(57)【要約】      （修正有）【課題】軸方向に亘り、電気抵抗ムラのない弾性ローラの製造方法を提供する。【解決手段】（１）環状塗工ヘッド１と軸芯体９とが同軸になるように配置する工程、（２）第１のバルブ３６を閉じ、第２のバルブ３８を開き、シリンダ３３に液状ゴム材料を供給し、液状ゴム材料を充填し、次いで、第２のバルブを閉じる工程、（３）第１のバルブを開き、ピストンを往動させてシリンダ内の液状ゴム材料を環状塗工ヘッドに供給する工程、および（４）軸芯体を、環状塗工ヘッドに対して相対的に移動させつつ、環状塗工ヘッドから液状ゴム材料を吐出させて、軸芯体に該液状ゴム材料の塗膜を形成する工程、工程（２）は、シリンダ内の圧力Ｐが、大気圧よりも高い圧力Ｐ１となるように、液状ゴム材料を充填する工程を有し、方法は、さらに、工程（２）と工程（３）との間に、シリンダ内の圧力Ｐを、Ｐ１よりも低いＰ２とする工程（５）を有する弾性ローラの製造方法。【選択図】図２
2020012862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布装置を用いて、軸芯体と、該軸芯体の外周面に設けられた導電性粒子を含む導電性の弾性層とを有する弾性ローラを製造する方法であって、
該塗布装置は、下記（ａ）〜（ｈ）を具備し、
（ａ）導電性粒子を含む弾性層形成用の液状ゴム材料を軸芯体の周囲に供給する環状塗工ヘッド、
（ｂ）該液状ゴム材料を貯蔵しているタンク、
（ｃ）該環状塗工ヘッドに送るための該液状ゴム材料を貯蔵するシリンダおよび該シリンダ内を往復移動可能なピストン、
（ｄ）該シリンダと該環状塗工ヘッドを連結する第１の流路、
（ｅ）該シリンダと該タンクを連結する第２の流路、
（ｆ）該第１の流路に配設された第１のバルブ、
（ｇ）該第２の流路に配設された第２のバルブ、および
（ｈ）タンク内の該液状ゴム材料を該タンクから該シリンダに供給するためのポンプ；
該方法は、下記（１）〜（４）をこの順に有し、
（１）該環状塗工ヘッドと該軸芯体とが同軸になるように配置する工程、
（２）該第１のバルブを閉じ、該第２のバルブを開き、該タンクから、該ポンプによって、該シリンダに該液状ゴム材料を供給して、該シリンダに該液状ゴム材料を充填し、次いで、該第２のバルブを閉じる工程、
（３）該第１のバルブを開き、ピストンを往動させて該シリンダ内の該液状ゴム材料を該環状塗工ヘッドに供給する工程、および
（４）該軸芯体を、該環状塗工ヘッドに対して相対的に移動させつつ、該環状塗工ヘッドから該液状ゴム材料を吐出させて、該軸芯体に該液状ゴム材料の塗膜を形成する工程、
該工程（２）は、該シリンダ内の圧力Ｐが、大気圧よりも高い圧力Ｐ１となるように、該液状ゴム材料を充填する工程を有し、
該方法は、さらに、該工程（２）と該工程（３）との間に、該シリンダ内の圧力Ｐを、Ｐ１よりも低いＰ２とする工程（５）を有する
ことを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記工程（４）において、前記環状塗工ヘッドから前記液状ゴム材料を吐出させて、前記軸芯体に該液状ゴム材料の塗膜を形成する間の前記シリンダ内の圧力Ｐを、Ｐ２よりも高いＰ３とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記シリンダが、該シリンダ内の圧力を調整するための第３のバルブを具備し、前記工程（５）が、該第３のバルブを開くことによって、該圧力Ｐを、Ｐ１よりも低いＰ２とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
前記工程（５）が、前記ピストンを復動させることによって、該圧力Ｐを、Ｐ１よりも低いＰ２とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性ローラの製造方法に関する。具体的には、環状塗工ヘッドを用いて弾性ローラを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置において帯電ローラや現像ローラとして用いられるローラ形状の弾性部材（以下、弾性ローラとも記載する。）は、一般的に、軸芯体および該軸芯体の周囲を被覆している導電性の弾性層を有する。特許文献１には、円筒状の塗工ヘッドを用いた弾性ローラの製造方法が開示されている。特許文献１に記載の方法を用いて弾性ローラを製造する場合、液状ゴム材料を吐出した直後の弾性ローラの形状が安定しないことがある。これを抑制するため、特許文献２に記載されているように、液状ゴム材料を吐出する直前のシリンダ内圧力を、安定して成形するときの圧力にする方法があり、これによれば、液状ゴム材料を吐出した直後の弾性ローラの形状を安定させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７６１５０９号公報
【特許文献２】特許第４８４４８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、本発明者等の検討によれば、特許文献２に記載の方法では、弾性ローラの製造において、弾性ローラの軸方向に亘り電気抵抗が安定しない場合があるという課題を見出した。
そこで、本発明の一態様は、軸方向に亘り電気抵抗ムラが生じにくい弾性ローラの製造方法の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
塗布装置を用いて、軸芯体と、該軸芯体の外周面に設けられた導電性粒子を含む導電性の弾性層とを有する弾性ローラを製造する方法であって、
該塗布装置は、下記（ａ）〜（ｈ）を具備し、
（ａ）導電性粒子を含む弾性層形成用の液状ゴム材料を軸芯体の周囲に供給する環状塗工ヘッド、
（ｂ）該液状ゴム材料を貯蔵しているタンク、
（ｃ）該環状塗工ヘッドに送るための該液状ゴム材料を貯蔵するシリンダおよび該シリンダ内を往復移動可能なピストン、
（ｄ）該シリンダと該環状塗工ヘッドを連結する第１の流路、
（ｅ）該シリンダと該タンクを連結する第２の流路、
（ｆ）該第１の流路に配設された第１のバルブ、
（ｇ）該第２の流路に配設された第２のバルブ、および
（ｈ）タンク内の該液状ゴム材料を該タンクから該シリンダに供給するためのポンプ；
該方法は、下記（１）〜（４）をこの順に有し、
（１）該環状塗工ヘッドと該軸芯体とが同軸になるように配置する工程、
（２）該第１のバルブを閉じ、該第２のバルブを開き、該タンクから、該ポンプによって、該シリンダに該液状ゴム材料を供給して、該シリンダに該液状ゴム材料を充填し、次いで、該第２のバルブを閉じる工程、
（３）該第１のバルブを開き、ピストンを往動させて該シリンダ内の該液状ゴム材料を該環状塗工ヘッドに供給する工程、および
（４）該軸芯体を、該環状塗工ヘッドに対して相対的に移動させつつ、該環状塗工ヘッドから該液状ゴム材料を吐出させて、該軸芯体に該液状ゴム材料の塗膜を形成する工程、
該工程（２）は、該シリンダ内の圧力Ｐが、大気圧よりも高い圧力Ｐ１となるように、該液状ゴム材料を充填する工程を有し、
該方法は、さらに、該工程（２）と該工程（３）との間に、該シリンダ内の圧力Ｐを、Ｐ１よりも低いＰ２とする工程（５）を有する弾性ローラの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、弾性ローラの軸方向に亘り電気抵抗ムラの少ない弾性ローラを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る液状ゴム材料の吐出速度と電気抵抗の関係を示す図である。
【図２】本発明に用いることのできる塗布装置の一例の概略図である。
【図３】本発明に係る弾性ローラの軸方向における電気抵抗の測定装置の説明図である。
【図４】本発明に係る塗工ヘッドの一例を示す図である。
【図５】本発明に係る導電性粒子が凝集している一例を示す図である。
【図６】本発明に係る導電性粒子が分散している一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず本発明者らは、弾性ローラにおいて軸方向に亘り電気抵抗ムラが生じる原因について鋭意検討した。
成形した弾性ローラの電気抵抗値を詳細に測定したところ、下記のことがわかった。
吐出開始直後に吐出された液状ゴム材料に対応する部分は電気抵抗値が高い。
吐出開始から所定時間が経過するまでに吐出された液状ゴム材料に対応する部分の電気抵抗値は徐々に低くなる。
吐出開始から所定時間が経過した後に吐出された液状ゴム材料に対応する部分の電気抵抗値はほぼ一定の値で安定する。
【０００９】
特許文献１、２に記載の方法においては、液状ゴム材料をシリンダに充填した時、液状ゴム材料を吐出する直前のシリンダ内の圧力が高い状態となっている。このシリンダ内の圧力が高い状態で液状ゴム材料を吐出するため、第１のバルブを開いたとほぼ同時に圧力によって液状ゴム材料が一気に吐出される。その後にピストンが往動することで液状ゴム材料が一定速度で吐出される。そのため、第１のバルブを開いた直後に圧力によって吐出された材料ゴム材料と、ピストンが往動することによって吐出された液状ゴム材料とでは吐出速度が異なることを見出した。
【００１０】
さらに、本発明者らは、液状ゴム材料の吐出速度と電気抵抗の関係を検討した。
図１に示すように、液状ゴム材料の吐出速度が遅い領域では電流値が大きく（つまり、電気抵抗が低く）、液状ゴム材料の吐出速度が速い領域では電流値が小さい（つまり、電気抵抗が高い）ことが分かった。
そこで、吐出速度の遅い部分と速い部分のそれぞれについて、導電性粒子の分散状態を観察した。
【００１１】
図５に示すように、吐出速度の遅い部分は導電性粒子（ＣＢ：カーボンブラック）が凝集された状態が観察された。
一方、図６に示すように、吐出速度の速い部分は導電性粒子（ＣＢ：カーボンブラック）が凝集せずに分散している状態が観察された。これは、吐出する際に、液状ゴム材料にせん断応力がかかり、吐出速度に応じてせん断応力の値が異なるため、導電性粒子の分散状態が変化したためと考えられる。
【００１２】
この導電性粒子の分散状態と導電性との関係については、パーコレーション理論に基づくものと考えられる。パーコレーション理論とは、一般的に、導電性粒子が特定濃度以上で凝集している状態では、強固な導電経路が形成されて優れた導電性を示す、という理論である。このパーコレーション理論によって説明されるように、導電性粒子の分散状態によって弾性ローラの電気抵抗が変化していると推測される。
【００１３】
そこで、本発明者等は、弾性ローラの軸方向の電気抵抗ムラを低減するためには、液状ゴム材料の吐出開始直後から吐出終了までの間における吐出速度の差を低減させ、導電性粒子の分散状態の差を低減させることが必要であると考えた。具体的には、液状ゴム材料の吐出を開始する前にシリンダ内の圧力Ｐを、液状ゴム材料を充填した後のシリンダ内の圧力Ｐ１よりも低いＰ２にする。これにより、環状塗工ヘッドから吐出されていた液状ゴム材料の吐出速度の速い領域を低減し、電気抵抗の高い領域を抑制した。その結果、軸方向の電気抵抗ムラを低減することができることを見出した。
【００１４】
シリンダ内の圧力Ｐ２を毎回同じ圧力にすることがより好ましい。そうすることで、弾性ローラの軸方向の電気抵抗ムラが低減するという効果に加えて、液状ゴム材料の吐出を開始した直後の弾性ローラの形状が安定するという効果も得られる。
シリンダ内の圧力Ｐ２を毎回同じ圧力にするためには、シリンダ内の圧力Ｐ２を大気圧と等しくすることが比較的容易であるため好ましい。シリンダ内の圧力Ｐ２を大気圧と等しくする場合は、シリンダに接続されている配管の一部の内部を大気圧状態にすることで、シリンダ内を容易に大気圧にすることができる。
【００１５】
シリンダ内の圧力Ｐ２を大気圧以外にする場合、シリンダ内の圧力Ｐ２が液状ゴム材料の物性や外気温等の外乱によってもその都度変化するため、複雑な制御が必要となる。その結果、液状ゴム材料の吐出した直後の弾性ローラの形状が不安定になる場合がある。ただし、この場合においても、軸方向における電気抵抗ムラを低減することは可能である。
【００１６】
なお、前記のように、液状ゴム材料の吐出開始直前のシリンダ内の圧力Ｐ２を低くすると、液状ゴム材料の吐出開始直後の吐出速度は遅くなる。その後、ピストン３２を往動させて、シリンダ内の液状ゴム材料に圧力Ｐ３を加えることにより、液状ゴム材料がシリンダから吐出され、吐出速度が定常速度に達する。そのため、弾性ローラは軸方向に、吐出速度が遅い液状ゴム材料によって形成された領域から、吐出速度が速い液状ゴム材料によって形成された領域へと変化する。
【００１７】
しかし、本発明者らが検討した結果、吐出速度を遅くしても導電性粒子の分散状態に変化は見られず、電気抵抗も安定している領域が存在することがわかった。これは、液状ゴム材料中にある導電性粒子の総数は一定のため、吐出速度を遅くしても導電性粒子が特定濃度以上になることはないため、導電経路に変化がなくなり、電気抵抗が変化しなくなる領域が存在するためと推測される。
【００１８】
図２を用いて、本発明に係る弾性ローラの製造に用いる弾性ローラの製造装置（以下、塗布装置とも記載する。）の一例について説明する。
塗布装置は、環状塗工ヘッド（以下、塗工ヘッドとも記載する。）１、タンク（不図示）、シリンダ３３、ピストン３２、第１の流路３５、第２の流路３７、第１のバルブ３６、第２のバルブ３８およびポンプ（不図示）を具備する。
【００１９】
環状塗工ヘッド１は、導電性粒子を含む弾性層形成用の液状ゴム材料を軸芯体の周囲に供給する。
タンクは、液状ゴム材料を貯蔵している。
シリンダ３３は、環状塗工ヘッド１に送るための液状ゴム材料を貯蔵する。
ピストン３２は、シリンダ３３内を往復移動可能である。
第１の流路３５は、シリンダ３３と環状塗工ヘッド１を連結する。
第２の流路３７は、シリンダ３３とタンクを連結する。
第１のバルブ３６は、第１の流路３５に配設されている。
第２のバルブ３８は、第２の流路３７に配設されている。
ポンプは、タンク内の液状ゴム材料をタンクからシリンダ３３に供給する。
【００２０】
塗布装置は、塗工ヘッド側架台１３の上に略垂直に塗工ヘッド側コラム１４が取り付けられ、塗工ヘッド側架台１３と塗工ヘッド側コラム１４の上部に塗工ヘッド側精密ボールネジ１５が略垂直に取り付けられている。
２本の塗工ヘッド側リニアガイドレール１６が、塗工ヘッド側精密ボールネジ１５と平行となるように塗工ヘッド側コラム１４に取り付けられている。
塗工ヘッド側リニアガイドブロック１７は、塗工ヘッド側リニアガイドレール１６と塗工ヘッド側精密ボールネジ１５とを連結し、塗工ヘッド側サーボモータ１８によって塗工ヘッド側プーリ１９を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。塗工ヘッド側サーボモータ１８と塗工ヘッド側精密ボールネジ１５とを直接繋ぎ、塗工ヘッド側サーボモータ１８の回転駆動を塗工ヘッド側精密ボールネジ１５へ直接伝達する方式としてもよい。また塗工ヘッド側サーボモータ１８と塗工ヘッド側精密ボールネジ１５との間に減速機等を設置してもよい。
【００２１】
塗工ヘッド側コラム１４には塗工ヘッド固定テーブル２０が取り付けられている。塗工ヘッド固定テーブル２０には、塗工ヘッド１が取り付けられている。塗工ヘッド側リニアガイドブロック１７には軸芯体保持軸ブラケット２１が取り付けられている。軸芯体保持軸ブラケット２１には、軸芯体９を保持し固定する軸芯体上保持軸１１が取り付けられている。また、軸芯体上保持軸１１に対向して略同心になるように軸芯体下保持軸１２が取り付けられている。
【００２２】
シリンダ側コラム２４がシリンダ側架台２３に略垂直に取り付けられている。シリンダ側コラム２４に取り付けられたシリンダ側固定テーブル３０上にシリンダ３３が固定されている。シリンダ側架台２３とシリンダ側コラム２４の上部にはシリンダ側精密ボールネジ２５が略垂直に取り付けられている。
２本のシリンダ側リニアガイドレール２６がシリンダ側精密ボールネジ２５と平行してシリンダ側コラム２４に取り付けられている。
【００２３】
シリンダ側リニアガイドブロック２７がシリンダ側精密ボールネジ２５と連結して取り付けられており、シリンダ側サーボモータ２８によってシリンダ側プーリ２９を介して回転運動が伝達され昇降できるようになっている。シリンダ側サーボモータ２８とシリンダ側精密ボールネジ２５とを直接繋ぎ、シリンダ側サーボモータ２８の回転駆動をシリンダ側精密ボールネジ２５へ直接伝達する方式としてもよい。またシリンダ側サーボモータ２８とシリンダ側精密ボールネジ２５との間に減速機等を設置してもよい。
【００２４】
シリンダ側リニアガイドブロック２７にはピストンブラケット３１が備えられている。ピストンブラケット３１にはピストン３２が備えられている。ピストン３２はその外周がシリンダ３３内面に密接して往復動可能にされている。また、シリンダ３３にはシリンダ３３内の圧力を測定するための圧力センサ３４が取り付けられている。
【００２５】
シリンダ３３は第２のバルブ３８を介して第２の流路３７に接続されている。また、第２の流路３７は、不図示の材料供給ポンプ（以下、ポンプとも記載する。）を介して液状ゴム材料を貯蔵しているタンク（不図示）に接続されている。ポンプは、タンク内の液状ゴム材料を一定の速度（単位時間当たりの吐出量が一定）で第２の流路３７に供給する。ポンプにより、第２の流路３７に供給された液状ゴム材料は、第２のバルブ３８が開かれることにより、シリンダ３３内に供給される。シリンダ３３内に充填された液状ゴム材料は、ピストン３２が下降することによって押出され、第１のバルブ３６が配設された第１の流路３５を介して供給口８へ送られる。
【００２６】
次に、図４を用いて、塗工ヘッド１について詳細に説明する。（ａ）が塗工ヘッド１の平面図であり、（ｂ）が塗工ヘッド１の正面図（断面図Ａ−Ａ’）である。塗工ヘッド１は、中空円筒形の内リング２、中空円筒形の外リング３、および中空円筒形のキャップリング４から構成されている。外リング３は、供給口８を少なくとも一つ有する。キャップリング４は、外リング３によって保持される。また、これらは一体的に作られていてもよい。内リング２と外リング３とが同軸に組み合わされ、外リング３にキャップリング４を保持させる。液状ゴム材料を環状に分配するための環状溝部５および流路６が内リング２と外リング３とによって構成され、環状吐出口７が内リング２とキャップリング４とによって構成される。
【００２７】
供給口８より送り込まれた液状ゴム材料は、塗工ヘッド１内の環状溝部５において環状に分配され、環状溝部５を満たし、その後に塗工ヘッド１内の流路６へ搬送される。流路６へ搬送されたそれぞれの液状ゴム材料はそのまま押し出され、塗工ヘッド１の内周面に構成された環状吐出口７より吐出される。
液状ゴム材料は図４（ｂ）に二点鎖線で示す位置に存在する軸芯体９の外周面に吐出され、液状ゴム材料からなる層が軸芯体９の外周面に形成される。
【００２８】
軸芯体９の周囲に塗布される液状ゴム材料の層厚を一定にするために、塗工ヘッドからの吐出量すなわちシリンダ３３からの単位時間当たりの供給量を一定にし、かつ把持されている軸芯体９を垂直方向（軸芯体９の中心軸方向）に上方へ一定の速度で移動させる。このような方法によって、軸芯体９は塗工ヘッド１に対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体９の外周上に液状ゴム材料からなり、軸方向に一定の層厚かつ一定の電気抵抗値を有する層が形成される。
【００２９】
なお、軸芯体９の周囲に塗布される液状ゴム材料の層厚を軸方向で異ならせる方法としては以下のような方法がある。
・単位時間当たりの塗工ヘッド１からの吐出量すなわちシリンダ３３からの供給量を一定にして軸芯体９の鉛直方向への移動速度を異ならせる方法、又は、
・軸芯体９の鉛直方向への移動速度を一定にして、単位時間当たりの塗工ヘッド１からの吐出量すなわちシリンダ３３からの供給量を異ならせる方法。
【００３０】
次に、上記の装置を用いた弾性ローラの製造方法を詳細に述べる。本発明にかかる弾性ローラの製造方法においては、軸芯体９の両端部である上把持部および下把持部を、前述の軸芯体上保持軸１１および軸芯体下保持軸１２によって鉛直方向に把持する。そして、内側に開口した環状吐出口４を有する塗工ヘッド１に対して、軸芯体９を相対的に鉛直方向に移動させると共に、シリンダ３３に充填された所定量の液状ゴム材料を環状吐出口４から吐出して軸芯体９の外周面に液状ゴム材料の塗膜を形成する。その後、液状ゴム材料の塗膜が形成された軸芯体９を塗布装置から取り外し、軸芯体９へ塗膜された液状ゴム材料を硬化させるための加熱硬化工程を繰り返し、弾性ローラを連続的に複数本製造する。
そして、当該一連の工程は下記の工程を含むものである。
【００３１】
工程（１）：軸芯体９の両端部を軸芯体上保持軸１１および軸芯体下保持軸１２によって把持して、塗工ヘッド１と軸芯体９とが同軸になるように配置する。
【００３２】
工程（２）：工程１に引き続いて、第１のバルブ３６を閉じ、第２のバルブ３８を開き、タンクからポンプによって、シリンダ３３内に液状ゴム材料を供給して、ピストン３２を復動させるとともにシリンダ３３内に液状ゴム材料を充填する。そして、ピストン３２の復動が完了すると同時に、またはピストン３２の復動が完了した直後に第２のバルブ３８を閉じる工程。このとき、シリンダ３３内の圧力が、大気圧よりも高い圧力Ｐ１となるように液状ゴム材料を供給する。
【００３３】
さらに、シリンダ３３内の圧力をＰ１よりも低いＰ２とする工程。このシリンダ３３内の圧力を低くする方法としては、特に限定されないが、例えばシリンダ３３に接続された第３の流路３９および第３のバルブ４０を用いる方法がある。これは、第３のバルブ４０の片側を第３の流路３９に接続し、もう片側を大気圧状態にする。そして、第３のバルブ４０を開けることで、シリンダ内の圧力を低くすることができる。第３のバルブを開いて圧力を下げ、シリンダ内の圧力ＰがＰ１よりも低くなった後に、第３のバルブ４０を閉じる。
【００３４】
なお、第３のバルブ４０の設置場所はシリンダ３３内の圧力を低くできる場所であればどこに設置しても良い。例えば、第１のバルブ３６以降に第３のバルブ４０を設置しても良く、塗工ヘッド１に接続されている供給口８に対向する位置に第３のバルブ４０を設置しても良い。第１のバルブ３６以降に設置する場合は、第１のバルブ３６と第３のバルブ４０とを開くことで、シリンダ３３内の圧力を低くすることができる。また、第２のバルブ３８以前に第３のバルブ４０を設置しても良い。この場合は、材料供給タンクを可動させないで、第２のバルブ３８と第３のバルブ４０とを開くことで、シリンダ３３内の圧力を低くすることができる。
【００３５】
また、第３のバルブ４０を用いる方法以外として、シリンダ３３に接続されている全てのバルブを閉じた状態で、ピストン３２のみを復動させる方法がある。ピストン３２を復動させることでシリンダ３３内の体積を増加させ、シリンダ３３内の圧力を低くすることが可能となる。なお、第３のバルブ４０と併用しても良い。
【００３６】
上記方法以外にも、第１のバルブ３６を開くことで、シリンダ３３内の圧力を低くする方法もある。第１のバルブ３６を開けると、大気圧状態となっている塗工ヘッド１の環状吐出口７から液状ゴム材料が吐出され、シリンダ３３内の圧力が下がる。この場合は、圧力を低くした後、塗工ヘッド１の環状吐出口７近傍に液状ゴム材料が存在する状態となっている。そのため、環状吐出口７近傍に存在している液状ゴム材料を清掃した後に、工程（１）に記載した軸芯体９を把持する工程を持ってきても良い。
これらのうち、第３のバルブ４０を用いて圧力Ｐを低くすることが比較的容易であるため好適である。
【００３７】
工程（３）：工程（２）に引き続いて、第２のバルブ３８を閉じ、第１のバルブ３６を開いた状態でピストン３２を往動させて、シリンダ３３内に充填された液状ゴム材料を塗工ヘッド１に供給する工程。
【００３８】
工程（４）：工程（３）に引き続いて、塗工ヘッド１と軸芯体９とを略同心を維持した状態で相対的に移動させる。これにより、軸芯体９の周囲に未硬化の液状ゴム材料で被覆される。その後、ピストン３２の移動を停止し、塗工ヘッド１からの液状ゴム材料の吐出を停止する。材料の吐出を停止する際に、ピストン３２をその上死点位置に至らない範囲で復動させて、シリンダ３３内部を負圧にし、塗工ヘッド１内の液状ゴム材料を引き戻すサックバック工程を組み合わせてもよい。
【００３９】
軸芯体９の周囲に形成された液状ゴム材料の層は、硬化させることによって弾性層となる。硬化させる手段としては、非接触の熱処理方法で行うことが好ましい。かかる熱処理方法の具体例としては、赤外線加熱方法、熱風加熱方法、ニクロム熱加熱方法が挙げられる。
【００４０】
赤外線加熱方法を用いる際には、赤外線加熱装置を固定し、未硬化の液状ゴム材料の層を設けた軸芯体９を周方向に回転させることにより、周方向に均一に熱処理を行うことができる。未硬化の液状ゴム材料層表面の熱処理温度としては、使用する材質にもよるが、硬化反応が開始する１００〜２５０℃が好ましい。例えば、赤外線加熱を行う場合には材料の特性（熱伝導率、比熱）に応じて赤外線加熱装置と未硬化の液状ゴム材料の層との距離、出力等を調整すれば良い。また、熱風加熱を行う場合には熱風の温度や向きを調節すれば良い。
【００４１】
ここで、液状ゴム材料層の層を硬化して得られる弾性層の硬化後の物性安定化、弾性層中の反応残渣および未反応低分子分を除去する等を目的として、硬化させて形成した弾性層にさらに熱処理等を行う二次硬化を行っても良い。
【００４２】
なお、弾性層の層厚は、０．４ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。例えば、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像ローラでは塗膜の厚さが０．４ｍｍ以上であることが多い。現像ローラは、他部材と接触した状態で回転しており、接触状態を安定に保つ必要があるからである。塗膜の厚さを０．４ｍｍ以上とすると、塗膜の弾性を十分に発揮できるので、他部材との接触状態を安定に保つことができる。また、塗膜の厚さを１０．０ｍｍ以下とすると、塗工後の塗料に垂れが生じないので、高い寸法精度の弾性ローラを得ることができる。
【００４３】
本発明に用いられる液状ゴム材料としては、液状ジエンゴム（ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム）、液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムを挙げることができる。これらの材料は、単独又は複数種を組み合わせて用いることができる。さらに、これらの材料の発泡体を用いても良い。塗膜には適度に低硬度であり十分な変形回復力を持たせることが重要であるため、これらの中でも、液状シリコーンゴム、液状ウレタンゴムを用いることが好ましい。特に加工性が良好で寸法精度の安定性が高く、硬化反応時に反応副生成物が発生しないなどの特徴を有する、付加型液状シリコーンゴムが最も好ましい。
【００４４】
上記塗料中に、導電性粒子を配合、分散させ、弾性ローラに導電性を付与する。
また、塗工ヘッド１を用いた成形方法においては、付加型液状シリコーンゴムの粘度は５，０００Ｐａ・ｓ以上２０，０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。塗料の粘度を上記範囲内とすることにより、塗料の自重による重力方向への垂れを抑制することができ、外形寸法や円周振れの精度をよくできる。また、材料供給における配管内のせん断速度において、塗料粘度が高いために装置に高負荷がかかり安定した材料供給に困難が生じることを抑制することができる。
【００４５】
付加型液状シリコーンゴムは、アルケニル基を含有するポリシロキサンとヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンが白金触媒の存在下において付加反応して架橋することで硬化する。
【００４６】
アルケニル基を含有するポリシロキサンの分子量としては特に限定されないが、１万以上５０万以下が好ましい。ポリシロキサンのアルケニル基は１分子中に少なくとも２個存在することが好ましい。アルケニル基の種類は特に限定されないが、活性水素との反応性が高い等の理由から、ビニル基およびアリル基の少なくとも一方であることが好ましく、ビニル基が特に好ましい。
【００４７】
なお、本発明での分子量は、次のようにゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した重量平均分子量である。温度４０℃のヒートチャンバー内で安定化させたカラムに溶媒としてトルエンを毎分０．５ｍＬの流速で流し、０．１〜０．３質量％に調整した試料溶液を５０〜２００μＬ注入した。そして、数種の単分散ポリスチレン標準試料に基づいて作成した検量線から試料の重量平均分子量を算出した。
【００４８】
ヒドロシリル基を含有するハイドロジェンポリシロキサンは、硬化工程における付加反応の架橋剤として働く。一分子中のケイ素原子結合水素原子の数は２個以上であり、硬化反応をより好適に行わせるためには３個以上であることが好ましい。ハイドロジェンポリシロキサンの分子量は特に限定されないが、１，０００以上１０，０００以下が好ましく、硬化反応を適切に行わせるためには比較的低分子量の１，０００以上５，０００以下が特に好ましい。
【００４９】
付加型液状シリコーンゴムへのハイドロジェンポリシロキサンの配合は、ハイドロジェンポリシロキサン中のヒドロシリル基数が、ポリシロキサン中のアルケニル基数の１．０倍以上３．０倍以下の範囲内になる量で行なわれることが好ましい。付加型液状シリコーンゴムの触媒としては、ポリシロキサンとハイドロジェンポリシロキサンの付加反応において触媒作用を示す白金触媒を使用することができる。
【００５０】
本発明に係る液状ゴム材料は導電性粒子を含有している。導電性粒子としては、以下のものが挙げられる。カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、パラジウム、銀、鉄、銅、錫、ステンレス鋼の各種導電性金属または合金。酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化モリブデン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体の各種導電性金属酸化物。これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質の微粉末など。これらのうち、カーボンブラックは比較的容易に入手できるため好適に利用できる。また、導電性粒子の配合量は、導電性粒子の種類にもよるが、液状ゴム材料に対して３質量部以上１６質量部以下であることが好ましい。
【００５１】
本発明で得られた弾性ローラ１０は、電子写真装置における現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、および定着ローラ等として使用することができる。また、必要に応じて弾性層の上に被覆層を設けても良い。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
〔弾性ローラの電気抵抗ムラの測定〕
図３を用いて、弾性ローラ１０の軸に沿う方向の電気抵抗ムラの測定方法を説明する。測定対象である弾性ローラ１０の軸芯体９の両端をＶ字型の切れ込みを有するブロック（不図示）で支持し、弾性ローラ１０を水平に保つ。厚さ２ｍｍ、直径２０ｍｍの金属製の円盤３０１の外周を弾性ローラ１０の外周面に４．９Ｎの荷重をかけた状態で押し当て、５０Ｖの電圧を印加した状態で弾性ローラ１０の軸方向に６０ｍｍ／ｓの速度で移動させた。弾性ローラ１０を支持しているブロックと直列につないでいる１０ｋΩの抵抗３０２にかかる電圧値から電流値を０．５ｍｍピッチで求めた。一方向の位相の測定が完了したら、弾性ローラ１０を３０°回転させて同様の測定を行った。この測定を１周分（＝３０°ピッチで１２回）繰り返し、得られた電流値および下記の式から軸方向の電気抵抗ムラを求めた。
軸方向の電気抵抗ムラ＝｛（１−（電流最大値／電流最小値）×１００｝
【００５３】
〔シリコーンゴム組成物の調製〕
下記の材料を、プラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡してシリコーンゴムのベース材料を得た。
分子鎖の両末端にビニル基を有するジメチルポリシロキサン（分子量Ｍｗ＝４万、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）      １００質量部
カーボンブラック（商品名：Ｒａｖｅｎ８９０、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）                                                              １０質量部
【００５４】
さらにこのベース材料１００質量部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液（白金含有量３質量％）０．０２質量部を加えて混合し、塗料Ａ−１を得た。
また、前記ベース材料１００質量部に対し粘度１０ｃｐｓのオルガノハイドロジェンポリシロキサン（ＳｉＨ含有量１質量％）１．５質量部を加えて混合し、塗料Ａ−２を得た。塗料Ａ−１と塗料Ａ−２を、それぞれ原料タンク１、原料タンク２にセットし、圧送ポンプを使用してスタティックミキサーに送り出し、塗料Ａ−１と塗料Ａ−２を、１：１の体積比率で混合した。この混合液を、塗料Ａとした。混合直後に測定した塗料Ａの粘度は、１０，０００（Ｐａ・ｓ）であった。なお、これらの調製は、温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で行った。
【００５５】
〔実施例１〕
軸芯体として外径１０ｍｍ、パイプ部長さ２４０ｍｍのアルミ素管を用意し、さらにプライマ−（商品名：ＤＹ３９−０５１、東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製）を塗布したものを用いた。
【００５６】
図４に示す塗工ヘッドを有する塗布装置を用いて軸芯体９に塗工を行う方法について説明する。
まず、塗工ヘッド１内およびタンクから塗工ヘッド１に至る全ての流路に液状ゴム材料が充填された状態にするために、ピストン３２を最下点位置で停止した状態で、ポンプを駆動させ３．１ｍＬ／ｓの流量で供給を開始した。
次に、第１のバルブ３６、および第２のバルブ３８を開いた状態にして、塗工ヘッド１の環状吐出口７から液状ゴム材料が吐出される状態まで継続する。
【００５７】
その後、ピストン３２を３．３ｍｍ／ｓの速度で復動させ上死点位置で停止させ、シリンダ３３内に液状ゴム材料を充填した。
最後に、第１のバルブ３６、および第２のバルブ３８を閉じ、第３のバルブ４０を開け、ピストン３２を往動させて、第３のバルブ４０から液状ゴム材料を吐出させた。ピストン３２が下死点位置に到達したら、ピストン３２の往動を停止し、第３のバルブ４０を閉めた。
【００５８】
軸芯体上保持軸１１は、塗工ヘッド側リニアガイドブロック１７を上端に移動させて、上方に移動させた。そして、軸芯体９の下端を軸芯体下保持軸１２に保持させてから、軸芯体上保持軸１１を下方に移動させて、軸芯体上保持軸１１と軸芯体下保持軸１２とで軸芯体９を挟み込み固定した。
【００５９】
その後、第１のバルブ３６を閉じ、第２のバルブ３８を開いてポンプを駆動させ、シリンダ３３内に液状ゴム材料を０．９ｍＬ／ｓの流量で供給を開始した。
その後、ピストン３２を３．３ｍｍ／ｓの速度で復動を開始させ、シリンダ３３内に液状ゴム材料の再充填を開始した。
ピストン３２が所定の位置に到達した後、ポンプの駆動を停止し、第２のバルブ３８を閉じた。このときの圧力Ｐ１は８．５ＭＰａであった。
続いて、第３のバルブ４０を開いて、シリンダ３３内の圧力Ｐ２を０．０ＭＰａとした後、第３のバルブ４０を閉じた。
本実施例における下記式を用いて算出される圧力変動の割合は、１００．０％であった。
圧力変動の割合＝｛（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｐ１）｝×１００
・Ｐ１：液状ゴム材料の充填を完了した時のシリンダ内の圧力
・Ｐ２：塗工開始時のシリンダ内の圧力
【００６０】
塗工ヘッド側リニアガイドブロック１７を下方に移動させ、軸芯体９の塗工開始位置に移動させた。第１のバルブ３６を開き、ピストン３２を往動させることによりシリンダ３３内の液状ゴム材料に圧力Ｐ３としての３．５ＭＰａを付加し、液状ゴム材料を押し出し塗工ヘッド１に供給した。
その後、塗工ヘッド１より軸芯体９の外周面に向けて塗料を１１４０μＬ／ｓで一定流量吐出させつつ、塗工ヘッド側リニアガイドブロック１７を６０ｍｍ／ｓで上昇させ、軸芯体９の外周面に塗膜が形成されるように塗工した。これにより、軸芯体９の外周面に長さ２３９ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの塗膜を形成した。
【００６１】
塗布装置から取り出した塗膜を有する軸芯体９を、後工程の赤外線加熱装置にて加熱硬化し、弾性ローラ１０を得た。赤外線加熱装置において、塗膜を有する軸芯体９を垂直に立て、軸芯体９を回転軸として６０ｒｐｍで回転させ、塗膜の表面に赤外線加熱ランプ（商品面：ＨＹＬ２５、（株）ハイベック製）を用いて赤外線（出力１０００Ｗ）を１分間照射し、硬化させた。なお、塗膜の表面と赤外線ランプとの距離は６０ｍｍであり、塗膜の表面温度は１８０℃であった。塗膜の表面温度は、デジタル放射温度センサ（商品名：ＦＴ−Ｈ２０、（株）キーエンス製）で測定した。
【００６２】
このようにして得られた弾性ローラ１０について軸方向の電気抵抗のムラを測定した。結果を表１に示す。なお、３０本連続で弾性ローラ１０を製造した場合のシリンダ３３内の圧力Ｐ２は、０．０ＭＰａで安定していた。
【００６３】
〔実施例２〜４、比較例１〕
シリンダ３３内の圧力Ｐ２を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして弾性ローラ１０を製造し、評価した。
上記実施例１〜４および比較例１に係る弾性ローラの評価結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2020012862.tif 000003
・Ｐ１：液状ゴム材料の充填を完了した時のシリンダ内の圧力
・Ｐ２：塗工開始時のシリンダ内の圧力
・Ｐ３：塗工中のシリンダ内の圧力
【００６５】
〔実施例５〕
圧力Ｐ１を１９．４ＭＰａとし、圧力Ｐ３を９．５ＭＰａとした以外は実施例１と同様にして弾性ローラを作製し、評価した。
【００６６】
〔実施例６〜８、比較例２〕
圧力Ｐ２を表２に示すように変更した以外は実施例５と同様にして弾性ローラを作製し、評価した。
実施例５〜８および比較例２の評価結果を表２に併せて示す。
【００６７】
【表２】
2020012862.tif 000004
・Ｐ１：液状ゴム材料の充填を完了した時のシリンダ内の圧力
・Ｐ２：塗工開始時のシリンダ内の圧力
・Ｐ３：塗工中のシリンダ内の圧力
【符号の説明】
【００６８】
１  環状塗工ヘッド
２  内リング
３  外リング
４  キャップリング
５  環状溝部
６  流路
７  環状吐出口
８  供給口
９  軸芯体
１０  弾性ローラ
１１  軸芯体上保持軸
１２  軸芯体下保持軸
１３  塗工ヘッド側架台
１４  塗工ヘッド側コラム
１５  塗工ヘッド側精密ボールねじ
１６  塗工ヘッド側リニアガイドレール
１７  塗工ヘッド側リニアガイドブロック
１８  塗工ヘッド側サーボモータ
１９  塗工ヘッド側プーリ
２０  塗工ヘッド側固定テーブル
２１  軸芯体上保持軸ブラケット
２２  軸芯体下保持軸ブラケット
２３  シリンダ側架台
２４  シリンダ側コラム
２５  シリンダ側精密ボールねじ
２６  シリンダ側リニアガイド
２７  シリンダ側リニアガイド
２８  シリンダ側サーボモータ
２９  シリンダ側プーリ
３０  シリンダ側固定テーブル
３１  ピストンブラケット
３２  ピストン
３３  シリンダ
３４  圧力センサ
３５  第１の流路
３６  第１のバルブ
３７  第２の流路
３８  第２のバルブ
３９  第３の流路
４０  第３のバルブ
【図１】
2020012862.tif 000005
【図２】
2020012862.tif 000006
【図３】
2020012862.tif 000007
【図４】
2020012862.tif 000008
【図５】
2020012862.tif 000009
【図６】
2020012862.tif 000010