発泡樹脂被覆ローラ及びその製造方法
【課題】シャフトの外周を発泡樹脂で被覆したローラであって、この発泡樹脂が剥れにくく、耐久性が良好な発泡樹脂被覆ローラと、その製造方法を提供する。
【解決手段】発泡樹脂被覆ローラ５は、シャフト１の外周面の被覆予定面に帯状の発泡樹脂４がスパイラル状に巻き付けられ、該被覆予定面の端縁部において発泡樹脂４がヒートカットされてなる。
【解決手段】発泡樹脂被覆ローラ５は、シャフト１の外周面の被覆予定面に帯状の発泡樹脂４がスパイラル状に巻き付けられ、該被覆予定面の端縁部において発泡樹脂４がヒートカットされてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂被覆ローラ及びその製造方法に係り、特に、複写機、プリンター等の電子写真装置又は静電記録装置等の、いわゆる画像形成装置のクリーニングローラとして用いるのに好適な発泡樹脂被覆ローラ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式複写機における感光ドラムの残存トナーを除去するローラ（クリーニング・ローラ）等として、シャフトの外周に発泡ウレタンフォームを装着したものが用いられている。
【０００３】
特開平８−４４２３７（特許文献１）には、筒体の表面に不織布を螺旋状に巻き付けたクリーニングロールが記載されている。この特許文献１には、不織布をどのようにして筒体の外周面に固着させるかについての記載はない。また、螺旋状に巻いた不織布の端をどのように切断して筒体の端面に合致させるかについての記載はない。
【０００４】
特開２００２−５３６３９（特許文献２）の００１５段落には、角柱状のポリウレタンフォームに長手方向に穴をあけ、この穴に、ホットメルトシートを巻き付けたシャフトを差し込み、加熱して接着し、次いでポリウレタンフォームを研磨してトナー供給ローラを製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−４４２３７
【特許文献２】特開２００２−５３６３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特開平８−４４２３７のように不織布を筒体に螺旋状に巻回した場合、不織布が筒体から剥れないように不織布を筒体に接着しておく必要がある。しかしながら、特開平８−４４２３７には、上記の通り、不織布と筒体とをどのように接着するかについての記載はない。また、不織布の端部をどのように切断して筒体の端面と不織布の螺旋状巻回体の端面とを揃えるかについて記載がない。
【０００７】
上記特開２００２−５３６３９のようにポリウレタンフォームを研磨してローラを製造する場合、研磨時の粉塵が微量ではあるがポリウレタンの空孔部分に入り込み、ローラの特性に影響が生じるおそれがある。この粉塵対策として洗浄（水洗いなど）、エアブロー等を行うと、製造工程が煩雑となり、製造コストも上昇する。
【０００８】
本発明は、シャフトの外周を発泡樹脂で被覆したローラであって、この発泡樹脂が剥れにくく、耐久性が良好な発泡樹脂被覆ローラと、その製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、研磨工程を経ることなく製造することができる、寸法精度の良好な発泡樹脂被覆ローラと、その製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明（請求項１）の発泡樹脂被覆ローラは、シャフトと、該シャフトの外周に設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラにおいて、該シャフトの外周面の被覆予定面に帯状の発泡樹脂がスパイラル状に巻き付けられ、該被覆予定面の端縁部において該発泡樹脂がヒートカットされていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発泡樹脂被覆ローラは、請求項１において、接着剤によって前記発泡樹脂がシャフトの被覆予定面に接着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発泡樹脂被覆ローラは、請求項２において、該シャフトの被覆予定面の端縁部に対し前記発泡樹脂が熱溶着されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の発泡樹脂被覆ローラは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記被覆予定面の端縁部において、前記発泡樹脂の端面がテーパ面となっていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５の発泡樹脂被覆ローラは、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記発泡樹脂はポリウレタンフォームであることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明（請求項６）の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、シャフトと、該シャフトの外周に設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラを製造する方法において、該シャフトの外周面に帯状の発泡樹脂をスパイラル状に巻き付ける巻き付け工程と、該外周面の被覆予定面からはみ出す発泡樹脂を切断して除去する除去工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項６において、前記巻き付け工程に先行してシャフトの外周面の被覆予定面にのみ接着剤を付着させておき、該接着剤によって前記発泡樹脂をシャフトの被覆予定面に接着することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項７において、接着剤はホットメルト接着剤であり、加温したシャフトにホットメルト接着剤シートを巻き付けることによりシャフトの被覆予定面にホットメルト接着剤を溶着させることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項７又は８において、前記発泡樹脂を巻き付けるときに該ホットメルト接着剤に温風を当てることにより、又はシャフトを電磁誘導加熱することにより、ホットメルト接着剤を溶融することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１０の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項６ないし９のいずれか１項において、発泡樹脂を巻き付けたシャフトをその軸心回りに回転させた状態でヒートカット用の切断刃を発泡樹脂に当てて発泡樹脂を切断することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１１の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項１０において、前記切断刃の刃先がＶ字形断面形状となっており、シャフトに巻き付けられた発泡樹脂の端面がテーパ状となるようにヒートカットすることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１２の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項６ないし１１のいずれか１項において、前記発泡樹脂がポリウレタンフォームであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によって提供される発泡樹脂被覆ローラは、帯状の発泡樹脂をシャフトに巻き付け、被覆予定面からはみ出した発泡樹脂をヒートカットによって除去したものであり、発泡樹脂を研磨することなく、短時間で規定寸法のローラを製造することができる。このローラには、研磨による粉塵は全く付着していない。なお、発泡樹脂層を製品形状に合わせてあらかじめ所定の長さに切断し、シャフトに巻きつけた場合、発泡樹脂のバラツキや巻きつけ精度のバラツキ等により巻きつけたウレタンがシャフトからはみ出してしまったり、巻きつけたウレタンが足りなくなったりする。これに対し、本発明では、発泡樹脂をシャフトに巻きつけてから、ウレタンの端部を切断するようにしているので、上記問題を回避できる。この点で、特に発泡樹脂層が伸縮性の高いポリウレタンフォームである場合に、本発明は特に好適である。
【００２２】
このヒートカットに際してヒートカットの熱によって発泡樹脂をシャフトの被覆予定面の端縁部に熱溶着させることにより、発泡樹脂の端縁部とシャフトの接着力が高くなり、発泡樹脂の端縁部の剥離が防止される。
【００２３】
シャフトの被覆予定面に沿う発泡樹脂の端面がテーパ状になっていると、該端面付近に加えられる剥離方向の力が小さくなり、発泡樹脂の端縁部付近の剥離が防止される。
【００２４】
本発明では、発泡樹脂はシャフトの被覆予定面に接着されていることが好ましい。この場合、シャフトの被覆予定面にのみ接着剤を付着させておき、この接着剤によって発泡樹脂をシャフトの被覆予定面に接着させることにより被覆予定面からはみ出した余分な発泡樹脂を切断してシャフトから容易に分離することができる。
【００２５】
本発明では、加温したシャフトにホットメルト接着剤を溶着させることにより、均一厚さのホットメルト接着剤層を容易に形成することができる。
【００２６】
本発明では、発泡樹脂をシャフトにスパイラル状に巻き付けるときに温風によってホットメルト接着剤を溶融させることにより、シャフト全体を加温する場合に比べて加温のための熱量が少なくて済むようになる。また、加温設備も簡易なものとなる。本発明では、シャフトを電磁誘導加熱することによってホットメルト接着剤を溶融させてもよい。
【００２７】
本発明では、発泡樹脂を巻き付けたシャフトをその軸心回りに回転させた状態でヒートカット用切断刃を発泡樹脂に当てて発泡樹脂を切断することにより、ポリウレタンフォームなどの発泡樹脂の長手方向の寸法精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラに用いられるシャフトを説明する側面図である。
【図２】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの製造方法を説明するシャフトの側面図である。
【図３】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの製造方法を説明する側面図である。
【図４】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの製造途中の側面図である。
【図５】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの側面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿う拡大断面図である。
【図７】図５のVII−VII線に沿う拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、第１図〜第７図を参照して実施の形態について説明する。
【００３０】
第１図は、発泡樹脂被覆ローラ５（第５図）の製造に用いられるシャフト１の側面図である。この実施の形態では、シャフト１は、大径部１ａと、該大径部１ａの軸心線方向の両端面から同軸状に突設された小径の突軸部１ｂとを有している。この実施の形態では、該大径部１ａの外周面が被覆予定面である。符号１ｃは、大径部１ａと突軸部１ｂとの段差面を示す。該段差面１ｃは、シャフト１の軸心線方向と直交方向（放射方向）に延在している。なお、突軸部１ｂは省略されてもよく、その場合は、シャフト１の軸心線方向の両端部を除いた部分を被覆予定面とするのが好ましい。
【００３１】
発泡樹脂被覆ローラ５を製造するには、まず、第２図の通り、被覆予定面である大径部１ａの外周面に接着剤２を付着させる。この実施の形態では、接着剤２としてホットメルト接着剤を用いており、シャフト１を加温し、ホットメルト接着剤のシートを大径部１ａの外周面に巻き付けて溶着することにより、ホットメルト接着剤の層を形成する（以下、接着剤２をホットメルト接着剤２と呼ぶことがある。）。なお、このシャフト１は必ずしも加温しなくてもよい。
【００３２】
次に、このホットメルト接着剤２を付着させた大径部１ａの外周面に、帯状の発泡樹脂としてのポリウレタンフォーム４をスパイラル状に巻き付ける。この実施の形態では、エアノズル３の先端から吹き出す温風を、ホットメルト接着剤２のうち帯状ポリウレタンフォーム４を巻き付けようとする部位に吹き付けて当該箇所のホットメルト接着剤２を溶融させ、帯状ポリウレタンフォーム４を接着させながら巻き付ける。なお、ホットメルト接着剤２の溶融方法はこれに限定されるものではない。例えば、シャフト１を電磁誘導加熱することによりホットメルト接着剤２を溶融させるようにしてもよい。ただし、シャフト１の加熱方法は、電磁誘導加熱に限定されない。
【００３３】
なお、この際、帯状ポリウレタンフォーム４に対し常に一定の張力を加えて、該ポリウレタンフォーム４に皺が入らないようにし、且つ既に巻き付けたポリウレタンフォーム４の側辺と、これから巻き付けようとするポリウレタンフォーム４の側辺とが隙間なく当接するようにしながら、帯状ポリウレタンフォーム４を大径部１ａの外周面に巻き付けていく。そのためには、帯状ポリウレタンフォーム４の送り方向とシャフト１の軸心線との斜交角度θを規定の一定角度に保ち、帯状ポリウレタンフォーム４を規定の一定速度で送り出し、シャフト１をその軸心回り（矢印Ｒ方向）に規定の一定回転数で回転させ、且つ、シャフト１を第３図の矢印Ｆ方向（軸心方向）に規定の一定速度で送るのが好ましい。
【００３４】
第４図の通り、帯状ポリウレタンフォーム４の巻き始めと巻き終りを大径部１ａの軸心線方向の両端側（以下、単に両端側と略す。）の段差面１ｃから各突軸部１ｂの先端側にはみ出させるようにして該大径部１ａの外周面（被覆予定面）の全面にポリウレタンフォーム４を巻き付け、その後、これらの段差面１ｃから各突軸部１ｂの先端側にはみ出したポリウレタンフォーム４をそれぞれ各段差面１ｃに沿ってヒートカット用切断刃６で切断（ヒートカット）する。
【００３５】
この実施の形態では、ヒートカット用切断刃６は、シャフト１に対し、該シャフト１の軸心線と直交方向に接近及び離反移動（以下、接離移動と略すことがある。）可能となっている。この実施の形態では、該ヒートカット用切断刃６は、刃先を該シャフト１の求心方向（シャフト１の軸心に向かう方向）且つ前記矢印Ｒと反対方向に向けて配置されている。
【００３６】
なお、この実施の形態では、第４図の通り、大径部１ａの両端側にそれぞれヒートカット用切断刃６が配置されているが、１個のヒートカット用切断刃６を大径部１ａの一端側から他端側まで移動可能に配置し、この１個のヒートカット用切断刃６で双方の段差面１ｃに沿ってポリウレタンフォーム４をヒートカットすることができるように構成してもよい。シャフト１の周方向に間隔をあけて複数個のヒートカット用切断刃６を配置してもよい。
【００３７】
このヒートカット用切断刃６は、ヒートカット時に、刃の先端がシャフト１のうち大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁に向って接近移動するように配置されていることが好ましいが、それよりも若干（例えばシャフト１の全長の０〜２０％程度）大径部１ａの軸心線方向の中間側において、該大径部１ａの外周面に向って接近移動するように配置されていてもよい。このようにヒートカット用切断刃６を配置することにより、ヒートカット後のポリウレタンフォーム４の端面４ａが段差面１ｃから突軸部１ｂの先端側へはみ出すことをより確実に防止することが可能となる。
【００３８】
ヒートカット用切断刃６によってシャフト１が傷付くことを防止するために、ヒートカット時には、ヒートカット用切断刃６がシャフト１に最も接近した状態において、該ヒートカット用切断刃６の刃の先端がシャフト１の大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁又は該大径部１ａの外周面から若干離隔していることが好ましい。この離隔距離は、例えばシャフト１の寸法公差（シャフト１を回転させたときに、その寸法公差に起因して生じる振れの大きさ）等を考慮して決定される。このように、ヒートカット用切断刃６がシャフト１に最も接近した状態において、該ヒートカット用切断刃６の刃の先端がシャフト１の大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁又は該大径部１ａの外周面から若干離隔していても、ヒートカット用切断刃６の熱により、この刃の先端と該交差角縁又は大径部１ａの外周面との間のポリウレタンフォーム４が溶けて、該ポリウレタンフォーム４が切断される。なお、この実施の形態では、ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に接触させて該ポリウレタンフォーム４を溶融させるようにしているが、ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に接触させず、このヒートカット用切断刃６からの輻射熱により該ポリウレタンフォーム４を溶融させるようにしてもよい。
【００３９】
この実施の形態では、第４図の通り、ヒートカット用切断刃６の先端部は、該先端側ほどシャフト１の軸心線と平行方向の幅が狭くなる略Ｖ字形断面形状となっている。なお、第４図において、該ヒートカット用切断刃６は、シャフト１の軸心線と平行方向且つ該ヒートカット用切断刃６のシャフト１に対する接離移動方向と平行方向の断面にて図示されている。これにより、第４図の通り、ヒートカット用切断刃６の大径部１ａ側の面は、該大径部１ａの外周面から離隔するほど該大径部１ａの軸心線方向の中間側となるように傾斜した斜面６ａとなっている。第４図の断面内において、シャフト１の軸心線と直交方向に対する斜面６ａの交差角度αは０°よりも大きく且つ９０°未満、特に５〜５０°程度であることが好ましい。なお、ヒートカット用切断刃６の先端側を略Ｖ字形断面形状とする代わりに、ヒートカット用切断刃６を、その後端側ほど大径部１ａの軸心線方向の中間側となるように傾けて設置してもよい。
【００４０】
このヒートカット用切断刃６で余分なポリウレタンフォーム４をヒートカットする場合には、該ポリウレタンフォーム４の大径部１ａへの巻き付けが完了した後、シャフト１を前記矢印Ｒ方向に回転させた状態で、該ポリウレタンフォーム４の溶融温度以上に加熱されたヒートカット用切断刃６を、刃の先端がシャフト１の大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁又は該大径部１ａの外周面に当接するまでシャフト１に接近移動させる。これにより、ポリウレタンフォーム４がヒートカット用切断刃６により段差面１ｃに沿ってシャフト１の全周にわたってヒートカットされる。
【００４１】
なお、ヒートカット用切断刃６をシャフト１の周方向に移動可能とし、シャフト１を回転させる代わりにこのヒートカット用切断刃６をシャフト１の周方向に周回移動させることにより、ポリウレタンフォーム４をヒートカットするように構成してもよい。
【００４２】
このポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のヒートカット用切断刃６の表面温度は、１００〜４００℃特に２４０〜２５０℃程度であることが好ましい。一般的には、シャフト１の被覆樹脂として用いた発泡樹脂の溶融温度よりも１０〜３００℃特に１００〜２００℃程度高く設定されることが好ましい。ヒートカット用切断刃６をシャフト１に接近移動させる際の移動速度は０．１〜１５ｍｍ／秒特に１〜５ｍｍ／秒程度が好適である。ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に接触させる時間は、０．５〜５秒特に１〜３秒程度が好適である。ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に押し付ける際の押圧力は５Ｎ以下特に０．５〜２．５Ｎ程度が好適である。ポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のシャフト１の回転数は５０〜８００ｒｐｍ特に１００〜２００ｒｐｍ程度が好適である。
【００４３】
この実施の形態では、前述の通り、ヒートカット用切断刃６の先端側は、大径部１ａの外周面から離隔するほど該大径部１ａの軸心線方向の中間側となるように傾斜した斜面６ａとなっているので、ポリウレタンフォーム４の両端側は、この斜面６ａにより全周にわたって斜めにヒートカットされる。これにより、第５，７図の通り、ヒートカット後の円筒形ポリウレタンフォーム４の両端側の端面４ａは、段差面１ｃに接近するほど外周径が小さくなるテーパ状（切頭円錐形状）となる。第７図の通り、シャフト１の軸心線に沿う断面内において、該軸心線の延在方向に対するポリウレタンフォーム４の端面４ａの交差角度（以下、テーパ角という。）α’は、実質的に、９０°−αとなる。
【００４４】
これにより、第５〜７図の通り、シャフト１の大径部１ａの外周面にホットメルト接着剤２を介してポリウレタンフォーム４が巻き付けられた発泡樹脂被覆ローラ５が得られる。
【００４５】
この発泡樹脂被覆ローラ５は、研磨工程を経ることなく製造されたものであり、粉塵を含まない。そのため、洗浄（水洗い）などの粉塵除去工程は不要であり、製造が容易である。また、ノズル３から温風を吹き付けてホットメルト接着剤２を溶融するため、大掛りなオーブン（加熱炉）設備が不要であり、製造設備も簡易なもので足りる。
【００４６】
また、シャフト１の外周面に帯状ポリウレタンフォーム４を巻き付けた後、このシャフト１の外周面の被覆予定面の端縁部（この実施の形態では、大径部１ａと突軸部１ｂとの段差面１ｃ）に沿って帯状ポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカット用切断刃６でヒートカット（切断）することにより、巻き付け後の円筒形ポリウレタンフォーム４の軸心線方向長さも規定通りのものとなる。
【００４７】
このように巻き付け後のポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカット用切断刃６でヒートカットすることにより、該ポリウレタンフォーム４の両端部がこのヒートカットの熱により溶けて大径部１ａの外周面に溶着する。これにより、大径部１ａの外周面に対するポリウレタンフォーム４の接着力が高くなる。
【００４８】
この実施の形態では、ヒートカットされた後のポリウレタンフォーム４の両端側の端面４ａは、それぞれシャフト１の段差面１ｃに接近するほど外周径が小さくなるテーパ状となっているので、この発泡樹脂被覆ローラ５の両端を軸支する支持部材や、隣接するローラ等に該ポリウレタンフォーム４の両端側が接触しにくくなる。また、ポリウレタンフォーム４がローラ使用面を転動するときに、該端面４ａ付近に加えられる剥離方向の力が小さくなる。これにより、ポリウレタンフォーム４の両端側が大径部１ａの外周面に熱溶着されることと相俟って、該ポリウレタンフォーム４の両端側の剥離防止効果が向上する。
【００４９】
なお、上記の角度θは１〜８９°特に３０〜６０°程度が好適である。
【００５０】
上記のシャフト１としては、金属特に鋼製であることが好ましい。
【００５１】
帯状ポリウレタンフォーム４としては、嵩密度０．０２０〜０．０６０ｇ／ｃｍ３、硬度７０〜１３０（Ｎ）、伸び１５０（％）以上、引張強度８０ｋＰａ以上、圧縮残留歪１０（％）以下、セル数４６〜５４（ヶ／インチ）のスラブウレタンフォームから切り出した軟質ポリウレタンフォームが好適である。
【００５２】
ホットメルト接着剤２としては、ＥＶＡ系、ポリアミド樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリオレフィン樹脂系などの各種のものを用いることができる。
【００５３】
本発明の発泡樹脂被覆ローラ５を複写機用のクリーニングローラとして用いる場合の一例を挙げると、大径部１ａの軸心線方向の長さは２１０〜５００ｍｍ、大径部１ａの直径は３．５〜８ｍｍ程度であり、ポリウレタンフォーム４部分を含めた全体の直径は４〜３０ｍｍ程度である。巻き付け後のポリウレタンフォーム４の厚さは０．５〜２０ｍｍ特に１〜５ｍｍ程度が好適である。
【００５４】
この場合、帯状ポリウレタンフォーム４の幅Ｗ（第３図）は３０ｍｍ以下特に１２〜１５ｍｍ程度が好ましい。
【００５５】
ホットメルト接着剤２としては、溶融温度が５０〜３００℃特に５０〜１７０℃程度のものが好適であり、シャフト１に付着させたときの厚みは１ｍｍ以下特に０．５ｍｍ以下程度が好適である。
【００５６】
ノズル３から吹き出す温風の温度はホットメルト接着剤２の溶融温度よりも５０〜５００℃特に１００〜２５０℃程度高いことが好ましい。ノズル３からの温風の吹き出し速度は１３００ｍ／ｍｉｎ以下程度が好適である。
【００５７】
上記説明では、ホットメルト接着剤２を温風によって溶融しているが、オーブン（炉）や赤外線輻射式ヒータを用いてもよい。
【００５８】
接着剤２としては各種の接着剤、例えばウレタン系接着剤やエチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などを使用することができる。上記説明では、接着剤２はホットメルト接着剤であるが、エマルジョン型、溶液型、二液型などのいずれも用いることができる。ただし、ホットメルト型接着剤が操作性及び接着性などの点から好ましい。
【００５９】
また、シャフト１の被覆予定面に巻き付けられる発泡樹脂４として、ポリウレタンフォーム以外の合成樹脂フォームを用いてもよい。本発明の発泡樹脂被覆ローラ５は、クリーニングローラ以外にも用いることができる。
【実施例】
【００６０】
［実施例１］
シャフト１として、大径部１ａの直径５ｍｍ、突軸部１ｂの直径４．５ｍｍ、大径部１ａの長さ２３２ｍｍ、全長２４１ｍｍの鋼製のものを用いた。ホットメルト接着剤シートとしてダイセルファインケム（株）製サーモライト６５０１（溶融温度７５〜１２０℃、厚さ０．１ｍｍ）を用いた。帯状のポリウレタンフォーム４としては、（株）ブリヂストン製ＥＡＸ−５０（嵩密度０．０２７ｇ／ｃｍ３、硬度１００Ｎ、伸び１５０％、引張強度８００ｋＰａ、圧縮残留歪１０％以下、セル数５０個／インチ）を幅１３．５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ４５０ｍｍに切り出したものを用いた。
【００６１】
まず、シャフト１を１１５℃に加温し、ホットメルト接着剤シートを巻き付けて溶着させた。
【００６２】
このホットメルト接着剤層に向って、吹出口直径１０ｍｍのノズルから２１０℃の温風を吹出速度３６０ｍ／ｍｉｎで吹き出してホットメルト接着剤を溶融し、ポリウレタンフォーム４を接着させながら巻き付けた。角度θ＝４５°であり、シャフト１の回転数を３００ｒｐｍ、シャフト１のＦ方向の送り速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。その後、ローラを回転させながら、ポリウレタンフォーム４の溶融温度以上に加熱されたヒートカット用切断刃６を当てて、ポリウレタンフォーム４の両端を段差面１ｃに沿って切断することにより、直径９ｍｍの発泡樹脂被覆ローラ５を製造した。
【００６３】
このポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のヒートカット用切断刃６の表面温度を２４５℃とし、ヒートカット用切断刃６をシャフト１に接近移動させる際の移動速度を１ｍｍ／秒とし、ヒートカット用切断刃６とポリウレタンフォーム４との接触時間を２秒とし、ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に押し付ける際の押圧力を２Ｎとした。ポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のシャフト１の回転数は、ポリウレタンフォーム巻き付け時と同じ３００ｒｐｍであった。シャフト１の軸心線と直交方向に対するヒートカット用切断刃６の先端側の斜面６ａの交差角度αは８．５°であった。ポリウレタンフォーム４の両端面４ａのテーパ角α’は８２°であった。
【００６４】
ポリウレタンフォーム４の巻き付け及び接着に要した時間は１５秒であり、短時間成形は可能であった。この発泡樹脂被覆ローラ５には、研磨粉塵は存在せず、そのままクリーニングローラとして使用することができた。
【００６５】
この発泡樹脂被覆ローラ５におけるポリウレタンフォーム４の両端側の接着強度を測定したところ、１．５Ｎ以上であった。これは、ポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカットせずにカッターナイフ等で切断しただけの従来品に比べて、０．５Ｎ以上高い値であった。
【００６６】
［実施例２］
実施例１において、ホットメルト接着剤シートを同様にしてシャフト１に巻き付けた後、温風吹き付けを行うことなく帯状ポリウレタンフォームを同様にしてスパイラル状に巻き付け、巻き始めと巻き終りを固定治具によってシャフト１に留め付けた。これを１６０℃のオーブン中に３０分間保持し、その後、はみ出した両端側のポリウレタンフォームを実施例１と同様にヒートカットしてローラを製造した。このローラも、研磨粉塵は存在せず、そのままクリーニングローラとして使用することができた。また、ポリウレタンフォーム４の両端側の接着強度は、該ポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカットせずにカッターナイフ等で切断しただけの従来品に比べて、０．５Ｎ以上高かった。
【符号の説明】
【００６７】
１ シャフト
１ａ 大径部
２ ホットメルト接着剤
３ ノズル
４ ポリウレタンフォーム
５ 発泡樹脂被覆ローラ
６ ヒートカット用切断刃
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂被覆ローラ及びその製造方法に係り、特に、複写機、プリンター等の電子写真装置又は静電記録装置等の、いわゆる画像形成装置のクリーニングローラとして用いるのに好適な発泡樹脂被覆ローラ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式複写機における感光ドラムの残存トナーを除去するローラ（クリーニング・ローラ）等として、シャフトの外周に発泡ウレタンフォームを装着したものが用いられている。
【０００３】
特開平８−４４２３７（特許文献１）には、筒体の表面に不織布を螺旋状に巻き付けたクリーニングロールが記載されている。この特許文献１には、不織布をどのようにして筒体の外周面に固着させるかについての記載はない。また、螺旋状に巻いた不織布の端をどのように切断して筒体の端面に合致させるかについての記載はない。
【０００４】
特開２００２−５３６３９（特許文献２）の００１５段落には、角柱状のポリウレタンフォームに長手方向に穴をあけ、この穴に、ホットメルトシートを巻き付けたシャフトを差し込み、加熱して接着し、次いでポリウレタンフォームを研磨してトナー供給ローラを製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−４４２３７
【特許文献２】特開２００２−５３６３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特開平８−４４２３７のように不織布を筒体に螺旋状に巻回した場合、不織布が筒体から剥れないように不織布を筒体に接着しておく必要がある。しかしながら、特開平８−４４２３７には、上記の通り、不織布と筒体とをどのように接着するかについての記載はない。また、不織布の端部をどのように切断して筒体の端面と不織布の螺旋状巻回体の端面とを揃えるかについて記載がない。
【０００７】
上記特開２００２−５３６３９のようにポリウレタンフォームを研磨してローラを製造する場合、研磨時の粉塵が微量ではあるがポリウレタンの空孔部分に入り込み、ローラの特性に影響が生じるおそれがある。この粉塵対策として洗浄（水洗いなど）、エアブロー等を行うと、製造工程が煩雑となり、製造コストも上昇する。
【０００８】
本発明は、シャフトの外周を発泡樹脂で被覆したローラであって、この発泡樹脂が剥れにくく、耐久性が良好な発泡樹脂被覆ローラと、その製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、研磨工程を経ることなく製造することができる、寸法精度の良好な発泡樹脂被覆ローラと、その製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明（請求項１）の発泡樹脂被覆ローラは、シャフトと、該シャフトの外周に設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラにおいて、該シャフトの外周面の被覆予定面に帯状の発泡樹脂がスパイラル状に巻き付けられ、該被覆予定面の端縁部において該発泡樹脂がヒートカットされていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発泡樹脂被覆ローラは、請求項１において、接着剤によって前記発泡樹脂がシャフトの被覆予定面に接着されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発泡樹脂被覆ローラは、請求項２において、該シャフトの被覆予定面の端縁部に対し前記発泡樹脂が熱溶着されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４の発泡樹脂被覆ローラは、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記被覆予定面の端縁部において、前記発泡樹脂の端面がテーパ面となっていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５の発泡樹脂被覆ローラは、請求項１ないし４のいずれか１項において、前記発泡樹脂はポリウレタンフォームであることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明（請求項６）の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、シャフトと、該シャフトの外周に設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラを製造する方法において、該シャフトの外周面に帯状の発泡樹脂をスパイラル状に巻き付ける巻き付け工程と、該外周面の被覆予定面からはみ出す発泡樹脂を切断して除去する除去工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項６において、前記巻き付け工程に先行してシャフトの外周面の被覆予定面にのみ接着剤を付着させておき、該接着剤によって前記発泡樹脂をシャフトの被覆予定面に接着することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項７において、接着剤はホットメルト接着剤であり、加温したシャフトにホットメルト接着剤シートを巻き付けることによりシャフトの被覆予定面にホットメルト接着剤を溶着させることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項７又は８において、前記発泡樹脂を巻き付けるときに該ホットメルト接着剤に温風を当てることにより、又はシャフトを電磁誘導加熱することにより、ホットメルト接着剤を溶融することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１０の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項６ないし９のいずれか１項において、発泡樹脂を巻き付けたシャフトをその軸心回りに回転させた状態でヒートカット用の切断刃を発泡樹脂に当てて発泡樹脂を切断することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１１の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項１０において、前記切断刃の刃先がＶ字形断面形状となっており、シャフトに巻き付けられた発泡樹脂の端面がテーパ状となるようにヒートカットすることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１２の発泡樹脂被覆ローラの製造方法は、請求項６ないし１１のいずれか１項において、前記発泡樹脂がポリウレタンフォームであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によって提供される発泡樹脂被覆ローラは、帯状の発泡樹脂をシャフトに巻き付け、被覆予定面からはみ出した発泡樹脂をヒートカットによって除去したものであり、発泡樹脂を研磨することなく、短時間で規定寸法のローラを製造することができる。このローラには、研磨による粉塵は全く付着していない。なお、発泡樹脂層を製品形状に合わせてあらかじめ所定の長さに切断し、シャフトに巻きつけた場合、発泡樹脂のバラツキや巻きつけ精度のバラツキ等により巻きつけたウレタンがシャフトからはみ出してしまったり、巻きつけたウレタンが足りなくなったりする。これに対し、本発明では、発泡樹脂をシャフトに巻きつけてから、ウレタンの端部を切断するようにしているので、上記問題を回避できる。この点で、特に発泡樹脂層が伸縮性の高いポリウレタンフォームである場合に、本発明は特に好適である。
【００２２】
このヒートカットに際してヒートカットの熱によって発泡樹脂をシャフトの被覆予定面の端縁部に熱溶着させることにより、発泡樹脂の端縁部とシャフトの接着力が高くなり、発泡樹脂の端縁部の剥離が防止される。
【００２３】
シャフトの被覆予定面に沿う発泡樹脂の端面がテーパ状になっていると、該端面付近に加えられる剥離方向の力が小さくなり、発泡樹脂の端縁部付近の剥離が防止される。
【００２４】
本発明では、発泡樹脂はシャフトの被覆予定面に接着されていることが好ましい。この場合、シャフトの被覆予定面にのみ接着剤を付着させておき、この接着剤によって発泡樹脂をシャフトの被覆予定面に接着させることにより被覆予定面からはみ出した余分な発泡樹脂を切断してシャフトから容易に分離することができる。
【００２５】
本発明では、加温したシャフトにホットメルト接着剤を溶着させることにより、均一厚さのホットメルト接着剤層を容易に形成することができる。
【００２６】
本発明では、発泡樹脂をシャフトにスパイラル状に巻き付けるときに温風によってホットメルト接着剤を溶融させることにより、シャフト全体を加温する場合に比べて加温のための熱量が少なくて済むようになる。また、加温設備も簡易なものとなる。本発明では、シャフトを電磁誘導加熱することによってホットメルト接着剤を溶融させてもよい。
【００２７】
本発明では、発泡樹脂を巻き付けたシャフトをその軸心回りに回転させた状態でヒートカット用切断刃を発泡樹脂に当てて発泡樹脂を切断することにより、ポリウレタンフォームなどの発泡樹脂の長手方向の寸法精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラに用いられるシャフトを説明する側面図である。
【図２】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの製造方法を説明するシャフトの側面図である。
【図３】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの製造方法を説明する側面図である。
【図４】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの製造途中の側面図である。
【図５】実施の形態に係る発泡樹脂被覆ローラの側面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿う拡大断面図である。
【図７】図５のVII−VII線に沿う拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、第１図〜第７図を参照して実施の形態について説明する。
【００３０】
第１図は、発泡樹脂被覆ローラ５（第５図）の製造に用いられるシャフト１の側面図である。この実施の形態では、シャフト１は、大径部１ａと、該大径部１ａの軸心線方向の両端面から同軸状に突設された小径の突軸部１ｂとを有している。この実施の形態では、該大径部１ａの外周面が被覆予定面である。符号１ｃは、大径部１ａと突軸部１ｂとの段差面を示す。該段差面１ｃは、シャフト１の軸心線方向と直交方向（放射方向）に延在している。なお、突軸部１ｂは省略されてもよく、その場合は、シャフト１の軸心線方向の両端部を除いた部分を被覆予定面とするのが好ましい。
【００３１】
発泡樹脂被覆ローラ５を製造するには、まず、第２図の通り、被覆予定面である大径部１ａの外周面に接着剤２を付着させる。この実施の形態では、接着剤２としてホットメルト接着剤を用いており、シャフト１を加温し、ホットメルト接着剤のシートを大径部１ａの外周面に巻き付けて溶着することにより、ホットメルト接着剤の層を形成する（以下、接着剤２をホットメルト接着剤２と呼ぶことがある。）。なお、このシャフト１は必ずしも加温しなくてもよい。
【００３２】
次に、このホットメルト接着剤２を付着させた大径部１ａの外周面に、帯状の発泡樹脂としてのポリウレタンフォーム４をスパイラル状に巻き付ける。この実施の形態では、エアノズル３の先端から吹き出す温風を、ホットメルト接着剤２のうち帯状ポリウレタンフォーム４を巻き付けようとする部位に吹き付けて当該箇所のホットメルト接着剤２を溶融させ、帯状ポリウレタンフォーム４を接着させながら巻き付ける。なお、ホットメルト接着剤２の溶融方法はこれに限定されるものではない。例えば、シャフト１を電磁誘導加熱することによりホットメルト接着剤２を溶融させるようにしてもよい。ただし、シャフト１の加熱方法は、電磁誘導加熱に限定されない。
【００３３】
なお、この際、帯状ポリウレタンフォーム４に対し常に一定の張力を加えて、該ポリウレタンフォーム４に皺が入らないようにし、且つ既に巻き付けたポリウレタンフォーム４の側辺と、これから巻き付けようとするポリウレタンフォーム４の側辺とが隙間なく当接するようにしながら、帯状ポリウレタンフォーム４を大径部１ａの外周面に巻き付けていく。そのためには、帯状ポリウレタンフォーム４の送り方向とシャフト１の軸心線との斜交角度θを規定の一定角度に保ち、帯状ポリウレタンフォーム４を規定の一定速度で送り出し、シャフト１をその軸心回り（矢印Ｒ方向）に規定の一定回転数で回転させ、且つ、シャフト１を第３図の矢印Ｆ方向（軸心方向）に規定の一定速度で送るのが好ましい。
【００３４】
第４図の通り、帯状ポリウレタンフォーム４の巻き始めと巻き終りを大径部１ａの軸心線方向の両端側（以下、単に両端側と略す。）の段差面１ｃから各突軸部１ｂの先端側にはみ出させるようにして該大径部１ａの外周面（被覆予定面）の全面にポリウレタンフォーム４を巻き付け、その後、これらの段差面１ｃから各突軸部１ｂの先端側にはみ出したポリウレタンフォーム４をそれぞれ各段差面１ｃに沿ってヒートカット用切断刃６で切断（ヒートカット）する。
【００３５】
この実施の形態では、ヒートカット用切断刃６は、シャフト１に対し、該シャフト１の軸心線と直交方向に接近及び離反移動（以下、接離移動と略すことがある。）可能となっている。この実施の形態では、該ヒートカット用切断刃６は、刃先を該シャフト１の求心方向（シャフト１の軸心に向かう方向）且つ前記矢印Ｒと反対方向に向けて配置されている。
【００３６】
なお、この実施の形態では、第４図の通り、大径部１ａの両端側にそれぞれヒートカット用切断刃６が配置されているが、１個のヒートカット用切断刃６を大径部１ａの一端側から他端側まで移動可能に配置し、この１個のヒートカット用切断刃６で双方の段差面１ｃに沿ってポリウレタンフォーム４をヒートカットすることができるように構成してもよい。シャフト１の周方向に間隔をあけて複数個のヒートカット用切断刃６を配置してもよい。
【００３７】
このヒートカット用切断刃６は、ヒートカット時に、刃の先端がシャフト１のうち大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁に向って接近移動するように配置されていることが好ましいが、それよりも若干（例えばシャフト１の全長の０〜２０％程度）大径部１ａの軸心線方向の中間側において、該大径部１ａの外周面に向って接近移動するように配置されていてもよい。このようにヒートカット用切断刃６を配置することにより、ヒートカット後のポリウレタンフォーム４の端面４ａが段差面１ｃから突軸部１ｂの先端側へはみ出すことをより確実に防止することが可能となる。
【００３８】
ヒートカット用切断刃６によってシャフト１が傷付くことを防止するために、ヒートカット時には、ヒートカット用切断刃６がシャフト１に最も接近した状態において、該ヒートカット用切断刃６の刃の先端がシャフト１の大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁又は該大径部１ａの外周面から若干離隔していることが好ましい。この離隔距離は、例えばシャフト１の寸法公差（シャフト１を回転させたときに、その寸法公差に起因して生じる振れの大きさ）等を考慮して決定される。このように、ヒートカット用切断刃６がシャフト１に最も接近した状態において、該ヒートカット用切断刃６の刃の先端がシャフト１の大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁又は該大径部１ａの外周面から若干離隔していても、ヒートカット用切断刃６の熱により、この刃の先端と該交差角縁又は大径部１ａの外周面との間のポリウレタンフォーム４が溶けて、該ポリウレタンフォーム４が切断される。なお、この実施の形態では、ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に接触させて該ポリウレタンフォーム４を溶融させるようにしているが、ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に接触させず、このヒートカット用切断刃６からの輻射熱により該ポリウレタンフォーム４を溶融させるようにしてもよい。
【００３９】
この実施の形態では、第４図の通り、ヒートカット用切断刃６の先端部は、該先端側ほどシャフト１の軸心線と平行方向の幅が狭くなる略Ｖ字形断面形状となっている。なお、第４図において、該ヒートカット用切断刃６は、シャフト１の軸心線と平行方向且つ該ヒートカット用切断刃６のシャフト１に対する接離移動方向と平行方向の断面にて図示されている。これにより、第４図の通り、ヒートカット用切断刃６の大径部１ａ側の面は、該大径部１ａの外周面から離隔するほど該大径部１ａの軸心線方向の中間側となるように傾斜した斜面６ａとなっている。第４図の断面内において、シャフト１の軸心線と直交方向に対する斜面６ａの交差角度αは０°よりも大きく且つ９０°未満、特に５〜５０°程度であることが好ましい。なお、ヒートカット用切断刃６の先端側を略Ｖ字形断面形状とする代わりに、ヒートカット用切断刃６を、その後端側ほど大径部１ａの軸心線方向の中間側となるように傾けて設置してもよい。
【００４０】
このヒートカット用切断刃６で余分なポリウレタンフォーム４をヒートカットする場合には、該ポリウレタンフォーム４の大径部１ａへの巻き付けが完了した後、シャフト１を前記矢印Ｒ方向に回転させた状態で、該ポリウレタンフォーム４の溶融温度以上に加熱されたヒートカット用切断刃６を、刃の先端がシャフト１の大径部１ａの外周面と段差面１ｃとの交差角縁又は該大径部１ａの外周面に当接するまでシャフト１に接近移動させる。これにより、ポリウレタンフォーム４がヒートカット用切断刃６により段差面１ｃに沿ってシャフト１の全周にわたってヒートカットされる。
【００４１】
なお、ヒートカット用切断刃６をシャフト１の周方向に移動可能とし、シャフト１を回転させる代わりにこのヒートカット用切断刃６をシャフト１の周方向に周回移動させることにより、ポリウレタンフォーム４をヒートカットするように構成してもよい。
【００４２】
このポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のヒートカット用切断刃６の表面温度は、１００〜４００℃特に２４０〜２５０℃程度であることが好ましい。一般的には、シャフト１の被覆樹脂として用いた発泡樹脂の溶融温度よりも１０〜３００℃特に１００〜２００℃程度高く設定されることが好ましい。ヒートカット用切断刃６をシャフト１に接近移動させる際の移動速度は０．１〜１５ｍｍ／秒特に１〜５ｍｍ／秒程度が好適である。ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に接触させる時間は、０．５〜５秒特に１〜３秒程度が好適である。ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に押し付ける際の押圧力は５Ｎ以下特に０．５〜２．５Ｎ程度が好適である。ポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のシャフト１の回転数は５０〜８００ｒｐｍ特に１００〜２００ｒｐｍ程度が好適である。
【００４３】
この実施の形態では、前述の通り、ヒートカット用切断刃６の先端側は、大径部１ａの外周面から離隔するほど該大径部１ａの軸心線方向の中間側となるように傾斜した斜面６ａとなっているので、ポリウレタンフォーム４の両端側は、この斜面６ａにより全周にわたって斜めにヒートカットされる。これにより、第５，７図の通り、ヒートカット後の円筒形ポリウレタンフォーム４の両端側の端面４ａは、段差面１ｃに接近するほど外周径が小さくなるテーパ状（切頭円錐形状）となる。第７図の通り、シャフト１の軸心線に沿う断面内において、該軸心線の延在方向に対するポリウレタンフォーム４の端面４ａの交差角度（以下、テーパ角という。）α’は、実質的に、９０°−αとなる。
【００４４】
これにより、第５〜７図の通り、シャフト１の大径部１ａの外周面にホットメルト接着剤２を介してポリウレタンフォーム４が巻き付けられた発泡樹脂被覆ローラ５が得られる。
【００４５】
この発泡樹脂被覆ローラ５は、研磨工程を経ることなく製造されたものであり、粉塵を含まない。そのため、洗浄（水洗い）などの粉塵除去工程は不要であり、製造が容易である。また、ノズル３から温風を吹き付けてホットメルト接着剤２を溶融するため、大掛りなオーブン（加熱炉）設備が不要であり、製造設備も簡易なもので足りる。
【００４６】
また、シャフト１の外周面に帯状ポリウレタンフォーム４を巻き付けた後、このシャフト１の外周面の被覆予定面の端縁部（この実施の形態では、大径部１ａと突軸部１ｂとの段差面１ｃ）に沿って帯状ポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカット用切断刃６でヒートカット（切断）することにより、巻き付け後の円筒形ポリウレタンフォーム４の軸心線方向長さも規定通りのものとなる。
【００４７】
このように巻き付け後のポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカット用切断刃６でヒートカットすることにより、該ポリウレタンフォーム４の両端部がこのヒートカットの熱により溶けて大径部１ａの外周面に溶着する。これにより、大径部１ａの外周面に対するポリウレタンフォーム４の接着力が高くなる。
【００４８】
この実施の形態では、ヒートカットされた後のポリウレタンフォーム４の両端側の端面４ａは、それぞれシャフト１の段差面１ｃに接近するほど外周径が小さくなるテーパ状となっているので、この発泡樹脂被覆ローラ５の両端を軸支する支持部材や、隣接するローラ等に該ポリウレタンフォーム４の両端側が接触しにくくなる。また、ポリウレタンフォーム４がローラ使用面を転動するときに、該端面４ａ付近に加えられる剥離方向の力が小さくなる。これにより、ポリウレタンフォーム４の両端側が大径部１ａの外周面に熱溶着されることと相俟って、該ポリウレタンフォーム４の両端側の剥離防止効果が向上する。
【００４９】
なお、上記の角度θは１〜８９°特に３０〜６０°程度が好適である。
【００５０】
上記のシャフト１としては、金属特に鋼製であることが好ましい。
【００５１】
帯状ポリウレタンフォーム４としては、嵩密度０．０２０〜０．０６０ｇ／ｃｍ３、硬度７０〜１３０（Ｎ）、伸び１５０（％）以上、引張強度８０ｋＰａ以上、圧縮残留歪１０（％）以下、セル数４６〜５４（ヶ／インチ）のスラブウレタンフォームから切り出した軟質ポリウレタンフォームが好適である。
【００５２】
ホットメルト接着剤２としては、ＥＶＡ系、ポリアミド樹脂系、ポリウレタン樹脂系、ポリオレフィン樹脂系などの各種のものを用いることができる。
【００５３】
本発明の発泡樹脂被覆ローラ５を複写機用のクリーニングローラとして用いる場合の一例を挙げると、大径部１ａの軸心線方向の長さは２１０〜５００ｍｍ、大径部１ａの直径は３．５〜８ｍｍ程度であり、ポリウレタンフォーム４部分を含めた全体の直径は４〜３０ｍｍ程度である。巻き付け後のポリウレタンフォーム４の厚さは０．５〜２０ｍｍ特に１〜５ｍｍ程度が好適である。
【００５４】
この場合、帯状ポリウレタンフォーム４の幅Ｗ（第３図）は３０ｍｍ以下特に１２〜１５ｍｍ程度が好ましい。
【００５５】
ホットメルト接着剤２としては、溶融温度が５０〜３００℃特に５０〜１７０℃程度のものが好適であり、シャフト１に付着させたときの厚みは１ｍｍ以下特に０．５ｍｍ以下程度が好適である。
【００５６】
ノズル３から吹き出す温風の温度はホットメルト接着剤２の溶融温度よりも５０〜５００℃特に１００〜２５０℃程度高いことが好ましい。ノズル３からの温風の吹き出し速度は１３００ｍ／ｍｉｎ以下程度が好適である。
【００５７】
上記説明では、ホットメルト接着剤２を温風によって溶融しているが、オーブン（炉）や赤外線輻射式ヒータを用いてもよい。
【００５８】
接着剤２としては各種の接着剤、例えばウレタン系接着剤やエチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などを使用することができる。上記説明では、接着剤２はホットメルト接着剤であるが、エマルジョン型、溶液型、二液型などのいずれも用いることができる。ただし、ホットメルト型接着剤が操作性及び接着性などの点から好ましい。
【００５９】
また、シャフト１の被覆予定面に巻き付けられる発泡樹脂４として、ポリウレタンフォーム以外の合成樹脂フォームを用いてもよい。本発明の発泡樹脂被覆ローラ５は、クリーニングローラ以外にも用いることができる。
【実施例】
【００６０】
［実施例１］
シャフト１として、大径部１ａの直径５ｍｍ、突軸部１ｂの直径４．５ｍｍ、大径部１ａの長さ２３２ｍｍ、全長２４１ｍｍの鋼製のものを用いた。ホットメルト接着剤シートとしてダイセルファインケム（株）製サーモライト６５０１（溶融温度７５〜１２０℃、厚さ０．１ｍｍ）を用いた。帯状のポリウレタンフォーム４としては、（株）ブリヂストン製ＥＡＸ−５０（嵩密度０．０２７ｇ／ｃｍ３、硬度１００Ｎ、伸び１５０％、引張強度８００ｋＰａ、圧縮残留歪１０％以下、セル数５０個／インチ）を幅１３．５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ４５０ｍｍに切り出したものを用いた。
【００６１】
まず、シャフト１を１１５℃に加温し、ホットメルト接着剤シートを巻き付けて溶着させた。
【００６２】
このホットメルト接着剤層に向って、吹出口直径１０ｍｍのノズルから２１０℃の温風を吹出速度３６０ｍ／ｍｉｎで吹き出してホットメルト接着剤を溶融し、ポリウレタンフォーム４を接着させながら巻き付けた。角度θ＝４５°であり、シャフト１の回転数を３００ｒｐｍ、シャフト１のＦ方向の送り速度を１０００ｍｍ／ｍｉｎとした。その後、ローラを回転させながら、ポリウレタンフォーム４の溶融温度以上に加熱されたヒートカット用切断刃６を当てて、ポリウレタンフォーム４の両端を段差面１ｃに沿って切断することにより、直径９ｍｍの発泡樹脂被覆ローラ５を製造した。
【００６３】
このポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のヒートカット用切断刃６の表面温度を２４５℃とし、ヒートカット用切断刃６をシャフト１に接近移動させる際の移動速度を１ｍｍ／秒とし、ヒートカット用切断刃６とポリウレタンフォーム４との接触時間を２秒とし、ヒートカット用切断刃６をポリウレタンフォーム４に押し付ける際の押圧力を２Ｎとした。ポリウレタンフォーム４をヒートカットする際のシャフト１の回転数は、ポリウレタンフォーム巻き付け時と同じ３００ｒｐｍであった。シャフト１の軸心線と直交方向に対するヒートカット用切断刃６の先端側の斜面６ａの交差角度αは８．５°であった。ポリウレタンフォーム４の両端面４ａのテーパ角α’は８２°であった。
【００６４】
ポリウレタンフォーム４の巻き付け及び接着に要した時間は１５秒であり、短時間成形は可能であった。この発泡樹脂被覆ローラ５には、研磨粉塵は存在せず、そのままクリーニングローラとして使用することができた。
【００６５】
この発泡樹脂被覆ローラ５におけるポリウレタンフォーム４の両端側の接着強度を測定したところ、１．５Ｎ以上であった。これは、ポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカットせずにカッターナイフ等で切断しただけの従来品に比べて、０．５Ｎ以上高い値であった。
【００６６】
［実施例２］
実施例１において、ホットメルト接着剤シートを同様にしてシャフト１に巻き付けた後、温風吹き付けを行うことなく帯状ポリウレタンフォームを同様にしてスパイラル状に巻き付け、巻き始めと巻き終りを固定治具によってシャフト１に留め付けた。これを１６０℃のオーブン中に３０分間保持し、その後、はみ出した両端側のポリウレタンフォームを実施例１と同様にヒートカットしてローラを製造した。このローラも、研磨粉塵は存在せず、そのままクリーニングローラとして使用することができた。また、ポリウレタンフォーム４の両端側の接着強度は、該ポリウレタンフォーム４の両端側をヒートカットせずにカッターナイフ等で切断しただけの従来品に比べて、０．５Ｎ以上高かった。
【符号の説明】
【００６７】
１ シャフト
１ａ 大径部
２ ホットメルト接着剤
３ ノズル
４ ポリウレタンフォーム
５ 発泡樹脂被覆ローラ
６ ヒートカット用切断刃
【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設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラにおいて、
該シャフトの外周面の被覆予定面に帯状の発泡樹脂がスパイラル状に巻き付けられ、
該被覆予定面の端縁部において該発泡樹脂がヒートカットされていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項２】
請求項１において、接着剤によって前記発泡樹脂がシャフトの被覆予定面に接着されていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項３】
請求項２において、該シャフトの被覆予定面の端縁部に対し前記発泡樹脂が熱溶着されていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記被覆予定面の端縁部において、前記発泡樹脂の端面がテーパ面となっていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記発泡樹脂はポリウレタンフォームであることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項６】
シャフトと、該シャフトの外周に設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラを製造する方法において、
該シャフトの外周面に帯状の発泡樹脂をスパイラル状に巻き付ける巻き付け工程と、
該外周面の被覆予定面からはみ出す発泡樹脂をヒートカットによって切断して除去する除去工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項７】
請求項６において、前記巻き付け工程に先行してシャフトの外周面の被覆予定面にのみ接着剤を付着させておき、該接着剤によって前記発泡樹脂をシャフトの被覆予定面に接着することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項８】
請求項７において、接着剤はホットメルト接着剤であり、
加温したシャフトにホットメルト接着剤シートを巻き付けることによりシャフトの被覆予定面にホットメルト接着剤を溶着させることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８において、前記発泡樹脂を巻き付けるときに該ホットメルト接着剤に温風を当てることにより、又はシャフトを電磁誘導加熱することにより、ホットメルト接着剤を溶融することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項において、発泡樹脂を巻き付けたシャフトをその軸心回りに回転させた状態でヒートカット用の切断刃を発泡樹脂に当てて発泡樹脂を切断することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記切断刃の刃先がＶ字形断面形状となっており、シャフトに巻き付けられた発泡樹脂の端面がテーパ状となるようにヒートカットすることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項１２】
請求項６ないし１１のいずれか１項において、前記発泡樹脂がポリウレタンフォームであることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周に設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラにおいて、
該シャフトの外周面の被覆予定面に帯状の発泡樹脂がスパイラル状に巻き付けられ、
該被覆予定面の端縁部において該発泡樹脂がヒートカットされていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項２】
請求項１において、接着剤によって前記発泡樹脂がシャフトの被覆予定面に接着されていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項３】
請求項２において、該シャフトの被覆予定面の端縁部に対し前記発泡樹脂が熱溶着されていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記被覆予定面の端縁部において、前記発泡樹脂の端面がテーパ面となっていることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記発泡樹脂はポリウレタンフォームであることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラ。
【請求項６】
シャフトと、該シャフトの外周に設けられた発泡樹脂層とを有する発泡樹脂被覆ローラを製造する方法において、
該シャフトの外周面に帯状の発泡樹脂をスパイラル状に巻き付ける巻き付け工程と、
該外周面の被覆予定面からはみ出す発泡樹脂をヒートカットによって切断して除去する除去工程と、
を有することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項７】
請求項６において、前記巻き付け工程に先行してシャフトの外周面の被覆予定面にのみ接着剤を付着させておき、該接着剤によって前記発泡樹脂をシャフトの被覆予定面に接着することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項８】
請求項７において、接着剤はホットメルト接着剤であり、
加温したシャフトにホットメルト接着剤シートを巻き付けることによりシャフトの被覆予定面にホットメルト接着剤を溶着させることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８において、前記発泡樹脂を巻き付けるときに該ホットメルト接着剤に温風を当てることにより、又はシャフトを電磁誘導加熱することにより、ホットメルト接着剤を溶融することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項において、発泡樹脂を巻き付けたシャフトをその軸心回りに回転させた状態でヒートカット用の切断刃を発泡樹脂に当てて発泡樹脂を切断することを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記切断刃の刃先がＶ字形断面形状となっており、シャフトに巻き付けられた発泡樹脂の端面がテーパ状となるようにヒートカットすることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項１２】
請求項６ないし１１のいずれか１項において、前記発泡樹脂がポリウレタンフォームであることを特徴とする発泡樹脂被覆ローラの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８２６３（Ｐ２０１２−１８２６３Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４８７４（Ｐ２０１０−１５４８７４）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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