JPH09124180A

JPH09124180A - 二層ゴムローラ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09124180A
Application number: JP28415195A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Hasegawa; 長谷川　　満; Atsushi Ota; 温太田; Yutaka Narita; 豊成田; Takayuki Yoshii; 孝之吉井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1995-10-31
Publication date: 1997-05-13

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性に優れた二層ゴムローラ及びその製造
方法を提供することを目的とし、また、ムーニー粘度や
スウエルが大きく異なるゴム材料であっても容易に形成
できる二層ゴムローラ及びその製造方法を提供すること
を目的とする。【解決手段】金属軸芯１２の同心円状に弾性体１３を
有し、その周囲に弾性体１４を形成し、弾性体１３と弾
性体１３とが加硫接着されている二層ゴムローラであ
り、弾性体１３を加硫して形成した後に、外径寸法を整
え、未加硫の弾性体１４を加硫することによって、弾性
体１３，１４とを加硫接着する製造方法であり、弾性体
１３と弾性体１４を形成するゴム材料のムーニー粘度や
スウエルが大きく異なるゴム材料であっても容易に形成
できる製造方法であり、且つ、耐久性が向上した二層ゴ
ムローラである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する技術分野】本発明は、複写機やファクシ
ミリ等のＯＡ機器に使用される帯電、転写、現像、レジ
スト及び排紙ローラ等に用いられる二層ゴムローラ及び
その製造方法に関し、詳しくは、鉄等で作られた金属軸
芯の周囲に硬度の異なる二層のゴム層を形成した二層ゴ
ムローラ及びその製造方法に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機等に使用されるゴムロー
ラ、例えば、現像ローラが図４に示されている。図４
（ａ）はその斜視図であり、同図（ｂ）はＸ−Ｙ線に沿
った断面図である。同図に於いて、シャフト１に金属軸
芯２が設けられ、その外周に弾性体３が設けられ、更
に、弾性体３の周囲に硬度の異なる弾性からなる磁性層
４が同心円状に配設されている。

【０００３】ゴムローラの用途、例えば、帯電、転写、
現像、レジスト及び排紙ローラ等の用途に応じて、その
ローラの表層には、トナーの剥離性を向上したり、耐磨
耗性を向上したり、或いは、図４に示すように磁性層４
が形成されている。このようにゴムローラの表層には弾
性体３と弾力性が異なるとともに、上記の用途に応じた
特性を有する第２の弾性体が形成された二層構造、所
謂、二層ゴムローラが使用されている。又、用途によっ
てシャフト１及び金属軸芯２の構造も異なる。

【０００４】通常、このような二層ゴムローラの製造方
法としては、以下のようなものがある。その製造方法
の一つとしては、金属軸芯２の周囲に形成されたゴムか
らなる弾性体を加硫した後に、研削などによって外径を
仕上げる。その後に、加硫した弾性体の表面に、ゴム材
料をスプレーガン等によって吹き付けて塗布して弾性を
有する表層を形成する方法がある。

【０００５】又、他の製造方法としては、金属軸芯２
の周囲のゴム材料による弾性体３と表層のゴム材料から
なる弾性体４とを２軸押出し機によって、同時に押し出
し形成して二層構造のゴムチューブを作製し、これを加
硫した後に金属軸芯２に挿入し、その後、金属軸芯２に
挿入されたゴムチューブを研削などによって外径を所定
寸法に仕上げて、図４に示すような二層ゴムローラを製
造する方法である。

【０００６】更に、他の製造方法としては、図５
（ａ），（ｂ）に示すように、金属軸芯２に弾性体３を
形成して、更に、表層の弾性体４となるゴムチューブを
作製して、このゴムチューブを金属軸芯周囲に形成され
た弾性体３を被覆するように挿入して二層ゴムローラを
製造する方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
製造方法には、以下のように欠点がある。現像ローラで
は、表層の弾性体４に耐磨耗性や磁力を形成するために
多量の補強剤やフィラー、例えば、カーボンや磁性材料
（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎ等）をゴム材料中に分散させ
ている。これらの補強剤やフィラーを混入させたゴム材
料を溶剤等で混合してスプレーガン等でよって塗布する
製造方法では、塗料タンク内で補強剤やフィラーが沈
降するおそれがある。更に、スプレーガンの詰まりが生
じ易い欠点を有し、安定した品質を維持することや均一
な膜厚を得ることが容易でない欠点がある。

【０００８】又、２軸押出し機等によってゴムチューブ
等を押し出し形成して金属軸芯２に挿入して二層ゴムロ
ーラを形成する製造方法では、表層の弾性体４には多
量の補強剤やフィラーがゴム材料中に分散されており、
表層の弾性体４のゴム材料は金属軸芯２の同心円状に設
けられた弾性体３のゴム材料のムーニー粘度（ムーニー
粘度計による粘度）が大きくなる。従って、図６に示す
ように、矢印５に示すようなスウエル応力の緩和が働い
て、表層の弾性体４と金属軸芯のゴム材料（弾性体３）
とのスウエル応力の差によってゴムの収縮が発生して、
ゴムチューブの厚みが極端に薄く、或いは厚くなってゴ
ムチューブが波打つために、平滑な二層ゴムチューブを
得ることができない欠点がある。

【０００９】このようなゴムチューブを金属軸芯２に挿
入した後に、図７に示すように、プレス加硫を行ったと
すると、例えば、プレス加硫した時に金型６の上金型６
ａと下金型６ｂとの合わせ目６ｃからゴムが流れ出てバ
リが発生するおそれがある。又、表層の弾性体４のゴム
の厚みがバラツキ、極端な場合には表層のゴム材料が部
分的に存在しないゴムローラになるおそれがある。更
に、このような表層の厚みにバラツキがある２層ゴムロ
ーラを現像ローラとして使用すると、画像に濃度ムラ等
が発生して好ましくない。

【００１０】このような問題点を改善するために、パイ
プ金型内で加硫する方法がある。しかし、波打ったゴム
チューブであるために、パイプ金型の内径がゴムローラ
の外形寸法と略等しい内径を有したとしても、パイプ金
型内にゴムローラを挿入して加硫すると、波打ったゴム
ローラに空気が入り込み、結果的にゴムの仕込み量が少
なくなり、正常なローラを作製することができない欠点
がある。更に、これを改善する製造方法として、金属軸
芯にゴムチューブを挿入した後に、ゴムローラ表面に、
例えば、綿テープ等を巻き、釜加硫する方法がある。し
かし、この製造方法では、過酸化物加硫を行った場合に
は重合反応が不十分となり、ゴムが形成されずに、加硫
阻害、即ち、ゴムが形成されない状態を生じて正常なロ
ーラを作製することがない欠点がある。更には、綿テー
プの巻きピッチに対応した画像不良が発生するおそれも
ある。

【００１１】更に、図５に示した表層のゴムチューブを
形成してこれを挿入するローラの製造方法では、弾性
体とチューブが未接着であるので、使用中にチューブが
捻じれて、現像ローラでは満足な画像が得られないこと
がある。現像ローラ以外の用途に使用される場合にも種
々の問題が発生して好ましいものではない。

【００１２】本発明は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたものであり、耐久性に優れた二層ゴムローラ及びそ
の製造方法を提供すること目的とする。又、本発明は、
ムーニー粘度やスウエルが大きく異なるゴム材料、又は
過酸化物加硫を用いた場合でも加硫が十分に行われ、表
層の厚みが安定した品質を維持し得る二層ゴムローラ及
びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述のような
課題を達成するためになされたものであり、請求項１に
記載の発明は、金属軸芯の同心円状に第１の弾性体を有
し、その周囲に第２の弾性体を形成した二層ゴムローラ
に於いて、前記第１の弾性体を被覆する前記第２の弾性
層が前記第１の弾性体に加硫接着していることを特徴と
する二層ゴムローラであり、第１の弾性体と第２の弾性
体とが加硫接着されることによって、使用時に捻じれの
発生を解消することができるので耐久性を高めることが
できる。

【００１４】又、前記請求項２に記載の二層ゴムローラ
に於いて、前記第２の弾性体に磁性体粉を含有し、前記
第２の弾性体の表面に離型層を有することを特徴とする
二層ゴムローラであり、第１の弾性体と硬度の異なる弾
性体であっても第１と第２の弾性体が加硫接着されるこ
とにより、第２の弾性体に磁性体粉等を混入させるたと
しても二層ゴムローラの耐久性を高めることができる。

【００１５】又、請求項３に記載の発明は、金属軸芯の
同心円状に第１の弾性体を有し、その周囲に第２の弾性
体を形成した二層ゴムローラの製造方法に於いて、ゴム
を加硫することによって前記第１の弾性体を形成した
後、前記第１の弾性体に未加硫のゴムを被覆して、前記
第１の弾性体の熱膨張によって前記未加硫のゴムを前記
第１の弾性体に加硫接着することを特徴とする二層ゴム
ローラの製造方法であり、第１の弾性体に未加硫のゴム
を被覆して加硫することにより第１の弾性体が熱膨張す
ることによって第１の弾性体と第２の弾性体とが加硫接
着されるようにしたものであり、パイプ金型に規制され
て第１の弾性体の熱膨張を利用して第２の弾性体に加硫
接着されるので、耐久性が向上する。

【００１６】又、請求項４に記載の発明は、請求項３に
記載の二層ゴムローラの製造方法に於いて、前記加硫接
着する工程が前記第１の弾性体に前記未加硫のゴムを設
けた後に、パイプ金型で外形を規制して電気加熱炉内で
加硫することを特徴とする二層ゴムローラの製造方法で
あり、第１の弾性体に未加硫のゴムを被覆して、パイプ
金型で外形を規制して加熱炉内で加硫することによっ
て、第１の弾性体の熱膨張によって第１と第２の弾性体
とが加硫接着されることよって第１と第２の弾性体との
接着強度を高めることができる二層ゴムローラの製造方
法であり、耐久性の向上させることができる。又、加熱
炉として電気炉を用いることによって過酸化物加硫剤を
用いたとしても蒸気による加硫阻害が解消される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る２層
ゴムローラの実施例を示す斜視図であり、一実施形態と
して現像ローラとして使用された場合について説明す
る。同図に於いて、シャフト１１に同心円状に金属軸芯
１２が形成され、更に、金属軸芯１２に接着剤によって
同心円状に加硫されたゴム材料からなる第１の弾性体１
３が固着されている。更に、弾性体１３を被覆するよう
にゴム材料からなる弾性体１４が形成されている。

【００１８】弾性体１３は合成ゴム、例えば、ブタジェ
ンゴムを主成分とし、加硫助剤と加硫促進剤が加えら
れ、更に、導電材料として、導電性カーボン等が混入さ
れて加硫されたものである。弾性体１４は合成ゴム、例
えば、耐候性、耐熱性に優れたエチレンプロピレンゴム
を主成分とし、弾性体１４が金属軸芯１２に同心円状に
被覆されて加硫助剤と加硫促進剤が加えられて加硫され
て形成されており、弾性体１４は弾性体１３に加硫接着
され、強固に固着されている。尚、弾性体１３，１４の
配合の詳細は、以下の表１〜表３に示した。弾性体１３
の配合が表１に示され、弾性層１４の配合が表２又は表
３に示されている。

【００１９】又、弾性体１４には、表２又は表３に示し
たように、バリウムフェライト等の磁性体粉末が分散さ
れている。更に、弾性体１４の表層には、トナーの離型
性を改善するために、例えば、ポリアミド樹脂粉末等が
混入される場合がある。

【００２０】又、二層ゴムローラの表層の弾性層には、
その二層ゴムローラが使用される用途、帯電、転写、レ
ジスト及び排紙ローラ等に応じて、そのローラの表層に
は、種々公知の物質が混入されている。

【００２１】次に、本発明に係る二層ゴムローラの製造
方法の実施例について、図２，図３を参照して説明す
る。先ず、鉄等の金属軸芯１２の表面に接着剤が塗布さ
れた後に、表１の配合Ｎｏ１によるゴム材料をオープン
ローラによってゴム練りを行って押出し機に投入され、
ダイからゴムチューブが押し出され、このゴムチューブ
によって金属軸芯１２が被覆されている。

【００２２】弾性体１３のゴム材料は、加硫促進剤や補
強助剤を表１に示す重量部に基づいて配合され、練られ
たものである。金属軸芯１１の外形寸法は、例えば、１
０ｍｍである。この金属軸芯１１にゴムチューブが被覆
された後に、熱プレス機による加硫工程に進む。熱プレ
ス機は、割型の金型であり、この割型の金型に、金属軸
芯１１に設けられた未加硫のゴムチューブが装填され
て、プレス加硫されている。この加硫条件は加硫温度が
１５０℃であり、加熱時間は２０分間行われた。続い
て、ゴムを加硫した後に、円筒研削盤によって弾性体１
３の外径寸法を１９ｍｍに仕上げた。弾性体１３の厚み
は４．５ｍｍである。図２（ａ）に示すように、金属軸
芯１２に第１の弾性層１３が形成される。

【００２３】

【表１】

【００２４】但し、ＢＲ０１：ブタジエンゴム，ＢＰ１
０００：液状ブタジエンゴム，ＴＴ：テトラメチルチウ
ラムジスルフィド，ＣＺ：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベ
イゾチアジールスルフェンアミド、又、ダイスウエルは
押し出し形成されるチューブの直径を基準とし、以下の
表２，３についても同様である。

【００２５】弾性体１３の製造に続いて、弾性体１４の
製造工程に進む。弾性体１４のゴム材料は、表２に示し
た配合Ｎｏ２による材料によってゴム練りを行って、押
出し機に投入して、ダイを介して内径が１８．５ｍｍ、
肉厚が０．８ｍｍのゴムチューブが押し出し形成され
る。

【００２６】

【表２】

【００２７】但し、ＥＰ２１：エチレンプロピレンゴ
ム，ＤＭ：ジベンゾチアジルジスルフィド，Ｒ：4.4 ′
-Dithio-bis-dimorpholine、

【００２８】続いて、先の製造工程による金属軸芯に弾
性体１３が設けられたゴムローラに、配合Ｎｏ２による
ゴムチューブを圧入した。圧入には圧縮エアーを用いて
行った。続いて、図３（ｂ）に示すパイプ金型を用い
て、未加硫のゴムチューブが被覆されたゴムローラをパ
イプ金型内に装填して電気炉内で加硫を行った。パイプ
金型の内径寸法が２１ｍｍのパイプ金型が用いられ、こ
の加硫条件は加熱温度が１５０℃であり、加熱時間は４
０分である。

【００２９】この加硫工程の結果、弾性体１３と弾性体
１４は加硫接着された。加熱後、室温で約１時間冷却す
ることによって、内部のゴムが収縮してパイプ金型１５
からゴムローラを容易に取り出すことができる。

【００３０】尚、図３（ｂ）はパイプ金型の概略図であ
る。同図に示すように、パイプ金型１５は中空円柱（以
下、パイプ）１５ａと、その両端の開口部を塞ぐ円板状
蓋体１６ａ，１６ｂとからなり、円板状蓋体１６ａ，１
６ｂにはシャフト１１が貫通する貫通孔が設けられてい
る。パイプ金型１５内に、金属軸芯１１に設けられた弾
性体１３にゴムチューブが被覆されたゴムローラがパイ
プ１５ａ内に挿入されて、パイプ１５ａの両端は円板状
蓋体１６ａ，１６ｂが設けられて治具等により固定され
る。その時のゴムローラとゴムチューブの圧入代は、０
〜１ｍｍであり、パイプ１５ａの内壁面と弾性体１４と
なるゴムチューブとのギャップは、０．１〜０．３ｍｍ
にするのが好ましい。

【００３１】この製造工程では、図３（ａ）に示すよう
に、パイプ金型１５内に金属軸芯１２の周囲に設けられ
た弾性体１３と未加硫ゴムチューブ（弾性体１４）との
熱膨張Ａによって、パイプ１５ａの内部圧力が増大し
て、パイプ１５ａ内面に存在する空気等がパイプ１５ａ
外へと排出される。そのために、加硫されたローラに
は、例えば、スウエル応力の差によるチューブの波打ち
に起因する空気等の混入による凹凸は解消された。

【００３２】又、金属軸芯１２の弾性体１３を予め加
硫、研削して外径を均一に仕上げ、パイプ金型で外径を
規制しているために、表層の弾性体１４の厚みも均一に
なった。更に、従来のように、金型の合わせ目に発生す
るパーティングラインもなくなり、円周方向に対して均
一な特性を有する二層ゴムローラが形成される。

【００３３】次に、弾性層１４の形成する他の製造方法
について説明する。この製造方法は、エチレンプロピレ
ンゴムに過酸化物加硫剤等を混入させてゴム練りしたゴ
ム材料によって、弾性体１４を形成したものである。こ
のゴム材料は表３に示した配合Ｎｏ３によるものであ
る。このゴムチューブの製造方法は、弾性体１４の形成
に際し、表３から明らかなように、過酸化物加硫剤を用
いており、配合２と同様にゴム練りを行った後に、押出
し機からダイを介してゴムチューブが弾性体１３を被覆
するように形成された後、上記パイプ金型を用い、電気
炉内で加硫を行っている。従って、釜加硫で起こる蒸気
に起因する加硫阻害は発生しなかった。

【００３４】

【表３】

【００３５】但し、パーヘキサ25B/40：25-Di-methyl-
2.5-di hexane，タイク：トリアリル・イソシアヌレー
ト、

【００３６】上記のように、本発明では、金属軸芯の周
囲に二層の弾性体を形成した二層ゴムローラであり、こ
れらのゴムを形成するゴム材料のムーニー粘度やスウエ
ルが大きく異なるゴム材料であっても、二層ゴムローラ
を製造するに当たり、金属軸芯に第１の弾性体をゴム材
料を加硫して形成した後に、研削して所定の外径寸法を
整え、その後に、第１の弾性体を被覆するゴム材料で被
覆して、パイプ金型内に装着して加硫して第２の弾性体
を形成した。金属軸芯周囲に二層構造のゴムによる弾性
体が形成され、第２の弾性体の加硫工程で、第１の弾性
体と第２の弾性体が加硫接着されるので、耐久性に富む
二層ゴムローラが提供できる。

【００３７】尚、上記実施例では、第１の弾性体にはブ
タジエンゴム、第２弾性体にはエチレンプロピレンゴム
がそれぞれ用いられているが、この合成ゴムに限定する
ことなく、用途に応じて異なったゴム材料が用いられ得
る。例えば、第１の弾性体としてはジエン系ゴム、第２
の弾性体としてはオレフィン系ゴムの何れかのゴム材料
が用いられ得る。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の二層ゴムロ
ーラ及びその製造方法によれば、ムーニー粘度やスウエ
ルが大きく異なるゴム材料であっても、金属軸芯の周囲
に第１と第２の弾性体からなる二層構造のゴムローラを
容易に形成することができる製造方法であり、表層の第
２の弾性体にその用途に応じて、例えば、第２の弾性体
に磁性粉を混入した二層ゴムローラを形成することがで
きる。、しかも、耐久性が高い二層ゴムローラを提供す
ることができる利点がある。

【００３９】又、表層の弾性体となる未加硫ゴムチュー
ブに、予め金属軸芯の周囲にゴムを加硫、研削して外径
を均一に仕上げたゴムローラを挿入して、これをパイプ
金型で外径を規制して加硫することで、表層（ゴムチュ
ーブ）厚みが均一となる利点があり、割型金型によるプ
レス加硫によって発生するパーティングラインもなくな
り、ゴムローラの円周方向に対して均一な形状及び特性
を有する二層ゴムローラを得ることができる利点があ
り、現像ローラとして用いれば、画像品質を向上させる
ことができる利点がある。

【００４０】又、本発明の二層ゴムローラは、金属軸芯
の周囲に設けられた第１の弾性体とその周囲の第２の弾
性体が加硫接着されており、使用時に表層の第２の弾性
体に捻じれが発生することがない耐久性のよい二層ゴム
ローラ及びその製造方法を提供できる利点があり、複写
機等の現像ローラとして用いたとしても、耐久性が増す
とともに、第２の弾性体（表層）に捻じれが発生するこ
とがないので、画像品質を維持できる利点がある

【００４１】又、本発明の製造方法では、金属軸芯のゴ
ムの熱膨張及び未加硫ゴムチューブの熱膨張によって、
パイプ金型内部の圧力が大きくなり、パイプ内面に存在
する空気や反応ガス等がパイプ外へと排出され、空気や
反応ガス等に起因する凹凸が発生しない二層ゴムローラ
の製造方法を提供することができる。

【００４２】又、本発明の製造方法では、二層ゴムロー
ラの第１と第２の弾性体を加硫接着に当たって、過酸化
物加硫剤を用いたとしても、パイプ金型を用いて、電気
炉内で加硫することにより、加硫時に発生する蒸気がパ
イプ金型の側方から外部に抜けるので、釜加硫で起こる
得る蒸気による加硫阻害が解消される利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る二層ゴムローラの一実施例を示す
斜視図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る二層ゴムロー
ラの製造工程を示す断面図である。

【図３】（ａ）は、本発明に係る二層ゴムローラの製造
工程を示す断面図、（ｂ）はパイプ金型の分解斜視図で
ある。

【図４】（ａ）は、従来の二層ゴムローラの一例を示す
斜視図、（ｂ）はその断面図である。

【図５】従来の二層ゴムローラの製造方法を示す断面図
である。

【図６】従来の二層ゴムローラの製造方法を示す断面図
である。

【図７】従来の二層ゴムローラの製造方法を示す断面図
である。

【図８】従来の二層ゴムローラを示す斜視図である。

【符号の説明】

１１シャフト１２金属軸芯１３第１の弾性体１４第２の弾性体１５パイプ金型１５ａパイプ（中空円柱）１６ａ，１６ｂ円筒状蓋体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３Ｇ０３Ｇ 15/16 １０３Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｌ 31:32 (72)発明者吉井孝之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属軸芯の同心円状に第１の弾性体を有
し、その周囲に第２の弾性体を形成した二層ゴムローラ
に於いて、前記第１の弾性体を被覆する前記第２の弾性層が前記第
１の弾性体に加硫接着していることを特徴とする二層ゴ
ムローラ。
【請求項２】前記請求項１に記載の二層ゴムローラに
於いて、前記第２の弾性体に磁性体粉を含有し、前記第２の弾性
体の表面に離型層を有することを特徴とする二層ゴムロ
ーラ。
【請求項３】金属軸芯の同心円状に第１の弾性体を有
し、その周囲に第２の弾性体を形成した二層ゴムローラ
の製造方法に於いて、ゴムを加硫して前記第１の弾性体を形成した後、前記第
１の弾性体に未加硫のゴムを被覆して、前記第１の弾性
体の熱膨張によって前記未加硫のゴムを前記第１の弾性
体に加硫接着することを特徴とする二層ゴムローラの製
造方法。
【請求項４】請求項３に記載の二層ゴムローラの製造
方法に於いて、前記第１と第２の弾性体を加硫接着する工程が前記第１
の弾性体に前記未加硫のゴムを被覆した後に、パイプ金
型で外形を規制して電気加熱炉内で加硫して前記第２の
弾性体を形成することを特徴とする二層ゴムローラの製
造方法。