JP5371478B2 - ローラの搬送装置、ローラの搬送方法および弾性体ローラの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ローラの搬送装置、ローラの搬送方法および弾性体ローラの製造方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置用の弾性体ローラは、軸芯体の周囲に未加硫のゴムにより弾性体層を形成し、次いで該弾性体層を加熱硬化させることにより製造される。その際、軸芯体や未加硫の弾性体層が形成された軸芯体の各工程への搬送は、一般に、軸芯体の両端部分をロボットハンド等の保持手段で保持することによって行われる（特許文献１参照）。

特開平９−２６２８４４号公報

しかし、近年の電子写真方式の画像形成装置の小型化に伴い、弾性体ローラには、その軸方向の長さを短くすることが要求されている。その結果、弾性体層を形成した後の弾性体ローラでは、軸芯体の両端部の、弾性体層で被覆されておらず、外周面が露出された露出部の長さが短くなる傾向にある。

軸芯体の露出部の長さが短いと、ロボットハンドによって軸芯体の露出部を安定して保持できない場合がある。また、軸芯体の露出部の長さが短い弾性体ローラの軸芯体の露出部をロボットハンドで保持する際、弾性体層の端部にロボットハンドが接触し、弾性体層が損傷を受ける可能性がある。

そこで本発明は、弾性体層が形成された後の弾性体ローラを、該弾性体ローラの軸芯体を安定して保持し、搬送することが可能であるローラの搬送装置、これを用いたローラの搬送方法およびこれを用いた弾性体ローラの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るローラの搬送装置は、磁性材料からなる軸芯体を有するローラを重力方向に立てた状態で、搬送経路に沿って搬送するローラの搬送装置であって、上方から挿入される該軸芯体の一端を受けることのできる穴を有する受け部と、該受け部とは反対側に設けられている挿入部と、を具備している受け部材と、該挿入部に挿入することのできる磁石部材と、を有し、該ローラは、該挿入部に挿入された該磁石部材の磁力によって、該受け部に該軸芯体の一端が吸着されることにより、重力方向に立てた状態で該受け部材によって保持され、かつ、該挿入部からの該磁石部材を離間によって該受け部材による保持が解除されることを特徴とする。

また、本発明に係るローラの搬送方法は、前記した搬送装置を用いたローラの搬送方法であって、
前記ローラの前記軸芯体を前記受け部の前記穴に挿入すると共に、前記挿入部に前記磁石部材を挿入することによって前記ローラを前記受け部に保持させた状態で搬送する工程と、
前記受け部材と前記磁石部材とを離間させて前記受け部材による前記ローラの保持を解除する工程と、
を有することを特徴とする。また、本発明に係る弾性体ローラの製造方法は、軸芯体の一端の外周面が露出した状態になるように該軸芯体の周囲に未硬化の弾性体層を形成して得られた未硬化の弾性体ローラを、前記したローラの搬送方法によって搬送しながら加熱することによって、該弾性体層を硬化させる工程、を有することを特徴とする。

本発明は、弾性体層が形成された後の弾性体ローラを、該弾性体ローラの軸芯体を安定して保持し、搬送することが可能であるローラの搬送装置、これを用いたローラの搬送方法およびこれを用いた弾性体ローラの製造方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る受け駒および永久磁石部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る搬送装置の概略構成図である。 図２に示した搬送装置の搬送部の概略構成図である。 図３に示した搬送部の受け駒の断面図である。 図２に示した搬送装置のクサビ状板の機能を示した図である。 本発明の一実施形態に用いることができるリングコート機の概略構成図である。 図６に示したリングコート機のリングノズルの断面図である。 本発明の一実施形態に係る加熱装置のヒーター部分を拡大した図である。 本発明の一実施形態に係る投入工程を示した図である。 実施例２および実施例３に係る受け駒の断面図である。 比較例１に係る受け駒の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明では、ローラに用いられる軸芯体が一般的に磁性材料からなることに着目し、軸芯体の下端部を磁力で保持する構成とした。また、ローラの取り出し時に軸芯体の磁力による保持を解除することができるようにした。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、弾性体ローラ１の軸芯体１ａが、軸芯体１ａを保持する為の受け部材である受け駒２に形成された穴２ａに一端が挿入され、穴２ａの下端部に形成された受け部２ｂに重力方向下側から支持されている状態を示している。更に、受け駒２は、後述するクサビ状板２０（図２および図５参照）の重力方向上面に乗り上げる為の、重力方向に垂直な方向に突出した張り出し部２ｃを有している。

受け駒２には、受け部２ｂに対して反対側、すなわち、重力方向下側に隣接する挿入部２ｄに、磁石部材である永久磁石部３が挿入されている。図１（ａ）に示した状態では、軸芯体１ａには、永久磁石部３によって受け部２ｂへの吸着力が付与されている。したがって、軸芯体１ａの両端の露出部が短い場合にも、軸芯体１ａの一端を受け駒２の穴２ａ内に安定して保持することができる。

図１（ｂ）に示した状態では、受け駒２が永久磁石部３に対し矢印で示す重力方向上方にスライドすることにより、軸芯体１ａは永久磁石部３から離間している。すなわち、図１（ｂ）に示した状態では、永久磁石部３の重力方向上面と軸芯体１ａとの間に空隙ができ、永久磁石部３の磁力が軸芯体１ａに及ばず、軸芯体１ａは、穴２ａに入り込むことにより受け駒２に自立している。

なお、図１（ａ）および図１（ｂ）には、永久磁石部３の形状を略して示しており、永久磁石部３は、実際には、図３に示すように、金属製のボス５内に永久磁石３ａがインサートされて構成されている。

図２は本実施形態に係る搬送装置を概念的に示した鳥瞰図である。この搬送装置は、弾性体ローラの一次加熱に使用されるものである。この搬送装置は、弾性体ローラ１を保持する搬送部１１を備え、搬送部１１を運搬装置であるコンベア１３によって移動させることにより弾性体ローラ１を搬送可能である。搬送部１１には、上部に、永久磁石部３と、永久磁石部３に対して重力方向上方にスライド移動可能な受け駒２と、が設けられている。

図２に示すように、搬送部１１は、コンベア１３の搬送経路中にある加熱部１４において軸６（図３参照）を中心に回転させられる。これにより、弾性体ローラ１は軸芯体１ａを中心に回転する。

図３は弾性体ローラ１が取り付けられた搬送部１１の断面図である。搬送部１１は、永久磁石部３、受け駒２、軸６、ベアリング軸受け７、自転用スプロケット８、押えフランジ１２、コンベア１３用のチェーン受け９、およびスラスト荷重受け用ベアリング１０を有している。

軸芯体１ａは、磁石に引き付けられる性質を有する磁性材料によって、円柱状や中空円筒スリーブ状などの形状に形成される。また、軸芯体１ａの重力方向下面、すなわち永久磁石３ａによって受け部２ｂに吸着される面は、面取りされていることが好ましい。この場合、受け駒２の受け部２ｂに軸芯体１ａの形状に合わせた面を形成する。これにより、図１（ａ）に示した軸芯体１ａに吸着力を付与する際に永久磁石部３と軸芯体１aの距離を短縮でき、さらには両者を接触させることも可能となり、より強い吸着力を付与できる。同時に図１（ｂ）に示した軸芯体１ａに吸着力が付与されていない状態でも、軸芯体１ａは受け駒２に自立しやすくなる。

なお、受け駒２の受け部２ｂに軸芯体１ａの形状に合わせた面を形成することは必須ではなく、受け駒２は軸芯体１ａを自立させる穴２ａと軸芯体１ａの重力方向下面を保持する受け部２ｂとを有していればよい。

また、受け部２ｂには、永久磁石部３と軸芯体１ａとを当接させるための穴が形成されているが、この穴を形成することも必須ではない。

永久磁石部３に用いる永久磁石３ａとしては、軸芯体１ａに作用し、受け部２ｂの重力方向上面に軸芯体１ａを吸着させるために十分な力を得ることができるものを用いる。受け部２ｂに永久磁石部３と軸芯体１ａとを当接させるための穴を形成しない場合には、永久磁石３ａとしては、吸着力のカタログ値が１８．０ニュートン（Ｎ）以上のものを選定するのが好ましい。

図４は図１に示した受け駒２の断面図である。受け駒２の受け部２ｂに、面取りされた軸芯体１ａの形状に合わせた面を形成する場合、加工角度θに特別な制約は無い。本実施形態では、軸芯体１ａが通常のＣ面取りであり、θは９０度である。受け部２ｂのθが９０度に加工された面をＣ面と呼ぶ。

受け部２ｂの寸法は、受け駒２の材質や強度を考慮し、軸芯体１ａの重力方向下面が永久磁石部３に当接可能となるように決めることが好ましい。また軸芯体１ａの外径の寸法公差はＨ７程度で、受け駒２の穴２ａの内径ｄの寸法公差はｈ７程度であることが好ましい。

受け駒２の材質は、非磁性で易加工性のものであれば良く、軸芯体１ａを載せても変形や摺擦磨耗が生じ難いものであることが好ましい。また、弾性体ローラ１の製造工程中において弾性体ローラ１が加熱される際に受け駒２にも熱が加わる。そのため、受け駒２は、弾性体ローラ１の製造工程中に加わる最高温度、例えば２５０℃でも変形または変質しない耐熱性を具備する材料で形成することが好ましい。

受け駒２を形成するのに適した材料の具体例としては、ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂材、ジュラルミン材、非磁性オーステナイト系ステンレス鋼材などが挙げられる。これらの材料で受け駒２を形成する場合、例えば軸芯体１ａの外径が６ｍｍであるとき、受け駒２の重力方向上面から受け部２ｂまでの穴２ａの深さｊは２．０ｍｍから４．０ｍｍまでの範囲内であることが好ましい。

図３に示すように、永久磁石部３は、金属製のボス５に永久磁石３ａを内包し、かつ重力方向上面に永久磁石３ａが露出した構造であることが好ましい。永久磁石３ａとしては、ネオジム磁石またはコバルト磁石を用いることが一般的である。また、永久磁石３ａは、弾性体ローラ１の製造工程中において加熱されるため、１５０℃以上の耐熱性を有することが望ましい。永久磁石３ａとしては、例えば、株式会社ミスミ製の標準部品から工業用永久磁石を選択することができる。

図２に示すように、弾性体ローラ１は、自動投入ロボット７０によってコンベア１３によって周回させられている搬送部１１の受け駒２に自動投入され、搬送部１１とともにコンベア１３によって搬送される。

搬送部１１は、加熱部１４に到達すると、自転用スプロケット８が、加熱部１４に沿って設けられた自転用チェーン１５に噛み合う。自転用チェーン１５は右周りに回転している。そのため、搬送部１１は、自転用チェーン１５によって軸６を中心に左回りに回転させられる。したがって、弾性体ローラ１は搬送部１１と共に軸芯体１ａを中心に左回りに回転する。

弾性体ローラ１は、加熱部１４を通過した後、取り出しロボット７１によって受け駒２から取り外される。コンベア１３の搬送経路の弾性体ローラ１の取り外し位置には、クサビ状板２０が設けられている。

クサビ状板２０について図５を参照して説明する。なお、図５には弾性体ローラ１を省略して示している。クサビ状板２０は、弾性体ローラ１の搬送後に軸芯体１ａを永久磁石部３から離間させるイジェクタ（離間部材）の役割を持つ。

クサビ状板２０は搬送部１１がコンベア１３によって移動させられる方向に向けて重力方向上面が高くなるように形成された傾斜部材である。弾性体ローラ１を保持している搬送部１１の受け駒２が図５中のＡ位置を超えてクサビ状板２０に到達すると、クサビ状板２０の傾斜した重力方向上面に受け駒２の張り出し部２ｃが乗り上げる。

そして、受け駒２は、さらにコンベア１３によって搬送されると、張り出し部２ｃの重力方向下面がクサビ状板２０の重力方向上面に沿って移動させられることにより、受け駒２が持ち上げられる。すなわち、クサビ状板２０は、コンベア１３により搬送部１１に加えられる重力方向に垂直な方向の力である弾性体ローラ１の搬送力を利用して、張り出し部２ｃの重力方向下面をクサビ状板２０の重力方向上面に沿って移動させる。このとき、受け駒２は、永久磁石部３に対し重力方向上方に移動し、永久磁石部３の重力方向上面から離間する。

受け駒２が、図５中のＢ位置まで移動し、クサビ状板２０によって永久磁石部３から離間された後に、受け駒２に自立している軸芯体１ａを、ロボット７１が受け駒２から取り出す取り出し工程を行う。このように、クサビ状板２０を設けることにより、取り出し工程において、軸芯体１ａが受け部２ｂに吸着されていない状態にすることができるため、弾性体ローラ１を受け駒２からスムーズに取り出すことができる。なお取り出し工程は、取り外し工程、または払い出し工程とも呼ばれる。

なお、受け駒２は、クサビ状板２０を通過した後、重力落下して再び永久磁石部３の重力方向上面に当接するが、受け駒２がクサビ状板２０を通過した後に、受け駒２を重力によらずに所望のスピードで強制的に下降させる機構（不図示）を設けることもできる。これにより、ローラの製造工程の再現性が向上する。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。本発明は様々なローラの製造工程に適用可能であるが、ここでは電子写真方式の画像形成装置用の弾性体ローラの製造工程に適用した例について説明する。さらに具体的には、電子写真特性調整用に表層に塗料が塗布される前の、軸芯体に弾性体層が形成された弾性体ローラ（現像ローラ用基体とも言う）の製造工程について説明する。
［実施例１］
現像用の弾性体ローラの製造工程において、磁性材料からなる軸芯体の周囲に、液状樹脂等の弾性体層用材料によって弾性体層を円筒状に形成する方法としてリングコート法を用いた。リングコート法によって成形済みの弾性体層の一次硬化には、近赤外線を用いた自動連続加熱装置で加熱硬化させる方法を用いた。
＜弾性体層用材料および芯金の準備＞
（弾性体層用材料の準備）
弾性体層の形成には液状シリコーンゴムを用いた。この液状シリコーンゴムのベース材料には、オルガノポリシロキサンに充填剤としてシリカ粉末、石英粉末、カーボンブラック等を配合したものを用いた。

ここで、ベース材料に硬化触媒として白金化合物を微量配合したものを混合物Ａとし、ベース材料にオルガノハイドロジェンポリシロキサンを配合したものを混合物Ｂとする。混合物Ａおよび混合物Ｂをそれぞれリングコート機に設けられた第１の原料タンクおよび第２の原料タンクにセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Ａと混合物Ｂとを１：１の比率で混合した。

これにより、降伏応力５０パスカル（Ｐａ）の液状材料を得ることができる。降伏応力は粘弾性測定装置によって測定した。粘弾性測定装置による液状ゴム材料の降伏応力測定法を以下に記す。粘弾性測定装置にはＨａａｋｅ社製ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ６００を用いた。

まず、測定対象となる材料約１ｇを採取し試料台の上に載せ、コーンプレートを徐々に近づける。コーンプレートにはφ３５ｍｍ、傾斜角度１°のものを用いた。コーンプレートの試料台からの距離である測定ギャップは約５０μｍに設定した。そのとき、コーンプレートによってまわりに押し出された材料は奇麗に除去し、測定に影響が出ないようにした。

材料温度が２５℃になるようにプレート台の温度を設定し、材料をセットしてから１０分間放置後、測定を開始した。

試料にかける応力は０．００Ｐａからスタートし５００００Ｐａまでの範囲（周波数は１Ｈｚ）を１８０秒かけて変動させ、そのときの貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”、位相差ｔａｎδの変化を３２ポイント測定した。Ｇ’は、はじめの線形粘弾性領域で一定の値となり、その後貯蔵弾性率Ｇ’が描く曲線と損失弾性率Ｇ”が描く曲線とが交差する。貯蔵弾性率Ｇ’が描く曲線と損失弾性率Ｇ”が描く曲線とが交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。
（軸芯体の準備）
軸芯体１ａとして、直径６ｍｍ、長さ２６５ｍｍの丸棒状鋼材の表面に化学ニッケルメッキを施したものを用意した。
＜弾性ローラの作成＞
（リングコート機の説明）
リングコート用の塗工機として、図６にその概略を示した縦型形態のリングコート機を用いた。

このリングコート機は、架台３１の上に略垂直に躯体柱としてコラム３２が取り付けられ、さらに架台３１とコラム３２にはボールネジ３３が略垂直に取り付けられている。２本のリニアガイド４４がボールネジ３３と平行になるようにコラム３２に取り付けられている。

ＬＭガイド３４は、リニアガイド４４に連結され、サーボモータ３５からの駆動力がプーリ３６を介して伝達されることにより昇降運動をすることができる。

コラム３２には、軸芯体１ａの外周面に弾性体層形成用の材料液を吐出するリング形状塗工ノズル（以下、「リングノズル」という。）４８が取り付けられている。

さらにＬＭガイド３４にはブラケット３７が取り付けられている。ブラケット３７には、弾性体ローラ１の軸芯体１ａの下端部を保持し固定する軸芯体下保持軸３９が略垂直に取り付けられ、軸芯体下保持軸３９に対向する位置に軸芯体１ａの上端部を保持する軸芯体上保持軸４０が取り付けられている。軸芯体上保持軸４０は軸芯体下保持軸３９と略同心になるように配置されている。軸芯体下保持軸３９および軸芯体上保持軸４０は、リングノズル４８の中心軸方向に平行に昇降移動可能である。

また、軸芯体下保持軸３９および軸芯体上保持軸４０が昇降移動する際に、リングノズル４８の内側に開口した環状スリットおよび材料出口部（説明後述）の中心軸と下軸芯体保持軸３９および軸芯体上保持軸４０の中心軸とが略同心になるように調節してある。このような構成によりリングノズル４８の内周面と軸芯体１ａの外周面との間には均一な隙間が形成される。

また、液状樹脂のリングノズル４８への供給口は、材料液搬送用の配管４２を介して材料供給弁４３に接続されている。このリングコート機は、材料供給弁４３のさらに上流側に、スタチックミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンク等（いずれも不図示）を備えている。
（リングノズルの説明）
図７に図６に示したリングノズル４８の断面を拡大して示す。リングノズル４８は、ステンレス鋼材で形成されている。リングノズル４８は、上部部品５２、下部部品５３、および外リング５７を有し、これらは図７に示すように嵌合されている。材料注入口５４からリングノズル４８に注入された液状樹脂材料は、外リング５７内の空間の全周に充填され、材料出口部５６から押し出される。
（弾性体層形成の説明）
図６に示すように、軸芯体１ａが保持軸３９，４０に保持された状態で、軸芯体１ａに弾性体層１ｂを形成する。リングノズル４８の材料出口部５６から液状樹脂材料を連続的に押し出し、軸芯体１ａの外周面に液状樹脂材料を付着させながら、速度６０ｍｍ／秒で保持軸３９，４０を上昇させて軸芯体１ａを移動させる。これにより、軸芯体１ａの外周面に液状樹脂材料が円筒形状（ロール形状）に付着し、未硬化の弾性体層１ｂが形成される。そして、リングコート機から弾性体ローラ１を取り外す。

次に、この未硬化の弾性体ローラ１を、図２に示した加熱部１４によって加熱硬化させる。図８には、加熱部１４を拡大して示している。この加熱部１４は、近赤外線を用いた一次加熱装置である。加熱部１４には、全長８００ｍｍの１４本の棒状の岩崎電気製近赤外線ヒーターが、その長手方向を弾性体ローラ１の搬送方向に向けて上下に並べられている。上下方向の配置寸法は、未硬化の弾性体ローラ１の弾性体層１ｂの長手方向の長さ２５０ｍｍに合わせた。

受け駒２に保持された弾性体ローラ１は、軸芯体１ａを中心に回転しながら、図８の矢印に沿って進行し、弾性体層１ｂは、その全周に近赤外線照射を受けて加熱されることにより硬化する。図８では軸芯体１ａが３本描かれているが、これは弾性体ローラ１が進行する過程を概念的に示したものである。

コンベア１３に搬送部１１を取り付けるピッチは３２ｍｍ、コンベア１３の一周の長さは４１６０ｍｍとした。コンベア１３の搬送速度は、搬送部１１が加熱部１４を２分で通過するように、６．６７ｍｍ／秒に調整した。なお、弾性体ローラ１を搬送する搬送工程において弾性体ローラ１がコンベア１３に搬送される距離は約３ｍほどである。

加熱部１４のヒーター１本当たりの最大出力は８００Ｗである。また、加熱部１４における近赤外線照射量を、弾性体ローラ１が加熱部１４を通過した後に弾性体層１ｂの表面温度が２００℃になるように調整した。この調整は、サイリスタにより行った。

受け駒２の形状について、図４を参照して説明する。図４に示した各寸法は下記のようにした。受け駒２を形成する材料としてはポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂材を用いた。
θ：９０°、ａ：１６ｍｍ、ｂ：２０ｍｍ、ｃ：３０ｍｍ、ｄ：６．０１ｍｍ
ｅ：２８ｍｍ、ｆ：２０ｍｍ、ｇ：２３ｍｍ、ｊ：３．５ｍｍ
図３に示す永久磁石３ａには、外径が８ｍｍで、長さが８ｍｍであり、吸着力のカタログ値が１８．６Ｎである株式会社ミスミ製の型番ＨＸＮＨ耐熱ネオジム磁石を選択し、永久磁石部３のボス５にインサートした。また、図２に示した投入ロボット７０としては、株式会社デンソー製の型番ＶＳ−６５５６を用いた。
（受け部吸着力の測定）
本実施例では、永久磁石３ａとして吸着力のカタログ値が１８．６Ｎのものを用いているが、軸芯体１ａは、永久磁石３ａの重力方向上面の一部にのみ当接するため、軸芯体１ａの受け部２ｂから離間させるのに必要な力は、永久磁石３ａの吸着力より小さい。ここで、軸芯体１ａの受け部２ｂから離間させるのに必要な力を受け部吸着力と呼ぶこととする。

受け部吸着力の測定方法を説明する。まず、コンベア１３を停止させ、受け駒２が永久磁石３ａの重力方向上面に当接した状態で、手作業にて軸芯体１ａを受け駒２に装着して自立させる。続いてバネ式引っ張り秤（ＯＨＢＡＳＨＩＫＩの３０ニュートンスケール）を用意する。秤の引っ張る部分（先端の引っかかり形状のところ）と軸芯体１ａの上部とを、粘着テープで繋ぎ止める。そして、手作業にて秤を重力方向上方に向けて引っ張り、軸芯体１ａが受け駒２の受け部２ｂから離間する直前に秤が示した数値から軸芯体１ａの重量を差し引いた数値を受け部吸着力とし、ニュートン単位で記録する。

この測定を、受け駒２がコンベア１３の取り出し部分のクサビ状板２０（イジェクタ）に乗り上げる直前の図５に示したＡ位置と、クサビ状板２０によって受け駒２が最も高く持ち上げられた図５に示したＢ位置と、の２ヶ所で行った。その結果、Ａ位置およびＢ位置における受け部吸着力は、Ａ位置においては１２．０Ｎで、Ｂ位置においては０．０Ｎであった。

Ｂ位置における受け部吸着力は、小さい方が好ましいが、本実施例では１．０Ｎ以下であれば、弾性体ローラ１をスムーズに取り出すことができた。

Ａ位置における受け部吸着力は大きい方が弾性体ローラ１の搬送中に軸芯体１ａを受け駒２に保持する力が強くなる。本実施例では、Ａ位置における受け部吸着力が７．０Ｎ以上であれば軸芯体１ａの端部の露出部が短い場合にも軸芯体１ａを受け駒２に保持するための十分な力が得られた。
（弾性体ローラの取り出し）
図２に示した加熱部１４を弾性体ローラ１が通過した後、受け駒２から弾性体ローラ１を取り外す際、前述のように、クサビ状板２０がイジェクタとして機能する。搬送部１１が加熱部１４を通過した後、引き続きコンベア１３に搬送されて取り外し場所に到達した時、クサビ状板２０の重力方向上面に受け駒２の張り出し部２ｃが乗り上げるようにした。

その結果、受け駒２は、永久磁石部３に対し重力方向上方にスライドして、永久磁石部３の重力方向上面から離間し、その結果、軸芯体１ａを永久磁石部３による磁力吸着から解放させることができる。

軸芯体１ａが永久磁石部３による磁力吸着から解放されて受け駒２に自立している間に、ロボット７１（株式会社デンソー製型番ＶＣ−６３５３）を用いて、コンベア１３を連続運転させたままの状態で、加熱済み弾性体ローラ１を取り出す。

また、弾性体ローラ１をコンベア１３上の搬送部１１から取り出す時、コンベア１３を一時停止し間欠送り駆動させる機構にすることもできる。しかし、コンベア１３を一時停止する機構にすると、搬送中にコンベア１３の運転および停止を繰り返すことになり、コンベア１３によって搬送中の加熱部１４を通過する前の硬化していない弾性体ローラ１の弾性体層１ｂに繰り返し加速度が加わる。これにより、弾性体層１ｂの外径精度に悪影響を与えることがある。このことは弾性体ローラ１を備えた画像形成装置が形成する画像に濃度ムラ等の欠陥を生じさせやすい。よってコンベア１３は間欠送りでなく連続運転できることが望ましい。

コンベア１３を連続運転させたまま、弾性体ローラ１の受け駒２への投入および取り出しを行うことができる機構を説明する。図２に示すように、ロボット７０，７１のロボット搬送腕の先端には、電磁石２７，２８を取り付けられている。ロボット７０，７１は、励磁および消磁用の電磁石用回路（不図示）を有しており、電磁石用回路による電磁石２７，２８への電力供給により磁力を発生させて電磁石２７，２８の重力方向下面で軸芯体１ａの上端を保持することができる。

また、ロボット７０，７１は、電磁石用回路による電磁石２７，２８への電力供給の停止により、軸芯体１ａを電磁石２７，２８の重力方向下面から離間させることができる。電磁石用回路には、株式会社フジタ製の型番ＦＳＧＰ−４０とＦＳＤＳ−２０４３とを用いた。

また、弾性体ローラ１の投入の際には、ロボット７０，７１に、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す光式近接スイッチ２１、自動運転プログラム、ならびにロボット教示プログラムを組み合せて動作させる。
＜一時硬化工程＞
以下に本実施例に係る弾性体ローラの一時硬化工程について説明する。
（投入工程）
本実施例の投入工程について説明する。
１．最初に、図６に示したリングコート機から弾性体ローラ１を取り外すために、リングコート機の軸芯体上保持軸４０を上昇させて、弾性体ローラ１の上端部から離間させる。次にあらかじめ教示させた手順でロボット７０（図２参照）の搬送腕を、軸芯体下保持軸３９に保持されている未硬化の弾性体ローラ１と軸芯体上保持軸４０との間の空間に運ぶ。そして、ロボット７０の電磁石２７を励磁させ、弾性体ローラ１の上端に電磁石２７が近接するように搬送腕を下降させ、弾性体ローラ１の軸芯体１ａを電磁石１ａに吸着させる。
２．次に、ロボット７０の搬送腕を上昇および旋回させて、弾性体ローラ１をコンベア１３の投入位置まで搬送する。その後、図９（ａ）に示すように、コンベア１３の投入位置で弾性体ローラ１を待機させた状態にする。本実施例では弾性体ローラ１の下端が受け駒２の重力方向上面よりも５ｍｍ上の位置で弾性体ローラ１を待機させる。コンベア１３によって搬送される搬送部１１の受け駒２が待機中の弾性体ローラ１に接近すると、受け駒２の内部の永久磁石部３の磁力によって弾性体ローラ１の下端が受け駒２の穴２ａ内に引き付けられる。
３．コンベア１３の弾性体ローラ１の投入位置には近接スイッチ２１が設けられており、引き続き受け駒２が移動を続けると、図９（ｂ）に示すように受け駒２が近接スイッチ２１の前を横切る。そうすると、ロボット７０は、搬送腕を下降させ、弾性体ローラ１を受け駒２の穴２ａに挿入する。受け駒２の穴２ａに挿入された弾性体ローラ１は、受け駒２の受け部２ｂに重力方向下側から保持されるとともに永久磁石部３に吸着される。ロボット７０は、弾性体ローラ１を受け駒２の穴２ａに挿入すると同時に電磁石２７を消磁させ、弾性体ローラ１の保持を解除する。続いてロボット７０は、搬送腕を上昇させ、次の弾性体ローラ１を投入する動作に移る。
（搬送工程）
本実施例では、投入工程の後に搬送工程を行う。搬送工程では、弾性体ローラ１がコンベア１３によって取り出し位置に搬送される。また、搬送工程中には、弾性体ローラ１を加熱部１４によって加熱する加熱工程を行う。
（離間工程）
本実施例では、搬送工程の後に、弾性体ローラ１の取り出し位置において、受け部２ｂと永久磁石部３とを離間させる離間工程を行う。離間工程は、前述のようにクサビ状板２０によって行う。
（取り出し工程）
本実施例では、離間工程の後に、取り出し工程を行う。
１．コンベア１３の弾性体ローラ１の取り出し位置にも、投入位置に設けられている近接スイッチと同様の近接スイッチ（不図示）が設けられている。この近接スイッチは図５のＢ位置に配置されており、離間工程において、弾性体ローラ１が取り付けられた受け駒２がＢ位置まで搬送され、クサビ状板２０によって弾性体ローラ１が永久磁石部３から離間した時、近接スイッチが受け駒２を検知する。近接スイッチが受け駒２を検知すると、投入工程とは逆の手順でロボット７１が弾性体ローラ１を受け駒２から抜き取る。
２．ロボット７１は、弾性体ローラ１を抜き取った後、弾性体ローラ１を所定のパレタイズ位置まで搬送して取り出し工程は終了する。
＜二次硬化工程＞
以上のように弾性体ローラ１を一次硬化させた後、熱硬化した弾性体層１ｂの物性を安定させ、弾性体層１ｂ中の反応残渣および未反応低分子成分を抽出除去する目的で、電気炉によって２００℃で１時間加熱し、二次硬化を行う。これにより、弾性体ローラ製品が完成する。

以上の工程を経て軸芯体１ａの外周面に形成された硬化後の弾性体層は、外径が１２．０ｍｍで、層厚が３．０ｍｍで、長手方向の長さが２５０ｍｍであった。
［実施例２］
図１０（ａ）は、実施例２に係る受け駒１０２の断面図である。この受け駒１０２は実施例１に係る受け駒２とは異なり、受け部１０２ｂに、軸芯体１ａを永久磁石部３に当接させるための穴と、軸芯体１ａの端部の形状に合わせて形成されるＣ面が形成されていない。

図１０（ａ）に示した寸法ｈは１．０ｍｍであり、穴１０２ａの深さは４．０ｍｍである。それ以外は、実施例１と同様の構成で弾性体ローラ１を作製した。

実施例２では、図２に示すコンベア１３による弾性体ローラ１の搬送中に、加熱部１４において弾性体ローラ１が軸芯体１ａを中心として自転する際に、軸芯体１ａの上端が１０ｍｍほどの幅で揺れる首振りが見られた。しかし、この首振りによる弾性体ローラ１の一時硬化への影響は見られなかった。

図５に示したＡ位置およびＢ位置における受け部吸着力は、Ａ位置においては８．０Ｎで、Ｂ位置においては０．０Ｎであった。本実施例では、軸芯体１ａの下端部が永久磁石部３に当接していないため、受け部吸着力が実施例１に比べ低下したと考えられる。しかし、このような構成においても、受け部２ｂに軸芯体１ａを保持させるための十分な受け部吸着力が得られた。

また、図１０（ａ）に示す形状にしたことによって、軸芯体１ａが永久磁石部３に当接しないため、加熱工程中に加熱部１４による熱が軸芯体１ａから永久磁石部３に伝わりにくくなる効果が得られた。これにより、永久磁石部３の長時間運転後の磁力低下（永久磁石の熱劣化）を抑制することができる。
［実施例３］
図１０（ｂ）は、実施例３に係る受け駒２０２の断面図である。この受け駒２０２は実施例１に係る受け駒２とは異なり、受け部２０２ｂに、軸芯体１ａの端部の形状に合わせて形成されるＣ面が形成されていない。また、この受け駒２０２は実施例２に係る受け駒１０２とは異なり、受け部２０２ｂに、軸芯体１ａと永久磁石部３との間に空間を形成する通し穴が形成されている。図１０（ｂ）に示した寸法ｉは４ｍｍである。それ以外は、実施例１と同様の構成で弾性体ローラ１を作製した。

加熱部１４での軸芯体１ａの上端の首振りの幅は５ｍｍ程で、実施例２より首振りは抑制された。実施例２と同様に、この首振りによる弾性体ローラ１の一時硬化への影響は見られなかった。

図５に示したＡ位置およびＢ位置における受け部吸着力は、Ａ位置においては９．０Ｎで、Ｂ位置においては０．０Ｎであった。

受け駒２０２は、受け部２０２ｂに通し穴を形成することにより、実施例２に係る受け駒１０２よりも受け部２０２ｂを清掃し易くなっている。
［実施例４］
実施例４では、実施例１で用いた永久磁石部３の永久磁石３ａよりも吸着力の弱い永久磁石を用いた。この永久磁石は、外径が８ｍｍで、長さが３ｍｍであり、吸着力のカタログ値が２．９Ｎの株式会社ミスミ製の型番ＨＸＳＭＳ薄型ネオジム磁石である。

本実施例に係る永久磁石は、実施例１の永久磁石３ａとは形状が異なるため、実施例１に係る永久磁石部３のボス５を追加工して、ボス５に本実施例に係る永久磁石をインサートした。それ以外は、実施例１と同様の構成で弾性体ローラ１を作製した。

実施例４では、加熱部１４での軸芯体１ａの上端の首振りの幅は８ｍｍ程に大きくなったものの、実施例１および２と同様に、この首振りによる弾性体ローラ１の一時硬化への影響は見られなかった。

図５に示したＡ位置およびＢ位置における受け部吸着力は、Ａ位置においては６．０Ｎで、Ｂ位置においては０．０Ｎであった。
［実施例５］
実施例５では、実施例１で用いた永久磁石部３の永久磁石３ａよりも吸着力の強い永久磁石を用いた。この永久磁石は、外径が８ｍｍで、長さが１０ｍｍであり、吸着力のカタログ値が５５．９Ｎの株式会社ミスミ製の型番ＨＸＮネオジム磁石である。

また、実施例４と同様に、この永久磁石の形状に合わせて実施例１に係る永久磁石部３のボス５を追加工して、ボス５に本実施例に係る永久磁石をインサートした。それ以外は、実施例１と同様の構成で弾性体ローラ１を作製した。実施例５では、加熱部１４での軸芯体１ａの上端の首振りはほとんど発生しなかった。

図５に示したＡ位置およびＢ位置における受け部吸着力は、Ａ位置においては１９．０Ｎで、Ｂ位置においては７．０Ｎであった。

このように、本実施例では、Ｂ位置で弾性体ローラ１を受け駒から取り外す際にも、弾性体ローラ１の軸芯体１ａには、永久磁石による吸着力が働いている。しかし、図２に示す取り出しロボット７１により弾性体ローラ１を受け駒から抜き取る際の電磁石２８の磁力を１０％ほど強力にすることで、問題なく弾性体ローラ１を取り出すことができた。
［比較例１］
図１１は、比較例１に係る受け駒３０２の断面図である。この受け駒３０２には、キリ穴加工により穴３０２ａが形成されているものの、上述した実施例に係る受け駒２，１０２，２０２とは異なり、受け部が形成されていない。それ以外は、実施例１と同様の構成で弾性体ローラ１を作製した。

比較例１では、図２に示した取り出しロボット７１によって弾性体ローラ１を取り出す際に、図１１に示すように、受け駒３０２の重力方向上面が弾性体ローラ１の弾性体層１ｂを押し上げ、一時的に弾性体層１ｂの下端部の外径が３ｍｍほど膨らむ現象が起きた。これにより、弾性体層１ｂの下端部が軸芯体１ａの外周面から部分的に剥離したと推測できる。

一方、上述した実施例では、いずれも受け駒に受け部が形成されているため、弾性体ローラ１の弾性体層１ｂの下端部が受け駒の重力方向上面に当接することを防ぐことができる。したがって、上述したいずれの実施例においても、比較例１で発生した不具合は発生しなかった。

最後に以上の実施例および比較例の結果を表１に示す。

１ 弾性体ローラ
１ａ 軸芯体
１ｂ 弾性体層
２ 受け駒
２ａ 穴
２ｂ 受け部
２ｃ 張り出し部
３ 永久磁石部
３ａ 永久磁石
５ ボス
６ 軸
１１ 搬送部
１３ コンベア
１４ 加熱部
２０ クサビ状板
２１ 近接スイッチ
７０ 投入用ロボット
７１ 取り出し用ロボット

Claims (6)

1. 磁性材料からなる軸芯体を有するローラを重力方向に立てた状態で、搬送経路に沿って搬送するローラの搬送装置であって、
   上方から挿入される該軸芯体の一端を受けることのできる穴を有する受け部と、該受け部とは反対側に設けられている挿入部と、を具備している受け部材と、
   該挿入部に挿入することのできる磁石部材と、を有し、
   該ローラは、該挿入部に挿入された該磁石部材の磁力によって、該受け部に該軸芯体の一端が吸着されることにより、重力方向に立てた状態で該受け部材によって保持され、かつ、該挿入部からの該磁石部材を離間によって該受け部材による保持が解除されることを特徴とするローラの搬送装置。
2. 前記磁石部材が、前記受け部材の前記穴に前記軸芯体が挿入されているときには、前記軸芯体の前記一端に当接可能である、請求項１に記載のローラの搬送装置。
3. 前記ローラが、前記軸芯体と前記軸芯体の周囲に形成された弾性体層とを有し、前記軸芯体の前記一端の外周面が該弾性体層で被覆されずに露出しているローラである、請求項１または２に記載のローラの搬送装置。
4. 請求項１または２に記載のローラの搬送装置を用いたローラの搬送方法であって、
   前記ローラの前記軸芯体を前記受け部の前記穴に挿入すると共に、前記挿入部に前記磁石部材を挿入することによって前記ローラを前記受け部に保持させた状態で搬送する工程と、
   前記受け部材と前記磁石部材とを離間させて前記受け部材による前記ローラの保持を解除する工程と、
   を有することを特徴とするローラの搬送方法。
5. 前記ローラが、前記軸芯体と前記軸芯体の周囲に形成された弾性体層とを有し、前記軸芯体の前記一端の外周面が該弾性体層で被覆されずに露出しているローラである、請求項４に記載のローラの搬送方法。
6. 軸芯体の一端の外周面が露出した状態になるように該軸芯体の周囲に未硬化の弾性体層を形成して得られた未硬化の弾性体ローラを、請求項４に記載のローラの搬送方法によって搬送しながら加熱することによって、該弾性体層を硬化させる工程、を有することを特徴とする弾性体ローラの製造方法。

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