体保持軸を垂直方向に上昇させ、同時に環状塗工ヘッドを垂直方向に下降させた。その際、予め求めておいた塗工装置の走り誤差に同期させ、環状塗工ヘッドおよび軸芯体を同時に水平方向にも動かした(図7(A)および(B))。このように、液状材料の塗工時において、軸芯体と環状塗工ヘッドの両方が垂直方向に移動し、環状塗工ヘッドの位置補正を行いながら、同時に軸芯体も水平方向に動かして位置補正を行った以外、実施例1と同様に弾性ローラを製造した。
[Example 2]
When applying the liquid material, the shaft core holding shaft was raised in the vertical direction at a speed of 60 mm / s, and at the same time, the annular coating head was lowered in the vertical direction. At that time, the annular coating head and the shaft core were simultaneously moved in the horizontal direction in synchronism with the running error of the coating apparatus determined in advance (FIGS. 7A and 7B). In this way, when coating the liquid material, both the shaft core body and the annular coating head move in the vertical direction, while simultaneously correcting the position of the annular coating head, the shaft core body is also moved in the horizontal direction. An elastic roller was manufactured in the same manner as in Example 1 except that position correction was performed.
このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、20μm以下が80%で、繰返し再現性も良く、安定して弾性ローラを製造できた。 In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100% and 20 μm or less was 80%, and the reproducibility was good and the elastic roller could be manufactured stably.
〔実施例3〕
環状塗工ヘッドの内側に開口した環状スリットから、シリコーンゴム材料を2.98ml/secで吐出し、吐出塗工されたシリコーンゴム材料を実施例1と同様に硬化させ、軸芯体の外周上に層厚2.0mmのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外は実施例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、20μm以下が65%で、繰返し再現性も良く、安定して弾性ローラを製造できた。
Example 3
From the annular slit opened inside the annular coating head, the silicone rubber material is discharged at 2.98 ml / sec, and the discharged coated silicone rubber material is cured in the same manner as in Example 1, and the outer periphery of the shaft core body is cured. An elastic roller having a silicone layer with a layer thickness of 2.0 mm was obtained. Except for this, an elastic roller was produced in the same manner as in Example 1. In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100% and 20 μm or less was 65%. The reproducibility was good and the elastic roller could be manufactured stably.
〔実施例4〕
環状塗工ヘッドの内側に開口した環状スリットから、シリコーンゴム材料を13.44ml/secで吐出し、吐出塗工されたシリコーンゴム材料を実施例1と同様に硬化させ、軸芯体の外周上に層厚6.0mmのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外は実施例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、20μm以下が59%で、繰返し再現性も良く、安定して弾性ローラを製造できた。
Example 4
From the annular slit opened inside the annular coating head, the silicone rubber material is discharged at 13.44 ml / sec, the discharged coated silicone rubber material is cured in the same manner as in Example 1, and the outer periphery of the shaft core body is cured. An elastic roller having a silicone layer with a layer thickness of 6.0 mm was obtained. Except for this, an elastic roller was produced in the same manner as in Example 1. In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100% and 20 μm or less was 59%. The repeatability was good and the elastic roller could be manufactured stably.
〔実施例5〕
液状の付加反応架橋型分子鎖両末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン(分子量Mw=10万):80質量部。
カーボンブラック(電気化学工業製、商品名:デンカブラック粉状):5質量部。
石英(Pennsilvania Glass Sand製。商品名:Min−Usil):15質量部。
Example 5
Liquid addition reaction cross-linked molecular chain both ends vinyl-blocked dimethylpolysiloxane (molecular weight Mw = 100,000): 80 parts by mass.
Carbon black (trade name: Denka black powder form, manufactured by Denki Kagaku Kogyo): 5 parts by mass.
Quartz (manufactured by Pennsylvania Glass Sand, trade name: Min-Usil): 15 parts by mass.
上記材料をプラネタリーミキサーを用いて30分間混合脱泡しシリコーンゴムベース材料を得た。さらにこのベース材料100質量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(白金含有量3質量%)0.02質量部を加えて混合し混合物Aとした。また混合物Aに、混合物A中の上記ベース材料100質量部に対して1.5質量部の、粘度10cps(0.01Pa・s)のオルガノハイドロジェンポリシロキサン(SiH含有量1質量%)を加えて混合し混合物Bとした。混合物Aと混合物Bをそれぞれ、原料タンクにセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Aと混合物Bを1:1の質量比率で混合した。このようにして得られたシリコーンゴム材料を弾性層形成用の液状材料とした。弾性層形成用の液状材料の降伏応力は20〔Pa〕であった。 The above material was mixed and defoamed for 30 minutes using a planetary mixer to obtain a silicone rubber base material. Furthermore, 0.02 parts by mass of an isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid (platinum content: 3% by mass) was added to and mixed with 100 parts by mass of the base material to obtain a mixture A. Further, to the mixture A, an organohydrogenpolysiloxane having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) and having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) with respect to 100 parts by mass of the base material in the mixture A is added. To mix B. Each of the mixture A and the mixture B was set in a raw material tank, sent to a static mixer using a pressure feed pump, and the mixture A and the mixture B were mixed at a mass ratio of 1: 1. The silicone rubber material thus obtained was used as a liquid material for forming an elastic layer. The yield stress of the liquid material for forming the elastic layer was 20 [Pa].
環状塗工ヘッドの内側に開口した環状スリットから、上記シリコーンゴム材料を0.60ml/secで吐出し、吐出塗工されたシリコーンゴム材料を実施例1と同様に硬化させ、軸芯体の外周上に層厚0.5mmのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外は実施例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、20μm以下が58%で、繰返し再現性も良く、安定して弾性ローラを製造できた。 From the annular slit opened inside the annular coating head, the silicone rubber material is discharged at 0.60 ml / sec, the discharged coated silicone rubber material is cured in the same manner as in Example 1, and the outer periphery of the shaft core body is cured. An elastic roller having a silicone layer with a layer thickness of 0.5 mm was obtained. Except for this, an elastic roller was produced in the same manner as in Example 1. In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100% and 20 μm or less was 58%. The reproducibility was good and the elastic roller could be manufactured stably.
〔実施例6〕
液状の付加反応架橋型分子鎖両末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン(分子量Mw=10万):60質量部。
液状の分子鎖両末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン(分子量Mw=50万):30質量部。
カーボンブラック(三菱化学製。商品名:MA11):5質量部。
シリカ(日本アエロジル製。商品名:AEROSIL380):5質量部。
Example 6
Liquid addition reaction cross-linked molecular chain both ends vinyl-blocked dimethylpolysiloxane (molecular weight Mw = 100,000): 60 parts by mass.
Liquid molecular chain vinyl terminal-blocked dimethylpolysiloxane (molecular weight Mw = 500,000): 30 parts by mass.
Carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical, trade name: MA11): 5 parts by mass.
Silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name: AEROSIL 380): 5 parts by mass.
上記材料をプラネタリーミキサーを用いて30分間混合脱泡し液状のシリコーンゴムベース材料を得た。さらにこのベース材料100質量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(白金含有量3質量%)0.02質量部を加えて混合し混合物Aとした。また混合物Aに、混合物A中の上記ベース材料100質量部に対して1.5質量部の、粘度10cps(0.01Pa・s)のオルガノハイドロジェンポリシロキサン(SiH含有量1質量%)を加えて混合し混合物Bとした。混合物Aと混合物Bをそれぞれ、原料タンクにセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Aと混合物Bを1:1の質量比率で混合した。このようにして得られたシリコーンゴム材料を弾性層形成用の液状材料とした。弾性層形成用の液状材料の降伏応力は600Paだった。 The above materials were mixed and defoamed for 30 minutes using a planetary mixer to obtain a liquid silicone rubber base material. Furthermore, 0.02 parts by mass of an isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid (platinum content: 3% by mass) was added to and mixed with 100 parts by mass of the base material to obtain a mixture A. Further, to the mixture A, an organohydrogenpolysiloxane having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) and having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) with respect to 100 parts by mass of the base material in the mixture A is added. To mix B. Each of the mixture A and the mixture B was set in a raw material tank, sent to a static mixer using a pressure feed pump, and the mixture A and the mixture B were mixed at a mass ratio of 1: 1. The silicone rubber material thus obtained was used as a liquid material for forming an elastic layer. The yield stress of the liquid material for forming the elastic layer was 600 Pa.
環状塗工ヘッドの内側に開口した環状スリットから、このシリコーンゴム材料を29.86ml/secで吐出し、吐出塗工されたシリコーンゴム材料を実施例1と同様に硬化させ、軸芯体の外周上に層厚10.0mmのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外は実施例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、振れ20μm以下が48%であった。 The silicone rubber material is discharged at 29.86 ml / sec from an annular slit opened on the inner side of the annular coating head, and the discharged and coated silicone rubber material is cured in the same manner as in Example 1 so that the outer periphery of the shaft core body is cured. An elastic roller having a silicone layer with a layer thickness of 10.0 mm was obtained. Except for this, an elastic roller was produced in the same manner as in Example 1. In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100%, and the runout of 20 μm or less was 48%.
〔実施例7〕
以下の工程を省いた以外は、実施例1と同様にして弾性ローラを製造した。
・軸芯体の倒れ補正(軸芯体位置補正XYステージ47による軸芯体下保持軸39の位置補正);および
・環状塗工ヘッドの位置を軸芯体の中心と水平方向において一致させる工程(環状塗工ヘッド位置補正XYステージ46による環状塗工ヘッド38の中心位置補正)。
なお、弾性ローラを300本作成するにあたり、最初の1本目は、基準とした軸芯体上保持軸40の中心位置座標に対して、軸芯体下保持軸39の中心位置座標が水平方向において一致するように位置補正してある。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、20μm以下が59%であった。
Example 7
An elastic roller was produced in the same manner as in Example 1 except that the following steps were omitted.
-Shaft core tilt correction (shaft core position
In creating 300 elastic rollers, the first one is that the center position coordinate of the lower shaft
〔実施例8〕
実施例1〜7で用いた環状塗工ヘッドを有する縦型リングコート機と全く同じ仕様のリングコート機をもう1台用意して用いた以外、実施例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、20μm以下が84%で、実施例1とほぼ同程度の振れ収率を得た。
Example 8
An elastic roller was produced in the same manner as in Example 1 except that another ring coater having exactly the same specifications as the vertical ring coater having the annular coating head used in Examples 1 to 7 was prepared and used. In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100% and 20 μm or less was 84%, and a runout yield almost the same as in Example 1 was obtained.
〔実施例9〕
環状塗工ヘッドの内側に開口した環状スリットから、シリコーンゴム材料を0.18ml/secで吐出し、吐出塗工されたシリコーンゴム材料を実施例1と同様に硬化させ、軸芯体の外周上に層厚0.3mmのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。これ以外は実施例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、振れ20μm以下が48%であった。
Example 9
From the annular slit opened inside the annular coating head, the silicone rubber material is discharged at 0.18 ml / sec, the discharged coated silicone rubber material is cured in the same manner as in Example 1, and the outer periphery of the shaft core body is cured. An elastic roller having a silicone layer with a layer thickness of 0.3 mm was obtained. Except for this, an elastic roller was produced in the same manner as in Example 1. In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100%, and the runout of 20 μm or less was 48%.
〔実施例10〕
<混合物Aの調製>
液状の付加反応架橋型分子鎖両末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン(分子量Mw=50万):60質量部。
カーボンブラック(ケッチェンインターナショナル製、商品名:ケッチェンEC):20質量部。
シリカ(日本アエロジル製、商品名:AEROSIL380):20質量部。
Example 10
<Preparation of mixture A>
Liquid addition reaction cross-linked molecular chain both ends vinyl-blocked dimethylpolysiloxane (molecular weight Mw = 500,000): 60 parts by mass.
Carbon black (trade name: Ketjen EC, manufactured by Ketjen International): 20 parts by mass.
Silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name: AEROSIL 380): 20 parts by mass.
上記材料をプラネタリーミキサーを用いて30分間混合脱泡し液状のシリコーンゴムベース材料を得た。 The above materials were mixed and defoamed for 30 minutes using a planetary mixer to obtain a liquid silicone rubber base material.
このシリコーンゴムベース材料100質量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(白金含有量3質量%)0.02質量部を加えて混合し混合物Aを調製した。
<混合物Bの調製>
上記のシリコーンゴムベース材料100質量部に対して、以下の材料を加えて混合物Bを調製した。
・塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(白金含有量3質量%)0.02質量部;
・粘度10cps(0.01Pa・s)のオルガノハイドロジェンポリシロキサン(SiH含有量1質量%)1.5質量部。
To 100 parts by mass of the silicone rubber base material, 0.02 parts by mass of an isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid (
<Preparation of mixture B>
A mixture B was prepared by adding the following materials to 100 parts by mass of the silicone rubber base material.
-0.02 parts by mass of an isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid (
-
上記混合物Aと混合物Bをそれぞれ、原料タンクにセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Aと混合物Bを1:1の質量比率で混合した。 The mixture A and the mixture B were respectively set in a raw material tank, sent to a static mixer using a pressure feed pump, and the mixture A and the mixture B were mixed at a mass ratio of 1: 1.
このようにして降伏応力が800Paの弾性層形成用の液状材料を得た。 Thus, a liquid material for forming an elastic layer having a yield stress of 800 Pa was obtained.
上記の弾性層形成用の液状材料を用いた以外は実施例1と同様に弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下が100%、振れ20μm以下が47%であった。 300 elastic rollers were produced in the same manner as in Example 1 except that the liquid material for forming the elastic layer was used. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100%, and the runout of 20 μm or less was 47%.
〔比較例1〕
液状の付加反応架橋型分子鎖両末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン(分子量Mw=10万):80質量部。
カーボンブラック(電気化学工業製、商品名:デンカブラック粉状):5質量部。
石英(Pennsilvania Glass Sand製、商品名:Min−Usil):15質量部。
[Comparative Example 1]
Liquid addition reaction cross-linked molecular chain both ends vinyl-blocked dimethylpolysiloxane (molecular weight Mw = 100,000): 80 parts by mass.
Carbon black (trade name: Denka black powder form, manufactured by Denki Kagaku Kogyo): 5 parts by mass.
Quartz (manufactured by Pennsylvania Glass Sand, trade name: Min-Usil): 15 parts by mass.
上記材料をプラネタリーミキサーを用いて30分間混合脱泡し液状のシリコーンゴムベース材料を得た。さらにこのベース材料100質量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液(白金含有量3質量%)0.02質量部を加えて混合し混合物Aとした。また混合物Aに、混合物A中の上記ベース材料100質量部に対して1.5質量部の、粘度10cps(0.01Pa・s)のオルガノハイドロジェンポリシロキサン(SiH含有量1質量%)を加えて混合し混合物Bとした。混合物Aと混合物Bをそれぞれ、原料タンクにセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Aと混合物Bを1:1の質量比率で混合した。このようにして得られたシリコーンゴム材料を弾性層形成用の液状材料とした。弾性層形成用の液状材料の降伏応力は20〔Pa〕であった。 The above materials were mixed and defoamed for 30 minutes using a planetary mixer to obtain a liquid silicone rubber base material. Furthermore, 0.02 parts by mass of an isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid (platinum content: 3% by mass) was added to and mixed with 100 parts by mass of the base material to obtain a mixture A. Further, to the mixture A, an organohydrogenpolysiloxane having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) and having a viscosity of 10 cps (0.01 Pa · s) with respect to 100 parts by mass of the base material in the mixture A is added. To mix B. Each of the mixture A and the mixture B was set in a raw material tank, sent to a static mixer using a pressure feed pump, and the mixture A and the mixture B were mixed at a mass ratio of 1: 1. The silicone rubber material thus obtained was used as a liquid material for forming an elastic layer. The yield stress of the liquid material for forming the elastic layer was 20 [Pa].
環状塗工ヘッドの内側に開口した環状スリットから、上記シリコーンゴム材料を2.98ml/secで吐出し、吐出塗工されたシリコーンゴム材料を実施例1と同様に硬化させ、軸芯体の外周上に層厚2.0mmのシリコーン層を有する弾性ローラを得た。塗工装置の走り誤差の測定、装置の走り誤差を打ち消すように環状塗工ヘッドを駆動させるための位置制御プログラムの作成、および液状材料塗工時にそれに同期させた環状塗工ヘッド38の位置補正を行わなかった以外、実施例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下は100%であったが、振れ20μm以下は45%であった。実施例1と比較すると、弾性ローラの振れ20μm以下の収率は低かった。
From the annular slit opened inside the annular coating head, the silicone rubber material is discharged at 2.98 ml / sec, the discharged coated silicone rubber material is cured in the same manner as in Example 1, and the outer periphery of the shaft core body is cured. An elastic roller having a silicone layer with a layer thickness of 2.0 mm was obtained. Measurement of the running error of the coating apparatus, creation of a position control program for driving the annular coating head so as to cancel the running error of the apparatus, and position correction of the
〔比較例2〕
実施例8で用いた環状塗工ヘッドを有する縦型リングコート機を用いた以外、比較例1と同様に弾性ローラを製造した。このようにして、弾性ローラを300本同様に作製した。この弾性ローラ300本の振れの分布を表2に示す。弾性ローラの振れ30μm以下は100%であったが、振れ20μm以下は40%であり、比較例1の結果と比較すると、振れ20μm以下の収率は5%程度低かった。これは塗工装置の機差によるものと考えられる。
[Comparative Example 2]
An elastic roller was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the vertical ring coater having the annular coating head used in Example 8 was used. In this way, 300 elastic rollers were similarly produced. Table 2 shows the distribution of the shake of the 300 elastic rollers. The elastic roller runout of 30 μm or less was 100%, but the runout of 20 μm or less was 40%. Compared with the result of Comparative Example 1, the yield of runout of 20 μm or less was about 5% lower. This is thought to be due to machine differences in the coating apparatus.
上記実施例、比較例の各条件をまとめた表を表1に示す。なお、表1において、「○」は各位置補正を行うことを意味し、「−」は各位置補正を行わないことを意味する。 Table 1 summarizes the conditions of the above Examples and Comparative Examples. In Table 1, “◯” means that each position correction is performed, and “−” means that each position correction is not performed.
5 非磁性一成分トナー
6 現像容器
7 トナー供給ローラ
8 現像ブレード
10a〜d 画像形成ユニット
11 感光ドラム
12 帯電装置(帯電ローラ)
13 画像露光装置からの書き込みビーム
14 現像装置
15 クリーニング装置
16 画像転写装置(転写ローラ)
17 転写材搬送ベルト
18 駆動ローラ
19 テンションローラ
20 従動ローラ
21 吸着ローラ
22 供給ローラ
23 剥離装置
24 定着装置
25 転写材
26 バイアス電源(画像転写装置(転写ローラ)16用)
27 バイアス電源(吸着ローラ21用)
31 架台
32 コラム
33 ボールネジ
34 LMガイド
35 サーボモータ
36 プーリ
37 ブラケット
38 塗工ヘッド
39 軸芯体下保持軸
40 軸芯体上保持軸
41 供給口
42 配管
43 材料供給弁
44 リニアガイド
45 環状塗工ヘッド固定テーブル
46 環状塗工ヘッド位置補正XYステージ
47 軸芯体位置補正XYステージ
48 位置検出器
48−1 X方向位置検出器
48−2 Y方向位置検出器
49 ピン
50 マスタ軸芯体
51 環状スリット
52 上部部品
53 下部部品
54 材料注入口
55 材料入口部
56 材料出口部
101 軸芯体
102 弾性層
201 定盤
202 軸芯体支持部材
1101、1102、1103 弾性層厚さ測定個所
5 Non-magnetic one-
13 Writing beam from
17 Transfer
27 Bias power supply (for suction roller 21)
31 Mounting base 32 Column 33
Claims (4)
該液状材料層を硬化させて弾性層を形成する硬化工程
を有する、軸芯体の外周面に弾性層を有する弾性ローラの製造方法であって、
該塗工工程に先立って、該環状塗工ヘッドと鉛直に把持された軸芯体とを鉛直方向に相対的に移動させる機構の走り誤差をあらかじめ測定する走り誤差測定工程を更に有し、
該塗工工程が、該走り誤差測定工程により測定した走り誤差を打ち消すように、該環状塗工ヘッドを水平方向に該軸芯体に対して相対的に移動させつつ、該液状材料を塗工する工程を含む
ことを特徴とする弾性ローラの製造方法。 An annular coating head having an annular slit opened on the inside and a vertically held shaft core body are moved relative to each other in the vertical direction, and the liquid material is discharged from the annular slit to the outer peripheral surface of the shaft core body. And applying a liquid material to form a liquid material layer; and
A method for producing an elastic roller having an elastic layer on an outer peripheral surface of a shaft core body, comprising a curing step of curing the liquid material layer to form an elastic layer,
Prior to the coating step, it further includes a running error measurement step for measuring in advance a running error of a mechanism for moving the annular coating head and the vertically held shaft core relative to each other in the vertical direction,
The liquid material is applied while moving the annular coating head in a horizontal direction relative to the shaft core so that the coating step cancels the running error measured in the running error measuring step. The manufacturing method of the elastic roller characterized by including the process to do.
鉛直に把持された該軸芯体の位置と、該環状塗工ヘッドの位置とを検出し、該環状塗工ヘッドの中心と該軸芯体の中心とを水平方向において一致するように該環状塗工ヘッド及び該軸芯体の相対的な位置を調整する工程
を含む請求項1または2に記載の弾性ローラの製造方法。 The step of applying the liquid material while moving the annular coating head relative to the shaft core in the horizontal direction so as to cancel the running error in the coating step,
The position of the shaft core body vertically held and the position of the annular coating head are detected, and the center of the annular coating head and the center of the shaft core body are aligned in the horizontal direction. The method for producing an elastic roller according to claim 1, further comprising a step of adjusting a relative position between the coating head and the shaft core body.
前記弾性層の厚みが0.5mm以上10.0mm以下である
請求項1から3のいずれか一項に記載の弾性ローラの製造方法。 The yield stress of the liquid material is 20 Pa or more and 600 Pa or less,
The method for producing an elastic roller according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic layer has a thickness of 0.5 mm or greater and 10.0 mm or less.
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