JP2009199008A - Roller manufacturing method for image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンター等の電子写真装置又は静電記録装置等の、いわゆる画像形成装置用各種ローラーの製造方法に関するものであり、より具体的に言えば、清浄効率の良い、安定した耐久性を有するクリーニングローラーにかかるものである。 The present invention relates to a method of manufacturing various rollers for so-called image forming apparatuses, such as electrophotographic apparatuses such as copying machines and printers, or electrostatic recording apparatuses. More specifically, the present invention relates to a stable and highly efficient cleaning. It relates to a durable cleaning roller.
画像形成装置用ローラーとしては、例えば、現像剤搬送ローラー、帯電ローラー、転写ローラー、現像ローラー、クリーニングローラー、給紙ローラー等の各種ローラーがあるが、特にその外径精度を求められるローラーが多い。 Examples of the roller for the image forming apparatus include various rollers such as a developer conveying roller, a charging roller, a transfer roller, a developing roller, a cleaning roller, and a paper feeding roller.
このため、外径精度が極めて必要とされるローラーの外表面は、製造の最終工程で研磨加工にて仕上げられることが一般的である。ただし、研磨加工にて製造されたローラーにあっては、研磨加工の際に発生する研磨カスがローラーに付着することが懸念されており、万一研磨力スが付着しているとローラーの使用時にこれが落下し、画像への影響を及ぼすことは避けられない。このため、特に画像生成に用いられるローラーにあっては、研磨力スを取り除く作業を行わなければならなかった。 For this reason, it is general that the outer surface of the roller, which requires extremely accurate outer diameter, is finished by polishing in the final manufacturing process. However, for rollers manufactured by polishing, there is a concern that polishing debris generated during polishing will adhere to the roller. Sometimes it falls and this has an unavoidable effect on the image. For this reason, it has been necessary to remove the polishing force particularly in a roller used for image generation.
画像形成装置用ローラーにあって、メラミンフォーム材料を用いたクリーニングローラーについては、例えば特許文献1がある。かかるローラの製造にあっては、メラミンフォームのブロックを所定角柱状に裁断する第1工程と、該角柱状材の断面中心部に長手方向に向かい精密孔加工による貫通孔を明ける第2工程と、該角柱状材の貫通孔に予め準備された心材を挿入して加熱接着し素材Aとする第3工程と、該素材Aのメラミンフォーム角柱材の外周を所定外径に精密予備研磨し素材Bとする第4工程と、前記素材Bをさらに、所定の円筒状金型内に圧入し、所定温度、時間加熱する第5工程と、冷却後円筒状金型より抜出した素材Cの外周を、さらに精密仕上研磨しローラクリーナー製品とする第6工程よりなるローラーの製法が提案されている。
For example,
即ち、シャフト付きローラーを熱処理を行いながら径方向圧縮する点、また径方向圧縮の後に研磨を行っている点が開発されている。しかしながら、この文献にて開示されている技術は、あくまでも最終工程での研磨加工が必須であり、従って、得られたローラーが使用に供された際には研磨カスが生じる可能性は否定できない。 That is, it has been developed that a roller with a shaft is compressed in the radial direction while performing heat treatment, and that polishing is performed after the radial compression. However, in the technique disclosed in this document, polishing processing in the final process is indispensable. Therefore, when the obtained roller is put into use, it is undeniable that a polishing residue is generated.
本発明は外径の精度が要求される各種のローラーにあって、最終工程で表面を研磨加工をすることなく、外径精度の高いローラーの製造方法を提供するものである。 The present invention provides various methods of manufacturing a roller having high outer diameter accuracy without polishing the surface in the final process in various rollers that require outer diameter accuracy.
本発明の要旨は、弾性ウレタンフォーム体にシャフトを固定する第1工程、円筒形のキャビティを備えた金型のキャビティ内に前記弾性ウレタンフォーム体を圧入する第2工程、前記金型のキャビティの軸芯とシャフトの軸芯とを揃える第3工程、前記金型を加熱して当該金型内の弾性ウレタンフォーム体に径方向に熱圧縮歪みを与える第4工程、とからなる画像形成装置用ローラーの製造方法(請求項1)にかかるものである。 The gist of the present invention is that a first step of fixing a shaft to an elastic urethane foam body, a second step of press-fitting the elastic urethane foam body into a cavity of a mold having a cylindrical cavity, and a cavity of the mold For an image forming apparatus, comprising: a third step of aligning the shaft core and the shaft core; and a fourth step of heating the mold and applying a thermal compressive strain in a radial direction to the elastic urethane foam in the mold. This relates to a method for producing a roller (claim 1).
第1工程について言えば、弾性ウレタンフォーム体にシャフトを圧入及び/又は接着固定する工程(請求項2又は3)である。 Speaking of the first step, it is a step of press-fitting and / or adhesively fixing the shaft to the elastic urethane foam body (claim 2 or 3).
第3工程の例について言えば、金型のキャビティの先端がその軸芯に合わせてすり鉢状に形成され、シャフト先端を当該すり鉢内に納める工程(請求項4)である。 Speaking of an example of the third step, it is a step (Claim 4) in which the tip of the cavity of the mold is formed in a mortar shape in accordance with its axial center, and the tip of the shaft is placed in the mortar.
又、第1工程の前に、ウレタンフォーム素材より弾性ウレタンフォーム体を打ち抜く前工程(請求項5)を付加することができ、当該弾性ウレタンフォーム体が略円筒状(請求項6)であるのが好ましい。尚、この弾性ウレタンフォーム体が非円筒状(請求項7)の場合には、第1工程の後に、前記弾性ウレタンフォーム体を略円筒形状に打ち抜く後工程(請求項8)を付加することが行われる。 Moreover, before the 1st process, the pre-process (Claim 5) which punches out an elastic urethane foam body from a urethane foam raw material can be added, and the said elastic urethane foam body is a substantially cylindrical shape (Claim 6). Is preferred. When the elastic urethane foam body is non-cylindrical (Claim 7), a post-process (Claim 8) for punching the elastic urethane foam body into a substantially cylindrical shape may be added after the first step. Done.
本発明は弾性ウレタンフォームとシャフトが同一の軸芯とした状態でウレタンフォームを径方向に圧縮することにより、最終の精密研磨加工工程を不要とするため、ローラ表面の研磨カスの残留をなくすことができることとなったものである。特に、請求項6にて特定する発明にあっては、全ての工程で研磨加工を不要としたもので、ローラーの表面に研磨カスが残ることがない。 In the present invention, the final precision polishing process is not required by compressing the urethane foam in the radial direction in a state where the elastic urethane foam and the shaft have the same axis, thereby eliminating the residue on the roller surface. This is what we can do. In particular, the invention specified in claim 6 eliminates the need for polishing in all the steps, so that no polishing residue remains on the surface of the roller.
本発明の最大の特徴はローラーのシャフトの軸芯と熱処理する金型の軸芯とを合わせた状態でウレタンフォームに熱歪みをもたらし、径方向に圧縮することとしたもので、これによりローラーを構成する弾性層(ウレタンフォーム)とシャフトの軸芯が一致し、しかも弾性層が金型のキャビティ通りに成形されるため、弾性層の外表面を整える最終研磨工程が不要となったものである。 The greatest feature of the present invention is that the urethane foam is thermally strained in a state where the axis of the shaft of the roller and the axis of the mold to be heat-treated are combined, and the roller is compressed in the radial direction. Since the elastic layer (urethane foam) and the shaft core coincide with each other, and the elastic layer is molded according to the cavity of the mold, the final polishing step for adjusting the outer surface of the elastic layer is unnecessary. .
特に、ウレタンフォームを円筒状に打ち抜き、当該円筒形ウレタンにシャフトを圧入したものを用いることにより、一切の研磨工程が省略できることとなったものである。更に言えば、丸刃によるウレタンフォームの加工と熱圧縮成形によりこのウレタンフォームに圧縮歪みを付与したローラーを作製することによって、外表面が所望の性状をなし、研磨加工を行わずに所期のローラーが得られることとなったものである。 In particular, it is possible to omit any polishing process by punching a urethane foam into a cylindrical shape and using a cylinder in which a shaft is press-fitted. Furthermore, by producing a urethane foam with a round blade and heat compression molding to produce a roller with compression distortion applied to the urethane foam, the outer surface has the desired properties, and the desired processing without polishing. The roller was to be obtained.
ローラーの弾性層に用いられるウレタンフォームは、密度が0.014〜0.070g/cm3 が好ましく、中でも軟質ウレタンフォームが好適であるが、場合によっては半硬質ウレタンフォームであってもよい。場合によっては、ウレタンフォームの発泡成形時に形成されるセル膜を除去したフォームも使用可能である。 The urethane foam used for the elastic layer of the roller preferably has a density of 0.014 to 0.070 g / cm 3 , and among them, a soft urethane foam is suitable, but a semi-rigid urethane foam may be used in some cases. In some cases, it is also possible to use a foam from which a cell film formed during foaming of a urethane foam is removed.
ウレタンフォームの熱圧縮成形条件としては、170〜220℃、好ましくは180〜210℃で、300〜1800sec、好ましくは600〜900secである。成形条件がマイルドであると、例えば成形時間が短いと十分な熱圧縮歪み成形ができず、端部がラッパ状に広がってしまう欠点があり、成形時間が長過ぎるとウレタンフォームに変色の発生があり、また生産性が悪いという欠点がある。 The heat compression molding conditions of the urethane foam are 170 to 220 ° C., preferably 180 to 210 ° C., 300 to 1800 sec, preferably 600 to 900 sec. If the molding conditions are mild, for example, if the molding time is short, sufficient heat compression strain molding cannot be performed, and the end part spreads in a trumpet shape. If the molding time is too long, discoloration of the urethane foam occurs. There are also disadvantages of poor productivity.
ウレタンフォームの圧縮率で言うと、ローラーの径方向の変化率で1.5〜3倍、好ましくは2〜3倍が好適である。 In terms of the compression rate of the urethane foam, 1.5 to 3 times, preferably 2 to 3 times, the rate of change in the radial direction of the roller is suitable.
(具体例1)
本発明を、請求項5にて特定したローラーにて説明する。全体の行程図を図1に示すが、図1(a)にてウレタンフォーム素材Aを図示しない丸刃カッターを使用し、ウレタンフォーム素材Aより略円筒状のウレタンフォーム体2aを切り抜き裁断する(請求項5の前工程、請求項6)。
(Specific example 1)
The present invention will be described with the roller specified in claim 5. FIG. 1 shows an overall process diagram. In FIG. 1A, a round blade cutter (not shown) for the urethane foam material A is used, and a substantially cylindrical urethane foam body 2a is cut out and cut from the urethane foam material A ( Pre-process of claim 5, claim 6).
次いで、図1(b)に示すようにシャフト3を円筒状のウレタンフォーム体2a内に差し込む(第1工程、請求項2の工程)。シャフト3の表面にホットメルト接着剤を塗布したものを用い、両者を溶着・一体化する(請求項3の工程)。この工程にて、円筒状のウレタンフォーム体2aにシャフト3が貫通したローラーの原形が得られる。
Next, as shown in FIG. 1B, the
その後、図1(c)に示すように、加熱金型10に形成したキャビティ11にウレタンフォーム体2aを圧縮しつつ挿入する(第2工程)が、この金型10のキャビティ11は所望のローラーの外径と一致する径としたものである。ここで、ウレタンフォーム体2aとシャフト3の軸芯を一致させる必要があるが、シャフト3の先後端に軸芯を一致させる治具をセットする(第3工程)。かかる治具は特に限定はないが、図1(d)は挿入されたシャフト3の先端3aを固定する好ましい治具20の例であり、シャフト3の先端3aに対してキャビティ11の先端にすり鉢状の受け21を備えたものである。シャフト3の先端3aはこのすり鉢状の受け21に自然に嵌り込み、ウレタンフォーム体2a、言い換えれば、金型10に形成されたキャビティ11とが同軸状にセットされる(請求項4の工程)。勿論、シャフト3の後端3bを同様に固定されるものである。
Thereafter, as shown in FIG. 1C, the urethane foam body 2a is inserted into the cavity 11 formed in the
最後にかかる金型をオーブン等にて加熱し、ウレタンフォーム体2aに圧縮永久歪みを生じさせ(第4工程)、外観の良好なしかも研磨工程を全く省略したローラーが得られたものである。 Finally, the mold is heated in an oven or the like to cause compression permanent deformation in the urethane foam body 2a (fourth step), and a roller having a good appearance and omitting the polishing step is obtained.
ちなみに、図1(e)にて示す最終のローラーにあって、当初のウレタンフォ−ム体2aの外径は16φ、シャフト3は4φであり、熱圧縮歪みを加えた成形後外径は8φのローラーとなったもので、工程の全部に渡って研磨工程を経ることなくローラーが得られたものである。
Incidentally, in the final roller shown in FIG. 1 (e), the outer diameter of the original urethane foam body 2a is 16φ, the
(具体例2)
本発明を、請求項7にて特定したローラーにて説明する。全体の行程図を図2に示すが、図2(a)にてウレタンフォーム素材Bを図示しないカッターを使用し、角柱状のウレタンフォーム体2bをウレタンフォーム素材Bより裁断する(請求項7の前工程)。
(Specific example 2)
The present invention will be described with the roller specified in claim 7. The entire process diagram is shown in FIG. 2, and a urethane foam material B is cut from the urethane foam material B using a cutter (not shown) in FIG. 2 (a). pre-process).
図2(b)は、要すれば角柱状のウレタンフォーム体2bに穴あけ加工し、これにシャフト3を差し込み、前例と同様にウレタンフォーム体2bとシャフト3とを一体化する(第1工程)。
In FIG. 2 (b), if necessary, a hole is formed in a prismatic urethane foam body 2b, and the
この状態で、ウレタンフォーム体2bの外観を整えるために打ち抜き工程を行い、シャフト3の外側におけるウレタンフォーム体2bを図2(c)に示すようにほぼ円筒形状に形成する(請求項8の後工程)。
In this state, a punching process is performed to adjust the appearance of the urethane foam body 2b, and the urethane foam body 2b outside the
図2(d)は、前記した図1(c)(及び図1(d))と同等であり、ここでは説明を省略する。 FIG. 2D is equivalent to FIG. 1C (and FIG. 1D) described above, and a description thereof is omitted here.
最後にかかる金型をオーブン等にて加熱し、キャビティ11の形状通りにウレタンフォーム体2bに圧縮永久歪みを生じさせ(第4工程)、外観の良好な、最終工程における研磨工程を省略したローラーが得られたものである(図1(e)と同様であり、図示しない)。 Finally, the mold is heated in an oven or the like to cause compression permanent deformation in the urethane foam body 2b according to the shape of the cavity 11 (fourth step), and has a good appearance and omits the polishing step in the final step. (Similar to FIG. 1 (e), not shown).
以上説明したように、本発明によれば、ウレタンフォーム素材からなる弾性層を有するローラーの製造方法において、ローラーの当該弾性層を円筒状金型に圧入する工程と、当該金型を加熱する工程と、からなり、ローラーを得る際の最終研磨工程を省略することができたものであり、研磨カスによって生じる欠点を解消したものである。従って、本発明のローラーの製造方法は、特に、画像形成装置用ローラーの製造方法に最適である。 As described above, according to the present invention, in the method of manufacturing a roller having an elastic layer made of a urethane foam material, a step of pressing the elastic layer of the roller into a cylindrical mold, and a step of heating the mold Thus, the final polishing step for obtaining the roller can be omitted, and the disadvantage caused by the polishing residue is eliminated. Therefore, the method for producing a roller of the present invention is particularly suitable for a method for producing a roller for an image forming apparatus.
A、B‥ウレタンフォーム素材、
2a、2b‥ウレタンフォーム体、
3‥シャフト、
3a‥シャフト3の先端、
3b‥シャフト3の後端、
10‥加熱金型、
11‥キャビティ、
20‥固定治具、
21‥鉢状の受け。
A, B ... Urethane foam material,
2a, 2b ... urethane foam,
3. Shaft,
3a: the tip of the
3b ... Rear end of
10. Heating mold,
11 Cavity,
20 ... Fixing jig,
21. A bowl-shaped receptacle.
Claims (8)
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