JP3738700B2

JP3738700B2 - Toner supply roll manufacturing method

Info

Publication number: JP3738700B2
Application number: JP2001100552A
Authority: JP
Inventors: 明敏野沢; 可大竹山
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002296896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機，プリンター，ファクシミリ等の画像形成装置の現像装置に用いられるトナー供給ロールの製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機，プリンター，ファクシミリ等の画像形成装置では、感光ドラム２４（図６参照）の表面に原稿像を静電潜像として形成し、この静電潜像にトナー１３（図６参照）を付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙上に転写定着することにより、複写を行っている。この場合におけるトナー像の形成は、図６に示すように、トナー供給ロール１１がトナーボックス１２から現像ロール１７にトナー１３を供給し、このトナー１３を上記静電潜像に付着させることにより行われている。なお、この現像ロール１７上に形成されるトナー層の厚みは層形成ブレード１８により規制されるようになっている。そして、現像ロール１７の表面に余ったトナーは、トナー供給ロール１１により掻き取られ、トナーボックス１２に戻されたのち、トナーボックス内のアジテータ（攪拌機）１４により攪拌されるようになっている。なお、上記トナー供給ロール１１，現像ロール１７，トナーボックス１２，およびアジテータ１４は、トナーカートリッジ１０を構成している。
【０００３】
このような構造の画像形成装置に内蔵されているトナー供給ロール１１は、通常、芯金（軸体）１５の外周面にウレタンフォーム（スポンジ）層１６を形成してなるものが用いられている。しかしながら、最近では、粉砕トナーに比べて粒子が均一で転写効率の高い重合法で製造された重合トナーが使用されるようになってきており、この重合トナーは、現像ロール１７表面に最密充填的に付着することから、特に、その掻き取り性が悪くなり、残存トナーに起因するゴースト画像を生じる等の問題を生じやすい。そこで、上記掻き取り性等を向上させる目的で、上記芯金１５外周のウレタンフォーム層１６外周面に、軸方向に延びた複数の条溝が周方向に一定のピッチで形成されているものが提案され、好適に用いられている。すなわち、上記複数の条溝によって、トナーの掻き取りおよび供給が安定して行われるようになるためである。
【０００４】
このようなトナー供給ロールの製法としては、例えば、予め芯金の周りに必要以上の厚みでウレタンフォームからなる層を形成したものを作製しておき、この層の全体を熱線によって溶融しながら、ロール外周面が所定の凹凸条溝となるよう切り抜くことによりロールを作製する方法（特開平５−６１３５０号）が提案されている。また、他の製法として、ロール成形用金型の内周面に所定の溝形状を設けておき、この金型内に芯金をセットし、上記芯金と金型内周面との間の空隙においてウレタンフォーム成形を行い、金型内周面の溝形状を転写させたウレタンフォーム層を芯金外周面に形成する方法（特開平１１−３８７４９号）を、本出願人は既に提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱線で切り抜く上記方法では、ロール外径の加工精度を保持し難く、加工に手間がかかるといった問題がある。また、この方法では、ロール外周面の全面が、熱線による溶融で切り抜かれるため、ロール表面の空隙度〔空隙度は、ウレタンフォーム層内に存在する個々のセル（気泡）のうち、ロール表面に対し開口するセルの存在率に依存する〕が低下し、その結果、トナーの掻き取りおよび供給性能が低下するため、場合によっては画像不具合が発生するという問題がある。さらに、ロール表面には、加熱溶融によって生じた分解生成物も残るため、この溶融面にトナーが付着し、長期使用時に正常なトナー帯電性能が得られなくなるといった問題も生じる。
【０００６】
また、内周面に所定の溝形状を設けたロール成形用金型を用いる前記他の方法では、得られるロールには特に問題はみられないのであるが、上記金型の製作に、通常、１ヶ月以上の期間を要するため、ロール外径の微調整が必要な際に迅速に対応できない。しかも、上記金型の製作にはコストがかかるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、トナーの掻き取りおよび供給性能に優れたトナー供給ロールを、容易にかつ効率よく製造することができるトナー供給ロールの製法の提供をその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、表面弾性体層付きロール基体表面に、軸方向を揃えた状態で熱線を押し当てて、上記ロール基体表面の弾性体層に上記熱線の熱により一定ピッチで複数の溶融凹溝を形成するトナー供給ロールの製法であって、複数の熱線を軸方向を揃えて一定ピッチで並べて固定した治具を準備し、この治具上に、表面弾性体層付きロール基体を、上記熱線と軸方向を揃えた状態で転動させ、上記ロール基体表面の弾性体層に上記熱線の熱により一定ピッチで複数の溶融凹溝を形成するトナー供給ロールの製法を第１の要旨とする。また、本発明は、表面弾性体層付きロール基体表面に、軸方向を揃えた状態で熱線を押し当てて、上記ロール基体表面の弾性体層に上記熱線の熱により一定ピッチで複数の溶融凹溝を形成するトナー供給ロールの製法であって、複数の熱線を管体の内周面に同軸的にかつ一定ピッチで固定した治具を準備し、この治具の管体の内部に、管体の内径と略同寸の外径の表面弾性体層付きロール基体を、軸方向を揃えて圧挿し、その状態で上記熱線を加熱し、上記ロール基体表面の弾性体層に上記熱線の熱により一定ピッチで複数の溶融凹溝を形成するトナー供給ロールの製法を第２の要旨とする。さらに、本発明は、表面弾性体層付きロール基体表面に、軸方向を揃えた状態で熱線を押し当てて、上記ロール基体表面の弾性体層に上記熱線の熱により一定ピッチで複数の溶融凹溝を形成するトナー供給ロールの製法であって、長尺の熱線を略リング状絶縁具のリングに一定ピッチで巻き付け固定した治具を準備し、この治具の熱線を加熱した状態で上記リング内に、リングの内径と略同寸の外径である表面弾性体層付きロール基体を軸方向を揃えて圧挿し、上記ロール基体表面の弾性体層に上記熱線の熱により一定ピッチで複数の溶融凹溝を形成するトナー供給ロールの製法を第３の要旨とする。
【０００９】
すなわち、本発明のトナー供給ロールの製法によれば、複数の熱線を備えた治具を用い、表面弾性体層付きロール基体を、その治具上を転動させるか、あるいは治具内に挿入し、溶融凹溝を設けるために、加工が極めて簡単になり、かつ寸法の微調整も容易になる。また、本発明の製法によれば、得られるトナー供給ロールの外周面における溶融個所が、一定ピッチの凹溝の個所だけで済み、互いに隣接する凹溝と凹溝で挟まれた個所（実機に組み込んだ際に現像ロールと接触する凸条部分）では、加熱溶融がなされていないため、材質に基づく開口セルが潰れずそのまま露呈し、空隙度の大きい面となり、トナー掻き取り性等に優れるようになる。また、加熱溶融による分解生成物の付着もない。したがって、本発明の製法によって得られるトナー供給ロールは、トナーの掻き取りおよび供給性能が安定化し、帯電性能が長期にわたって保たれるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１１】
図１は、本発明の製法によって得られるトナー供給ロールの一実施の形態を示している。図に示すように、トナー供給ロール１は、軸体２の外周面に弾性体層３が一体形成されており、上記弾性体層３の表面には、軸体２方向に延びた複数の溶融凹溝４が一定のピッチで周方向に形成されている。そして、互いに隣接する溶融凹溝４と溶融凹溝４で挟まれた個所の表面部分は、溶融されていないため、弾性体層３の生地が現われ、弾性体層３の材質（例えばウレタンフォーム）に基づく多数の開口セルが分布している。
【００１２】
上記軸体２は特に制限するものではなく、例えば、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等があげられる。
【００１３】
上記弾性体層３の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、アクリルゴム，シリコンゴム，エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等からなるゴムフォームや、軟質ポリウレタンフォーム等があげられる。なかでも、エーテル系、エステル系およびオレフィン系の軟質ポリウレタンフォームが、より好ましく用いられる。
【００１４】
上記トナー供給ロール１は、例えば、以下の方法（第１〜第３の製法）によって作製される。
【００１５】
すなわち、第１の製法では、まず、上記溶融凹溝４を形成する前の、表面弾性体層付きロール基体を作製する。上記ロール基体は、例えば、スラブ発泡もしくは型発泡のフォーム素材を切り出し、それに軸体２を通した後、表面を研磨してロール形状の弾性体層３を形成することにより得られる。このようにして形成された弾性体層３内に存在する個々のセルのセル径は１００〜５００μｍの範囲に設定されていることが、トナー供給ロールとしての性能発揮の観点から好ましい。また、上記弾性体層３の硬度は、１ｍｍ圧縮（５０ｍｍ幅）時で３５０ｇ以下に設定されていることが、効果の点で好ましい。
【００１６】
つぎに、図２に示すように、複数の熱線６を軸方向を揃えて一定ピッチで並べ断熱性基板７に固定した治具Ａを準備する。上記熱線６としては、ニクロム線等があげられる。そして、上記熱線６の固定の態様としては、図示のように断熱性基板７上に直接固定する場合であってもよく、また、上記断熱性基板７の表面に絶縁紙等（図示せず）を設け、その絶縁紙等の上に固定してもよい。なお、上記のように、複数本の熱線６を一定ピッチで並列させて用いるのに代えて、長尺の熱線を蛇行状に折り曲げ、所定の範囲内において、複数の熱線が一定ピッチで配列しているような状態となるようにしたものを用いてもよい。そして、上記複数の熱線６の上に、上述のようにして得られた表面弾性体層付きロール基体５を、上記熱線６と軸方向を揃えた状態にして転動させ（矢印方向）、上記ロール基体５の弾性体層５１表面に、上記熱線６の熱により一定ピッチで溶融凹溝を形成する。このようにして、目的とするトナー供給ロールが得られる。この方法では、ロール基体を転動させるだけで、溶融凹溝が、所定ピッチや深さで形成されているため、作業が極めて簡単となる。また、熱線の太さや配設ピッチを変えることにより、寸法等の微調整を簡単に行うことができる。
【００１７】
このようにして得られたトナー供給ロールには、先の図１に示すように、弾性体層３の表面において、軸体２方向に延びた複数の溶融凹溝４が一定のピッチで周方向に形成されている。したがって、この製法によって得られるトナー供給ロール１の外周面では、熱線による溶融個所が、一定ピッチの溶融凹溝４の個所のみであり、互いに隣接する溶融凹溝４と溶融凹溝４で挟まれた個所（凸条）では、弾性体層自身の材質に基づく開口セルが形成されている。上記弾性体層３に対して、研磨や切削等による機械加工が施されている場合には、トナー供給ロール１の寸法精度が向上するとともに、開口セルの分布密度も向上するようになる。また、この面（凸条）には、加熱溶融による分解生成物の付着もない。したがって、上記トナー供給ロール１は、実機に組み込んだ際に現像ロールと接触する個所（凸条）における性能が損なわれることがないため、安定した帯電性能が長期にわたって保たれるようになる。そして、上記トナー供給ロール１は、特に、非磁性一成分カラートナーと、表面にコーティング層をもつ弾性現像ロールとを用いた現像システムにおいて有好である。
【００１８】
上記トナー供給ロール１外周面における溶融凹溝４の幅Ｗ₁、凸条の幅Ｗ₂および溶融凹溝４の深さ（凸条の高さ）Ｄは、上記製法における熱線６の太さや配列ピッチ等を適宜変更することにより、容易に調整できる。そして、上記熱線６の太さは１．０ｍｍ以下、好適には０．３〜１．０ｍｍであり、上記熱線６のピッチは２．０ｍｍ以下、好適には０．５〜１．５ｍｍである。すなわち、上記熱線６の太さが１．０ｍｍより太いと、得られるトナー供給ロール１外周面における溶融凹溝４の幅Ｗ₁が大きくなってしまい、トナー供給むらが画像に現われやすくなる。また、上記熱線６のピッチが２．０ｍｍより長いと、得られるトナー供給ロール１のトナー掻き取り性が不均一となり、濃度むらを生じやすくなる。そして、得られるトナー供給ロール１外周面における溶融凹溝４の幅Ｗ₁は０．３〜１．５ｍｍの範囲に調整することが好ましく、前記凸条の幅Ｗ₂との比率（Ｗ₁／Ｗ₂）は、Ｗ₁／Ｗ₂＝３／１〜１／３の範囲に調整することが好ましい。また、溶融凹溝４の深さ（凸条の高さ）Ｄは０．２〜１．５ｍｍの範囲に調整することが好ましい。このような寸法範囲は、以下の第２，第３の製法およびそれによって得られるトナー供給ロールでも同様である。
【００１９】
つぎに、トナー供給ロールの第２の製法について説明する。
【００２０】
すなわち、第２の製法では、図４（ａ）に示すような、複数の熱線６を管体８の内周面に同軸的にかつ一定ピッチに固定した治具Ｂを準備する。そして、この管体８の内部に、管体８の内径と略同寸の外径である表面弾性体層付きロール基体５を圧挿する。ここで、上記ロール基体５は、先に述べた第１の製法と同様にして得られたものである。また、上記管体８の内径は、上記ロール基体５の外径と同じか若干小さめにするのが好ましく、上記管体８の内径を小さくするほど、得られるトナー供給ロールの溶融凹溝を深く形成することができる。そして、上記管体８の内部に上記ロール基体５を圧挿した状態で、上記熱線６を加熱し、上記ロール基体５の弾性体層５１表面に、上記熱線６の熱により一定ピッチで溶融凹溝を形成する〔図４（ｂ）〕。この場合、図３に示すように、治具Ｂを起立させた状態で圧挿し、熱線６を加熱することにより、溶融滓が治具Ｂから円滑に溶出する。ついで、冷却後、トナー供給ロールを治具Ｂから引き抜く。この方法によれば、前記第１の製法の効果（作業の容易化，寸法の微調整）に加えて、管体８内にロール基体５を圧挿後に熱線を加熱するため、火傷等の問題が生じず、作業性が良いという効果を奏する。
【００２１】
このようにして得られたトナー供給ロールは、前記第１の製法で得られたトナー供給ロールと同様の作用効果を奏するほか、表層に熱線６の断面形状と近似した断面形状の溶融凹溝が形成され、凹溝の上端開口縁がエッジ状になることから、トナー掻き取り性が一層向上するようになる。このようにして、目的とするトナー供給ロールが得られる。
【００２２】
さらに、トナー供給ロールの第３の製法について説明する。
【００２３】
すなわち、第３の製法では、図５に示すような、長尺の熱線６’を略リング状絶縁具９のリング９’に一定ピッチで巻き付け固定した治具Ｃを準備する。ここで、略リング状とは、リング状あるいは短いパイプ状のことをいう。そして、上記熱線６’を加熱し、その状態で上記リング９’内に、リング９’の内径と略同寸の外径である表面弾性体層付きロール基体５を所定の速度で圧挿し、リング９’を通過させる。ここで、上記ロール基体５は、先に述べた第１の製法と同様にして得られたものである。また、上記リング９’の内径は、上記ロール基体５の外径と同じか若干小さめにするのが好ましく、上記リング９’の内径を小さくするほど、得られるトナー供給ロールの溶融凹溝を深く形成することができる。さらに、上記圧挿は、上記ロール基体５を固定した状態にして、上記リング９’を動かすことにより行うようにしてもよい。そして、上記圧挿により、上記ロール基体５の弾性体層５１表面には、上記熱線６’の熱によって一定ピッチの溶融凹溝が形成される。この方法によれば、第１の製法の効果に加えて、溶融滓が上記ロール基体５の圧挿通過時に、生成溶融凹溝の端部（圧挿方向と反対側の端部）から流下し除去される。したがって、溶融滓の残存付着による前記弊害は全く生じないという効果を奏する。このようにして、目的とするトナー供給ロールが得られる。このトナー供給ロールは、前記第２の製法で得られたトナー供給ロールと同様の作用効果を奏する。
【００２４】
本発明のトナー供給ロールの製法では、特殊な金型を用いていないため、低コストであり、しかも、本発明によれば、トナー供給ロールの外周面全域に対し、極めて短時間に、効率良くかつ再現性良く、溶融凹溝を形成することができる。
【００２５】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２６】
【実施例１】
〔ロール基体の作製〕
まず、円筒状金型を準備し、この金型内に芯金（直径５ｍｍ、ＳＵＳ３０４製）をセットした後、上記金型内周面と芯金との間の空隙にポリウレタン原料を注入し、これを発泡硬化させた後、脱型して、芯金の外周面に軟質ポリウレタンスポンジ層（硬度：１８０ｇ、セル径：３５０μｍ）を形成した。ついで、この軟質ポリウレタンスポンジ層を形成した芯金を回転させながら研磨加工し、外径が１６ｍｍとなるよう調整した、表面弾性体層付きロール基体を得た。
【００２７】
〔トナー供給ロールの作製（溶融凹溝の形成）〕
ニクロム線を巻き付けたリング状絶縁治具（直径０．３ｍｍニクロム線を内径１５．５ｍｍのリングに所定のピッチで巻き付けたもの）を準備した。ついで、上記ニクロム線を発熱させた状態で、上記のようにして得られた表面弾性体層付きロール基体を、リング内に一定の速度（約１０ｍｍ／秒）で圧挿通過させ、上記ロール基体の外周面全域に対し周方向に等間隔で溶融凹溝を形成して、目的とするトナー供給ロールを得た。
【００２８】
【実施例２】
ニクロム線を巻き付けたリング状絶縁治具（直径０．５ｍｍニクロム線を内径１５．５ｍｍのリングに所定のピッチで巻き付けたもの）を準備し、これを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてトナー供給ロールを作製した。
【００２９】
【実施例３】
ニクロム線を巻き付けたリング状絶縁治具（直径１．０ｍｍニクロム線を内径１５．５ｍｍのリングに所定のピッチで巻き付けたもの）を準備し、これを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてトナー供給ロールを作製した。
【００３０】
【比較例１】
実施例１と同様にして作製した表面弾性体層付きロール基体に対し、何も加工を施さず、そのままトナー供給ロールとした。
【００３１】
【比較例２】
実施例１で作製したような軟質ポリウレタンスポンジ層を形成した芯金（研磨加工前）を用意し、発熱させたニクロム線で上記軟質ポリウレタンスポンジ層の全周をカットしていき、ロール外周の断面がノコギリ刃形状の凹凸（深さ１ｍｍ、ピッチ１．５ｍｍ）であるトナー供給ロール（外径１６ｍｍ）を作製した。
【００３２】
このようにして得られた実施例および比較例のトナー供給ロールを用いて、下記の基準に従い、各特性について比較評価を行った。これらの結果を、得られたトナー供給ロールにおける溶融凹溝の幅、溶融凹溝の深さおよび凸条の幅と併せて、後記の表１に示した。
【００３３】
〔ゴースト〕
得られたトナー供給ロールをレーザービームプリンターに組み込み、５０００枚プリント後の画像において比較評価した。そして、ゴーストのない画像が得られた場合を○、画像にゴーストが現れた場合を△として評価した。
【００３４】
〔濃度むら〕
得られたトナー供給ロールをレーザービームプリンターに組み込み、非磁性一成分カラートナーを使用して、低温低湿（１５℃×１０％）条件下において３日間放置した後、５％印字で５０００枚プリントし、初期画像と５０００枚プリント後（耐久後）の画像を、各種濃度およびパターンの画像において比較評価した。なお、評価基準は、以下のように設定した。
○：濃度むらがなく、均一な画像が得られた。
△：濃度むらが多少みられるものの、画質低下のない画像が得られた。
×：濃度むらが発生した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
上記表１の結果から、実施例により得られたトナー供給ロールを使用した場合では、いずれも、ゴーストおよび濃度むらがみられず、しかも長期にわたって高画質が得られている。これに対して、比較例により得られたトナー供給ロールを使用した場合では、ゴーストや、長期使用後の画像不具合が発生している。
【００３７】
他方、前述の第１の製法および第２の製法に従って、上記実施例１と同様のニクロム線を用い、同様のピッチで装着して、それぞれ治具Ｂおよび治具Ｃを作製し、これを用いて、実施例１で用いたのと同じロール基体を、同様の速度で移動させ、それぞれ目的とするトナー供給ロールを作製した。これらのものに対し、上述の比較評価を行ったところ、上記実施例により得られたトナー供給ロールと同様に、ゴーストおよび濃度むらがみられず、しかも長期にわたって高画質が得られるようになることがわかった。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のトナー供給ロールの製法によれば、加工が極めて簡単になり、かつ寸法の微調整も容易になる。また、得られるトナー供給ロールの外周面における溶融個所が、一定ピッチの凹溝の個所だけで済み、互いに隣接する凹溝と凹溝で挟まれた個所（実機に組み込んだ際に現像ロールと接触する凸条部分）では、加熱溶融がなされていないため、材質に基づく開口セルが潰れずそのまま露呈し、空隙度の大きい面となり、トナー掻き取り性等に優れるようになる。また、加熱溶融による分解生成物の付着もない。したがって、本発明の製法によって得られるトナー供給ロールは、トナーの掻き取りおよび供給性能が安定化し、帯電性能が長期にわたって保たれるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製法により得られるトナー供給ロールを示す斜視図である。
【図２】本発明のトナー供給ロールの製法の一例を示す説明図である。
【図３】本発明のトナー供給ロールの製法の他の例を示す説明図である。
【図４】上記製法における管体の断面図であり、（ａ）は表面弾性体層付きロール基体を圧挿する前の断面図であり、（ｂ）は上記ロール基体を圧挿した後の断面図である。
【図５】本発明のトナー供給ロールの製法のさらに他の例を示す説明図である。
【図６】画像形成装置の現像部を示す説明図である。
【符号の説明】
５表面弾性体層付きロール基体
５１弾性体層
６熱線
７断熱性基板
Ａ治具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a copying machine, a printer, it relates to a manufacturing method of the toner supply roll for use in a developing device of an image forming apparatus such as a facsimile.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile, an original image is formed as an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum 24 (see FIG. 6), and toner 13 (see FIG. 6) is formed on the electrostatic latent image. A toner image is formed by attaching the toner image, and the toner image is transferred and fixed on a copy sheet to perform copying. In this case, the toner image is formed by supplying the toner 13 from the toner box 12 to the developing roll 17 from the toner box 12 and attaching the toner 13 to the electrostatic latent image, as shown in FIG. It has been broken. The thickness of the toner layer formed on the developing roll 17 is regulated by the layer forming blade 18. The toner remaining on the surface of the developing roll 17 is scraped off by the toner supply roll 11, returned to the toner box 12, and then stirred by the agitator (stirrer) 14 in the toner box. The toner supply roll 11, the developing roll 17, the toner box 12 and the agitator 14 constitute a toner cartridge 10.
[0003]
As the toner supply roll 11 incorporated in the image forming apparatus having such a structure, a roll formed by forming a urethane foam (sponge) layer 16 on the outer peripheral surface of a core metal (shaft body) 15 is usually used. . However, recently, a polymerized toner produced by a polymerization method in which particles are uniform and transfer efficiency is higher than that of a pulverized toner has been used, and this polymerized toner is closely packed on the surface of the developing roll 17. Therefore, the scraping property is deteriorated, and problems such as a ghost image due to the residual toner are likely to occur. Therefore, for the purpose of improving the scraping property and the like, a plurality of grooves extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the urethane foam layer 16 on the outer periphery of the core metal 15 at a constant pitch in the circumferential direction. Proposed and used favorably. That is, toner scraping and supply are stably performed by the plurality of grooves.
[0004]
As a method for producing such a toner supply roll, for example, a layer in which a layer made of urethane foam is formed in advance around the core metal with a thickness more than necessary, and the entire layer is melted by heat rays, There has been proposed a method of manufacturing a roll (Japanese Patent Laid-Open No. 5-61350) by cutting out the outer peripheral surface of the roll so as to form a predetermined uneven groove. As another manufacturing method, a predetermined groove shape is provided on the inner peripheral surface of the roll molding die, a core metal is set in the die, and the space between the core metal and the inner peripheral surface of the die is set. The present applicant has already proposed a method (Japanese Patent Laid-Open No. 11-38749) for forming a urethane foam layer on the outer peripheral surface of the core metal by performing urethane foam molding in the gap and transferring the groove shape of the inner peripheral surface of the mold. Yes.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described method of cutting out with a hot wire has a problem that it is difficult to maintain the processing accuracy of the outer diameter of the roll and it takes time and effort. Further, in this method, since the entire outer peripheral surface of the roll is cut out by melting with heat rays, the porosity of the roll surface [the porosity is determined by the surface of the roll among the individual cells (bubbles) existing in the urethane foam layer. (Depending on the existence ratio of open cells) decreases, and as a result, the toner scraping and supply performance decreases, and there is a problem that an image defect occurs in some cases. Furthermore, since decomposition products generated by heating and melting remain on the roll surface, there is a problem that toner adheres to the molten surface and normal toner charging performance cannot be obtained during long-term use.
[0006]
Moreover, in the other method using the roll molding die provided with a predetermined groove shape on the inner peripheral surface, there is no particular problem with the obtained roll, but in the production of the die, Since a period of one month or longer is required, it is not possible to respond quickly when fine adjustment of the outer diameter of the roll is necessary. In addition, there is a problem that the production of the mold is expensive.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, the toner supply rolls having excellent scraping and supplying toner performance, easily and provide a manufacturing method of the toner supply roll which can be efficiently produced that Objective.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention applies a heat ray to the surface of a roll base with a surface elastic layer in a state where the axial direction is aligned, and heats the heat ray to the elastic layer on the surface of the roll base. a method of the toner supply roll to form a plurality of molten grooves at a predetermined pitch, a plurality of heat ray aligned in the axial direction to prepare a jig fixed side by side with a fixed pitch on the jig, surface elastic body A method for producing a toner supply roll, in which a roll base with a layer is rolled in a state in which the heat ray and the axial direction are aligned, and a plurality of fusion grooves are formed at a constant pitch by heat of the heat ray on the elastic layer on the surface of the roll base the shall be the first aspect. Further, the present invention is directed to pressing a heat ray against the surface of a roll base with a surface elastic body layer in a state where the axial direction is aligned, and a plurality of melting depressions at a constant pitch by the heat of the heat ray against the elastic body layer on the surface of the roll base. A method for producing a toner supply roll for forming a groove, comprising preparing a jig in which a plurality of heat rays are fixed coaxially and at a constant pitch to the inner peripheral surface of a pipe, and a pipe is provided inside the pipe of the jig. A roll base with a surface elastic body layer having an outer diameter of approximately the same size as the inner diameter of the body is press-fitted with the axial direction aligned, and the heat ray is heated in this state, and the heat ray heat is applied to the elastic body layer on the surface of the roll base. Thus, the second gist is a method of manufacturing a toner supply roll in which a plurality of fusion grooves are formed at a constant pitch. Furthermore, the present invention is directed to pressing a heat ray against the surface of a roll base with a surface elastic body layer in a state where the axial direction is aligned, and a plurality of melting depressions at a constant pitch by the heat of the heat ray against the elastic body layer on the surface of the roll base. A method of manufacturing a toner supply roll for forming a groove, comprising preparing a jig by winding a long heat wire around a ring of a substantially ring-shaped insulator at a constant pitch, and heating the heat wire of the jig in the above ring. A roll base with a surface elastic body layer having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the ring is press-fitted with the axial direction aligned, and a plurality of pitches are formed on the elastic body layer on the surface of the roll base at a constant pitch by the heat of the heat ray. A method for producing a toner supply roll for forming a melted concave groove is a third gist.
[0009]
That is, according to the method for producing a toner supply roll of the present invention, a jig having a plurality of heat rays is used, and a roll base with a surface elastic body layer is rolled on the jig or inserted into the jig. In addition, since the melted grooves are provided, the processing becomes extremely simple and the fine adjustment of the dimensions becomes easy. Further, according to the manufacturing method of the present invention, the melted portion on the outer peripheral surface of the obtained toner supply roll may be only a groove portion having a constant pitch, and a portion sandwiched between the groove grooves adjacent to each other (in the actual machine) In the projecting ridge portion that comes into contact with the developing roll when assembled, the open cell based on the material is exposed without being crushed as it is, and it becomes a surface with a large porosity, so that the toner scraping property is excellent. become. Moreover, there is no adhesion of decomposition products due to heat melting. Therefore, the toner supply roll obtained by the manufacturing method of the present invention stabilizes the scraping and supply performance of the toner, and the charging performance is maintained for a long time.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0011]
FIG. 1 shows an embodiment of a toner supply roll obtained by the production method of the present invention. As shown in the drawing, in the toner supply roll 1, an elastic body layer 3 is integrally formed on the outer peripheral surface of the shaft body 2, and a plurality of melts extending in the direction of the shaft body 2 are formed on the surface of the elastic body layer 3. The concave grooves 4 are formed in the circumferential direction at a constant pitch. And since the surface part of the location pinched | interposed by the mutually adjacent fusion | melting ditch | groove 4 and the fusion | melting ditch | groove 4 is not fuse | melted, the fabric of the elastic body layer 3 appears, and the material (for example, urethane foam) of the elastic body layer 3 appears. A large number of open cells based on the above are distributed.
[0012]
The shaft body 2 is not particularly limited, and for example, a metal core made of a metal solid body, a metal cylinder body hollowed out inside, or the like is used. Examples of the material include stainless steel, aluminum, and iron plated.
[0013]
The material for forming the elastic layer 3 is not particularly limited, and examples thereof include rubber foam made of acrylic rubber, silicon rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and flexible polyurethane foam. Of these, ether-based, ester-based, and olefin-based flexible polyurethane foams are more preferably used.
[0014]
The toner supply roll 1 is produced by, for example, the following methods (first to third manufacturing methods).
[0015]
That is, in the first production method, first, a roll base with a surface elastic body layer before the formation of the melted grooves 4 is produced. The roll base is obtained, for example, by cutting a foam material of slab foaming or mold foaming, passing the shaft body 2 therethrough, and then polishing the surface to form a roll-shaped elastic body layer 3. The cell diameter of each cell present in the elastic layer 3 formed in this manner is preferably set in the range of 100 to 500 μm from the viewpoint of performance as a toner supply roll. The hardness of the elastic layer 3 is preferably set to 350 g or less when compressed by 1 mm (50 mm width).
[0016]
Next, as shown in FIG. 2, a jig A is prepared in which a plurality of heat wires 6 are aligned at a constant pitch with the axial direction aligned and fixed to the heat insulating substrate 7. An example of the heat wire 6 is a nichrome wire. Then, the heat wire 6 may be fixed directly on the heat insulating substrate 7 as shown in the figure, and insulating paper or the like (not shown) may be attached to the surface of the heat insulating substrate 7. May be provided and fixed on the insulating paper or the like. As described above, instead of using a plurality of heat wires 6 in parallel at a constant pitch, a long heat wire is bent in a meandering manner, and a plurality of heat wires are arranged at a constant pitch within a predetermined range. You may use what was made to be in the state which is. Then, the roll base 5 with the surface elastic body layer obtained as described above is rolled on the plurality of heat wires 6 so as to be aligned with the heat wires 6 in the axial direction (arrow direction). On the surface of the elastic layer 51 of the roll base 5, melt grooves are formed at a constant pitch by the heat of the hot wire 6. In this way, a desired toner supply roll is obtained. In this method, the melted grooves are formed at a predetermined pitch and depth simply by rolling the roll base, so that the operation becomes extremely simple. In addition, fine adjustment of dimensions and the like can be easily performed by changing the thickness of the heat ray and the arrangement pitch.
[0017]
In the toner supply roll obtained in this way, as shown in FIG. 1, a plurality of melting grooves 4 extending in the direction of the shaft body 2 are formed on the surface of the elastic body layer 3 at a constant pitch in the circumferential direction. Is formed. Therefore, on the outer peripheral surface of the toner supply roll 1 obtained by this manufacturing method, the melted portion by the heat ray is only the melted groove 4 having a constant pitch and is sandwiched between the melted groove 4 and the melted groove 4 adjacent to each other. In addition, the open cell based on the material of the elastic body layer itself is formed at the portion (projection). When the elastic layer 3 is machined by polishing, cutting, or the like, the dimensional accuracy of the toner supply roll 1 is improved and the distribution density of the open cells is also improved. Further, there is no adhesion of decomposition products due to heat melting on this surface (projection). Therefore, the toner supply roll 1 does not impair the performance at the portion (projection) that contacts the developing roll when incorporated in an actual machine, so that stable charging performance can be maintained over a long period of time. The toner supply roll 1 is particularly preferable in a developing system using a non-magnetic one-component color toner and an elastic developing roll having a coating layer on the surface.
[0018]
The width W ₁ of the fusion groove 4 on the outer peripheral surface of the toner supply roll 1, the width W ₂ of the ridge and the depth D of the fusion groove 4 (height of the ridge) D are the thickness and arrangement of the hot wires 6 in the above-mentioned manufacturing method. It can be easily adjusted by appropriately changing the pitch and the like. And the thickness of the said hot wire 6 is 1.0 mm or less, Preferably it is 0.3-1.0 mm, The pitch of the said hot wire 6 is 2.0 mm or less, Preferably it is 0.5-1.5 mm. . That is, if the thickness of the heat ray 6 is larger than 1.0 mm, the width W ₁ of the fusion groove 4 on the outer peripheral surface of the obtained toner supply roll ₁ becomes large, and toner supply unevenness is likely to appear in the image. On the other hand, if the pitch of the heat wires 6 is longer than 2.0 mm, the toner scraping property of the obtained toner supply roll 1 becomes non-uniform and uneven density tends to occur. The width W ₁ of the melted groove 4 on the outer peripheral surface of the obtained toner supply roll 1 is preferably adjusted to a range of 0.3 to 1.5 mm, and the ratio (W ₁ / W) to the width W ₂ of the ridge. W ₂ ) is preferably adjusted to a range of W ₁ / W ₂ = 3/1 to 1/3. Moreover, it is preferable to adjust the depth (height of protrusion) D of the fusion ditch | groove 4 to the range of 0.2-1.5 mm. Such a dimensional range is the same for the following second and third manufacturing methods and the toner supply roll obtained thereby.
[0019]
Next, a second manufacturing method of the toner supply roll will be described.
[0020]
That is, in the second manufacturing method, as shown in FIG. 4A, a jig B is prepared in which a plurality of heat wires 6 are fixed coaxially to the inner peripheral surface of the tube body 8 at a constant pitch. And the roll base body 5 with the surface elastic body layer which is an outer diameter substantially the same dimension as the inner diameter of the pipe body 8 is press-inserted into the inside of the pipe body 8. Here, the roll base 5 is obtained in the same manner as the first manufacturing method described above. The inner diameter of the tube body 8 is preferably the same as or slightly smaller than the outer diameter of the roll base 5. The smaller the inner diameter of the tube body 8, the deeper the melt groove of the resulting toner supply roll. Can be formed. Then, the hot wire 6 is heated in a state where the roll base 5 is press-fitted inside the tube body 8, and the surface of the elastic body 51 of the roll base 5 is melted and recessed at a constant pitch by the heat of the hot wire 6. Grooves are formed [FIG. 4B]. In this case, as shown in FIG. 3, the molten metal is smoothly eluted from the jig B by press-fitting the jig B in an upright state and heating the hot wire 6. Next, after cooling, the toner supply roll is pulled out from the jig B. According to this method, in addition to the effects of the first manufacturing method (ease of work, fine adjustment of dimensions), the hot wire is heated after the roll base 5 is press-fitted into the tube body 8, so that there are problems such as burns. Does not occur, and the workability is good.
[0021]
The toner supply roll thus obtained has the same effect as that of the toner supply roll obtained by the first manufacturing method, and has a fusion groove having a cross-sectional shape approximate to the cross-sectional shape of the hot wire 6 on the surface layer. Since the upper end opening edge of the groove is formed in an edge shape, the toner scraping property is further improved. In this way, a desired toner supply roll is obtained.
[0022]
Further, a third manufacturing method of the toner supply roll will be described.
[0023]
That is, in the third manufacturing method, as shown in FIG. 5, a jig C is prepared in which a long heat wire 6 ′ is wound and fixed around a ring 9 ′ of a substantially ring-shaped insulator 9 at a constant pitch. Here, the substantially ring shape means a ring shape or a short pipe shape. Then, the heating wire 6 ′ is heated, and in that state, the roll base 5 with a surface elastic body layer having an outer diameter substantially the same as the inner diameter of the ring 9 ′ is pressed into the ring 9 ′ at a predetermined speed. Pass ring 9 '. Here, the roll base 5 is obtained in the same manner as the first manufacturing method described above. The inner diameter of the ring 9 ′ is preferably the same as or slightly smaller than the outer diameter of the roll base 5. The smaller the inner diameter of the ring 9 ′, the deeper the melting concave groove of the obtained toner supply roll. Can be formed. Further, the press-fitting may be performed by moving the ring 9 ′ with the roll base 5 fixed. And by the said press insertion, the fusion groove | channel of a fixed pitch is formed in the elastic-body layer 51 surface of the said roll base | substrate 5 with the heat | fever of the said heat ray 6 '. According to this method, in addition to the effect of the first manufacturing method, the molten soot flows down from the end portion (end portion on the side opposite to the press-fitting direction) of the generated melt concave groove when the roll base 5 is press-fitted. Removed. Therefore, there is an effect that the above-described adverse effect due to the remaining adhesion of molten soot does not occur at all. In this way, a desired toner supply roll is obtained. This toner supply roll has the same effects as the toner supply roll obtained by the second manufacturing method.
[0024]
In the method for producing the toner supply roll of the present invention, since no special mold is used, the cost is low, and according to the present invention, the entire area of the outer peripheral surface of the toner supply roll can be efficiently obtained in a very short time. And a fusion ditch can be formed with good reproducibility .
[0025]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0026]
[Example 1]
[Production of roll substrate]
First, after preparing a cylindrical mold and setting a core metal (diameter 5 mm, made of SUS304) in this mold, a polyurethane raw material is injected into the gap between the mold inner peripheral surface and the core metal, After foam-curing this, it was demolded to form a soft polyurethane sponge layer (hardness: 180 g, cell diameter: 350 μm) on the outer peripheral surface of the cored bar. Subsequently, the core metal on which the soft polyurethane sponge layer was formed was polished while rotating to obtain a roll base with a surface elastic body layer adjusted to have an outer diameter of 16 mm.
[0027]
[Production of Toner Supply Roll (Formation of Melted Groove)]
A ring-shaped insulating jig wound with a nichrome wire (a 0.3 mm diameter nichrome wire wound around a ring having an inner diameter of 15.5 mm at a predetermined pitch) was prepared. Next, with the nichrome wire heated, the roll base with a surface elastic layer obtained as described above is press-fitted through the ring at a constant speed (about 10 mm / second), and the roll base is obtained. Melting grooves were formed at equal intervals in the circumferential direction with respect to the entire outer peripheral surface of the toner to obtain a target toner supply roll.
[0028]
[Example 2]
A ring-shaped insulating jig wound with a nichrome wire (a 0.5 mm diameter nichrome wire wound around a ring with an inner diameter of 15.5 mm) was prepared, and the same as in Example 1 except that this was used. Thus, a toner supply roll was produced.
[0029]
[Example 3]
A ring-shaped insulating jig wound with a nichrome wire (a nichrome wire with a diameter of 1.0 mm wound around a ring with an inner diameter of 15.5 mm) was prepared, and the same as in Example 1 except that this was used. Thus, a toner supply roll was produced.
[0030]
[Comparative Example 1]
The roll base with a surface elastic body layer produced in the same manner as in Example 1 was not subjected to any processing and used as a toner supply roll.
[0031]
[Comparative Example 2]
A core bar (before polishing) formed with a soft polyurethane sponge layer as prepared in Example 1 was prepared, and the entire circumference of the soft polyurethane sponge layer was cut with a heated nichrome wire, and the cross section of the outer periphery of the roll A toner supply roll (outer diameter: 16 mm) having a saw-tooth-shaped unevenness (depth 1 mm, pitch 1.5 mm) was produced.
[0032]
Using the toner supply rolls of Examples and Comparative Examples thus obtained, each of the characteristics was comparatively evaluated according to the following criteria. These results are shown in Table 1 below, together with the width of the melt groove, the depth of the melt groove, and the width of the ridge in the obtained toner supply roll.
[0033]
〔ghost〕
The obtained toner supply roll was incorporated into a laser beam printer, and comparative evaluation was performed on images after printing 5000 sheets. The case where an image without a ghost was obtained was evaluated as ◯, and the case where a ghost appeared in the image was evaluated as Δ.
[0034]
[Uneven density]
The obtained toner supply roll was incorporated into a laser beam printer, and non-magnetic one-component color toner was used and left for 3 days under low-temperature and low-humidity conditions (15 ° C. × 10%), and then 5000 sheets were printed at 5% printing. The initial image and the image after printing 5000 sheets (after endurance) were compared and evaluated for images of various densities and patterns. The evaluation criteria were set as follows.
A: A uniform image with no uneven density was obtained.
(Triangle | delta): Although the density nonuniformity was seen somewhat, the image without an image quality fall was obtained.
X: Density unevenness occurred.
[0035]
[Table 1]

[0036]
From the results of Table 1 above, in the case of using the toner supply roll obtained in the example, no ghost and density unevenness are observed, and high image quality is obtained over a long period of time. On the other hand, when the toner supply roll obtained by the comparative example is used, ghosts and image defects after long-term use occur.
[0037]
On the other hand, according to the first manufacturing method and the second manufacturing method described above, using the same nichrome wire as in Example 1 and mounting at the same pitch, jig B and jig C were respectively produced and used. Then, the same roll substrate as used in Example 1 was moved at the same speed, and the respective toner supply rolls were produced. When the above comparative evaluation was performed on these, as in the toner supply roll obtained in the above example, ghost and density unevenness are not observed, and high image quality can be obtained over a long period of time. I understood.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for producing a toner supply roll of the present invention, processing becomes extremely simple and fine adjustment of dimensions becomes easy. In addition, the melted portion on the outer peripheral surface of the toner supply roll to be obtained only needs to be a concave groove portion with a constant pitch, and a portion sandwiched between adjacent concave grooves and concave grooves (contact with the developing roll when incorporated in the actual machine). In the protruding ridge portion), since the heating and melting are not performed, the open cell based on the material is exposed without being crushed, and becomes a surface having a large porosity, and is excellent in toner scraping property and the like. Moreover, there is no adhesion of decomposition products due to heat melting. Therefore, the toner supply roll obtained by the manufacturing method of the present invention stabilizes the scraping and supply performance of the toner, and the charging performance is maintained for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a toner supply roll obtained by the production method of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a method for producing a toner supply roll of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing another example of a method for producing a toner supply roll of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a tubular body in the above manufacturing method, (a) is a cross-sectional view before press-fitting a roll base with a surface elastic layer, and (b) is a view after press-fitting the roll base. It is sectional drawing.
FIG. 5 is an explanatory view showing still another example of a method for producing a toner supply roll of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a developing unit of the image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
5 Roll base 51 with surface elastic layer 51 Elastic layer 6 Heat ray 7 Heat insulating substrate A Jig

Claims

The surface elastic layer with the roll substrate surface, pressing a hot wire in a state of aligning the axial direction to form a plurality of molten grooves at a constant pitch by heat of the hot wire to the elastic layer of the roll substrate surface belt This is a manufacturing method of a roller supply roll, and a jig is prepared by aligning a plurality of heat rays at a fixed pitch with the axial direction aligned, and a roll base with a surface elastic body layer is placed on the jig with the heat ray and the axial direction. And rolling a plurality of grooves into the elastic body layer on the surface of the roll substrate at a constant pitch by heat of the heat ray .

Toner supply that presses a heat ray against the surface of a roll base with a surface elastic body layer in a state where the axial direction is aligned, and forms a plurality of fusion grooves at a constant pitch on the elastic body layer on the surface of the roll base by the heat of the heat ray. a roll production method, coaxially and prepare solid boss was jig at a predetermined pitch a plurality of hot wire on the inner peripheral surface of the tube, the interior of the tubular body of the jig, the inner diameter of the tube and substantially plurality at a predetermined pitch a surface elastic layer with a roll base body of the outer diameter of the same size, and圧挿 align the axial, heating the hot wire in this state, the heat of the hot wire to the elastic layer of the roll substrate surface A method for producing a toner supply roll, characterized in that a melt ditch is formed.

Toner supply that presses a heat ray against the surface of a roll base with a surface elastic body layer in a state where the axial direction is aligned, and forms a plurality of fusion grooves at a constant pitch on the elastic body layer on the surface of the roll base by the heat of the heat ray. a roll production method, to prepare a fixed jig wound with a constant pitch heat rays long in the ring of the substantially ring-shaped insulating member, into the ring while heating the hot wire of the jig, the inner diameter of the ring forming a plurality of molten grooves at a predetermined pitch surface elastic layer with the roll base body is an outer diameter of approximately the same dimensions aligned in the axial direction 圧挿, the elastic layer of the upper Symbol roll substrate surface by heat of the hot wire when A method for producing a toner supply roll.