JP4986518B2 - 弾性ローラの研磨方法 - Google Patents
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Description
本発明は、弾性ローラの研磨方法（以下、単に「研磨方法」とも称する）に関し、詳しくは、複写機やプリンタ、ファックス等の各種画像形成装置において各種ローラ部材として使用される弾性ローラの研磨方法に関する。
複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像形成の各工程で、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラ、中間転写ローラ、ベルト駆動ローラ等の、導電性を付与した弾性ローラが用いられている。このような弾性ローラには、所望のローラ性能を得るために、高い寸法精度や表面精度、振れ精度等が要求される。
かかる弾性ローラは、一般に、軸の外周に、接着剤を介して弾性層を担持してなる構造を有しており、弾性層の材質としては、ゴムや樹脂が用いられている。また、弾性層に発泡ゴムや樹脂フォームを用いた発泡弾性ローラも広く使用されており、中でも、最も一般的に用いられているのが、弾性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ローラである。
このような弾性ローラを製造するに際しては、通常、金型成形や射出成形、押出成形等により弾性層を円筒形状に成形した後、ローラ精度の確保のために、成形された弾性層表面の研磨および端部の切断が行われる。そのため、弾性層の残留や軸の傷つきを防止する目的で、切断部となる弾性層の端部について接着剤を塗布しない領域を設けることが行われている（例えば、特許文献１に開示）。また、カートリッジ組み立て時に弾性層が障害となることがあるため、弾性層端部を可動とする目的でも、端部において接着剤を塗布しない領域を設ける場合がある。
特開平９−２９８４３号公報（特許請求の範囲等）
しかしながら、弾性層端部において接着剤未塗布領域を設けた場合、図３に示すように、弾性層１の表面研磨時に、研磨加工の開始時から、かかる接着剤未塗布領域Ａにおいて弾性層１が砥石１０に弾かれて、弾性層１が軸２から離れて大きく捲れた状態で研磨が行われる場合があり、結果として、接着剤未塗布領域Ａの外径が目的寸法よりも小さくなり、軸方向に均一なローラ外径が得られず、振れ精度も悪化してしまうという問題があった。なお、図中の符号２０は軸２の押さえ具を示す。
これに対し、弾性層１の表面研磨を行うにあたり、接着剤未塗布領域Ａにおける研磨速度を他の範囲より遅くして、加工精度を上げることにより、軸方向に均一な外径および高い振れ精度のローラを得る技術が提案されているが、この方法では、加工時間が長くなるために製造効率が悪いという難点があった。
外径精度や振れ精度の悪いローラでは、例えば、電子写真プロセスにおいてトナー供給ローラとして使用した場合、現像ローラへのトナー供給が軸方向に均一に行われないと同時に、現像ローラから感光ドラムへ供給されなかった余剰トナーの掻き取りについても軸方向に均一に行われないため、画質不良を起こす原因となってしまう。従って、端部に接着剤未塗布領域を有する弾性層について、高い振れ精度および均一外径を確保しつつ表面研磨を行うことができ、さらに、製造効率も損なわない技術が求められていた。
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、端部に接着剤未塗布領域を有する弾性層表面を研磨するにあたり、高い振れ精度および均一外径を確保しつつ、かつ、製造効率良く表面研磨を行うことができる弾性ローラの研磨方法を提供することにある。
本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、接着剤未塗布領域を有する弾性ローラであっても外径の不均一や振れ精度の悪化を防止でき、かつ、製造効率も損なわないことを見出して、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ローラの研磨方法は、軸の外周に、接着剤を介して弾性層を担持してなり、かつ、該弾性層のローラ長手方向片側端部に前記接着剤の未塗布領域を有する弾性ローラの研磨方法であって、該弾性層の外周面を、ローラ長手方向に沿って移動する回転砥石により研磨する弾性ローラの研磨方法において、
前記回転砥石による研磨を、ローラ長手方向の、前記接着剤の未塗布領域を有する側とは反対側の端部であって、前記軸と前記弾性層とが前記接着剤により一体化されてなる側の端部から開始することを特徴とするものである。
前記回転砥石による研磨を、ローラ長手方向の、前記接着剤の未塗布領域を有する側とは反対側の端部であって、前記軸と前記弾性層とが前記接着剤により一体化されてなる側の端部から開始することを特徴とするものである。
本発明において、前記回転砥石を少なくとも１回ローラ長手方向に往復させて研磨を行うにあたっては、前記弾性層の、前記接着剤の未塗布領域を有する側の端部において、前記回転砥石と該端部とがローラ長手方向に接触した状態で前記回転砥石を反転させることが好ましい。また、本発明は特に、前記弾性層がポリウレタンフォームからなるポリウレタンフォームローラに好適に適用可能であり、前記接着剤の未塗布領域が、前記弾性層の端部から５〜１０ｍｍの範囲内である場合に有用である。
本発明によれば、上記構成としたことにより、端部に弾性層と軸との未接着部を有する弾性ローラであっても、高い振れ精度と均一外径を確保しつつ、かつ、製造効率良く弾性層表面の研磨を行うことができる弾性ローラの研磨方法を実現することが可能となった。
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、本発明の弾性ローラの研磨方法に係る概略説明図を示す。図示するように、本発明の弾性ローラの研磨方法は、軸２の外周に、接着剤を介して弾性層１を担持してなり、かつ、弾性層１のローラ長手方向片側端部に接着剤の未塗布領域Ａを有する弾性ローラの研磨方法である。
図１に、本発明の弾性ローラの研磨方法に係る概略説明図を示す。図示するように、本発明の弾性ローラの研磨方法は、軸２の外周に、接着剤を介して弾性層１を担持してなり、かつ、弾性層１のローラ長手方向片側端部に接着剤の未塗布領域Ａを有する弾性ローラの研磨方法である。
本発明においては、弾性層１の外周面を、ローラ長手方向に沿って移動する回転砥石１０により研磨するにあたり、回転砥石１０による研磨を、図示するように、ローラ長手方向の、接着剤未塗布領域Ａを有する側とは反対側の端部、即ち、弾性層１と軸２とが接着剤により一体化してなる側の端部から開始する点が重要である。これにより、ローラがかかる接着剤未塗布領域Ａを有する場合であっても、ローラ軸方向に対する外径均一性および高い振れ精度を確保しつつ弾性層の研磨を行うことができ、かつ、製造効率も損なうことがない。
本発明の研磨方法においては、上記したように、接着剤未塗布領域Ａとは反対側の端部から回転砥石１０による研磨を開始する点のみが重要であり、それ以外の点については常法に従い適宜行うことができ、特に制限されるものではない。例えば、本発明においては、弾性ローラを、軸２を介して押さえ具２０により保持しつつ回転駆動させながら、その表面に回転砥石１０を押付けて、ローラ長手方向に移動させることにより弾性層１の表面研磨を行うが、この際の弾性ローラの回転速度や、回転砥石１０の回転速度および移動速度等の条件については、目的の研磨量や弾性層の材質、回転砥石１０の研磨目の粗さ等により適宜決定することができ、特に制限されるものではない。
また、通常、弾性層１の表面研磨は、回転砥石１０を少なくとも１回ローラ長手方向に往復させて行われるが、この場合、図２に示すように、弾性層１の接着剤未塗布領域Ａを有する側の端部において、回転砥石１０と弾性層１の端部とが、ローラ長手方向に接触した状態で回転砥石１０を反転させることが好適である。回転砥石１０が弾性層１の端部から離れないようにして回転砥石１０を折り返させ、往復移動させることで、回転砥石１０の反転時においても、図３に示すような弾性層１の捲り上がりがなくなり、外径の均一性や触れ精度の悪化をより効果的に防止することが可能となる。
本発明の研磨方法は、導電性を有する軸の外周に導電性を有する弾性層を担持してなる構造の弾性ローラ全般に適用可能であり、かかる弾性層は、通常、金型成形や射出成形、
押出成形等により円筒形状に成形される。また、弾性層の材質についても特に制限はないが、例えば、柔軟であって研磨時に外径のぶれ等を生じやすいポリウレタンフォームからなる弾性層を有するポリウレタンフォームローラ等において、本発明の適用が効果的である。また、接着剤未塗布領域Ａとしては、通常、弾性層１の端部から５〜１０ｍｍの範囲内で設けられるが、本発明はこの範囲外で接着剤未塗布領域Ａが設けられている場合でも適用可能であり、特に制限されるものではない。
押出成形等により円筒形状に成形される。また、弾性層の材質についても特に制限はないが、例えば、柔軟であって研磨時に外径のぶれ等を生じやすいポリウレタンフォームからなる弾性層を有するポリウレタンフォームローラ等において、本発明の適用が効果的である。また、接着剤未塗布領域Ａとしては、通常、弾性層１の端部から５〜１０ｍｍの範囲内で設けられるが、本発明はこの範囲外で接着剤未塗布領域Ａが設けられている場合でも適用可能であり、特に制限されるものではない。
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（参考例、比較例１，２および実施例）
軸２の外周に、接着剤（ダイセル化学製，サーモライト６５０１）を介してポリウレタンフォームからなる弾性層１（長さ２００〜３００ｍｍ）を担持してなり、弾性層１のローラ長手方向片側端部に接着剤の未塗布領域Ａを有する弾性ローラを作製し、その弾性層１の外周面の研磨を、ローラ長手方向に沿って移動する回転砥石１０により行った。具体的には、弾性ローラにおける接着剤未塗布領域Ａの範囲を下記表１中に示すようにそれぞれ変えるとともに、回転砥石１０による研磨を、ローラ長手方向の、接着剤の未塗布領域を有する側の端部（未接着側，比較例）、または、その反対側の端部（接着側，実施例）のいずれかから開始するよう条件を変えて、弾性層１表面の研磨を行い、研磨後のローラ弾性層表面の振れ精度を比較評価した。また、接着剤未塗布領域Ａを有しない弾性ローラ（塗布領域０ｍｍ）についても作製して、研磨および振れ精度の評価を行った（参考例）。
（参考例、比較例１，２および実施例）
軸２の外周に、接着剤（ダイセル化学製，サーモライト６５０１）を介してポリウレタンフォームからなる弾性層１（長さ２００〜３００ｍｍ）を担持してなり、弾性層１のローラ長手方向片側端部に接着剤の未塗布領域Ａを有する弾性ローラを作製し、その弾性層１の外周面の研磨を、ローラ長手方向に沿って移動する回転砥石１０により行った。具体的には、弾性ローラにおける接着剤未塗布領域Ａの範囲を下記表１中に示すようにそれぞれ変えるとともに、回転砥石１０による研磨を、ローラ長手方向の、接着剤の未塗布領域を有する側の端部（未接着側，比較例）、または、その反対側の端部（接着側，実施例）のいずれかから開始するよう条件を変えて、弾性層１表面の研磨を行い、研磨後のローラ弾性層表面の振れ精度を比較評価した。また、接着剤未塗布領域Ａを有しない弾性ローラ（塗布領域０ｍｍ）についても作製して、研磨および振れ精度の評価を行った（参考例）。
（研削条件）
研削機：Ｍｉｎａｋｕｃｈｉ製研磨機，ＬＥＯ６００−Ｆ２（ＣＮＣ型）
回転砥石：ＧＣ８０（砥石幅５０ｍｍ，（株）テイケン製）
ワーク（ローラ）押さえ具：逆センター使用
研削条件：砥石回転数１０００〜２０００回転，ワーク（ローラ）回転数２００〜４００回転，トラバース（砥石移動）速度５００〜３０００（ｍｍ／ｓｅｃ）
研削機：Ｍｉｎａｋｕｃｈｉ製研磨機，ＬＥＯ６００−Ｆ２（ＣＮＣ型）
回転砥石：ＧＣ８０（砥石幅５０ｍｍ，（株）テイケン製）
ワーク（ローラ）押さえ具：逆センター使用
研削条件：砥石回転数１０００〜２０００回転，ワーク（ローラ）回転数２００〜４００回転，トラバース（砥石移動）速度５００〜３０００（ｍｍ／ｓｅｃ）
（振れ検査条件）
寸法測定器：（株）Ｍｉｔｓｕｔｏｙｏ製，レーザー式測定器
ローラ周方向に３点の測定点を取り、これら測定点１〜３について振れ平均を測定し、振れ最大値を検出した。振れ精度の良否判定の判定基準は、振れ最大値０．３５ｍｍ以下を「○」、それを超えるものを「×」とした。その結果を下記の表２に示す。
寸法測定器：（株）Ｍｉｔｓｕｔｏｙｏ製，レーザー式測定器
ローラ周方向に３点の測定点を取り、これら測定点１〜３について振れ平均を測定し、振れ最大値を検出した。振れ精度の良否判定の判定基準は、振れ最大値０．３５ｍｍ以下を「○」、それを超えるものを「×」とした。その結果を下記の表２に示す。
上記表１，２からわかるように、ローラの振れは接着剤未塗布領域Ａの範囲が少ないほど小さく、良好な結果が得られている一方、研磨開始位置を未接着側から接着側に変えた実施例では、１０ｍｍの接着剤未塗布領域を有するにもかかわらず、接着剤未塗布領域を有しない参考例の研磨ローラの振れ精度とほぼ同一の、高い振れ精度が達成された。これにより、研磨開始位置を接着剤未塗布領域の反対側とすることで、弾性ローラの軸方向に対する外径均一性および振れ精度を向上できることが確かめられた。
１ 弾性層
２ 軸
１０ 回転砥石
２０ 押さえ具
Ａ 接着剤未塗布領域
２ 軸
１０ 回転砥石
２０ 押さえ具
Ａ 接着剤未塗布領域
Claims (4)
- 軸の外周に、接着剤を介して弾性層を担持してなり、かつ、該弾性層のローラ長手方向片側端部に前記接着剤の未塗布領域を有する弾性ローラの研磨方法であって、該弾性層の外周面を、ローラ長手方向に沿って移動する回転砥石により研磨する弾性ローラの研磨方法において、
前記回転砥石による研磨を、ローラ長手方向の、前記接着剤の未塗布領域を有する側とは反対側の端部であって、前記軸と前記弾性層とが前記接着剤により一体化されてなる側の端部から開始することを特徴とする弾性ローラの研磨方法。 - 前記回転砥石を少なくとも１回ローラ長手方向に往復させて研磨を行うにあたり、前記弾性層の、前記接着剤の未塗布領域を有する側の端部において、前記回転砥石と該端部とがローラ長手方向に接触した状態で前記回転砥石を反転させる請求項１記載の弾性ローラの研磨方法。
- 前記弾性層がポリウレタンフォームからなるポリウレタンフォームローラに適用される請求項１または２記載の弾性ローラの研磨方法。
- 前記接着剤の未塗布領域が、前記弾性層の端部から５〜１０ｍｍの範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の弾性ローラの研磨方法。
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