(57)【要約】      （修正有）【課題】弾性発泡体ローラ部及びシャフト部を備えるローラの工程数が削減された製造方法を提供する。【解決手段】弾性発泡体ローラ２３及びシャフト１１とが接着剤層１１を介して接着されるローラの製造方法であって、シャフト材の周囲の前記ローラ部を接着する範囲にホットメルトの接着剤層を形成する工程、シャフト材の一方の端部に、先細り形状の先端部３１及びシャフト材を挿入可能な筒状部３２を有するキャップ部材３０を、筒状部が接着剤層の端部を覆うように装着する工程、シャフトに装着したキャップ部材を、棒状の弾性発泡体２０の長手方向の一方から他方の端面に貫通させ、シャフト材を弾性発泡体に挿通させる工程、シャフト材からキャップ部材を除去し、シャフト部を形成する工程、弾性発泡体とシャフト部を加熱するで接着する工程、及び弾性発泡体を略円柱状に研削加工し、ローラ部を形成する工程、を含むことを特徴とするローラの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性発泡体ローラ部及びシャフト部を備え、前記ローラ部と前記シャフト部とが接着剤層を介して接着されているローラを製造する方法であって、
シャフト材の周囲の前記ローラ部を接着する範囲にホットメルト接着剤からなる接着剤層を形成する工程、
前記シャフト材の少なくとも一方の端部に、先細り形状の先端部及び前記シャフト材を挿入可能な筒状部を有するキャップ部材を、前記筒状部が前記接着剤層の端部を覆うように装着する工程、
前記シャフト材に装着した前記キャップ部材を、棒状の弾性発泡体の長手方向の一方の端面から他方の端面に貫通させて、前記シャフト材を前記弾性発泡体に挿通させる工程、
前記シャフト材から前記キャップ部材を除去し、前記シャフト部を形成する工程、
前記弾性発泡体と前記シャフト部とを加熱することにより接着する工程、
及び前記弾性発泡体を略円柱状に研削加工し、前記ローラ部を形成する工程、
を含むことを特徴とするローラの製造方法。
【請求項２】
前記キャップ部材の筒状部が略円筒状である請求項１に記載のローラの製造方法。
【請求項３】
前記キャップ部材の先端部が尖鋭形状であり、
前記シャフト材を前記弾性発泡体に挿通させる工程において、前記キャップ部材を棒状の弾性発泡体の長手方向の一方の端面に突き刺し、他方の端面に貫通させる工程を含む請求項１又は２のいずれか１項に記載のローラの製造方法。
【請求項４】
前記キャップ部材の先端部が略円錐形状、又は略多角錐形状である請求項３に記載のローラの製造方法。
【請求項５】
前記キャップ部材の先端部の長手方向断面の先端角が、２０°以下である請求項３又は４に記載のローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性発泡体ローラ部及びシャフト部を備えるローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置の給紙ローラ、トナー搬送ローラ等には、略円柱状に形成されたポリウレタンフォーム等の弾性発泡体ローラ部にシャフト部が備えられたローラが用いられている。通常、シャフト部はローラ部の両端面を貫通するように配置され、ローラの回転軸及び、画像形成装置への取り付け軸として用いられる。
【０００３】
上記ローラを製造する場合、一般に、（１）棒状の弾性発泡体に貫通孔をあける工程、（２）シャフトの周囲に接着剤層（一般にホットメルト接着剤）を形成する工程、（３）シャフトを弾性発泡体の貫通孔に挿入する工程、（４）加熱により弾性発泡体とシャフト部とを接着する工程、（５）弾性発泡体を略円柱状に研削加工する工程、を含むプロセスが用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記工程（２）においては、通常、（２−１）シャフトの周囲に液状の接着剤を塗布するか、又はシート状の接着剤を巻き付けて接着剤層を形成した後、（２−２）乾燥工程や一次加熱処理を行って、接着剤層をシャフトに仮接着することで、工程（３）において、弾性発泡体との摩擦で接着剤層がシャフトから剥がれないようにしている。そのため、製造工程における工程数が増加する上、仮接着によりシャフトから接着剤層を剥がし難くなるため、シャフトのリユースがし難くなるという問題が生じる。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、弾性発泡体ローラ部及びシャフト部を備え、前記ローラ部と前記シャフト部とが、接着剤層を介して接着されているローラを製造する方法であって、工程数が削減された製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、弾性発泡体ローラ部及びシャフト部を備え、前記ローラ部と前記シャフト部とが接着剤層を介して接着されているローラを製造する方法であって、シャフト材の周囲の前記ローラ部を接着する範囲にホットメルト接着剤からなる接着剤層を形成する工程、前記シャフト材の少なくとも一方の端部に、先細り形状の先端部及び前記シャフト材を挿入可能な筒状部を有するキャップ部材を、前記筒状部が前記接着剤層の端部を覆うように装着する工程、前記シャフト材に装着した前記キャップ部材を、棒状の弾性発泡体の長手方向の一方の端面から他方の端面に貫通させて、前記シャフト材を前記弾性発泡体に挿通させる工程、前記シャフト材から前記キャップ部材を除去し、前記シャフト部を形成する工程、前記弾性発泡体と前記シャフト部とを加熱することにより接着する工程、及び前記弾性発泡体を略円柱状に研削加工し、前記ローラ部を形成する工程、を含むことを特徴とするローラの製造方法によって達成される。
【０００７】
本発明においては、シャフト材に形成された接着剤層の端部が、キャップ部材により覆われて保護されているので、シャフト材への接着剤層の仮接着を行わなくても、その後のシャフト材を弾性発泡体に挿通させる工程において、弾性発泡体との摩擦により接着剤層が捲れて剥がれることを防止することができる。これにより、シャフト材に接着剤層を仮接着する一次加熱処理工程等を省略することができ、設備的、時間的にコストを削減することができる。なお、前記シャフト材を前記弾性発泡体に挿通させる工程において、後述のように、キャップ部材自体で弾性発泡体に穿孔する場合以外は、予め、弾性発泡体の長手方向にシャフト材を挿通させるための貫通孔をあける工程を行う。
【０００８】
本発明のローラの製造方法の好ましい態様は以下の通りである。
【０００９】
（１）前記キャップ部材の筒状部が略円筒状である。これにより、接着剤層及び弾性発泡体を損傷させることなく、キャップ部材を弾性発泡体の長手方向の一方の端面から他方の端面に貫通させることができる。
（２）前記キャップ部材の先端部が尖鋭形状であり、前記シャフト材を前記弾性発泡体に挿通させる工程において、前記キャップ部材を棒状の弾性発泡体の長手方向の一方の端面に突き刺し、他方の端面に貫通させる工程を含む。これにより、さらに、弾性発泡体に予め貫通孔をあける工程を削減でき、さらに、設備的、時間的コストを削減することができる。また、貫通孔をあける工程における弾性発泡体の屑の発生もなくすことができる。
（３）（２）において、前記キャップ部材の先端部が略円錐形状、又は略多角錐形状である。弾性発泡体に挿入し易い形状である。
（４）（３）又は（２）において、前記キャップ部材の先端部の長手方向断面の先端角が、２０°以下である。これにより、弾性発泡体に貫通孔があいていなくても、キャップ部材を、より容易に弾性発泡体に貫通させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のローラの製造方法においては、シャフト材に形成された接着剤層の端部が、キャップ部材により覆われて保護されているので、シャフト材への接着剤層の仮接着を行わなくても、その後のシャフト材を弾性発泡体に挿通させる工程において、弾性発泡体との摩擦により接着剤層が捲れて剥がれることを防止することができる。したがって、本発明により、シャフト材に接着剤層を仮接着する一次加熱処理工程等を省略することで、設備的、時間的にコストを削減でき、低コストにローラを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のローラの製造方法の代表的な一例を示す概略斜視図である。
【図２】本発明のローラの製造方法におけるシャフト材を弾性発泡体に挿通させる工程の好適態様の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、弾性発泡体ローラ部及びシャフト部を備え、前記ローラ部と前記シャフト部とが接着剤層を介して接着されているローラを製造する方法である。以下に、本発明のローラの製造方法の実施形態について図面を参照にしながら説明する。図１は、本発明のローラの製造方法の代表的な一例を示す概略斜視図である。まず、図１（ａ）に示すように、シャフト材１０の周囲のローラ部を接着する範囲にホットメルト接着剤からなる接着剤層１１を形成する。接着剤層１１は液状の接着剤を塗布するか、又はシート状の接着剤を巻き付けることで形成する。接着剤は、熱可塑性ポリウレタン接着剤、二液型ポリウレタン接着剤、エポキシ接着剤、ポリエステル接着剤、アクリル接着剤、アクリルエマルジョン接着剤、ウレタンエマルジョン接着剤等を用いることができる。
【００１３】
次いで、図１（ｂ）に示すように、シャフト材１０の少なくとも一方の端部に、先端部３１及び筒状部３２を有するキャップ部材３０を、筒状部３２が接着剤層１１の端部を覆うように装着する。キャップ部材３０で覆う接着剤層１１の端部の範囲は、接着剤層１１の端が捲れることを防止できれば、特に制限はない。通常、接着剤層１１の端から０．５〜２０ｍｍである。キャップ部材３０の筒状部３２は、図１（ｂ）においては略円筒状であるが、シャフト材を挿入可能であればどのような形状でも良く、例えば、断面多角形の筒状でも良い。後述のシャフト材を弾性発泡体に挿通させる工程において、接着剤層１１及び弾性発泡体を損傷させることなく、キャップ部材を弾性発泡体の長手方向の一方の端面から他方の端面に貫通させることができる点で、筒状部３２は略円筒形状が好ましい。
【００１４】
また、先端部３１は、図１（ｂ）においては略円錐形状であるが、筒状部３２側よりも先端側が細くなっている先細り形状であればどのような形状でも良い。例えば、次の工程において用いられる弾性発泡体の長手方向に、予め貫通孔があけられている場合は、先端が丸まった形状でも良い。
【００１５】
次に、図１（ｃ）に示したように、ローラ部用の弾性発泡体２０を用意する。弾性発泡体２０は、所望のローラの長さを有する棒状であればどのような形状でも良いが、通常、図示のような細長い角柱状の弾性発泡体が用いられる。また、後述のように、キャップ部材３０自体で弾性発泡体２０に穿孔する場合以外は、弾性発泡体２０の長手方向に、予めシャフト材１０を挿通させるための貫通孔２１があけられている。そして、シャフト材１０に装着したキャップ部材３０の先端部３１を、弾性発泡体２０の長手方向の一方の端面から、図１（ｃ）の矢印で示す方向に貫通孔２１に沿って押し込み、他方の端面に貫通させ、さらに、図１（ｄ）に示すように、シャフト材１０を弾性発泡体２０に挿通させる。この際、弾性発泡体２０の長手方向両端部からシャフト材１０が突出するようにキャップ部材３０が装着されたシャフト材１０の位置を調整する。
【００１６】
この工程において、キャップ部材３０がない場合は、シャフト材１０への接着剤層１１の仮接着を行わなければ、弾性発泡体２０との摩擦により、シャフト材１０に形成した接着剤層１１が捲れて剥がれてしまうが、図１（ｃ）のように、接着剤層１１の端部が、キャップ部材３０により覆われて保護されているので、接着剤層１１の剥がれを防止することができる。
【００１７】
そして、図１（ｄ）の矢印の方向に、キャップ部材３０をシャフト材１０から引き抜いて除去し、図１（ｅ）に示すように、弾性発泡体２０に挿通したシャフト部１３を形成する。その後、図１（ｅ）に示すように、加熱器４０を用いて、弾性発泡体２０とシャフト部１３とを加熱することで、接着剤層１１を介して接着する。加熱温度及び加熱時間は特に制限はなく、ホットメルト接着剤を用いる際の通常の条件で良い。
【００１８】
最後に図１（ｆ）に示すように、得られたシャフト部１３が接着された弾性発泡体２０について、研削加工機５０により弾性発泡体２０の外周を研削し、図１（ｇ）に示すような所望の略円柱形に加工し、ローラ部２３を形成することにより、ローラ６０を製造する。研削加工は、常法により行うことができる。例えば、弾性発泡体２０を、シャフト部１３を中心に回転させ、回転砥石等により研削することで行う。
【００１９】
本発明のローラの製造方法であれば、シャフト材に接着剤層を仮接着する一次加熱処理工程等を省略することができ、設備的、時間的にコストを削減することができる。
【００２０】
本発明において、更に好ましい態様は、キャップ部材３０の先端部３１を尖鋭形状とし、図１（ｃ）のシャフト材１０を弾性発泡体２０に挿通させる工程において、キャップ部材３０を弾性発泡体２０の長手方向の一方の端面に突き刺し、他方の端面に貫通させる工程を含むものである。この場合は、図１（ｃ）に示した弾性発泡体２０の貫通孔２１は必要ない。したがって、弾性発泡体２０に予め貫通孔２１をあける工程を削減でき、さらに、設備的、時間的コストを削減することができる。また、貫通孔２１をあける工程における弾性発泡体の屑の発生もなくすことができるので、産業廃棄物の削減にも貢献できる。
【００２１】
本発明の好ましい態様において、キャップ部材３０の先端部３１は、尖鋭形状であれば、どのような形状でも良い。弾性発泡体２０の長手方向の一方の端面の略中心に突き刺し、シャフト材１０をより直進性良く弾性発泡体２０中に挿通させ、他方の端面の略中心に貫通させるため、先端部３１の尖鋭形状は、略円錐形、又は略多角錐形であることが好ましい。また、キャップ部材３０をより容易に弾性発泡体２０に貫通させるため、先端部３１の長手方向断面の先端角度は２０°以下が好ましく、３〜２０°がより好ましく、３〜１５°が更に好ましく、５〜１０°が特に好ましい。
【００２２】
キャップ部材３０の材質としては、特に制限はない。例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属、又は硬質プラスチック等の樹脂等からなるキャップ部材を用いることができる。キャップ部材３０の材質としては、タック性の小さい材質が好ましく、例えば、上記の金属又はプラスチックが挙げられる。このような材質であれば、キャップ部材３０を弾性発泡体２０により容易に貫通させることができる。
【００２３】
本発明のローラの製造方法において、図１（ｃ）のシャフト材１０を弾性発泡体２０に挿通させる工程において、弾性発泡体２０を長手方向に圧縮した状態で、キャップ部材３０を弾性発泡体２０の長手方向の一方の端面から、他方の端面に貫通させた後、弾性発泡体２０の圧縮を解除することを含むことが好ましい。弾性発泡体２０を圧縮した状態にすることで、弾性発泡体２０の形状が安定するとともに、キャップ部材３０が弾性発泡体２０を貫通するまでの距離が短くなり、シャフト材１０を挿通させる際に弾性発泡体２０が曲がったり捩れたりすることを低減でき、シャフト材１０をより容易に、且つ、より直進性良く弾性発泡体２０中に挿通させることができるからである。この方法は、特に、貫通孔２１が形成されていない弾性発泡体２０を用いて、キャップ部材３０自体で弾性発泡体２０に穿孔する工程を用いる場合に有効である。このような工程は、例えば、図２に示すような工程で行うことができる。
【００２４】
図２は、本発明のローラの製造方法におけるシャフト材を弾性発泡体に挿通させる工程の好適態様の一例を示す概略断面図である。まず、図２（ｃ１）に示すように、弾性発泡体２０の側面外周を包囲し、且つ弾性発泡体２０の長手方向の一方の端面を保持する箱型の枠体７１及び、他方の端面から弾性発泡体２０を押圧する押圧体７２を有する圧縮装置７０に弾性発泡体２０を収納する。図示の通り、枠体７１の弾性発泡体２０の長手方向の一方の端面を保持する面の略中心部には、シャフト材１０を挿通するため、シャフト材１０の外径より少し大きい径の挿入孔７３が設けられ、押圧体７２の弾性発泡体２０を押圧する面の略中心部にも、弾性発泡体２０を貫通したシャフト材１０が挿通可能なように、同様な径の挿入孔７４が設けられている。次いで図２（ｃ２）に示すように、圧縮装置７０の押圧体７２を枠体７１に押し込むことにより、弾性発泡体２０を長手方向に圧縮する。弾性発泡体２０の圧縮率は特に制限はなく、用いる弾性発泡体の種類、性質等により設定する。圧縮率は１／８〜１／４が好ましい。そして、弾性発泡体２０を圧縮した状態で、シャフト材１０に装着したキャップ部材３０の先端部３１を、図２（ｃ２）の矢印で示す方向に、挿入孔７３から挿入し、弾性発泡体２０の長手方向の一方の端面に突き刺し、図２（ｃ３）に示すように、他方の端面に貫通させる。この際、弾性発泡体２０の圧縮を解除したときに、シャフト材１０が弾性発泡体２０の長手方向の両端面に突出するのに、十分な位置まで、シャフト材１０を弾性発泡体２０に挿通させる。その後、図２（ｃ４）に示すように、押圧体７２による弾性発泡体２０の圧縮を解除し、シャフト材１０が挿通された弾性発泡体２０を得る。この際、弾性発泡体２０のシャフト材１０の締め付けが強過ぎて、圧縮を解除しても、弾性発泡体２０が所定の長さまで復元しない場合、弾性発泡体を所定の長さまで均したり、シャフト材１０に対する弾性発泡体２０の位置を調整したりしても良い。なお、弾性発泡体２０の圧縮の解除は、図２においてはシャフト材１０を所定の位置まで弾性発泡体２０に挿通させた後に行っているが、キャップ部材３０が弾性発泡体２０を貫通した後であれば、どのようなタイミングで圧縮を解除しても良い。例えば、キャップ部材３０が弾性発泡体２０を貫通した後、シャフト材１０を弾性発泡体２０に挿入しながら、弾性発泡体２０の圧縮の解除を徐々に行い、圧縮を完全に解除したときにシャフト材１０が弾性発泡体２０の長手方向の両端部に突出するように両操作を連動させても良い。
【００２５】
本発明のローラの製造方法に用いる弾性発泡体としては、特に制限はない。例えば、ポリウレタンフォーム、シリコーンゴムフォーム、エチレンプロピレンゴムフォーム、アクリロニトリルブタジエンゴムフォーム等が挙げられる。このうちポリウレタンフォームが好ましい。発泡体構造としては、連続気泡性、独立気泡性いずれでも良いが、独立気泡性の発泡体構造が好ましい。
【００２６】
弾性発泡体の物性に特に制限はなく、所望のローラの性能に応じて適宜設定することができる。例えば、アスカーＦ硬度５０〜８０、密度：９０〜１２０ｋｇ／ｍ３、平均セル径：２００〜５００μｍ、通気性：１ｍｌ／ｃｍ２／ｓｅｃ以下とすることができる。なお、平均セル径は、顕微鏡撮影画像をもとに、セルの断面形状を画像処理して、同一面積で近似した楕円とし、長軸径及び短軸径の平均値をセル径とし、２０か所の平均値を算出して求めた。
【００２７】
ポリウレタンフォームを形成するためのポリウレタン材料としては、樹脂中にウレタン結合を含むものであれば、特に制限はない。ポリオール成分としては、公知のものを用いることができ、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ＴＨＦ−アルキレンオキサイド共重合体ポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ポリオレフィンポリオール、エチレン−酢酸ビニル共重合体の部分鹸化物、フォスフェート系ポリオール、ハロゲン含有ポリオール等を好適に用いることができる。イソシアネート成分としても、公知のものを用いることができ、汎用されているＴＤＩ、ＭＤＩ、粗製−ＭＤＩ（ポリメリックＭＤＩ）、変性ＭＤＩ等を用いることができる。
【００２８】
ポリウレタン材料中には、これらポリウレタン原料に加え、所望により架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、界面活性剤、触媒等を添加することができ、これにより所望に応じた構造とすることができる。また、難焼剤、充填剤、架橋剤等の公知の添加剤を適宜使用することも可能である。トナー搬送用ローラ等の導電性のローラを製造する場合はイオン導電剤や電子導電剤等の公知の導電剤を配合すると良い。イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリルトリメチルアンモニウム）、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。また、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、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；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。
【００２９】
上記ポリウレタン材料を用いてローラを構成する発泡体を得る方法に制限はなく、上記発泡剤を用いて化学的に発泡させる方法、成形時に空気を機械的に巻き込んで発泡させる方法など公知の方法を適宜選択して用いることができる。
【００３０】
本発明のローラの製造方法におけるシャフト材の材質としては、特に制限はない。例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属、又は硬質プラスチック等の樹脂等からなる中実又は中空のシャフト材を用いることができる。特に、トナー搬送用ローラ等の導電性のローラを製造する場合は、導電性のある金属又は導電性プラスチックを用いると良い。
【００３１】
本発明のローラの製造方法は、どのような用途のローラを製造する場合でも用いることができる。例えば、複写機、プリンタ等の画像形成装置の給紙ローラ、トナー搬送ローラ等の製造に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明により、複写機、プリンタ等の画像形成装置の給紙ローラ、トナー搬送ローラ等に用いることができるローラを低コストで製造することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０          シャフト材
１１          接着剤層
１３          シャフト部
２０          弾性発泡体
２１          貫通孔
２３          ローラ部
３０          キャップ部材
３１          先端部
３２          筒状部
４０          加熱器
５０          研削加工機
６０          ローラ
７０          圧縮装置
７１          枠体
７２          押圧体
７３、７４    挿入孔
【図１】
2015218820.tif 000003
【図２】
2015218820.tif 000004