JP4349946B2 - ローラ部材のクリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明はローラ部材のローラ部材の製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）およびクリーニング装置に関し、詳しくは、金型成形により得られるローラ部材のシャフト端部に残留する材料を除去する工程の改良に係るローラ部材の製造方法およびクリーニング装置に関する。

複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、電子写真プロセスにおける現像、トナー層形成、クリーニング、給紙、搬送等の各工程で、現像ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ、給紙ローラ、搬送ローラ等の各種ローラ部材が多様な役割を果たしている。

例えば、かかる画像形成装置の現像部には、静電潜像を保持する画像形成体と、この画像形成体に当接して表面に担持したトナーを付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラと、この現像ローラにトナーを供給するためのトナー搬送ローラ（トナー供給ローラおよび不要トナー剥ぎ取りのためのクリーニングローラを含む）とが設けられており、トナーを、トナー収容部からトナー搬送ローラおよび現像ローラを介して画像形成体まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。

これらローラ部材は、一般に、樹脂製または金属製のシャフトの外周にゴム材料や樹脂材料からなる弾性体層を担持させた構造を有しており、特に、弾性体層を低硬度の高分子弾性フォームにて形成したローラ部材が多く使用されている。中でも、最も一般的に用いられているのが、弾性体層をポリウレタンフォームにて形成したポリウレタンフォーム製ローラである。

かかるローラ部材の製造方法としては、例えば、あらかじめシャフトを配設した金型を用いて、シャフトとの一体成形により弾性体層を形成する手法が一般的であり、所望の良好なローラ性能を得るために、種々検討がなされ、改良が進められてきている。かかるローラ部材製造用金型の一例を、図２（ａ）に示す。図示する金型２０は、中空柱状の金型本体２１と、その両端に貫挿され、芯金（シャフト）２３を保持するキャップ部材２２とを備えており、この金型本体２１の中心線上に芯金２３を貫設した状態で内部に原料を注入して、芯金２３と弾性体層２４との一体成形を行うことにより、成形ローラ部材を得ることができる。なお、符号２６は、芯金２３を保持するための軸孔を示す。

ところで、このような金型成形により得られる成形ローラ部材においては、その端部近傍で粗大セルや密度不良等の欠陥が発生しやすい。そのため、通常、成形ローラ部材は、図２（ｂ）に示すように、完成品のローラ部材における弾性体層２４の長手方向端部面に相当する位置において、カッター等の切断器具２５により弾性体層２４を切断することで、図２（ｃ）に示す完成品のローラ部材となる。

しかしながら、この場合、図２（ｃ）に示すように、成形ローラ部材端部の不要部分の除去する際に、芯金２３表面に弾性体層２４の材料２７が残留してしまうため、この残留材料を除去することが必要となる。従来、この除去作業は人の手作業で、ブラシでこするなどにより行われることが一般的であり、時間やコストがかかり、長時間にわたり作業を行うと指が痛くなるなど多大な労力を要することに加えて、除去が不完全となりやすいという問題も有していた。また、ブラシを用いた手作業では、除去すべき部位にブラシを当てることが難しいため、弾性体層近傍における除去は特に困難であり、弾性体層を傷つけてしまう場合もあった。

このような成形後のローラ部材の処理に係る技術としては、例えば、特許文献１に、ゴムローラの芯金突出部を支持して回転させながら、この芯金突出部に対し、直交する方法に往復移動する平ベルトの一面を当接することにより、ゴムローラの芯金の両端突出部に付着した残ゴムを除去する方法が記載されている。
特開２００１−４７３５２号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、成形ローラ部材の端部のクリーニング作業に関しては、従来の技術では様々な問題があり、より優れた技術を実現することが望まれていた。また、上記特許文献１に記載の技術においては、平ベルトを用いているために回転のぶれによりクリーニング精度が十分に得られず、ゴム材を傷つけるおそれがあるという問題があった。

そこで本発明の目的は、金型成形により得られるローラ部材のシャフト端部に残留する材料を、弾性体層の傷つき等の問題を生ずることなく、短時間で確実に除去することができるローラ部材の製造方法、およびこれに用いるローラ部材のクリーニング装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のクリーニング装置は、シャフトと、該シャフトの外周に一体成形により設けられた弾性体層とを備えるローラ部材のクリーニング装置において、
成形ローラ部材のシャフトを保持して、該成形ローラ部材を該シャフトの中心軸線の周りで回転させる回転手段と、少なくとも該成形ローラ部材の中心軸線に平行な方向および直交する方向の二方向に移動可能なクリーニング部材と、を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、従来の人の手作業に比して容易かつ確実に、ローラ部材の端部における残留材料を除去することができる。また、シャフトに対し直交する方向からクリーニング部材を押し当てるため、ブラシ作業の場合のように、ローラ部材の弾性体層を傷つけるおそれもない。従って、時間的にもコスト的にも良好に成形ローラ部材のクリーニング作業を行うことができ、これにより、ローラ部材の自体の製造歩留やコスト性の向上にも資することができる、ローラ部材の製造方法およびクリーニング装置を実現することが可能となる。

なお、本発明に係るクリーニング部材は金属材料やゴム材料等の固形物であるので、前記特許文献１に記載の平ベルトを用いた残ゴム除去方法と比較してクリーニング位置の精度を高くすることができ、このため弾性体層を傷つけることなくフォーム際までクリーニングを行うことが可能となる。また、クリーニング装置としても、平ベルトを用いた場合に比し装置構成的に簡易であるというメリットを有する。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明のローラ部材の製造方法に係る説明図を示す。図示するように、本発明は、シャフト１１と、シャフト１１の外周に一体成形により設けられた弾性体層１２とを備えるローラ部材１０の製造方法であって、その一体成形工程後における、成形ローラ部材１０端部のクリーニング工程の改良に係る技術である。

図示するように、本発明においては、シャフト１１と弾性体層１２との一体成形工程後において、成形ローラ部材１０をシャフト１１の中心軸線の周りで回転させて、シャフト１１の、弾性体層１２を担持しない端部近傍の表面に、中心軸線と直交する方向からクリーニング部材１３を押し当てるクリーニング工程を行う。従来の手作業において用いられていたブラシではなく、金属材料やゴム材料等の固形物からなるクリーニング部材１３をシャフト１１に押し当ててクリーニング作業を行うことにより、シャフト表面に残留した材料を、短時間で確実に除去することができる。

本発明においては、成形ローラ部材１０を回転させながらクリーニング工程を行うため、クリーニング部材１３自体は、シャフト１１のクリーニングすべき表面に所定方向から押し当てておくだけで、残留材料をシャフト１１の全周にわたり完全に除去することができる。但し、クリーニング部材１３の幅およびクリーニングすべき領域の範囲によっては、クリーニング部材１３を、シャフト１１表面に押し当てたまま、その長手方向に沿って移動させることで、シャフト１１表面上への材料の残留をより確実に防止することができ、好適である。また、クリーニング部材１３をシャフト１１の長手方向に沿って往復させながら作業を行うことも有効である。

またこの場合、エアブローを用いて、クリーニング作業により生ずる残留材料の破片や粉末等の塵芥をローラ部材１０の表面から除去することが好ましい。これにより、剥離した残留材料のローラ部材への再度の付着を防止して、ローラ部材１０表面を清浄な状態にすることができる。

クリーニング部材１３としては、前述したように、金属材料やゴム材料等の固形物からなるものを用いることが必要であるが、クリーニング作業の効率性が確保され、芯金の傷つきが防止できるものを用いることが好ましい。具体的には例えば、真鋳や各種ゴムなどからなる回転砥石などを用いることができる。

かかるクリーニング工程に用いることができる本発明のクリーニング装置は、成形ローラ部材１０のシャフト１１を保持して、その中心軸線の周りで回転させる回転手段と、少なくとも成形ローラ部材１０の中心軸線に平行な方向および直交する方向の二方向に移動可能なクリーニング部材１３と、を備えるものである。回転手段は、成形ローラ部材１０をチャック１４等により固定し、保持して回転させることができるものであれば、具体的構造については特に制限されるものではない。また、これら回転手段およびクリーニング部材を含む装置全体の具体的構成についても、特に制限されるものではない。

本発明は、上述したように、シャフト１１の外周に一体成形により設けられた弾性体層１２を備える構成のローラ部材１０に適用される技術であり、その芯金の材質や原料の配合等については特に制限されないが、具体的には例えば、弾性体層をポリウレタンフォームにて形成したポリウレタンフォーム製ローラや、ゴム材料にて形成したゴムローラなどに適用することができる。

以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。
図２に示すような、中心線上に径６．０ｍｍのシャフトを貫設した内径２０．０ｍｍ、長さ３００ｍｍの筒状金型を用いて、以下の手順に従い、成形ローラ部材を作製した。
まず、下記表１に示すポリオール成分系とイソシアネート成分系とからなるポリウレタン材料を、高圧注入機を用いて、注入ヘッドを介して金型の上方開口部から内部に注入した。かかるポリオール成分系とイソシアネート成分系とは、注入ヘッド内で噴射圧力１００ｋｇ／ｃｍ²にて衝突混合され、高圧発泡した状態で、供給量１０ｇ／ｓｅｃにて金型内部に注入された。その後、注入された発泡ポリウレタン材料を硬化させることにより、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が一体的に形成されてなる成形ローラ部材を得た。

得られた成形ローラ部材１０は、その表面に、連続した平滑面を形成するスキン層を有しており、かかるスキン層には、内部セルに連通する開口部が形成されていた。かかる成形ローラ部１０を金型から取り出して、不要な弾性体層１２の端部を切断除去した後、図１に示すような構成の装置を用いて、シャフト１１の端部表面に付着した残留材料のクリーニング工程を行った。クリーニング部材１３としてはゴム製の回転砥石を用い、エアブローを併用した。その結果、従来の手作業に比し極めて効率的にクリーニング作業を行うことができ、また、残留材料の除去が不完全な部分もなかった。さらに、弾性体層１２を傷つけることなく完成品のローラ部材を得ることができ、歩留の良い製造が可能であることが確かめられた。

本発明のローラ部材の製造方法に係る説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、ローラ部材の製造用金型およびその製造方法に係る説明図である。

符号の説明

１０ ローラ部材
１１ シャフト
１２ 弾性体層
１３ クリーニング部材
１４ チャック
２０ 金型
２１ 金型本体
２２ キャップ部材
２３ 芯金（シャフト）
２４ 弾性体層
２６ 軸孔
２７ 残留材料

Claims (1)

1. シャフトと、該シャフトの外周に一体成形により設けられた弾性体層とを備えるローラ部材のクリーニング装置において、
   成形ローラ部材のシャフトを保持して、該成形ローラ部材を該シャフトの中心軸線の周りで回転させる回転手段と、少なくとも該成形ローラ部材の中心軸線に平行な方向および直交する方向の二方向に移動可能なクリーニング部材と、を備えることを特徴とするローラ部材のクリーニング装置。

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