(57)【要約】【課題】  簡単な装置で、ゴムチューブの通孔に芯軸を挿入し、長手方向の導電性の差（ムラ）が発生しないゴムローラの製造方法の提供。【解決手段】  両端の開口部を連通する通孔が形成されたゴムチューブの両端を把持する工程と、両端が把持されたゴムチューブの一端をノズルフォルダーに勘合しその開口部を密閉する工程と、ノズルフォルダーに勘合し密閉されたゴムチューブの一端の開口部に加圧された気体を供給しながらゴムチューブの他端の開口部から芯軸を通孔に挿入する工程とを含み、かつ該ゴムチューブの両端を把持する押さえ冶具と該押さえ冶具の駆動部との間に弾性体を有する事を特徴とするゴムローラ製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムチューブの通孔に芯軸を挿入したゴムローラの製造方法において、両端の開口部を連通する通孔が形成されたゴムチューブの両端を把持する工程と、前記両端が把持された前記ゴムチューブの一端をノズルフォルダーに勘合しその開口部を密閉する工程と、前記ノズルフォルダーに勘合し密閉された前記ゴムチューブの一端の前記開口部に加圧された気体を供給しながら前記ゴムチューブの他端の前記開口部から芯軸を前記通孔に挿入する工程とを含み、かつ該ゴムチューブの両端を把持する押さえ冶具と該押さえ冶具の駆動部との間に弾性体を有する事を特徴とするゴムローラ製造方法。
【請求項２】
前記加圧された気体の圧力が98ｋPas〜490ｋPasであることを特徴とする請求項１に記載のゴムローラ製造方法。
【請求項３】
前記弾性体の硬度が20〜80°（アスカーC）であることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載のゴムローラ製造方法。
【請求項４】
前記ゴムチューブの内径の変化量が４０％以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のゴムローラ製造方法。
【請求項５】
前記ゴムチューブの肉厚が１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のゴムローラ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムローラ（特に複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真に用いられる帯電ローラ、現像ローラ、その他の各種ゴムローラ）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複写機等の電子写真に用いられる各種ゴムローラを短時間で安価に製造する方法の一つとして、まずゴムチューブのみを成形した後、そのゴムチューブの通孔に芯軸を挿入する方法が知られている。この場合、ゴムチューブの通孔の内径は芯軸の外径よりも小さく設定されている。
【０００３】
ゴムチューブの通孔の内径が芯軸の外径よりも小さく設定されている理由は、芯軸挿入後にゴムチューブが芯軸を締め付ける力を利用して芯軸とゴムチューブを完全に密着させることが目的である。また、芯軸には接着剤が塗布されている場合が多く、その接着剤の種類はホットメルトタイプや加硫接着タイプなどであり、芯軸挿入後にゴムローラを加熱することで芯軸とゴムチューブを接着することが可能となっている。
【０００４】
一方、接着剤が塗布された芯軸は、接着剤が塗布されていない芯軸に比べて摩擦が大きくなるため、挿入が難い。
【０００５】
従来、芯軸をゴムチューブに挿入する装置は、ゴムチューブの一端にエアノズルを配置して正圧エアーをチューブ内に送り込んでゴムチューブを膨らませた状態で他端を開口してから芯軸を挿入させる方法や、ゴムチューブの外側を、パイプ状金型の内側の滑り止め部で支持して芯軸を挿入させる方法（例えば、特許文献１および特許文献２）が用いられている。
【０００６】
しかしながら、従来の方法では、端を開口するための機構を取り付けるために装置が大きくなり、且つ、複雑になる。またゴムチューブの端を開口する事により、その後のゴムローラに導電性を持たせている場合においては、位置による長手方向の導電性の差（ムラ）が発生してしまうなどゴムローラとしての特性（抵抗値等）にも影響を及ぼしてしまう。
【０００７】
また、上記パイプ状金型でチューブの外側を支持した場合、特に未発泡のゴムチューブではゴムチューブ内側と芯軸との摩擦が大きく、圧入するのは困難であった。またゴムチューブの外径にバラツキがあり、内径が小さい場合は、芯軸をゴムチューブに挿入することが更に困難になるという問題があった。即ち、ゴムチューブの外径が大きめの場合は支持力が強く、ゴムチューブの内径を潰してしまい、うまく芯軸が挿入できなかった。一方、ゴムチューブの外径が小さめの場合は支持力が弱く、ゴムチューブが支持から外れてしまうなどの問題があった。
【特許文献１】実開平６−２７０２２号公報
【特許文献２】特開平４−１４６０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術の問題を解決する為の手段として考え出されたものであり、芯軸のゴムチューブへの挿入性を向上させ、且つ、ゴムチューブの内外径のバラツキに関わらずゴムチューブに芯軸の挿入が可能であるゴムローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題の解決は以下に説明する新規な特徴的構成手段により可能となる。
【００１０】
すなわち、本発明は、ゴムチューブの通孔に芯軸を挿入したゴムローラの製造方法において、両端の開口部を連通する通孔が形成されたゴムチューブの両端を把持する工程と、両端が把持されたゴムチューブの一端をノズルフォルダーに勘合しその開口部を密閉する工程と、ノズルフォルダーに勘合し密閉されたゴムチューブの一端の開口部に加圧された気体を供給しながらゴムチューブの他端の開口部から芯軸を通孔に挿入する工程とを含み、かつ該ゴムチューブの両端を把持する押さえ冶具と該押さえ冶具の駆動部との間に弾性体を有する事を特徴とするゴムローラ製造方法である。
【００１１】
加圧された気体の圧力は98ｋPas〜490ｋPasであることが好ましい。また該弾性体の硬度が20〜80°（アスカーC）であることが好ましい。更に、ゴムチューブの内径の変化量が４０％以下であることが好ましい。
【００１２】
発泡ゴムチューブよりも未発泡ゴムチューブの方が芯軸を挿入するのは困難であるが、本発明では、ゴムチューブの肉厚が１〜５ｍｍであることが好ましく、更に、ゴムチューブが未発泡ゴムである場合にも好ましく適用可能である。
ゴムチューブが未発泡ゴムである場合には、更に発泡させて、電子写真用やその他のローラ用途とする事ができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、芯軸のゴムチューブへの挿入性を向上させ、ゴムチューブの内外径のバラツキに関わらずゴムチューブと芯軸の挿入が容易になり、芯軸を挿入させた際ゴムチューブの縮みを最小限にさせ、更に、ゴムチューブと芯軸の挿入位置関係の再現性が高くなるゴムローラの製造方法およびゴムローラ製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のゴムローラ製造装置を、図１を用いて説明する。
【００１５】
ゴムローラ製造装置は、ゴムチューブ１の一端を把持する押さえ冶具２ａと、ゴムチューブ１の他端と勘合し気体をゴムチューブに放出するノズルフォルダー３を有し、該ノズルフォルダー３のゴムチューブとの勘合部には気体の漏れを防止するためにオーリング５が配されている。
【００１６】
ゴムチューブの他端は、ノズルフォルダー３の近傍で押さえ冶具２ｂにより把持されている。押さえ冶具２aおよび２bには押さえ冶具と該押さえ冶具の駆動部２cとの間に弾性体６を有する。芯軸４は、芯軸４を保持する芯軸保持部（図示せず）と保持した芯軸４をゴムチューブ１に挿入するための空圧式シリンダー等の芯軸移動機構（図示せず）を備えている。
【００１７】
次に、図１〜図３を用いて、ゴムローラの製造方法を説明する。
【００１８】
図１に示すように、ゴムチューブ１をこのゴムローラ製造装置にセットし、ゴムチューブ１の両端部を押さえ冶具２ａ、２ｂで把持固定することで、ゴムチューブの位置を規定するゴムチューブ把持工程と、ゴムチューブ１の押さえ冶具２ｂから突出する部分をノズルフォルダー３と勘合させ、通孔１１の一端をノズルで密封する工程（図２）と、次に、貫通孔６ｂから加圧された気体が通孔に供給される。気体は特に限定されるものではないが、空気・乾燥窒素等の気体を用いることができる。空気は、図示していないがモータを用いて簡単に加圧できるので、特に気体の材料を限定されない場合に良く使われている。加圧して貫通孔６ｂから供給される気体はゴムチューブ１とノズルフォルダー３との間に配されるオーリング５によって漏れが防止される。供給された気体は、ゴムチューブ１の通孔１１を通ってゴムチューブ１１の他端に放出される。加圧された気体が通孔１１をゴムチューブ１に放出されると、ゴムチューブ内径が膨張して芯軸４とチューブ内側との摩擦抵抗が小さくなり芯軸４が挿入しやすくなる。
【００１９】
ノズル側の押さえ冶具２ｂは、ゴムチューブ１を把持するとともに、ノズル３に密閉したゴムチューブ１がノズル３から気体が放出した際に移動することを防ぐために、押さえ冶具２ｂとノズル３との位置関係が動かないように少なくともゴムチューブ１をノズルに密閉した後は固定されていることが好ましい。
【００２０】
芯軸４が通孔１１のセンターを通って挿入されるように位置を出した後、芯軸４をゴムチューブの一端から他端に空圧式シリンダー（図示せず）により前進させることで、芯軸４は、ゴムチューブ１の通孔１１を図の左から右へと円滑に挿入される、芯軸挿入工程（図３）とからなっている。
【００２１】
ゴムチューブの両端を把持する際、押さえ冶具２ａ、２ｂには２本以上の爪（図示せず）が埋め込まれており、押さえ冶具と該押さえ冶具の駆動部２cとの間に弾性体６を有することにより、把持した時にチューブ径のバラツキによるチューブ変形量や把持力を一定に保ち固定される。ゴムチューブの両端を把持する押さえ冶具２ａ、２ｂは、押さえ面を粗して、滑り止としても良い。また、把持接点数を無限に増やした状態は面であり、面で把持しても良い。ゴムチューブの両端を把持した状態で、通孔１１の内径の変化量（（ｒ１-ｒ２）×１００／ｒ１（％））が４０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。これはゴムチューブ形状のバラツキにより外径の大きいゴムチューブを把持する際に内径が大きく変化（潰れて）してしまうと、芯軸を挿入するのが困難になるためである。
【００２２】
変化量が４０％以下であれば芯軸４を挿入する際に、ゴムチューブ内径が潰れないで、加圧されたエアーを適切に吹き入れればゴムチューブの通孔の他端に配置された芯軸を円滑に挿入することができるからである。また、上記の変形量は、当然の事ながら、小さければ小さいほど、最終形状への影響は少なく、最終的には、使用する測定器の誤差範囲で変形量ゼロが、好ましい。
【００２３】
ゴムチューブの肉厚が１〜５ｍｍの肉厚が薄いゴムチューブ程、ゴムチューブの腰が弱く芯軸を挿入するのが困難であり、且つ把持する時にゴムチューブ形状のバラツキの影響を受けやすく、そのようなゴムチューブでも本発明の構成であれば芯軸のゴムチューブへの挿入性を向上させる事が可能である。肉厚１〜５ｍｍは、特に電子写真装置用のゴムローラの一般的な厚みであり、この厚み範囲以外であっても、本発明の適用は妨げにならない。
【００２４】
発泡ゴムチューブよりも未発泡ゴムチューブの方が芯軸を挿入するのは困難であるが、本発明の構成は、ゴムチューブが未発泡であっても芯軸４をゴムチューブ１の通孔に挿入することができる。
【００２５】
発泡ゴムチューブの場合には、正圧エアーの吹き入れで、容易に芯軸の挿入口が得られることはいうまでもない。
【００２６】
なお、正圧エアーは98ｋPas〜490ｋPasを本発明の検討では用いた。ゴムチューブの肉厚、未発泡か発泡の状態などにより、エアー圧の適正範囲は異なるが、圧力98ｋPas〜490ｋPas望ましくは196ｋPas〜392ｋPasである。エアー圧が所望値であれば、薄いゴムチューブでも、芯軸挿入時にゴムチューブが破裂しないし、エアー圧が所望値より大きければゴムチューブと芯軸の摩擦力が十分に小さくなり芯軸が上手く挿入できる。
【００２７】
また、押さえ冶具の弾性体は今回硬度20〜80°（アスカーC）を本発明の検討では用いたが、弾性体の硬度がアスカー硬度で８０°以下ではゴムチューブの外径のバラツキによって、ゴムチューブ把持時のチューブ変形量に差がでないし、また弾性体の硬度が２０°以上あれば十分な把持力が得られて芯軸が上手く挿入することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。ゴムチューブとしては、ヒドリンゴム（ダイソー（株）製、商品名：エピクロマーＣＧ１０２）の組成物を、未発泡状態で用いる。
（株）三葉製作所製、７０ｍｍ押出し機を用いてコンパウンドを押し出し成形し、引き取って切断したものを、関西ロール（株）製、型式：Ａ型１．５Ｍ加硫缶で、１６０℃で４０分間加硫することにより得られた長さ２５０ｍｍ、外径９．５〜１０．０ｍｍ、内径５．０〜５．５ｍｍの寸法の未発泡のゴムチューブを使用した。
【００２９】
一方、芯軸は、材質がＳＵＳ材で、長さ２５５ｍｍ、外径６ｍｍ、両端面はＣ面０．１ｍｍに加工された芯軸にポリエステル系の接着剤を塗布したものを用いた。
【００３０】
（実施例１）
押さえ冶具の弾性体に硬度50°の材料を用い、エアーの圧力を98ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％、又、使用する測定器の誤差範囲で変形量ゼロ以上となる範囲に設定した。
【００３１】
（実施例２）
押さえ冶具の弾性体に硬度50°の材料を用い、エアーの圧力を294ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％となるように設定した。
【００３２】
（実施例３）
押さえ冶具の弾性体に硬度50°の材料を用い、エアーの圧力を294ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が４０％となるように設定した。
【００３３】
（実施例４）
押さえ冶具の弾性体に硬度50°の材料を用い、エアーの圧力を294ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が２０％となるように設定した。
【００３４】
（実施例５）
押さえ冶具の弾性体に硬度50°の材料を用い、エアーの圧力を490ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％となるように設定した。
【００３５】
（実施例６）
押さえ冶具の弾性体に硬度20°の材料を用い、エアーの圧力を294ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％となるように設定した。
【００３６】
（実施例７）
押さえ冶具の弾性体に硬度80°の材料を用い、エアーの圧力を392ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％となるように設定した。
（実施例８）
押さえ冶具の弾性体に硬度50°の材料を用い、エアーの圧力を78ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％となるように設定した。
【００３７】
（実施例９）
押さえ冶具の弾性体に硬度50°の材料を用い、エアーの圧力を294ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が５０％となるように設定した。
【００３８】
（実施例１０）
押さえ冶具の弾性体に硬度10°の材料を用い、エアーの圧力を294ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％となるように設定した。
【００３９】
（実施例１１）
押さえ冶具の弾性体に硬度90°の材料を用い、エアーの圧力を588ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％となるように設定した。
【００４０】
（比較例１）
押さえ冶具に弾性体を用いずに、エアーの圧力を294ｋPasに設定し、ゴムチューブの両端を把持した時のゴムチューブ形状の変化量が３０％とした。
実地例１〜１２および比較例１で各１００本のゴムローラを製造した結果を表１に記す。
【００４１】
良品率が１００％の場合が合格（○）として、９０％〜９９％を△とし、８９％以下の場合は不合格（×）と判定した。
【００４２】
以下のように、実施例８〜１１でも芯金挿入は可能だが、実施例１〜７の良品率は１００％（○）に対し実施例８〜１１は９０〜９３％（△）という結果になった。これは他のゴムチューブや調整次第では実用可能である。
【００４３】
比較例１は良品率７６％で不合格（×）であった。
【００４４】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ゴムチューブ１の両端を把持する工程を行った後の状態を示す図。
【図２】ノズルフォルダー３より正圧エアーを放出しながら芯軸４をゴムチューブ１の通孔１１に挿入する工程の途中の状態を示す図。
【図３】ゴムチューブ１の通孔１１に芯軸４が挿入された後の状態を示す図。
【図４】ゴムチューブの変化量を説明する図。
【符号の説明】
【００４６】
１    ゴムチューブ
１１  通孔
２ａ  押さえ冶具
２ｂ  押さえ冶具
２ｃ  押さえ冶具の駆動部
３    ノズルフォルダー
４    芯軸
５    オーリング
６    弾性体
６ｂ    貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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