(57)【要約】  ケバ立ちのなく表面が平滑で、シャフト軸方向のセル歪が生じていないＯＡローラ製造することのできるＯＡローラの製造方法を提供する。  シャフト１１と、シャフト１１の外周に形成された弾性層１２とを有するローラ材１０を用意する。ローラ材１０を、円筒状成形具ｍ内に、弾性層１２を径中心方向に圧縮させながら挿入する。円筒状成形具ｍ内のローラ材の弾性層に生じたシャフト１１軸方向の歪を除去するようにシャフト１１を挿入方向とは逆方向に移動させる。ローラ材１０を円筒状成形具ｍと共に加熱する。加熱後のローラ材１０を円筒状成形具から取り外すことで最終の外径の弾性層２を有するローラ１を得る。
2012081626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、このシャフトの外周に形成された樹脂発泡体よりなる円柱形状の弾性層と、を有し、この弾性層が最終の外径よりも大きな外径を有しているローラ材を用意する工程と、
このローラ材の弾性層の外径よりも小さな内径を有する円筒状成形具内に、ローラ材の弾性層を圧縮させながら当該ローラ材を挿入する工程と、
この円筒状成形具内のローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪を除去するようにシャフトを挿入方向とは逆方向に移動させる工程と、
ローラ材を円筒状成形具と共に加熱する工程と、
加熱後のローラ材を円筒状成形具から取り外すことで最終の外径の弾性層を有するローラを得る工程と
を備えることを特徴とするＯＡローラの製造方法。
【請求項２】
前記シャフトを挿入方向とは逆方向に移動させる工程は、ローラ材のシャフトを、円筒状成形具内のローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪み量で定められる量で移動させることを特徴とする請求項１記載のＯＡローラの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂発泡体が、ウレタンフォームであることを特徴とする請求項１又は２記載のＯＡローラの製造方法。
【請求項４】
前記加熱する工程の際に、ローラ材のシャフトの少なくとも一端を保持部材により保持することを特徴とする請求項１〜３記載のＯＡローラの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法により製造されるＯＡローラであって、
シャフトと、このシャフトの外周に形成された樹脂発泡体よりなる円柱形状の弾性層と、を備え、この弾性層の表面近傍の樹脂発泡体のセルがローラの径方向に圧縮変形され、シャフトの軸方向の歪が除去された形状を有することを特徴とするＯＡローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＡローラの製造方法及びＯＡローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
オフィスオートメーション機器（ＯＡ機器）のなかで、複写機やプリンタ、ファクシミリ等のような電子写真方式を用いた画像形成装置においては、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ等の各種のローラが用いられている。これらのローラを総称したＯＡローラは、回転軸としてのシャフトの外周に、樹脂発泡体、例えばポリウレタン発泡体よりなる弾性層が円柱形状に形成された基本構造を備えている。【０００３】
ＯＡローラの製造方法は、大別すると３種の方法がある。第一の方法は、金属製等のシャフトに必要に応じて接着剤等を塗布し、そのシャフトの外周に樹脂発泡体からなる弾性層材料を取りつけて固定し、その後に、弾性層材料を所望のサイズの円柱形状になるように研磨等をする方法である（特許文献１、特許文献２）。第二の方法は、第一の方法と同様にシャフトの外周に樹脂発泡体からなる弾性層材料を取りつけて固定した後、弾性層材料を所望のサイズの円柱形状になるように熱線で加工する方法である。第三の方法は、金型のキャビティに予めシャフトを配置しておき、このキャビティ内にゴム又は樹脂発泡体材料を射出してＯＡローラを得る方法である。【０００４】
しかしながら、弾性層材料を研磨、研削又は切削により加工する第一の方法は、加工の際に弾性層の表面にケバ立ちが生じていた。また、弾性層材料を熱線で加工する第二の方法は、ローラの周面を均一に仕上げることが難しく、しかも熱線加工である故にローラの表面が熱により硬化したり、表面の発泡セルが破れたりする不具合があった。更に、射出成形で加工する第三の方法は、金型等の製作をする必要があることから製造コストが嵩み、かつ、金型内で発泡体の発泡状態を調整するのが難しいため、ローラの表面を低硬度で平滑な状態に均一にするのが難しかった。【０００５】
ケバ立ちや熱硬化やコスト上昇を招かないＯＡローラの製造方法に関して、所望のローラ径よりも大きい径のローラ材を作製したのち、そのローラ材の外径よりも小径の円筒状成形具に当該ローラ材を挿入してローラの弾性層を圧縮してから加熱する、ローラの製造方法がある（特許文献３）。この製造方法により得られたローラは、弾性層の樹脂発泡体のセルがローラの径方向に圧縮された形状で、表面におけるセル数がローラ径方向内部のセル数よりも多くなっていて、ローラ表面のケバ立ちがなく、平滑なローラとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９９００６号公報
【特許文献２】特開２００１−２２５２０１号公報
【特許文献３】特開平９−２９７５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載の製造方法により得られたローラは、弾性層表面のケバ立ち抑制を改善することができるが、円筒状成形具に一方向からローラを挿入することにより、弾性層を構成する樹脂発泡体のセルに、ローラのシャフト軸方向に歪が生じていた。この歪が生じていると、例えばＯＡローラがトナー供給ローラに適用される場合には、所定量でのトナー供給ができなかったり、トナーの詰まりが発生したりして、このトナー供給ローラを組み込んだ画像形成装置における画像不具合を引き起こすおそれがあり、また、転写ローラやクリーニングローラ等においても、不具合を引き起こすおそれがある。したがって、ＯＡローラに要求される特性として、なお改善の余地があった。【０００８】
本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、ケバ立ちのなく表面が平滑で、シャフト軸方向のセル歪が生じていないＯＡローラ製造することのできるＯＡローラの製造方法及びこの製造方法を用いて得られたＯＡローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する、本発明のＯＡローラの製造方法は、シャフトと、このシャフトの外周に形成された樹脂発泡体よりなる円柱形状の弾性層と、を有し、この弾性層が最終の外径よりも大きな外径を有しているローラ材を用意する工程と、このローラ材の弾性層の外径よりも小さな内径を有する円筒状成形具内に、ローラ材の弾性層を圧縮させながら当該ローラ材を挿入する工程と、この円筒状成形具内のローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪を除去するようにシャフトを挿入方向とは逆方向に移動させる工程と、ローラ材を円筒状成形具と共に加熱する工程と、加熱後のローラ材を円筒状成形具から取り外すことで最終の外径の弾性層を有するローラを得る工程とを備えることを特徴とする。【００１０】
本発明のＯＡローラの製造方法は、シャフトを挿入方向とは逆方向に移動させる工程において、ローラ材のシャフトを、円筒状成形具内のローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪み量で定められる量で移動させることが好ましい。樹脂発泡体は、ウレタンフォームであることが好ましく、また、加熱する工程の際は、ローラ材のシャフトの少なくとも一端を保持部材により保持することが好ましい。【００１１】
本発明のＯＡローラは、本発明のＯＡローラの製造方法により製造されるものであって、シャフトと、このシャフトの外周に形成された樹脂発泡体よりなる円柱形状の弾性層と、を備え、この弾性層の表面近傍の樹脂発泡体のセルがローラの径方向に圧縮変形され、シャフトの軸方向の歪が除去された形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＯＡローラの製造方法によれば、円筒状成形具にローラ材を挿入したときに弾性層に生じるシャフト軸方向の歪を、挿入方向とは逆方向にシャフトを移動させることにより除去することができる。これにより、弾性層を構成する発泡体のセルにローラのシャフト軸方向の歪が生じていない、良好な特性のＯＡローラを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の製造方法の実施形態を説明する時系列順の模式図である。
【図２】ローラ材の弾性層の先後端近傍の形状を示す模式図である。
【図３】発泡体セル形状の顕微鏡写真である。
【図４】ローラ材の弾性層の先後端近傍の形状を示す模式図である。
【図５】発泡体セル形状の顕微鏡写真である。
【図６】歪み量の測定方法の一例の説明図である。
【図７】保持部材の説明図である。
【図８】実施例の振れ特性を示すグラフである。
【図９】実施例の外径を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のＯＡローラの製造方法及びＯＡローラの実施の形態について、図面を用いつつ具体的に説明する。
【００１５】
図１に、本発明の製造方法の実施形態を説明する時系列順の模式図を示す。図１（ａ）に示すように、まずローラ材１０を用意する。このローラ材１０は、シャフト１１と、このシャフト１１の外周に形成された樹脂発泡体よりなる円柱形状の弾性層１２とから構成されている。シャフト１１は、本発明で製造するＯＡローラにおける回転軸となるものであり、形状、材料、サイズ等について特に限定されるものではなく、通常のＯＡローラに適用されるものとすることができる。例えば、材料は金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。また、シャフト１１は中実形状であってもよいし、中空形状であってもよい。
【００１６】
このシャフト１１の外周に形成された弾性層１２は、本発明で製造するＯＡローラにおける弾性層に対応するものである。弾性層１２は、必要に応じて接着剤によりシャフト１１と固着される。
【００１７】
弾性層１２の材料の樹脂発泡体は、特に限定されるものではないが、ウレタンフォームとすることができる。ウレタンフォームに用いるポリウレタン樹脂としては、従来公知の材料を適宜選択して用いることができ、特に制限されるものではない。また、ポリウレタン発泡体の発泡倍率としては、特に制限されるものではないが、１．２〜５０倍、特には１０〜２５倍程度が好ましく、フォーム密度は、０．０４〜０．１ｇ／ｃｍ３程度が好ましい。
【００１８】
弾性層１２の外径は、本発明の製造方法による得られるＯＡローラの外径、すなわち最終の外径よりも大きな外径を有しているものとする。弾性層１２は、ＯＡローラの円柱形状と相似する円柱形状とすることが好ましい。このような円柱形状は、樹脂発泡体のシートから方形又は多角形断面のブロックを切り出してシャフト１１に取り付け固定したのち、公知の方法、例えば研磨、研削、切削等により樹脂発泡体を円柱形状に加工することにより得られる。もっとも、場合によっては、円柱形状ではなく、方形又は多角形断面形状とすることもできる。
【００１９】
次に、図１（ｂ）に示すように、円筒状成形具ｍを用意する。円筒状成形具ｍは、円筒形状であり、中心軸方向の長さは、ローラ材１０の弾性層１２よりも長い。内径は製造するＯＡローラの外径とほぼ同じ径で、ＯＡローラの外径との隙間を考慮して、わずかに大きな内径とするのがよい。ＯＡローラの外径にもよるが、例えばＯＡローラの外径よりも０．１ｍｍ大きな内径とすることができる。
【００２０】
円筒状成形具ｍは、樹脂製又は金属製とすることができるが、後工程で円筒状成形具ｍと共に加熱することから、耐熱性があり、かつ熱伝導性が良好な金属製であることが好ましい。なかでも、アルミニウム、銅、鉄等が好ましい。円筒状成形具の内面には、摩擦係数を低下させるために、フッ素コーティング等の、樹脂発泡体を汚染しない潤滑性皮膜を形成させることもできる。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、このような円筒状成形具ｍの一端の開口からローラ材１０を挿入する。この際、ローラ材１０の弾性層１２の外径は、円筒状成形具ｍの内径よりも大きいため、弾性層１２を径方向中心に向けて圧縮させながら挿入する。弾性層の圧縮率（％）は、挿入前のローラ材１０の弾性層１２の厚さをＲとし、挿入後の圧縮された弾性層１２の厚さをｒとするとき｛（Ｒ−ｒ）／Ｒ｝×１００として表されるものであり、好適な圧縮率は、５〜５０％程度とすることが好ましい。圧縮率が下限値よりも大きいことにより、弾性層の表面近傍のセル密度を高くし、ＯＡローラ表面でトナー詰まり等を抑制することができる。圧縮率が上限値よりも小さいことにより、過度の圧縮を防止して、弾性層の弾性が損なわれることを防ぐことができる。
【００２２】
ローラ材１１を円筒状成形具ｍに挿入するための手段は、特に限定されない。適切な挿入装置を用いてもよいし、また人力により挿入してもよい。なお、ローラ材１１を円筒状成形具ｍに対して捩じりながら挿入するのは避けることが好ましい。
【００２３】
挿入直後の円筒状成形具ｍの外観を図１（ｃ）に示す。また、このときの円筒状成形具ｍ内に挿入されたローラ材１１の弾性層１２の先端側の端部近傍及び後端側の端部近傍の形状を模式的に図２に示す。弾性層１２は、径方向に圧縮されるばかりでなく、円筒状成形具ｍ内に圧縮されながら挿入されるので、シャフト１１の軸方向に変形し、先端側の端部はコーン形に膨らみ、後端側の端部はカップ形に窪む形状となる。この形状のままで後工程の加熱を行うと、発泡体のセルは、図３に弾性層１２のシャフト軸方向に平行な方向における中央部において、弾性層１２表面からシャフト１１に向かう半径方向断面における発泡体セル形状の顕微鏡写真を示すように、弾性層１２の半径方向ばかりでなく、シャフト１１の軸方向に歪が加わって、発泡体セルが図の斜め方向に変形している。
【００２４】
そこで、本発明の製造方法の実施形態では、円筒状成形具ｍ内のローラ材１０の弾性層１２に生じたシャフト軸方向の歪を除去するように、シャフト１１を挿入方向とは逆方向に移動させる。移動後の円筒状成形具ｍの外観を図１（ｄ）に示す。また、このときの円筒状成形具ｍ内に挿入されたローラ材１１の弾性層１２の先端側の端部近傍及び後端側の端部近傍の形状を模式的に図４に示す。図４から分かるように、弾性層１２は、先端側の端部及び後端側の端部のいずれも、ほぼ平坦な形状となる。この形状を維持して後工程の加熱を行うと、発泡体のセルは、図５に弾性層１２のシャフト軸方向に平行な方向における中央部において、弾性層１２表面からシャフト１１に向かう半径方向断面における発泡体セル形状の顕微鏡写真を示すように、発泡体セルはシャフト１１の軸方向に歪が除去されて、半径方向に変形している。
【００２５】
本実施形態の製造方法は、上述のように円筒状成形具ｍ内のローラ材１０の弾性層１２に生じたシャフト軸方向の歪を除去するように、シャフト１１を挿入方向とは逆方向に移動させることから、得られたＯＡローラは、弾性層を構成する発泡体のセルにローラのシャフト軸方向の歪が解消される。そのため、ＯＡローラによって搬送されるトナー等の詰まりを防止することでき、また、弾性層の長さ方向で歪の大きさがローラの長さ方向に変動することもないので、ＯＡ機器にＯＡローラを組み込んだ場合に良好な画像形成特性が得られる。
【００２６】
シャフト１１を挿入方向とは逆方向に移動させる量は、円筒状成形具ｍ内のローラ材１０の弾性層１２に生じたシャフト１１軸方向の歪み量により定められる量、より具体的には、当該歪み量と同じ量又は実質的に同じ量とすることが好ましい。実質的に同じ量とは、歪み量±１ｍｍ以内の量のことをいう。シャフト１１の移動量を、このような歪み量により定められる量とすることにより、弾性層１２に生じたシャフト軸方向の歪を、より効果的に除去することができる。シャフト１１の好ましい移動量の具体的範囲は、２〜１０ｍｍであり、より好ましい範囲は、２〜４ｍｍである。
【００２７】
円筒状成形具ｍ内のローラ材１０の弾性層１２に生じたシャフト１１軸方向の歪み量は、次のようにして測定することができる。図６に示す、当該歪み量の測定方法の一例の説明図において、まず、ナイフｋを用いて、ローラ材１０の弾性層１２の表面から中心に向かう半径方向の切り込みｃを、シャフト１１の軸方向に沿って形成する（図６（ａ））。この切り込みｃは、図示した例ではローラ材１１の弾性層１２の先端側の端部近傍、後端側の端部近傍及び軸方向中央部近傍の合計３か所に形成されているが、３か所である場合に限定されない。なお、図６（ａ）に示したローラ材１０は、本発明の理解を容易にするために模式的に描かれており、ローラ材の寸法形状、切り込みｃのサイズは、図示した例に限定されるものではない。
【００２８】
次に、図６（ｂ）に弾性層１２の切り込みｃの１つについての、当該弾性層１２の半径方向断面を示すように、切り込みｃ内に、シャフト１１の軸方向に対して垂直な方向の直線Ｌを描く。この直線Ｌを描く手段は特に限定されないが、本発明の製造方法において実施される加熱工程で直線Ｌが消えないような手段とする。例えば油性インクのペンを用いることができる。
【００２９】
次に、直線Ｌが描かれた切り込みｃを弾性層１２に有するローラ材１０を、円筒状成形具ｍに挿入する。挿入後は、ローラ材１０のシャフト１１を、挿入方向とは逆方向に移動させないで、又は所定量で移動させて、ローラ材１０を円筒状成形具ｍと共に加熱する。
【００３０】
加熱後はローラ材１０を円筒状成形具ｍから取り外す。得られたローラの弾性層２に形成されている切り込みｃの１つについての、当該弾性層２の半径方向断面を、ローラ材１０のシャフト１１を、挿入方向とは逆方向に移動させなかった場合について図６（ｃ）に示す。この図６（ｃ）から分かるように、ローラ材１０のシャフト１１を、挿入方向とは逆方向に移動させなかった場合には、弾性層２はシャフト軸方向に歪み、この歪みにより切り込みｃに描かれた直線Ｌは、シャフト１１の軸方向に対して垂直な方向に対して傾斜している。このような直線Ｌのシャフト軸方向の変位量ｄを、弾性層２の先端側の端部近傍、後端側の端部近傍及び軸方向中央部近傍の合計３か所の切り込みでそれぞれ測定する。測定された値の平均値を、円筒状成形具ｍ内にローラ材１０を挿入したときの当該ローラ材１０の弾性層１２に生じたシャフト１１軸方向の歪み量とする。このようにして、円筒状成形具ｍ内のローラ材１０の弾性層１２に生じたシャフト１１軸方向の歪み量を測定することができる。
【００３１】
そして、測定に用いたのと寸法、材料が同じローラ材を、同じ寸法、材料の円筒状成形具ｍを用いて本発明に従ってＯＡローラを製造する際は、シャフトを挿入方向とは逆方向に移動させる工程において、シャフトの移動量を、上述した、ローラ材１０のシャフト１１を、挿入方向とは逆方向に移動させなかった場合における、測定された歪み量と同じ又は実質的に同じ量とすることができる。これによりローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪を効果的に除去することができる。
【００３２】
次に図１（ｅ）に示すように、ローラ材を円筒状成形具ｍと共に加熱する。加熱手段は、特に限定されない。図１（ｅ）では、既存の加熱装置ｔを用いている。また、加熱温度、加熱時間も特に限定されない。もっとも、ローラ材１０の弾性層１２表面に生じていたケバ立ちを防止するためには、当該ケバ立ちを防止し得る加熱温度、加熱時間の条件があるので、その条件にしたがって加熱すればよい。加熱条件の一例として、弾性層１２の樹脂発泡体がウレタンフォームである場合に、１５０℃以上、６０分以上加熱することにより、ケバ立ちを防止することができる。より好ましい温度範囲は１５０℃以上２５０℃以下である。加熱時間は、あまりに長くしてもケバ立ち防止の効果が飽和するので、省エネルギーの観点から２４０分以下とすることが好ましい。
【００３３】
上記加熱後は、円筒状成形具ｍ内のローラ材１０は、その弾性層の表面のセル密度が高く、ケバ立ちのない、平滑な表面が得られている。したがって、円筒状成形具ｍからローラ材１０を取り外すことにより、弾性層に対して別途に減径加工を施すことなく最終の外径の弾性層を有するＯＡローラが得られる（図１（ｆ））。この加熱後に、ローラ材１０の温度が高い状態でローラ材１０を取り外すと、弾性層の外径が所望の径よりも大きくなる場合があり、また、円筒状成形具ｍから取り外す際にシャフト軸方向の歪が弾性層に加わるおそれがある。したがって、ローラ材１０は充分に降温させてから取り外すことが好ましく、例えば、５０℃〜室温程度まで降温させてから、取り外すことが好ましい。この降温は、大気中放冷でもよいし、加熱装置内で緩冷してもよいし、また、処理時間短縮のために冷却装置を用いて冷却してもよい。
【００３４】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態は、図１（ａ）〜（ｆ）を用いて説明した上記実施形態の要件を全て含み、かつ、図７に示すように、加熱工程の前にローラ材１０のシャフト１１の少なくとも一端を保持部材ｈにより保持し、この保持した状態でローラ材１０を円筒状成形具ｍと共に加熱する。保持部材ｈは、円筒状成形具ｍと同心でシャフト１１を挿通可能な貫通孔（図に表れず）を有しており、この保持部材ｈを円筒状成形具の少なくとも一端に、より好ましくは両端に、円筒状成形具ｍと同心に取り付け、このシャフト１１の貫通孔にシャフト１１の一端を挿入させて保持する。保持部材ｈの材料は、特に限定されず、耐熱性のある樹脂や金属を用いることができる。保持部材ｈの取り付けは、加熱前であれば、ローラ材１０を円筒状成形具ｍ内に挿入するとき（図１（ｂ）参照）でもよいし、シャフト１１を挿入方向とは逆方向に移動させるとき（図１（ｃ）参照）でもよいし、加熱直前（図１（ｄ））でもよい。
【００３５】
保持部材ｈによりシャフト１１の少なくとも一端を保持することより、シャフト１１を円筒状成形具ｍの内径中心に位置させ、その位置で固定することができる。したがって、ローラ材１０を円筒状成形具ｍ内に挿入するときに（図１（ｂ）参照）、シャフト１１が円筒状成形具の内径中心に位置していなかった場合でも、保持部材ｈを用いることにより、シャフト１１が円筒状成形具の内径中心に位置させることができる。つまり、保持部材ｈにより、円筒状成形具ｍとシャフト１１との位置決めをすることができる。更に、保持部材ｈを円筒状成形具ｍの両端に取り付けることにより、シャフト１１の軸方向の位置決めもすることができる。
【００３６】
また、シャフト１１を挿入方向とは逆方向に移動させるときに、保持部材ｈを用いることにより、シャフト軸方向に生じる歪の大きさが、シャフトの周方向で変動することがないので、弾性層の歪の解消を、弾性層の全体にわたって均質に行うことができ、より均質な弾性層を有するＯＡローラを得ることができる。更に、加熱時に保持部材ｈを用いてシャフト１１を保持することにより、その後に得られたＯＡローラは、シャフト１１が弾性層１２の回転中心に位置している。したがって、ＯＡローラ使用時に弾性層厚さの変動がなく、良好な画像形成特性が得られる。
【００３７】
本発明の実施形態のＯＡローラは、本発明の実施形態の製造方法により得られたローラである（図１（ｆ）参照）。シャフト１１と、このシャフト１１の外周に形成された樹脂発泡体よりなる円柱形状の弾性層２と、を備え、この弾性層２の表面近傍の樹脂発泡体のセルがローラの径方向に圧縮変形され、シャフト１１の軸方向の歪が除去された形状を有している。樹脂発泡体のセルがローラの径方向に圧縮変形されているから、弾性層２の表面は平滑で、かつ表面のセル密度（表面から１ｍｍの部分で測定）が、内部のセル密度よりも大きい（例えば１．０５倍〜３．００倍）。また、円筒状成形具ｍと共に加熱されることから、弾性層２の表面のケバ立ちが抑制されている。更に、樹脂発泡体のセルは、シャフト１１の軸方向の歪が除去されているため、トナー等を安定供給、搬送することができ、トナー等の詰まりを抑制することができ、良好で均質な画像形成特性を得ることができる。なお、本発明のＯＡローラの用途は、トナー供給ローラに限られず、転写ローラやクリーニングローラ等の各種のローラにも用いることができる。
【００３８】
本発明のＯＡローラの製造方法及びＯＡローラは、上述した実施の形態及び後述する実施例に基づき、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で幾多の変形が可能である。例えば、本発明における弾性層に好適な材料は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ビスコース、アイオノマー等の熱可塑性フォーム又はウレタン、ラバーフォーム、エポキシ、フェノールユリア、ピラニル、シリコーン、アクリル等の熱硬化性フォームが挙げられるが、特にウレタンが好ましい。また、弾性層のセル形態は、単泡、連泡等の何れの形態でも使用可能だが、連泡の方が温度による寸法変化が少ないので好ましい。
【００３９】
また、弾性層の材料がウレタンである場合、ポリオールとしては、特に限定されず、疎水性及び親水性のいかなるポリオールでも使用できる。イソシアネートとしては、特に限定されず、公知のものが使用できる。
【００４０】
弾性層は、導電性を有する材料からなる構成とすることもできる。導電性を付与するための導電性材料としては、まず粉体として例示すれば、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。この中で、価格が安く、少量で導電性を制御し易いものは、カーボンブラックである。通常は、これらの導電性材料の配合量は、ウレタン１００重量部に対して０．５〜５０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適に用いられる。
【００４１】
イオン導電性物質を例示すれば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更にトリデシルメチルジヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、ラウリルトリメチルアンモニウムパークロレート、変性脂肪族・ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−Ｎ−（３′−ドデシロキシ−２′−ヒドロキシプロピル）メチルアンモニウムエトサルフェート、３−ラウルアミドプロピル−トエイメチルアンモニウムメチルサルフェート、ステアルアミドプロピルジメチル−β−ヒドロキシエチル−アンモニウム−ジハイドロジェンフォスフェート、テトラブチルアンモニウムホウフッ酸塩、ステアリルアンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等の第４級アンモニウムの過塩素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、メチルサルフェート塩、リン酸塩、ホウフッ化水素酸塩、アセテート等の有機イオン性導電物質或は電荷移動錯体が例示される。通常は、これらの導電性材料の配合量は、ウレタン１００重量部に対して０．０００１〜５０重量部の範囲で好適に用いられる。
【実施例】
【００４２】
（実施例１〜３）
金属製の中実形状のシャフト（長さ２５０ｍｍ、直径６ｍｍ）の外周に、樹脂発泡体としてウレタンフォームよりなる弾性層を、外径１５ｍｍ、長さ２２０ｍｍの円柱形状に取り付け固定してなるローラ材を用意した。この弾性層のウレタンフォームは、材質がエステル系、平均セル径が２７０μｍ、硬度が８０Ａｓｋ−Ｆであった。【００４３】
また、円筒状成形具として金属パイプ（ＳＵＳ３０４、内径１４．１ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ）を用意した。この金属パイプの一端から上記のローラ材を金属パイプ内に挿入した。ローラ材の弾性層の圧縮率は１１％であった。【００４４】
次に、金属パイプに挿入されたローラ材のシャフトを、上記挿入の方向とは逆方向に移動させた。この移動量は、比較例１として移動量が０ｍｍの場合に円筒状成形具内のローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪み量である２．０ｍｍに基づいて、実施例１では２ｍｍ、実施例２では４ｍｍ、実施例３では１０ｍｍとした。【００４５】
これらの実施例１〜３及び比較例１のローラ材が挿入された金属パイプの両端に、図７に示した保持部材を取りつけることにより、これらのローラ材のシャフトの両端が保持部材で保持された状態で、実施例１〜３及び比較例１の各ローラ材を金属パイプと共に、加熱装置により１５０℃、６０分加熱した。加熱後は常温まで降温させてから、ローラ材を金属パイプから取り外した。【００４６】
かくして得られた実施例１〜３及び比較例１のＯＡローラは、外径が１４ｍｍであった。これらのＯＡローラの弾性層におけるシャフト軸方向の歪量及びセルの歪を測定し、また、セルの歪を評価した。その結果を表１に示す。なお、表１において、セルの歪については、弾性層の表面からシャフトに向かう半径方向断面におけるセル形状を顕微鏡により観察して、セルの歪が見られない場合を○印、セル径の長辺と短辺の比が２以下の歪が見られる場合を△印、セル径の長辺と短辺の比が２を超える歪が見られる場合を×印で評価した。【００４７】
【表１】
2012081626.tif 000003
【００４８】
表１から、ＯＡローラの製造過程で金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、挿入の方向とは逆方向に移動させなかった比較例１は、ＯＡローラの弾性層のシャフト軸方向の歪量（平均値）が２．０ｍｍであり、セルの歪については×印の評価であったのに対して、金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、挿入の方向とは逆方向にそれぞれ２ｍｍ、４ｍｍ及び１０ｍｍ移動させた実施例１、２及び３は、比較例１に比べてシャフト軸方向の歪量が小さく、かつ、セルの歪も小さかった。なお、表１において、実施例３のシャフト軸方向の歪量がマイナスの値になっているのは、挿入の方向とは逆方向の移動量が大きかったために、挿入時の向きとは逆向きに歪が導入されたことを示している。もっとも、この実施例３の逆向きに導入された歪の量は、比較例１の歪の量よりも小さかった。実施例１〜３のなかでは、比較例１のシャフト軸方向の歪量と同じ又は近似した移動量とした実施例１及び実施例２が、実施例３に比べてシャフト軸方向の歪量が小さく、かつ、セルの歪も小さかった。【００４９】
（実施例４及び比較例２）
ローラ材の弾性体の外径を１８ｍｍとした以外は実施例１及び比較例１と同じ寸法、材料のローラ材を用意した。また、円筒状成形具として実施例１及び比較例１と同じ寸法、材料の金属パイプを用意した。この金属パイプの一端から上記のローラ材を金属パイプ内に挿入した。ローラ材の弾性層の圧縮率は３３％であった。
次に、金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、上記挿入の方向とは逆方向に移動させた。実施例４の移動量は、比較例２として移動量が０ｍｍの場合に円筒状成形具内のローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪み量である２．７ｍｍに基づいて、３ｍｍとした。
これらの実施例４及び比較例２の各ローラ材を、実施例１と同様に保持部材により保持された状態で、実施例１と同じ加熱条件で加熱した。加熱後は実施例１と同様に常温まで降温させてから、ローラ材を金属パイプから取り外した。【００５０】
かくして得られた実施例４及び比較例２のＯＡローラは、外径が１４ｍｍであった。これらのＯＡローラの弾性層におけるシャフト軸方向の歪量及びセルの歪を測定し、また、セルの歪を評価した。その結果を表１に併記した。
表１から、ＯＡローラの製造過程で金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、挿入の方向とは逆方向に移動させなかった比較例２は、ＯＡローラの弾性層のシャフト軸方向の歪量（平均値）が２．７ｍｍであり、セルの歪については×印の評価であったのに対して、金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、挿入の方向とは逆方向に比較例２のシャフト軸方向の歪量と同程度に移動させた実施例４は、比較例２に比べてシャフト軸方向の歪量が小さく、かつ、セルの歪も小さかった。【００５１】
（実施例５及び比較例３）
弾性層のウレタンフォームを、材質がエステル系、平均セル径が５４０μｍ、硬度が５０Ａｓｋ−Ｆのものを用いたこと以外は、実施例１及び比較例１と同じローラ材を用意した。また、円筒状成形具として実施例１及び比較例１と同じ寸法、材料の金属パイプを用意した。この金属パイプの一端から上記のローラ材を金属パイプ内に挿入した。ローラ材の弾性層の圧縮率は、実施例１と同様に１１％であった。
次に、金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、上記挿入の方向とは逆方向に移動させた。この実施例５の移動量は、比較例３として移動量が０ｍｍの場合に円筒状成形具内のローラ材の弾性層に生じたシャフト軸方向の歪み量である３．０ｍｍに基づいて、３ｍｍとした。
これらの実施例５及び比較例３の各ローラ材を、実施例１と同様に保持部材により保持された状態で、実施例１と同じ加熱条件で加熱した。加熱後は実施例１と同様に常温まで降温させてから、ローラ材を金属パイプから取り外した。【００５２】
かくして得られた実施例５及び比較例３のＯＡローラは、外径が１４ｍｍであった。これらのＯＡローラの弾性層におけるシャフト軸方向の歪量及びセルの歪を測定し、また、セルの歪を評価した。その結果を表１に併記した。
表１から、ＯＡローラの製造過程で金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、挿入の方向とは逆方向に移動させなかった比較例３は、ＯＡローラの弾性層のシャフト軸方向の歪量（平均値）が３．０ｍｍであり、セルの歪については×印の評価であったのに対して、金属パイプ内に挿入されたローラ材のシャフトを、挿入の方向とは逆方向に比較例３のシャフト軸方向の歪量と同じ量で移動させた実施例４は、比較例３に比べてシャフト軸方向の歪量が小さく、かつ、セルの歪も小さかった。【００５３】
（実施例６）
加熱前に、保持部材を用いてローラ材の両端部を保持しなかった以外は実施例１同様にしてＯＡローラを作製した。得られたＯＡローラの軸振れを、レーザー寸法測定器を用いて測定した。その結果を図８に実施例１との対比でグラフに示す。
保持部材を用いた実施例１に比べて、保持部材を用いなかった実施例６は、軸の振れが大きかった。また光学顕微鏡によるウレタンフォームのセルの観察によりシャフト軸方向の歪量は、０．５ｍｍであり、実施例１よりも多かったが、上述の比較例１よりも少なかった。【００５４】
（実施例７）
加熱後に、降温過程の１４０℃の時に、ローラ材を円筒状成形具から取り外した以外は実施例１と同様にしてＯＡローラを製造した。得られたＯＡローラの外径を実施例１との対比で図９にグラフで示す。
実施例７のＯＡローラは、円筒状成形具から取り外した後にローラの弾性層で測定される外径が実施例１よりも増大していた。
【符号の説明】
【００５５】
１  ＯＡローラ
２  弾性層
１０  ローラ材
１１  シャフト
１２  弾性層
ｍ  円筒状成形具
ｔ  加熱装置
ｈ  保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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