(57)【要約】【課題】優れた給紙性能を発揮できる表面性能を有し、時間的およびコスト的に有利に製造することができるローラ、特には給紙ローラを製造するに際し用いることのできるローラ用金型、その製造方法およびそれを用いたローラの製造方法を提供する。【解決手段】最終ローラ製品の表面形状に対応する凹凸形状が、該最終ローラ製品の表面に形成されためっき層の転写により形成されている内周面を有するローラ用金型である。このローラ用金型の製造方法であって、表面研磨済み最終ローラ製品１の表面にめっき層３を形成した後、めっき層３から最終ローラ製品１を抜き出して円筒状めっき部材４を得、得られた円筒状めっき部材４をより大径の円筒状金型母材５の内周面に埋め込むことによりローラ用金型を得る。上記ローラ用金型を用いるローラの製造方法である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最終ローラ製品の表面形状に対応する凹凸形状が、該最終ローラ製品の表面に形成されためっき層の転写により形成されている内周面を有することを特徴とするローラ用金型。
【請求項２】
請求項１項記載のローラ用金型の製造方法であって、表面研磨済み最終ローラ製品の表面にめっき層を形成した後、該めっき層から該最終ローラ製品を抜き出して円筒状めっき部材を得、得られた該円筒状めっき部材をより大径の円筒状金型母材の内周面に埋め込むことによりローラ用金型を得ることを特徴とするローラ用金型の製造方法。
【請求項３】
前記めっき層をニッケル−コバルト合金で形成する請求項２記載のローラ用金型の製造方法。
【請求項４】
前記ニッケル−コバルト合金からなるめっき層の外側にニッケルからなるめっき層を形成する請求項３記載のローラ用金型の製造方法。
【請求項５】
前記ニッケル−コバルト合金からなるめっき層を厚み０．３〜０．８ｍｍにて形成する請求項３または４記載のローラ用金型の製造方法。
【請求項６】
前記めっき層の厚みを３〜６ｍｍとする請求項２記載のローラ用金型の製造方法。
【請求項７】
前記めっき層の形成を、室温から５０℃程度までの温度において行う請求項２記載のローラ用金型の製造方法。
【請求項８】
請求項１項記載のローラ用金型を用いることを特徴とするローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はローラ用金型（以下、単に「金型」とも称する）、その製造方法およびそれを用いたローラの製造方法に関し、詳しくは、電子写真装置や静電記録装置等において、特に、給紙部材として好適に用いられるローラを製造するに際し使用されるローラ用金型、その製造方法およびそれを用いたローラの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やファクシミリ、各種プリンタなどの画像形成装置においては、電子写真プロセスにおける帯電、トナー層形成、現像、クリーニング、給紙、搬送等の各工程で、トナー供給ローラ、現像ローラ、転写ローラ、給紙ローラ、搬送ローラ等の各種ローラ部材が多様な役割を果たしている。
【０００３】
これら各種ローラ部材は、金属等からなる軸の外周に、弾性材料や樹脂材料からなる弾性体層を担持させた構造を有しており、一般に、押し出しや加圧プレス機等により成形したドーナツ状の弾性部材を軸に対し嵌合させるか、または、弾性体層を軸と一体成形する等の手法により成形される。その後、成形表面に研磨等の表面処理を施して、弾性体層にその用途に応じた表面性能を付与することにより、各種部材としての機能を高めている。
【０００４】
例えば、給紙ローラの場合には、安定した給紙性能を確保するためには、弾性体層表面の紙との間で適切な摩擦力を備えていることが必要となる。そのため、給紙ローラの給紙性能を出すために、従来は製品１個々々を砥石により研磨して、給紙ローラの表面に研磨肌を作り、給紙性能を確保していた。
【０００５】
かかる給紙ローラの製造方法に係る技術として、例えば、特許文献１には、接触面に、断面が非対称波形形状をなす所定寸法の溝山を、紙搬送方向と直角に形成することにより、使用初期から末期にわたり接触面状態を一定に保ち、摩擦係数の安定化を図った給排紙用弾性体ロールが記載されている。また、特許文献２には、外周面に、所定寸法を有する多数の溝が形成され、外周面に形成された断面が非対称波形形状をなす多数の溝山を所定条件にて形成することにより、長期使用時にも偏摩耗の発生がなく、耐摩耗性に優れるとともに安定した摩擦係数を発現できる、確実な給紙を行うことが可能な給紙ローラが記載されている。
【０００６】
給紙ローラ以外の各種ローラ部材についても、研磨肌を製品性能として重要視する製品であるＯＡ機器に使用する機能性ローラのほとんどについて、上記と同様のことが言え、同様の表面処理が行われて、夫々に必要な品質の確保が図られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１０４４４４号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開平８−１８８２７２号公報（特許請求の範囲等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１個々々または１本々々表面の研磨を行う従来の手法では、研磨時間がかかること、研磨により材料に無駄が生じ、産業廃棄物として埋め立てまたは燃料として活用する等の廃棄処理またはリサイクルの問題が生ずること、少なくとも研磨機および砥石が必要となり、研磨設備が必要となることなど、種々の問題点があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、優れた給紙性能を発揮できる表面性能を有し、時間的およびコスト的に有利に製造することができるローラ、特には給紙ローラを製造するに際し用いることのできるローラ用金型、その製造方法およびそれを用いたローラの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討した結果、ローラ形状の成形を行う際の金型自体に所望のローラ表面形状を形成しておき、この金型を用いてローラを製造することにより、成形後のローラ表面に対する処理なしで優れた表面性能を有するローラが得られることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明のローラ用金型は、最終ローラ製品の表面形状に対応する凹凸形状が、該最終ローラ製品の表面に形成されためっき層の転写により形成されている内周面を有することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のローラ用金型の製造方法は、上記ローラ用金型の製造方法であって、表面研磨済み最終ローラ製品の表面にめっき層を形成した後、該めっき層から該最終ローラ製品を抜き出して円筒状めっき部材を得、得られた該円筒状めっき部材をより大径の円筒状金型母材の内周面に埋め込むことによりローラ用金型を得ることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の金型の製造方法においては、前記めっき層をニッケル−コバルト合金で形成することが好ましく、また、前記ニッケル−コバルト合金からなるめっき層の外側にニッケルからなるめっき層を形成することも好ましい。さらに、前記ニッケル−コバルト合金からなるめっき層の好適厚みは、０．３〜０．８ｍｍである。
【００１４】
また、本発明の金型の製造方法においては、前記めっき層全体の厚みを３〜６ｍｍとすることが好ましく、好適には、前記めっき層の形成を、室温から５０℃程度までの温度において行う。
【００１５】
さらに、本発明のローラの製造方法は、上記本発明のローラ用金型を用いることを特徴とするものである。
【００１６】
あらかじめ内表面に所望のローラ表面形状に対応した凹凸が形成されている本発明の金型を用いることにより、用途に応じた表面性能を有するローラを時間的にもコスト的にも有利に得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１（イ）〜（ハ）に、本発明のローラ用金型の製造手順の流れの説明図を示す。
まず、表面研磨済みの最終ローラ製品１、即ち、表面処理により所望のローラ性能を付与した後のローラ１を１本準備して（図１（イ）参照）、このローラ１の表面に、めっき処理を施してめっき層３を形成する（図１（ロ）参照）。このめっき層３から最終ローラ製品１を抜き出すことで、円筒状めっき部材４を得ることができる（図１（ハ）参照）。
【００１８】
上記手順により得られる円筒状めっき部材４の内周面は、最終ローラ製品１の表面形状に対応する凹凸形状に形成されている。よって、この円筒状めっき部材４をローラ用金型の内周面に適用することで、研磨等により表面処理を施した状態のローラを、研磨等の後処理なしで、金型成形のみにより容易に得ることが可能となる。かかる金型は具体的には、図１（ニ）に示すように、得られた円筒状めっき部材４をより大径の円筒状金型母材５の内周面に埋め込むことにより製造することができる。
【００１９】
図１（ロ）におけるめっき処理は、例えば、図示する芯材２として真鋳電極を用いるなどして、好適には室温から５０℃程度までの温度において行う。めっき層３の厚みは、薄すぎると金型に適用するには強度的に問題となり、また厚すぎてもメリットに欠け、却ってコスト性を損なうので、好適には３〜６ｍｍの範囲、特には、４ｍｍ程度である。
【００２０】
また、めっき材料としては、特に制限されるものではなく、めっき可能な金属または合金材料を適宜使用することができるが、ローラ用金型の内周面を形成するめっき層３の内層部分については、好適には、ロックウェル（Ｃスケール）（ＨＲＣ）硬度４０程度のニッケル−コバルト合金を用いる。これにより、ローラの微細な表面形状の転写を適切に行い得るだけの、金型として要求されるに十分な強度を得ることができる。かかるニッケル−コバルト合金層の厚みは、ローラの表面形状を確実に転写するために、好適には０．３〜０．８ｍｍ、より好適には０．５ｍｍ程度である。また、ニッケル−コバルト合金からなる層の外側には、例えば、ＨＲＣ硬度２４程度のニッケルからなる層を形成することにより、低コストにて円筒状めっき部材４の強度を高めることができる。
【００２１】
給紙ローラを初めとするローラ部材において良好な性能を得るためには高精度の表面性が要求されるので、めっき層３の形成に際しては、最終ローラ製品１の表面形状を精密に転写することが必要となる。このような精密なローラ用金型を製造するための電鋳技術としては、例えば、（株）ヒキフネのナノフォーミング（登録商標）の公知技術を用いることができる。具体的には、かかるめっき処理によりローラ製品の表面形状を転写させることで、オングストロームオーダーまでの微細で複雑な表面形状を転写することが可能である。
【００２２】
上記のようにして製造されるローラ用金型１０（図１（ニ）参照）は、図示する例では内周面全体に円筒状めっき部材４が埋め込まれた構成となっているが、これには限られず、少なくとも最終ローラ製品１の寸法に対応する内周面が上記円筒状めっき部材４により形成されているものであればよい。これにより、このローラ用金型１０を用いて樹脂材料やゴム材料によりローラを製造することで、ひな形とした最終ローラ製品１と同一の、所望の表面性能を備える各種ローラを時間的にもコスト的にも有利に製造することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
従来の金型を用いて成形し、型出し後、表面を研磨して仕上げた給紙ローラの完成品（従来例）を最終ローラ製品１として、この表面上に、芯材２として真鋳電極を用い、ＨＲＣ硬度４０のニッケル−コバルト合金およびＨＲＣ硬度２４程度のニッケルをめっき材料として、順次めっき層を形成した。ニッケル−コバルト合金の層を厚み約０．５ｍｍ、ニッケル合金の層を厚み約３．５ｍｍとして、全体として厚み約４ｍｍのめっき層３を形成した。
【００２４】
その後、めっき層３から最終ローラ製品１を抜き出して、円筒状めっき部材４を得た。これを円筒状金型母材５の内周面に埋め込むことにより、図１（ニ）に示すようなローラ用金型１０を得た。このローラ用金型を用いて常法に従いポリウレタンローラの成形を行ったところ、得られた給紙ローラにおいて、型出し後のローラに対し研磨処理を行わなくても、ひな形として用いた従来例の給紙ローラと同様の給紙性能が得られることが確かめられた。
【００２５】
また、上記で作製した給紙ローラについて、普通紙に対する動摩擦係数および表面の１０点平均粗さの測定を夫々行なった（実施例）。同様の測定を、上記従来例のローラについても行ない、結果を比較したところ、下記の表１中に示すように、実施例のローラは従来例のローラと同等の摩擦係数および表面粗さを有し、給紙ローラとして好適なものであることが確かめられた。
【００２６】
【表１】
2004188723.tif 000003
【００２７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、優れた給紙性能を発揮できる表面性能を有し、時間的およびコスト的に有利に製造することができるローラ、特には給紙ローラを製造するに際し用いることのできるローラ用金型、その製造方法およびそれを用いたローラの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ニ）は、本発明のローラ用金型の製造方法の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
１  最終ローラ製品
２  芯材
３  めっき層
４  円筒状めっき部材
５  円筒状金型母材
１０  ローラ用金型
【図１】
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