(57)【要約】【課題】  表面に開口セルを有するフォーム層を備えるローラ部材の表面状態を、他の問題を生ずることなく、容易かつ簡便に検査することのできるローラ部材の検査方法を提供する。【解決手段】  シャフト１１と、シャフト１１の外周に一体成形により設けられたフォーム層１２とを備え、フォーム層１２が表面に、連続した平滑面を形成するスキン層１３を有し、かつ、スキン層１３に、フォーム層１２の内部セル１４に連通する開口部１５が形成されているローラ部材１０の検査方法である。スキン層１３の表面状態の良否を検査する。スキン層１３表面に所定方向から光を照射して、照射光の正反射方向からスキン層１３表面を観察することにより良否を検査する。【選択図】        図１
2005274140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周に一体成形により設けられたフォーム層とを備え、該フォーム層が表面に、連続した平滑面を形成するスキン層を有し、かつ、該スキン層に、該フォーム層の内部セルに連通する開口部が形成されているローラ部材の検査方法であって、前記スキン層の形成状態の良否を検査する検査方法において、
前記スキン層表面に所定方向から光を照射して、該照射光の正反射方向から該スキン層表面を観察することにより前記良否を検査することを特徴とするローラ部材の検査方法。
【請求項２】
前記照射光の光源として、青色の光源を用いる請求項１記載のローラ部材の検査方法。
【請求項３】
前記照射光を、前記スキン層表面に対し３０°〜６０°の角度の方向から照射する請求項１または２記載のローラ部材の検査方法。
【請求項４】
前記シャフトを中心として、ローラ部材を回転させながら、前記スキン層表面の観察を行う請求項１〜３のうちいずれか一項記載のローラ部材の検査方法。
【請求項５】
前記スキン層表面の観察を、カメラを用いて行う請求項１〜４のうちいずれか一項記載のローラ部材の検査方法。
【請求項６】
無着色のポリウレタンフォーム製ローラ部材に適用する請求項１〜５のうちいずれか一項記載のローラ部材の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はローラ部材の検査方法（以下、単に「検査方法」とも称する）に関し、詳しくは、ローラ部材の表面状態、特には、表面に開口セルを有するフォーム層を備えるローラ部材の表面状態を、容易かつ簡便に検査することのできるローラ部材の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置においては、電子写真プロセスにおける現像、トナー層形成、クリーニング、給紙、搬送等の各工程で、現像ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ、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】
例えば、かかる画像形成装置の現像部には、静電潜像を保持する画像形成体と、この画像形成体に当接して表面に担持したトナーを付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラと、この現像ローラにトナーを供給するためのトナー搬送ローラ（トナー供給ローラおよび不要トナー剥ぎ取りのためのクリーニングローラを含む）とが設けられており、トナーを、トナー収容部からトナー搬送ローラおよび現像ローラを介して画像形成体まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。
【０００４】
これらローラ部材は、一般に、樹脂製または金属製のシャフトの外周にゴム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、特に、弾性体層を低硬度の高分子弾性フォームにて形成したローラ部材が多く使用されている。中でも、最も一般的に用いられているのが、弾性体層をポリウレタンフォームにて形成したポリウレタンフォーム製ローラである。
【０００５】
特に、上記トナー搬送ローラには、現像ローラに当接して、摩擦帯電、トナーの供給および掻き取りを行うことで、現像ローラ表面上に均一なトナー層を形成することが要求される。そのため、近年では、かかるトナー搬送ローラとして、表面に、内部に連通するセルを有する弾性フォームからなる弾性体層を備えることで、トナーの搬送および現像ローラ上の不要トナーの除去の双方の機能を発揮できるローラ部材が好ましく使用されている。
【０００６】
このような表面構造を有するローラ部材は、例えば、弾性フォームをシャフトと一体にて筒状の金型内で発泡成形して、シャフトの周囲に弾性フォームの層を設け、成形後にこのローラ表面のスキン層を研磨あるいはピーリング等により円柱状に削り落とすことで、フォームの内部セルを開口させることにより、製造することができる。
【０００７】
ところで、かかるトナー搬送ローラとしての機能を確実に発揮させるためには、表面セルの開口状態およびその均一さが重要である。弾性フォームにセル開口径ムラや残存スキン層、粗大セル等の表面欠陥が存在すると、使用時においてトナーの供給性能や掻き取り性能が低下して、ゴーストやカブリ等の画像不具合を発生する恐れがある。従って、良好なローラ性能を確保するためには、ローラ部材の弾性フォーム層表面を検査して、かかる表面欠陥の有無を確認することが必要となる。
【０００８】
従来、この検査作業は、天井に据え付けの一般蛍光灯の下で、人の手により任意にローラ部材および目線を移動させて、個々に見えやすい位置において検査するという原始的な手法で行われるのが一般的であった。また、例えば、特許文献１には、ポリウレタンフォーム層を着色剤を配合して形成された着色発泡体にて構成し、その着色発泡体の明度指数を所定値以下とすることで、開口状態を見やすくして外観検査の工数を低減するとともに製品の信頼性向上を図り、かつロール表面の画像処理性を高めたトナー供給ロールが記載されている。
【０００９】
さらに、光を用いてローラの検査を行う技術として、特許文献２には、中心軸周りに回転させたローラを長手方向全長にわたって所定方向から照明して、ローラからの散乱光を１次元ラインセンサに結像させて出力し、これに基づきローラ表面について形成した２次元画像に基づきローラの良否を判定するローラ検査装置が記載されている。さらにまた、特許文献３には、導電性ローラを外周面が所定の真円度に仕上げられた検査ローラ上に転接させ、検査ローラを回転することにより導電性ローラを従動駆動させて、両ローラの転接部に光を照射することで、転接部からの光の漏れ具合に基づき導電性ローラの表面状態の可否を判断する導電性ローラの表面検査方法が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２６８６２５号公報
【特許文献２】特開平９−２４３５６８号公報
【特許文献３】特開２００３−１４９１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の手法を用いて検査を行う場合、蛍光灯からの無秩序な多方向の光によりスキン層が見えにくく、上述のような表面欠陥の発見が困難であるという問題があった。特に、ポリウレタンフォームは通常無色に近いため、無色の光の反射は視認しにくいものと考えられる。従って、従来の検査は、検査者個人の感覚に頼る部分が多く、見えにくいために細心の注意を払う必要があるので、工数がかかってしまい、極めて根気の要る作業となっていた。
【００１１】
これに対し、特許文献１に記載の技術によれば、着色により開口状態は見やすくなるものと考えられるが、着色剤の添加によるコスト増の問題が生じてしまう。また、特許文献２、３の技術は、開口セルを有しない平滑な表面を有するローラを想定した技術であり、表面の凹凸や外径の振れなどの検出に供されるものである。従って、表面に開口セルを有するローラ部材の外観検査を、容易かつ簡便に、コスト増などの他の問題を生ずることなく行うことのできる技術については、これまで十分なものは存在しなかった。
【００１２】
そこで本発明の目的は、表面に開口セルを有するフォーム層を備えるローラ部材の表面状態を、他の問題を生ずることなく、容易かつ簡便に検査することができ、検査の作業性を向上することができるローラ部材の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
表面に開口部が形成された平滑なスキン層を有するローラ部材は、特にスキン層の部分において、反射光によるテカリを有する。本発明者は、このテカリに着目し、テカリの違いによりスキン層を識別する手法を用いることで、スキン層の識別を容易にすることができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、上記課題を解決するために、本発明のローラ部材の検査方法は、シャフトと、該シャフトの外周に一体成形により設けられたフォーム層とを備え、該フォーム層が表面に、連続した平滑面を形成するスキン層を有し、かつ、該スキン層に、該フォーム層の内部セルに連通する開口部が形成されているローラ部材の検査方法であって、前記スキン層の形成状態の良否を検査する検査方法において、
前記スキン層表面に所定方向から光を照射して、該照射光の正反射方向から該スキン層表面を観察することにより前記良否を検査することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明においては、前記照射光の光源として、青色の光源を好適に用いることができる。また、前記照射光は、例えば、前記スキン層表面に対し３０°〜６０°の角度の方向から照射することが好ましい。さらに、前記シャフトを中心として、ローラ部材を回転させながら、前記スキン層表面の観察を行うことが好ましく、前記スキン層表面の観察を、カメラを用いて行うことも好ましい。
【００１６】
本発明の検査方法は、無着色のポリウレタンフォーム製ローラ部材に適用する場合に特に効果的である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記構成としたことにより、従来手法に比し格段に容易かつ簡便に、また、材料コスト増などの他の問題を生ずることもなく、ローラ部材の表面状態を検査することが可能となった。従って、検査自体の効率化および作業性向上とともに、製品としてのローラ部材の信頼性の向上にも資することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１（ａ）に、本発明に係るローラ部材の概略斜視図を示す。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の丸で囲んだ部分についての拡大部分断面図である。
本発明の検査方法は、図示するような、シャフト１１と、その外周に一体成形により設けられたフォーム層１２とを備え（図中の（ａ））、フォーム層１２が表面に、連続した平滑面を形成するスキン層１３を有し、かつ、スキン層１３に、フォーム層１２の内部セル１４に連通する開口部１５が形成されているローラ部材１０に適用されるものである（図中の（ｂ））。
【００１９】
本発明においては、かかるスキン層１３の形成状態の良否を検査するにあたり、スキン層１３表面に所定方向から光を照射した状態で、照射光の正反射方向からスキン層１３表面を観察する手法を用いる。即ち、一方向から照射された光によりローラ部材１０表面を照射して、その正反射方向から観察を行うため、従来の多方向の光を含む蛍光灯下での作業のように反射光が無秩序に分散することがなく、従来に比し極めて表面状態が見やすく、観察が容易となる。また、特殊な装置等を要しないため、検査作業を簡便に行うことができるメリットもある。
【００２０】
具体的には、例えば、図２（ａ）に示すように、ローラ部材１０に対し斜めの方向に設置した光源２０から光を照射して、その正反射方向Ｐから反射光を観察する方法を用いることができる。好適には、照射光を、スキン層１３表面に対し３０°〜６０°の角度、特には４５°の角度の方向から照射する。照射角度が３０°未満の場合、０°に近づくほど光源からの照射光が直接目線に入ってしまい、ローラ部材１０が見にくくなる。また、ローラ部材１０からの反射光が弱くなるため、識別しにくくなる傾向がある。一方、照射角度が６０°を超える場合、９０°に近づくほどローラ部材１０全体が明るくなってしまい、スキン層１３のみを見やすくする効果が得られにくくなる。従って、照射角度を３０°〜６０°の範囲内、特には４５°程度として、その反対方向から観察を行うことで、スキン層１３からの反射光のみが目立つことになり、スキン層１３を見やすくする効果を最も良好に得ることができる。
【００２１】
本発明に用いる照射光の光源２０としては、特に制限されるものではなく、通常の蛍光灯等を適宜用いることができるが、単色光を用いることが好ましく、青色の光源、具体的には例えば、青色セロハンにて被覆した蛍光灯を好適に使用できる。即ち、照射光に青色の着色を施して波長を変更することで、表面状態の見やすさをより向上することができるのである。
【００２２】
スキン層１３表面の観察は、従来と同様に目視にて行うことができるが、照射光の光源２０およびローラ部材１０を固定しておけば、図２（ｂ）に示すように、固定カメラ３０を用いて行うこともでき、これにより作業の効率化を図ることができる。また、図示するように、シャフトを中心としてローラ部材１０を回転させながら、スキン層１３表面の観察を行うことも好適であり、これによりさらに効率的な検査が可能である。
【００２３】
本発明の検査方法は、特に、従来手法による検査では検査が極めて困難である無着色のポリウレタンフォーム製ローラ部材に適用する場合に効果的であり、表面状態の視認性を高めることで、検査の効率化とともに、信頼性の向上にも資するものである。
【００２４】
なお、本発明の検査方法におけるローラ部材の良否の判断基準については、要求される製品品質に応じて適宜定めることができ、特に制限されるものではない。例えば、前記したセルの開口径ムラや残存スキン層、粗大セル等の表面欠陥の数や範囲等に基づき、許容されるローラ性能との関係で基準を設ければよい。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
以下の手順に従い、中心線上に径６．０ｍｍのシャフトを貫設した内径２０．０ｍｍ、長さ３００ｍｍの筒状金型を用いて、ポリウレタンフォーム製ローラ部材を作製した。
まず、下記表１に示すポリオール成分系とイソシアネート成分系とからなるポリウレタン材料を、高圧注入機を用いて、注入ヘッドを介して金型の上方開口部から内部に注入した。かかるポリオール成分系とイソシアネート成分系とは、注入ヘッド内で噴射圧力１００ｋｇ／ｃｍ2にて衝突混合され、高圧発泡した状態で、供給量１０ｇ／ｓｅｃにて金型内部に注入された。その後、注入された発泡ポリウレタン材料を硬化させることにより、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層が一体的に形成されてなるポリウレタンフォーム製ローラ部材を得た。
【００２６】
得られたポリウレタンフォーム製ローラ部材は、その表面に、連続した平滑面を形成するスキン層を有しており、かかるスキン層には、内部セルに連通する開口部が形成されていた。
【００２７】
【表１】
2005274140.tif 000003
【００２８】
得られたローラ部材のポリウレタンフォーム層表面におけるスキン層の形成状態を、図２（ａ）に示すように、スキン層表面に対し斜め４５°の方向から、光源として、青色セロハンにて被覆した蛍光灯を用いて光を照射して、その正反射方向からスキン層表面を観察することにより検査した。ここで、光源からローラ部材までの距離は３０ｃｍであり、ローラ部材から目視位置までの距離は３０ｃｍであった。良否判断は、セル開口径ムラや残存スキン層、粗大セル等の目立った表面欠陥の存在が確認された場合を不良とし、されなかった場合を良とした。  
【００２９】
上記検査においては、従来の蛍光灯の下での作業に比してスキン層表面の視認が容易であり、短時間で正確に、効率よく作業を行うことができた。また、図２（ｂ）に示すように、シャフトを中心としてローラ部材を回転させながら、カメラを用いてスキン層表面の観察を行った場合においても、同様に、従来に比し作業性を向上できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は本発明に係るローラ部材の概略斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）中の丸で囲んだ部分についての拡大部分断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は夫々、本発明の一好適実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ローラ部材
１１  シャフト
１２  フォーム層
１３  スキン層
１４  内部セル
１５  開口部
２０  光源
３０  カメラ
【図１】
2005274140.tif 000004
【図２】
2005274140.tif 000005