(57)【要約】【課題】均一な被覆層を形成することができるゴムローラの製造装置を提供する。【解決手段】ゴムローラの製造装置は、原料ゴムローラ１の芯金の両端部を覆った状態で芯金を把持固定する把持部２，４を有する。ゴムローラの製造装置は、原料ゴムローラ１の外周を取り囲んだ状態で原料ゴムローラ１の長手方向に移動可能であり、被覆層を成す塗工液を原料ゴムローラ１の外周に吐出する塗工ヘッド６をさらに有する。把持部２，４の塗工液が塗布される被塗布面の算術平均粗さＲａが０．７μｍ以上２．０μｍ以下である。【選択図】図１
2008304002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、前記芯金の両端部を露出させた状態で前記芯金の外周上に形成された弾性体層とを有する原料ゴムローラの前記弾性体層上に被覆層を形成するゴムローラの製造装置において、
前記芯金の両端部を覆った状態で前記芯金を把持固定する把持手段と、
前記原料ゴムローラの外周を取り囲んだ状態で前記原料ゴムローラの長手方向に移動可能であり、前記被覆層を成す塗工液を前記原料ゴムローラの外周に吐出する塗工ヘッドと、を有し、
前記把持手段の前記塗工液が塗布される被塗布面の算術平均粗さＲａが０．７μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とするゴムローラの製造装置。
【請求項２】
前記把持手段は前記芯金を鉛直方向に立てた状態で把持固定する、請求項１に記載のゴムローラの製造装置。
【請求項３】
前記把持手段の前記被塗布面がブラスト処理されている、請求項１または２に記載のゴムローラの製造装置。
【請求項４】
前記把持手段を構成する素材がＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０のいずれか１つである、請求項１から３のいずれか１項に記載のゴムローラの製造装置。
【請求項５】
電子写真装置に備えられて画像形成に用いられるゴムローラであって、請求項１から４のいずれか１項に記載のゴムローラの製造装置によって製造されていることを特徴とするゴムローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムローラの製造装置に関する。特に、本発明は、電子写真装置や複写機などの画像形成装置に備えられて、現像、帯電、転写、定着、加圧、クリーニング、除電等に用いられるゴムローラの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴムローラへの塗工液の塗工は、ゴムローラを把持手段にて定位置に固定し、塗工ヘッド内周上に設けられた吐出ノズルから被覆層を形成する塗工液を吐出させながら塗工ヘッドをゴムローラに対して長手方向に相対移動させて行っていた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−１７１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の塗工工程では、ゴムローラのゴム部以外の部分である、塗工マスキングを兼ねた把持手段も同時に塗工するために、塗工液が把持手段に付着してしまうことがある。把持手段に付着した塗工液が、乾燥する前に把持手段からゴムローラのゴム部へ流れ出してしまうと、塗工むらが生じ、被覆層が不均一になるという不良が発生してしまう。
【０００４】
導電性ローラを電子写真装置や複写機などの画像形成装置において帯電ローラとして使用する場合、ゴムローラは、感光ドラムに圧接させられ、表面に所定の極性の電位で一様に帯電処理がなされる。そのため、導電性ローラの外径精度、表面粗さの均一性、さらには弾性体層上に形成された被覆層の均一性は重要である。しかし、上記のように塗工液の塗工むらがあると被覆層が不均一になるため、導電性ローラの抵抗値にばらつきが生じ、感光ドラム表面を均一に帯電することができずに画像不良を生じさせてしまう。
【０００５】
そこで本発明は、均一な被覆層を形成することができるゴムローラの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のゴムローラの製造装置は、芯金と、前記芯金の両端部を露出させた状態で前記芯金の外周上に形成された弾性体層とを有する原料ゴムローラの前記弾性体層上に被覆層を形成するゴムローラの製造装置において、前記芯金の両端部を覆った状態で前記芯金を把持固定する把持手段と、前記原料ゴムローラの外周を取り囲んだ状態で前記原料ゴムローラの長手方向に移動可能であり、前記被覆層を成す塗工液を前記原料ゴムローラの外周に吐出する塗工ヘッドと、を有し、前記把持手段の前記塗工液が塗布される被塗布面の算術平均粗さＲａが０．７μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、均一な被覆層を形成することができるゴムローラの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】
【０００８】
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。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係るゴムローラの製造装置の概略構成を示す図である。図２は、図１に示した塗工ヘッド及び上側把持部を一部を破断した状態で示す図である。
【００１０】
本実施形態のゴムローラの製造装置は、原料ゴムローラ１を鉛直方向に立てた状態で把持固定する把持手段を構成する上側把持部２及び下側把持部４を有している。原料ゴムローラ１は、両端部が露出した芯金９と、芯金９のそれ以外の外周上に被膜された導電性弾性体層８とを有している。原料ゴムローラ１の上端には上側把持部２がシリンダ３によって押し付けられ、原料ゴムローラ１の下端には下側把持部４がシリンダ５によって押し付けられている。このようにして、原料ゴムローラ１は上側把持部２と下側把持部４とによって把持されている。なお、この状態では原料ゴムローラ１の両端部において露出している芯金９はこれらの把持部２，４によって覆われている。したがって、塗工液の塗布工程中に原料ゴムローラ１の両端部の芯金９に塗工液が付着することはない。
【００１１】
本実施形態のゴムローラの製造装置は、原料ゴムローラ１の表面に被覆層を形成する塗工液を塗布する塗工ヘッド６を有している。塗工ヘッド６は、原料ゴムローラ１の周囲を取り囲む構成を有している。塗工ヘッド６は、不図示の駆動手段によって駆動されて、原料ゴムローラ１の長軸方向である図示矢印７方向に移動可能である。
【００１２】
ここで図２を参照すると、塗工ヘッド６は、塗工液が供給される液供給口１４と、塗工液を吐出する吐出ノズル１１とを有している。吐出ノズル１１は塗工ヘッド６の内面全周にわたって形成されている。吐出ノズル１１と液供給口１４との間には３つの液分配室１３が形成されており、それらの液分配室１３同士の間には液絞り部１２が形成されている。このように構成された塗工ヘッド６では、液供給口１４から塗工ヘッド６内に供給された塗工液は、液分配室１３及び液絞り部１２を通って吐出ノズル１１へ送られる。そして、塗工液を吐出ノズル１１から吐出させながら塗工ヘッド６を図示矢印７方向へ移動させることにより、原料ゴムローラ１の外周面に塗工液が塗布される。なお、塗工ヘッド６の移動領域は各把持部２，４にも及んでいるため、この塗布工程中に各把持部２，４の一部の表面（被塗布面）にも塗工液が塗布される。
【００１３】
本実施形態における上側把持部２及び下側把持部４の各々の表面の算術平均粗さＲａは、０．７μｍ以上２．０μｍ以下である。
【００１４】
各把持部２，４の被塗布面の算術平均粗さＲａがこの範囲であれば、それらの表面の表面積は付着した塗工液の乾燥を適度に早めるのに効果的な表面積となり、上側把持部２に付着した塗工液がゴムローラ１へ流れ落ちることを防ぐことができる。
【００１５】
これに対し、把持部２，４の被塗布面の算術平均粗さＲａが０．７μｍよりも小さいと、把持部２，４の表面に付着した塗工液の乾燥を早める効果が小さくなり、上側把持部２に付着した塗工液がゴムローラ１へ流れ落ちてしまうことがある。この場合には、ゴムローラ１へ流れ落ちた塗工液によって塗工むらが生じてしまう。また、把持部２，４の被塗布面の算術平均粗さＲａが２．０μｍよりも大きいと、把持部２，４の被塗布面に付着した塗工液の乾燥を早める効果が大きくなりすぎてしまう。この場合には、ゴムローラ１の表面にスジ等の塗工不良が発生してしまう。このように、各把持部２，４の被塗布面の算術平均粗さＲａが上記の範囲内でない場合には、ゴムローラ１の表面に均一な被覆層を形成できないことがある。
【００１６】
把持部２，４の被塗布面の算術平均粗さＲａを上記の範囲に加工する手段は特に限定されないが、等方性が高いブラスト処理が好ましい。ブラスト処理に使用する研磨剤は、目的の粗さが得られれば良く、例えば、セラミック系、ガラス系、金属系、樹脂系、植物系等のいずれを用いてもよい。この際、ブラスト処理に使用する研磨剤の大きさは、１２５μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。
【００１７】
加えて、把持部２，４の素材は塗工液の溶剤に侵されないもので、かつ塗工液の濡れ性が良いものが好ましく、ＳＵＳ（ステンレス鋼）材が適当である。特に、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４４０のいずれかを用いることが好ましい。
【００１８】
ここで、本実施形態には、粘度が０．１ｍＰａ・ｓ以上１０００ｍＰａ・ｓ以下の塗工液を用いることが好ましい。塗工液の粘度が０．１ｍＰａ・ｓより小さい場合、把持部２，４の被塗布面に付着した塗工液の乾燥を適度に早める効果が小さく、上側把持部２からゴムローラ１への塗工液の流れ出しが発生して塗工むらが生じてしまう。一方、塗工液の粘度が１０００ｍＰａ・ｓより大きい場合、塗工液が把持部２，４の被塗布面に均一に濡れ広がり難く、スジ等の塗工不良が発生してしまう。
【００１９】
図３は図１等に示したゴムローラの製造装置によって製造された導電性ゴムローラを示す図であり、図４は図３に示す導電性ゴムローラの断面図である。
【００２０】
本実施形態のゴムローラの製造装置によって製造された導電性ゴムローラ１５は、芯金９の両端部以外に形成された導電性弾性体層８の上に被覆層１０が形成されている。この導電性ゴムローラ１５は、例えば、電子写真装置に備えられて画像形成に用いることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、実施形態のゴムローラの製造装置を、電子写真用の帯電ローラの製造方法に適用した場合の実施例について、図面を参照して説明する。
【００２２】
まず、本実施例において、把持部２，５の被塗布面の算術平均粗さＲａは、ＪＩＳ・Ｂ・０６０１（１９９４）に基づいて測定した。測定機には株式会社小坂研究所製のサーフコーダＳＥＦ３５００を用い、測定条件は、カットオフ０．８ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍ、測定速度０．０５ｍｍ／ｓとした。なお、測定位置は周方向１２０°ごとの３ヶ所であり、これらの平均値を把持部２，４の被塗布面の算術平均粗さＲａとした。
【００２３】
導電性ゴムローラの被覆層の欠陥は、目視により観察して、下記のように評価を行った。評価Ａは「塗工むら等の欠陥が全く無い」、評価Ｂは「塗工むら等の欠陥がほとんどない」、評価Ｃは「塗工むら等の欠陥がある」をそれぞれ意味している。
【００２４】
また、製造した導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして用いた際の画像の欠陥は、導電性ゴムローラを電子写真用カートッリジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、これを目視により観察して下記のように評価を行った。評価Ａは「画像むら等の欠陥が全く無い」、評価Ｂは「画像むら等の欠陥がほとんどなく、実用上問題ない」、評価Ｃは「画像むら等の欠陥がある（実用上不具合がある）」をそれぞれ意味している。
【００２５】
（実施例１）
＜原料ゴムローラの作製＞
ＪＳＲ株式会社製のアクリロニトリル・ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）「Ｎ２３０ＳＶ（商品名）」を１００質量部、堺化学工業株式会社製の酸化亜鉛２種を５質量部、日本油脂株式会社製のステアリン酸亜鉛を１質量部、用意する。さらに、東海カーボン株式会社製のカーボンブラック「トーカブラック＃７３６０ＳＢ（商品名）」を４８質量部、丸尾カルシウム株式会社製の炭酸カルシウム「ナノックス＃３０（商品名）」を２０質量部、用意する。これらを加圧ニーダーで１５分間混練する。その混練物に、鶴見化学工業株式会社製の硫黄「Ｓｕｌｆａｘ ＰＭＣ（商品名）」を１．２質量部、大内新興化学工業株式会社製のテトラジベンジルチウラムジスルフィド「ノクセラーＴＢｚＴＤ（商品名）」を４．５質量部、加える。そして、２本ロールを用いてその混練物を１５分間混練して、未加硫ゴム組成物を作製する。
【００２６】
続いて、クロスヘッド押出し機を用いて未加硫ゴム組成物を外径６ｍｍ、長さ２５２ｍｍの芯金９と一体に押出して、芯金９の外周に円筒状に導電性弾性体層（ゴム部）８を成形し、これを１６０℃で１時間加熱加硫する。その後、回転砥石を用いた乾式研磨を行い、導電性弾性層（ゴム部）８の外径が８．５ｍｍの原料ゴムローラ１を作製する。
【００２７】
＜被覆層の形成＞
被覆層形成用の塗工液として、シリコン樹脂からなる固形分が１．０％となるように希釈したエタノール溶液を、液供給手段であるシリンジポンプを介して塗工ヘッド６に繋がれた容器に入れ、塗工液を塗工ヘッド６内に充填した。なお、この塗工液の粘度は１．２ｍＰａ・ｓ（東機産業株式会社製のＥ型粘度計ＲＥ１０５Ｌで測定）であった。
【００２８】
次に、把持手段として、ＳＵＳ３０４で構成され、かつ被塗布面にブラスト処理が施されておりその算術平均粗さＲａが０．７μｍである上側把持部２及び下側把持部４を用いて、原料ゴムローラ１を定位置に固定した。塗工液を、塗工ヘッド６の内円周上に設けられた吐出ノズル１１より吐出させながら、塗工ヘッド６を上側把持部２から下側把持部３へ向かう方向に移動させながら塗工した。その後、紫外線を照射して樹脂（塗工液）を硬化させて被覆層１０を形成した。
【００２９】
塗工の際、上側把持手段２からゴムローラ１のゴム部８への塗工液の流れ出しの有無を観察したところ、塗工液の流れ出しの発生はなく、被覆層１０の外観目視検査においては、塗工むら等の欠陥はなかった。
【００３０】
得られた導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして電子写真用カートッリッジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、目視により画像を評価した結果、本実施例の導電性ゴムローラに起因する画像不良は見られなかった。その結果を下記の表１に示す。
【００３１】
（実施例２）
把持手段として、ＳＵＳ３０４で構成され、かつ被塗布面にブラスト処理が施されておりその算術平均粗さＲａが１．４μｍである上側把持部２及び下側把持部４を用いた他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラ１５を得た。
【００３２】
塗工の際、上側把持手段２からゴムローラ１のゴム部８への塗工液の流れ出しの有無を観察したところ、塗工液の流れ出しの発生はなく、被覆層１０の外観目視検査においては、塗工むら等の欠陥はなかった。
【００３３】
また、得られた導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして電子写真用カートッリッジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、目視により画像を評価した結果、本実施例の導電性ゴムローラに起因する画像不良は見られなかった。その結果を下記の表１に示す。
【００３４】
（実施例３）
把持手段として、ＳＵＳ３０４で構成され、かつ被塗布面にブラスト処理が施されておりその算術平均粗さＲａが２．０μｍである上側把持部２及び下側把持部４を用いた他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラ１５を得た。
【００３５】
塗工の際、上側把持手段２からゴムローラ１のゴム部８への塗工液の流れ出しの有無を観察したところ、塗工液の流れ出しの発生はなく、被覆層１０の外観目視検査においては、塗工むら等の欠陥はなかった。
【００３６】
また、得られた導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして電子写真用カートッリッジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、目視により画像を評価した結果、本実施例の導電性ゴムローラに起因する画像不良は見られなかった。その結果を下記の表１に示す。
【００３７】
［比較例１］
把持手段として、ＳＵＳ３０４で構成され、かつ被塗布面にブラスト処理が施されておりその算術平均粗さＲａが０．５μｍである上側把持部２及び下側把持部４を用いた他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラ１５を得た。
【００３８】
塗工の際、上側把持手段２からゴムローラ１のゴム部８への塗工液の流れ出しの有無を観察したところ、塗工液の流れ出しが発生し、被覆層１０の外観目視検査においては、塗工むら等の欠陥が見られた。
【００３９】
また、得られた導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして電子写真用カートッリッジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、目視により画像を評価した結果、本比較例の導電性ゴムローラに起因する画像不良が見られた。その結果を下記の表１に示す。
【００４０】
［比較例２］
把持手段として、ＳＵＳ３０４で構成され、かつ被塗布面にブラスト処理が施されておりその算術平均粗さＲａが０．６μｍである上側把持部２及び下側把持部４を用いた他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラ１５を得た。
【００４１】
塗工の際、上側把持手段２からゴムローラ１のゴム部８への塗工液の流れ出しの有無を観察したところ、わずかに塗工液の流れ出しが発生し、被覆層１０の外観目視検査においては、小さな塗工むらが見られた。
【００４２】
また、得られた導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして電子写真用カートッリッジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、目視により画像を評価した結果、本比較例の導電性ゴムローラに起因する画像不良が見られた。その結果を下記の表１に示す。
【００４３】
［比較例３］
把持手段として、ＳＵＳ３０４で構成され、かつ被塗布面にブラスト処理が施されておりその算術平均粗さＲａが２．１μｍである上側把持部２及び下側把持部４を用いた他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラ１５を得た。
【００４４】
塗工の際、上側把持手段２からゴムローラ１のゴム部８への塗工液の流れ出しの有無を観察したところ、塗工液の流れ出しは発生しなかったが、被覆層１０の外観目視検査においては、小さなスジ状の塗工むらが見られた。
【００４５】
また、得られた導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして電子写真用カートッリッジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、目視により画像を評価した結果、本比較例の導電性ゴムローラに起因する画像不良が見られた。その結果を下記の表１に示す。
【００４６】
［比較例４］
把持手段として、ＳＵＳ３０４で構成され、かつ被塗布面にブラスト処理が施されておりその算術平均粗さＲａが２．２μｍである上側把持部２及び下側把持部４を用いた他は実施例１と同様にして導電性ゴムローラ１５を得た。
【００４７】
塗工の際、上側把持手段２からゴムローラ１のゴム部８への塗工液の流れ出しの有無を観察したところ、塗工液の流れ出しは発生しなかったが、被覆層１０の外観目視検査においては、小さなスジ状の塗工むらが見られた。
【００４８】
また、得られた導電性ゴムローラ１５を帯電ローラとして電子写真用カートッリッジに組み込み、２３℃，湿度６０％の環境でハーフトーンの画像を出力し、目視により画像を評価した結果、本比較例の導電性ゴムローラに起因する画像不良が見られた。その結果を下記の表１に示す。
【００４９】
【表１】
2008304002.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るゴムローラの製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した塗工ヘッド及び上側把持部を一部を破断した状態で示す図である。
【図３】図１等に示したゴムローラの製造装置によって製造された導電性ゴムローラを示す図である。
【図４】図３に示す導電性ゴムローラの断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    原料ゴムローラ
２    上側把持部
４    下側把持部
６    塗工ヘッド
【図１】
2008304002.tif 000004
【図２】
2008304002.tif 000005
【図３】
2008304002.tif 000006
【図４】
2008304002.tif 000007