特開 2022-66872 ゴムローラの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022066872

(43)【公開日】2022-05-02

(54)【発明の名称】ゴムローラの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/00 20060101AFI20220422BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20220422BHJP

   B29C 48/154 20190101ALI20220422BHJP

   B29C 48/157 20190101ALI20220422BHJP

   B29C 48/34 20190101ALI20220422BHJP

【ＦＩ】

G03G15/00 551

F16C13/00 B

B29C48/154

B29C48/157

B29C48/34

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020175457

(22)【出願日】2020-10-19

(71)【出願人】

【識別番号】000190116

【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】特許業務法人坂本国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼梨 寛之

(72)【発明者】

【氏名】中田 貴久

【テーマコード（参考）】

2H171

3J103

4F207

【Ｆターム（参考）】

2H171FA07

2H171FA30

2H171GA15

2H171PA02

2H171PA03

2H171PA09

2H171PA14

2H171PA18

2H171XA02

3J103AA13

3J103AA23

3J103AA32

3J103AA51

3J103AA74

3J103AA85

3J103BA41

3J103EA07

3J103EA11

3J103EA13

3J103FA15

3J103GA02

3J103GA54

3J103GA57

3J103GA58

3J103GA60

3J103HA12

4F207AA45

4F207AD15

4F207AD18

4F207AD19

4F207AD36

4F207AH04

4F207KA01

4F207KB18

4F207KJ05

4F207KL58

(57)【要約】      （修正有）

【課題】生産効率が良く、高品質なゴムローラが得られるゴムローラの製造方法を提供する。
【解決手段】軸体２１の外周に、押出成形により弾性層を設けるゴムローラの製造方法であって、軸体２１の軸方向の両端に保護キャップ２２を設ける第１工程と、軸体２１をダイス穴１６に送り込み、ゴム組成物１４を押出機１３から押し出し、軸体２１の外周にゴム組成物１４を被覆しながら、ゴム組成物１４が被覆された軸体２１をダイス口１７から押し出す第２工程と、を有し、第２工程において、ダイス口１７から押し出される軸体２１に、軸体２１が押し出される方向とは逆向きの方向に、軸体２１を保持する力Ｆ１を加え、かつ、Ｆ１とゴム組成物１４を押し出す力Ｆ２とが、下記式１の関係を満たすゴムローラの製造方法である。
Ｆ１＞Ｆ２（式１）
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸体の外周に、押出成形により弾性層を設けるゴムローラの製造方法であって、
前記軸体の軸方向の両端に保護キャップを設ける第１工程と、
前記軸体をダイス穴に送り込み、ゴム組成物を押出機から押し出し、前記軸体の外周に前記ゴム組成物を被覆しながら、前記ゴム組成物が被覆された前記軸体をダイス口から押し出す第２工程と、
を有し、
前記第２工程において、前記ダイス口から押し出される前記軸体に、前記軸体が押し出される方向とは逆向きの方向に、前記軸体を保持する力Ｆ１を加え、かつ、前記Ｆ１と、前記ゴム組成物を押し出す力Ｆ２とが、下記式１の関係を満たすゴムローラの製造方法。
Ｆ１＞Ｆ２ 式１

【請求項2】

前記軸体のジャーナル部分と前記保護キャップとの間に弾性部材が介在する請求項１記載のゴムローラの製造方法。

【請求項3】

前記弾性部材が、Ｏリングである請求項２記載のゴムローラの製造方法。

【請求項4】

前記保護キャップの外径が、前記軸体の外径に対し、９５％以上１００％以下である請求項１から３いずれか１項記載のゴムローラの製造方法。

【請求項5】

前記軸体を前記ダイス穴に送り込む力Ｆ３と、前記ゴム組成物を押し出す力Ｆ２とが、下記式２の関係を満たす請求項１から４いずれか１項記載のゴムローラの製造方法。
Ｆ３＞Ｆ２ 式２

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゴムローラの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等には、電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ等、軸体の外周に弾性層が設けられた各種ゴムローラを備える。

【0003】

これらのゴムローラの弾性層は、軸体の外周にゴム組成物を、例えば、クロスヘッド式の押出成形機で被覆した後、加硫することによって形成される。軸体の軸方向の両端には、軸受けに支持されるジャーナル部分を有する。ジャーナル部分は、軸体の弾性層が設けられる部分の外径より小さいため、ゴム組成物を押出成形で形成する際、このジャーナル部分に余分なゴム組成物が入り込むため、加硫後の成形工程で除去する必要がある。
そこで、特許文献１には、余分なゴム組成物の使用を避け、かつ清掃工程を簡略にするため、軸体の軸方向の両端に、例えば円筒形のマスキングを設けて押出成形することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－２２４３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のような円筒形のマスキングが簡易的に取り付けられた場合は、ゴム組成物の押し出す力によって、マスキングがずれてしまい、その隙間にゴム組成物が入り込み、マスキング近傍で、弾性層の外径が不均一になるという場合がある。また、侵入したゴム組成物の清掃に時間がかかり、生産効率の低下を招くという問題もある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、生産効率が良く、高品質なゴムローラが得られるゴムローラ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】

【0006】

本発明は、軸体の外周に、押出成形により弾性層を設けるゴムローラの製造方法であって、軸体の軸方向の両端に保護キャップを設ける第１工程と、軸体をダイス穴に送り込み、ゴム組成物を押出機から押し出し、軸体の外周にゴム組成物を被覆しながら、ゴム組成物が被覆された軸体をダイス口から押し出す第２工程と、を有し、第２工程において、ダイス口から押し出される軸体に、軸体が押し出される方向とは逆向きの方向に、軸体を保持する力Ｆ１を加え、かつ、Ｆ１と、ゴム組成物を押し出す力Ｆ２とが、下記式１の関係を満たすゴムローラの製造方法である。
Ｆ１＞Ｆ２ 式１

【0007】

軸体のジャーナル部分と保護キャップとの間に弾性部材が介在することが好ましい。

【0008】

弾性部材は、Ｏリングであってもよい。

【0009】

保護キャップの外径は、軸体の外径に対し、９５％以上１００％以下であることが好ましい。

【0010】

軸体をダイス穴に送り込む力Ｆ３と、ゴム組成物を押し出す力Ｆ２とは、下記式２の関係を満たすことが好ましい。
Ｆ３＞Ｆ２ 式２

【発明の効果】

【0011】

本発明のゴムローラの製造方法によれば、生産効率が良く、高品質なゴムローラが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】保護キャップを設けた軸体を示す断面図である。

【図2】保護キャップのジャーナル部分を示す拡大断面図である。

【図3】押出成形機を示す概略断面図である。

【図4】弾性層が被覆された軸体を示す断面図である。

【図5】保護キャップを除去したゴムローラを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明のゴムローラの製造方法は、軸体の外周に、押出成形により弾性層を設けるゴムローラの製造方法であり、第１工程と第２工程とを有する。以下、各工程について説明する。

【0014】

（第１工程）
第１工程は、図１に示すように、軸体２１の軸方向の両端に保護キャップ２２を設ける工程である。軸体２１は、軸受け部（不図示）に支持されるジャーナル部分２１ａを有する。保護キャップ２２は、ジャーナル部分２１ａに簡便な方法で取り外し可能に設けられている。例えば、保護キャップ２２は、図２に示すように、ジャーナル部分２１ａの形状に対応するように、内部に凹部が設けられ、凹部の内壁に溝部２２ａが設けられ、溝部２２ａに、ゴム製のＯリング２４が配置されたものを用いることができる。このような保護キャップ２２とジャーナル部分２１ａとは、Ｏリング２４によって締め付けられて固定される。

【0015】

軸体２１は、好ましくは、導電特性を有する、従来公知の現像ローラに用いられる軸体を用いることができる。軸体２１は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、及び真鍮からなる群より選択される少なくとも１種の金属で構成されていることが好ましい。

【0016】

軸体２１は、絶縁性樹脂を含むものであってもよい。絶縁性樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。軸体２１は、例えば、絶縁性樹脂からなる芯体と、この芯体上に設けられたメッキ層と、を備えるものであってよい。このような軸体２１は、例えば、絶縁性樹脂からなる芯体にメッキを施して導電化することにより得ることができる。
軸体２１は、良好な導電特性を得るために、芯金であることが好ましい。

【0017】

軸体２１の形状は、例えば、棒状、管状等であることが好ましい。軸体２１の断面形状は、例えば、円形、楕円形であってもよく、多角形等の非円形であってもよい。軸体２１の外周面には、洗浄処理、脱脂処理、プライマー処理等の処理が施されていてもよい。

【0018】

軸体２１の軸方向の長さは特に限定されず、設置される画像形成装置の形態に応じて適宜調整してもよい。また、軸体２１の外径も特に限定されず、設置される画像形成装置の形態に応じて適宜調整すればよい。

【0019】

保護キャップ２２の材料としては、軸体２１と同様の材料の他、軸体２１に用いられる金属以外の金属、ポリアセタール樹脂等を用いることができる。
保護キャップ２２の外径は、軸体２１の外径に対し、９５％以上１００％以下であることが好ましい。保護キャップ２２の内径は、ジャーナル部分２１ａの外径より僅かに大きいことが好ましい。
図２では、保護キャップ２２とジャーナル部分２１ａとは、Ｏリング２４によって、締め付けられて固定された場合を説明したが、保護キャップ２２とジャーナル部分２１ａとの間に弾性部材が介在することが、保護キャップ２２の脱着及び固定の点で好ましい。例えば、シート状の弾性材を所定幅にカットして、ジャーナル部分２１ａの外周にＣ字状に配置して、保護キャップ２２とジャーナル部分２１ａとを固定してもよい。また、保護キャップの内部に所定の幅にカットした弾性部材を配置し、ジャーナル部分を挿入して固定してもよい。

【0020】

（第２工程）
図３に本発明に用いる押出成形機の概略断面図を示す。
本発明には、図３に示すように、クロスヘッドタイプの押出成形機を用いることができる。押出成形機は、主に、インダイス１１と、アウトダイス１２と、インダイス１１とアウトダイス１２との間にゴム組成物１４を押し出す押出機１３と、ローラ１５と、を備える。
互いに対向して配置されたローラ１５は、軸体２１を挟み込み、ダイス穴１６に送り込む。一方、ゴム組成物１４は押出機１３のスクリューによって押し出され、インダイス１１とアウトダイス１２との間に流入する。軸体２１は、ダイス穴１６を通過しながら、ゴム組成物１４が外周に塗布されて、ダイス口１７から押し出される。ゴム組成物１４の押出速度は、ゴム組成物１４の粘度、弾性層２３の厚さ等を考慮して適宜決定される。

【0021】

軸体２１の外周面には、弾性層２３（図４及び図５参照）との接着性を向上させるため、洗浄処理、脱脂処理、プライマー処理等の処理が施されていてもよい。

【0022】

第２工程において、ダイス口１７から押し出される軸体２１に、軸体２１が押し出される方向とは逆向きの方向に、軸体２１を保持する力Ｆ１（図３参照）が加えられている。そして、軸体２１を保持する力Ｆ１と、ゴム組成物１４を押し出す力Ｆ２（図３参照）とは、下記式１の関係を満たす。
Ｆ１＞Ｆ２ 式１

【0023】

Ｆ１及びＦ２は、それぞれ、式１を満たすように、５０Ｎ以上３００Ｎ以下であることが好ましい。Ｆ１は、軸体２１を支持するシリンダー内の圧力を変えることによって調整することが可能である。また、Ｆ２は、ゴム組成物１４の押出速度を変化させることによって調整することが可能である。
Ｆ１とＦ２との差は、弾性層の厚さ調整のし易さを考慮すると、２Ｎ以上２００Ｎ以下であることが好ましい。

【0024】

Ｆ１とＦ２とが上記関係を有することにより、保護キャップ２２が押出成形中に外れることがなく、ゴム組成物１４を軸体及びキャップの外周に均一な厚さで被覆することが可能である。また、ゴム組成物１４がジャーナル部分２１ａに入り込まないので、後の工程で清掃を簡略化することができ、生産効率の向上が図られる。

【0025】

また、軸体２１をダイス穴１６に送り込む力Ｆ３（図３参照）と、ゴム組成物１４を押し出す力Ｆ２とは、下記式２の関係を満たすことが好ましい。
Ｆ３＞Ｆ２ 式２
Ｆ３は、軸体２１を送り込むローラ１５の回転速度を変えることによって調整することが可能である。
Ｆ２とＦ３とが、上記関係を有することにより、軸体２１の搬送を良好に行うことができ、軸体２１はダイス口１７から押し出されると同時に、良好にゴム組成物１４を被覆することができる。

【0026】

ゴム組成物１４としては、押出成形可能なゴム組成物であればよい。例えば、ゴム組成物１４のゴムとしては、シリコーン又はシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム又はウレタンゴムであるのが好ましく、シリコーン又はシリコーン変性ゴムが、圧縮永久歪を低減することができるとともに、低温環境下における柔軟性に優れる点、さらには、耐熱性、帯電特性等に優れる点で、特に好ましい。シリコーンゴムとしては、例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンの架橋物が挙げられる。ゴム組成物１４には、発泡剤、触媒、架橋剤、導電剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。

【0027】

ダイス口１７から押し出された軸体２１の外周には未加硫の弾性層２３ａが形成されており、軸体２１は、引取り機（不図示）により１本ずつ分離される（図４参照）。分離された軸体２１は加熱炉に送られて、未加硫の弾性層２３ａが加硫されて弾性層２３が形成される。加硫後、保護キャップ２２上の余分な弾性層２３を切除する。最後に保護キャップ２２を取り外して、ゴムローラ２０を完成させる（図５参照）。

【符号の説明】

【0028】

１１ インダイス
１２ アウトダイス
１３ 押出機
１４ ゴム組成物
１５ ローラ
１６ ダイス穴
１７ ダイス口
２０ ゴムローラ
２１ 軸体
２１ａ ジャーナル部分
２２ 保護キャップ
２２ａ 溝部
２３ 弾性層
２３ａ 未加硫の弾性層
２４ Ｏリング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】