(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基材と、ゴムと該ゴムに分散されているガラス製の中空フィラーとを含む弾性層とを有する弾性ローラの製造方法であって、
ガラス製の中空フィラーと液状ゴム材料とを含む液状ゴム混合物を、せん断速度Ｘ（１／ｓｅｃ）でリング状の塗工ヘッドから吐出させて円筒状基材の周面に塗工し、該液状ゴム混合物の塗膜を形成する工程と、
該塗膜を硬化させて該弾性層を形成する工程とを有し、
該液状ゴム混合物は、該せん断速度Ｘ（１／ｓｅｃ）における該液状ゴム混合物の粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）としたとき、振動応力０．１Ｐａ以上（Ｘ＊Ｙ）Ｐａ以下の範囲で動的粘弾性を測定したときの損失正接ｔａｎδが１．４以上１５．０以下であることを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記液状ゴムが液状シリコーンゴムである請求項１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、電子写真方式を用いた画像形成装置の加熱定着装置に用いる弾性ローラとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を用いたトナー画像形成装置において用いられる加熱加圧定着装置は、加熱されたローラとローラ、フィルムとローラ、ベルトとローラ、といった回転体を含む一対の部材が圧接されて機能する構成を有している。トナーが転写された紙等の画像支持体がこの一対の部材間（ニップ部）を通過することにより、未定着トナー像はニップ内において加熱・軟化し、加圧力により紙へ押し付けられ、その後冷却・固化を経て定着され、紙上にトナーの定着画像が形成される。
【０００３】
近年加熱加圧定着装置において、省エネルギー化を目的として加熱効率を高める試みがなされている。装置の小型化に伴うローラの小径化によって、発熱体はローラの外部に配設されなければならず、この発熱体からの熱量を転写紙に効率よく流入させるためには、発熱体からの熱がローラ内部に伝達・蓄積することなくローラ表面のみを伝わればよい。そのため、円筒状基材の周面の弾性層の低熱伝導性、低熱容量化が必要となる。
【０００４】
弾性層の熱伝導性を下げるための手段として、外壁が無機質材料からなる気体を内包した微小中空フィラーを配合した液状ゴム混合物を用いて弾性層を形成する技術が知られている。
【０００５】
弾性ローラの製造方法として、高粘度の液状ゴムを円筒状基材の周面に直接塗布するリング塗工法が開示されている（特許文献１参照）。リング塗工法においては、塗布前後で塗布液を溶媒希釈および除去する必要がなく、容易な装置で円筒状基材の周面に塗布液を直接塗布して均一な塗工膜を形成することが可能である。また、特許文献２では、塗工膜の厚みを厚くした場合でも、塗布液の降伏応力値と液粘度のせん断速度依存性（チキソトロピーインデックス）を適正な範囲に制限することで、寸法精度の良好な塗膜形成物を得ることができる、との開示がある。
【０００６】
弾性ローラを電子写真方式の加熱定着装置に用いる場合、一般的に、弾性層の上に熱可塑性樹脂による被膜を形成する必要がある。この熱可塑性樹脂の材質としては、トナーに対する離型性、及びトナー定着温度（通常１８０〜２００℃）での連続耐久性等が要求されるため、ＰＦＡやＰＴＦＥ樹脂等のフッ素樹脂を主成分とする離型性樹脂が用いられることが多い。さらに、トナーに対する離型性を発揮させるためには、前記樹脂表面の粗さやうねりを所望の許容範囲内に納めて平滑性を得ることが要求される。特にうねりに関しては、弾性層に所望の許容範囲を超えるうねりがあると、樹脂被膜後にもうねりが残り、その結果定着画像上に微小な凹凸が目立つこととなり、画質上の点で問題となる。
【０００７】
しかし、塗工液に前記中空フィラーを配合した液状ゴム混合物を用いて、リング塗工法により塗工膜の厚い弾性ローラを製造しようとした場合、降伏応力を有する材料を塗布液として用いると、塗工直後の表面状態が塗膜硬化後まで維持されるために中空フィラー粒子がローラ表面の微小な凹凸やうねりとして残ってしまう。そのような材料を用いて成形した弾性ローラを電子写真画像形成装置の定着用ローラとして用いた場合には、ローラ表面のうねりが定着後のトナー画像にも転写し印刷画質の低下を招くなどの問題が生じてしまうことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３‐１９０８７０号公報
【特許文献２】特開２００６‐２９３０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、低熱伝導性を有する弾性ローラを成形するために、外壁が無機質材料からなる中空フィラーを含有した液状ゴム混合物を弾性層の形成材料に用いた場合においても、円筒状基材周面に均一な膜厚を形成するための安定した吐出と、塗膜硬化後に平滑な表面性が得られる製造方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、その製造方法によって得られる弾性ローラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、円筒状基材と、ゴムと該ゴムに分散されているガラス製の中空フィラーとを含む弾性層とを有する弾性ローラの製造方法であって、
ガラス製の中空フィラーと液状ゴムとを含む液状ゴム混合物を、せん断速度Ｘ（１／ｓｅｃ）でリング状の塗工ヘッドから吐出させて円筒状基材の周面に塗工し、該液状ゴム混合物の塗膜を形成する工程と、
該塗膜を硬化させて該弾性層を形成する工程とを有し、
該液状ゴム混合物は、該せん断速度Ｘ（１／ｓｅｃ）における該液状ゴム材料の粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）としたとき、振動応力０．１Ｐａ以上（Ｘ＊Ｙ）Ｐａ以下の範囲で動的粘弾性を測定したときの損失正接ｔａｎδが１．４以上１５．０以下であることを特徴とする弾性ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ガラス製の中空フィラーを含む液状ゴム混合物を、リング状の塗工ヘッドから吐出させて円筒状基材の周面に塗工し、該液状ゴム混合物の塗膜を形成する工程を経て、該塗膜の硬化物を弾性層として有する弾性ローラを成形する場合において、該液状ゴム混合物の損失正接ｔａｎδを、塗膜形成過程において該液状ゴム混合物にかかる全応力範囲にわたって適正な範囲内の値に設定することによって、円筒状基材周面に均一な膜厚を形成するための安定した吐出と塗工後のレベリングが実現され、塗膜硬化後には膜厚ムラと表面うねりのない平滑性に優れた弾性層を有する弾性ローラを製造することが可能となる。
【００１２】
また本発明により、優れたトナー定着画像を形成できる加熱加圧定着装置および電子写真画像形成装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に用いることのできる塗工装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に用いることのできる塗工ヘッドの一例とそれによる塗工方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１５】
ガラス製の中空フィラーと液状ゴムとを含む液状ゴム混合物を、せん断速度Ｘ（１／ｓｅｃ）でリング状の塗工ヘッドから吐出させて円筒状基材の周面に塗工し、該液状ゴム混合物の塗膜を形成する工程と、該塗膜を硬化させて該弾性層を形成する工程とを有する弾性ローラの製造方法において、該液状ゴム混合物は、該せん断速度Ｘ（１／ｓｅｃ）における該液状ゴム材料の粘度をＹ（Ｐａ・ｓ）としたとき、振動応力０．１Ｐａ以上（Ｘ＊Ｙ）Ｐａ以下の範囲で動的粘弾性を測定したときの損失正接ｔａｎδが１．４以上１５．０以下であれば、円筒状基材周面に均一な膜厚を形成するための安定した吐出と塗工後のレベリングが実現され、塗膜硬化後には膜厚ムラと表面うねりのない平滑性に優れた弾性層を有する弾性ローラが得られることを特徴としている。
【００１６】
損失正接ｔａｎδとは、動的粘弾性測定より得られる貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ”との比Ｇ”／Ｇ’である。貯蔵弾性率Ｇ’は粘弾性体の弾性（固体）成分、一方の損失弾性率Ｇ”は粘性（液体）成分を表すものであり、両者の比である損失正接ｔａｎδ（＝Ｇ”／Ｇ’）は、固体成分に対する液体成分の割合、すなわち流動性を量る指標となるものであり、エネルギー散逸項とも呼ばれる。
【００１７】
一般的に、フィラー等を含む液状ゴム混合物の粘弾性特性では、低振動応力状態において高分子鎖同士の絡み合いやフィラーの凝集構造などが弾性成分の発現に寄与し、振動応力の増大に伴ってそれらが破壊されることにより粘性成分が支配的となっていく。すなわち、ある応力範囲におけるｔａｎδの最小値は、弾性成分が発現しやすい低振動応力領域において得られる。低振動応力領域は、リング塗工法においては、塗工後の塗膜に対して重力が付加する低せん断応力状態に対応し、その領域においてＧ”＞Ｇ’、すなわちｔａｎδが１以上であれば、当該液状ゴム混合物の塗膜は流動する。しかし、ガラス製の中空フィラーを含む液状ゴム混合物の塗膜においては、その理由は明らかではないが、中空フィラーが塗膜の表面側により多く偏在し、塗膜の表面が粗面化しやすいとの知見を得た。そこで、ガラス製の中空フィラーを含む液状ゴム混合物においては、塗膜表面を平滑化させるのに十分な流動性を得るためには、ｔａｎδの最小値を１．４以上とすることが必要である。それによって、ガラス製中空フィラーにより粗面化した塗膜であってもレベリング効果によって平滑な表面を有する弾性層を得ることができる。
【００１８】
一方、本発明にかかる液状ゴム混合物は、ｔａｎδが１５．０以下であることが必要である。上記によれば、ある応力範囲におけるｔａｎδの最大値は、粘性成分が支配的となる高振動応力領域において得られる。高振動応力領域は、リング塗工法においては、材料を塗工ヘッドから吐出する際の高せん断応力状態に対応する。ｔａｎδが１５．０を超える場合には、吐出時における材料の流動性が大きすぎて、液状ゴム混合物に含まれるフィラー等の凝集構造破壊が過多となってしまい、含有する中空フィラーの分散性や塗工ヘッドノズルからの吐出量が不均一になるなどして、周方向での均一な膜厚や熱伝導性を得ることが困難となる。
【００１９】
本発明にかかる液状ゴム混合物が満たすべき上記ｔａｎδの値は、当該液状ゴム混合物が塗工ヘッドから吐出され、その塗膜が硬化するまでの間に、当該液状ゴム混合物に加わる応力の全範囲において達成されていなければならない。ここで、当該液状ゴム混合物に加わる最も大きな応力は、液状ゴム混合物が塗工ヘッドから吐出されるときに加わるせん断応力と考えられる。そして、当該せん断応力は、塗工ヘッドから吐出される際に液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘとそのときの粘度Ｙの積である。一方、液状ゴム混合物のｔａｎδを測定可能とする振動応力の下限値は０．１Ｐａであり、これは、塗工ヘッドから吐出後の材料塗膜に対して重力により加わるせん断応力に相当する。従って、本発明にかかる液状ゴム混合物は、振動応力０．１Ｐａ以上（Ｘ＊Ｙ）Ｐａ以下の範囲で動的粘弾性を測定したときのｔａｎδの値が、前記した１．４以上１５．０以下であることが必要である。
【００２０】
本発明に係る液状ゴムは、室温で流動性を持つポリマーで、加熱により硬化が進行するものであり、硬化後適度に低硬度で、加熱加圧定着装置で用いるのに十分な耐熱性と変形回復力を有する液状シリコーンゴムである。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生産性に優れる理由から、付加反応架橋型の液状シリコーンゴムを用いることが、より好ましい。
【００２１】
液状シリコーンゴムは、例えばオルガノポリシロキサン（Ａ液）およびオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ液）を含み、さらに触媒や他の添加物を適宜含む組成物である。オルガノポリシロキサンはシリコーンゴム原料のベースポリマーであり、その分子量は、中空フィラーおよび各種充填剤の混合攪拌や、それにより得られた混合物の流動性を適当な範囲とするために、数平均分子量５０００以上１０万以下が好ましく、重量平均分子量１万以上５０万以下がより好ましい。
【００２２】
微小中空フィラーの組成としては、低熱容量化を付与する気体の保持性およびシリコーンゴムへの分散性の観点から、無機質外殻が硼珪酸ガラスからなるガラス製中空フィラーが適している。
【００２３】
ガラス製中空フィラーの平均粒子径は、混合物の塗膜をレベリング効果によって平滑な表面とするために、２００μｍ以下、特には１０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径を上記の範囲内とすることで、所望の熱伝導率を得やすくなる。また、組成物の機械的強度の低下や、リング状の塗工ヘッドからの吐出時に塗膜にスジが生じにくい。弾性層の熱伝導性を十分に低下させるために、ガラス製中空フィラーの真比重を０．１以上０．５以下とすることが好ましい。中空フィラーがローラ成形時に破壊されてしまうことを抑制できる。また、熱伝導率を十分に低下させることができる。以上のような条件に合う市販のガラス製中空フィラーとしては、商品名：ＣＥＬ−ＳＴＡＲ（東海工業株式会社製）、グラスバブルズ（住友３Ｍ株式会社製）等が挙げられる。
【００２４】
ガラス製中空フィラーの配合量は所望の断熱性に応じて選択されるが、通常、液状ゴム材料１００質量部に対し５質量部以上４０質量部以下、好ましくは１０質量部以上３０質量部以下である。５質量部未満ではローラに要求される十分な断熱性が得られにくいという点で不利であり、４０質量部を超える場合は液状ゴム混合物の粘度が上がり混合攪拌が困難になるという点で不利であるのに加えて、混合物の流動性が低下して本発明における所望のｔａｎδの範囲を得ることが困難となる。
【００２５】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図である。本実施形態の塗工装置においては、架台１の上にほぼ垂直にコラム２が取り付けられ、さらにコラム２の上部に精密ボールネジ３がほぼ垂直に取り付けられている。また、精密ボールネジ３と平行に２本のリニアガイド４がコラム２に取り付けられている。ＬＭガイド５はリニアガイド４及び精密ボールネジ３と連結し、サーボモータ６よりプーリ７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。コラム２には、円筒状の基材８の外周上に液状ゴムを塗布するためのリング形状の塗工ヘッド９が取り付けられている。さらに、ＬＭガイド５上にブラケット１０が取り付けられ、このブラケット１０には円筒状基材８を保持し固定するワーク下保持軸１１がほぼ垂直に取り付けられ、また逆側の円筒状基材８を保持するワーク上保持軸１２がブラケット１０の上部に取り付けられている。ワーク上保持軸１２はワーク下保持軸１１に対向してほぼ同心になるように配置して円筒上基材８を保持している。
【００２７】
リング形状の塗工ヘッド９は、その中心軸がワーク下保持軸１１とワーク上保持軸１２の移動方向と平行になるように支持されている。また、塗工ヘッド９の内側に開口した環状スリットになっている吐出口の円中心と、ワーク下保持軸１１及びワーク上保持軸１２の中心がほぼ同心になるように調節してある。このような構成により塗工ヘッド９の環状スリットになっている吐出口の中心軸を円筒状基材の中心軸にほぼ合わせることができ、リング形状の塗工ヘッドの内周面と円筒状基材の外周面との間に均一な隙間が形成される。
【００２８】
また、液状ゴム混合物の供給口１３は、液状ゴム混合物の搬送用の配管１４を介して材料供給弁１５に接続されている。材料供給弁１５の手前にはシリンジ１６、混合ミキサー、材料定量吐出装置、材料タンク等を備えており、液状ゴムは材料タンクから、材料定量吐出装置により一定量計量され、混合ミキサーで混合される。混合された液状ゴムは、シリンジ１６に充填され、シリンジにより定量（単位時間あたりの量が一定）吐出されることによって、材料供給弁１５から配管１４を経由して、供給口１３に送られる。
【００２９】
図２に本発明の製造方法に用いられたリング形状の塗工ヘッドの断面図を示す。塗工ヘッドは、ヘッド上部２０１とヘッド下部２０２、及びヘッド外周２０３で構成されており、図２のように組み合されて使用される。材料注入口２０４から入った液状ゴム材料は、ヘッド内部の材料流路２０５を通って周方向に充填された後、材料吐出口２０６から吐出される。
【００３０】
液状ゴム混合物の塗膜の厚さを安定化させるために、リング状塗工ヘッドノズルからの吐出量とシリンジからの供給量を一定にして、円筒状基材保持軸を垂直方向（基材の中心軸方向）に昇降移動させることで、円筒状基材の周面に円筒形状（ローラ形状）の未硬化の液状ゴム混合物の層が形成される。この時、基材外周面とリング形状の塗工ヘッド内周面とのクリアランス（隙間）は、所望の塗膜の厚さ以上のクリアランスにすることが好ましい。
【００３１】
リング形状の塗工ヘッドは、液状ゴム混合物が均一に塗工でき、かつ溶剤等に侵されない材質のものが好ましい。その材質として通常、ステンレス、鉄、アルミニウム、銅、真鍮等の金属やフッ素樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン等の樹脂を用いるが、加工精度が高いステンレス等の鋼材を用いることが好ましい。
【００３２】
円筒状基材の外周面に形成された未硬化の液状ゴム混合物の層を硬化させる工程では、液状ゴム混合物の層の表面の、液状ゴムの流動によるレベリングを促すために、ローラ中心軸方向を水平にすることが好ましい。さらに、液状ゴムがダレて形状が悪化するのを抑制するため、および周方向の温度を均一にするためにローラを回転させながら加熱することが好ましい。熱源としては、未硬化のゴムローラに非接触で加熱できる近赤外線ヒーター、遠赤外線セラミックヒーター、ランプ加熱ヒーター、ＵＶヒーター等が望ましい。液状ゴム材料表面の加熱温度としては、使用する液状ゴム材料にもよるが、硬化反応が開始する１００℃以上２５０℃以下が好ましい。
【００３３】
弾性ローラの円筒状基材として使用する材質は、表面にニッケルメッキやクロムメッキしたＳＵＭ材等の鋼材を含むステンレススチール、リン青銅、アルミニウム、耐熱樹脂が挙げらる。円筒状基材の外径の目安としては４ｍｍ以上１４ｍｍ以下である。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。まず、実施例において行った測定方法および各種評価について説明する。
【００３５】
＜各種測定方法＞
＜粘度測定方法＞
粘度測定装置による液状ゴム混合物の粘度測定方法を以下に説明する。
粘度測定装置にはティー・エイ・インスツルメント（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）社製ＡＲ‐Ｇ２（商品名）を用いた。
【００３６】
粘度測定装置のプレートにはφ２０ｍｍのクロスハッチプレートを用いた。材料約１ｍｌを採取し試料台の上にのせ、クロスハッチプレートを近づけて、試料台から１０００μｍの位置で測定ギャップを設定した。そのとき、まわりに押し出された材料を綺麗に除去し測定に影響の出ないようにした。材料温度が２５℃になるようにプレート台の温度を設定し、試料をセットしてから５分間放置後、せん断速度５０（１／ｓｅｃ）で５秒間の前処理を行い、さらに３分間静置した後に測定を開始した。
【００３７】
試料にかけるせん断速度は、該試料を用いて円筒状基材の周面に塗膜を形成する工程において、リング状の塗工ヘッドから吐出させる際の吐出口でのせん断速度Ｘとし、せん断速度Ｘ（１／ｓｅｃ）で３０秒の条件で試料の粘度Ｙ（Ｐａ・ｓ）を測定した。このとき、材料にかかるせん断応力Ｚ（Ｐａ）は、Ｚ＝Ｘ＊Ｙにより算出された。
【００３８】
＜粘弾性測定方法＞
粘弾性測定装置による液状ゴム混合物の粘弾性測定方法を以下に説明する。
粘弾性測定装置にはティー・エイ・インスツルメント社製ＡＲ‐Ｇ２（商品名）を用いた。
【００３９】
粘弾性測定装置のプレートにはφ２０ｍｍのクロスハッチプレートを用いた。材料約１ｍｌを採取し試料台の上にのせ、クロスハッチプレートを近づけて、試料台から１０００μｍの位置で測定ギャップを設定した。そのとき、まわりに押し出された材料を綺麗に除去し測定に影響の出ないようにした。材料温度が２５℃になるようにプレート台の温度を設定し、試料をセットしてから５分間放置後、せん断速度５０（１／ｓｅｃ）で５秒間の前処理を行い、さらに３分間静置した後に測定を開始した。試料にかける応力は０．１（Ｐａ）からＺ（Ｐａ）までの範囲で、周波数１Ｈｚで振動させ、そのときの貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”、損失正接ｔａｎδの変化を振動応力１桁の範囲につき１０ポイント測定した。
【００４０】
＜表面うねり測定＞
一般的な加熱加圧定着装置に用いる弾性ローラとしては、樹脂被覆前の弾性層の表面うねりＷｃｍが５μｍ以下であることが好ましい。ここでいう表面うねりＷｃｍとは、ろ波最大うねりを意味するものであり、表面の凹凸を測定した断面曲線から細かい凹凸すなわち短波長成分を低域フィルタによって除去し、残った大きな山谷から成るうねり成分を表したものである。詳細はＪＩＳ  Ｂ０６０１で規定されている。
【００４１】
ろ波最大うねり（Ｗｃｍ）の測定は、表面粗さ測定器（ミツトヨ社製、ＳＵＲＦＴＥＳＴ  ＳＶ−６００）を用いて、ｆｈ（高域カットオフ）＝０．８ｍｍ、測定長さ＝４ｍｍ、測定スピード＝０．１ｍｍ／ｓｅｃにて非接触で測定した。
【００４２】
＜弾性層厚みの測定および振れ精度の算出＞
全自動ローラ測定装置（東京光電子工業社製、ＲＳＶＴ−１９６０ＰＣ）を用いて、各弾性ローラの弾性層厚みを測定した。具体的には、弾性ローラの長手方向においては、中央部の弾性層厚みと弾性層の端部から２０ｍｍ中央部側の位置における弾性層厚みの３点、円周方向においては、９０°ずつ回転させた４点の計１２点の弾性層厚みを測定し、その平均値を弾性層の平均厚み（ｔａｖｅ）とした。さらに、振れ精度は、測定した弾性層厚み１２点のうち、最大厚み（ｔｍａｘ）と最小厚み（ｔｍｉｎ）との差（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）を、平均厚みｔａｖｅに対する百分率［（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）／ｔａｖｅ］×１００（％）として算出し、これを偏肉度として、弾性ローラの成形精度を評価する指標として用いた。
【００４３】
一般的な加熱加圧定着装置において、高品質の画像を得るためには、前記式による振れ精度が５％以下であることが好ましく、その範囲内であれば、ニップ幅や回転トルクの変動、紙の送行性などに悪影響を及ぼすことはなく、画質上の問題は発生しない。
【００４４】
＜画像評価＞
各実施例において作製した弾性ローラを、適用可能なフルカラー画像形成装置の定着装置において定着用ローラとして組み込んだ。この画像形成装置を用いて、画像（ベタ画像、ハーフトーン画像）を出力し、その画像品質を下記の基準で評価した。
Ａ：画像品質が良好なもの。粒状の微小濃度ムラおよび帯状濃淡ムラの発生なし。
Ｂ：ローラ長手方向の弾性層表面うねりに起因する粒状の微小濃度ムラが発生した。
Ｃ：ローラ周方向の弾性層厚みムラに起因するローラ長手方向に帯状の濃淡ムラが、ローラ回転周期で発生した。
【００４５】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
＜実施例１＞
図２に示した形態の塗工ヘッドを有する、図１に示した形態の塗工装置を用いた。塗工ヘッド上部の内直径は１４．６０ｍｍであり、環状スリットの幅（液状ゴム混合物吐出口の幅に等しい）は１．０ｍｍとした。
【００４６】
下記表Ａに記載の材料をプラネタリーミキサーで３０分間混合して弾性層形成用の液状ゴム混合物を調製した。
【表１】
0005430412.tif 000002
【００４７】
円筒状基材として外直径８ｍｍのＳＵＳ製の芯金を用い、塗工ヘッド下部の内直径は８．３ｍｍとした。上記芯金の周面にプライマー（商品名：ＤＹ ３９‐０５１、東レ・ダウコーニング社製）を塗布し、電気炉で１５０℃、３０分間焼成した。プライマー処理後の芯金（ワーク）を塗工装置ワーク保持軸部に配置し、上保持軸と下保持軸でクランプ後、ワークを塗工開始位置まで下降して停止させ、ワークを５ｍｍ／ｓｅｃで上昇開始させると同時に、リング塗工ヘッドの材料吐出口から５１８ｍｍ３／ｓｅｃで吐出し、ワークの外周面に上記で調製した液状ゴム混合物を厚さ３ｍｍの円筒形状に形成した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは１１．３ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは１４４．５Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは１６３３Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値及び最小値を表１に示す。
【００４８】
つぎに、塗工後のワークを水平にした状態で１２ｒｐｍで回転させながら近赤外線ヒーターを用いてワーク表面温度を１８０℃とし、表面温度を３分間維持することによって、液状ゴム混合物の層を加熱硬化させて弾性層を形成した。その後、２００℃の電気炉中で４時間、熱処理した。以上のようにして、芯金の外周に弾性層を有する弾性ローラを製造した。この弾性ローラの表面うねりと偏肉度を表１に示す。
【００４９】
＜実施例２＞
下記表Ｂに記載の材料を実施例１と同様にして混合して液状ゴム混合物を調製した。
【００５０】
【表２】
0005430412.tif 000003
【００５１】
実施例１と同様にして周面をプライマーで処理した芯金の周面に塗工ヘッドを用いて上記の液状ゴム混合物を塗布した。すなわち、塗工ヘッド下部の内直径は８．３ｍｍとし、塗工ヘッドの材料吐出口から１０３７ｍｍ３／ｓｅｃで上記で調製した液状ゴム混合物を吐出して、芯金の周面に厚さ３ｍｍの円筒形状に該液状ゴム混合物の層を形成した。このときの液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは２２．６ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは１６０．８Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは３６３４Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００５２】
＜実施例３＞
下記表Ｃに記載の材料を実施例１と同様に混合して液状ゴム混合物を調製した。
【００５３】
【表３】
0005430412.tif 000004
【００５４】
上記で調製した液状ゴム混合物を用いた以外は実施例２と同様にして芯金の周囲に厚さ３ｍｍの円筒形状に液状ゴム混合物の層を形成した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは２２．６ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは１１２．８Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは２５４９Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００５５】
＜実施例４＞
下記表Ｄに記載の材料を実施例１と同様にして混合し液状ゴム混合物を調製した。
【００５６】
【表４】
0005430412.tif 000005
【００５７】
実施例１と同様にして周面をプライマーで処理した芯金の周面に塗工ヘッドを用いて上記の液状ゴム混合物を塗布した。すなわち、塗工ヘッド下部の内直径は１０．３ｍｍとし、塗工ヘッドの材料吐出口から２２６２ｍｍ３／ｓｅｃで上記で調製した液状ゴム混合物を吐出し、芯金の周面に厚さ２ｍｍの円筒形状に該液状ゴム混合物の層を形成した。このときの液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは４９．３ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは５４．６Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは２６９２Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００５８】
＜実施例５＞
実施例１において、塗工ヘッド下部の内直径を８．３ｍｍとし、塗工ヘッドの材料吐出口から３１１０ｍｍ３／ｓｅｃで液状ゴム混合物を吐出した以外は実施例１と同様にして、芯金の周面に液状ゴム混合物を塗布した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは６７．７ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは８４．２Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは５６９８Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００５９】
＜実施例６＞
下記表Ｅに記載の材料を実施例１と同様にして混合し液状ゴム混合物を調製した。
【００６０】
【表５】
0005430412.tif 000006
【００６１】
実施例１と同様にして周面をプライマー処理した外直径１１ｍｍのＳＵＳ製の芯金の周面に上記の液状ゴム混合物を塗布した。すなわち、塗工ヘッド下部の内直径は１１．３ｍｍとし、塗工ヘッドの材料吐出口から５８９ｍｍ３／ｓｅｃで上記で調製した液状ゴム混合物を吐出して、芯金の周面に厚さ１．５ｍｍの円筒形状に該液状ゴム混合物の層を形成した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは６．４ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは２５４．０Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは１６２６Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００６２】
＜実施例７＞
下記表Ｆに記載の材料を実施例１と同様にして混合して液状ゴム混合物を調製した。
【００６３】
【表６】
0005430412.tif 000007
【００６４】
上記液状ゴム混合物を用いた以外は実施例１と同様にして芯金の周面に厚さ３ｍｍの円筒形状に該液状ゴム混合物の層を形成した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは１１．３ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは１８４．１Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは２０８０Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００６５】
＜比較例１＞
下記表Ｇに記載の材料を実施例１と同様にして混合して液状ゴム混合物を調製した。
【００６６】
【表７】
0005430412.tif 000008
【００６７】
上記の液状ゴム混合物を用いた以外は実施例１と同様にして芯金の周面に厚さ３ｍｍの円筒形状に該液状ゴム混合物の層を形成した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは１１．３ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは１９１．８Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは２１６７Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００６８】
＜比較例２＞
下記表Ｈに記載の材料を実施例１と同様にして混合して液状ゴム混合物を調製した。
【００６９】
【表８】
0005430412.tif 000009
【００７０】
上記の液状ゴム混合物を用い、かつ、塗工ヘッドの材料吐出口からの吐出速度を２０７３ｍｍ３／ｓｅｃとした以外は実施例１と同様にして芯金の周面に厚さ３ｍｍの円筒形状に液状ゴム混合物の層を形成した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは４５．２ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは８２．５Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは３７２９Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製した。得られた弾性ローラを実施例１と同様にして評価した。
【００７１】
＜比較例３＞
下記表Ｉに記載の材料を実施例１と同様にして混合して液状ゴム混合物を調製した。
【００７２】
【表９】
0005430412.tif 000010
【００７３】
上記の液状ゴム混合物を用い、外直径１０ｍｍのＳＵＳ製の芯金を用い、塗工ヘッド下部の内直径を１０．３ｍｍとし、更に塗工ヘッドの材料吐出口からの吐出速度を１５０８ｍｍ３／ｓｅｃに変えて、芯金の周面に厚さ２ｍｍの円筒形状に液状ゴム混合物の層を形成した。このとき液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは３２．９ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは２４．８Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは８１６Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００７４】
＜比較例４＞
下記表Ｊに記載の材料を実施例１と同様にして混合して液状ゴム混合物を調製した。
【００７５】
【表１０】
0005430412.tif 000011
【００７６】
上記の液状ゴム混合物を用い、外直径１０ｍｍのＳＵＳ製の芯金を用い、塗工ヘッド下部の内直径を１０．３ｍｍとし、更に、塗工ヘッドの材料吐出口からの吐出速度を１５０８ｍｍ３／ｓｅｃとして、芯金の外周面に厚さ２ｍｍの円筒形状に液状ゴム混合物の層を形成した。このときの液状ゴム混合物にかかるせん断速度Ｘは３２．９ｓ−１、該せん断速度における材料粘度Ｙは２９．７Ｐａ・ｓ、せん断応力Ｚは９７８Ｐａであった。粘弾性測定から得られた損失正接ｔａｎδの最大値および最小値を表１に示す。次に、実施例１と同様にして芯金周囲の液状ゴム混合物の層を加熱硬化、及び熱処理を行って弾性ローラを作製し、評価した。
【００７７】
【表１１】
0005430412.tif 000012
【００７８】
これらの結果より、本発明の製造方法を用いて、ガラス製中空フィラーを含むゴム弾性層を有した弾性ローラを製造することで、基材周面に均一な膜厚と表面うねりのない平滑性に優れた弾性層を有する弾性ローラが提供される。
【符号の説明】
【００７９】
１． 架台
２． コラム
３． 精密ボールネジ
４． リニアガイド
５． ＬＭガイド
６． サーボモータ
７． プーリー
８． 円筒状基材
９． リング形状の塗工ヘッド
１０． ブラケット
１１． ワーク下保持軸
１２． ワーク上保持軸
１３． 供給口
１４． 配管
１５． 材料供給弁
１６． シリンジ
２０１． リングヘッド上部
２０２． リングヘッド下部
２０３． リングヘッド外周
２０４． 材料注入口
２０５． 材料流路
２０６． 材料吐出口
【図１】
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【図２】
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