KR20100066130A - 화상형성장치용 롤러 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 화상형성장치용 롤러는, 샤프트, 샤프트의 외면에 형성된 몸체, 및 몸체의 외면에 설치되며, 양쪽 측단 부분이 몸체의 양쪽 측면에 접촉하도록 형성된 튜브를 포함한다.
롤러, 외부튜브, 돌출부, 측면부착, 복층구조

Description

화상형성장치용 롤러 및 그 제조방법{Roller usable with Image forming apparatus and Method to manufacture the same}
본 발명은 화상형성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전자사진방식 화상형성장치에 사용되는 롤러 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 레이저 프린터, 팩스밀리, 복사기 등과 같은 전자사진방식 화상형성장치는 감광매체와 감광매체의 둘레에 설치되는 대전롤러, 현상롤러, 전사롤러 등을 포함한다. 현상장치로부터 공급되는 현상제가 감광매체, 대전롤러, 현상롤러, 전사롤러에 인가되는 전압에 의해 이동하여 인쇄매체에 소정의 화상을 형성하게 된다.
예를 들어, 대전롤러는 감광매체의 표면을 소정의 전압으로 대전시키고, 노광유닛에서 주사되는 광이 대전된 감광매체의 표면에 인쇄 데이터에 대응되는 정전잠상을 형성한다. 그러면, 현상롤러가 감광매체로 현상제를 공급하여 정전잠상을 현상제 화상으로 현상하게 된다. 현상제 화상은 전사롤러에 의해 감광매체와 전사롤러 사이를 통과하는 인쇄매체로 전사된다. 이때, 대전롤러, 현상롤러, 전사롤러에는 각각 소정이 전압이 인가되어 있다.
따라서, 이와 같이 전압이 인가되는 현상롤러, 대전롤러, 전사롤러 등과 같은 화상형성장치용 롤러들은 도전성이 있어야 하며, 장기간 사용하여도 도전성의 변화가 적은 것이 바람직하다. 본 발명은 이와 같이 전압이 인가되는 화상형성장치용 롤러 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 튜브가 몸체에 안정적으로 고정되는 화상형성장치용 롤러 및 이의 제조방법에 관련된다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러는, 샤프트; 상기 샤프트의 외면에 형성된 몸체; 및 상기 몸체의 외면에 설치되며, 양쪽 측단 부분이 상기 몸체의 양쪽 측면에 접촉하도록 형성된 튜브;를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 튜브의 양쪽 측단 부분은 가압 및 가열되어 상기 몸체의 양쪽 측면에 고정되도록 할 수 있다.
또한, 상기 튜브의 양쪽 측단 부분은 한 쪽 모서리의 단면을 라운드(round) 형상으로 성형할 수 있다.
또한, 상기 튜브의 양쪽 측단은 상기 몸체의 양쪽 측단보다 1mm 에서 상기 몸체의 외면에서 상기 샤프트의 외면까지의 거리 범위 내로 돌출되어 상기 몸체의 양쪽 측면에 접촉되도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체는 인서트 압출 성형으로 상기 샤프트에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 튜브는 인서트 압출 성형으로 상기 몸체에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 튜브는 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR, Acrylonitrile Butadiene Rubber), 폴리올레핀계 수지(Polyolefin based resin), 불소계 고분자 수지(Fluoro based polyneric resin) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 재료로 성형하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체보다 상기 튜브의 경도가 더 높으며, 상기 튜브는 경도가 35-45 (Asker type-A)가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 튜브의 전기 저항은 105 Ω 내지 106 Ω이고, 상기 롤러의 전체 전기 저항은 106 Ω 내지 3.5 X 106 Ω로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 튜브의 표면 조도는 Rz 7-11㎛ 이고, 두께는 2.5±0.5mm로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 롤러는 현상롤러, 대전롤러, 전사롤러, 대전 클리닝 롤러, 리셋롤러 중 적어도 한 개일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러의 제조방법은, 샤프트가 몸체의 중심에 위치하도록 상기 샤프트와 상기 몸체를 형성하는 단계; 상기 몸체의 외면에 튜브를 형성하며, 상기 튜브의 양쪽 측단이 상기 몸체의 양쪽 측단보다 돌출되도록 형성하는 단계; 및 상기 튜브의 돌출된 양쪽 측단 부분을 상기 몸체의 양쪽 측면에 부착하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 튜브의 돌출된 양쪽 측단 부분을 상기 몸체의 양쪽 측면에 부착하는 단계는, 측단 부착지그를 이용하여 상기 튜브의 돌출된 양쪽 측단 부분을 상기 몸체의 양쪽 측면에 접촉하도록 변형시키는 단계; 및 상기 측단 부착지그에 열을 가하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 튜브의 양쪽 측단이 상기 몸체의 양쪽 측단보다 돌출되도록 형성하는 단계는, 상기 튜브의 양쪽 측단이 상기 몸체의 양쪽 측단에서 1mm 내지 상기 몸체의 외면에서 상기 샤프트의 외면까지의 거리 범위 내로 돌출되도록 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 샤프트와 상기 몸체를 일체로 형성하는 단계는, 상기 샤프트를 인서트하여 상기 몸체를 압출하는 인서트 압출 성형으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체의 외면에 상기 튜브를 일체로 형성하는 단계는, 상기 샤프트가 조립된 상기 몸체를 인서트하여 상기 튜브를 압출하는 인서트 압출 성형으로 형성하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 화상형성장치용 롤러 및 그 제조방법의 실시예에 대하여 설명한다.
다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러(1)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 화상형성장치용 롤러(1)의 측면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 화상형성장치용 롤러(1)를 선 3-3에서 절단하여 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 1의 화상형성장치용 롤러(1)를 선 4-4에서 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러(1)는 샤프트(10) 및 롤러 몸체(2)를 포함한다.
샤프트(10)는 롤러 몸체(2)가 고정되며, 롤러 몸체(2)의 회전 중심을 이루는 것으로서, 금속 재질로 형성된다. 본 실시예의 경우에는 쾌삭강(SUM, Stainless Use Machinability), 스테인레스(SUS, Steel Use Stainless) 등이 사용된다. 그리고, 샤프트(10)는 직경 약 4-8mm 정도를 가지며, 그 표면은 니켈 등으로 도금이 가능하다.
롤러 몸체(2)는 화상형성장치용 롤러(1)의 용도에 따라 특정한 성질을 가지면서, 환경 변화에 대해 특정 성질의 변화폭이 최소화 되도록 형성될 수 있다. 즉, 롤러(1)가 현상롤러로 사용될 경우에는 롤러 몸체(2)는 현상제를 감광매체로 이송하는데 적절한 성질을 갖도록 형성되고, 대전롤러로 사용될 경우에는 감광매체를 대전하는데 적절한 성질을 갖도록 형성되며, 전사롤러로 사용될 경우에는 현상제 화상을 인쇄매체로 전사하는데 적절한 성질을 갖도록 형성된다.
예를 들면, 본 발명의 롤러(1)가 화상형성장치의 현상롤러로 사용될 경우에는 롤러 몸체(2)는 다음과 같은 특성을 구비할 수 있다.
일반적으로 화상형성장치에　사용되는 현상롤러는 현상제 공급장치로부터 기 계적 및/또는 정전기적 힘으로 현상제를 공급받아 감광매체로 공급하는 것으로서 주로 고무류로 형성된다. 현상롤러를 만드는데 사용되는 재질로는 실리콘 고무(Silicone Rubber), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR, Acrylonitrile　butadiene rubber), 폴리 우레탄(Polyurethane), 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer rubber) 등이 있다.
현재 주로 사용하는 고무의 종류는 극성이 강하거나 치환기가 많은 것이 주류이다. 따라서,　이온 전도 타입의 롤러인 경우는 환경의 변화에 대해 저항의 변화가 크다. 즉, 고온 고습 환경과 저온 저습 환경에서의 롤러의 체적 저항의 차이가 약 102 Ω으로 크다. 따라서,　저온 저습에서 롤러의 저항의 상승을 최소화하기 위하여 상온 상습 조건에서 낮은 저항을 갖도록 제작할 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우는 계조성의 저하로 인쇄 화질이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 고무에 카본 블랙을 첨가하여 만든 전자 전도 타입 롤러의 경우는 이러한 환경 변화에 대한 저항의 변화는 상대적으로 적으나, 상대적으로 롤러간의 제품 편차가 크고, 과다한 경도 상승으로 인해 현상제의 열화를 수반하게 되고, 한 개의 롤러에서 국부적으로 저항의 편차가 있으며, 카본 블랙 함량에 따라 저항의 변화가 크게 나타난다는 등의 단점이 있어 제작이 어려운 점이 적다.
또한, 우레탄 롤러의 경우는 가격이 비싸 원가 상승의 문제가 있고, 실리콘 롤러의 경우는 저분자 물질이 표면으로의 묻어 나옴으로 인해 화상 오염 유발, 장기 사용시 내구성 부족으로 인한 롤러의 마모 등과 같은 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 현상롤러를 복층 구조로 형성할 수 있다. 즉, 전계의 손실을 최소화하면서도 계조성을 유지할 수 있도록 하기 위해 현상롤러의 내층은 저저항의 탄성층으로 형성하고, 외층은 고저항 재질로 형성하는 것이다. 이와 같이 현상롤러를 복층 구조로 형성하면, 환경 변화에 따른 저항의 변화를 최소화하면서도 전계 손실을 줄일 수 있어 계조성을 유지할 수 있다.
또한, 대전롤러, 전사롤러 등도 이와 같이 복층 구조로 하면, 상기와 같이 저항의 변화를 최소화하면서 전계 손실을 줄일 수 있다. 뿐만 아니라, 대전롤러와 접촉하면서 클리닝을 하는 대전 클리닝 롤러, 또는 현상롤러의 표면에 접촉하면서 현상롤러 표면의 토너와 같은 현상제를 클리닝하거나 리셋하는 리셋롤러 등도 상기와 같은 복층 구조로 하면 제작 및 적용이 용이하다.
따라서, 본 실시예의 경우에는 화상형성장치용 롤러(1)의 롤러 몸체(2)를 몸체(20)와 튜브(30)를 갖는 복층 구조로 형성한다.
몸체(20)는 저항이 낮으며 탄성을 갖는 도전성의 고무 재료로 형성한다. 튜브(30)는 저항이 높은 도전성의 고무 재료로 형성된다. 몸체(20)는 샤프트(10)의 외면(10a)에 샤프트(10)와 일체로 설치된다. 즉, 몸체(20)는 샤프트(10)가 삽입될 수 있는 중공을 갖는 원통형으로 형성되고, 샤프트(10)는 몸체(20)의 중공에 삽입 고정된다.
몸체(20)는 압출기를 이용하여 성형하는 압출 성형 방식과 프레스를 이용하여 성형하는 프레스 성형 방식으로 형성될 수 있다. 압출 성형 방식은 압출기를 이용하여 몸체(20)를 성형하는 것으로서 압출기의 실리더 내부로 원재료를 투입하고 스크류에 의해 강제 압송시켜서 몸체의 형태와 크기를 결정하는 압출 금형(injection dies)을 통과하도록 함으로써 원하는 형태의 몸체(20)를 얻는 방식이고, 프레스 성형 방식은 원하는 크기와 형태의 몸체(20)의 프레스 금형을 제작하고 거기에 원재료를 넣어서 일정 온도와 압력을 가하여 원하는 형태의 몸체(20)를 얻는 방식이다. 또한, 압출 성형 방식은 성형된 배합물이 미가황 상태 이므로 가류관(가황관)을 이용하여 일정 온도와 압력하에서 반응을 시켜 3차원 망상구조를 가지게 함으로써 탄성을 지니는 도전성 몸체(20)를 얻을 수 있다.
몸체(20)와 샤프트(10)를 일체로 형성할 때, 몸체(20)와 샤프트(10)를 별도로 만든 후, 몸체(20)에 샤프트(10)를 압입하는 방법을 사용할 수 있다. 또는, 압출 성형 또는 프레스 성형시 압출 금형 또는 프레스 금형에 샤프트(10)를 삽입하여 몸체(20)와 샤프트(10)를 일체로 성형하는 방법을 사용할 수 있다. 그리고 필요에 따라 샤프트(10)와 몸체(20)의 접촉면에 접착제를 사용하여 접착이 가능하며, 몸체(20)는 샤프트(10)의 표면에서 약 2-8mm의 두께로 형성된다.
튜브(30)는 몸체(20)의 외면(20a)에 설치되며, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)이 몸체(20)의 양쪽 측면(또는 양쪽 측단이라 한다)(21)에 접촉하도록 형성된다. 즉, 튜브(30)의 양쪽 측단(31a)에 인접한 튜브(30)의 부분(31)의 내면(31b)이 몸체(20)의 양쪽 측면(21)에 접촉하도록 구성된다. 다만, 도 2 및 도 4에는 튜브(30)의 한쪽 측단 부분(31)만이 도시되어 있다. 튜브(30)는 1-4mm의 두께로 형성이 되며 튜브(30)는 몸체(20)보다 얇은 두께로 형성이 될 수 있다. 또한, 튜브(30)의 표면경도가 몸체(20)의 표면경도보다 높은 것 이 좋다. 이는 튜브(30)가 외부 환경에 민감하지 않으며, 변형 등에 대한 저항력을 갖는 것이 좋기 때문이다. 또한, 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)인 접힌 부분의 길이(L)는 1mm 이상으로 하는 것이 좋다. 여기서, 튜브(30)의 접힌 부분(31)은 도 6a에 도시된 바와 같이 접히기 전의 몸체(20)의 측면(21)에서 돌출된 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)에 해당한다. 또한, 튜브(30)의 접힌 부분(31)의 최대 길이는 몸체(20)의 두께(T1)보다 작게 하는 것이 좋다. 즉, 튜브(30)의 접힌 부분(31)의 최대 길이는 몸체(20)의 외면(20a)에서 샤프트(10)의 외면(10a)까지의 거리 범위 내로 한정된다. 이때, 튜브(30)의 접힌 부분(31)의 길이(L)는 롤러(1)의 회전에 의해 튜브(30)가 몸체(20)에 대해 움직이지 않도록 할 수 있는 고정력을 발생시킬 수 있는 크기로 정할 수 있다.
튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)을 몸체(20)의 양쪽 측면(21)에 부착할 경우는, 튜브(30)를 몸체(31)의 길이보다 길게 절단한 후, 몸체(20)의 양쪽 측면(21)에서 돌출된 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)(이하, 튜브의 돌출부)을 샤프트(10) 쪽으로 굽힌다. 그 후, 튜브(30)의 돌출부(31)의 내면(31b)을 몸체(20)의 측면(21)에 고정하면 된다. 이때, 튜브(30)의 돌출부(31)와 몸체(20)의 측면(21)은 접착제 등 다양한 방법으로 고정할 수 있다. 본 실시예의 경우에는 튜브(30)의 돌출부(31)를 일정 온도와 압력으로 가열 및 가압하여 튜브(30)의 돌출부(31)를 몸체(20)의 측면(21)에 고정시킨다.
또한, 튜브(30)의 돌출부(31)를 몸체(20)에 고정시킬 때, 지그(jig)를 사용할 수 있다. 본 실시예의 경우에는 도 5에 도시된 바와 같은 측단 부착지그(100)를 사용하여 튜브(30)의 돌출부(31)를 몸체(20)의 측면(21)에 접촉시킨후 열을 가하여 몸체(20)의 측면(21)에 고정하였다.
도 5를 참조하면, 측단 부착지그(100)는 튜브(30)의 돌출부(31)를 성형하는 성형면(101)과 샤프트(10)가 삽입되는 관통구멍(102)을 포함한다. 성형면(101)은 내측 몸체(20)로부터 돌출된 튜브(30)의 돌출부(31)를 샤프트(10) 쪽으로 굽힐 수 있고, 굽혀진 튜브(30)의 돌출부(31)를 일정한 형상으로 성형할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 도 5에는 도시되어 있지 않으나, 측단 부착지그(100)는 튜브(30)의 돌출부(31)를 소정 온도로 가열하는 가열유닛과 측단 부착지그(100)를 몸체(20)의 측면(21)에 대해 이동시켜 소정 압력으로 가압하는 이동가압유닛을 더 포함한다.
한편, 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)은 몸체(20)의 모서리(21a) 형상에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예의 경우에는, 몸체(20)의 모서리가 라운드(round) 또는 라운딩(rounding)으로 모따기 가공(도 4의 몸체 단면의 상측 모서리(21a) 참조)되어 있으므로, 이에 대응하는 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)도 내무 몸체(20)의 모서리(21a)에 대응하여 튜브(30) 단면의 한 쪽 모서리가 라운드(round) 형상으로 성형된다.
튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)이 고정되면, 롤러(1)가 회전할 때 롤러(1)의 추력에 의해 튜브(30)가 몸체(20)에 대해 상대적으로 이동하지 않는다. 특히 주변의 다른 회전체나 고정체에 접촉하며 회전하는 롤러(1)일 경우 표면의 튜브(30)가 고정되어야 안정적인 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면 현상롤러의 경우, 감광체나 현상제 공급롤러 혹은 현상롤러 상의 현상제 층을 규제하는 층규제부재와 접촉 할 수 있다. 따라서 표면의 튜브가 고정되지 않을 경우는 화상의 현상과정에 문제가 발생한다. 또한 본 롤러(1)가 대전롤러로 사용되는 경우, 피대전체(예를 들면 감광체)나 대전 클리닝부재(롤러나 필름, 판형 블레이드류 혹은 브러쉬와 같은 클리닝이 가능한 부재)와 접촉할 수 있는데, 표면의 튜브(30)가 고정되지 않을 경우 대전 작용에 문제가 발생한다. 또한 본 롤러(1)가 전사롤러나 대전 클리닝 롤러 혹은 리셋롤러로 사용되어도 마찬가지로 표면의 튜브(30)가 고정되지 않으면 본연의 기능을 수행하는데 문제가 발생하게 된다. 따라서 본 실시예와 같이 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)이 고정되면 롤러(1)의 흔들림 등을 방지할 수 있다.
또한, 몸체(20)와 튜브(30) 사이의 고정력이 증가하므로 롤러(1)의 저항이 균일하게 된다. 만일 튜브(30)와 몸체(20)간의 부착에 있어 접착제를 사용하지 않는 경우, 롤러(1)가 회전하면서 튜브(30)의 움직임이 발생하면 순간적으로 몸체(20)와 부분적인 이격이 발생하게 된다. 통상적으로 몸체(20)보다 튜브(30)가 상대적으로 　전기저항이 높은 특성이 있는데, 이는 온도나 습도와 같은 외부환경에 상대적으로 영향을 덜 받기 위해서이다. 그런데 이렇게 롤러(1)가 회전하면서 순간적으로 몸체(20)와 튜브(30)간의 이격이 부분적으로 발생할 경우, 이격된 부위의 국소저항이 순간적으로 높아지게 된다. 따라서 그 부분의 전기적인 특성이 변하기 때문에 롤러(1) 고유의 특성 및 기능 수행에 문제가 발생한다. 예를 들어, 본 롤러(1)가 현상롤러로 사용될 경우 부분적인 저항이 상승되면 화상의 농도가 변하게 된다. 또는, 본 롤러(1)가 대전롤러로 사용될 경우 부분적인 저항 상승에 따라 대전되는 피대전체(예를 들면 감광체)의 대전특성이 변경되어 화상에 문제가 발생하 게 된다. 또한, 본 롤러(1)가 전사롤러나 대전 클리닝롤러 혹은 리셋롤러로 사용되어도 마찬가지 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 롤러(1)를 화상형성장치용 대전롤러로 형성하는 경우에는 균일한 대전능력을 보유할 수 있다.
또한, 튜브(30)의 두께(T2)는 몸체(20)의 두께(T1)보다 얇게 형성할 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 튜브(30)의 두께(T2)는 몸체(20)의 외면(20a)에서부터 튜브(30)의 외면(30a)까지의 거리이고, 내부 튜브(20)의 두께(T1)는 샤프트(10)의 외면(10a)에서부터 몸체(20)의 외면(20a)까지의 거리이다. 본 실시예의 경우에는, 몸체(20)의 두께(T1)와 샤프트(10)의 지름이 롤러(1)의 지름의 절반 이상으로 구성이 된다.
튜브(30)는 몸체(20)와 동일하게 압출기를 이용하여 성형하는 압출 성형 방식과 프레스를 이용하여 성형하는 프레스 성형 방식으로 형성할 수 있다. 샤프트(10)가 삽입된 몸체(20)를 튜브(30)와 일체로 형성할 때, 튜브(30)를 별도로 만든 후, 별도의 공정에서 조립된 샤프트(10)를 구비한 몸체(20)에 튜브(30)를 압입하는 방법을 사용할 수 있다. 또는, 압출 성형 또는 프레스 성형시 압출 금형 또는 프레스 금형에 샤프트(10)를 구비한 몸체(20)를 삽입하여 몸체(20)와 튜브(30)를 일체로 성형하는 방법을 사용할 수 있다.
이와 같은 튜브(30)는 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM, Ethylene Propylene Diene Monomer rubber), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR, Acrylonitrile Butadiene Rubber), PE, PP, PS, PVC 등과 같은 폴리올레핀계 수지(Polyolefin based resin), PTFE, ETFE, PFA, PEP, PVF, FPE 등과 같은 불소계 고분자 수 지(Fluoro based polyneric resin), 및 이들의 혼합물 등을 사용하여 형성할 수 있다.
하나의 실시예로서, 튜브(30)는 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 55중량부, 에피클로로히드린(Epichlorohydrine) 45중량부, 대전방지제 5중량부, 가교제 15중량부, 카본 블랙 2.5중량부를 혼합하여, 두께 2.5±0.5mm, 표면조도 Rz 7-11㎛로 제조할 수 있다. 이 경우 튜브(30)의 경도는 40±5도 (ASKER type-A)이고, 전기저항은 약 105 Ω~ 약 106 Ω으로 할 수 있다.
이 튜브(30)를 샤프트(10)를 구비한 몸체(30)에 삽입하여 롤러(1)를 완성하였을 때, 롤러(1) 전체의 저항이 약 106 Ω - 약 3.5 x 106 Ω이 되도록 몸체(20)의 저항을 조절할 수 있다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러(1)를 제조하는 방법에 대해 첨부된 도 4 및 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 샤프트(10)가 몸체(20)의 중심에 위치하도록, 샤프트(10)와 몸체(20)를 일체로 형성한다(S10). 이때, 샤프트(10)는 별도의 공정에서 만든다. 몸체(20)는 샤프트(10)와 별도의 공정에서 만든 후, 샤프트(10)를 몸체(20)에 삽입하여 몸체(20)와 샤프트(10)를 일체로 형성할 수 있다. 또는, 몸체(20)를 압출 성형 또는 프레스 성형으로 만들 때, 압출기의 압출 금형 또는 프레스의 금형에 샤프트(10)를 삽입하여 몸체(20)와 샤프트(10)를 일체로 성형하는 인서트 성형 방법을 사용할 수 있다.
다음으로, 몸체(20)의 외면(20a)에 튜브(30)를 일체로 형성한다(S20). 이때, 튜브(30)의 양쪽 측단(31a)이 도 6a에 도시된 바와 같이 몸체(20)의 양쪽 측단(또는 양쪽 측면)(21)보다 일정 길이(L) 돌출되도록 형성한다. 튜브(30)는 몸체(20)와 별도의 공정에서 만든 후, 샤프트(10)가 삽입된 몸체(20)의 외면(20a)에 삽입하여 일체로 형성할 수 있다. 또는 튜브(30)를 압출 성형 또는 프레스 성형으로 만들 때, 압출기의 압출 금형 또는 프레스의 금형에 샤프트(10)가 삽입된 몸체(20)를 삽입하여 몸체(20)와 튜브(30)를 일체로 성형하는 인서트 성형 방법을 사용할 수 있다. 이때, 튜브(30)의 양쪽 측단(31a)은 몸체(20)의 양쪽 측면(또는 양쪽 측단)(21)에서 동일한 길이(L)로 돌출되도록 형성할 수 있다.
끝으로, 튜브(30)의 돌출된 양쪽 측단 부분(31)을 몸체(20)의 양쪽 측면(21)에 부착한다(S30). 이때, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 측단 부착지그(100)를 사용하여 튜브(30)의 돌출부(31)를 굽힌 후, 측단 부착지그(100)에 소정의 열을 가하여 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)을 몸체(20)의 측면(21)에 부착할 수 있다.
도 8은 상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 롤러 제조방법을 적용하여 화상형성장치용 현상롤러를 제조하는 과정를 나타낸 순서도이다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 롤러 제조방법을 적용하여 화상형성장치용 현상롤러를 제조하는 방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 샤프트(10)를 준비한다(S110). 샤프트(10)는 별도의 공정에서 금속 재료를 사용하여 일정 길이로 형성한다.
다음으로, 샤프트(10)를 삽입하여 몸체(20)를 인서트 압출한다(S120). 즉, 성형할 압출기의 압출 금형에 샤프트(10)를 삽입한 후, 압출기로 몸체(20)를 압출하면, 샤프트(10)와 몸체(20)가 일체로 형성된다.
이어서, 샤프트(10)가 삽입된 몸체(20)를 약 180℃에서 약 60분 동안 가열하는 열처리를 수행한다(S130). 열처리 후에는 샤프트(10)가 삽입된 몸체(20)를 상온에서 방치한다.
그 후, 몸체(20)를 소정 길이로 절단하면(S140), 샤프트(10)가 일체로 삽입된 몸체(20)가 완성된다.
이어서, 몸체(20)의 외면(20a)을 연마하여(S150), 몸체(20)의 외면(20a)이 일정한 조도를 갖도록 한다.
다음으로, 샤프트(10)가 삽입된 몸체(20)를 삽입하여 튜브(30)를 인서트 압출한다(S160). 즉, 튜브(30)를 성형할 압출기의 압출 금형에 샤프트(10)가 삽입된 몸체(20)를 삽입한 후, 압출기로 튜브(30)를 압출하면, 튜브(30)가 몸체(20)와 일체로 형성된다.
그 후, 튜브(30)를 소정 길이로 절단하면(S170), 샤프트(10) 및 몸체(20)가 일체로 삽입된 튜브(30), 즉 현상롤러를 얻을 수 있다. 이때, 튜브(30)의 양쪽 측단(31a)이 몸체(20)의 양쪽 측면(21)에서 돌출되도록 튜브(30)를 몸체(20)의 길이보다 길게 절단한다. 예를 들어, 몸체(20)의 길이가 230±0.2mm인 경우, 튜브(30)는 232±0.2mm로 절단할 수 있다. 이 경우, 튜브(30)의 양쪽 측단(31a)은 몸체(20)의 양쪽 측면(21)에서 각각 약 1mm 정도 돌출된다.
이어서, 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)을 성형한다(S180). 이때, 도 5에 도시된 것과 같은 측단 부착지그(100)를 사용하여 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)을 성형할 수 있다. 즉, 도 6a에 도시된 바와 같이 측단 부착지그(100)를 샤프트(10)의 일측에 위치시킨 후, 도 6b에 도시된 바와 같이 측단 부착지그(100)를 샤프트(10)에 삽입하여 몸체(20)의 측단(21)으로 밀면 측단 부착지그(100)의 성형면(101)에 의해 튜브(30)의 돌출부(31)가 샤프트(10) 쪽으로 굽혀져 몸체(20)의 측면(21)에 접촉하게 된다. 이 상태에서, 측단 부착지그(100)에 소정의 열을 소정 시간동안 가하면 튜브(30)의 돌출부(31)가 몸체(20)의 측면(21)에 고정된다. 그 후, 측단 부착지그(100)를 샤프트(10)에서 분리하면, 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)의 성형이 완료된다. 도 6a 및 도 6b에서는 튜브(30)의 한쪽 측단 부분(31)을 성형하는 측단 부착지그(100)만을 보여 주고 있으나, 튜브(30)의 다른쪽 측단 부분(31)도 동일한 측단 부착지그(100)를 사용하여 동시에 성형될 수 있다.
마지막으로, 튜브(30)의 양쪽 측단 부분(31)의 성형이 완료된 롤러(1)의 외관 검사를 수행한다(S190).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러를 나타내는 사시도;
도 2는 도 1의 화상형성장치용 롤러의 측면도;
도 3은 도 1의 화상형성장치용 롤러를 선 3-3에서 절단하여 나타낸 단면도;
도 4는 도 1의 화상형성장치용 롤러를 선 4-4에서 절단하여 나타낸 단면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러의 양쪽 측단을 성형하기 위한 측단 부착지그의 일 예를 나타낸 사시도;
도 6a는 튜브의 양쪽 측단이 돌출된 롤러와 측단 부착지그를 나타내는 도면;
도 6b는 측단 부착지그가 롤러의 튜브의 측단을 성형하는 상태를 나타내는 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 롤러의 제조방법을 나타내는 순서도;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 화상형성장치용 현상롤러를 압출 성형을 이용하여 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1; 화상형성장치용 롤러 10; 샤프트
20; 몸체 21; 몸체의 측면 또는 측단
30; 튜브 31; 튜브의 양쪽 측단 부분
100; 측단 부착지그 101; 성형면

Claims (18)

  1. 샤프트;
    상기 샤프트의 외면에 형성된 몸체; 및
    상기 몸체의 외면에 설치되며, 양쪽 측단 부분이 상기 몸체의 양쪽 측면에 접촉하도록 형성된 튜브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브의 양쪽 측단 부분은 가압 및 가열되어 상기 몸체의 양쪽 측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 튜브의 양쪽 측단 부분은 한 쪽 모서리의 단면이 라운드(round) 형상으로 성형되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브의 양쪽 측단은 상기 몸체의 양쪽 측단보다 1mm 에서 상기 몸체의 외면에서 상기 샤프트의 외면까지의 거리 범위 내로 돌출되어 상기 몸체의 양쪽 측면에 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는 인서트 압출 성형으로 상기 샤프트에 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러,
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브는 인서트 압출 성형으로 상기 몸체에 설치되는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브는 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR, Acrylonitrile Butadiene Rubber), 폴리올레핀계 수지(Polyolefin based resin), 불소계 고분자 수지(Fluoro based polyneric resin) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 재료로 성형된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체보다 상기 튜브의 경도가 더 높으며, 상기 튜브는 경도가 35-45 (Asker type-A) 인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브의 전기 저항은 105 Ω 내지 106 Ω이고,
    상기 롤러의 전체 전기 저항은 106 Ω 내지 3.5 X 106 Ω인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브의 표면 조도는 Rz 7-11㎛ 이고, 두께는 2.5±0.5mm인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러는 현상롤러, 대전롤러, 전사롤러, 대전 클리닝 롤러, 리셋롤러 중 적어도 한 개인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러.
  12. 샤프트가 몸체의 중심에 위치하도록 상기 샤프트와 상기 몸체를 형성하는 단계;
    상기 몸체의 외면에 튜브를 형성하며, 상기 튜브의 양쪽 측단이 상기 몸체의 양쪽 측단보다 돌출되도록 형성하는 단계; 및
    상기 튜브의 돌출된 양쪽 측단 부분을 상기 몸체의 양쪽 측면에 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 튜브의 돌출된 양쪽 측단 부분을 상기 몸체의 양쪽 측면에 부착하는 단계는,
    측단 부착지그를 이용하여 상기 튜브의 돌출된 양쪽 측단 부분을 상기 몸체의 양쪽 측면에 접촉하도록 변형시키는 단계; 및
    상기 측단 부착지그에 열을 가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 튜브의 양쪽 측단이 상기 몸체의 양쪽 측단보다 돌출되도록 형성하는 단계는,
    상기 튜브의 양쪽 측단이 상기 몸체의 양쪽 측단에서 1mm 내지 상기 몸체의 외면에서 상기 샤프트의 외면까지의 거리 범위 내로 돌출되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러의 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 샤프트와 상기 몸체를 일체로 형성하는 단계는,
    상기 샤프트를 인서트하여 상기 몸체를 압출하는 인서트 압출 성형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러의 제조방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 몸체의 외면에 상기 튜브를 일체로 형성하는 단계는,
    상기 샤프트가 조립된 상기 몸체를 인서트하여 상기 튜브를 압출하는 인서트 압출 성형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러의 제조방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 튜브는 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR, Acrylonitrile Butadiene Rubber), 폴리올레핀계 수지(Polyolefin based resin), 불소계 고분자 수지(Fluoro based polyneric resin) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 재료로 성형된 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러의 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 롤러는 현상롤러, 대전롤러, 전사롤러, 대전 클리닝 롤러, 리셋롤러 중 적어도 한 개인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 롤러의 제조방법.
KR1020080124797A 2008-12-09 2008-12-09 화상형성장치용 롤러 및 그 제조방법 KR20100066130A (ko)

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