JPH08118214A - 弾性ロールの研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外周径を精密に仕上げる必要のある弾性ロー
ルを研磨する場合に、砥石の当接圧力により弾性層に生
ずる変形を有効に防止しもって容易にかつ非常に精密な
外周径となし得る弾性ロールの研磨方法を得ることを目
的とする。 【構成】 軸芯１Ａの外周に弾性層１Ｂを同心円状に形
成した弾性ロール素形１の外周表面を研削するに当た
り、前記弾性層１Ｂの両端側面に互いに反方向の軸方向
圧力を、均等分布の状態で付加し研削することよりな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、弾性ロールの研磨方
法、特に軸方向に細長い弾性ロールの弾性層外径の研磨
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンター、ファクシミリ装置
などの紙送りロール、あるいは一成分非磁性現像方式の
電子写真プロセスに用いられる現像ロールとして、軸芯
の外周に弾性層を同心円状に形成した弾性ロールが非常
に広く使用されている。この種弾性ロールは、紙送り機
能あるいは現像機能を的確に発揮させ得るよう弾性層の
外径をロール全長にわたって均一とするため、外周面を
砥石などにより研磨している。特に、電子写真プロセス
に用いられる現像ロールの場合は、得た潜像を現像する
場合に、トナーによる現像濃さを均一とするため外周面
の研磨は非常に厳密に行い、必要に応じて研磨面にコー
ティング処理をしている。従って、一般にこれら弾性ロ
ールの製造に際しては、金型を用い熱プレス法、インジ
ェクション法あるいは注型法などにより軸芯の外周に弾
性層を同心円状に形成した弾性ロール素形を製造し、次
いでこの素形の弾性層外周を研磨砥石等により均一に研
磨し精密仕上げとすることが行われる。

【０００３】

【従来技術の問題点】ところで、従来では弾性ロール素
形の表面研磨は図５に示すように弾性ロール素形Ｂを回
転支持装置Ａに取り付けて回転させると共に、表面に砥
石Ｃを当接して回転させ研磨により表面均一仕上げとす
る方法が採用されているが、この方法の場合砥石Ｃの当
接圧力によって弾性ロール素形Ｂの端部Ｂ’が図６に示
すように弾性変形し、砥石Ｃの進行に伴って図７に示す
ように端部Ｂ’が復元膨張するため、仕上がった弾性ロ
ールｂは図８に誇張して示すように鼓形となり、ロール
軸方向の中央部が凹んだ状態となりやすく、このため紙
送りロールの場合は薄い紙ほど均一な送り機能が阻害さ
れ、また現像ロールの場合はロール両端部分と中央部分
とで現像の濃淡やいわゆる「かぶり」を生じたり、外径
の大きい両端部の感光体への圧接力が大きくなり、感光
体を摩耗させる問題を有していた。

【０００４】このような問題点を解消するため、研磨に
際し弾性ロール素形Ｂを超高速回転させて研磨すること
や砥石Ｃの幅を小さくして切削刃Ｃにより生ずる弾性層
の応力を小さくすることなどが行われているが、前者の
超高速回転の場合は軸芯のセットが非常に難しく、また
後者の砥石Ｃの幅を小さくする場合は、研磨効率が低下
し製造効率が非常に悪くなるといった欠点があり、いず
れも大量生産には向かない問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記問題
点に鑑み、外径を均一に仕上げる必要のある弾性ロール
を研磨する場合に、砥石の当接圧力により弾性層に生ず
る変形を有効に防止しもって軸方向に均一な外径となし
得る弾性ロールの研磨方法を得ることを目的としてなさ
れたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明の弾性ロ
ールの研磨方法は、軸芯の外周に弾性層を同心円状に形
成した弾性ロール素形の外周表面を研磨するに当たり、
前記弾性層の両端側面に互いに反方向の軸方向圧力を、
均等分布の状態で付加し研磨することを特徴とするもの
である。

【０００７】この発明が対象とする弾性ロールは、金
属、樹脂等の剛性材料からなる軸芯の外周にポリウレタ
ン、ニトリルブタジエンゴム、シリコンゴム、エピクロ
ルヒドリンゴム等からなる弾性体層を同心円状に形成し
たものであり、弾性体層と軸芯は接着一体化するのが好
ましい。

【０００８】第２の発明は、上記方法を実施するに際
し、弾性層の両端側面に互いに反方向の軸方向圧力を均
等分布の状態で付加する治具として、軸芯を受容する中
心孔を有し、かつ外径が弾性層外周径より少なくともそ
の研磨厚さより小さい径のリング体を用いることを特徴
とするものである。

【０００９】第２の発明において、前記軸方向圧力を付
加する治具は鍔状体とし、弾性ロール素形を研磨装置に
セットする前に固定するようにしてもよく、軸芯を受容
する中心孔を有し、かつ外径が研磨後の弾性層外径より
小さい円筒体を、軸芯を支持するチャック装置に一体又
はベアリングを介して設け、弾性ロールのセットと同時
に軸方向圧力が付加されるようにしても良い。

【００１０】また、軸方向圧力を付加する治具は、付加
圧力により変形しないものなら特に制約はなく、アルミ
合金、鉄、銅等の金属、ポリアミド、ポリエステル、ポ
リカーボネート等の樹脂材料などが使用できる。

【００１１】さらに第３の発明は、上記第１又は第２の
発明において、弾性ロールが導電性ロールであることを
特徴とするものである。第３の発明において、弾性ロー
ルとは軸芯が金属等の導電体よりなり、弾性層が半導電
域（電気抵抗が10⁵ 〜 10⁸Ω・cm）から導電域（電気抵
抗が10⁵ より低い）のもので電子写真装置における現像
ロール、転写ロール、帯電ロールなどが該当する。

【００１２】

【作用】

請求項１の発明について 軸芯の外周に弾性層を同心円状に形成した弾性ロール素
形表面を研磨する場合弾性ロール素形の軸方向端部ほど
砥石の接触圧により変形し易くなる。そこで、この変形
を防止するため、弾性ロールの弾性層の両端側面に互い
に反方向の軸方向圧力を、均等分布の状態で付加し研磨
する。この圧力により砥石の接触圧による弾性層の軸方
向への逃げ変形が防止され弾性層の軸方向全長に渡って
均一な研磨加工が可能となる。

【００１３】請求項２について 上記弾性ロールの弾性層の両端側面に互いに反方向の軸
方向圧力を均等分布の状態で付加する手段として軸芯を
受容する中心孔を有し、かつ外径が弾性層外周径より少
なくともその研磨厚さより小さい径のリング体を用いる
ため、研磨装置への弾性ロールの脱着が迅速に行える一
方、そのリング体を取り付けたままで研磨が可能とな
る。

【００１４】請求項３について 特に表面仕上げの精密さの要求される導電性ロールの表
面仕上げにも適用可能である。なお、他の表面仕上げの
精密さの要求される弾性ロール、例えば紙送りローラ等
に対しても適用可能であることは勿論である。

【００１５】

【実施例】次にこの発明の実施例を説明する。図１はこ
の発明の方法を実施する装置の側面図、図２はもう一つ
の発明の方法に使用される治具の要部断面図、図３は研
磨過程を示す要部断面図、図４はこの発明の方法に使用
される他の治具例を使用した場合の断面図である。

【００１６】〔実施例１〕外周面にフェノール系接着材
を塗布乾燥した直径8mm のステンレス製軸芯１Ａを円筒
状金型（図示省略）の中心に同軸にセットし、150 ℃に
予熱後、表１に示す組成を有する１ショットポリウレタ
ン用配合物（粘性液）を注型し、温度150℃で１時間か
けて成形し肉厚５mm、硬度30度(JIS-A) の弾性を有する
ポリウレタン製弾性ロール素形１を得た。

【００１７】

【表１】

【００１８】次に、軸芯１Ａの両端から、外径17mm、中
心孔の口径8.1mm のリング状をなす治具２として鍔状の
治具を用い、鍔部２Ａを弾性層１Ｂの端面に隙間なく当
接後軸芯１ＡにネジＴで固定した。次いで図１に示すよ
うに弾性ロール素形１を研磨装置の回転支持装置３にセ
ットし、200rpmで回転させると共に、その外周面に2000
rpm で弾性ロール素形１と逆方向に回転させた幅32mmの
回転砥石４を当接し横送り速度２mm／秒の速度で研磨を
行った。研磨後、弾性層１Ｂの端面に当接固定されてい
たリング状の治具２を取り外し弾性ロールを得た。

【００１９】〔実施例２〕実施例１と同じ弾性ロール素
形１を使用し、図２及び図３に示すようにリング状をな
す治具２として外径17mm、中心孔の口径8.3mm の円筒状
体２Ｂの一端にフランジ２Ｃを設けた治具２を用い、フ
ランジ２Ｃを回転支持装置３に同心状にネジＴで固定し
他の端部２Ｄの端面を弾性層１Ｂの端面に隙間なく当接
し、弾性層１Ｂの圧縮変形を防止した。次いで実施例１
と同様の条件で研磨を行い、研磨後回転支持装置３Ａか
ら取り外して研磨処理後の弾性ロールを得た。

【００２０】〔実施例３〕実施例１と同じ弾性ロール素
形１を使用し、図４に示すようにリング状をなす治具２
として中心部に弾性ロール素形１をセンター押し支持す
る突起２Ｅと、ロールの弾性層１Ｂの端面に当接するリ
ング状部分２Ｆとチャックに挟持固定される部分２Ｇと
を一体に有する治具２を用い、実施例１と同じ条件で研
磨加工を行った。なお、図４中符号２Ｈで示す部分は、
弾性ロール素形１の軸芯１Ａの他端を支持する軸受を示
す。

【００２１】〔比較例１〕実施例１において鍔状の治具
２を取り付けない他は実施例１と同様に弾性ロール素形
１を研磨した。

【００２２】上記実施例１〜３及び比較例１で得た弾性
ロールの軸方向における弾性層の外径をレーザーマイク
ロにより測定したところ実施例１〜３の場合は弾性ロー
ルの弾性層の外径の軸端部分と軸中央部分の変化量は30
μｍ以下であったのに対し、比較例の場合は最小でも80
μｍが測定され、本願発明の方法によって得た弾性ロー
ルの軸方向における外径の均一性が優れることが判明し
た。

【００２３】〔実施例４〕実施例１で弾性層の表面を研
磨加工した弾性ロールを、導電性付与剤を添加した熱可
塑性ウレタンをメチルエチルケトンとテトラヒドロフラ
ンを１：１（重量比）の割合で混合した溶剤に溶解して
得られたディップ液に浸漬し、一成分非磁性現像剤用の
現像ロールを得た。

【００２４】〔比較例２〕比較例１で弾性層の外周面を
研磨加工した弾性ロールを実施例４と同一条件でディッ
プ液に浸漬し、一成分非磁性現像剤用の現像ロールを得
た。

【００２５】上記実施例４及び比較例２で得られた現像
ロールを一成分非磁性の現像剤を用いる電子写真プリン
ター装置に取付け、現像することにより画像評価を行っ
たところ、実施例４のものは均一な濃度の画像が得られ
たが、比較例２のものは、画像中央部付近は濃度が濃
く、周辺部は濃度の薄い画質の不均一な画像となった。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明の弾性ロールの研磨方法によれば、弾性層研磨の際、
研磨砥石を当接しても弾性層の軸方向端部への膨張が防
止される結果、弾性層の表面研磨が軸方向に均一に行え
るようになり、ローラの仕上げ面が均一となる。請求項
２に係る発明の弾性ロールの研磨方法によれば、上記方
法を実施する際に弾性ローラの研磨装置に対する脱着が
迅速化される。また、この発明の方法は従来の研磨装置
に弾性層を両端から圧接する治具を付加するだけで良い
ので実施も容易に出来る。請求項３に係る発明の弾性ロ
ールの研磨方法によれば、特に現像ローラの場合は現像
ローラと現像液薄層化ブレード及び感光体とが均一に接
触することが可能となり、その結果トナーの厚さが一定
となり濃淡ムラのない画像とすることができまた、感光
体の摩耗も抑えることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を実施する装置の側面図であ
る。

【図２】もう一つの発明の方法に使用される治具の要部
断面図である。

【図３】研磨過程を示す要部断面図である。

【図４】この発明の方法に使用される他の治具例を使用
した断面図である。

【図５】従来の研磨方法を示す側面図である。

【図６】従来の研磨方法による研磨状態を示す要部側面
図である。

【図７】同じく従来の研磨方法による研磨状態を示す要
部側面図である。

【図８】従来例の方法により得た弾性ロールの側面図で
ある。

【符号の説明】

１…弾性ロール素形 １Ａ…軸芯 １Ｂ…弾性層 ２…リング状をなす治具 ２Ａ…鍔部 ２Ｂ…円筒状体 ２Ｃ…フランジ ２Ｄ…他の端部 ２Ｅ…弾性ロール素形１をセンター押し支持する突起 ２Ｆ…リング状部分 ２Ｇ…チャックに挟持固定される部分 ２Ｈ…軸受 ３…研磨装置の回転支持装置 ４…回転砥石 Ｔ…ネジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸芯の外周に弾性層を同心円状に形成し
   た弾性ロール素形の外周表面を研磨するに当たり、前記
   弾性層の両端側面に互いに反方向の軸方向圧力を、均等
   分布の状態で付加し研磨することを特徴とする弾性ロー
   ルの研磨方法。
2. 【請求項２】 弾性層の両端側面に互いに反方向の軸方
   向圧力を均等分布の状態で付加する治具として、軸芯を
   受容する中心孔を有し、かつ外径が弾性層外周径より少
   なくともその研磨厚さより小さい径のリング状をなす治
   具を用いることを特徴とする請求項１に記載の弾性ロー
   ルの研磨方法。
3. 【請求項３】 弾性ロールが導電性ロールであることを
   特徴とする請求項１に記載の弾性ロールの研磨方法。