(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴム弾性層表面を全面にわたって一様な表面平滑性に加工することを可能とするゴムロールの製造方法を提供する。【解決手段】軸体の外周上に少なくとも一層のゴム弾性層を設け、円筒研削機３により該ゴム弾性層の表面を研削加工して該ゴム弾性層表面及び寸法を形成するゴムロールaの製造方法において、前記円筒研削機３の把持冶具eにて前記ゴムロールaの軸体部を固定する際、該ゴム弾性層端部と該把持冶具eとの間隙に補助冶具eを固定して研削加工を行なうことを特徴とするゴムロールaの製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周上に少なくとも一層のゴム弾性層を設け、円筒研削機により該ゴム弾性層の表面を研削加工して該ゴム弾性層表面及び寸法を形成するゴムロールの製造方法において、前記円筒研削機の把持冶具にて前記ゴムロールの軸体部を固定する際、該ゴム弾性層端部と該把持冶具との間隙に補助冶具を固定して研削加工を行なうことを特徴とするゴムロールの製造方法。
【請求項２】
前記補助冶具が、切り欠き部を有しており、該補助冶具の外周面の面積が、該切り欠き部を有していないとしたときの形状の外周面の面積に対し８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のゴムロールの製造方法。
【請求項３】
前記ゴムロールが、中央部を頂点とするクラウン形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のゴムロールの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の製造方法により製造されたゴムロールであって、前記ゴム弾性層がゴム成分としてエピクロルヒドリンゴム系ゴムを含有することを特徴とするゴムロール。
【請求項５】
前記ゴム弾性層が、ソリッドゴムからなるゴム弾性層であり、且つ該ゴム弾性層のアスカーＣ硬度が６０°以下であることを特徴とする請求項４に記載のゴムロール。
【請求項６】
前記ゴム弾性層が、ゴム成分１００質量部に対し３０質量部以下の充填剤を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載のゴムロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンター等に組み込まれる給紙ロール、帯電ロール、転写ロール、現像ロール、トナー供給ロール、クリーニングロール等として用いられるゴムロール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸体の外周上にゴム弾性層を設け、該ゴム弾性層の外周面を研削加工する一般的なゴムロールの製造方法として次のようなものを挙げることができる。すなわち、まず、軸体（芯金）に加硫されたゴムチューブを被覆し接着して又はクロスヘッド押出成形によって軸体と一体的に形成された未加硫ゴム層を加硫し、それぞれを必要なゴム長さに両端部を切断して軸体の外周上にゴム弾性層を設けたロールを作製する。次に、円筒研削機によってこのロールのゴム弾性層の外表面を研削加工して必要な形状、外径寸法とし、塗工やチューブ被覆を行って必要な表面性を付与してゴムロールを得る。近年の円筒研削加工においては、タクトの短縮と表面性の向上のため必要ゴム長さを同時に研削できるプランジタイプの研削装置を用いる方法が主流となっている。
【０００３】
一方、電気特性を重要とする複写機やプリンター等に組み込まれるゴムロールは、感光体や当接するロール等に対し電気的、物理的に均一であることが要求される。このため、ゴムロール全面にわたって一様なニップ幅及び当接による圧縮力に対して充分な回復性を有する必要がある。近年、導電性を有するゴムロールのゴム層として、求められる抵抗値により、各種のエピクロルヒドリンゴム系ゴムが単独で若しくはブレンドされて又は他ポリマーとブレンドされて用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
これらエピクロルヒドリンゴム系ゴムを用いて電気的均一性に優れた弾性体を得ることは可能である。低硬度化の要求に対しては、一般的には、エピクロルヒドリンゴム系ゴムに可塑剤を添加する方法がとられる。しかしながら、エピクロルヒドリンゴム系ゴムに一般的なエピクロルヒドリンゴム系ゴムに使用される可塑剤を用いた場合、長期間使用すると可塑剤が染み出し、悪影響を及ぼしやすくなるという問題がある。具体的には、例えば、このような可塑剤を含有するエピクロルヒドリンゴム系ゴムからなるゴム層を有する導電性ロールは、可塑剤が染み出し感光体を部分変質（感光体汚染）させ、画像に影響を及ぼし易くなるという問題がある。可塑剤を用いず低硬度の導電性弾性体を得るには、架橋密度を低いものにする、又は、炭酸カルシウム等の充填剤を含まない若しくは充填剤の添加量が少量のゴム組成物を用いるなどの方法がある。しかしながら、架橋密度の低いゴムは、一般的に、圧縮永久歪みが悪く、充填剤を含まない若しくは充填剤の添加量が少量のゴム組成物を用いたものは、研削加工性が悪く寸法精度や表面粗さに劣るといった問題点があった。
【０００５】
また、ゴムロールの円筒研削において寸法精度の向上及び表面平滑性の向上に対してはワークの高精度把持、研削量の安定化などが図られている。当接均一性の点から中央部を頂点としたクラウン形状に加工する場合、研削に使用する砥石をクラウン形状にドレッシングして研削する。このため、傾斜した砥石面でゴムロールを研削することとなり、特に端部付近においては垂直な力に対し、左右に逸れる分力として作用する（例えば、図２中の分力ｂ）。この分力により、ゴムロールの端部付近においてはゴム層が更に端部方向に変形することによる逃げ（歪み）によって（例えば、図２中の逃げｃ）、端部付近はワークにびびりが生じたような粗さが発生する。近年、複写機やプリンター等に組み込まれるゴムロールに高機能、高精細化が要求される中にあって、次工程である塗工に対してもゴムロール面の高表面平滑性が求められ端部付近のびびり模様は大きな課題の一つとなっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８７４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明は、ゴムロールの製造方法において、ゴム弾性層表面を全面にわたって一様な表面平滑性に加工することを可能とするゴムロールの製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成した本発明のゴムロールの製造方法は、軸体の外周上に少なくとも一層のゴム弾性層を設け、円筒研削機により該ゴム弾性層の表面を研削加工して該ゴム弾性層表面及び寸法を形成するゴムロールの製造方法において、前記円筒研削機の把持冶具にて前記ゴムロールの軸体部を固定する際、該ゴム弾性層端部と該把持冶具との間隙に補助冶具を固定して研削加工を行うことを特徴とする。
また、上記課題を解決した本発明のゴムロールは、上記本発明のゴムロールの製造方法により製造されたゴムロールであって、前記ゴム弾性層がゴム成分としてエピクロルヒドリンゴム系ゴムを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように、本発明によれば、ゴム弾性層端部と円筒研削機の把持冶具との間隙に補助冶具を固定して研削加工を行なうことによって、該ゴム弾性層全面にわたって一様な表面平滑性を持ったゴムロールを作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、軸体の外周上に少なくとも一層のゴム弾性層を設け、円筒研削機により該ゴム弾性層の表面を研削加工して該ゴム弾性層表面及び寸法を形成するゴムロールの製造方法に関する。このゴムロールの製造方法においては、前記円筒研削機の把持冶具にて前記ゴムロールの軸体部を固定する際、前記ゴム弾性層端部と前記把持冶具との間隙に補助冶具を固定して前記ゴム弾性層の表面の研削加工を行う。
【００１１】
以下、図を参照しながら本発明について詳しく説明する。
本発明のゴムロールの製造方法においては、軸体（芯金）1の外周上に少なくとも１層のゴム弾性層２を設けてゴムロール前駆体（ワークゴムロールと表すことがある）を作製する（図１参照）。そして、円筒研削機でこのワークゴムロールのゴム弾性層２の表面及び寸法を形成してゴムロールを作製する（図３参照）。
【００１２】
ワークゴムロールの作製方法は、特に限定されるものではなく、例えば、次のような方法により作製することができる。予めチューブ状の加硫ゴムを作製し、これに軸体を圧入して軸体の外周上にゴム弾性層を設ける。必要なゴム弾性層長さにおける部位を接着剤層を介して密着させ、必要なゴム弾性層長さ位置で該ゴム弾性層を切除して軸体の両端に軸受部を設け、図１に示されているようなワークゴムロールを作製する。あるいは、クロスヘッドダイを備えた押出機を用いて未加硫ゴムコンパウンドを軸体の外周上に軸体を中心とし、ヘッド内で進行しながら密着を行い、所望の外径を形成する口金ダイスを通過することによって一体的に押し出し、未加硫ゴムコンパウンド層を形成する。そして、これをバッチ式熱風炉もしくは連続的に投入、排出されるコンベア−式熱風炉にて加硫に必要な熱履歴を得るだけの有効温度、有効時間加硫をし、同時に軸体とゴムを接着してゴム弾性層を形成する。その後、軸体の両端部のゴム弾性層を切除して軸体の両端部に摺動部を設けワークゴムロールを作製してもよい。
【００１３】
上記加硫ゴムチューブ又は未加硫ゴムコンパウンド層を作製又は形成するための原材料のゴム成分は、特に限定されるものではなく、一般的にゴムロールの作製の際に用いられるゴム成分であれば特に制限なく用いることができる。例えば、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲと表す）、エピクロルヒドリンエチレンオキサイド共重合体ゴム(ＥＣＯと表す）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯと表す）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭと表す）、エチレンプロピレンゴム(ＥＰＭと表す）、イソプレンゴム（ＩＲと表す）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲと表す）、クロロプレンゴム（ＣＲと表す）、ブチルゴム(ＩＩＲと表す）等を用いることができる。これらゴム成分は、単独で若しくは２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらゴム成分のなかでは、エピクロルヒドリンゴム系ゴムである、ＥＣＯ又はＣＯを用いることが好ましい。ゴム成分としてエピクロルヒドリンゴム系ゴムを用いるとイオン導電を特徴とする電気特性が現れることにより他種のゴム成分を用いたものと比べ均一な電気特性のゴムロールが得られ好ましい。
【００１４】
また、上記ゴム成分と共に、一般に使用される添加剤、例えば、カーボンブラック等の補強剤、炭酸カルシウム等の充填剤、老化防止剤、加工助剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫促進剤、加硫剤、発泡剤等を必要に応じて用いることができる。
【００１５】
上記未加硫ゴムコンパウンドの調製方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いて調製することができる。例えば、上述したゴム成分、添加剤等を、密閉型混練機を用いて混練し、更に、オープンロール機を用いて加硫に必要な加硫剤、促進剤等の混練を行なうことにより調製することができる。
【００１６】
軸体の外周上に設けられたゴム弾性層は、ソリッドタイプのものでも発泡タイプのものでもいずれも可能である。本発明の効果を高めるより好ましい形態は、ソリッドゴムからなるゴム弾性層であり、且つ、該ゴム弾性層のアスカーＣ硬度（日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ  ０１０１に基き、アスカーＣ型硬度計を用いて測定した硬度）が６０°以下であることが好ましい。このようなゴム弾性層とすることにより研削時に端部付近で砥石の垂直方向の力に対し、ゴム層が端部方向に逃げる現象はゴム硬度が低いほうがその傾向が強く、アスカーＣ硬度６０°以下で顕著になるため本発明の効果として大きくなり好ましい。また、ゴム弾性層はゴム成分１００質量部に対し充填剤を３０質量部以下含むことが好ましい。充填剤を３０質量部以下含むことで、ゴム弾性の挙動が強く、端部方向に逃げる現象が多いゴム成分とすることができる。
【００１７】
この様にして用意されたワークゴムロールａは、必要ゴム長以上の幅を持つ研削砥石を使用できる円筒研削機に取り付けられる。ワークゴムロールａは、円筒研削機に具備されるワーク回転の主軸となる主軸側コレットチャック６と、高精度で、対をなす、同期回転又は連れ回りする反主軸側コレットチャック５により精度良く把持される。この際、両コレットチャック端面とワークゴムロールａのゴム弾性層２の端面との間に数ミリの間隙ｄが生ずる(図２参照）。これはワークゴムロールａを円筒研削機固定軸に脱着するためのハンドリング機構が入る間隙が設けられていること、又は、研削砥石がゴム長よりも長く設計されていることによる。
【００１８】
上記間隙が存在すると、回転砥石４が、ワークゴムロールａを研削して丸棒タイプのロール形状とする場合には、回転砥石に掛けられた力の軸体１に平行な方向の分力は小さいか、殆ど無視できる程度であり、その分力に拠る研削不具合は、大きくない。しかし、ワークゴムロールをクラウン状に研削する場合、軸体に対して垂直にかけられた砥石の押し圧は、その研削面が、クラウン形状であるために、軸体方向に対して斜め方向の分力が生じ、これが、研削時に不具合を起こす。この分力の掛かる端部とコレットチャックの間に隙間があるとその遊びの為に、回転砥石の回転時の振動が、増幅されて、ワークゴムロール表面の研削が、十分な状態で行われない。
【００１９】
そこで、本発明においては、把持冶具にてワークゴムロールの軸体部を固定する際に、ゴム弾性層端部と把持冶具との間隙ｄに補助冶具を固定して研削加工を行う。具体的には、ワークゴムロールのゴム弾性層２端面と両コレットチャックとの間隙部に露出する軸体部に補助冶具ｅを装填して固定する。
【００２０】
補助冶具ｅは、ナイロン若しくはポリアセタール等の樹脂又は真鍮若しくはアルミニウムといった軽量金属等で作製されたものであってもよい。補助冶具ｅの形状は、研削作業に支障なく、ゴム弾性層端部と把持冶具との間隙ｄに固定することができれば、特に限定されない。補助冶具ｅの形状としては、円柱形状のみならず、軸体への脱着を簡易化するために、例えば、図４に示したようなＣ字型の、一部切り欠き部を有するものや、円柱を１８０°で２分し凹凸のピンで嵌め合わせた構造を有するもの等を好ましく用いることができる。補助冶具として切り欠き部を有するものを用いるときは、該補助冶具の外周面の面積が、該切り欠き部を有していないとしたときの形状の外周面の面積の８０％以上であるものを用いることが好ましい。このような形状を有する補助冶具を用いると、ゴム弾性層表面を全面にわたって一様な表面平滑性に加工することが可能となる。また、該補助冶具は、該補助冶具の外周面の面積が、該切り欠き部を有していないとしたときの形状の外周面の面積の９０％以上であるものを用いるとより好ましい。
【００２１】
その後、要求されるクラウン形状を得るためにドレス加工された回転砥石４が高精度で回転するワークゴムロールに一定速度で押し当てられることでゴム弾性層の研削加工がなされ該ゴム弾性層の表面及び寸法が形成されゴムロールが得られる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例を挙げてさらに本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。また、本実施例において、他の内容を示すことが明示されていないかぎり、「部」は「質量部」を表す。
【００２３】
本実施例で得られたゴムロールについて下記の評価を行った。
（１）外径の評価
得られたゴムロールの軸体の摺動部をＶブロックで受け回転させながら、レーザー測長機（（株）キーエンス製レーザー測長機）を用いてゴムロールの長手（軸）方向に２．４mmピッチでソートし外径を測定した。
【００２４】
（２）表面粗さの評価
接触式表面粗さ計（保坂研究所（株）製）を用い、２５本のゴムロールのゴム弾性層の十点平均粗さＲｚｊｉｓをＪＩＳ  Ｂ ０６０１により測定した。ゴム弾性層の長手方向中央位置（「Ｃｅｎｔｅｒ」と表す。）、該ゴム弾性層の中央位置から長手方向左側５０ｍｍ、９０ｍｍおよび１１０ｍｍの位置（各々の位置を、「Ｌ５０」、「Ｌ９０」、「Ｌ１１０」と表す。）並びに該ゴム弾性層の中央位置から長手方向右側５０ｍｍ、９０ｍｍ、１１０ｍｍの位置（各々の位置を「Ｒ５０」、「Ｒ９０」、「Ｒ１１０」と表す）および該各位置における回転方向で任意に４箇所（各位置で合計５箇所）において測定しその平均値を本実施例におけるゴムロールの表面粗さとした。
【００２５】
（３）硬度の評価
得られたゴムロールの軸体の摺動部をＶブロックで受け、アスカーＣ型硬度計（高分子計器（株）製アスカーＣ型硬度計）を用いて１ｋｇ加重にて、アスカーＣ硬度（日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ  ０１０１）を測定した。ゴムロールのゴム弾性層の前記中央位置において周方向に十点測定し、平均値をゴムロールのアスカーＣ硬度とした。
【００２６】
（４）表面平滑性の評価
得られたゴムロールのゴム弾性層の表面平滑性は、ゴム弾性層の表面を目視で観察し評価した。ゴム弾性層の外径が中央部で大きく端部で小さいきれいな円弧状となっているか否かにより、特に、ゴム弾性層の端部における跳ね（ゴム弾性層端部が研磨後に浮き上がり外径が端部で大きくなる現象をいう）の有無を観察し、評価した。
【００２７】
［実施例１］
下記原材料を準備した。
・ニトリルブタジエンゴム                                            １０質量部
（ＪＳＲ株式会社製、高ニトリル品）
・エピクロルヒドリンゴム                                            ９０質量部
（ダイソー株式会社製、エピクロマー）
・カーボンブラック                                                  ３０質量部
（新日化カーボン株式会社製、ＨＡＦカーボン）
・可塑剤                                                            ４０質量部
（出光株式会社製、ダイアナプロセスオイル）
・充填剤                                                            ２５質量部
（丸尾カルシウム株式会社製、重質炭酸カルシウム他）
・加硫促進剤                                                        １０質量部
（チアゾール系促進剤、スルフェンアミド系促進剤、チウラム系促進剤等）
・加硫剤（硫黄）                                                      １質量部
上記原材料を密閉型混練機を用いて混練した。更に、オープンロール機を用いて混練を行なうことにより未加硫のゴムコンパウンドを得た。
【００２８】
この未加硫ゴムコンパウンドを、６０ｍｍ一軸ゴム押出機により外径φ９．０±０．２、内径φ５．５±０．１、長さ２５５ｍｍに押し出した。これを、蒸気加硫缶（関西ロール（株）製）にて１５０℃以上、２５分以上加硫させて加硫ゴムチューブを作製した。別途、両端より１０．６ｍｍを除く中央部にゴム接着部として加硫接着剤を塗布した、長さ２５８ｍｍ、外径約６．０ｍｍの、表面にニッケルメッキを施した金属製の軸体を準備した。前記加硫ゴムチューブに前記軸体を圧入し、熱処理して必要とされる部位を接着しゴム弾性層を被覆した。
【００２９】
次に、該ゴム弾性層の被覆された軸体を把持して回転冶具に固定し、両端部より１０．５±０．０５ｍｍの位置に切断刃を入れることにより軸体の両端部のゴム弾性層を取り除き図１に示すようなワークゴムロールを作製した。
【００３０】
次に、該ワークゴムロールを、円筒研削機に設置されたワーク固定軸に固定した。ワークゴムロールは、主軸回転側をコレットチャックにより把持し、反主軸側もコレットチャックにより把持した。この際、両コレットチャック端面とワークゴムロールのゴム弾性層端面との間に５．５ｍｍの間隙が生じた。
【００３１】
次に幅５．５ｍｍ、外径φ８．２、内径φ６．０の円筒に切り欠き幅４．５ｍｍの切り欠きを入れたＣ字型の形状のポリアセタール樹脂で作られた補助冶具をコレットチャック端面とワークゴムロールゴム端面との間の軸体に固定した。この補助冶具の外周面の面積は、切り欠き部を有していないとしたときの形状の外周面の面積に対し８１．４％であった。この補助冶具で両コレットチャック端面とワークゴムロールのゴム弾性層端面との間の軸体表面をカバーした。
【００３２】
株式会社テイケン製の円筒研削用砥石（ＰＴといし  ＧＣ８０（商品名））を、幅２４０ｍｍ、外径約φ２５０ｍｍに加工し、研削に使用した。該砥石は両端部半径に対し中央部半径が１７０μｍ小さい円弧状に加工した。この砥石を約１５００ｒｐｍで回転させながらワークゴムロールと垂直に接触することでゴム弾性層を研削し、ゴムロールを得た。得られたゴムロールについて上記評価を行った。得られたゴムロールは、ゴム弾性層のアスカーＣ硬度５２°であった。また、得られたゴムロールの外径を図５に、表面粗さＲｚｊｉｓを表１に示す。また、端部跳ねは確認されず、表面平滑性は良好であった。
【００３３】
［実施例２］
補助冶具を、幅５．５ｍｍ、外径φ８．２、内径φ６．０の円筒形状のポリアセタール樹脂で作られた補助冶具としたこと以外は実施例１と同様にして、ゴムロールを得た。得られたゴムロールは、ゴム弾性層のアスカーＣ硬度５２°であった。また、得られたゴムロールの外径を図５に、表面粗さＲｚｊｉｓを表１に示す。また、端部跳ねは確認されず、表面平滑性は良好であった。
【００３４】
［比較例１］
補助冶具を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、ゴムロールを得た。得られたゴムロールについて上記評価を行った。得られたゴムロールは、ゴム弾性層のアスカーＣ硬度５２°であった。また、得られたゴムロールの外径を図５に、表面粗さＲｚｊｉｓを表１に示す。本比較例のゴムロールにおいては、端部跳ねが確認され表面平滑性は劣っていた。
【００３５】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】研削に使用するワークゴムロールの概略図である。
【図２】従来の研削方法の一例を示す概略図である。
【図３】本発明における円筒研削方法の一例を示す概略図である。
【図４】本発明における補助冶具の一例を示す概略図である。
【図５】本実施例および比較例のゴムロールのゴム弾性層の外径を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    軸体（芯金）
２    ゴム弾性層
３    円筒研削機（砥石カバー）
４    回転砥石
５    反主軸側コレットチャック
６    主軸側コレットチャック
ａ    ワークゴムロール
ｂ    砥石の研削力及び分力
ｃ    研削時のゴム弾性層の逃げ
ｄ    間隙
ｅ    補助冶具
【図４】
2008246601.tif 000004
【図５】
2008246601.tif 000005
【図１】
2008246601.tif 000006
【図２】
2008246601.tif 000007
【図３】
2008246601.tif 000008