JP4568419B2

JP4568419B2 - OA roller manufacturing method

Info

Publication number: JP4568419B2
Application number: JP2000336562A
Authority: JP
Inventors: 原島　　寛; 昌平森川; 知之遊佐
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002136914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真装置などにおいて使用されるＯＡローラー、すなわち現像ローラー及び転写ローラーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、現像用や転写用などに供されるＯＡローラーの基体の材料として、高分子弾性部材が注目されている。これらのＯＡローラーにおいては、均一な高画質を得るために、性能が均一である塗布を行うことが重要である。
【０００３】
ところで、ＯＡローラーの基体の表面に塗料を塗布するディップ工程においては、塗布された塗膜を乾燥させる必要がある。しかし、従来は、その乾燥は、自然乾燥にまかせられるか、塗布済みのローラーを、ハンガーに吊り下げた状態で、横方向から風をあてることが一般的であった。しかし、その風のあたり方は、すべてのハンガーもしくはローラーに対して均一ではなく、風上側と風下側とではローラーの乾燥時間に差があった。しかも横方向から風をあてる場合、１本のローラーに関しても風上側と風下側とで乾燥時間に差が生じ、塗膜が不均一になる原因となっていた。
【０００４】
ローラーの基体を塗料へディップさせて、塗膜を作成する方法は、現像ローラーなどの製造方法としては非常に優れた方法であるが、塗膜の厚さが基体の全表面で均一となり、かつ塗料が均一に乾燥しないと、画像上の問題が生じる。塗料の乾燥が遅い場合には、塗料がだれを生じ、垂直となっているローラーの風下側の下端縁に肉厚の液だまりが生じ、製品として使用することができなくなる。
【０００５】
実際の製造現場では、通常、１つのハンガーに１０本以上のローラーを吊し、一度に塗料に対してディップ処理が行われる。これらすべてのローラーに横方向から風を当てる際には、その風速が一定であることが、品質上、また生産性の上できわめて重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ローラーの基体の表面に塗膜を形成させるべく、ローラーの基体を塗料へディップさせた後の乾燥工程において、塗料の液だれのない、均一の厚さに塗装された現像ローラー、及び転写ローラーを製造することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために、繰り返えして実験を行った結果、ローラーの基体を塗料へディップさせることによって、ローラーの基体表面に塗膜を形成させる工程を含む現像ローラー及び転写ローラーの製造方法において、基体表面に塗膜を形成させた複数のローラーを、ほぼ垂直方向に向けて吊支し、かつそれらの下方から上方に向けて送風して、塗膜を乾燥させることにより、均一なディップ処理を行うことができ、高品質な現像ローラー及び転写ローラーが得られることを見出した。
【０００８】
なおこの際、全ローラーの表面各所における空気流の速度のばらつきを、±０．１ｍ／Ｓ以内とすると、特に好ましい結果が得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づくものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ハンガーに垂直状態で吊支された少なくとも１０本以上のローラーに、ほぼ垂直下方向から一定速度の空気流を当てるためには、次のような方法がある。
【００１０】
その１つは、ハンガーに吊支されたローラーの下方に、均一速度の空気流を送るための送風チャンバーを配置することである。この送風チャンバーは、例えば単なる扇風機型の上向きの送風機の上部に、整流板やフィルターを設けたり、送風機を小型として多数設けたりすることによって、送風口から均一な風を送りうるものとされる。センサーなどを使用して、風速の測定と、その調整を行うようにするのが望ましい。
【００１１】
また、ハンガーに吊されたすべてのローラーに均一に空気流を当てる必要があるので、送風チャンバーを、大型のものとするか、小型のものとして、なるべく多数設けることが好ましい。小型の送風チャンバーを多数設ける場合には、少なくともローラー５本に対して、１つ以上の送風チャンバーを用いるのが好ましい。
このようにすると、ローラー各部に対する空気流の吹き付けがほぼ均一となり、乾燥に要する時間、及びローラー各部の乾燥の度合いを、ほほ一定とすることができる。
【００１２】
現像ローラーまたは転写ローラーの基体の表面に塗布される塗膜を構成する樹脂としては、架橋性樹脂が好適である。ここで、架橋性樹脂とは、熱や触媒、空気、湿気、電子線などにより自己架橋する樹脂、あるいは架橋材や他の架橋性樹脂との反応により架橋する樹脂をいう。
【００１３】
具体的には、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アミノ樹脂、尿素樹脂、及びそれらの混合物が含まれる。特に、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂とそれらの混合物が、ローラーの非汚染性、及び耐磨耗性等を保つ上において優れている。
【００１４】
上記架橋性樹脂には、必要に応じて、触媒や架橋材が加えられる。触媒としては、過酸化物などのラジカル触媒、塩基触媒、酸触媒などが挙げられる。また、架橋材としては、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、ポリアルデヒド化合物、ポリアミン化合物、ポリエポキシ化合物などが挙げられる。
【００１５】
本発明において、樹脂被覆層は、架橋性樹脂、架橋材及び各導電性のための添加物を融解又は分散させてなる塗液を、ディップ法によりローラーに塗布し、好ましくは常温より高い温度で乾燥させることによって形成される。
【００１６】
塗料の調整に用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、酢酸エチルなどのエステル系溶媒、イソプロピルエーテルなどのエーテル系溶媒、水及びこれらの混合物などが挙げられる。
【００１７】
基体の表面に塗布される塗料は、水系塗料を用いる。水系塗料の場合、ＯＡローラーをディップ処理する際に、乾燥の遅さによる塗料のだれが問題となり、本発明の方法を用いる意義が大であるからである。油系塗料のように乾燥性がよい塗料の場合は、このような問題はあまり生じない。
【００１８】
さらに、上記水系塗料として、ウレタン系、アクリル系、エマルジョン系のいずれかのものを使用すれば、本発明の方法を実施したときの効果が大きい。
【００１９】
また、本発明のＯＡローラーの製造方法においては、ハンガーに吊り下げられているローラーの下方から、空気流を単にその全面に均等に当てるだけではなく、ローラーの各部に当たる空気流の速度のばらつきを、±０．１ｍ／Ｓの範囲(または±１０％の範囲)、好ましくは、０．９〜１．１ｍ／Ｓの範囲に保つようにしている。もし空気流の速度が大きすぎると、乾燥が急速に進みすぎ、塗料の表面だけに膜が張った生乾きの状態になってしまい、また空気流の速度が小さいと、乾燥が遅すぎて、垂直状態のローラーの下部に塗料がたれて溜まり、いわゆる液だれの状態となってしまう。
【００２０】
塗布されるローラーの基体の材質は、ソリッド状のゴム又はウレタンゴムであると、画像形成上良好である。
【００２１】
また、上記空気流の温度は、室温より高いと、乾燥の効率は高められるので、好都合である。
【００２２】
本発明の方法に従って製造されたＯＡローラー、すなわち現像ローラー及び転写ローラーは、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ機、レーザビームプリンタ、カラーレーザビームプリンタ、トナージェットプリンタなどの画像形成装置に装着して、好適に使用される。
【００２３】
〔実施例〕
次に、本発明を、実施例を挙げてさらに詳しく説明する。しかし本発明は、これらの例によって、なんら限定されないことは、言うまでもない。
【００２４】
実施例１
ソリッドゴムからなる現像ローラーに、水系塗料であるアクリル塗料をディップ処理した。
図１及び図２に示すように、４０本のローラー(１)を、前後左右に並ぶ４個のハンガー(２)のそれぞれに、５本ずつを前後２列とした１０本を１ユニットとし、垂直状態として、かつ前後左右に等間隔をもって並ぶようにして吊り下げた。
【００２５】
ローラー(１)の下方には、上面に図示しない多数の送気口を有する送風チャンバー(３)が配設され、送風チャンバ(３)から出る空気流を、全ローラー(１)の下方から、可及的に均一に吹き当てて、ローラー(１)の表面の塗料を乾燥させた。
【００２６】
また、前後に並ぶローラー(１)の列の間に、ほぼ等間隔として、９箇所の測定ポイント(４)を設けた。各測定ポイント(４)において、垂直状態のローラー(１)の下部にあたる気流の速度を測定した。またその際、ローラー(１)の一部に塗料のだれが生じたか否か、またローラー(１)表面の塗膜の膜厚に差が生じたか否かを測定した。
【００２７】
９箇所の測定ポイント(Ａ)〜(Ｉ)において、測定された風速、液だれ及び円周方向膜厚差の有無、並びに評定を表に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
この測定結果から、次のようなことが判明した。
空気流の速度が、０．８ｍ／ｓ以下のときには、各ローラー(１)の上部には空気流が十分にあたらないため、乾燥が遅く、液だれが生じた。空気流の速度が、１．５ｍ／ｓ以上になると、塗膜の表面は、急速に乾燥したが、塗膜の内部までは十分に乾燥せず、表面だけが乾いた生乾きの状態となったり、ローラー(１)の上部の風が乱流を生じ、横風の場合と同様に、個々のローラー(１)の上部に乾燥むら、それに伴う膜厚の変動のあるローラー(１)が得られる場合があった。
【００３０】
なお、転写ローラーについても同様の実験をしたところ、上記とほぼ同様の結果が得られることが確認された。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、塗料の液だれや膜厚の不均一のような、製造上の不良を生じることなく、高品質な現像および転写ローラーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ローラーの乾燥時の状況を示す乾燥装置の正面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う横断面を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
(１)ローラー
(２)ハンガー
(３)送風チャンバ
(４)測定ポイント[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an OA roller, that is, a developing roller and a transfer roller used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the advancement of electrophotographic technology, polymer elastic members have attracted attention as image forming apparatuses such as dry electrophotographic apparatuses as a base material for OA rollers used for development and transfer. In these OA rollers, in order to obtain a uniform high image quality, it is important to perform coating with uniform performance.
[0003]
By the way, in the dipping process in which the paint is applied to the surface of the substrate of the OA roller, it is necessary to dry the applied coating film. However, conventionally, the drying is generally left to dry naturally, or the applied roller is generally blown from the side with the hanger hung on a hanger. However, the wind was not uniform for all hangers or rollers, and there was a difference in roller drying time between the windward side and the leeward side. In addition, when the wind is applied from the lateral direction, a difference in drying time occurs between the windward side and the leeward side even with respect to one roller, causing the coating film to be non-uniform.
[0004]
The method of creating a coating film by dipping the roller substrate onto the paint is a very excellent method for producing a developing roller, etc., but the coating thickness is uniform over the entire surface of the substrate, and If the paint does not dry uniformly, image problems arise. When the drying of the paint is slow, the paint is dripped, and a thick liquid pool is formed at the lower end edge on the leeward side of the vertical roller, so that it cannot be used as a product.
[0005]
In an actual manufacturing site, usually, ten or more rollers are suspended on one hanger, and dipping is performed on the paint at a time. When wind is applied to all these rollers from the lateral direction, it is extremely important in terms of quality and productivity that the wind speed is constant.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, in order to form a coating film on the surface of the roller base, in the drying step after dipping the roller base to the paint, uniform without dripping of the paint An object of the present invention is to produce a developing roller and a transfer roller that are coated to a thickness of 5 mm.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated experiments to achieve the above object, the present inventors have developed a process including a step of forming a coating film on the surface of the roller base by dipping the base of the roller onto the paint. In the manufacturing method of a roller and a transfer roller, a plurality of rollers on which a coating film is formed on the surface of the substrate are suspended in a substantially vertical direction and blown upward from below to dry the coating film. It has been found that a uniform dipping process can be performed, and a high-quality developing roller and transfer roller can be obtained.
[0008]
At this time, it has been found that a particularly preferable result can be obtained when the variation in the air flow velocity at each surface of all the rollers is within ± 0.1 m / S. The present invention is based on such knowledge.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to apply an air flow at a constant speed from substantially vertically downward to at least 10 or more rollers suspended in a vertical state on a hanger, there are the following methods.
[0010]
One of them is to arrange a blower chamber for sending a uniform air flow under a roller suspended on a hanger. For example, the air blowing chamber is configured to be able to send uniform air from the air outlet by providing a rectifying plate and a filter on the upper portion of a simple fan-type upward air blower or by providing a large number of air blowers. It is desirable to measure and adjust the wind speed using a sensor or the like.
[0011]
Moreover, since it is necessary to apply an air flow uniformly to all the rollers suspended on the hanger, it is preferable to provide a large number of blower chambers as large or small as possible. When providing a large number of small blast chambers, it is preferable to use one or more blast chambers for at least five rollers.
If it does in this way, blowing of the airflow with respect to each part of a roller will become substantially uniform, and the time which drying requires and the degree of drying of each part of a roller can be made substantially constant.
[0012]
As the resin constituting the coating film applied to the surface of the substrate of the developing roller or the transfer roller, a crosslinkable resin is suitable. Here, the crosslinkable resin refers to a resin that is self-crosslinked by heat, a catalyst, air, moisture, an electron beam, or the like, or a resin that is crosslinked by a reaction with a crosslinking material or another crosslinkable resin.
[0013]
Specifically, fluorine resin, polyamide resin, acrylic resin, alkyd resin, phenol resin, melamine resin, silicone resin, epoxy resin, polyether resin, amino resin, urea resin, and mixtures thereof are included. In particular, alkyd resins, phenol resins, melamine resins and mixtures thereof are excellent in maintaining non-contamination of rollers, wear resistance, and the like.
[0014]
A catalyst and a crosslinking material are added to the crosslinkable resin as necessary. Examples of the catalyst include radical catalysts such as peroxides, base catalysts, and acid catalysts. Examples of the crosslinking material include polyol compounds, polyisocyanate compounds, polyaldehyde compounds, polyamine compounds, and polyepoxy compounds.
[0015]
In the present invention, the resin coating layer is formed by applying a coating solution obtained by melting or dispersing a crosslinkable resin, a crosslinker, and additives for each conductivity to a roller by a dip method, preferably at a temperature higher than room temperature. Formed by drying.
[0016]
Solvents used for paint preparation include alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol and butanol, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, and aliphatic carbonization such as hexane. Examples thereof include hydrogen solvents, ester solvents such as ethyl acetate, ether solvents such as isopropyl ether, water, and mixtures thereof.
[0017]
A water-based paint is used as the paint applied to the surface of the substrate. In the case of a water-based paint, when the OA roller is dip-treated, dripping of the paint due to the slowness of drying becomes a problem, and the significance of using the method of the present invention is great. In the case of a paint having good drying properties such as an oil-based paint, such a problem does not occur so much.
[0018]
Furthermore, if any one of urethane, acrylic and emulsion is used as the water-based paint, the effect when the method of the present invention is carried out is great.
[0019]
Moreover, in the manufacturing method of the OA roller of the present invention, not only the air flow is evenly applied to the entire surface from below the roller suspended on the hanger, but also the variation in the speed of the air flow hitting each part of the roller. , ± 0.1 m / S (or ± 10% range), preferably 0.9 to 1.1 m / S. If the air flow rate is too high, the drying will proceed too rapidly, resulting in a dry state where the film is stretched only on the surface of the paint, and if the air flow rate is low, the drying will be too slow and vertical. The paint sags and accumulates at the lower part of the roller in a state, so that a so-called dripping state is obtained.
[0020]
When the material of the base of the roller to be applied is solid rubber or urethane rubber, it is favorable for image formation.
[0021]
Further, it is advantageous that the temperature of the air flow is higher than room temperature because the drying efficiency is increased.
[0022]
The OA roller manufactured according to the method of the present invention, that is, the developing roller and the transfer roller, is attached to an image forming apparatus such as a plain paper copying machine, a plain paper facsimile machine, a laser beam printer, a color laser beam printer, and a toner jet printer. Are preferably used.
[0023]
〔Example〕
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
[0024]
Example 1
Acrylic paint, which is a water-based paint, was dipped on a developing roller made of solid rubber.
As shown in FIGS. 1 and 2, 40 rollers (1) are arranged on each of four hangers (2) arranged in the front-rear and left-right directions, and five are arranged in two rows in the front and back, making 10 units as one unit. The suspension was suspended in a vertical state and arranged at equal intervals in the front, rear, left and right directions.
[0025]
A blower chamber (3) having a large number of air supply ports (not shown) on the upper surface is disposed below the roller (1), and an air flow from the blower chamber (3) is sent from below all the rollers (1). The paint on the surface of the roller (1) was dried by spraying as uniformly as possible.
[0026]
In addition, nine measurement points (4) were provided at approximately equal intervals between the rows of rollers (1) arranged in front and rear. At each measurement point (4), the velocity of the airflow hitting the lower part of the vertical roller (1) was measured. Further, at that time, it was measured whether or not any paint sagging occurred on a part of the roller (1) and whether or not a difference in the film thickness of the coating film on the surface of the roller (1) occurred.
[0027]
Table 9 shows the measured wind speed, dripping, presence / absence of circumferential film thickness difference, and rating at nine measurement points (A) to (I).
[0028]
[Table 1]

[0029]
From the measurement results, the following was found.
When the speed of the air flow was 0.8 m / s or less, the air flow was not sufficiently applied to the upper part of each roller (1), so that drying was slow and dripping occurred. When the velocity of air flow is 1.5 m / s or more, the surface of the coating film dries rapidly, but the inside of the coating film does not dry sufficiently, and only the surface is in a dry state. When the wind on the upper part of the roller (1) generates turbulent flow, and in the same way as in the case of the cross wind, the roller (1) with unevenness of the film thickness due to drying unevenness is obtained on the upper part of each roller (1). was there.
[0030]
In addition, when a similar experiment was performed on the transfer roller, it was confirmed that almost the same result as above was obtained.
[0031]
【The invention's effect】
According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain a high-quality developing and transfer roller without causing manufacturing defects such as dripping of coating material and uneven film thickness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a drying apparatus showing a situation when a roller is dried.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a cross section taken along line II-II in FIG.
[Explanation of symbols]
(1) Roller
(2) Hanger
(3) Ventilation chamber
(4) Measurement points

Claims

In a developing roller manufacturing method including a step of forming a coating film on the surface of a roller substrate by dipping the substrate of the roller into a paint, the plurality of rollers having the coating film formed on the surface of the substrate are oriented substantially vertically. A method for producing a developing roller, wherein the coating film is dried by being suspended and supported by blowing air from below to above.

The method for producing a developing roller according to claim 1, wherein the air is blown so that the wind velocity of each of the rollers is substantially uniform.

The air is blown so that the wind speed of the wind along the outer peripheral surface of the roller at an arbitrary height of one roller is substantially uniform at any position on the circumference of the roller. Method for producing a developing roller.

4. The method for producing a developing roller according to claim 2, wherein the fluctuation value of the wind speed is set within ± 0.1 m / s.

The method for producing a developing roller according to claim 1, wherein the wind speed is 1.5 m / s or less.

In a transfer roller manufacturing method including a step of forming a coating film on a roller substrate surface by dipping the roller substrate onto a coating material, the plurality of rollers having the coating film formed on the substrate surface are oriented substantially vertically. A method for producing a transfer roller, wherein the coating film is dried by suspending and supporting and blowing air from below to above.

The method for producing a transfer roller according to claim 6, wherein the air is blown so that the wind speed of each of the rollers is substantially uniform.

The air is blown so that the wind speed of the wind along the outer peripheral surface of the roller at an arbitrary height of one roller is substantially uniform at any position on the circumference of the roller. Manufacturing method of the transfer roller.

The method for producing a transfer roller according to claim 7 or 8, wherein the fluctuation value of the wind speed is within ± 0.1 m / s.

The method for producing a transfer roller according to any one of claims 6 to 9, wherein the wind speed is 1.5 m / s or less.