(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡体からなる縦長の円柱状又は円筒状のロールを円筒形の通水性ケースに入れて、導電性材料を懸濁させた液槽中に浸漬し、該液槽中で該ロールの圧縮，復元を軸方向に対して繰り返すことによりロール中に懸濁液を含浸させることを特徴とする導電性ロールの製造方法。
【請求項２】
導電性材料を懸濁させた液槽と、円筒形の通水性ケースを前記液槽中に出入可能に支持する昇降機構と、該昇降機構に取り付けられ、前記通水性ケースへ挿入された円柱状又は円筒状のロールの圧縮，復元を該ロールの軸方向に対してなし得るプレス機構と、を備えることを特徴とする導電性ロールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機，プリンター等に使用される導電性ロールの製造方法及びその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式複写機などには感光ドラムが備えられ、該感光ドラムの放電に使用される導電性ロールについては、通常、図６に示すような概略工程を経て製造されている。
まず、図６（イ）に示すごとく、導電性カーボンの微粒子を懸濁させた懸濁液Ｌを液槽ａに貯留し、厚板状に成形されたウレタンフォームＵを該液槽中に設けられた一対の挟着ロールｂ，ｂ間に数回通す。こうして、該液槽中でウレタンフォームＵの圧縮，復元を繰り返し、該ウレタンフォーム中に懸濁液Ｌを含浸させるのである。
次いで、ウレタンフォームＵを液槽外に取り出し、同図（ロ）に示すごとく、一対のニップロールｃ，ｃ間にウレタンフォームを通して余剰な懸濁液Ｌを絞り出す。そして、該ウレタンフォームＵを（ハ）に示すような乾燥機ｄに入れて強制乾燥させる。しかる後、（ニ）に示すごとく、ウレタンフォームＵに軸孔ｅを機械加工によって開け、続いて、トムソン打抜機等を使用して、（ホ）に示すごとく、これを角筒状のウレタンフォームＵに一本づつ分断していく。
その後、角筒状のウレタンフォームＵの外周を荒削りして、（ヘ）に示すような円柱状に形成し、最後に、表面を仕上げ研磨して導電性ロールＲの製品化を図ってきたのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来の導電性ロールの製造方法は、前述のごとく、製品化するまでに幾多の工程を必要とし、また、関連する設備も多種にわたって製造コストが高くなっていた。
更に、ウレタンフォームＵが厚手であるため、懸濁液Ｌを含浸させるのに時間がかかった。しかも、ウレタンフォームＵの中心部まで均一に含浸させるのが難しく、また、絞りも均一化なされないので製品に導電性のムラができる問題があった。
具体的には、図６（ロ），図７のワークたる板状ウレタンフォームＵは、ニップロールｃ，ｃに挟まれ、絞られながら移動していくが、両サイド部分Ｓの絞りが不十分となり、処理後におけるその部分の導電性カーボン濃度が高くなっていた。その結果、上記両サイド部分Ｓは切り捨てなければならず、材料ロスが大きかった。改善対策は試みられてはいるが、設備が大掛りとなっている。更に、ウレタンフォームＵが厚肉であるため乾燥にも時間がかかっていた。
加えて、前記切削工程においても、ウレタンフォームＵのかなりの部分が廃棄されることより、資材の無駄が多く且つ懸濁液Ｌの消費量も増えるといった欠点があった。懸濁液は水系のため、浸透改良剤が加えられ、そのコストも馬鹿にならなかった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するもので、簡易な装置を使用しながら、懸濁液を短時間で均一に含浸させて、品質向上，生産性向上，低コスト化を図った導電性ロールの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の本発明の要旨は、発泡体からなる縦長の円柱状又は円筒状のロールを円筒形の通水性ケースに入れて、導電性材料を懸濁させた液槽中に浸漬し、該液槽中で該ロールの圧縮，復元を軸方向に対して繰り返すことによりロール中に懸濁液を含浸させることを特徴とする導電性ロールの製造方法にある。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明の要旨は、導電性材料を懸濁させた液槽と、円筒形の通水性ケースを前記液槽中に出入可能に支持する昇降機構と、該昇降機構に取り付けられ、前記通水性ケースへ挿入された円柱状又は円筒状のロールの圧縮，復元を該ロールの軸方向に対してなし得るプレス機構と、を備えることを特徴とする導電性ロールの製造装置にある。
【０００７】
請求項１に係る発明のごとく、導電性材料を懸濁させた液槽中に柱状ロールを浸漬すると、従来法に比し、ロールが製品形状に近いため、体積基準の表面積が大きくなるので、ロール内部まで容易に懸濁液が浸透していく。懸濁液のロスもない。縦長の円柱状又は円筒状のロールとすると、製品形状により近づくので、ワーク（ロール）が小さくなり、ロール内部への懸濁液の浸透力も向上する。また、設備もコンパクトになる。ロールを円筒形の通水性ケースに入れて、該ロールの圧縮，復元を軸方向に対して繰り返すようにすれば、通水性ケースがロールの変形を防ぎながら、圧縮度合いを高めることができるので、懸濁液の含浸速度を速めることができる。ロール中に懸濁液を含浸させ、次いで、該ロールを該液槽から出して再び圧縮，復元を繰り返しロール中の懸濁液を絞り出し、しかる後、該ロールを乾燥させると、製品として必要な部分を必要な量だけ、含浸，絞り，乾燥するため、ロールに懸濁液が浸透し易く、また、ロールは絞り易い。また、ロールは単位体積あたりの表面積が大きいので、乾燥させ易くなっている。更に、ロールは最終製品形状に近い外形であるので、研磨時間は短縮される。
請求項２に係る発明のごとく、液槽と昇降機構とプレス機構とを備えると、導電性ロールの製造装置を製作するうえで、縦絞りによる機器の共通化が図れるので、設備のシンプル化，動力部の能力低減等が可能になり、ロールの製造コストは安くなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る導電性ロールの製造方法及びその製造装置の実施形態について詳述する。
図１〜図４は、本発明の導電性ロールの製造方法及びその製造装置の一実施形態で、図１は導電性ロール製造装置の部分断面側面図、図２，図３はその含浸作動時の液槽の縦断面図、図４は絞出工程における通水性ケース周りの斜視図を示す。
【０００９】
（１）導電性ロールの製造装置
導電性ロールの製造装置は、液槽１と昇降機構２と通水性ケース３とプレス機構４とを具備する。
液槽１は、上面開放の受槽で、後述する通水性ケース３，多孔板５を沈めることのできる大きさになっている。液槽１は、基台９上に載置され、ロール６に導電性を付与するための懸濁液７が貯留される。懸濁液７は、バインダー，界面活性剤を含む水溶液中に、導電材料たるカーボン粒子をコロイド状に分散させている。
【００１０】
符号２は昇降機構を示す。前記基台９の一側に支柱２１を立設し、昇降機構２は該支柱２１の前面に設けられたレール２２に沿ってフレーム２３を昇降動自在とする。フレーム２３はワイヤ２４に吊下され、該ワイヤ２４は支柱２１の上端部に設けられたプーリ２５に巻掛される。ワイヤ他端にはバランスウェイト２６を吊下している。
図示しないモータの作動によって前記プーリ２５を回転させ、フレーム２３が昇降動するしくみである。
【００１１】
前記フレーム２３の下部前面には、水平状態に配した通水性の多孔板５が固定される。そして、該多孔板５上に円筒形の通水性ケース３が隣接状に複数本並べて着脱自在に取り付けられる。
通水性ケース３は、起立状態に配され、ワークたるロール６が収まる大きさになっている。ここで用いるロール６は、製品になる導電性ロール６に近い円柱形状（多少大きめ）である。ロール６に懸濁液７を速く含浸させるには、ロール６と通水性ケース３との隙間δが小さいほど望ましい。しかし、隙間δが０．５ｍｍ未満になると、圧縮時にロール６が通水性ケース３にひっかかり、復元できなくなる場合がある。ロール６が復元しないと、ロール６を取出すのに苦労する。こうした事態を避けるため、隙間δは０．５ｍｍ〜３ｍｍが好ましいとされる。
【００１２】
上記通水性ケース３は、金網で形成し充分な開口率を有する。前記多孔板５についても開口率の大きなものを採用している。含浸工程（後述）で、通水性ケース３，多孔板５が抵抗になることなく懸濁液７をロール６へ円滑供給させるためである。また、絞出工程（後述）で、余剰の懸濁液７を通水性ケース３内に滞留させることなく円滑排出させるためである。通水性ケース３を形成するものとしては、金網の他、パンチングプレート，樹脂成形ネット等でもよい。
上記多孔板５，通水性ケース３は、前記プーリ２５の回転によって、フレーム２３と一緒に液槽１の懸濁液７中に入っていく（図２）。
尚、ロール６は、軸孔のある円筒形や角柱からなるロール６でもよいが、斯る場合は、これに併せて通水性ケース３が造り変えられる。
【００１３】
フレーム２３の上部前面には、各通水性ケース３の上端開口と相対する複数本の加圧棒４１を上下動するように支持したプレス機構４が設けられる。本実施形態では、軸受４２がフレーム２３に取り付けられ、該軸受４２に主軸４３が上下動し得るように支持される。そして、主軸４３の下端に盤体４４を介して加圧棒４１が固着される。
加圧棒４１は、通水性ケース３内に挿入可能なように、その外径を該通水性ケース３の内径より一回り小さくする。加圧棒４１の長さは通水性ケース３の高さにほぼ等しい。
図示しないアクチュエータ（エアシリンダ等）が作動すると、主軸４３が上下動を繰り返す。ロール６を収納した通水性ケース３を液槽１内に沈めた状態にして（図２）、主軸４３を下げると、これに連結する加圧棒４１が下降し、通水性ケース３内のロール６を圧縮する（図３）。ロール６の圧縮度合いの調整は、加圧棒４１の交換やストッパー４５の位置調整によって行われる。もちろん、フレーム２３上の軸受４２の移動調整によることでもよい。一方、主軸４３を上げると、加圧棒４１が懸濁液面７ａから離れるようにしている（図２）。主軸が上がれば、ロール６は懸濁液７を吸い込みながら発泡体自体がもつ弾性で復元する。
【００１４】
ところで、本実施形態では、リング環体８１からなる泡取具８を設けている（図４）。ロール６を収納した通水性ケース３が懸濁液７内に沈められ、加圧棒４１を上下動させ、該ロール６中に懸濁液７を含浸させることになるが、余剰の懸濁液７は取除かねばならない。ロール６に懸濁液７を含浸させた後、これを液槽１から出してロール６の圧縮，復元を繰り返し、ロール６中の懸濁液７を絞り出す。ところが、その際、ロール６から絞り出された懸濁液７が通水性ケース外面３ａに泡Ｆとなってまとわりつく。この泡をかき落とすのに、上記泡取具８が使用される。リング環体８１は、通水性ケース３に嵌めたまま下降して泡を取り除く。該泡取具８の環内径は通水性ケース３の外径より僅かに大きい。泡取具８として、前記リング環体８１に代って、図５のような圧縮エアで泡を吹き飛ばすエアスプレー環体８２を設けることもできる。
【００１５】
（２）導電性ロールの製造方法
次に、前記導電性ロールの製造装置を用いて、本発明に係る導電性ローラの製造方法を説明する。
まず、ウレタンフォーム等の発泡体で円柱状（又は円筒状）としたロール６を形成する。ロール６は最終の製品外形より多少大きめとする。該ロール６は厚板状に成形されたウレタンフォーム等から造ってもよいし、該ロール６を発泡成形等で直接造ってもよい。
続いて、前記ロール６を各通水性ケース３の中にセットする。既述のごとく、通水性ケース３の内周面とロール６の外周面との間には０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度の隙間ができるようにする。例えば、通水性ケース３の内径が２０ｍｍφの場合、ロール６の外径は１８ｍｍφ程度とする。
そして、プーリ２５を回転させフレーム２３を下降することにより通水性ケース３，多孔板５を液槽１内に下降させロール６を懸濁液７中に浸漬する。
【００１６】
その後、プレス機構４を作動させる。図３に示すごとく、加圧棒４１を通水性ケース３内に挿入し、該加圧棒４１の先端でロール６の上面を押圧し該加圧棒４１を上下させることにより、ロール６の軸方向に対し、ロール６の全体的な圧縮，復元を繰り返す。加圧棒４１の下降に伴いロール６は圧縮され、加圧棒４１がロール６から離れれば、ロール６はその弾性力で自力復元する。懸濁液７中にてロール６を繰り返し圧縮，復元することにより、懸濁液７が該ロール６の組織の中へ浸透していく（含浸工程）。通水性ケース３はロール６が座屈変形するのを防止する役目を果している。
ロール６の圧縮，復元の繰り返し回数は、懸濁液７の浸透具合により適宜設定される。ここでは、ロール内部に導電材たるカーボンを十分浸透させるため、少なくとも加圧棒４１を三回程度は往復させる。また、圧縮率はロール６の弾性，発泡率等を考慮して設定される。本実施形態に係るウレタンロール６においては、当初体積の１／１２〜１／６まで圧縮している。
【００１７】
しかる後、プーリ２５を反転しフレーム２３を上昇させ、通水性ケース３をロール６と共に液槽１中から引き上げる（図１）。
続いて、該液槽１上方にて加圧棒４１を再び上下動させ、ロール６の軸方向の圧縮，復元を繰り返し、該ロール６中の懸濁液７が所定量になるまで絞り出す（絞出工程）。ロール６に付着する導電性カーボン量を少なくする場合は、加圧棒４１によるロール６の圧縮，復元回数を増やす。ここでは、五回程、加圧棒４１を上下動させている。
かくして、不必要の懸濁液７は通水性ケース３外へ排出され、懸濁液中に混在していた導電性カーボンの所定量だけが該ロール６の組織中に残留する。
【００１８】
ところで、前記絞出工程において、ロール６を圧縮したとき表面に懸濁液７の泡Ｆができ、圧縮を解いたとき（加圧棒４１が上動したとき）、その泡Ｆが再びロール６内に吸い込まれてしまい、絞り効率が悪くなる。また、通水性ケース３についた泡Ｆは、放置すると、ロール６がその泡Ｆを吸い取り、ロール周囲のみ含浸濃度が高くなって、ロールへの導電材の付着ムラの虞れがある。
斯る不具合を防ぐため、前述のリング環体８１を通水性ケース３に嵌め込み、圧縮時に、これを上下動させることにより泡Ｆを拭き取る（図４）。または、エアスプレー環体８２を使って、エアを吹き付け泡Ｆを吹き飛ばすようにする（図５）。
【００１９】
その後、ロール６を通水性ケース３から取り出し、これを乾燥機（図示せず）に移して、ロール内部の水分を含めて蒸発させる（乾燥工程）。このようにして、ロール全体にわたって均等に導電性カーボンが付着される。
最後に、軸孔を設け（円筒形ロールの場合は不要）、該ロール６の表面を仕上げ研磨して、最終製品たる所望の導電性ロール６が出来上る。
【００２０】
（３）実施形態の効果
上記実施形態の導電性ロールの製造方法及びその製造装置によれば、液槽１中でロール６の軸方向に対して、ロール６の圧縮，復元を繰り返すので、ロール６に短時間で懸濁液７を含浸させることができる。
そして、ロール全体に亘って均等に圧縮，復元を繰り返されるので、懸濁液が均一に含浸し、ムラのない高品質な製品を製造できる。含浸工程と絞出工程は、加圧棒４１を使って圧縮，復元を同様に繰り返す。従って、万一、ロール６に含浸し易い部分（発泡率が大きく、見掛け密度の小さな部分）が存在しても、斯る部分は含浸度が大きい代りに絞りも行い易くなっており、結果として、ロール６には導電性カーボンが均一に残ることになる。
更に、予め柱状又は円筒状にしたロール６に懸濁液を含浸させるので、懸濁液等の資材を無駄なく使用でき、絞出，乾燥等も短時間で可能となるなど製造工程，製造コストを大幅に軽減できる。例えば、従来の厚板を使う場合に比し、懸濁液７の量は約１／２で済んだ。
また、本発明に係る導電性ロールの製造装置によれば、ロール６への懸濁液の含浸と絞出を一連に行うことができ、しかも、複数のロール６を同時に処理できるので、省設備にて効率のよい生産を可能にする。従来、様々な設備を要したが、昇降機構２，プレス機構４のコンパクトな上下の動きだけで、ロール６に導電材を均等付与できる。製品形状に近いロール６であるため、圧縮時の動力が小さくて済む。
形状（口径や長さ）の異なるロール製造に対しては、着脱自在の通水性ケース，加圧棒を取替えて簡単に対応できる。
【００２１】
尚、本発明においては、前記実施形態に示すものに限らず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更できる。例えば、実施形態ではロール６を垂直姿態にて液槽１中に浸漬させるようにしたが、横向き姿態にて浸漬し含浸させてもよい。懸濁液も、その製品の使用目的，用途等に応じて適宜材料を選択し得る。
【００２２】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の導電性ロールの製造方法及びその製造装置は、簡易な装置にして、ロールに懸濁液中の導電材を短時間で均等に付与でき、品質向上，生産性向上，製品の低コスト化に優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る導電性ロールの製造装置の実施の形態を示した側面図である。
【図２】本発明に係る導電性ロールの製造方法における含浸工程を示す通水性ケースの縦断面図である。
【図３】本発明に係る導電性ロールの製造方法における含浸工程を示す通水性ケースの縦断面図である。
【図４】本発明に係る導電性ロールの製造方法における絞出工程を示す通水性ケースの斜視図である。
【図５】導電性ロールの製造方法における他形態の絞出工程を示す通水性ケースの斜視図である。
【図６】従来の導電性ロールの製造工程を示す概略説明図である。
【図７】従来の導電性ロールの絞り工程を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１      液槽
２      昇降機構
３      通水性ケース
４      プレス機構
６      ロール
７      懸濁液
【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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