(57)【要約】【課題】弾性層形成用材料の塗工終了時に、良好な液切れを短時間で達成可能な弾性ローラの製造方法を提供する。【解決手段】軸芯体、および該軸芯体の外周面上の弾性層、を有する弾性ローラの製造方法であって、（ｉ）内周面に開口した環状吐出口を有する環状塗工ヘッドの環状吐出口の中心軸と同軸になるように軸芯体を鉛直方向に保持し、該軸芯体を該環状塗工ヘッドに対して鉛直方向に相対的に移動させつつ、該環状吐出口から弾性層形成用の材料を吐出させて、該軸芯体の外周面上に該材料の塗膜を形成する工程と、（ｉｉ）該環状吐出口からの該材料の吐出を停止し、該塗膜と、該環状吐出口に存在する該材料との間の、該材料による繋がりを切る工程と、を有し、該工程（ｉｉ）は、（ｉｉｉ）該環状塗工ヘッドと該軸芯体との相対位置を、水平方向に変化させる工程を含む。【選択図】図１
2019101088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体、および該軸芯体の外周面上の弾性層、を有する弾性ローラの製造方法であって、
（ｉ）内周面に開口した環状吐出口を有する環状塗工ヘッドの環状吐出口の中心軸と同軸になるように軸芯体を鉛直方向に保持し、該軸芯体を該環状塗工ヘッドに対して鉛直方向に相対的に移動させつつ、該環状吐出口から弾性層形成用の材料を吐出させて、該軸芯体の外周面上に該材料の塗膜を形成する工程と、
（ｉｉ）該環状吐出口からの該材料の吐出を停止し、該塗膜と、該環状吐出口に存在する該材料との間の、該材料による繋がりを切る工程と、を有し、
該工程（ｉｉ）は、
（ｉｉｉ）該環状塗工ヘッドと該軸芯体との相対位置を、水平方向に変化させる工程
を含む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（ｉｉｉ）において、前記軸芯体の中心軸が、前記環状塗工ヘッドの中心軸を基点として旋回軌跡を描くように、該環状塗工ヘッドと該軸芯体との相対位置を水平方向に変化させる、請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｉｉｉ）が、前記環状塗工ヘッドと前記軸芯体との相対位置を、鉛直方向に変化させる工程を含む、請求項１または２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｉｉｉ）が、前記軸芯体を自転させる工程を含む、請求項１〜３のいずれか一項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、複写機やレーザプリンタ等の電子写真画像形成装置および電子写真プロセスカートリッジなどに用いられる弾性ローラを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、環状の塗工ヘッドを用いた塗工方法に関する技術が開示されている。特許文献１のように、環状塗工ヘッドを用いる塗工方法によって円筒状基材の表面に塗布液を塗工する場合、塗工終了時に塗布液の供給を止めても液切れしにくく、円筒状基材の端部等、塗布液を塗工すべきでない非塗布領域に塗布液が回り込むことがあった。
【０００３】
このような現象を抑制するため、特許文献２に記載されているように、塗工ヘッドの環状吐出口の口径を可変とし、塗工終了時に環状吐出口の口径を広げる方法がある。これによれば、円筒状基材と吐出口との間の隙間を広げることができ、それによって、塗工終了時の塗工ヘッドからの液離れを良好とし、液切れ性の低さによる塗布液の回り込み現象を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５２８３０号公報
【特許文献２】特開２００４−０９７８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
弾性ローラの弾性層を形成するために、特許文献２に記載の方法によって、軸芯体の外周面上に弾性層形成用材料の塗膜を形成することが考えられる。しかし、本発明者等の検討によれば、特許文献２に記載の方法によって当該塗膜を形成すると、塗工終了時に液切れが安定しない場合がある。
【０００６】
本発明は、弾性層形成用材料の塗工終了時に、良好な液切れを短時間で達成可能な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】
【０００７】
本発明者等は、塗膜形成後の液切れ時に軸芯体の動きを制御することで効率的に液切れできることを見出し、本発明を為すに至った。
【０００８】
すなわち本発明の一態様によれば、
軸芯体、および該軸芯体の外周面上の弾性層、を有する弾性ローラの製造方法であって、
（ｉ）内周面に開口した環状吐出口を有する環状塗工ヘッドの環状吐出口の中心軸と同軸になるように軸芯体を鉛直方向に保持し、該軸芯体を該環状塗工ヘッドに対して鉛直方向に相対的に移動させつつ、該環状吐出口から弾性層形成用の材料を吐出させて、該軸芯体の外周面上に該材料の塗膜を形成する工程と、
（ｉｉ）該環状吐出口からの該材料の吐出を停止し、該塗膜と、該環状吐出口に存在する該材料との間の、該材料による繋がりを切る工程と、を有し、
該工程（ｉｉ）は、
（ｉｉｉ）該環状塗工ヘッドと該軸芯体との相対位置を、水平方向に変化させる工程
を含むことを特徴とする弾性ローラの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、弾性層形成用材料の塗工終了時に、良好な液切れを短時間で達成可能な弾性ローラの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】環状塗工ヘッドを備える塗工装置の一例の斜視図である。
【図２】環状塗工ヘッドの一例の断面図である。
【図３】水平方向において環状塗工ヘッドと軸芯体との相対位置を変化させる方法の例を説明するための模式図である。
【図４】弾性層形成用材料の液切れ発生過程を説明するための部分模式図である。
【図５】水平方向における、環状塗工ヘッドに対する軸芯体の相対移動の軌跡を示す模式図である。
【図６】弾性ローラの液切れ部長さの測定装置の模式図である。
【図７】液切れ部長さを説明するための模式図である。
【図８】液切れ部の糸引き状態を示す模式図である。
【図９】塗工終了時における環状塗工ヘッドの中心孔付近の弾性層形成用材料の表面状態を説明するための部分模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、本発明者らは、環状塗工ヘッドを用いて軸芯体の外周面に弾性層形成用材料を塗工して塗膜を形成する塗工法において、材料の吐出を停止した後に、軸芯体の非塗工領域に弾性層形成用材料が付着することに着目し、その原因について検討した。
【００１２】
図９に、塗工終了時における環状塗工ヘッドの中心孔２付近の弾性層形成用材料の表面状態を模式的に示す。図９には、軸芯体１０２の一部を示し、また、環状塗工ヘッドを形成する中心孔２、その中心孔の内壁３及び環状吐出口４の一部を示す。また、図９では、弾性層形成用材料の外側表面を複数の曲線１１０で示し、塗膜の塗工終了側の端面における内周１１１と外周１１２を示す。
【００１３】
図９に示すように、軸芯体１０２への弾性層形成用材料の塗工が終了し、環状吐出口４からの弾性層形成用材料の吐出を停止した状態で、塗工済みの軸芯体１０２を環状塗工ヘッドから上昇させて引き離す。すると、例えば中心孔の内壁３と軸芯体１０２の外周面との間に位置する弾性層形成用材料が、環状吐出口４と軸芯体１０２の双方によって引き延ばされる。このとき、引き延ばされた弾性層形成用材料は、軸芯体１０２に付着し、図８に示すように、弾性層形成用材料１０３が糸を引いたような状態、すなわち糸引き部１０７が生じる場合があることがわかった。
【００１４】
続いて、本発明者らは、糸引き部発生の原因について検討するために、液切れ時の環状塗工ヘッドおよび弾性層形成用材料の様子を詳細に観察した。図４を用いて弾性層形成用材料の液切れ過程を説明する。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、弾性層形成用材料の吐出停止後に、軸芯体１０２を上昇させることにより、環状吐出口４と軸芯体１０２との間に残留している弾性層形成用材料１０３が、環状吐出口側と軸芯体側とに分離される過程を示している。まず弾性層形成用材料１０３の、軸芯体１０２と環状吐出口４との間に残留している部分が、上昇する軸芯体１０２に引き延ばされ薄膜化される。次に上昇する軸芯体１０２にこの部分の弾性層形成用材料が引き延ばされ薄膜化が進行し、やがて薄膜化した弾性層形成用材料に穴１１３が複数発生してくる（図４（ａ））。さらに上昇する軸芯体１０２に弾性層形成用材料が引き延ばされ薄膜化した弾性層形成用材料に発生した複数の穴１１３が引き延ばされ、穴同士が連結する（図４（ｂ））。そして、軸芯体１０２の更なる上昇により、連結した穴１１３が更に引き延ばされて、拡大する（図４（ｃ））。ついには軸芯体側と環状吐出口側に弾性層形成用材料が分離される。穴同士が連結した部分が糸引きの発生部分となる。
【００１５】
なお、図９においては、環状吐出口４と軸芯体１０２の外周面との間に残留する弾性層形成用材料が、中心孔の内壁３に接している。しかし、その限りではなく、図４に示すように、環状吐出口と軸芯体の外周面との間に残留する弾性層形成用材料が、中心孔の内壁３に接しないこともある。
【００１６】
特許文献２の方法においては、材料吐出の停止後に環状吐出口と軸芯体との隙間を広げることで、弾性層形成用材料の引き延ばし及び薄膜化を促進し、弾性層形成用材料の分離すなわち液切れを良化させている。しかしながら、この方法によっても、薄膜化した弾性層形成用材料に穴が複数発生し、その穴が引き伸ばされて穴同士が連結し、この連結した部分が糸引きの発生部分となると考えられる。
【００１７】
そこで、本発明者らは、軸芯体の非塗工領域における糸引き部や薄膜部を低減するためには、糸引きの発生部分となる穴同士の連結数、ひいては穴そのものの発生数を可能な限り少なくすることが有効であると考えた。図４（ｄ）は、弾性層形成用材料の吐出停止後に、環状吐出口４に対して軸芯体１０２が旋回するように相対移動している様子を示している。この図のように環状吐出口と軸芯体とを水平方向に相対移動させることで、弾性層形成用材料を水平方向に引き延ばし、ある位相（略水平方向）において弾性層形成用材料の薄膜化を促進する。薄膜化した部分にはいずれ穴が発生する。この発生した穴を起点にして、穴を拡大させるようにさらに環状吐出口と軸芯体とが水平方向に相対移動することで、糸引き発生の原因となる図４（ｃ）に示されるような穴の数および穴同士の連結部分を少なくすることができる。その結果、上記の目的を達成できることを見出した。
【００１８】
〔塗工装置〕
弾性ローラの製造に用いる、環状塗工ヘッド（以下、「塗工ヘッド」ということがある）を有する塗工装置（以下、「リングコート機」ということがある）の一例について図１を用いて説明する。このリングコート機では、塗工ヘッド側架台５の上に略鉛直に塗工ヘッド側コラム６が取り付けられ、塗工ヘッド側コラム６の上部に塗工ヘッド側精密ボールネジ７が略鉛直に取り付けられている。リニアガイド８は、塗工ヘッド側精密ボールネジ７と平行となるように塗工ヘッド側コラム６に２本取り付けられている。上側の塗工ヘッド側ブラケット９ａは塗工ヘッド側リニアガイド８と塗工ヘッド側精密ボールネジ７とを連結し、サーボモータ１０よりプーリ１１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。サーボモータと精密ボールネジを直接繋ぎ、サーボモータの回転駆動を直接ボールネジへ伝達する方式としてもよい。またサーボモータとボールネジの間に減速機等を設置してもよい。
【００１９】
塗工ヘッド側コラム６には塗工ヘッド固定テーブル１２が取り付けられている。塗工ヘッド固定テーブル１２には、塗工ヘッド用移動ステージ１３とステージ駆動モータ１４との組み合わせが２組、互いに直交する方向に取り付けられている。二つの塗工ヘッド用ステージ１３は、図１に矢印ＸおよびＹで示す互いに直交する水平方向にそれぞれ独立して移動可能となっている。塗工ヘッド１は、塗工ヘッド用移動ステージ１３に取り付けられている。塗工ヘッド１は、二つの塗工ヘッド用移動ステージ１３を動かすことで、水平方向に移動可能な構成となっている。
【００２０】
上側の塗工ヘッド側ブラケット９ａには、上把持軸用移動ステージ１５とステージ駆動モータ１６との組み合わせが２組、互いに直交する方向に取り付けられている。上把持軸用移動ステージ１５には、軸芯体１０２を把持し固定する上把持軸１７が、略鉛直に取り付けられている。また、下側の塗工ヘッド側ブラケット９ｂには下把持軸用移動ステージ１８とステージ駆動モータ１９との組み合わせが２組、互いに直交する方向に取り付けられている。下把持軸用移動ステージ１８には、軸芯体１０２の他端側を把持する下把持軸２０が略鉛直に取り付けられる。上把持軸１７は下把持軸２０に対向して略同心になるように配置されて軸芯体１０２を把持している。塗工ヘッド１の環状吐出口４の軸中心線と、上把持軸１７の軸中心線と下把持軸２０の軸中心線が、鉛直方向に一直線上に並ぶように配置されている。上把持軸用移動ステージ１５および下把持軸用移動ステージ１８は、図１に矢印ＸおよびＹで示す水平方向にそれぞれ独立して移動可能となっている。上把持軸１７および下把持軸２０は、上把持軸用移動ステージ１５および下把持軸用移動ステージ１８を動かすことで、水平方向に移動可能な構成となっている。
【００２１】
弾性層形成用材料の供給口２１は、第１の弾性層形成用材料流路２２に連通している。また、第１の弾性層形成用材料流路２２は第１のバルブ２３を介してシリンダ２４に接続されている。シリンダ側コラム２６がシリンダ側架台２５に略鉛直に取り付けられ、シリンダ側コラム２６に取り付けられたシリンダ固定テーブル５０上にシリンダ２４が固定されている。シリンダ側コラム２６の上部にはシリンダ側精密ボールネジ２７が略鉛直に取り付けられており、シリンダ側リニアガイド２８がシリンダ側精密ボールネジ２７と平行してシリンダ側コラム２６に２本取り付けられている。シリンダ側ブラケット２９が精密ボールネジ２７と連結して取り付けられており、サーボモータ３０よりプーリ３１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。サーボモータと精密ボールネジを直接繋ぎ、サーボモータの回転駆動を直接ボールネジへ伝達する方式としてもよい。またサーボモータとボールネジの間に減速機等を設置してもよい。シリンダ側ブラケット２９にはピストンブラケット３２が備えられており、このブラケット３２にはピストン３３が備えられている。ピストン３３はその外周がシリンダ２４内面に密接して往復動可能にされている。また、シリンダにはシリンダ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。
【００２２】
シリンダ２４は第２のバルブ３５を介して第２の弾性層形成用材料流路３６に接続されている。また、第２の弾性層形成用材料流路３６は、材料供給ポンプ（不図示）（以下、「ポンプ」ということがある）を介して弾性層形成用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、タンク内の弾性層形成用材料を一定の速度（単位時間当たりの吐出量が一定）で第２の弾性層形成用材料流路３６に供給する。ポンプにより、第２の弾性層形成用材料流路３６に供給された弾性層形成用材料は、第２のバルブ３５が開かれることにより、シリンダ２４に供給される。シリンダ２４内に充填された弾性層形成用材料は、ピストン３３が下降することにより押出され、第１のバルブ２３が配設された第１の弾性層形成用材料流路２２を介して供給口２１へ送られる。
【００２３】
〔塗工ヘッド詳細〕
次に、塗工ヘッド１の例について図２を用いて詳細に説明する。塗工ヘッド１は、中空円筒形の内リング３７、供給口２１を少なくとも一つ有する中空円筒形の外リング３８、及び外リング３８によって保持される中空円筒形のキャップリング３９から構成されている。また、これらは一体的に作られていてもよい。内リング３７と外リング３８が同軸に組み合わされ、外リング３８にキャップリング３９を保持させることにより、内リングと外リングとの間の流路４０および内リングとキャップリングとの間の流路４１および環状吐出口４が構成される。また、内リング３７には、弾性層形成用材料を環状に分配するための環状溝部４２が設けられている。
【００２４】
供給口２１より送り込まれた弾性層形成用材料は、塗工ヘッド１内の環状溝部４２において環状に分配され、環状溝部に連設された流路４０を通り、塗工ヘッド１内の流路４１へ搬送される。流路４１へ搬送された弾性層形成用材料はそのまま押し出され、塗工ヘッド１の内周面に設けられた環状吐出口４より吐出される。塗工ヘッドからの吐出量すなわちシリンダ２４からの供給量を一定にして、把持されている軸芯体１０２を鉛直方向（軸芯体１０２の中心軸方向）上方へ一定の速さで移動させる。これによって、軸芯体１０２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１０２の外周面上に弾性層形成用材料からなる層（塗膜）が軸方向に一定の厚さで形成される。軸芯体１０２の外周面に塗布される弾性層形成用材料の層厚を軸方向で異ならせる場合には、塗工ヘッド１からの吐出量すなわちシリンダ２４からの供給量を一定にして軸芯体１０２の鉛直方向への移動速度を異ならせることができる。もしくは、軸芯体１０２の鉛直方向への移動速度を一定にして塗工ヘッド１からの吐出量すなわちシリンダ２４からの供給量を異ならせることもできる。
【００２５】
〔弾性ローラの製造方法〕
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。弾性ローラの製造方法は、工程（ｉ）及び（ｉｉ）を有する。
【００２６】
工程（ｉ）では、内周面に開口した環状吐出口４を有する環状塗工ヘッド１の中心軸と同軸になるように、軸芯体１０２を鉛直方向に保持する。そして、軸芯体１０２を環状塗工ヘッド１に対して鉛直方向に相対的に移動させつつ、環状吐出口４から弾性層形成用の材料を吐出させて、軸芯体１０２の外周面上に前記材料の塗膜を形成する。
【００２７】
工程（ｉｉ）では、環状吐出口４からの前記材料の吐出を停止し、前記塗膜と、環状吐出口４に存在する弾性層形成用材料との間の、弾性層形成用材料による繋がりを切る。また、工程（ｉｉ）は、環状塗工ヘッド１と軸芯体１０２との相対位置を水平方向に変化させる工程（ｉｉｉ）を含む。
【００２８】
〔工程（ｉ）〕
工程（ｉ）では、軸芯体１０２の外周面に向けて、弾性層形成用材料（未硬化の弾性材料）を吐出する。シリンダ２４に充填された所定量の弾性層形成用材料を塗工ヘッド１に供給し、軸芯体１０２を塗工ヘッド１に対して鉛直方向に相対的に移動させつつ、環状吐出口４からこの材料を吐出させ、軸芯体１０２上に弾性層形成用材料の塗膜１０３を形成する。
【００２９】
この工程では、塗工ヘッド１と軸芯体１０２との同心を維持した状態で塗膜の形成を行うことにより、軸芯体１０２の外周面が未硬化の弾性層形成用材料で被覆される。
【００３０】
〔工程（ｉｉ）〕
上述のように弾性層形成用材料の塗膜を形成後、工程（ｉｉ）を行う。工程（ｉｉ）は、吐出停止工程と液切れ工程とを含む。
【００３１】
・吐出停止工程
吐出停止工程では、環状吐出口４からの弾性層形成用材料の吐出を停止する。弾性層形成用材料の吐出を停止する際に、ピストン３１をその上死点に至らない範囲で復動させて、シリンダ２４内部に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。
【００３２】
・液切れ工程
液切れ工程では、工程（ｉ）で形成した塗膜と、環状吐出口４に存在する弾性層形成用材料との間の、弾性層形成用材料による繋がりを切る。液切れ工程は、吐出停止工程より後に開始することができるが、吐出停止工程と同時に開始することが好ましい。
【００３３】
工程（ｉｉ）は、特には工程（ｉｉ）の液切れ工程が、工程（ｉｉｉ）を含む。
【００３４】
・工程（ｉｉｉ）
工程（ｉｉｉ）では、環状塗工ヘッド１と軸芯体１０２との相対位置を水平方向に変化させる。そのために、軸芯体の上把持軸１７および軸芯体の下把持軸２０および環状塗工ヘッド１から選ばれる少なくとも１つを水平移動させることができる。これによって、中心孔２及び環状吐出口４の中心軸と、軸芯体１０２の中心軸との、水平方向における相対位置が変化する。
【００３５】
工程（ｉｉｉ）によって、環状吐出口４と軸芯体１との間に残留している弾性層形成用材料を、環状吐出口側と軸芯体側とに分離することができる。軸芯体の上把持軸１７は、上把持軸用移動ステージ１５を移動させることで水平移動が可能である。軸芯体の下把持軸２０は、下把持軸用移動ステージ１８を移動させることで水平移動が可能である。環状塗工ヘッド１は、塗工ヘッド用移動ステージ１３を移動させることで水平移動が可能である。
【００３６】
上把持軸１７、下把持軸２０及び環状塗工ヘッド１は、それぞれ独立して移動させることできる。図３に水平移動の様子を模式的に示す。図３（ａ）に、これら３つの部材のうちの下把持軸２０のみを水平移動させた場合の例を示す。上把持軸を支点として環状吐出口の内側で軸芯体１０２が水平移動する様子を示している。より詳しくは、上把持軸１７の中心軸（環状吐出口の中心軸と同軸）を中心として、下把持軸２０が水平方向に回転運動している。図示していないが、上把持軸１７と下把持軸２０のうちの上把持軸のみを水平移動させてもよい。ただし、上把持軸のみを水平移動させる場合より、下把持軸のみを移動させる場合の方が環状吐出口の内側での軸芯体の相対移動量が大きく、弾性層形成用材料の分離作用（液切れ効果）が大きいため好ましい。
【００３７】
図３（ｂ）に、上把持軸１７および下把持２０軸を同時に水平移動させた場合の例を示す。環状塗工ヘッドは水平移動させない。上把持軸および下把持軸を移動させる移動プロファイルは同じ設定としてもよいし、別の設定としてもよい。図３（ｂ）に示すように、上把持軸および下把持軸を移動させる移動プロファイルを同じ設定とし、さらに駆動モータを同期させて動かすことが、上把持軸および下把持軸の水平移動時の遅れやズレを抑制する観点で好ましい。これにより、軸芯体１０２を鉛直に延在させたまま水平移動させることができ、環状吐出口と軸芯体との間の隙間を鉛直方向において均一に保つことが可能となり、液切れ効果を高めることができる。
【００３８】
図３（ｃ）に、上把持軸１７および下把持２０軸は水平移動させずに、環状塗工ヘッド１を水平移動させた場合の例を示す。環状塗工ヘッドを水平移動させることにより、軸芯体１０２と環状吐出口と軸芯体との間の隙間を鉛直方向において均一に保つことが可能となり、液切れ効果を高めることができる。環状塗工ヘッド１を水平移動させる場合には、シリンダ２４と環状塗工ヘッド１の間を、特には弾性層形成用材料流路２２を、例えば耐圧ホース等のフレキシブルな配管を用いて接続することが好ましい。
【００３９】
また上把持軸１７および下把持軸２０および塗工ヘッド１を同時に水平移動させることも可能である。その場合、軸芯体１０２を水平移動させるための上把持軸および下把持軸の水平移動方向と、環状塗工ヘッド１の水平移動方向を逆にすることが好ましい。軸芯体と環状塗工ヘッドが逆方向に水平移動することによって、環状吐出口と軸芯体との隙間の変化量（単位時間当たり）が大きくなり、液切れ効果がより大きくなる。
【００４０】
工程（ｉｉｉ）における水平移動の方法としては、特にこれらに限定されない。軸芯体１０２および環状塗工ヘッド１の移動範囲は、環状吐出口の直径と軸芯体の直径を考慮して、軸芯体と環状塗工ヘッドが互いに干渉しない範囲とするが、その数値は弾性層形成用材料等に応じて適宜選定することができる。
【００４１】
図５に、工程（ｉｉｉ）における軸芯体の中心軸の環状塗工ヘッドに対する相対移動の軌跡プロファイルの例を示す。図５は、中心孔の内壁３を横切る水平面における、中心孔２と軸芯体１０２の相対位置を模式的に示す。水平移動の開始時点では、中心孔２の中心と、軸芯体１０２の中心とが一致しており、その点が図５のｘ−ｙ座標系の原点である。図５（ａ）〜（ｄ）では、中心孔２を固定し、すなわち環状塗工ヘッド１を固定し、軸芯体１０２を水平移動させており、軸芯体の中心軸の軌跡を軌跡プロファイル５１として示している。図５（ｅ）においては、軸芯体１０２を固定し、中心孔２を水平移動させており、すなわち環状塗工ヘッド１を水平移動させており、中心孔２の中心軸の軌跡を軌跡プロファイル５１として示している。
【００４２】
図５に示すように、水平移動の軌跡プロファイル５１としては、図５（ａ）に示す十字型、図５（ｂ）に示す五角型、図５（ｃ）に示す八角型などの直線（折れ線を含む）状の軌跡プロファイルでもよい。その軌跡は液切れ工程中に逆方向に移動するように往復する軌跡プロファイルとしてもよい。
【００４３】
工程（ｉｉｉ）において、図５（ｄ）、図５（ｅ）のように軸芯体１０２の中心軸の軌跡を、環状塗工ヘッド１の中心軸（すなわち中心孔２の中心軸）を基点として相対的に旋回軌跡プロファイルとすることがより好ましい。つまり軸芯体の中心軸が、環状塗工ヘッドの中心軸を基点として、旋回軌跡を描くように、水平方向における環状塗工ヘッド１と軸芯体１０２との相対位置を変化させることが好ましい。工程（ｉｉｉ）において軸芯体の中心軸の軌跡の全部が旋回軌跡であってもよいし、軸芯体の中心軸の軌跡の一部が旋回軌跡であってもよい。
【００４４】
旋回軌跡とは、軸芯体の中心軸の環状塗工ヘッドの中心軸に対する水平方向における相対位置を、環状塗工ヘッドの中心軸を原点とするｒθ座標で表したときに、次の条件を満たす軌跡である。
・軌跡上の全ての点について、θ座標が軌跡に沿って連続的に変化する
・軌跡上の全ての点について、接線がただ一つ存在する。
【００４５】
旋回軌跡としては、環状塗工ヘッドの中心軸に対し軸芯体の中心軸を、環状吐出口に相似な円周状、らせん状、また公知の曲線プロファイルとすることができる。旋回軌跡を採用することにより、軸芯体と環状吐出口との距離が相対的に開いた部分の塗膜に穴が開き、そこから旋回軌跡を経ることで塗膜の穴を起点にスムーズな液切れを行うことができる。図５（ｂ）、（ｃ）に示すような多角軌跡でも同様の効果が得られるが、図５（ｄ）、図５（ｅ）のような旋回軌跡のほうがよりスムーズな塗膜の分離を行うことができる。
【００４６】
さらに工程（ｉｉｉ）中に、環状吐出口４と軸芯体１０２を相対的に鉛直方向に移動させることにより、塗膜の分離が開始した際に、鉛直方向にも塗膜の引き延ばし作用が働き、塗膜の分離作用が強まるため好ましい。このために、環状塗工ヘッド１と軸芯体１０２との相対位置を、鉛直方向に変化させることができる。
【００４７】
さらに工程（ｉｉｉ）中に、軸芯体１０２を自転（特には、軸芯体の中心軸を中心とした回転）させることも可能である。これは、環状吐出口４と軸芯体１０２との隙間の変化には影響しないが、軸芯体自身が回転することで弾性層形成用材料にかかる水平方向のせん断がより強くなり、塗膜の分離作用が強まるため、好ましい。
【００４８】
特にチキソ性の高い高粘度の材料を用いる場合には、シリンダ２４と環状塗工ヘッド１の間を剛性の高い例えば金属製の配管とし、さらにはその間を直線かつ短くした配管とすることが好ましい。これにより、材料吐出時の吐出圧力による配管の膨張・変形を防止し、安定した塗膜形状を得ることが容易になるからである。また、これによりピストン下降による材料の応答性すなわち吐出応答性が向上する。このような材料の場合、例えば図３（ｂ）のような構成とすることで、固定された環状塗工ヘッド１および直線配管を用いても、軸芯体１０２を上把持軸１７および下把持軸２０によって水平移動させることが可能となり、液切れ効果を得ることができる。
【００４９】
〔塗膜の硬化〕
軸芯体１０２の外周面に形成された弾性層形成用材料の層すなわち塗膜は、硬化によって弾性層１０４となる。硬化は、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。
【００５０】
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、円筒形状（ローラ形状）の未硬化物層（弾性層形成用材料の塗膜）を設けた軸芯体１０２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。弾性層形成用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弾性層形成用材料の層との距離、出力等を調整すればよい。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よい。
【００５１】
ここで、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の除去等を目的として、硬化させて形成した弾性層に更に熱処理等を行う二次硬化を行ってもよい。
【００５２】
なお、弾性層形成用材料の層を硬化して得られる弾性層１０４の層厚の目安は、０．５〜１０．０ｍｍである。
【００５３】
必要に応じて、硬化層の端部を適宜切除して、端部の形状を整えることができる。
【００５４】
〔弾性ローラ〕
弾性ローラは画像形成装置及び電子写真プロセスカートリッジに用いられる現像ローラや、帯電ローラなど、電子写真用の弾性ローラとして使用することができる。しかし、特にこれらに限定されず、公知の弾性ローラとして様々な分野において使用することができる。
【００５５】
弾性ローラは、軸芯体１０２の外周面上に弾性層１０４を有する。また、現像ローラに求められる耐磨耗性を高めるために、弾性層１０４の外周面上に表面層を形成してもよい。
【００５６】
〔弾性層形成用材料〕
弾性層形成用材料としては、液状ゴム混合物を用いることができる。この液状ゴム混合物は、液状ゴム組成物と導電性粒子との混合物からなる。液状ゴム組成物の例としては、液状ジエンゴム（例えば、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、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、液状ウレタンゴムが挙げられる。これらの材料は単独で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弾性層に用いてもよい。適度に低硬度であり変形回復力が良好である観点から、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、生産性に優れることから、付加反応架橋型液状シリコーンゴムを用いることがより好ましい。
【００５７】
付加反応架橋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。
【００５８】
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個存在することが望ましい。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、ビニル基及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。
【００５９】
なお、本明細書において、分子量は重量平均分子量であり、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）で測定することができる。まず、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注入する。そして、得られたクロマトグラムと、数種の単分散ポリスチレン標準試料で作成した検量線から、試料の重量平均分子量を算出する。
【００６０】
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、硬化反応を最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、１０００以上１００００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１０００以上５０００以下が特に好ましい。
【００６１】
付加反応架橋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。付加反応架橋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が使用できる。
【００６２】
導電性粒子の例としては、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、ステンレス鋼等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等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が挙げられる。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００６４】
＜弾性層の端部形状測定＞
まず、弾性層の、弾性ローラの軸に沿う方向の端部形状の測定方法について図６を用いて説明する。ここでいう端部形状は、塗工終了時に糸引き部が形成され得る弾性層の端部の表面形状、つまり、工程（ｉ）において鉛直方向下側に位置する弾性層端部における表面形状を意味する。図６（ａ）は弾性ローラを正面から見た図、同図（ｂ）は弾性ローラを側面から見た図である。ただし図６（ａ）において、形状プロファイル測定装置１０６は斜視している。
【００６５】
測定対象である弾性ローラ１０１の軸芯体１０２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１０１を水平に保った。形状プロファイル測定装置１０６を用いて、弾性ローラの最端部から、該弾性ローラの中心軸に沿う方向に長さ２０ｍｍまでの表面形状を測定した。測定ピッチは、０．５ｍｍとした。次いで、該弾性ローラを周方向に１°回転させる毎に、上記と同様にして表面形状を測定し、計３６０回の測定を行って、弾性ローラの周方向についての表面形状の測定値を得た。なお、形状プロファイル測定装置１０６としては、インラインプロファイル測定器（本体コントローラ：ＬＪ−Ｖ７０００（商品名）、センサ：ＬＪ−Ｖ７０６０（商品名）；キーエンス社製）を使用した。このインラインプロファイル測定器は、測定対象にレーザー光を照射し、その反射光を検知することにより、測定対象との距離を計測するものである（図６においてレーザー光を破線で示す）。
【００６６】
上記の測定によって得られた、周方向についての表面形状の測定値の算術平均値を算出し、測定対象である端部ローラの端部の表面形状の平均プロファイルを得た。
【００６７】
次に、図７を用いて液切れ部長さの算出方法について説明する。前述の方法で得られた測定対象の弾性ローラの端部の表面形状プロファイルにおいて、弾性ローラ中央部側から端部に向かって弾性層の厚みが設定値未満となる位置をＰ１とし、弾性層の厚みがゼロとなる位置をＰ２とした。そして、Ｐ１とＰ２との距離を、液切れ部長さとした。
【００６８】
［実施例１］
長さ２８０ｍｍ、外径１０ｍｍの丸棒状軸芯体（快削鋼ＳＵＭ２４Ｌ製）にニッケルメッキを施し、さらに厚み約１μｍでプライマー（商品名：ＤＹ３９−０５１、東レダウコーニング社製）を塗布後、温度１５０℃で３０分間焼き付けし、軸芯体１０２を得た。
【００６９】
両末端にビニル基が置換し、主鎖の９９モル％以上がジメチルポリシロキサンの繰り返し単位である重量平均分子量が３４０００のジメチルポリシロキサンを用意した。このジメチルポリシロキサン１００質量部に、カーボンブラック（商品名：Ｒａｖｅｎ８９０、Ｃｏｌｕｍｂｉａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）１０質量部を配合したベース材料を調製した。このベース材料に、硬化触媒として、塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体１質量部を加えた。さらに、前記ビニル基が置換したジメチルポリシロキサンに含まれるビニル基１モルに対して、ヒドロシリル基が１．２モルとなる量のメチルハイドロジェンポリシロキサンを配合した。このようにして、カーボンブラックを添加した付加反応架橋型液状シリコーンゴムからなる弾性層形成用材料を得た。
【００７０】
弾性ローラの製造には、図２に示した形態の塗工ヘッドを備える、図１に示した構成を有する縦型リングコート機を用いた。塗工ヘッド１に用いられているキャップリング３９の内径（中心穴２の直径）は１１．８ｍｍであった。シリンダ２４は内径が２０ｍｍ、長さが２５０ｍｍの円筒形状であった。シリンダ２４には、予め７３ｍｌの弾性層形成用材料を充填しておいた。
【００７１】
まず、軸芯体下把持軸２０にセットされた軸芯体１０２を、軸芯体上把持軸１７を下降させて、鉛直方向に把持した。その後、把持した軸芯体１０２をブラケット９ａ及び９ｂで下降させ、上把持軸１７の下端と塗工ヘッド１の上端が一致する位置でブラケット９ａ及び９ｂを停止した。
【００７２】
・工程（ｉ）
その後、内径１０ｍｍの第１の弾性層形成用材料流路２２に配設された第１のバルブ２３を開き、軸芯体１０２を上下把持軸で把持したまま鉛直に６０ｍｍ／ｓで上昇させると同時に、ピストン３３を１５ｍｍ／ｓで下降させた。このようにして、シリンダ２４内に充填されていた弾性層形成用材料を塗工ヘッド１から吐出し、軸芯体１０２の外周面上に長さ２７０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの弾性層形成用材料の塗膜を形成した。
【００７３】
・工程（ｉｉ）
環状吐出口に対し軸芯体が鉛直方向に２７０ｍｍの位置に到達した時点で、つまり塗膜の長さが２７０ｍｍになった時点で、軸芯体１０２の鉛直方向の移動を停止し、同時にピストン３３を停止して材料の吐出を停止した。同時に、図５（ａ）に示すように、軸芯体１０２の中心軸の塗工ヘッド１に対する相対移動の軌跡プロファイルが十字状となるように環状塗工ヘッドを水平移動させた（工程（ｉｉｉ））。このとき、環状塗工ヘッドを軸芯体に対してｙ＋方向に移動量８５０μｍで水平移動させ、次いで逆方向（ｙ−方向）に移動量８５０μｍで水平移動させた。さらに環状塗工ヘッドをｙ−方向に移動量８５０μｍで水平移動させた後に逆方向（ｙ＋方向）に移動量８５０μｍで水平移動させた。次いで環状塗工ヘッドをｘ＋方向に移動量８５０μｍで水平移動させ、逆方向（ｘ−方向）に移動量８５０μｍで水平移動させ、さらにｘ−方向に移動量８５０μｍで水平移動させ、液切れ工程を行った。水平移動する際の移動速度は１０ｍｍ／ｓであった。或る方向への移動の完了後から次の移動に移る際には、装置の動作が可能な範囲でスムーズに移動を行い、移動を停止させなかった。またこのとき軸芯体は水平移動させなかった。材料の吐出を停止した時点から塗膜の分離までの時間（以下、「液切れ時間」と呼ぶことがある）は、３．６ｓであった。なお、上記「ｙ＋方向」、「ｙ−方向」、「ｘ＋方向」、「ｘ−方向」は、それぞれ図５における紙面上方向、下方向、右方向、左方向を意味する。
【００７４】
また弾性層形成用材料の吐出停止に続けて、第１のバルブ２３を開いたままピストン３３を１５ｍｍ／ｓの速度で０．５秒間上昇させ、サックバックを行った。その後、ピストン３３を停止させたまま第１のバルブ２３を閉じ、第２のバルブ３５を開いてポンプを稼動させ、シリンダ２４内に弾性層形成用材料を０．９ｍｌ／ｓの流量で供給した。このときピストン３３を３ｍｍ／ｓの速度で上昇させ、弾性層形成用材料のシリンダへの再充填を行った。ピストン３３の上昇が完了すると同時に第２のバルブ３５を閉じた。
【００７５】
次に、上記と同様にして弾性層形成用材料の塗膜を有するローラを４本製造した。すなわち、未硬化の塗膜を有するローラを合計５本製造した。
【００７６】
これら５本のローラを、軸芯体１０２を中心として６０ｒｐｍで回転させつつ、その未硬化の塗膜の表面に、赤外線加熱ランプ（商品名：ＨＹＬ２５、株式会社ハイベック社製）で赤外線（出力１０００Ｗ）を４分間照射し、塗膜を硬化させた。なお、赤外線照射時の塗膜表面とランプの距離は６０ｍｍであり、塗膜表面の温度は２００℃であった。その後、硬化したシリコーンゴムの弾性層の物性を安定させ、弾性層中の反応残渣および未反応低分子分を除去することを目的として、電気炉中２００℃で２時間二次硬化を行った。このようにして軸芯体１０２の外周面上に層厚０．５ｍｍのシリコーンゴム層を弾性層として有する弾性ローラを５本製造した。
【００７７】
得られた５本の弾性ローラについて、前述の方法にて塗布終端（弾性層端部）における液切れ部長さを測定した。さらに５本の弾性ローラの液切れ部長さを平均したところ、その値は３．９ｍｍであった。
【００７８】
表１に、全ての実施例及び比較例について、試験条件及び評価結果を示す。表１において、水平移動の移動手段の欄には、工程（ｉｉｉ）において、上把持軸１７、下把持軸２０及び環状塗工ヘッド１のうちの水平移動させた部材を記載した。
【００７９】
【表１】
2019101088.tif 000003
【００８０】
［実施例２〜８］
各実施例において、液切れ工程での水平移動手段、及び水平移動の軌跡プロファイルを表１に示す通りに変更したこと以外は実施例１と同様にして、同一条件で５本の弾性ローラを製造し、評価した。
【００８１】
［実施例９］
水平移動手段を上把持軸１７および下把持軸２０とし、水平移動の軌跡プロファイルを旋回軌跡としたこと以外は実施例１と同様にして、同一条件で５本の弾性ローラを製造し、評価した。
【００８２】
［実施例１０］
工程（ｉｉｉ）において、水平移動と同時に軸芯体１０２を鉛直方向にも移動させたこと以外は実施例９と同様にして、同一条件で５本の弾性ローラを製造し、評価した。軸芯体の鉛直方向への移動速度は表１に示すとおりとした。
【００８３】
［実施例１１］
工程（ｉｉｉ）において、軸芯体１０２の鉛直方向の移動速度を表１に示すように変更した。また工程（ｉｉｉ）において、水平移動及び鉛直移動と同時に、軸芯体１０２を、軸芯体の中心軸を中心として自転させた。これら以外は実施例１０と同様にして、同一条件で５本の弾性ローラを製造し、評価した。
【００８４】
［比較例１］
工程（ｉｉｉ）を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして、同一条件で５本の弾性ローラを製造し、評価した。
【００８５】
［比較例２］
工程（ｉｉｉ）に替えて、軸芯体１０２を鉛直方向に移動させたこと以外は実施例１と同様にして、同一条件で５本の弾性ローラを製造し、評価した。軸芯体の鉛直方向の移動は実施例１１と同様に行った。
【００８６】
比較例１では工程（ｉ）の後、材料吐出の停止は実施しているが、液切れ工程を実施しなかったため、弾性層形成用材料の引き延ばし作用が働かなかった。そのため液切れできず、液切れ時間は評価できなかった。液切れ部長さも非塗工領域全域となり評価不能であった。比較例２では工程（ｉ）の後、材料吐出の停止を実施し、さらに液切れ工程として水平移動工程は実施せず軸芯体の鉛直方向への移動のみを実施した。この例では、材料の引き延ばし作用は軸芯体の鉛直方向のみ発生しており、水平方向への引き延ばし作用が働いていなかった。そのため液切れ時間が長くなり、液切れ部長さも長くなった。
【符号の説明】
【００８７】
１      環状塗工ヘッド
２      中心孔
３      中心孔の内壁
４      環状吐出口
１７    上把持軸
２０    下把持軸
５１    水平移動の軌跡プロファイル
１０１  弾性ローラ
１０２  軸芯体
１０３  弾性層形成用材料
１０４  弾性層
【図１】
2019101088.tif 000004
【図２】
2019101088.tif 000005
【図３】
2019101088.tif 000006
【図４】
2019101088.tif 000007
【図５】
2019101088.tif 000008
【図６】
2019101088.tif 000009
【図７】
2019101088.tif 000010
【図８】
2019101088.tif 000011
【図９】
2019101088.tif 000012