(57)【要約】【課題】ローラ端部のシャフト（端軸部）への樹脂付着を防止し、更に、該マスキング治具にも樹脂を堆積しにくくし、定期的な掃除や交換の必要性を低減することを課題とする。【解決手段】ローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する際に使用するマスキング治具であって、シャフトの端軸部上に取り付け可能で、回転可能な、ローラの軸方向外方に向かい外径が大きくなる略円錐状のマスキング治具を提供した。また、これを用いたローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する方法を提供した。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する際に使用するマスキング治具であって、シャフトの端軸部上に取り付け可能で、回転可能な、ローラの軸方向外方に向かい外径が大きくなる略円錐状のマスキング治具。
【請求項２】
ローラ部端面に接触して取り付けることを特徴とする、請求項１に記載のマスキング治具。
【請求項３】
略円錐状の形状が、特に外周面の形状がローラの軸方向に曲面をなしていることを特徴とする、請求項１または２のいずれか１項に記載のマスキング治具。
【請求項４】
略円錐状の形状が、外周面上に、放射状でかつ螺旋状の溝を有していることを特徴とする、請求項１から３ののいずれか１項に記載のマスキング治具。
【請求項５】
シャフトの端軸部上に、回転可能で、ローラの軸方向外方に向かい外径が大きくなる略円錐状のマスキング治具を装着して行うことを特徴とする、ローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する方法。
【請求項６】
スプレー時にマスキング治具を回転させ、スプレー完了後もマスキング治具を回転させることを特徴とする、請求項５に記載のローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する方法。
【請求項７】
スプレー時にマスキング治具を回転せず、スプレー完了後にマスキング治具を回転することを特徴とする、請求項５に記載のローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンターや複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式を採用した各種装置に組み込まれる現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等のローラを製造する為の治具、更にこれを用いたローラ表面に樹脂を塗布する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンターや複写機、ファクシミリ装置などの電子写真方式を採用した各種装置には現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等のローラが組み込まれている。このようなローラの１例を図１に示す。ローラ１０はシャフト１１と、主に樹脂にて形成されるローラ部１２、及び主に樹脂にて形成される表面層１３とを有する。
【０００３】
シャフト１１の外周にローラ部１２を形成する方法としては、ローラ部１２となる樹脂材料を中空円筒状に押出成形し、シャフト１１を挿入する方法や、然るべき成形金型内にシャフト１１をあらかじめ設置し、ローラ部１２を射出成形する方法などがある。
【０００４】
そして、上記ローラ部１２の外周を更に電気特性や摩擦帯電性、耐久性などの機能を向上させる目的として表面層１３を被覆するのであるが、その表面層材料としては、例えばアルコールや水などの溶媒にウレタンやナイロンなどの樹脂を溶解させ、場合により樹脂製の粉体粒子やカーボン粉などを分散させた溶液をローラのローラ部表面に塗布し、加熱して乾燥させるものである。
【０００５】
その塗布方法は、ロールコータ法、ディップ法、スプレー法などが知られている。
【０００６】
ロールコータ法は、ロールコータからローラを引き離す際の液引きが生じやすく、表面層の厚みムラとなりやすい。またローラの端部の側面に表面層の樹脂が塗布できないなどの欠点がある。
【０００７】
また、ディップ法は、塗布時に重力により樹脂が下方へ流れて塗布されるために、厚みムラが発生しやすい。
【０００８】
一方、スプレー法は、ローラを回転させる回転駆動源と表面樹脂層を噴射するノズル、及び該ノズルをローラの軸方向に移動させるトラバース機構から構成される。
【０００９】
通常、ローラを設定した回転数に回転させると共に、樹脂を霧状にして噴霧するノズルをローラの端部から等速に移動させてスプレー塗布する。
【００１０】
なお、通常表面層を均一な膜厚に形成する必要があるが、ローラ部の端部も他の部分と同一に均一な膜厚にするために、該ノズルはローラ部のみでなく、ローラ端部のシャフトへまで移動してスプレーしなくてはならず、このローラ端部のシャフトにも表面層を形成する樹脂が塗布されることとなる。
【００１１】
しかし、ローラの使用方法によっては、ローラ端部のシャフトに軸受けや歯車などが装着されるため、シャフトに樹脂が塗布されると軸受けや歯車が装着できないことになる。
【００１２】
よって、ローラ端部のシャフトに樹脂が付着すると、樹脂を溶解させる溶剤でふき取ったり、カッターナイフや紙ヤスリなどでこするなどをして剥離しなくてはならず、工程が増えたり、シャフトを傷つける原因となる。
【００１３】
また、樹脂を塗布する前にローラ端部のシャフトに紙や樹脂、ゴム、金属泊などで作成した筒状のマスキング部材を装着し、樹脂を塗布した後、該マスキング部材を取り除く方法、例えば特許文献１が考えられているが、マスキング部材が樹脂で汚染されるので、数回使用した後は使い捨となることが多く、コストアップとなっていた。
【００１４】
また、図２に示すようにローラ端部のシャフト１１に樹脂が塗布されないようにローラ端部のシャフトのノズル２１側に固定のカバー４１を設けることがある。該カバー４１は、樹脂が流れて数カ所へ集束するよう傾斜している。しかし、樹脂の粘度が高かったり、樹脂が即乾性である場合、該カバー４１上で樹脂が硬化し、積層し、定期的に除去、洗浄する必要が生じることとなる。
【００１５】
また、ローラ端部のシャフトにマスキング治具を装着し、そのマスキング治具の外周表面に接するようにブレードを装着し、マスキング治具に付着した樹脂を除去する方法、例えば特許文献２で製造されたローラの記載があるが、ブレードに付着した樹脂を別途除去する必要がある点で、まだ改善の余地がある。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００１−１７９１４４号公報
【００１７】
【特許文献２】
特開２００２−６６４０７号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
スプレー方式を採用した前記の各種方法では、ローラ端部のシャフトに付着した樹脂の除去、または、マスキング部材の頻繁な装着、取り外し、或いは、ローラ端部に固定カバーを設けたときには、定期的なカバー洗浄（樹脂の除去）が必要であり、装置の稼動率が低下したり、作業工数が増加することにより、その結果、ローラのコストアップとなる。
【００１９】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ローラ端部のシャフトへの樹脂付着を防止し、また、該マスキング治具にも樹脂が堆積しにくく、定期的な掃除や交換の必要性を低減する技術を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために発明者らが鋭意検討した結果、ローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する際に使用するマスキング治具であって、シャフトの端軸部上に取り付け可能で、回転可能な、ローラの軸方向外方に向かい外径が大きくなる略円錐状のマスキング治具を提供した。本マスキング治具を使用すれば、マスキング治具に付着した樹脂がマスキング治具上に堆積しずらく、定期的な掃除や交換の必要性を低減することができる。
【００２１】
更に、本マスキング治具をローラ部端面に接触して取り付けることにより、端軸部の全体に対し表面樹脂を付着させないことが可能となる。
【００２２】
更に、略円錐状の形状を、特に外周面の形状がローラの軸方向に曲面をなす様に賦形することで、より樹脂の排出を容易にすることができる。
【００２３】
また、略円錐状の形状を、外周面上に、放射状でかつ螺旋状の溝を有する形状にすることにより、より樹脂の排出を容易にすることができる。
【００２４】
また、本発明は、シャフトの端軸部上に、回転可能で、ローラの軸方向外方に向かい外径が大きくなる略円錐状のマスキング治具を装着して行うことを特徴とする、ローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する方法を提供する。この方法によれば、マスキング治具に付着した樹脂がマスキング治具上に堆積しずらく、定期的な掃除や交換の必要性を低減することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の使用形態の例を、図３、図４、及び図５を用いて説明する。通常は、ローラ両端部のシャフト１１を支持するチャック３１（以下、対象物が、複数存在する時に、ａ，ｂ等を付して示すことがある）と該チャック３１を通じてローラを回転駆動する回転駆動源３３と、左右の端軸部１４をマスキングするマスキング治具３２を、おおよそ図３の様に配置して使用する（但し配置がこの通りに限定するものではない。）。尚、チャック３１とマスキング治具３２は、軸方向には可動でき、回転方向には回転駆動源３３の動力にて従動できるようになっていることが好ましい。
【００２６】
マスキング治具３２は、シャフトの端軸部上に取り付け可能で、回転可能な、ローラの軸方向外方に向かい外径が大きくなる略円錐状の形状である。尚、ここで言うシャフトの端軸部とは、ローラ上でローラ部に覆われていないシャフト部分を意味する。また、ここで略円錐状とは、円錐状、円錐から頂部を取り除いた形状、更に外周面の形状がローラの軸方向に曲面をなした形状、更にこれらを組合せた形状、また、これらの形状の上に溝、リブ等の変形を加えたものを含む意味に使用するものとする。また、ここでシャフトの端軸部上に取り付け可能とは、端軸部上の一部または全体に接触して取り付けても、空間を間において覆う様に取り付けても良いことを意味する。
【００２７】
通常の使用手順では、まず、チャック３１でローラ１０のシャフト１１の両端部を支持し、次にマスキング治具３２を端軸部１４を覆うように移動させ、ローラを設定した回転数に回転させる回転駆動源３３（例えば、サーボモータ）でローラ１０を回転させる。次にノズル２１をローラ１０の軸方向端部からもう一方の端部へ樹脂を噴霧しながら、等速（通常等速が好ましいが、必要により速度を変更しても良い）で移動させ、ローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する。
【００２８】
この時、マスキング治具はローラ部端面に接触して取り付けることが、端軸部の全体に対し表面樹脂を付着させないことが可能となり好ましい。
【００２９】
通常、樹脂を均一な膜厚に塗布する必要があるが、ローラ部の端部も他の部分と同一に均一な膜厚にするためには、ノズル２１をローラ部のみでなく、ローラ部から外れた端軸部まで移動してスプレーしなくてはならず、マスキング治具３２にも樹脂が付着することとなる。
【００３０】
そして、樹脂が付着したマスキング治具３２は、樹脂をスプレー中は、チャック３１の回転駆動源３３の駆動力で回転しており、樹脂は遠心力で円錐状の外径が大きい方へと上っていき、円錐の端部で樹脂１５は飛ばされる（または、他の治具を伝って排出される）ことになる。これにより、端軸部への樹脂付着を防止しつつ、更にマスキング治具に付着した樹脂がマスキング治具上に堆積しずらい結果、定期的な掃除や交換の必要性も低減することができる。また、必要であるならば、樹脂スプレー完了後、樹脂が十分マスキング治具３２から飛ばされるのを待つ目的で、暫くの間、マスキング治具３２を回転させておく方法も採用できる。
【００３１】
また、マスキング治具表面から樹脂を飛びやすくする目的で、マスキング治具の外周面の形状を、ローラの軸方向に曲面をなしている形状（凹面、凸面が可能であるが、特に樹脂を飛ばしやすくする目的で、凹面が好ましい）、更には、外周面上に、放射状でかつ螺旋状の溝を設けた形状とすることが可能である。その例を図６、及び図７に示す。
【００３２】
通常は、その後、ローラ端部のシャフトからマスキング治具を取り外し、続いてローラを取り外し、もし樹脂を加熱乾燥する必要があれば、取り外したローラを乾燥炉内へ搬送し、塗布した樹脂を加熱硬化させる手順となる。
【００３３】
もう一つの実施態様としては、図８に示すように、チャック３１とローラ１０が回転駆動源３３の動力にて回転し、一方、マスキング治具３２は、マスキング用駆動源３４でチャック３１とは独立して回転できるようにすることも考えられる。
【００３４】
前述のように、ローラに樹脂をスプレーする際には、マスキング治具３２にも樹脂１５が付着することになる。本実施態様では、樹脂をスプレー中は、マスキング治具３２は遠心力で樹脂が飛ばない回転速度が選択されており、樹脂スプレー後、マスキング治具３２をマスキング治具表面に付着した樹脂１５が遠心力で飛ばされる回転速度で回転させるものである。
【００３５】
また、樹脂１５をスプレー中は、マスキング治具３２を回転させず、樹脂スプレー後、ローラをチャック３１から取り外した後に、マスキング治具３２を高速で回転させる様な使用も可能である。
【００３６】
尚、これらのマスキング治具３２の材質として、ステンレスなどの金属やナイロン、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂が採用でき、更に樹脂の撥水性や付着性向上を目的にフッ素コーティングやニッケルメッキなどの表面処理を施すことも有効である。
【００３７】
また、１組の左右マスキング治具として、形態が異なった組み合わせも可能である。更に必要であればローラの一方のみに取り付けて使用することも可能である。
【００３８】
マスキング治具表面３２から樹脂１５が遠心力で飛ばされる回転速度は、樹脂の特性（粘度や表面張力や、希釈率等）により異なるが、マスキング治具の円錐状の外径が最大となる部分の周速度が１６ｍ／分以上であることが望ましい。
【００３９】
【実施例】
以下に、本発明実施例を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
使用したローラは、ローラ外径がφ１６ｍｍ、ローラ部の長さが２５０ｍｍで、シャフト端部の外径がφ８ｍｍであった。本実施例では、予め形成したローラ部の上面に表面層を形成する際に、発明を使用した。
【００４１】
本実施例で使用したマスキング治具は、ローラ部の端面に付き合わされる端部の外径がφ１０ｍｍで、ローラの軸方向外方側の外径（最も大きい径）はφ５０ｍｍの略円錐形状（円錐の頂部が取り除かれた形状）で、材質はポリテトラフルオロエチレンで製作した。
【００４２】
塗布する樹脂は、ポリカーボネートウレタン（日本ミラクトラン社製「Ｅ９８０」）１００部、ウレタン微粒子（大日精化社製「ＵＰ０９０８」）２０部、をＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）：ＭＥＫ（メチルエチルケトン）＝１：１の混合溶媒で５％に希釈し、１時間静置したものである。
【００４３】
該樹脂を１流体スプレー方式で、塗布した。
【００４４】
そして、ローラ、及びマスキング治具を３００ｒｐｍの回転数で回転させた。
【００４５】
以上の方法で表面層を塗布した結果、端軸部に樹脂が付着せず、また、マスキング治具の外周表面への樹脂積層の程度も低かった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のマスキング治具、または、ローラ部表面に樹脂をスプレー塗布する方法を使用すれば、端軸部等に樹脂を付着させることなく、更に、マスキング治具への樹脂の積層を低減でき、安価で容易に樹脂ローラの製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な樹脂ローラの断面図である。
【図２】従来の塗布防止カバーを使用したマスキング方法の例である。
【図３】本発明の１つの実施態様におけるマスキング治具の実施例である。
【図４】本発明の１つの実施態様におけるマスキング治具の実施例である。
【図５】本発明の１つの実施態様におけるマスキング治具の実施例である。
【図６】本発明の１つの実施態様におけるマスキング治具の実施例である。
【図７】本発明の１つの実施態様におけるマスキング治具の実施例である。
【図８】本発明の１つの実施態様におけるマスキング治具の実施例である。
【符号の説明】
１０  ローラ
１１  シャフト
１２  ローラ部
１３  表面層
１４  端軸部
１５  マスキング治具から飛ばされた樹脂
２１  スプレーノズル
３１  チャック
３２  マスキング治具
３３  回転用駆動源
３４  マスキング治具回転用駆動源
４１  樹脂塗布防止カバー
【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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【図８】
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