(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層が形成されたロール基体を準備する工程と、内径が、上記ロール基体の外径よりも小径であるとともに、軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に拡径している円筒型に、上記ロール基体を同軸に圧挿する工程と、この同軸圧挿状態で加熱し上記スポンジ弾性層を上記円筒型の型形状に賦形した後に脱型する工程とを備えていることを特徴とするトナー供給ロールの製法。
【請求項２】
上記ロール基体のスポンジ弾性層の外周面に、軸方向に延びる複数の凸条が所定のピッチで周方向に形成されている請求項１記載のトナー供給ロールの製法。
【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，ファクシミリ等の電子写真装置に用いられるトナー供給ロールの製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真装置における複写は、感光ドラムの表面に原稿像を静電潜像として形成し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙上に転写定着することにより行なわれている。そして、この複写における上記トナー像の形成は、トナー供給ロールがトナーボックスから現像ロールにトナーを供給し、このトナーを上記静電潜像に付着させることにより行われている。そして、現像ロールの表面に余ったトナーは、トナー供給ロールにより掻き取られ、トナーボックスに戻されたのち、トナーボックス内のアジテータ（攪拌機）により攪拌される。
【０００３】
一方、トナー供給ロールは、軸体と、その外周面に形成されたウレタンフォームからなるスポンジ弾性層とからなっており、電子写真装置内では、現像ロールに平行に押し付けられるようにして当接している。そして、曲げ剛性は、通常、トナー供給ロールの方が低いため、トナー供給ロールは、軸体が反ってしまう。この軸体の反りにより、上記両ロールの当接圧は、当接部分の中央部よりも両端部の方で大きくなっている。このため、トナーが劣化し易くなったり、画質が悪化したりする。
【０００４】
そこで、トナーの劣化や画質の悪化を防止するために、本願出願人は、トナー供給ロールのスポンジ弾性層をクラウン形状にすることを提案している（特開２０００−２７５９５３号公報）。すなわち、トナー供給ロールにおいて、スポンジ弾性層を、厚みが軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に厚くなる形状（クラウン形状）にしている（図４参照）。そして、そのスポンジ弾性層のクラウン形状の形成は、スポンジ弾性層を研磨したり、成形型のキャビティ部分をクラウン形状（成形型の内径が軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に拡径している形状）にしたりしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スポンジ弾性層を研磨によりクラウン形状にする方法では、クラウン形状の精度が悪く、研磨加工に手間がかかる。しかも、クラウン形状に寸法のばらつきが発生する。また、成形型のキャビティ部分をクラウン形状にする方法では、成形だけで精度のよいスポンジ弾性層を形成するためには、成形型のキャビティ部分を精度よくする必要があるが、精度のよい成形型を安定して作製することは困難であり、その作製に時間とコストがかかり過ぎる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、スポンジ弾性層を精度のよいクラウン形状に簡単に形成することができるトナー供給ロールの製法の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のトナー供給ロールの製法は、軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層が形成されたロール基体を準備する工程と、内径が、上記ロール基体の外径よりも小径であるとともに、軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に拡径している円筒型に、上記ロール基体を同軸に圧挿する工程と、この同軸圧挿状態で加熱し上記スポンジ弾性層を上記円筒型の型形状に賦形した後に脱型する工程とを備えているという構成をとる。
【０００８】
本発明者は、スポンジ弾性層を精度のよいクラウン形状に簡単に形成できるようにするべく、トナー供給ロールの製法について鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層が形成されたロール基体を、そのロール基体の外径よりも内径が小さい円筒型に圧挿して加熱すると、スポンジ弾性層の形状を補正できることを突き止めた。そして、さらに鋭意研究を重ねた結果、内径が、上記ロール基体の外径よりも小径であるとともに、軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に拡径している円筒型に、上記ロール基体を同軸に圧挿し、この同軸圧挿状態で加熱すると、上記スポンジ弾性層を上記円筒型の型形状に賦形でき、そのスポンジ弾性層を精度のよいクラウン形状に簡単に形成することができることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１０】
図１〜図３は、本発明のトナー供給ロールの製法の一実施の形態を示している。この実施の形態におけるトナー供給ロールの製法は、軸体２の外周面にウレタンフォームからなるスポンジ弾性層３が一体形成されたロール基体１を、内径がそのロール基体１の外径よりも小径であるとともに内周面がクラウン形状に形成されているクラウン円筒型４に、同軸に圧挿し、この状態で２次加硫（加熱）し上記スポンジ弾性層３を上記クラウン円筒型４のクラウン形状に賦形した後、脱型する方法である。
【００１１】
より詳しく説明すると、上記ロール基体１は、スポンジ弾性層３の厚みが軸方向および周方向に沿って一定のものであり、成形により作製される。この成形にには、内径が軸方向に沿って一定のストレート円筒型が用いられ、このストレート円筒型内に軸体２を装填し、そのストレート円筒型の両端をキャップ５（図３参照）で閉塞すると、上記軸体２がそれらキャップ５によりストレート円筒型と同軸に支持され、ストレート円筒型内に目的とするロール基体１の最終ロール形状を与える成形キャビティが形成されるようになっている。
【００１２】
上記軸体２は、特に限定されるものではなく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、その材料としては、ステンレス，アルミニウム，鉄にメッキを施したもの等があげられる。
【００１３】
上記スポンジ弾性層３の形成材料には、通常の軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられるポリオール成分およびイソシアネート成分が用いられる。上記ポリオール成分としては、例えば、ポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリマーポリオール等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。上記イソシアネート成分としては、２官能以上のポリイソシアネートであれば特に限定はなく、例えば、２，４−（または２，６−）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、カーボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１４】
また、上記原料には、必要に応じて、ポリオール成分およびイソシアネート成分に加えて、架橋剤，発泡剤（水，低沸点物，ガス体等），界面活性剤，触媒，難燃剤，充填剤，導電性付与剤，帯電防止剤等を適宜に配合してもよい。
【００１５】
上記２次加硫（加熱）時にロール基体１が圧挿されているクラウン円筒型４は、内周面がクラウン形状に形成されているが、このクラウン円筒型４におけるクラウン形状とは、クラウン円筒型４の内径が軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に拡径している形状のことであり、中央部に内径が軸方向に沿って一定となっている部分があるものも含む意味である。しかも、その内径が最大となる中央部でも上記ロール基体１の外径よりも小径になっている。また、このクラウン円筒型４には、両端を閉塞するキャップ５が備えられており、クラウン円筒型４内に上記ロール基体１を圧挿し、そのクラウン円筒型４の両端を上記キャップ５で閉塞すると、上記軸体２がそれらキャップ５によりクラウン円筒型４と同軸に支持されるようになっている。
【００１６】
そして、上記トナー供給ロールの製法は、上記ロール基体１およびクラウン円筒型４を用いて、例えばつぎのようにすることができる。すなわち、まず、上記クラウン円筒型４内に上記ロール基体１を圧挿し（図２参照）、そのクラウン円筒型４の両端を上記キャップ５で閉塞する（図３参照）。これにより、ロール基体１の軸体２とクラウン円筒型４とを同軸状態にする。そして、この状態で２次加硫（加熱）する。この２次加硫（加熱）の温度は、通常、７０〜３００℃の範囲、その時間は、１〜１２０分の範囲である。そして、この２次加硫（加熱）により、上記スポンジ弾性層３を上記クラウン円筒型４のクラウン形状に賦形する。その後、脱型する。このような製法により、図４に示すように、スポンジ弾性層３がクラウン形状になっているトナー供給ロールＡを作製することができる。
【００１７】
上記実施の形態のトナー供給ロールの製法によれば、２次加硫（加熱）時にロール基体１の軸体２とクラウン円筒型４とが同軸状態になっているため、その２次加硫（加熱）により、スポンジ弾性層３を簡単に精度のよいクラウン形状にすることができる。このため、作製されたトナー供給ロールＡでは、スポンジ弾性層３の表面の振れを小さくすることができる。その結果、そのトナー供給ロールＡを実機に組み込むと、画質を安定させることができる。
【００１８】
また、上記トナー供給ロールの製法では、ロール基体１を上記クラウン円筒型４内に圧挿した状態で２次加硫（加熱）するため、作製されたトナー供給ロールＡのスポンジ弾性層３は、圧縮されており、セルが潰れて小さくなっている。このため、そのトナー供給ロールＡを実機に組み込むと、スポンジ弾性層３にトナーが入り難くなっており、トナーの劣化を防止することができるとともに、スポンジ弾性層３の硬化を防止することができる。その結果、画像かぶりを防止することができる。特に、スポンジ弾性層３の両端部では、上記クラウン円筒型４の内周面のクラウン形状により、圧縮の度合いが大きくなるため、トナーの劣化防止およびスポンジ弾性層３の硬化防止が顕著になり、画像かぶりをより防止することができる。
【００１９】
図５は、本発明のトナー供給ロールの製法の他の実施の形態を示している。この実施の形態では、ロール基体６として、スポンジ弾性層３の外周面に、軸方向に延びる複数の凸条７が所定のピッチで周方向に形成されているものを用いる。それ以外の部分は上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。そして、この製法により、図６に示すように、スポンジ弾性層３がクラウン形状になっているとともに、スポンジ弾性層３の外周面に凸条７が所定のピッチで周方向に形成されているトナー供給ロールＢを作製することができる。
【００２０】
上記ロール基体６の外周面の凸条７の横断面形状としては、特に限定されるものではなく、四角形，三角形，半円径等があげられる。また、上記凸条７は、高さが２０〜３０００μｍの範囲、幅が５０〜５０００μｍの範囲、周方向のピッチが３００〜３０００μｍの範囲に設定されていることが好ましい。その理由は、凸条７の高さおよび周方向のピッチが上記範囲を外れると、作製されるトナー供給ロールＢによるトナーの掻き取り性が悪化するおそれがあるからである。また、凸条７の幅が５０μｍを下回ると、作製されるトナー供給ロールＢの現像ロールに対する摩擦力が低過ぎる傾向にあり、５０００μｍを上回ると、その摩擦力が高過ぎる傾向にあり、いずれの場合も画質が悪化するおそれがあるからである。
【００２１】
この実施の形態のトナー供給ロールの製法によっても、上記実施の形態と同様の作用・効果を奏する。さらに、このトナー供給ロールの製法では、作製されたトナー供給ロールＢのスポンジ弾性層３の表面に上記凸条７が形成されるため、そのトナー供給ロールＢを実機に組み込むと、そのトナー供給ロールＢのトナー供給性を安定させることができる。その結果、画質を安定させることができる。
【００２２】
なお、上記ロール基体６の外周面の凸条７は、図１に示すロール基体１（外周面に凸条７が形成されていないもの）の外周面を加工することにより形成してもよいし、上記ロール基体６を成形する際に用いるストレート円筒型として、内周面に上記凸条７に対応する条溝が形成されたものを用いることにより形成してもよい。
【００２３】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００２４】
【実施例１】
最初に説明した実施の形態と同様にして、トナー供給ロールＡを作製した。この作製に先立って、軸体２として直径５ｍｍのＳＵＭ２２製丸棒を準備した。また、スポンジ弾性層３の形成材料を調製した。すなわち、ポリエーテルポリオール（三井化学社製、ＥＰ−８２８、ＯＨ価＝２８）を９０重量部、ポリマーポリオール（三井化学社製、ＰＯＰ−３１−２８、ＯＨ価＝２８）を１０重量部、ジエタノールアミンを２重量部、シリコン整泡剤（日本ユニカー社製、Ｌ−５３０９）を３重量部、水を２重量部、第三級アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）を０．５重量部、第三級アミン触媒（東ソー社製、トヨキャットＨＸ−３５）を０．１重量部、ＤＢＴＤＬを０．１重量部、およびイソシアネート（住友バイエルウレタン社製、スミジュールＶＴ−８０、ＮＣＯ％＝４５）を３１．５重量部を配合してスポンジ弾性層３の形成材料を調製した。
【００２５】
そして、まず、ロール基体１を成形した。この成形には、内径が軸方向に沿って１７ｍｍで一定のストレート円筒型を準備し、このストレート円筒型内に上記軸体２を装填し、上記スポンジ弾性層３の形成材料を注入して成形した。成形されたロール基体１の外径は、１６．７ｍｍであった。ついで、軸方向の両端部の内径が１５．５ｍｍ、中央部の内径が１６．５ｍｍであり、両端部から中央部に向かうにつれて徐々に拡径しているクラウン円筒型４を準備し、このクラウン円筒型４内に上記ロール基体１を圧挿し、そのクラウン円筒型４の両端をキャップ５で閉塞してロール基体１の軸体２とクラウン円筒型４とを同軸状態にした。そして、この状態で１５０℃で６０分間２次加硫（加熱）した。そして、脱型した後、冷却した。このようにして、スポンジ弾性層３がクラウン形状になっているトナー供給ロールＡを得た。
【００２６】
【実施例２】
最後に説明した実施の形態と同様にして、トナー供給ロールＢを作製した。すなわち、ロール基体６として、スポンジ弾性層３の外周面に、軸方向に延びる複数の凸条７が所定のピッチで周方向に形成されているものを用いた。凸条７の横断面の形状は長方形とし、その高さは３００μｍ、幅は５００μｍ、ピッチは８００μｍとした。それ以外は、上記実施例１と同様にした。このようにして、スポンジ弾性層３がクラウン形状になっているとともに、スポンジ弾性層３の表面に凸条７が形成されているトナー供給ロールＢを得た。
【００２７】
上記実施例１，２において、ロール基体１，６およびトナー供給ロールＡ，Ｂのそれぞれの外径および振れの最大値をそれぞれの左右両端および中央で測定した。なお、実施例２のトナー供給ロールＢの振れの測定は、スポンジ弾性層３の表面の凸条７の頂面について行なった。そして、これらの結果を、下記の表１に示した。
【００２８】
【表１】
0003705196.tif 000002
【００２９】
上記表１の結果から、ロール基体１，６よりも、それをクラウン円筒型４に同軸に圧挿した状態で２次加硫（加熱）したトナー供給ロールＡ，Ｂの方が、振れが小さいことがわかる。
【００３０】
なお、上記各実施の形態では、ロール基体１，６を成形により作製したが、他の方法でもよく、例えば、ウレタンフォームからなるスラブウレタンからスポンジ弾性層３の基材を切り出して軸体２に接着した後、その基材を切削や研磨等することにより、ロール基体１，６を作製してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のトナー供給ロールの製法によれば、軸体の外周面に沿ってスポンジ弾性層が形成されたロール基体を、内径が上記ロール基体の外径よりも小径であるとともに軸方向の両端部から中央部に向かうにつれて徐々に拡径している円筒型に、同軸に圧挿し、この同軸圧挿状態で加熱し上記スポンジ弾性層を上記円筒型の型形状に賦形した後に脱型するため、作製されたトナー供給ロールにおいて、スポンジ弾性層を簡単に精度のよいクラウン形状にすることができる。このため、上記トナー供給ロールのスポンジ弾性層の表面の振れを小さくすることができる。その結果、そのトナー供給ロールを実機に組み込むと、画質を安定させることができる。さらに、上記ロール基体を上記円筒型に圧挿した状態で加熱するため、作製されたトナー供給ロールのスポンジ弾性層は、圧縮されており、セルが潰れて小さくなっている。このため、そのトナー供給ロールを実機に組み込むと、スポンジ弾性層にトナーが入り難くなっており、トナーの劣化を防止することができるとともに、スポンジ弾性層の硬化を防止することができる。その結果、画像かぶりを防止することができる。特に、スポンジ弾性層の両端部では、圧縮の度合いが大きくなるため、上記効果が顕著になる。
【００３２】
さらに、本発明において、上記ロール基体のスポンジ弾性層の外周面に、軸方向に延びる複数の凸条が所定のピッチで周方向に形成されている場合には、作製されたトナー供給ロールのスポンジ弾性層の外周面にも上記凸条が形成されており、そのトナー供給ロールを実機に組み込むと、上記凸条により、そのトナー供給ロールのトナー供給性を安定させることができる。その結果、画質をより安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー供給ロールの製法の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】上記製法を示す説明図である。
【図３】上記製法を示す説明図である。
【図４】上記製法により作製されたトナー供給ロールを示す説明図である。
【図５】本発明のトナー供給ロールの製法の他の実施の形態を示す説明図である。
【図６】上記製法により作製されたトナー供給ロールを示す説明図である。
【符号の説明】
１  ロール基体
２  軸体
３  スポンジ弾性層
４  クラウン円筒型
【図１】
0003705196.tif 000003
【図２】
0003705196.tif 000004
【図３】
0003705196.tif 000005
【図４】
0003705196.tif 000006
【図５】
0003705196.tif 000007
【図６】
0003705196.tif 000008