JP2011230030A - Method for manufacturing elastic roller for electrophotography - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真用弾性ローラの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electrophotographic elastic roller.
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の高精度化、表面粗さの均一性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は、現像ローラは感光ドラム表面に接触しているため、外形寸法が正確でないと、感光ドラムと現像ローラ間のニップ幅やニップ圧力に変動が生じ、濃度ムラ等の画像欠陥が発生する場合がある。 In recent years, the needs for colorization and high image quality of electrophotography have increased, and there has been a strict demand for higher accuracy of the outer dimensions of the electrophotographic elastic roller and uniformity of surface roughness. For example, in the contact-type development method, the developing roller is in contact with the surface of the photosensitive drum. Therefore, if the outer dimensions are not accurate, the nip width and the nip pressure between the photosensitive drum and the developing roller will fluctuate, and density unevenness will An image defect may occur.
この高い形状精度の要求に応えるため、各種電子写真用弾性ローラの製造方法として金型を用いた成形や押し出しによる成形など様々な成形方法が検討がされている。また、軸芯体に塗料を塗工する方法として、スプレー塗工法、浸漬塗工法、ロール塗工法、ブレード塗工法等も検討されている。しかし、スプレー塗工法では塗料の粘度が高いと霧化することが困難となるため、塗料の粘度を低く抑える必要がある。また、ブレード塗工法やロール塗工法では、塗工終了時のブレードもしくはロールが後退する際に塗工液の粘性によって円筒体上の塗膜の一部に他の部分より厚い部分が生じる。特に、塗工液の粘度が高い場合にはこの影響が大きくなり易い。 In order to meet this demand for high shape accuracy, various molding methods such as molding using a mold and molding by extrusion have been studied as methods for producing various electrophotographic elastic rollers. In addition, spray coating methods, dip coating methods, roll coating methods, blade coating methods, and the like have been studied as methods for applying a paint to the shaft core. However, in the spray coating method, if the viscosity of the paint is high, it becomes difficult to atomize, so it is necessary to keep the viscosity of the paint low. Further, in the blade coating method or roll coating method, when the blade or roll at the end of coating is retracted, a thicker part than the other part occurs in a part of the coating film on the cylindrical body due to the viscosity of the coating liquid. In particular, when the viscosity of the coating liquid is high, this influence tends to increase.
そのような状況下、高粘度の塗料を環状の塗工ヘッドを用いて軸芯体に塗工する方法が開示されている(特許文献1)。この方法では、軸芯体を塗工ヘッドの内側に同軸上に配置し、塗工ヘッドの内周面と軸芯体の間の隙間に塗料を吐出しながら軸芯体に対して塗工ヘッドを軸芯体の軸方向に相対移動させることで軸芯体の外周面に塗料を塗工している。この塗工方法では、塗料の粘度が高くても塗工ヘッドを通じて塗料が軸芯体の表面に押し付けられ、かつ塗料を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなる。これによって、より多種の塗料や塗膜の厚みなどの様々な塗工条件においても、塗料を直接、良好かつ均一に軸芯体の表面に安定して塗工することができる。 Under such circumstances, a method of applying a high-viscosity coating material to a shaft core using an annular coating head has been disclosed (Patent Document 1). In this method, the shaft core body is coaxially arranged inside the coating head, and the coating head is applied to the shaft core body while discharging paint to the gap between the inner peripheral surface of the coating head and the shaft core body. The paint is applied to the outer peripheral surface of the shaft core body by relatively moving in the axial direction of the shaft core body. In this coating method, even if the viscosity of the paint is high, the paint is pressed against the surface of the shaft core through the coating head, and the coating is performed while keeping the paint in a certain thickness. This makes it possible to apply the coating directly and satisfactorily and uniformly to the surface of the shaft core even under various coating conditions such as a greater variety of coating materials and coating film thicknesses.
しかし、高粘度の塗料を塗工ヘッドで塗工する方法では塗料の吐出終了時の液切れが悪く、塗工ヘッドの内側に塗料が残ってしまうことがある。塗料の残存を防止する手段として、吐出終了時にリングシールで塗工ヘッドの内側の塗料を掻き取ったり(特許文献1)、吐出終了時に環状スリット内の液圧を負圧化して液切れを良くしたりする手段が開示されている(特許文献2)。 However, in the method of applying a high-viscosity paint with the coating head, the liquid may not be drained at the end of the discharge of the paint, and the paint may remain inside the coating head. As a means to prevent the paint from remaining, the paint inside the coating head is scraped off with a ring seal at the end of discharge (Patent Document 1), or the liquid pressure in the annular slit is reduced to a negative pressure at the end of discharge. A means for doing this is disclosed (Patent Document 2).
しかし、塗工ヘッドを用いて繰り返し電子写真用弾性ローラを成形しようとすると、塗工が終了したワークの取り出しや次成形に使う軸芯体を配置するために、塗工ヘッドからの塗料の吐出を一時止める(成形待機)する必要がある。この成形待機時間の間に吐出時に圧縮されていた塗料の膨張や、吐出終了後でも残留している塗料の流れによって、たとえ吐出終了時に塗工ヘッド内側の塗料を掻き取っても塗料が環状スリットから漏れ出すことがある。上記従来例には、吐出終了時の塗工ヘッド内の液切れを良くする手段が開示されているものの、電子写真用弾性ローラを繰り返し成形するときに生じる成形待機時の環状スリットからの塗料の漏れ出しに関する課題までは言及していない。 However, if an electrophotographic elastic roller is repeatedly formed using the coating head, the coating head discharges the paint in order to take out the workpiece that has been coated and place the shaft core used for the next molding. Must be temporarily stopped (molding standby). Even if the paint inside the coating head is scraped off at the end of discharge due to the expansion of the paint compressed during discharge during the molding waiting time and the flow of paint remaining after the end of discharge, May leak out. Although the above-mentioned conventional example discloses means for improving the liquid drainage in the coating head at the end of ejection, the paint from the annular slit at the time of molding standby that occurs when the elastic roller for electrophotography is repeatedly molded is disclosed. It does not mention any issues related to leakage.
本発明の目的は、軸芯体と、その外周面に塗膜を有する電子写真用弾性ローラの製造方法であって、成形待機時に塗工ヘッドから塗料が漏れ出しても、形状精度の高い電子写真用弾性ローラを製造サイクルの中断なく、連続して製造することができる電子写真用弾性ローラの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is a manufacturing method of an electrophotographic elastic roller having a shaft body and a coating film on the outer peripheral surface thereof, and even if the paint leaks from the coating head during molding standby, an electronic device with high shape accuracy is provided. It is an object of the present invention to provide an electrophotographic elastic roller manufacturing method capable of continuously manufacturing a photographic elastic roller without interruption of a manufacturing cycle.
本発明に係る、軸芯体と、その外周面に塗膜を有する電子写真用弾性ローラの製造方法は、
(1)上支持軸と、該軸芯体の直径よりも大きな直径を有する下支持軸とで鉛直方向に沿って支持された軸芯体の外側に、中心孔の内周面に環状スリットを有している塗工ヘッドを、該軸芯体の周面と該環状スリットとの間に所定の間隙を有するように配置する工程と、
(2)該下支持軸の直径よりも小さな内径の孔を中心に有する円環状の第1リングシールを、該中心孔に上方から挿入し、該環状スリットの直下に位置させる工程と、
(3)該軸芯体を、該軸芯体の塗膜形成領域の上端が該第1リングシールの上面と同一、または該塗工ヘッドの上面を超えない範囲で該第1リングシールの上面よりも上方にあるように位置させる工程と、
(4)該環状スリットから塗料を該第1リングシールの上面に吐出させて、該軸芯体の周面と該環状スリットとの間隙を該塗料で充填しつつ、該下支持軸を鉛直上方に移動させて、該軸芯体を該環状スリットに対して上方に移動させることにより該軸芯体の周面に該塗料を塗工する工程と、
(5)該下支持軸を更に鉛直上方に移動させて、塗料が塗工された該軸芯体及び該第1リングシールを該中心孔から離脱させる工程、を有し、
該工程(5)における該下支持軸の鉛直上方への移動を、該下支持軸と該第1リングシール下面とを接触させることなく行なうことを特徴とするものである。
According to the present invention, the shaft core and a method for producing an electrophotographic elastic roller having a coating film on the outer peripheral surface thereof,
(1) An annular slit is formed on the inner peripheral surface of the center hole outside the shaft core supported along the vertical direction by the upper support shaft and the lower support shaft having a diameter larger than the diameter of the shaft core. Arranging the coating head having a predetermined gap between the peripheral surface of the shaft core and the annular slit;
(2) inserting an annular first ring seal centered on a hole having an inner diameter smaller than the diameter of the lower support shaft into the center hole from above and positioning it directly below the annular slit;
(3) The upper surface of the first ring seal is adjusted so that the upper end of the coating film forming region of the shaft core is the same as the upper surface of the first ring seal or does not exceed the upper surface of the coating head. A step of being positioned so as to be higher than
(4) The paint is discharged from the annular slit onto the upper surface of the first ring seal, and the gap between the peripheral surface of the shaft core and the annular slit is filled with the paint, and the lower support shaft is moved vertically upward. And applying the paint on the peripheral surface of the shaft core by moving the shaft core upward with respect to the annular slit, and
(5) moving the lower support shaft further vertically upward to disengage the shaft core body coated with the paint and the first ring seal from the center hole;
In the step (5), the lower support shaft is moved vertically upward without contacting the lower support shaft and the lower surface of the first ring seal.
本発明によれば、製造サイクルを中断することなく、形状精度の高い電子写真用弾性ローラを繰り返し連続して製造することが可能である。 According to the present invention, it is possible to repeatedly and continuously manufacture an electrophotographic elastic roller with high shape accuracy without interrupting the manufacturing cycle.
塗工ヘッドを有する塗工装置の構成の概略を図1に示す。図1に示す塗工装置においては、架台1の上に略垂直にコラム2が取り付けられ、さらにコラム2には精密ボールネジ3が略垂直に取り付けられている。また、精密ボールネジ3とステージ5はガイド4及び精密ボールネジ3と連結し、サーボモータ6よりプーリ7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2には、円筒状の軸芯体8の外周面に塗料を吐出する環状の塗工ヘッド9が取り付けられている。さらにステージ5にブラケット10が取り付けられ、このブラケット10には軸芯体8を保持する上支持軸11と、軸芯体の直径よりも大きな直径を有する下支持軸12が取り付けられている。
A schematic configuration of a coating apparatus having a coating head is shown in FIG. In the coating apparatus shown in FIG. 1, a
塗工ヘッド9の中心孔の中心と、軸芯体8、上支持軸11及び下支持軸12の軸中心は鉛直方向に沿って略同心になるように調節してある。塗料の供給口13は、塗料搬送用の配管14を介して塗料供給弁15に接続されている。塗料供給弁15は、その手前に混合ミキサー、塗料供給ポンプ、塗料定量吐出装置、塗料タンク等を備え、定量の塗料を吐出できるようになっている。塗料は塗料タンクから、塗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、塗料は塗料供給ポンプにより、塗料供給弁15から配管14を経由して、塗工ヘッド9に送られる。
The center of the center hole of the
図2は、塗工ヘッドの一例の概略断面図である。塗工ヘッドは、中心孔16の内周面に環状スリット18を有し、環状スリット18の開口部19から塗料が吐出される。環状スリット18の開口部19の幅は、通常は0.5以上2.0mm以下に設定される。環状スリットの開口部の直下から塗工ヘッド下面までの長さ17は本発明において重要なポイントであり、詳細については後述する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a coating head. The coating head has an
次に、塗工ヘッドを用いて軸芯体の外周面に塗料を塗工する従来の工程を図3を使って説明する。成形待機時においては、下支持軸が塗工ヘッドの鉛直上方から出ている状態で待機している(図3の(a))。下支持軸の直径よりも小さな内径の孔を中心に有する円環状の第1リングシール20の中心孔に軸芯体を通し、その軸芯体を上支持軸と下支持軸で鉛直方向に沿って保持した後(図3の(b))、軸芯体と上支持軸と下支持軸を鉛直下方に移動させる。そして、上支持軸で第1リングシール20を塗工ヘッドに押し込み、環状スリットの直下の位置に第1リングシール20を装着する(図3の(c))。
Next, a conventional process of applying a paint to the outer peripheral surface of the shaft core body using the coating head will be described with reference to FIG. At the time of molding standby, the system is on standby with the lower support shaft protruding from vertically above the coating head ((a) of FIG. 3). The shaft core body is passed through the center hole of the annular
なお、第1リングシールの外径は、その外周面が塗工ヘッドの内周面に接触可能であるように塗工ヘッドの中心孔の直径と同径にすることが好ましい。これにより、環状スリットから吐出された塗料の吐出圧力によって第1リングシールが動くこともなくなり、第1リングシールを環状スリットの直下の位置に強固に保持することができる。塗料の吐出圧力が非常に大きく、塗料の吐出中に第1リングシールが動いてしまう場合は、環状スリットより下方にある塗工ヘッドの中心孔の直径を小さくし、第1リングシールを下から支えるようにしても良い。 Note that the outer diameter of the first ring seal is preferably the same as the diameter of the central hole of the coating head so that the outer peripheral surface thereof can contact the inner peripheral surface of the coating head. As a result, the first ring seal is not moved by the discharge pressure of the paint discharged from the annular slit, and the first ring seal can be firmly held at a position directly below the annular slit. If the discharge pressure of the paint is very large and the first ring seal moves during paint discharge, the diameter of the center hole of the coating head below the annular slit is made small, and the first ring seal is moved from the bottom. It may be supported.
軸芯体を、軸芯体の塗膜形成領域の上端が第1リングシールの上面と同一、または塗工ヘッドの上面を超えない範囲で第1リングシールの上面よりも上方にあるように移動させる(図3の(d))。環状スリットから塗料を第1リングシールの上面に吐出して軸芯体の周面と環状スリットとの間隙を塗料で充填しつつ、軸芯体を鉛直上方に移動させることにより軸芯体の周面に塗料を塗工する(図3の(e))。塗料の厚みを一定にするために、環状スリットからの吐出量と塗料供給ポンプからの供給量は一定にする。塗料の吐出中は軸芯体だけが移動し、第1リングシールは環状スリットの直下の位置に保持されているため、吐出された塗料が塗工ヘッドの鉛直下方から漏洩することを防止できる。 The shaft core is moved so that the upper end of the coating formation area of the shaft core is the same as the upper surface of the first ring seal or above the upper surface of the first ring seal within a range not exceeding the upper surface of the coating head. ((D) of FIG. 3). By discharging the paint from the annular slit onto the upper surface of the first ring seal and filling the gap between the peripheral surface of the shaft core body and the annular slit with the paint, the shaft core body is moved vertically upward to move the circumference of the shaft core body. A paint is applied to the surface ((e) of FIG. 3). In order to make the thickness of the paint constant, the discharge amount from the annular slit and the supply amount from the paint supply pump are made constant. During the discharge of the coating material, only the shaft core body moves and the first ring seal is held at a position immediately below the annular slit, so that the discharged coating material can be prevented from leaking from vertically below the coating head.
下支持軸を更に鉛直上方に移動させて、塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを塗工ヘッドの中心孔から離脱させる。(図3の(f))。この際、第1リングシールの外径は塗工ヘッドの中心孔の直径と同径であるため、塗工ヘッド内周面の塗料は掻き取られる。 The lower support shaft is further moved vertically upward, and the shaft core body and the first ring seal coated with the paint are separated from the center hole of the coating head. ((F) of FIG. 3). At this time, since the outer diameter of the first ring seal is the same as the diameter of the center hole of the coating head, the paint on the inner peripheral surface of the coating head is scraped off.
塗工ヘッドの鉛直上方に押し出された、塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールは上支持軸と下支持軸から取り外され、塗料の塗膜21を熱処理で硬化させて弾性層とする。一方、塗工装置は次の成形に使う軸芯体と第1リングシールが新たに上支持軸と下支持軸に保持されるまで下支持軸が塗工ヘッドの鉛直上方から出ている状態で待機している(図3の(a))。
The shaft core body and the first ring seal that are extruded vertically above the coating head are removed from the upper support shaft and the lower support shaft, and the
しかし、電子写真用弾性ローラを複数本成形するような通常の製造では、この待機の間に吐出時に圧縮されていた塗料の膨張や、吐出終了後でも残留している塗料の流れによって環状スリットから塗料が漏れ出すことがある。環状スリットから塗料が漏れ出すと、上支持軸、下支持軸や軸芯体に塗料が付着し、次に成形した電子写真用弾性ローラの形状精度が悪化する問題が起きる。下支持軸に塗料が付着することによって電子写真用弾性ローラの形状精度が悪化する機構について図4を用いて説明する。 However, in a normal manufacturing method in which a plurality of elastic rollers for electrophotography are formed, the expansion of the paint compressed at the time of discharge during this standby and the flow of the paint remaining after the end of the discharge cause the annular slit to Paint may leak out. If the paint leaks from the annular slit, the paint adheres to the upper support shaft, the lower support shaft, and the shaft core, and the shape accuracy of the formed electrophotographic elastic roller deteriorates. A mechanism for deteriorating the shape accuracy of the electrophotographic elastic roller by the coating material adhering to the lower support shaft will be described with reference to FIG.
塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを上支持軸と下支持軸から取り外して次の成形が始まるまでの待機時間、環状スリットの塗料が上記の要因で環状スリットから漏れ出す(図4の(a))。上支持軸で第1リングシールを塗工ヘッドに押し込み、環状スリットの直下の位置に第1リングシールを装着する際に、第1リングシールが環状スリットから漏れ出した塗料を掻き取る(図4の(b))。下支持軸を鉛直上方に移動させて、塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを塗工ヘッドの中心孔から離脱させるときに、図4の(b)の工程で第1リングシールが掻き取った塗料を介して第1リングシールと下支持軸が密着する(図4の(c))。この状態で塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを下支持軸から取り外そうとすると、第1リングシールと下支持軸が塗料によって密着しているため、第1リングシール付近の塗料が下方に引っ張られてしまい、形状が悪化する(図4の(d))。 During the waiting time until the next molding starts after the shaft core body and the first ring seal to which the paint has been applied are removed from the upper support shaft and the lower support shaft, the paint on the annular slit leaks from the annular slit due to the above factors ( FIG. 4A). The first ring seal is pushed into the coating head by the upper support shaft, and when the first ring seal is mounted at a position immediately below the annular slit, the paint leaked from the annular slit by the first ring seal is scraped off (FIG. 4). (B)). When the lower support shaft is moved vertically upward to disengage the shaft core body coated with the paint and the first ring seal from the center hole of the coating head, the first ring is processed in the step (b) of FIG. The first ring seal and the lower support shaft are brought into close contact with each other through the paint scraped off ((c) of FIG. 4). In this state, if the shaft core body coated with the paint and the first ring seal are to be removed from the lower support shaft, the first ring seal and the lower support shaft are in close contact with each other by the paint. The paint is pulled downward and the shape deteriorates ((d) in FIG. 4).
本発明では、上記の課題を解決するために、塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを環状ヘッドの中心孔から鉛直上方に離脱させる際に、下支持軸と第1リングシール下面とを接触させないようにする。 In the present invention, in order to solve the above-described problems, the lower support shaft and the first ring seal are removed when the shaft core body and the first ring seal coated with the paint are separated vertically from the center hole of the annular head. Avoid contact with the bottom surface.
以下、好ましい実施の形態を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto.
本発明の一連の工程を図5を使って詳細に説明する。 A series of steps of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
第1リングシールを環状スリットの直下の位置に装着する際に、第1リングシールが環状スリットから漏れ出した塗料を掻き取ってしまう工程(図5の(a)から(c))までは図4の(a)から(b)と同様である。従来、塗料の吐出終了後、下支持軸を第1リングシールに接触させて押し出していたが(図4の(c))、本発明では下支持軸と第1リングシールが接することなく、塗料が塗工された軸芯体とリングシールを塗工ヘッドの中心孔から離脱させる(図5の(e)から(f))。これは、磁石の反発力や気体の圧力を利用して第1リングシールを鉛直上方に浮き上がらせることで達成される。特に気体の圧力を利用して第1リングシールを塗工ヘッドの中心孔から離脱させるのが、塗工装置の構成も簡易となることから好ましい。 FIG. 5 shows the steps (a to c) of FIG. 5 in which the first ring seal scrapes away the paint leaked from the annular slit when the first ring seal is mounted at a position immediately below the annular slit. 4 (a) to (b). Conventionally, after discharging the paint, the lower support shaft is pushed out by contacting the first ring seal ((c) in FIG. 4). In the present invention, the lower support shaft and the first ring seal are not in contact with each other. Is removed from the center hole of the coating head (from (e) to (f) of FIG. 5). This is achieved by lifting the first ring seal vertically upward using the repulsive force of the magnet or the pressure of the gas. In particular, it is preferable to remove the first ring seal from the center hole of the coating head by using gas pressure because the configuration of the coating apparatus becomes simple.
本発明では、下支持軸と第1リングシールが接しないので、第1リングシールが掻き取った塗料を介して第1リングシールと下支持軸が密着することがなくなる。そのため、塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを下支持軸からきれいに取り外すことができるようになる(図5の(g))。 In the present invention, since the lower support shaft does not contact the first ring seal, the first ring seal and the lower support shaft do not come into close contact via the paint scraped off by the first ring seal. Therefore, the shaft core body and the first ring seal to which the paint has been applied can be removed cleanly from the lower support shaft ((g) in FIG. 5).
気体の圧力を利用して第1リングシールを鉛直上方に浮き上がらせるためには、第1リングシールの下面に圧力を加える必要があるが、その手段の一つとして下支持軸の直径を塗工ヘッドの中心孔の直径をほぼ同じにすることが挙げられる。そうすることで、塗料の吐出終了後、下支持軸を鉛直上方に移動させる過程において、第1リングシール、塗工ヘッドの中心孔内壁と、下支持軸の上面とで閉空間を形成することができる(図5の(e))。下支持軸を更に鉛直上方に移動させると、その閉空間内の圧力が高まり、第1リングシールを鉛直上方に浮き上がらせることができる(図5の(f))。 In order to use the gas pressure to lift the first ring seal vertically upward, it is necessary to apply pressure to the lower surface of the first ring seal. One of the means is to apply the diameter of the lower support shaft. For example, the diameter of the central hole of the head may be approximately the same. By doing so, a closed space is formed by the first ring seal, the inner wall of the center hole of the coating head, and the upper surface of the lower support shaft in the process of moving the lower support shaft vertically upward after finishing the discharge of the paint. ((E) of FIG. 5). When the lower support shaft is further moved vertically upward, the pressure in the closed space increases, and the first ring seal can be lifted vertically upward ((f) in FIG. 5).
閉空間内の圧力の調整は、環状スリットの開口部の直下から塗工ヘッド下面までの長さ17を調整することによって行なうことができる。例えば、閉空間内の圧力が足りずに第1リングシールを浮き上がらせることができなかった場合は、環状スリットの開口部の直下から塗工ヘッド下面までの長さを伸ばせば良い。そうすることで、下支持軸の上面が塗工ヘッドの中心孔に入ったときに形成される閉空間の容積が大きくなるため、更に下支持軸が鉛直上方に移動したときの気体の圧縮率が高くなり、閉空間内の圧力が高められる。逆に閉空間内の圧力が高すぎる場合は、環状スリットの開口部の直下から塗工ヘッド下面までの長さ17を短くすれば、気体の圧縮率は低くなり、閉空間内の圧力を弱めることができる。
The pressure in the closed space can be adjusted by adjusting the
環状スリットの開口部の直下から塗工ヘッド下面までの長さをいくらにすれば良いかは、次のような計算で簡単な予測は立てることができる。まず、下支持軸が鉛直上方に移動して下支持軸の上面と塗工ヘッドの下面が同一になったときに、下支持軸の上面、中心孔内壁と第1リングシールで形成される閉空間の体積V1を計算する。また、そのときの閉空間の圧力(常圧)をP1とする。次に、塗工ヘッドの中心孔に装着した第1リングシールが動き始めるのに必要な力を測定し、その力と第1リングシール下面の面積から第1リングシールを浮き上がらせるのに必要な圧力P2を計算する。P1、V1、P2が求められたら、ボイルの法則P1・V1=P2・V2からP2になるときの閉空間の体積V2を計算することができる。求められたV2から、V2になる塗工ヘッドの中心孔内における下支持軸の上面の位置が計算できるので、この値を参考にして環状スリットの開口部の直下から塗工ヘッド下面までの長さを設定すれば良い。 A simple prediction can be made by calculating as follows how much the length from the position immediately below the opening of the annular slit to the lower surface of the coating head should be. First, when the lower support shaft moves vertically upward and the upper surface of the lower support shaft and the lower surface of the coating head become the same, the upper surface of the lower support shaft, the inner wall of the center hole, and the first ring seal are closed. The volume V1 of the space is calculated. Moreover, let the pressure (normal pressure) of the closed space at that time be P1. Next, the force required for the first ring seal attached to the center hole of the coating head to start moving is measured, and the force required to lift the first ring seal from the area of the lower surface of the first ring seal is measured. Calculate the pressure P2. When P1, V1, and P2 are obtained, the volume V2 of the closed space when Boyle's law P1 · V1 = P2 · V2 becomes P2 can be calculated. Since the position of the upper surface of the lower support shaft in the center hole of the coating head that becomes V2 can be calculated from the obtained V2, the length from the position immediately below the opening of the annular slit to the lower surface of the coating head can be calculated with reference to this value. You just need to set it.
本発明では、下支持軸の直径を塗工ヘッドの中心孔の直径とほぼ同じにする代わりに、下支持軸に第2リングシール22を取り付けることができる。第2リングシール22は、塗料を吐出する前においては塗工ヘッドの下面より下方にあるが、吐出中または吐出終了後の下支持軸の鉛直上方への移動により塗工ヘッドの中心孔に挿入されるような位置に取り付けられている。塗料の吐出終了後、下支持軸が鉛直上方へ移動したときに第2リングシール22が塗工ヘッドの中心孔に挿入され、第2リングシール22、中心孔内壁、及び第1リングシールとで閉空間が形成される。その閉空間の圧力を用いて第1リングシールを中心孔上方に移動させることで、下支持軸と第1リングシール下面とを接触させることなく第1リングシールを鉛直上方に浮き上がらせることができる(図6)。
In the present invention, the
第2リングシールの材質は特に限定されないが、特に第2リングシールの直径が塗工ヘッドの中心孔の直径より大きい場合は塗工ヘッドを傷付けないように弾性を有するゴムや合成樹脂が好ましい。ゴムとしては、NBR、EPDM、BR、SBR、フッ素ゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴムが挙げられる。また、弾性を有する合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリイミド、フッ素樹脂が挙げられる。 The material of the second ring seal is not particularly limited. Particularly, when the diameter of the second ring seal is larger than the diameter of the central hole of the coating head, elastic rubber or synthetic resin is preferable so as not to damage the coating head. Examples of the rubber include NBR, EPDM, BR, SBR, fluorine rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, and silicone rubber. Examples of the synthetic resin having elasticity include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyamide, polycarbonate, polyimide, and fluororesin.
第2リングシールの直径は、良好な閉空間を形成させるために、塗工ヘッドの中心孔に挿入されたときに8%乃至30%のつぶし代になるようにするのが好ましい。つぶし代を上記の範囲にすることで閉空間を形成する上で最低限必要な応力が得られ、かつ第2リングシールの応力亀裂を防ぐことができる。 The diameter of the second ring seal is preferably 8% to 30% when inserted into the center hole of the coating head in order to form a good closed space. By setting the crushing margin within the above range, the minimum stress necessary for forming the closed space can be obtained, and stress cracking of the second ring seal can be prevented.
また、本発明では、下支持軸に、第2リングシールより鉛直上方の位置に圧縮気体を噴射する噴射手段を設けることができる。閉空間の圧力を用いて第1リングシールを塗工ヘッドの中心孔上方に移動させる工程において、下支持軸に設けられた噴射手段から圧縮気体を噴射することにより、閉空間内の圧力を調整することができる。第1リングシールを浮き上がらせるのに非常に大きな圧力が必要な場合や、環状スリットの直下から塗工ヘッド下面までの長さを変えられない場合などに有用である。圧縮気体の噴射は、下支持軸の上面が塗工ヘッドの中心孔に入ったときに始め、第1リングシールが塗工ヘッドの鉛直上方へ押し出されたときに停めるのが良い。圧縮気体の噴射圧力としては、第1リングシールを浮き上がらせるのに必要な圧力より高ければ良いが、高すぎると必要以上に第1リングシールを浮き上がらせることになり、塗膜下端の形状が崩れて形状精度が悪化することがある。 In the present invention, the lower support shaft can be provided with an injection means for injecting compressed gas at a position vertically above the second ring seal. In the process of moving the first ring seal above the center hole of the coating head using the pressure in the closed space, the pressure in the closed space is adjusted by injecting compressed gas from the injection means provided on the lower support shaft. can do. This is useful when a very large pressure is required to lift the first ring seal or when the length from the position immediately below the annular slit to the lower surface of the coating head cannot be changed. The injection of the compressed gas is preferably started when the upper surface of the lower support shaft enters the center hole of the coating head and stopped when the first ring seal is pushed vertically upward of the coating head. The injection pressure of the compressed gas should be higher than the pressure required to lift the first ring seal, but if it is too high, the first ring seal will be lifted more than necessary, and the shape of the lower end of the coating will collapse. The shape accuracy may deteriorate.
軸芯体の外周面に塗工された塗料は、硬化させることで弾性層となる。塗工された塗料は粘着性を有しているため、熱処理する方法としては非接触の熱処理方法で行なうことが好ましい。非接触の熱処理方法としては、赤外線加熱方法、熱風加熱方法、ニクロム熱加熱方法、誘導加熱方法が挙げられる。特に、装置が簡易で塗膜を軸方向に均一に熱処理できる赤外線加熱が好ましい。塗膜表面の熱処理温度は使用する塗料によるが、赤外線加熱を行なう場合には、その熱処理温度に応じて赤外線加熱装置の出力や塗膜との距離を調整すれば良い。また、熱風加熱を行なう場合には熱風の温度や向きを調節すれば良い。さらに、弾性層の硬化後の物性安定化、弾性層中の反応残渣および未反応低分子分を除去する目的で弾性層を更に熱処理して二次硬化させても良い。 The coating material applied to the outer peripheral surface of the shaft core body becomes an elastic layer by being cured. Since the applied paint has adhesiveness, it is preferable to perform the heat treatment by a non-contact heat treatment method. Examples of the non-contact heat treatment method include an infrared heating method, a hot air heating method, a nichrome heat heating method, and an induction heating method. In particular, infrared heating is preferred because the apparatus is simple and the coating film can be uniformly heat-treated in the axial direction. The heat treatment temperature of the coating film surface depends on the paint used, but when infrared heating is performed, the output of the infrared heating device and the distance from the coating film may be adjusted according to the heat treatment temperature. When hot air heating is performed, the temperature and direction of the hot air may be adjusted. Further, the elastic layer may be further heat-treated and secondarily cured for the purpose of stabilizing physical properties after curing of the elastic layer and removing reaction residues and unreacted low molecular components in the elastic layer.
軸芯体を構成する材料としては以下の材料が挙げられる。鉄、鋼、アルミニウム、チタン、銅及びニッケルの合金やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅の合金、さらにカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料の剛直で導電性を示す公知の材料。また、形状としては円柱状でも中心部分を空洞とした円筒状でもよい。 Examples of the material constituting the shaft core include the following materials. Alloys of iron, steel, aluminum, titanium, copper and nickel, stainless steel containing these metals, alloys of duralumin, brass and bronze, as well as composite materials in which carbon black and carbon fibers are solidified with plastic are known to exhibit rigidity and conductivity. Material. Further, the shape may be a columnar shape or a cylindrical shape having a hollow at the center.
塗料を形成するゴム成分としては特に限定はされないが、以下の理由から付加反応型のシリコーンゴムを使用するのが好ましい。
・他の汎用ゴムに比べて低硬度ながら低圧縮永久歪である。
・加工性に優れている。
・硬化反応に伴う副生成物の発生がないため寸法安定性が良好である。
・硬化後の物性が安定している。
付加反応型液状シリコーンゴムは、アルケニル基を含有するポリシロキサンとヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンが白金触媒の存在下、付加反応して架橋することで硬化する。
The rubber component forming the paint is not particularly limited, but it is preferable to use an addition reaction type silicone rubber for the following reasons.
・ Low compression set despite low hardness compared to other general-purpose rubber.
・ Excellent workability.
-Good dimensional stability due to the absence of by-products associated with the curing reaction.
-The physical properties after curing are stable.
The addition reaction type liquid silicone rubber is cured by an addition reaction between a polysiloxane containing an alkenyl group and a hydrogen polysiloxane containing a hydrosilyl group in the presence of a platinum catalyst.
アルケニル基を含有するポリシロキサンの分子量としては特に限定されないが、1万以上50万以下が好ましい。ポリシロキサンのアルケニル基は1分子中に少なくとも2個有ることが望ましい。アルケニル基の種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基及びアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。 Although it does not specifically limit as molecular weight of the polysiloxane containing an alkenyl group, 10,000 or more and 500,000 or less are preferable. It is desirable that the polysiloxane has at least two alkenyl groups in one molecule. Although the kind of alkenyl group is not particularly limited, at least one of a vinyl group and an allyl group is preferable, and a vinyl group is particularly preferable because of its high reactivity with active hydrogen.
なお、本発明での分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定したときの重量平均分子量である。すなわち、40℃のヒートチャンバー内で安定化させたカラムに溶媒としてトルエンを毎分0.5mlの流速で流し、0.1〜0.3質量%に調整した試料溶液を50〜200μl注入した。そして、数種の単分散ポリスチレン標準試料で作成した検量線から試料の重量平均分子量を算出した。 In addition, the molecular weight in this invention is a weight average molecular weight when measured by gel permeation chromatography (GPC). That is, toluene as a solvent was allowed to flow through a column stabilized in a 40 ° C. heat chamber at a flow rate of 0.5 ml per minute, and 50 to 200 μl of a sample solution adjusted to 0.1 to 0.3% by mass was injected. And the weight average molecular weight of the sample was computed from the calibration curve created with several types of monodisperse polystyrene standard samples.
ヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤として働く。一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は2個以上であり、硬化反応を最適に行わせるためには3個以上であることが好ましい。ハイドロジェンポリシロキサンの分子量は特に限定されないが、1000以上10000以下が好ましく、硬化反応を適切に行わせるためには比較的低分子量の1000以上5000以下が特に好ましい。 The hydrogen polysiloxane containing a hydrosilyl group serves as a crosslinking agent for the addition reaction in the curing process. The number of silicon-bonded hydrogen atoms in one molecule is 2 or more, and preferably 3 or more in order to optimally carry out the curing reaction. The molecular weight of the hydrogen polysiloxane is not particularly limited, but is preferably 1000 or more and 10,000 or less, and particularly preferably 1000 or more and 5000 or less with a relatively low molecular weight in order to appropriately perform the curing reaction.
本発明における付加反応型液状シリコーンゴムのハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、ポリシロキサン中のアルケニル基数に対してハイドロジェンポリシロキサン中のヒドロシリル基数が、1.0倍以上3.0倍以下の範囲内であることが好ましい。1.0倍未満だとシリコーンゴムの架橋が少なくなり、圧縮永久歪が悪化することがある。一方、3.0倍より大きくなると化学的に不安定なヒドロシリル基が過剰に残ることになるので経時的に電子写真用弾性ローラの硬度や電流が変化することがあり、好ましくない。 The blending amount of the hydrogenpolysiloxane of the addition reaction type liquid silicone rubber in the present invention is such that the number of hydrosilyl groups in the hydrogenpolysiloxane is 1.0 to 3.0 times the number of alkenyl groups in the polysiloxane. It is preferable to be within. If it is less than 1.0 times, the crosslinking of the silicone rubber is reduced and the compression set may be deteriorated. On the other hand, when it exceeds 3.0 times, excessively unstable hydrosilyl groups remain, which is not preferable because the hardness and current of the electrophotographic elastic roller may change over time.
付加反応型液状シリコーンゴムの触媒としては、ポリシロキサンとハイドロジェンポリシロキサンの付加反応において触媒作用を示す白金触媒が使用できる。その具体例としては、塩化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニルシロキサン錯体、白金トリフェニルホスフィン錯体が挙げられる。 As the catalyst for the addition reaction type liquid silicone rubber, a platinum catalyst that exhibits a catalytic action in the addition reaction of polysiloxane and hydrogen polysiloxane can be used. Specific examples thereof include chloroplatinic acid, platinum olefin complexes, platinum vinylsiloxane complexes, and platinum triphenylphosphine complexes.
触媒の配合量に関しては、ポリシロキサン100質量部に対し、白金元素量として1ppm以上1000ppm以下が好ましい。ただし、この範囲に限定されることはなく、目標とする可使時間、硬化時間、製品形状等により適宜選択される。 Regarding the blending amount of the catalyst, the platinum element amount is preferably 1 ppm or more and 1000 ppm or less with respect to 100 parts by mass of the polysiloxane. However, it is not limited to this range, and is appropriately selected depending on the target pot life, curing time, product shape, and the like.
弾性層に導電性を付与する目的で添加する導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉、またはイオン導電剤であるアルカリ金属塩、及びアンモニウム塩の微粒子を用いることもできる。これらの内、カーボンブラックは比較的容易に入手できるので好適に利用できる。 Conductive agents added for the purpose of imparting conductivity to the elastic layer include carbon black, graphite, conductive metal oxides, copper, aluminum, nickel, iron powder, or alkali metal salts that are ionic conductive agents, and ammonium salts. These fine particles can also be used. Among these, carbon black can be suitably used because it is relatively easily available.
更に、電子写真用弾性ローラの具体的な用途に応じて、弾性層自体に要求される機能に必要な成分として非導電性充填剤を適宜配合することができる。非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム、珪酸ジルコニウム、珪酸アルミニウム、タルク、アルミナ、酸化鉄が挙げられる。 Furthermore, according to the specific use of the electrophotographic elastic roller, a non-conductive filler can be appropriately blended as a component necessary for the function required for the elastic layer itself. Non-conductive fillers include diatomaceous earth, quartz powder, dry silica, wet silica, titanium oxide, zinc oxide, aluminosilicate, calcium carbonate, zirconium silicate, aluminum silicate, talc, alumina and iron oxide.
本発明では上記のようにして形成された弾性層の外周上に用途に応じた樹脂層を設けることもできる。樹脂層を形成する材料としては、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、またはオレフィン樹脂が挙げられる。 In this invention, the resin layer according to a use can also be provided on the outer periphery of the elastic layer formed as mentioned above. Examples of the material for forming the resin layer include various polyamides, fluororesins, hydrogenated styrene-butylene resins, urethane resins, silicone resins, polyester resins, phenol resins, imide resins, and olefin resins.
樹脂層には、個別的な用途に合わせて体積平均粒子径が1〜20μmの微粒子を分散させることもできる。このような微粒子としては、ポリメタクリル酸メチル微粒子、シリコーンゴム微粒子、ポリウレタン微粒子、ポリスチレン微粒子、アミノ樹脂微粒子、またはフェノール樹脂微粒子が挙げられる。 In the resin layer, fine particles having a volume average particle diameter of 1 to 20 μm can be dispersed in accordance with individual applications. Examples of such fine particles include polymethyl methacrylate fine particles, silicone rubber fine particles, polyurethane fine particles, polystyrene fine particles, amino resin fine particles, and phenol resin fine particles.
樹脂層は、電子写真用弾性ローラ全体の電気抵抗を調整するために導電剤を配合することができる。導電剤としては、各種電子伝導機構を有する導電剤であるカーボンブラック、グラファイト、導電性金属酸化物、銅、アルミニウム、ニッケル、鉄粉、またはイオン導電剤であるアルカリ金属塩、及びアンモニウム塩の微粒子を用いることができる。 The resin layer may contain a conductive agent in order to adjust the electrical resistance of the entire electrophotographic elastic roller. Conductive agents include carbon black, graphite, conductive metal oxides, copper, aluminum, nickel, iron powder, or alkali metal salts that are ionic conductive agents, and ammonium salts, which are conductive agents having various electron conduction mechanisms. Can be used.
これらの樹脂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、またはパールミルの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ことができる。得られた分散液を塗工する方法は特に限定されないが、操作が簡便なことからスプレー塗工法やディッピング法が好適である。 The material constituting these resin layers can be dispersed using a conventionally known dispersing device using sand mill, paint shaker, dyno mill, or pearl mill beads. A method for coating the obtained dispersion is not particularly limited, but a spray coating method or a dipping method is preferable because the operation is simple.
次に、本発明の電子写真用弾性ローラを有する画像形成装置の一例を図7を用いて説明する。 Next, an example of an image forming apparatus having the electrophotographic elastic roller of the present invention will be described with reference to FIG.
図7に示す画像形成装置は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像を形成する電子写真カートリッジ23が各々1個あり、タンデム方式で設けられている。
The image forming apparatus shown in FIG. 7 has one
現像装置24は、感光ドラム25と対向設置された現像ローラ26と現像剤27を収容した現像容器28を備えている。さらに、現像ローラ26に現像剤27を供給すると共に現像に使用されずに現像ローラ26に残っている現像剤27を掻き取る現像剤供給ローラ29及び現像ローラ26上の現像剤27の担持量を規制すると共に摩擦帯電する現像ブレード30が設けられている。
The developing
感光ドラム25は、帯電ローラ31により所定の極性、電位に一様に帯電される。画像情報に従ってビーム32として帯電された感光ドラム25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現像ブレード30に印加されたバイアスにより均一に現像ローラ26上にコートされた現像剤27が現像ローラ26から供給され、感光ドラム25表面に現像剤像が形成される。ここで、現像ブレード30に印加されるバイアスは、現像ローラ26のバイアスより数百V高い電圧が一般的である。
The
画像転写装置は、転写搬送ベルト33が駆動ローラ34、テンションローラ35及び従動ローラ36に張架され、転写搬送ベルト33の内側には感光ドラム25と対向した位置に転写ローラ37が設置されている。そして、静電吸着ローラ38にバイアスを印加することで転写搬送ベルト33の外周面に転写材39を静電吸着させて搬送する。転写材39が転写位置まで搬送されたら、転写ローラ37に感光ドラム25表面の現像剤像とは逆極性のバイアスを印加する。これによって、転写材39に現像剤像が転写される。
In the image transfer apparatus, a
現像剤像が転写された転写材39は、転写搬送ベルト33から定着装置40に送られ、現像剤像が転写材39に定着されて、印画が完了する。一方、現像剤像の転写材39への転写が終わった感光ドラム25はさらに回転し、クリーニング装置41により感光ドラム25表面がクリーニングされる。
The
本発明の電子写真用弾性ローラは、上記の現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、定着ローラ、加圧ローラ、駆動ローラに使うことができる。また、上記の画像形成装置以外に、中間転写方式の画像成形装置にも使うことができる。 The electrophotographic elastic roller of the present invention can be used for the developing roller, charging roller, transfer roller, fixing roller, pressure roller, and driving roller. In addition to the image forming apparatus described above, the image forming apparatus can be used for an intermediate transfer type image forming apparatus.
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。本発明は下記実施例に制限されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The present invention is not limited to the following examples.
[電子写真用弾性ローラの成形]
付加型液状シリコーンゴム:「XE15−645」(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)A液100質量部にカーボンブラック:「Raven890」(商品名、Columbian Chemical社製)10質量部を配合した。同様に、付加型液状シリコーンゴム:「XE15−645」(商品名、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製)B液100質量部にもカーボンブラック:「Raven890」(商品名、Columbian Chemical社製)10質量部を配合した。A液およびB液を、塗工装置に付随した塗料タンクにセットし、塗料供給ポンプを使用してスタティックミキサーに送り、質量比1:1で混合した。これを塗料とした。
[Formation of elastic roller for electrophotography]
Addition type liquid silicone rubber: "XE15-645" (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials Japan GK) carbon black: "Raven 890" (trade name, manufactured by Columbian Chemical Co.) 10 mass Parts were blended. Similarly, addition type liquid silicone rubber: “XE15-645” (trade name, manufactured by Momentive Performance Materials Japan G.K.) Carbon B: “Raven890” (trade name, Columbia Chemical Co., Ltd.) (Made) 10 mass parts was mix | blended. Liquid A and liquid B were set in a paint tank attached to the coating apparatus, sent to a static mixer using a paint supply pump, and mixed at a mass ratio of 1: 1. This was used as a paint.
弾性層の成形には図1に示す塗工装置を用いた。塗工ヘッドの中心孔16の直径は12.6mm、環状スリットの開口部19の幅は1.5mm、環状スリットの開口部の直下から塗工ヘッド下面までの長さ17は30.0mmとした。また、上支持軸の直径を10.0mm、下支持軸の直径を12.5mmとした。
For forming the elastic layer, the coating apparatus shown in FIG. 1 was used. The diameter of the
直径が6.0mm、長さが250.0mmのSUS304の軸芯体を、内径が6.2mm、外径が12.6mm、厚みが1.0mm、材質がポリテトラフルオロエチレンである円環状の第1リングシールに通し、上支持軸と下支持軸で保持した。次に、軸芯体と上支持軸と下支持軸を鉛直下方に移動させ、上支持軸を使って環状スリットの開口部の下面と第1リングシールの上面が合うように第1リングシールを装着した。なお、第1リングシールを浮き上がらせるのに必要なゲージ圧力は0.1MPaであった。 A shaft core of SUS304 having a diameter of 6.0 mm and a length of 250.0 mm has an annular shape whose inner diameter is 6.2 mm, outer diameter is 12.6 mm, thickness is 1.0 mm, and the material is polytetrafluoroethylene. It passed through the first ring seal and was held by the upper support shaft and the lower support shaft. Next, the shaft core, the upper support shaft, and the lower support shaft are moved vertically downward, and the upper ring is used to align the lower surface of the opening of the annular slit with the upper surface of the first ring seal. Installed. Note that the gauge pressure required to lift the first ring seal was 0.1 MPa.
軸芯体の塗膜形成領域の上端を第1リングシールの上面より5.0mm上方に移動させた後、塗料を環状スリットから第1リングシールの上面に840mm3/secの流量で吐出した。塗料の吐出と同時に、軸芯体を鉛直上方に10mm/secで上昇させ、軸芯体の外周面に塗料を塗工した。
After the upper end of the coating film forming region of the shaft core was moved 5.0 mm above the upper surface of the first ring seal, the coating material was discharged from the annular slit onto the upper surface of the first ring seal at a flow rate of 840
塗料の吐出終了後も上支持軸と下支持軸を鉛直上方に移動させ、塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを塗工ヘッドの上まで押し出した。なお、押し出された第1リングシール下面に塗料が付着していたものの、下支持軸と第1リングシールは直接または塗料を介して接触していなかった。塗工ヘッドから押し出された塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを、上支持軸と下支持軸から取り外し、熱処理をして硬化させた。 The upper support shaft and the lower support shaft were moved vertically upward even after finishing the discharge of the paint, and the shaft core body and the first ring seal to which the paint was applied were pushed out onto the coating head. In addition, although the coating material adhered to the extruded lower surface of the first ring seal, the lower support shaft and the first ring seal were not in contact with each other directly or through the coating material. The shaft core body and the first ring seal coated with the paint extruded from the coating head were removed from the upper support shaft and the lower support shaft, and were cured by heat treatment.
熱処理は、赤外線加熱ランプ:「HYL25」(商品名、ハイベック社製)を塗料表面の温度が130℃(出力780W、ランプと塗料表面との距離60mm)となるように配置し、軸芯体を周方向に60rpmで回転させながら5分間加熱した。 For the heat treatment, an infrared heating lamp: “HYL25” (trade name, manufactured by Heibeck Co., Ltd.) is disposed so that the temperature of the paint surface is 130 ° C. (output 780 W, distance between the lamp and the paint surface is 60 mm). The sample was heated for 5 minutes while rotating in the circumferential direction at 60 rpm.
その後、再び軸芯体と第1リングシールを上支持軸と下支持軸で保持し、上記の工程を繰り返し、合計で500本の電子写真用弾性ローラを成形した。 Thereafter, the shaft core and the first ring seal were again held by the upper support shaft and the lower support shaft, and the above steps were repeated to form a total of 500 electrophotographic elastic rollers.
[電子写真用弾性ローラの形状精度]
電子写真用弾性ローラの形状精度を評価するために、電子写真用弾性ローラの長手方向の外径差を測定した。軸芯体の中心軸を回転軸として電子写真用弾性ローラを回転させ、回転軸と垂直に配置した非接触レーザー測長器:「LS−5000」(商品名、キーエンス社製)で電子写真用弾性ローラの長手方向中央部と第1リングシールと接した端部から1cm内側の2点の外径を測定する。測定した2点の外径差を電子写真用弾性ローラの長手方向の外径差とし、以下のように評価した。
A:成形した500本の電子写真用弾性ローラ全てが長手方向の外径差が50μm未満
B:成形した500本の電子写真用弾性ローラのうち、長手方向の外径差が50μm以上のものが2本以内
C:成形した500本の電子写真用弾性ローラのうち、長手方向の外径差が50μm以上のものが3本以上
その結果を表1に示す。
[Shape accuracy of elastic roller for electrophotography]
In order to evaluate the shape accuracy of the electrophotographic elastic roller, the outer diameter difference in the longitudinal direction of the electrophotographic elastic roller was measured. A non-contact laser length measuring device: “LS-5000” (trade name, manufactured by Keyence Corporation) for electrophotography, in which the elastic roller for electrophotography is rotated about the central axis of the shaft core as the rotation axis. The outer diameters at two
A: All of the 500 electrophotographic elastic rollers formed have an outer diameter difference of less than 50 μm. B: Among the 500 electrophotographic elastic rollers formed, those having an outer diameter difference of 50 μm or more in the longitudinal direction. Within 2 C: Among the 500 electrophotographic elastic rollers formed, 3 or more having a difference in outer diameter of 50 μm or more in the longitudinal direction are shown in Table 1.
[下支持軸に第1リングシールが貼り付いた回数]
製造サイクルの中断回数は、塗料が塗工された軸芯体と第1リングシールを下支持軸から取り外す際に、第1リングシール下面に付着した塗料のために下支持軸に貼り付いてしまった回数とした。第1リングシールが下支持軸に貼り付いた回数から、以下のように評価した。
A:電子写真用弾性ローラを500本成形したうち、第1リングシールが下支持軸に貼り付いた回数が0回
B:電子写真用弾性ローラを500本成形したうち、第1リングシールが下支持軸に貼り付いた回数が1から2回
C:電子写真用弾性ローラを500本成形したうち、第1リングシールが下支持軸に貼り付いた回数が3回以上10回以下
D:電子写真用弾性ローラを500本成形したうち、第1リングシールが下支持軸に貼り付いた回数が11回以上
その結果を表1に示す。
[Number of times the first ring seal is stuck to the lower support shaft]
The number of interruptions in the manufacturing cycle is that when the shaft core and the first ring seal coated with the paint are removed from the lower support shaft, the paint adhering to the lower surface of the first ring seal adheres to the lower support shaft. It was the number of times. From the number of times the first ring seal adhered to the lower support shaft, the following evaluation was made.
A: Out of 500 electrophotographic elastic rollers formed, the number of times the first ring seal adhered to the lower support shaft was 0. B: Out of 500 electrophotographic elastic rollers formed, the first ring seal was down. The number of times of sticking to the support shaft is 1 to 2 times. C: Among 500 electrophotographic elastic rollers, the number of times of attaching the first ring seal to the lower support shaft is 3 times or more and 10 times or less. D: Electrophotography Of the 500 elastic rollers for molding, the number of times that the first ring seal was stuck to the lower support shaft was 11 times or more.
〔実施例2〕
下支持軸の直径を12.0mmにした。下支持軸の上面から2.0mm下方に深さ2.0mm、幅3.0mmの溝を作り、その溝に内径7.8mm、外径13.0mmの、材質がシリコーンゴムであるOリングを第2リングシールとして取り付けた。下支持軸に取り付けたときの第2リングシールの直径は13.0mmであった。第2リングシールを下支持軸に取り付けた以外は実施例1と同様にして電子写真用弾性ローラを作製し、評価した。その結果を表1に示す。
[Example 2]
The diameter of the lower support shaft was 12.0 mm. A groove having a depth of 2.0 mm and a width of 3.0 mm is formed 2.0 mm below the upper surface of the lower support shaft, and an O-ring made of silicone rubber and having an inner diameter of 7.8 mm and an outer diameter of 13.0 mm is formed in the groove. Installed as a second ring seal. The diameter of the second ring seal when attached to the lower support shaft was 13.0 mm. An electrophotographic elastic roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the second ring seal was attached to the lower support shaft. The results are shown in Table 1.
〔実施例3〕
下支持軸を中空にして圧縮空気を送るチューブを接続し、第2リングシールを下支持軸の上面から10.0mm下方の位置に取り付けた。また、圧縮空気が出るように下支持軸の上面から2.0mm下方に直径1.0mmの孔を1つ開けた以外は実施例2と同様にして電子写真用弾性ローラを作製し、評価した。その結果を表1に示す。なお、圧縮空気の圧力はゲージ圧で0.2MPaで、下支持軸の上面が塗工ヘッドの中心孔に入ったときに噴射を始め、第1リングシールが塗工ヘッドの鉛直上方へ押し出されたときに停めた。
Example 3
A tube for sending compressed air with the lower support shaft hollow was connected, and the second ring seal was attached at a position 10.0 mm below the upper surface of the lower support shaft. Further, an electrophotographic elastic roller was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that one hole having a diameter of 1.0 mm was formed 2.0 mm below the upper surface of the lower support shaft so that compressed air was emitted. . The results are shown in Table 1. The pressure of the compressed air is 0.2 MPa as a gauge pressure. When the upper surface of the lower support shaft enters the center hole of the coating head, injection starts and the first ring seal is pushed vertically upward of the coating head. I stopped when.
〔実施例4〕
圧縮空気の圧力をゲージ圧で0.5MPaにした以外は実施例3と同様にして電子写真用弾性ローラを作製し、評価した。その結果を表1に示す。
Example 4
An electrophotographic elastic roller was prepared and evaluated in the same manner as in Example 3 except that the pressure of the compressed air was changed to 0.5 MPa as a gauge pressure. The results are shown in Table 1.
〔実施例5〕
下支持軸の上面から2.0mm下方に直径12.5mm、厚み1.0mmの第2リングシールが下支持軸と一体化している以外は実施例2と同様にして電子写真用弾性ローラを作製し、評価した。その結果を表1に示す。
Example 5
An electrophotographic elastic roller is produced in the same manner as in Example 2 except that a second ring seal having a diameter of 12.5 mm and a thickness of 1.0 mm is integrated with the lower support shaft 2.0 mm below the upper surface of the lower support shaft. And evaluated. The results are shown in Table 1.
〔比較例1〕
下支持軸の直径を8.0mmにした以外は実施例1と同様にして電子写真用弾性ローラを作製し、評価した。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
An electrophotographic elastic roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the lower support shaft was 8.0 mm. The results are shown in Table 1.
Claims (3)
(1)上支持軸と、該軸芯体の直径よりも大きな直径を有する下支持軸とで鉛直方向に沿って支持された軸芯体の外側に、中心孔の内周面に環状スリットを有している塗工ヘッドを、該軸芯体の周面と該環状スリットとの間に所定の間隙を有するように配置する工程と、
(2)該下支持軸の直径よりも小さな内径の孔を中心に有する円環状の第1リングシールを、該中心孔に上方から挿入し、該環状スリットの直下に位置させる工程と、
(3)該軸芯体を、該軸芯体の塗膜形成領域の上端が該第1リングシールの上面と同一、または該塗工ヘッドの上面を超えない範囲で該第1リングシールの上面よりも上方にあるように位置させる工程と、
(4)該環状スリットから塗料を該第1リングシールの上面に吐出させて、該軸芯体の周面と該環状スリットとの間隙を該塗料で充填しつつ、該下支持軸を鉛直上方に移動させて、該軸芯体を該環状スリットに対して上方に移動させることにより該軸芯体の周面に該塗料を塗工する工程と、
(5)該下支持軸を更に鉛直上方に移動させて、塗料が塗工された該軸芯体及び該第1リングシールを該中心孔から離脱させる工程、を有し、
該工程(5)における該下支持軸の鉛直上方への移動を、該下支持軸と該第1リングシール下面とを接触させることなく行なうことを特徴とする電子写真用弾性ローラの製造方法。 A method of manufacturing an elastic roller for electrophotography having a shaft body and a coating film on its outer peripheral surface,
(1) An annular slit is formed on the inner peripheral surface of the center hole outside the shaft core supported along the vertical direction by the upper support shaft and the lower support shaft having a diameter larger than the diameter of the shaft core. Arranging the coating head having a predetermined gap between the peripheral surface of the shaft core and the annular slit;
(2) inserting an annular first ring seal centered on a hole having an inner diameter smaller than the diameter of the lower support shaft into the center hole from above and positioning it directly below the annular slit;
(3) The upper surface of the first ring seal is adjusted so that the upper end of the coating film forming region of the shaft core is the same as the upper surface of the first ring seal or does not exceed the upper surface of the coating head. A step of being positioned so as to be higher than
(4) The paint is discharged from the annular slit onto the upper surface of the first ring seal, and the gap between the peripheral surface of the shaft core and the annular slit is filled with the paint, and the lower support shaft is moved vertically upward. And applying the paint on the peripheral surface of the shaft core by moving the shaft core upward with respect to the annular slit, and
(5) moving the lower support shaft further vertically upward to disengage the shaft core body coated with the paint and the first ring seal from the center hole;
A method of manufacturing an elastic roller for electrophotography, wherein the lower support shaft is moved vertically upward in step (5) without bringing the lower support shaft into contact with the lower surface of the first ring seal.
該工程(4)または(5)における該下支持軸が鉛直上方への移動で該第2リングシールを該中心孔に挿入させ、該第2リングシールと、該中心孔内壁と、該第1リングシールとで閉空間を形成させ、該第1リングシールを該閉空間の圧力を用いて該中心孔上方に移動させ、それにより、該工程(5)における該下支持軸の鉛直上方への移動を、該下支持軸と該第1リングシール下面とを接触させることなく行なう請求項1に記載の電子写真用弾性ローラの製造方法。 The lower support shaft is located below the lower surface of the coating head in the step (3), and is inserted into the central hole by moving the lower support shaft vertically upward in the step (4) or (5). A second ring seal at a position such that
The lower support shaft in the step (4) or (5) is moved vertically upward to insert the second ring seal into the center hole, the second ring seal, the center hole inner wall, and the first A closed space is formed with the ring seal, and the first ring seal is moved above the central hole by using the pressure of the closed space, thereby causing the lower support shaft in the step (5) to move vertically upward. The method for manufacturing an elastic roller for electrophotography according to claim 1, wherein the movement is performed without bringing the lower support shaft and the lower surface of the first ring seal into contact with each other.
該工程(5)の該第1リングシールを該閉空間の圧力を用いて該中心孔上方に移動させる工程において、該噴射手段から該圧縮気体を噴射することにより、該工程(5)における該下支持軸の鉛直上方への移動を、該下支持軸と該第1リングシール下面とを接触させることなく行なう請求項2に記載の電子写真用弾性ローラの製造方法。 The lower support shaft has injection means for injecting compressed gas to a position vertically above the second ring seal;
In the step of moving the first ring seal in the step (5) above the center hole by using the pressure of the closed space, the compressed gas is injected from the injection means, whereby the step (5) The method for producing an elastic roller for electrophotography according to claim 2, wherein the lower support shaft is moved vertically upward without contacting the lower support shaft and the lower surface of the first ring seal.
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JP2016068027A (en) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | キヤノン株式会社 | Manufacturing method and coating apparatus for elastic roller |
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