JP5727301B2 - Ｏａローラの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸ等のＯＡ装置の内部で使用されるＯＡローラの製造方法に関する。

従来、複写機、プリンター、ＦＡＸ等で使用されるＯＡローラとして、例えば帯電ローラなどがよく知られている。帯電ローラは、導電性芯材と、芯材の周りに設けられた弾性基材と、弾性基材の周りに設けられた被覆膜などからなる。ＯＡローラには、帯電ローラ以外にも種々の形態が存在するが、棒状の芯材に弾性層などの基材層を形成し、更にその基材層を被覆する表面層を形成した積層構造が知られている。なお、基材層や表面層は必要に応じて更に複数の積層とされる場合があり、更には芯材を含めて適宜に導電性などが付与されて要求に応じたＯＡローラが製造されている。

上記のようなＯＡローラの製造方法の一つとして、塗膜形成用の塗料を貯留した液槽に芯材または外周面に基材層を形成した芯材（以下、芯材と、基材層を形成した芯材とを併せて「芯材等」という。）を浸漬して芯材等の外周面に塗膜（被膜）を形成するディッピング法が知られている。そして、製品化されたＯＡローラで塗膜の厚みを均一に形成できるなどの理由で、芯材等を液槽に垂直に差し込んでから引上げる、いわゆる垂直ディッピング法が従来から広く採用されていた。
ただし、垂直ディッピング法では、ローラ端部に付着した塗料の除去が必要となったり、ローラ端部において塗料のダレが発生して塗膜の厚みが不均一になったりする場合があるなどの不都合が認識されている。これらの不都合については、従来、ディッピング前にローラの端部全体を覆うようにキャップを装着する技術が提案されている（特許文献１など参照）。
これにより、ローラ端部に無用な塗料が付着するのを防止しつつ、均一な塗膜を得ることができるとされている。

特開２００５−１１８６２４号公報

特許文献１で開示しているディッピング法では、芯材上に弾性基材層が設けてあるローラ中間体（半製品のローラ）上に塗膜を形成する技術を提案するもので、キャップの外径はローラ中間体の外径と一致させてある。よって、キャップを装着したローラ中間体を液槽に垂直に浸漬すると、弾性基材層上および端部のキャップ上の双方に同様に塗膜を形成できるので、端部でも均一厚みの塗膜とすることができる。

しかし、特許文献１では、上記のように均一な塗膜を得るために、弾性基材層とキャップとの接合位置よりも外側（芯材の端部側）のキャップ外周面上で塗膜を切断して、キャップをローラ中間体から除去している。このように処理することで端部の塗膜厚を均一にできるものの、キャップ除去後の弾性基材層上では、軸方向において塗膜が余分にはみ出た状態となるので、この余分な塗膜端部を切断する後処理加工が必要となる。よって、そのために製造工程が複雑となり、コストの上昇が懸念される。このように特許文献１で開示する技術でも未だ改善すべき点がある。

よって、本発明の目的は、ディッピング法でキャップを用いてＯＡローラを製造することに関し、均一な塗膜を備えたＯＡローラを、簡易な工夫で効率的に製造できるＯＡローラの製造方法を提案することである。

上記目的は、棒状の芯材を、塗布材料の液槽に浸漬して引上げることで塗膜を形成し、該塗膜を硬化させて塗膜硬化層を設けてＯＡローラを製造するに際して、
芯材の端部にキャップを装着してから、当該キャップを装着した芯材を前記液槽に浸漬して引上げることで前記塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を硬化させる処理を施す塗膜硬化工程と、前記キャップの近傍で前記芯材上の硬化した塗膜を周方向に切断した後、前記キャップ及び切断された前記硬化した塗膜を除去して、前記塗膜硬化層が所定位置に配置されたＯＡローラを得る塗膜切断処理工程とを、含んでなるＯＡローラの製造方法であって、
前記キャップの開口周縁部に沿って形成される、前記硬化した塗膜のラッパ形状バリ部が除去側となるようにして、前記塗膜切断処理工程での切断位置が設定してあることを特徴とするＯＡローラの製造方法によって達成される。

そして、前記塗膜切断処理工程では、前記キャップを取り外して除去するときに、該キャップと共に切断された前記硬化した塗膜の除去も一緒に実行するのが好ましい。

また、ＯＡローラが弾性層と該弾性層を被覆する表層とを備えたローラ構造であり、前記塗膜硬化層は、前記弾性層及び前記表層の双方、または前記表層とすることができる。

本発明によると、硬化させた塗膜の切断位置を、製品化したときに問題となるラッパ形状バリ部が除去側となるように設定するという簡易な工夫で、均一な塗膜を備えたＯＡローラを効率的に製造できる。

本発明の製造方法によって得られる一例のＯＡローラの断面構成を、その長さ方向で示した図である。 ＯＡローラ製造工程の様子を概略して示した図である。 比較例の塗膜切断処理工程での処理について示した図である。 本発明の実施例に係る塗膜切断処理工程での処理について示した図である。 本発明のＯＡローラの製造方法による効果を確認するために示した図である。

以下、本発明にかかる一実施形態を、図を参照して詳細に説明する。
本発明の製造方法によって得られる一例のＯＡローラ１を、その長さ方向での断面構成を示した図１を参照して説明する。図１において、２は芯材を、３は芯材２の周囲に形成された塗膜硬化層を示している。なお、ここで例示するＯＡローラ１は芯材２上に、弾性層（基材層）としての塗膜硬化層３を一層設けた最もシンプルな構造例を示すものであるが、本発明の製造方法で対象とするＯＡローラはここで例示した構造に限らない。

上記塗膜硬化層３は、例えば第１の塗膜硬化層３−１、第２の塗膜硬化層３−２、・・・とされた積層構造により構成されるものでもよい。そして、このように複数の積層により塗膜硬化層３を形成する場合には、同様の材料を繰り返して積層してある積層体としてもよいし、異なる材料を積層してある積層体としてもよい。
また、本発明の製造方法によって得られるＯＡローラは、芯材と塗膜硬化層との間に、弾性層（基材層）としての中間層が介在している構造でもよい。この場合、芯材の外周面上に中間層を設けてあるＯＡローラ中間体を予め準備し、本発明による方法を適用して中間層の上に表層（表面層）としての塗膜硬化層を形成する。
なお、上記芯材２は製品となるＯＡローラ側の要求により適宜に選択すればよいが、金属材料あるいは樹脂材料による棒状であればよく、中実、中空のいずれであってもよい。

以下、図１で例示するＯＡローラ１を製造する方法を説明する。
なお、本発明に係るＯＡローラの製造方法は、ローラ端部にキャップを装着して垂直ディッピング法で塗膜を形成する方法の改善に係るものである。すなわち、本発明による製造方法は、塗布材料を貯留した液槽に芯材２を浸漬して引上げることで塗膜を形成し、この塗膜を硬化して塗膜硬化層を有するＯＡローラを得るものである。

図２は、ＯＡローラ製造工程の様子を概略して示した図である。図２（ａ）で示すように芯材２の両端部にキャップ５を装着して、図２（ｂ）で示すように塗膜形成用の塗料（塗布材料）が貯留されている液槽１０に浸漬して引上げる操作（必要に応じて、浸漬、引上げを繰り返す処理）を実行して芯材２上に塗膜３ａを形成する。なお、この操作の際に、キャップ５上にも塗膜が形成される。因みに、塗膜の形成は、液槽に浸漬される側（図２では下側）の端部にのみキャップを装着して行っても良い。
そして、図２（ｃ）で示すように、引上げ後に塗膜３ａを硬化させるための硬化処理（塗膜硬化工程）を施している。なお、塗膜３ａを硬化させる処理は採用した塗布材料により異なる。例えば塗布材料が熱硬化型であれば熱処理であり、また塗布材料が紫外線（UV）硬化型であれば紫外線照射処理となる。

ただし、単に硬化処理（塗膜硬化工程）が完了しただけでは、ローラの端部にキャップ５が装着されたままであり、また、硬化した塗膜３ａのままでは正規の形態（製品としてのＯＡローラに設ける寸法とされた塗膜硬化層３）となっていない。よって、図２（ｃ）で示す塗膜硬化工程後に、キャップ５の取り外しおよび硬化させた塗膜３ａを整える処理を効率的にする必要がある。ここでの塗膜硬化工程後の処理を効率良く実行しないと、先に課題として指摘したように後処理工程が複雑となりコスト増加が問題となってしまう。そこで、本発明による製造方法は、効率的な後処理（塗膜切断処理工程）を実現するように工夫したものである。

なお、先に課題として説明した従来技術のＯＡローラの製造方法は、採用するキャップの外径をローラ中間体の外径と一致させて塗膜を形成し、ローラ中間体とキャップとの接合位置よりも軸方向外側のキャップ外周面上で塗膜を切断して、キャップをローラ中間体から除去するものであった。そのため、塗膜が余分にはみ出た状態となるので、塗膜の余分な端部を切断して予定した正規寸法とし、除去する後処理加工が必要であった。
これに対して、本発明による製造方法では、塗膜硬化層の目的厚みＴａよりも、径方向での厚みＴｂが厚く形成してあるキャップ５を採用している。そして、キャップ５よりも軸方向内側で塗膜を切断することにより、従来技術のような後処理加工（塗膜の余分な端部の除去）を不要としている。
ここで、発明者らは、当初、キャップ開口端部の位置５ＴＰを、塗膜硬化層３を設ける正規位置に対応させること、すなわち、キャップ開口端部の位置５ＴＰで硬化後の塗膜３ａを切断するようにキャップを配置し、塗膜硬化後にキャップ開口端部の位置５ＴＰで塗膜を切断して、最後にキャップを取り外すことで、従来の後処理工程を不要として所望の寸法の塗膜硬化層を簡易に形成できると想定した。しかしながら、これでは更に解消すべき不都合な点があることが確認された。本発明のＯＡローラの製造方法は、この不都合な点をも解決して完成に至ったものである。
以下の説明では、ここで指摘した不都合な点がどのような点であり、本発明ではどのように解決しているかを説明することで、本発明の特徴を明らかにする。

更に図３、図４を参照して説明する。図３は、比較のため、上記で指摘した不都合な点がある塗膜切断処理工程での処理について示した図であり、図４は本発明の実施例に係る、不都合な点が解消されている塗膜切断処理工程での処理について示した図である。
図３は、塗膜硬化層を形成する正規位置にキャップ開口端部が対応して位置するようにしてキャップが形成してあり、キャップ開口端部の位置５ＴＰで、硬化した塗膜３ａを切断している。すなわち、この場合はキャップ開口端部の位置５ＴＰを切断位置ＣＰとしてある。ところが、この様な位置で塗膜３ａを切断してみると、塗膜３ａの端部にバリが形成されてしまう。そして、塗膜の端部でのバリの形成は、キャップ５の径方向での厚みＴｂが塗膜３ａの径方向での目的厚みＴａよりも厚く形成してある場合に特に顕著であった。
より具体的には、キャップ５の厚みＴｂに起因して塗膜３ａの厚さがキャップ５側で漸増するので、キャップ５の開口周縁部５ｃｒに、塗膜３ａのラッパ形状のバリ部３ｐｒが形成される。従って、キャップ開口端部の位置５ＴＰで硬化した塗膜３ａを切断すると、キャップ５を除去したときにラッパ形状バリ部３ｐｒが顕在化する。しかも、このラッパ形状バリ部３ｐｒは塗膜３ａ（塗膜硬化層３）の目的厚みより厚い（高い）ので、ＯＡ装置にセットしたときには、対向して配置される機器と接触する。例えば、ＯＡローラが画像形成装置に採用される帯電ローラである場合、ラッパ形状バリ部が感光体ドラム（ＯＰＣ）の一部と接触する不都合が発生する。

そこで、本発明では図４に示した手法で対処したものである。この手法では、塗膜切断処理工程での切断位置ＣＰを、上記ラッパ形状バリ部３ｐｒが除去側（図４では上側）となるように設定してある。このようにすればキャップの開口周縁部５ｃｒに形成されたラッパ形状バリ部が存在していても、簡単に対処できる。そして、実際の対応としては、軸方向ＰＬにおける長さ（寸法）を、図３で示しているキャップ５−１（塗膜硬化層を設ける正規位置にキャップ開口端が位置する長さを有する）より短くしたキャップ５−２を用いればよいので簡単に実行できる。
すなわち、図４で示す本発明の場合、切断位置ＣＰは塗膜硬化層３を設ける正規位置に対応して設定されるが、ラッパ形状バリ部３ｐｒはこれより切断除去側となるように変更される。よって、キャップ５を除去するときにラッパ形状バリ部３ｐｒも同様に除去することができる。

図５は本発明のＯＡローラの製造方法による効果を確認するために示した図であり、図５の左側は切断位置ＣＰ近傍における切断前の断面状態（プロファイル）を拡大して示した図、図５の右側は切断位置ＣＰ近傍における切断後の断面状態（プロファイル）を拡大して示した図である。それぞれの図において、上段はＯＡローラの切断位置ＣＰ近傍の塗膜３ａ（塗膜硬化層３）の様子を示し、下段は硬化した塗膜の厚さ（＝（ローラ外径−芯材外径）／２）の軸方向（長手方向）の変化を示している。この例は芯材２上に目的厚みＴａが２ｍｍの塗膜３ａを形成した場合で、図５から、切断前にあってはキャップ５の開口周縁部や外周に除去すべき塗膜が厚く形成されていること、そして切断後はこれらが除去されることが確認できる。
この図５から本願のＯＡローラの製造方法によると、ラッパ形状バリ部３ｐｒを確実に除去して、予定した正規位置に均一な塗膜硬化層３を備えたＯＡローラを製造できることを確認できる。

なお、前述した塗膜端部切断工程では、キャップ５を取り外して除去するときに、このキャップ５と共に切断された塗膜の一部（ラッパ形状バリ部３ｐｒが存在している部分）が一緒に除去されるようにするのが好ましい。このようにすればキャップ５を外すとき（除去するとき）に効率良く一回の除去作業を完了できる。そのためはキャップ５に塗膜が付着し易いように工夫をしておくことが好ましい。キャップ５は、例えば塗料に対する耐久性があることを前提として、塗膜（硬化後の塗膜）と密着性のある材料で形成するのが望ましい。そして、キャップ５には、塗膜との密着性が向上するようにサンドブラストなどの表面粗し処理などを施してもよい。

ところで、切断位置ＣＰは、ラッパ形状バリ部３ｐｒが製品化した際のＯＡローラ側に突出しないように設定すればよい。よって、切断位置ＣＰの設定限界はラッパ形状バリ部の径方向での厚みが、塗膜硬化層の目的厚みと同等または該厚み以下となる位置であればよい。すなわち、図４での切断位置ＣＰはラッパ形状バリ部３ｐｒの下側に少し掛かる位置でもよい。要するに、ラッパ形状バリ部がＯＡローラ１の塗膜硬化層３から突出することがない位置であればよい。
なお、ラッパ状バリ部の大きさは、使用する塗料の粘度やキャップの厚さにより定まる。従って、本発明の製造方法で使用するキャップ５の寸法および硬化した塗膜の切断位置は、ローラの製造条件と同一条件での実験を行うことにより定めることができる。

本発明の製造方法により製造されるＯＡローラは、芯材２上に、必要により種々の形態の塗膜硬化層３を設けることができる。
上述した実施例は、発明の理解のため芯材２上に一層の塗膜３ａを形成し、これを硬化処理する場合を例示しているが、前述したように塗膜硬化層３を複数層による積層で形成してもよい。例えば第１の塗膜硬化層３−１を弾性層、そして第２の塗膜硬化層３−２を樹脂による表層とすることができ、この場合はこの両者により塗膜硬化層３が構成され、この２層を積層して硬化した後に前述した塗膜切断処理工程を実施すればよい。
また、前述したように芯材２上に弾性層などの中間層を予め配置したＯＡローラ中間体を用いてもよく、この場合には中間層に設けた表層が塗膜硬化層となり、この表層を硬化した後に前述した塗膜切断処理工程を実施すればよい。

以上で説明したように、本発明によると、硬化させた塗膜の切断位置を製品化したときに問題となるラッパ形状バリ部が除去側となるように設定するという簡易な工夫によって、均一な塗膜を備えたＯＡローラを効率的に製造できる。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば均一な塗膜を備えたＯＡローラを効率的に製造できる方法を提供でき、これにより製造されたＯＡローラは複写機、プリンター、ＦＡＸ等に好適に利用することができる。

１ ＯＡローラ
２ 芯材
３ 塗膜硬化層
３ａ 塗膜
３ｐｒ ラッパ形状バリ部
５ キャップ
５ＴＰ キャップ開口端部の位置
５ｃｒ キャップの開口周縁部
ＣＰ 切断位置
１０ 液槽
Ｔａ 塗膜硬化層の目的厚み
Ｔｂ キャップの径方向での厚み

Claims (3)

1. 棒状の芯材を、塗布材料の液槽に浸漬して引上げることで塗膜を形成し、該塗膜を硬化させて塗膜硬化層を設けてＯＡローラを製造するに際して、
   芯材の端部にキャップを装着してから、当該キャップを装着した芯材を前記液槽に浸漬して引上げることで前記塗膜を形成する塗膜形成工程と、前記塗膜を硬化させる処理を施す塗膜硬化工程と、前記キャップの近傍で前記芯材上の硬化した塗膜を周方向に切断した後、前記キャップ及び切断された前記硬化した塗膜を除去して、前記塗膜硬化層が所定位置に配置されたＯＡローラを得る塗膜切断処理工程とを、含んでなるＯＡローラの製造方法であって、
   前記キャップの開口周縁部に沿って形成される、前記硬化した塗膜のラッパ形状バリ部が除去側となるようにして、前記塗膜切断処理工程での切断位置が設定してある、ことを特徴とするＯＡローラの製造方法。
2. 前記塗膜切断処理工程では、前記キャップを取り外して除去するときに、該キャップと共に切断された前記硬化した塗膜の除去も一緒に実行する、ことを特徴とする請求項１に記載のＯＡローラの製造方法。
3. ＯＡローラが弾性層と該弾性層を被覆する表層とを備えたローラ構造であり、
   前記塗膜硬化層は、前記弾性層及び前記表層の双方、または前記表層である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のＯＡローラの製造方法。

Images