JPH079588A - 複合ロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発泡体層と非発泡性弾性体層とを有する複合
ロールを製造するに際し、両層の界面からエアーを除去
して、ボイドの発生を防止し、複合ロールの表面平滑性
を高める。 【構成】 外周面にチューブの軸方向に延びる多数の微
細な溝が形成された、発泡体層を与える未発泡チューブ
１４を芯金１２に外装すると共に、該未発泡チューブに
対して、非発泡性弾性体層を与える薄肉の弾性体チュー
ブ１６を外装して、円筒形状を呈する金型本体１０の円
柱状の成形キャビティ内に配置した後、未発泡チューブ
の発泡操作を行ない、該未発泡チューブから形成される
発泡体層を弾性体チューブにて与えられる非発泡性弾性
体層に一体化せしめるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、複合ロールの製造方法に係り、
特に電子写真方式を利用した複写機やプリンターに用い
られる帯電ロール、現像ロール、転写ロール、クリーニ
ングロール、加圧ロール等の、低硬度乃至は柔軟性と表
面平滑性が要求されるロールにして、発泡体層上に樹脂
層又はゴム層が形成された複合ロールを有利に製造する
方法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】電子写真方式の複写機やプリンターに用い
られる帯電ロール、現像ロール、転写ロール、クリーニ
ングロール、加圧ロール等には、低硬度乃至は柔軟性と
表面平滑性とが要求されており、それらの要求を満足す
るために、従来より、軸体回りに発泡体層が形成される
と共に、該発泡体層の外周面上に、薄肉の樹脂層又はゴ
ム層といった非発泡性弾性体層が一体的に形成されてな
る、二層構造の複合ロールが、使用されている。

【０００３】より具体的に、例えば帯電ロールは、感光
体との均一な接触性を確保するために、低硬度の発泡体
にて形成されるが、発泡体単独では耐久性がなく、また
外周面に開口するセル内にトナー等が侵入することによ
って、硬度が上がる等の不具合が生じるため、発泡体層
の外周面上に非発泡性弾性体層が一体的に形成されて、
複合ロールとして構成されているのである。

【０００４】そして、かかる複合ロールにおいて、感光
体に対する均一な接触性を確保するためには、高寸法精
度（外径、振れ、表面平滑性、発泡体の均一性等）が要
求されることから、従来では、かかる複合ロールを製造
するに際して、〔円筒状発泡体の形成〕→〔接着剤を塗
布した軸体を発泡体の内側に挿入〕→〔接着処理〕→
〔発泡体の外周面研磨〕→〔発泡体の外周面に接着剤を
塗布〕→〔弾性体チューブの形成〕→〔発泡体を弾性体
チューブの内側に挿入〕→〔外周面研磨〕といった、極
めて複雑な工程が実施されていたのである。

【０００５】これに対して、近年、上記の工程中の研磨
工程を無くして、製造工程を簡略化すべく、複合ロール
を一体発泡成形品として製造する方法が採用されてきて
いる。具体的には、円筒状の金型が用いられて、その成
形キャビティの中心に軸体が配置され、そして該軸体に
対して、発泡体層を与える未発泡チューブが外装され、
更に該未発泡チューブに対して、非発泡性弾性体層を与
える薄肉の弾性体チューブが外装された状態において、
金型の両端部が閉塞される。そして、その状態で、所定
の発泡操作が行なわれることにより、前記未発泡チュー
ブが発泡せしめられ、弾性体チューブ（非発泡性弾性体
層）と一体化されて、一体発泡成形品としての複合ロー
ルが得られるのである。

【０００６】しかしながら、そのような従来の製造方法
では、発泡操作時において、ロール内部からのエアーの
逃げが悪く、発泡体層と非発泡性弾性体層との界面にエ
アーが残留して、ボイド（発泡体のセルと比較して、際
立って大きな空所）が発生する問題があり、また、その
結果、薄い非発泡性弾性体層を通して外部に影響が出
て、ロールの表面平滑性が低下する問題を内在していた
のである。そして、例えば帯電ロールにおいて表面平滑
性が低下した場合には、感光体との間に隙間が生じるこ
ととなり、その隙間が１０μｍ程度であっても、２ｋＶ
程度の電圧を掛けている状態では、低温・低湿下で感光
体を帯電させることができなくなってしまうのである。

【０００７】なお、かかるボイドの発生を防止するため
の対策の一つとして、非発泡性弾性体層を与える弾性体
チューブの内面に微粒子を付着せしめて、エアーの逃げ
を良くする方法が考えられているが、この場合には、粉
の飛散、環境の汚染等の問題が生じる。また、発泡体層
と非発泡性弾性体層との間の密着力が微弱になるため、
発泡体層と非発泡性弾性体層との間にズレや抜けが発生
し易くなる不具合も内在している。

【０００８】

【解決課題】本発明は、このような事情を背景として為
されたものであって、その解決課題とするところは、発
泡体層と非発泡性弾性体層とを有する複合ロールを製造
するに際し、両層の界面からエアーを効果的に除去し
て、ボイドの発生を防止し、平滑な表面の複合ロールを
得ることにある。

【０００９】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明にあっては、軸体の外周面上に発泡体層を有し、更
に該発泡体層の外周面上に所定厚さの非発泡性弾性体層
を有する複合ロールの製造方法にして、外周面にチュー
ブ軸方向に延びる多数の微細な溝が形成された、前記発
泡体層を与える未発泡チューブを所定の軸体に外装する
と共に、該未発泡チューブに対して、前記非発泡性弾性
体層を与える薄肉の弾性体チューブを外装して、所定の
金型の成形キャビティ内に配置した後、前記未発泡チュ
ーブの発泡操作を行ない、該未発泡チューブから形成さ
れる発泡体層を前記弾性体チューブにて与えられる非発
泡性弾性体層に一体化せしめることを特徴とする複合ロ
ールの製造方法を、その要旨とするものである。

【００１０】

【作用・効果】すなわち、複合ロールにおいて問題とな
るボイドは、未発泡チューブが発泡する際に、部分部分
で発泡具合が異なり、先に発泡した部分がその後に発泡
する部分のエアーの逃げ道を無くしてしまい、エアーが
取り残される結果、形成される。このため、本発明で
は、発泡体層を与える未発泡チューブの外周面に、チュ
ーブ軸方向に延びる、有利にはチューブの一端側から他
端側まで延びる多数の微細な溝を形成せしめたのであ
り、それにより、該未発泡チューブの発泡操作時におい
て、できるだけ長くエアーの逃げ道が確保され得るよう
に為し、発泡体が弾性体チューブ内面に完全に密着する
前に、エアーが、かかる溝を通じてロール中央部位から
ロール端側に効果的に逃げるようにしたのである。それ
故、発泡体層と非発泡性弾性体層との界面から、エアー
が効果的に除去され得て、ボイドの発生が良好に防止さ
れ、以て複合ロールの表面平滑性が有利に向上せしめら
れ得ることとなったのである。

【００１１】

【具体的構成】ところで、本発明手法は、例えば、図１
に示されるように、公知の円筒状金型を用いて、実施さ
れることとなる。即ち、先ず、円筒形状を呈する金型本
体１０の内部の円柱状の成形キャビティにおいて、その
中心に位置するようにして、芯金（軸体）１２が配置さ
れ、また該芯金１２に対して、発泡体層を与える未発泡
チューブ１４が外装されて、配置され、更に該未発泡チ
ューブ１４に対して、非発泡性弾性体層を与える弾性体
チューブ１６が外装されて、配置される。その後、かか
る金型本体１０の両端部に対して、蓋部材１８，１８が
嵌め込まれるのである。

【００１２】なお、かかる発泡体層を与える未発泡チュ
ーブ１４の形成材料としては、従来と同様のものが用い
られ、例えば、ウレタン発泡材料（原料）、ヒドリンゴ
ム発泡材料、クロロプレンゴム発泡材料等が適宜に使用
されることとなる。そして、そのような発泡材料（原
料）から、押出成形手法等によって、発泡倍率を考慮し
て、所定の容量となるように、所定厚さの未発泡チュー
ブ１４が形成されるのであり、例えば帯電ロールでは、
通常、１．５mm程度の厚さで未発泡チューブ１４が形成
されるのである。

【００１３】さらに、本発明では、かかる未発泡チュー
ブ１４の外周面に、図３に示されているようにして、チ
ューブ軸方向に延びる、望ましくはチューブの一端側か
ら他端側まで延びる多数の微細な溝２６が形成されるの
である。なお、そのような溝２６を形成する具体的な方
法としては、例えば、（イ）押出成形された未発泡チュ
ーブ１４の外周面に後加工を施して、微細な溝２６を付
ける方法や、（ロ）押出ダイスに溝を付けておき、未発
泡チューブ１４を押し出す時に、外周面に微細な溝２６
を付ける方法等がある。また、この微細な溝２６は、通
常、連続して形成され、更にチューブの軸方向に平行に
形成されるものであるが、また、未発泡チューブ１４外
周面に螺旋状に形成されていても何等差し支えない。

【００１４】そして、そのような溝２６によって充分な
エアーの逃げ効果を得るために、溝２６は周方向に配列
して設けられ、通常は、未発泡チューブ１４の外径に応
じて、０．１〜５mm程度のピッチ（Ｗ）で形成されるこ
ととなる（図４参照）。例えば、帯電ロールを形成する
外径：１０mm程度の未発泡チューブ１４の場合には、
０．１〜１mm程度のピッチで溝２６が形成されることと
なる。また、溝２６の深さ（Ｄ）が不十分だと、発泡時
に溝が塞がり易く、充分なエアーの逃げ効果が得られな
くなることから、溝深さ（Ｄ）は、ピッチ（Ｗ）との関
係で、Ｄ／Ｗ≧０．３となるように設定されることが好
ましい。

【００１５】また、溝２６の形状は、特に限定されるも
のではなく、未発泡チューブ１４の発泡時にエアーの逃
げ道として充分な時間残るものであれば良い。そして、
例えば図５の如き三角形状とすることもでき、この場合
にも、ピッチ（Ｗ）と溝深さ（Ｄ）について、前記と同
様の条件が当てはまる。

【００１６】一方、非発泡性弾性体層の形成材料にも、
従来と同様のものが用いられ、例えば、ＥＰＤＭやポリ
アミドエラストマー等の各種ゴム組成物や熱可塑性エラ
ストマーが使用される。そして、そのような材料を用い
て、公知の押出成形手法等によって、所定厚さの弾性体
チューブ１６が形成されるのであり、例えば帯電ロール
では、通常、１００μｍ〜５００μｍ程度の厚さで弾性
体チューブ１６が形成されることとなる。

【００１７】このようにして、芯金１２、未発泡チュー
ブ１４、弾性体チューブ１６を金型本体１０の成形キャ
ビティ内に同心的に配置した後、加熱等による所定の発
泡操作を実施することによって、図２に示される如き、
芯金１２の回りに発泡体層２２と非発泡性弾性体層２４
とが一体的に積層、形成せしめられてなる、一体発泡品
としての複合ロール２０を得ることができるのである。

【００１８】しかも、このような製造方法にあっては、
発泡操作時に、前記未発泡チューブ１４の外周面に形成
された溝２６を通じて、エアーがチューブ軸方向の端部
から効果的に外部へ逃げるようになっていることから、
ロール内部にエアーが残存せず、以てボイドの発生が良
好に防止され得るのである。そして、それ故、複合ロー
ル２０において、優れた表面平滑性が得られることとな
ったのである。なお、芯金１２と発泡体層２２との間、
及び発泡体層２２と非発泡性弾性体層２４との間の密着
性は、接着なしでも、発泡体の発泡圧力のみで充分な耐
久性が得られるが、必要に応じて適当な接着剤を使用し
て、それらの間の接着を図っても良い。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。

【００２０】実施例 １〜３及び比較例 １ 先ず、下記配合に従って調製されたヒドリンゴムを用い
て、溝付きの押出しダイスにて押出成形し、外周面に軸
方向に延びる多数の微細な溝が形成された、内径：７．
５mm、外径：１０mmの未発泡チューブを作製した。な
お、各チューブにおける溝数、溝深さは、それぞれ、下
記表１に示される通りとした。

【００２１】ヒドリンゴム配合組成 ヒドリンゴム １００重量部 カーボンブラック ４０重量部 軟化剤 １０重量部 加硫剤 １．５重量部 発泡剤 ５重量部 発泡助剤 ５重量部

【００２２】また、下記配合に従って調製されたＥＰＤ
Ｍ（エチレン−プロピレン共重合体ゴム）又はポリアミ
ドエラストマーを用いて、内径：１１．４mm、外径：１
１．８mmの弾性体チューブを、押出成形した。

【００２３】ＥＰＤＭ配合組成 ＥＰＤＭ １００重量部 ＺｎＯ ５重量部 ステアリン酸 １重量部 プロセスオイル ３０重量部 導電性カーボン ３３重量部 パーオキサイド ３．５重量部 架橋助剤 ３重量部

【００２４】ポリアミドエラストマー配合組成 ポリアミドエラストマー １００重量部 〔（株）東レ製、商品名：ペバックス〕 導電性カーボン ３０重量部

【００２５】そして、内径：１２mmの円筒状金型を用意
して、その成形キャビティの中心に位置するように、直
径：６mmの芯金を配置し、更に前記未発泡チューブ及び
前記弾性体チューブを同心的に配置して、両端に蓋をし
た。しかる後、該円筒状金型をオーブンに入れ、１６０
℃で４０分加熱して、発泡操作を実施することにより、
一体発泡された複合ロールを得た。

【００２６】かくして得られた各複合ロールを表面粗さ
計にて測定し、表面平滑性を次のように評価して、その
結果を、下記表１に併せて示した。 ○：凹みなし △：深さ１０μｍ未満の凹み発生 ×：深さ１０μｍ以上の凹み発生

【００２７】また、各複合ロールの非発泡性弾性体層を
剥離して、発泡体層の表面を目視にて観察し、表面性状
を次のように評価して、その結果を、下記表１に併せて
示した。 ○：ボイドなし △：表面に小さなボイド（φ２mm未満）発生 ×：表面に大きなボイド（φ２mm以上）発生

【００２８】

【表１】

【００２９】かかる表１の結果より明らかなように、外
周面に多数の微細な溝が形成された未発泡チューブを用
いた場合（実施例１〜３）には、ボイドの発生が良好に
防止され、複合ロールの表面平滑性が効果的に改善され
た。これに対して、溝のない未発泡チューブを用いた場
合（比較例１）には、ボイドが発生し、複合ロールの表
面平滑性が悪化した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明手法の一工程において、円筒状金型に未
発泡チューブ及び弾性体チューブを配置した状態を示
す、断面説明図である。

【図２】本発明手法に従って得られる複合ロールの一例
を示す、縦断面図である。

【図３】未発泡チューブの一例について、その端面の一
部を示す、拡大説明図である。

【図４】未発泡チューブに形成される溝の一例を示す説
明図である。

【図５】未発泡チューブに形成される溝の異なる例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１０ 金型本体 １２ 芯金 １４ 未発泡チューブ １６ 弾性体チューブ １８ 蓋部材 ２０ 複合ロール ２２ 発泡体層 ２４ 非発泡性弾性体層 ２６ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 三郎 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸体の外周面上に発泡体層を有し、更に
   該発泡体層の外周面上に所定厚さの非発泡性弾性体層を
   有する複合ロールの製造方法にして、 外周面にチューブ軸方向に延びる多数の微細な溝が形成
   された、前記発泡体層を与える未発泡チューブを所定の
   軸体に外装すると共に、該未発泡チューブに対して、前
   記非発泡性弾性体層を与える薄肉の弾性体チューブを外
   装して、所定の金型の成形キャビティ内に配置した後、
   前記未発泡チューブの発泡操作を行ない、該未発泡チュ
   ーブから形成される発泡体層を前記弾性体チューブにて
   与えられる非発泡性弾性体層に一体化せしめることを特
   徴とする複合ロールの製造方法。