(57)【要約】  【課題】表皮層にしわが生じることがほとんどなく、歩留まり、生産効率に優れ、安全性も高いが多層ロールの製造方法及び製造装置を提供する。  【解決手段】円柱状弾性体５の外周を筒状スキン体４が密着して覆う多層ロールを製造するに当たり、上下開口のすり鉢状の異径体１を設け、前駆体である円柱状弾性体５をそこに圧入する。その際、円柱状弾性体５表面は、プライマーを塗布する。円柱状弾性体５の外径を小径の出口側の径に合わせていったん圧縮させ、外径が復元しきらない間に出口側部分でフッ素樹脂で形成した筒状スキン体４に挿入し、筒状スキン体４内で外径を復元させる。円柱状弾性体５の周囲を筒状スキン体４の内側に密着させる。プライマーを加熱処理して筒状スキン体４と円柱状弾性体５を接着する。【選択図】    図２（ｂ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前駆体である円柱状弾性体の外周を筒状スキン体が覆う多層ロールを製造するにあたり、前記円柱状弾性体の外径より内径が大きい入り口側と内径が小さい出口側とを有する異径体を設け、前記円柱状弾性体をそこに圧入し、前記円柱状弾性体の外径を出口側の径に合わせていったん圧縮させ、外径が復元しきらない間に出口側部分で筒状スキン体に挿入し、前記筒状スキン体内で外径を復元させ、前記円柱状弾性体の周囲を前記筒状スキン体の内側に密着させることを特徴とする多層ロールの製造方法。
【請求項２】
前記円柱状弾性体がスポンジ状発泡体である請求項１に記載の多層ロールの製造方法。
【請求項３】
前記円柱状弾性体の外周又は前記筒状スキン体の内周、少なくともどちらかにプライマーを塗布し、次いで前記円柱状弾性体を前記筒状スキン体に挿入し、外径が復元した後、塗布してあった前記プライマーを硬化処理する請求項１又は２に記載の多層ロールの製造方法。
【請求項４】
前駆体である円柱状弾性体の外周を筒状スキン体が覆う多層ロールの製造装置であって、前記円柱状弾性体の外周より内径が大きい入り口と、前記円柱状弾性体の外周より内径が小さい出口とを有する異径体を設け、前記筒状スキン体の筒状内へ前記円柱状弾性体を挿入する挿入部を、前記異径体の出口部周囲に設けたことを特徴とする多層ロールの製造装置。
【請求項５】
前記異径体は両端開口のすり鉢体で形成してあり、前記筒状スキン体の筒状内への挿入部は、前記筒状スキン体内に挿通自在な直状管をすり鉢体出口から同中心軸で延設し、前記直状管の下端を前記異径体の出口部の中心軸と一致させていることを特徴とする請求項４に記載の多層ロールの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、印刷機、ファクシミリ等の画像装置などで用いる多層ロールの製造方法及びその製造装置に関し、更に詳しくは、画像装置などで例えば定着ロールなどとして用いる多層ロールの製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、印刷機、ファクシミリ等の現像装置では、しばしばレーザビームを応用している。ＯＡ機器レーザビーム現像機は、現像ロール、帯電ロール、トナー搬送用ロール、転写ロール、感光ドラムクリーニングロール、定着ロール、加圧ロールなど、各種多数のロールを使用する。定着ロールと加圧ロールは、弾性層を有し、印刷用シートの移動路を挟んで互いに対向する。そのうち、定着ロールは移動する印刷用シートの印刷面に接し、加圧ロールはその反対の非印刷面に接する。
【０００３】
従来、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置に配設される定着装置においては加圧ロールを使用する。加圧ロールは、弾性層に、ソリッド状やスポンジ状のシリコーンゴムを使用する。
【０００４】
レーザビーム定着装置では、例えば、スポンジ状のシリコーン発泡弾性体ロールなどを用いる。この場合、フッ素系樹脂層を表皮層とし、表皮層が表面を薄く被覆した多層ロールを用いる。表皮層の必要性は、優れた離型特性が強く要求されてきたことによる。レーザビーム定着装置では熱定着方式を使う。熱定着方式は、画像定着にトナーを用い、しかも印刷が高速化、高精細化してきたことが背景にある。
【０００５】
スポンジ状の発泡弾性体の表面に薄い表皮層で覆うことは簡単ではなく、例えば、加熱した円筒型に樹脂パウダーを充填して内周面に樹脂が溶融皮膜化した表皮層を形成させ、残った樹脂パウダーを円筒型から取り除いた後、円筒型に芯金を挿入し、次に円筒型と芯金の空隙部に液状樹脂を注入して発泡硬化させ、芯金と表皮層の間に一体化された弾性層を形成するといった手間のかかるものであった（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００６】
また、一部では、表皮層となるフッ素系樹脂の膜状の筒体を円筒型内に導入し、膜状の筒体内面にプライマーを塗布する一方、芯金の回りを発泡剤と加流剤とを含んだシリコーンコンパウンドで被覆して柱状体を形成し、この柱状体を膜状の筒体内に挿入して円筒型を加熱することでシリコーンコンパウンドを発泡硬化させてフッ素系樹脂の膜状の筒体と発泡弾性体であるシリコーンゴムとを一体化する方法も採用されていた。
【特許文献１】特開２０００−３５５０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
膜状の筒体は芯がなく形状不安定で、そのようなものを金型内で位置固定することは容易ではない。膜状の筒体内で柱状のシリコーンゴムコンパウンド全体が均一に等速度で発泡するということは比較的まれで、表皮層にしわが生じがちである。しばしば歩留まりが悪く、生産効率が低いという解決すべき課題がある。
【０００８】
加熱発泡は３５０℃程度で行う。安価な火を使うことも多い。火を使う場合には、火自体の危険性だけでなく、高温領域に偏りが生じ歩留まりも悪いという解決すべき課題もあった。
【０００９】
そこで、この発明は、表皮層にしわが生じることがほとんどなく、歩留まり、生産効率に優れ、安全性も高いが多層ロールの製造方法及びそ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】
【００１０】
かかる課題を達成するために以下の手段を採った。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、前駆体である円柱状弾性体の外周を筒状スキン体が覆う多層ロールを製造するにあたり、前記円柱状弾性体の外径より内径が大きい入り口側と内径が小さい出口側とを有する異径体を設け、前記円柱状弾性体をそこに圧入し、前記円柱状弾性体の外径を前記出口側の径に合わせていったん圧縮させ、外径が復元しきらない間に前記出口側部分で前記筒状スキン体に挿入し、前記筒状スキン体内で外径を復元させ、前記円柱状弾性体の周囲を前記筒状スキン体の内側に密着させることを特徴とする多層ロールの製造方法である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多層ロールの製造方法に加え、前記円柱状弾性体がスポンジ状発泡体である。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の多層ロールの製造方法に加え、前記円柱状弾性体の外周又は前記筒状スキン体の内周、少なくともどちらかにプライマーを塗布し、次いで前記円柱状弾性体を前記筒状スキン体に挿入し、外径が復元した後、塗布してあった前記プライマーを硬化処理する。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前駆体である円柱状弾性体の外周を筒状スキン体が密着して覆う多層ロールの製造装置であって、前記円柱状弾性体の外周より内径が大きい入り口と、前記円柱状弾性体の外周より内径が小さい出口とを有する異径体を設け、前記筒状スキン体の筒状内へ前記円柱状弾性体を挿入する挿入部を、前記異径体の出口部周囲に設けた多層ロールの製造装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の多層ロールの製造装置に加え、前記異径体は両端開口のすり鉢体で形成してあり、前記筒状スキン体の筒体内への挿入部は、前記筒状スキン体内に挿通自在な直状管を前記すり鉢体出口から同中心軸で延設し、前記直状管の下端を前記異径体の出口部の中心軸と一致させている。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の多層ロールの製造方法及びその製造装置によれば、筒状スキン体にしわが生じにくくなる。製造された多層ロールは、表面表皮層にほとんどしわがない。歩留まり、生産効率に優れるという効果がある。
【００１７】
つまり、請求項１に記載の発明は、異径体を設けて円柱状弾性体の外径を出口側の径に合わせていったん十分に圧縮させる。筒状スキン体への挿入は十分圧縮後に行うことから、前駆体である円柱状弾性体と筒状スキン体との密着にあたって熱の介在がない。密着に当たって温度偏位が生じない。異径体は、出口側の径に合わせて円柱状弾性体を圧縮し、圧縮応力は筒状スキン体との密着に先立って円柱状弾性体内部に均一に拡散する。筒状スキン体には、しわが生じにくい。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、スポンジ状発泡体の表面に筒状スキン体が形成される。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、円柱状弾性体は周囲にプライマーを塗布しているから、円柱状弾性体が外径を復元させた後も、筒状スキン体は位置調節が可能になり、しわの発生をさらに効果的に防止できる。次いでプライマーを硬化処理することで筒状スキン体は位置が固定する。
【００２０】
請求項４記載の発明では、異径体が出口側の内径に合わせて筒状スキン体の外径を圧縮する。筒状スキン体の筒状内への挿入はその異径体の出口部周囲で行われる。前駆体である円柱状弾性体と筒状スキン体との密着にあたって熱の介在がない。密着に当たって温度偏位が生じない。圧縮応力は筒状スキン体との密着に先立って円柱状弾性体内部に均一に拡散する。従って筒状スキン体にしわが生じにくくなる。
【００２１】
請求項５記載の発明では、異径体は両端開口のすり鉢体で形成してあり、円柱状弾性体はすり鉢状の斜面に沿って縮径し、鉢体出口に向かい、直状管内に進入する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
【００２３】
この発明の実施の一形態では、前駆体である円柱状弾性体の外周を筒状スキン体が覆う。多層ロールを製造するにあたり、最良の形態では、例えば、以下のような製造装置で実施する。
【００２４】
図１は、この発明の多層ロールの製造装置における最良の一形態の断面図である。
【００２５】
この実施の形態の多層ロールの製造装置は、すり鉢状の異径体１と、異径体１に直結した直状管２とで形成してある。異径体１は、両端が開口し、口部内径が互いに異なるすり鉢状に設けてある。大径側開口部１ａを入り口として上方に向け、小径側開口部１ｂを出口側として下方に向け、その中心軸を垂直方向に設定し、水平台３に取り付けてある。出口側の開口部１ｂには、中心軸をすり鉢の中心軸に重ねた直状管２を延設し、直状管２の下端をもって、筒状スキン体の筒状内へ円柱状弾性体を挿入する挿入部としている。
【００２６】
異径体１の大径側開口部１ａの内径は、前駆体である円柱状弾性体の外径より十分大きく形成してある。小径側開口部１ｂは、前駆体である円柱状弾性体の外径よりわずかに小さく、収縮状態で円柱状弾性体を挿通自在に形成してある。直状管２は小径側開口部１ｂの内周面に段差がなく、両者の直結部は弓なりになだらかな湾曲面を形成している。直状管２の外径は、筒状スキン体の内径より小さく、筒状スキン体の内側に無理なく挿通する大きさとしてある。
【００２７】
筒状スキン体で覆う円柱状弾性体は、例えば、次のようにして成形する。芯金とシリコーンゴムコンパウンドとをクロスヘッドを用いて一体押出し、芯金を中心軸とした加硫発泡前ロールを得る。得られた加硫発泡前ロールを、所定の金型に固定し、加熱処理を行って発泡させる。得られた発泡ロールは、ギア−オーブン等を用いて更に二次加硫を行い、物性の安定化を図る。直径約１８ｍｍ、長さ３００ｍｍ程度に精密に成型し、円柱状弾性体とする。
【００２８】
シリコーンゴムコンパウンドは、特定のシリコーン系生ゴムに加硫剤と発泡剤とその他必要な化合物を配合して調製する。特定のシリコーン系生ゴムとしては、例えば、ビニル基含有ジメチルシリコーン生ゴム等を挙げることができる。加硫剤としては、オルガノハイドロジエンポリシロキサンあるいは、特定の有機過酸化物などがある。発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、あるいは１，１’−アゾ−ビス（１−アセトキシ−１−フェニル−エタン）等の有機発泡剤を例示できる。
【００２９】
この実施の形態の多層ロールの製造方法では、このような円柱状弾性体を前駆体とし、例えば、フッ素樹脂で形成した筒状スキン体で表面を被覆し、密着させる。
【００３０】
円柱状弾性体の外周部を被覆するスキン体の材質としては、例えば、フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（以下、「ＰＦＡ」と記す。）、フッ化エチレン−プロピレンコボリマー（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられるが、ＰＦＡが好適に使用できる。フッ素樹脂層の厚みは、３０μｍ以上が多い。前駆体である円柱状弾性体に隙間無く密着する径で筒形に成形する。フッ素樹脂層の弾力性を考慮し、内径を円柱状弾性体の直径の１８ｍｍより０．２ｍｍ程度小さく設計する。ちなみに、目安として、直状管は肉厚を０．５ｍｍ、内径は、１７ｍｍより０．２〜０．３ｍｍ程度小さくするとよい。
【００３１】
筒状スキン体で円柱状弾性体を被覆する場合、通常は円柱状弾性体にプライマーを塗布する。プライマーとしては、粘度の低い付加反応型シリコーンが好適である。厚みは１０〜１００μｍが好ましい。
【００３２】
多層ロールは、例えば、以下のようにして製造する。
【００３３】
図２は製造方法を示す概念図である。図２（ａ）で示すように、筒状スキン体４の内側に多層ロール製造装置の直状管２を挿通させて直状管２に筒状スキン体４を被せる。直状管２の下端からは上下方向の筒状スキン体４の下端をわずかにはみ出させ、はみ出し部４ａを設ける。
【００３４】
芯金５ａを有する円柱状弾性体５を、多層ロール製造装置のすり鉢状の異径体１の上部からワーク６で矢印方向に圧入する。こうすると、円柱状弾性体５は異径体１内を下降する。すり鉢状の異径体１内にプライマー導入管７からプライマーを注入すると、円柱状弾性体５はプライマーで周面を濡らしながら異径体１から直状管２内を下降する。円柱状弾性体５は異径体１の小径側開口部に合わせて直径を縮め、図２（ｂ）に示すように直状管２内を下降する。下端部は直状管２の下端に至り、次いで直状管２の下端を脱する。直状管２の下端を脱すると、円柱状弾性体５の下端部は、直径が復元しない内に筒状スキン体４のはみ出し部４ａの中に入る。円柱状弾性体５の下端部は、そこで引き続き直径が復元していく。直径が復元した円柱状弾性体５の下端部と筒状スキン体４のはみ出し部とを一緒に下方に引くと、筒状スキン体４の中に納まった状態で円柱状弾性体５が直径を復元し、筒状スキン体４が過不足無く密着した多層ロールが得られる。
【００３５】
このように筒状スキン体が過不足無く密着した多層ロールは、次いでプライマー硬化処理を施す。具体的には、加硫温度より低い１００〜１５０℃程度で加熱する。
【００３６】
このような多層ロールは、印刷機などの用紙搬送路出口部分などに、例えば、定着ロールとして組み込む。定着ロールとして組み込んだ複写機の概念の一例を図３に示す。
【００３７】
原版載置面１１を有するハウシング３０を設け、その上方に発光ダイオードアレイヘッド１２を設けてある。ハウシング３０内には、発光ダイオードが原版に照射した光の反射光に磁気的に反応して静電気を帯びる帯電ロール１３を設けてある。帯電ロール１３は、感光ドラム１４と接しており、原版の図柄に対応するまだら模様の静電気帯電領域を感光ドラム１４に転写する。感光ドラム１４は現像ロール１５と接している。現像ロール１５はＥＰカートリッジ１６の中にある。ＥＰカートリッジ１６の中には、トナー搬送ロール１７、トナーカートリッジ１８も設けてある。現像ロール１５は、トナー搬送ロール１７を介してトナーカートリッジ１８からトナーの伝達を受ける。感光ドラム１４は、まだら模様状の帯電部分に現像ロール１５からトナーの付着を受ける。トナーの付着を受ける感光ドラム１４は、印刷紙１９の搬送路を挟んで高温の転写ロール２０と向き合っている。搬送路上のその下流には、高温の定着ロール１０ａと加圧ロール１０ｂとを互いに向き合わせて設けてある。感光ドラム１４は更にクリーニングロール２１とも接している。
【００３８】
印刷紙１９は、感光ドラム１４と高温の転写ロール２０との間を通り抜ける間、感光ドラム１４からまだら模様状にトナーの転写を高温下で受ける。トナーの転写を受けた印刷紙１９は更に定着ロール１０ａと加圧ロール１０ｂの間で高温状態で加圧され、トナーは印刷紙１９に定着する。感光ドラム１４は、印刷紙１９にトナーを転写後、過剰トナーがなお残留していればこれをクリーニングロール２１で除去する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明に係る多層ロールの製造装置における一形態の断面図である。
【図２（ａ）】同製造装置を使用した多層ロールの製造方法を示す初期工程の概念図である。
【図２（ｂ）】同製造装置を使用した多層ロールの製造方法を示す中間工程の概念図である。
【図３】多層ロールを定着ロールとして組み込んだ複写機の例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  すり鉢状の異径体
２  直状管
３  水平台
４  筒状スキン体
５  円柱状弾性体
６  ワーク
【図１】
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【図２（ａ）】
2005081761.tif 000004
【図２（ｂ）】
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【図３】
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