(57)【要約】【課題】管状弾性体を高い振れ精度となるように研磨できる管状弾性体の研磨方法、振れ精度が高い弾性層を有する弾性ローラ及びこの弾性ローラの製造方法を提供すること。【解決手段】軸体７１の外周面に配置された管状弾性体７を研磨する方法であって軸体７１の端面から１０ｍｍ以内であって管状弾性体７１ｃの端面から突出する軸体７１の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さの円筒状外周面１７ｃをコレットチャック３で把持する工程と管状弾性体７を相対的に回転させる工程とコレットチャック３の周辺環境を調整することなく管状弾性体７の外周面を砥石４で研磨する工程とを有する管状弾性体７の研磨方法、軸体７１の外周面に管状弾性体７を配置してローラ原体６を作製する工程と管状弾性体７の研磨方法で管状弾性体７を研磨する工程とを有する弾性ローラの製造方法、並びに、この製造方法で製造された振れ精度が０．１０ｍｍ以下の弾性ローラ。【選択図】          図１
2013052476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体の外周面に配置された管状弾性体の外周面を研磨する管状弾性体の研磨方法であって、
前記軸体の少なくとも一方の端部の端面から１０ｍｍ以内であって前記管状弾性体の端面から突出する前記軸体の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さの円筒状外周面をコレットチャックで把持する工程と、
前記管状弾性体を相対的に回転させる工程と、
前記コレットチャックの周辺環境を調整することなく前記管状弾性体の外周面を砥石で研磨する工程とを有する管状弾性体の研磨方法。
【請求項２】
前記軸体は、両端部に面取り加工された面取部を有する請求項１に記載の管状弾性体の研磨方法。
【請求項３】
前記把持する工程は、前記軸体の両端部それぞれを前記コレットチャックで把持する請求項１又は２に記載の管状弾性体の研磨方法。
【請求項４】
前記把持する工程は、前記軸体の一方の端部を前記コレットチャックで把持し、前記軸体の他方の端部を芯押し台に押圧して保持する請求項１又は２に記載の管状弾性体の研磨方法。
【請求項５】
軸体の外周面に配置された弾性層を備えた弾性ローラを製造する弾性ローラの製造方法であって、
前記軸体の外周面に管状弾性体を配置してローラ原体を作製する工程と、
前記管状弾性体を請求項１〜４のいずれか１項に記載の管状弾性体の研磨方法で研磨する工程とを有する弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の弾性ローラの製造方法によって製造され、円周方向の振れ精度が０．１０ｍｍ以下である弾性ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、管状弾性体の研磨方法、弾性ローラの製造方法及び弾性ローラに関し、さらに詳しくは、管状弾性体を軸体に対して高い振れ精度となるように研磨できる管状弾性体の研磨方法、並びに、軸体に対して振れ精度が高い弾性層を有する弾性ローラ及びこの弾性ローラを製造できる弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター、複写機、ビデオプリンター、ファクシミリ、これらの複合機等には電子写真方式を利用した各種の画像形成装置が採用されている。各種の画像形成装置は、例えば、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、加圧ローラ、定着ローラ、紙送り搬送ローラ、現像剤供給ローラ等の弾性ローラが装着されている。これらの弾性ローラは、通常、軸体と、軸体の外周面に配置された弾性層とを備えている。
【０００３】
これらの弾性ローラは、一般に、軸体の外周面でゴム組成物を成形して管状弾性体を有するローラ原体を作製し、ローラ原体の管状弾性体を研磨することによって、製造される。具体的には、図６に示されるように、作製したローラ原体６の軸体７１の端部を例えば図５に示されるコレットチャック５０で把持して、ローラ原体６を回転させつつその管状弾性体７の外周面を砥石で研磨することによって、弾性ローラを製造することができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、「両端から棒状部材が突出したゴムローラを、前記棒状部材の両端部を保持して回転させながら、前記ゴムローラの周面を研削する方法において、前記棒状部材の少なくとも一方の端部を保持するために、前記端部が挿入される挿入口が設けられたカバーで全体が覆われたコレットチャックを用意する工程と、前記棒状部材の端部を前記挿入口から挿入して前記コレットチャックに保持させる工程と、前記カバーの内部を正圧状態とする工程と、前記コレットチャックの内部から、前記棒状部材の端部を保持している部分に向けて空気を噴出させる工程と、前記カバーの内部が正圧状態とされ、かつ、前記コレットチャックの内部から空気が噴出されている状態で、前記ゴムローラを回転させ、前記ゴムローラの周面を研削する工程とを有することを特徴とする、ゴムローラの研削方法」が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、「芯軸の周囲にゴム部を設けたゴムロールの前記ゴム部の外周面を、前記ゴム部の長さよりも広巾の研削砥石を有する研削機を用いて該研削砥石の前記ゴムロールの半径方向への相対移動によって研削して仕上げるゴムロールの製造方法であって、前記研削機に、向き合うコレットチャックを設けて前記芯軸の両端部を該コレットチャックにより把持し、かつコレットチャックの一方を回転駆動することにより回転する前記ゴムロールの前記ゴム部の外周面を、前記研削砥石を、前記芯軸に対して半径方向に１５〜２５ｍｍ／分の第１の前進速度Ｖ１で押進させて研削する予備研削ステップと、前記研削砥石を、前記第１の前進速度Ｖ１よりも低速の第２の前進速度Ｖ２で押進させて研削する中間研削ステップと、前記研削砥石を、前記第２の前進速度Ｖ２よりも低速の第３の前進速度Ｖ３で押進させて研削する仕上げ研削ステップと、前記研削砥石の前進移動を、前記仕上げ研削ステップの最終位置で停止させた状態で保持する無花火研削ステップとを含む研削ステップをへて研削することを特徴とするゴムロールの製造方法」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５４２２０号公報
【特許文献２】特開２００４−１９５６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
画像形成装置に装着される弾性ローラにおいて、弾性層は軸体に対して円周方向の振れが小さいことが要求され、特に高精細化、高速化等が図られている近年の画像形成装置に装着される弾性ローラには円周方向の高い振れ精度が要求されている。
【０００８】
ところが、ローラ原体における軸体の両端部をコレットチャックで把持する従来の製造方法においては、弾性層を軸体に対して高い振れ精度で形成することができず、特に軸体の軸線がわずかに偏心している場合又は公差範囲内で軸体の寸法がばらついている場合には軸体に対して高い振れ精度の弾性層を形成できないことがあった。さらに、端部に面取部を有する軸体を用いる場合にも、やはり、軸体に対して高い振れ精度の弾性層を形成できないことがあった。
【０００９】
したがって、この発明は、管状弾性体を軸体に対して高い振れ精度となるように研磨できる管状弾性体の研磨方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、この発明は、軸体に対する円周方向の振れ精度（以下、単に「振れ精度」と称することがある。）が高い弾性層を有する弾性ローラを製造できる弾性ローラの製造方法、及び、振れ精度が高い弾性層を有する弾性ローラ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】
【００１１】
この発明の発明者らは、研磨工程と弾性ローラの振れ精度との関係を検討したところ、コレットチャックに把持してローラ原体の管状弾性体を研磨した状態では研磨後の弾性層はコレットチャックに把持された軸体に対して高い振れ精度を有しているのに対してコレットチャックから取り外すと弾性ローラの弾性層は振れ精度が悪化することを見出した。
【００１２】
このようなコレットチャックの把持前後における振れ精度の変化について、この発明の発明者らは、弾性層の振れ精度を向上させるために、コレットチャックによる軸体の把持を強固にし、又はコレットチャックによる軸体の把持量を多くする場合、特に軸体の両端部をコレットチャックで把持する場合に、軸線がわずかに偏心している軸体、寸法がばらついている軸体及び／又は端部に面取部を有する軸体を用いると、さらに被把持部に異物の付着又は傷がついている軸体を用いると、把持されていない状態にある軸体の形状及び軸線に対して形状及び／又は軸線が大きく逸脱するほど強制的に軸体をコレットチャックで把持してしまうことにあるのではないかと、推測した。
【００１３】
この発明の発明者らは、この推測に基づいて、弾性層の振れ精度を向上させるために、コレットチャックによる軸体の把持を強固にし、又は軸体の把持量を多くし、さらに両端部を把持するという常識に反して、コレットチャックによる軸体の把持位置を特定すると共に把持量を低減することによって、高い振れ精度の弾性層となるようにローラ原体の管状弾性体を研磨できることを見出した。
【００１４】
すなわち、前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、軸体の外周面に配置された管状弾性体の外周面を研磨する管状弾性体の研磨方法であって、前記軸体の少なくとも一方の端部の端面から１０ｍｍ以内であって前記管状弾性体の端面から突出する前記軸体の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さの円筒状外周面をコレットチャックで把持する工程と、前記管状弾性体を相対的に回転させる工程と、前記コレットチャックの周辺環境を調整することなく前記管状弾性体の外周面を砥石で研磨する工程とを有する管状弾性体の研磨方法であり、
請求項２は、前記軸体は両端部に面取り加工された面取部を有する請求項１に記載の管状弾性体の研磨方法であり、
請求項３は、前記把持する工程は前記軸体の両端部それぞれを前記コレットチャックで把持する請求項１又は２に記載の管状弾性体の研磨方法であり、
請求項４は、前記把持する工程は前記軸体の一方の端部を前記コレットチャックで把持し、前記軸体の他方の端部を芯押し台に押圧して保持する請求項１又は２に記載の管状弾性体の研磨方法であり、
請求項５は、軸体の外周面に配置された弾性層を備えた弾性ローラを製造する弾性ローラの製造方法であって、前記軸体の外周面に管状弾性体を配置してローラ原体を作製する工程と、前記管状弾性体を請求項１〜４のいずれか１項に記載の管状弾性体の研磨方法で研磨する工程とを有する弾性ローラの製造方法であり、
請求項６は、請求項５に記載の弾性ローラの製造方法によって製造され、円周方向の振れ精度が０．１０ｍｍ以下である弾性ローラである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る管状弾性体の研磨方法は、軸体の少なくとも一方の端部の端面から１０ｍｍ以内であって管状弾性体の端面から突出する前記軸体の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さの円筒状外周面をコレットチャックで把持する工程と、管状弾性体を相対的に回転させる工程と、コレットチャック周辺環境を常圧として管状弾性体の外周面を砥石で研磨する工程とを有しているから、管状弾性体を高い振れ精度となるように研磨できる。このように、この発明に係る管状弾性体の研磨方法によれば振れ精度が高い弾性層を形成できる。
【００１６】
この発明に係る弾性ローラの製造方法はこの発明に係る管状弾性体の研磨方法で管状弾性体を研磨する工程を有しているから振れ精度が高い弾性層を有する弾性ローラを製造できる。
【００１７】
この発明に係る弾性ローラはこの発明に係る弾性ローラの製造方法によって製造されるから振れ精度が高い弾性層を有している。
【００１８】
したがって、この発明によれば、管状弾性体を高い振れ精度となるように研磨できる管状弾性体の研磨方法、振れ精度が高い弾性層を有する弾性ローラを製造できる弾性ローラの製造方法、及び、振れ精度が高い弾性層を有する弾性ローラをそれぞれ提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法に好適に用いられるコレットチャックの一例を示す要部拡大断面図である。
【図２】図２は、この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法に好適に用いられるコレットチャックの一例に軸体を把持させた状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】図３は、この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法に好適に用いられる研磨装置にローラ原体を把持した状態を示す概略説明図である。
【図４】図４は、この発明に係る弾性ローラの製造方法によって製造される弾性ローラの一例を示す概略断面図である。
【図５】図５は、従来のコレットチャックを示す要部拡大断面図である。
【図６】図６は、従来のコレットチャックに軸体を把持させた状態を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明に係る弾性ローラについて説明する。この発明に係るローラは、この発明に係る管状弾性体の研磨方法を必須工程として有するこの発明に係る弾性ローラの製造方法によって製造される。この発明に係る弾性ローラは軸体の外周面に弾性層が配置されたローラであればよく、軸体及び弾性層の他に例えば接着剤層又はプライマー層、表面層等を備えていてもよい。
【００２１】
この発明に係る弾性ローラは、高い振れ精度を有しており、例えば０．１０ｍｍ以下、好ましくは０．０３ｍｍ以下の振れ精度を有している。振れ精度の下限値は、理想的にはゼロであるが、現実的には０．０２ｍｍである。ここで、振れ精度とは、軸体と弾性層との同心度を示す精度であって、換言すると、弾性層の円周方向における厚さの均一性すなわち厚さの振れを示す精度である。弾性ローラの振れは、弾性ローラを軸体の中心軸を中心として３０ｒｐｍの回転速度で回転させながら、レーザー測長機、例えば、商品名「Ｌａｓｅｒ  Ｓｃａｎ  Ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ」（ＭＩＴＵＴＯＹＯ製  Ｌｓｍ−６００）を用いて弾性ローラの外径を測定することによって、算出できる。
【００２２】
この発明に係る弾性ローラの一例を図面に基づいて説明する。この一例としての弾性ローラ７０は、図４に示されるように、軸体７１と弾性層７２とを備えている。
【００２３】
軸体７１は、図４に示されるように、基本的には従来公知の弾性ローラにおける軸体と同様である。この軸体７１は、後述するコレットチャックで把持される円筒状外周面７１ｃと面取部７１ａとを有している。具体的には、この軸体７１は一方向に延在する棒状体であって、管状弾性体７すなわち弾性層７２が形成される弾性層形成領域よりも両端部側に配置された軸線方向に均一な外径を有する円筒状外周面７１ｃと、両端部それぞれに配置された面取部７１ａとを有している。この弾性層形成領域は軸線方向に均一な外径を有している。
【００２４】
面取部７１ａは、通常、軸体７１の各端部に向かって平坦で外径が徐々に小さくなる環状テーパ面７１ｂすなわちＣ面又は環状の湾曲面すなわちＲ面となっており、この例においては環状のテーパ面７１ｂとなっている。この環状のテーパ面７１ｂは錐台状外周面ということもできる。この面取部７１ａはＣ面取り加工又はＲ面取り加工（丸み面取り加工）等の面取り加工によって形成されている。面取部７１ａにおいて軸体７１の軸線に垂直な平面に対する面取部７１ａの傾斜角（面取り角とも称する。）は０°を超え９０°以下の範囲内にあり、好ましくは１５〜７５°の範囲内にある。この面取部７１ａの軸線方向の長さは例えば０．５〜２ｍｍ（Ｃ面取り部である場合には「Ｃ０．５〜２」）とすることができる。
【００２５】
円筒状外周面７１ｃは、後述する管状弾性体としての弾性層７２の端面それぞれから自身の軸線方向に突出した、軸体７１の端部それぞれの外周面であり、軸体７１が面取部７１ａを有している場合には面取部７１ａを含まない領域であって弾性層形成領域と面取部７１ａとの間に存在している。この円筒状外周面７１ｃは連続する弾性層形成領域と同一の外径と、後述するコレットチャックにおける把持面１９の軸線長さ以上の軸線長さとを有している。
【００２６】
軸体７１は、少なくとも後述するコレットチャックで保持される円筒状外周面７１ｃに面取り加工時に発生するバリ等の突起、傷等がないのがよいが、この発明において、コレットチャックで保持されない領域、例えば面取部７１ａ及びその近傍にバリ等の突起、傷等が存在していても軸体７１に対する振れ精度が高い弾性層７２を形成できる。この軸体７１の寸法公差は通常０．０３ｍｍ以下である。
【００２７】
軸体７１は、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体であり、良好な導電特性を有している。軸体７１は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよい。
【００２８】
この発明において、軸体は、図４に示されるようにその両端部に面取部を有している軸体であってもよく、その両端部に前記傾斜角が０°で面取部を有しない軸線方向に均一な外径を有する軸体であってもよく、少なくとも一方の端部に弾性層が形成される弾性層形成領域よりも細径のジャーナル部を有する軸体であってもよく、また少なくとも弾性層形成領域が所謂「クラウン形状」又は所謂「逆クラウン形状」となるように漸次増大又は減少する外径を有する軸体であってもよい。
【００２９】
弾性層７２は、軸体７１に対する振れ精度が高いこと以外は従来公知の弾性ローラにおける弾性層と基本的に同様である。この弾性層７２は、軸体７１の外周面で後述するゴム成物を硬化して成る弾性を有する層である。この弾性層７２は、用途等に応じて、スポンジ体で形成された「発泡弾性層」であっても中実の所謂「ソリッド弾性層」であってもよく、適宜の硬度、電気抵抗及び厚さ等に調整される。弾性層７２の厚さは通常１〜３０ｍｍであるのが好ましく、５〜２０ｍｍであるのがより好ましい。
【００３０】
弾性層７２の形態は特に限定されず、例えば、図４に示されるように軸線方向にわたって均一な外径に調整された所謂「ストレート形状」でもよく、また中央部における外径がその両端部における外径よりも大きくなるように調整された所謂「クラウン形状」であってもよく、さらに中央部における外径がその両端部における外径よりも小さくなるように調整された所謂「逆クラウン形状」であってもよい。
【００３１】
この発明に係る弾性ローラは、高い振れ精度を有しているから、画像形成装置等に装着されるいずれの弾性ローラとしても好適に用いられるが、特に画像形成装置によって形成される画像品質に大きな影響を与える、現像ローラ、現像剤供給ローラ、定着ローラ、加圧ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ等として好適に用いられる。
【００３２】
この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法に好適に使用される研磨装置及びコレットチャックについて説明する。この研磨装置１は、図３に示されるように、図示しない主軸台と、主軸台上に互いに対向するように配置された２つ一組のコレットチャック３と、主軸台上に配置され、コレットチャック３の一方を回転駆動させる駆動手段２と、コレットチャック３に把持されたローラ原体６に対して並行に前後進可能に配置され、ローラ原体６を研磨する砥石４とを備えている。駆動手段２はコレットチャック３を回転駆動させることができれば特に限定されず、例えば、各種モータ等が挙げられる。
【００３３】
砥石４は、その砥石幅が研磨対象とされるローラ原体６の管状弾性体７よりも軸線長さが長くなっており、この研磨装置１は所謂「プランジ式研磨装置」である。この所謂「プランジ式研磨装置」は研磨時に軸体７１に与える負荷が比較的大きく振れ精度が低下する可能性がある。しかし、軸体の端部全体を保持する従来の保持方法とは異なる、軸体７１の特に狭い範囲を把持するこの発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法によれば、軸体７１とコレットチャック３との干渉を少なくできるので振れ精度の低下を防止できる。
【００３４】
砥石４は、管状弾性体７を研磨加工することができればよく、例えば、砥粒のない砥石であっても砥粒が結合剤等で結合されて成る砥石であってもよい。砥石４及び砥粒は、管状弾性体７の研磨加工に要求される寸法精度及び表面精度等に応じて、粒度、材質、硬度及び形状等が任意に調整される。例えば、砥石４及び砥粒の材質は、炭化ケイ素（カーボンランダム）、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン、アルミナ、ナイロン、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）等が挙げられる。砥石４又は砥粒の粒度は、例えば１０〜８０μｍ程度であるのが好ましく、２０〜７０μｍ程度であるのがより好ましく、３０〜４５μｍ程度であるのが特に好ましい。砥粒の形状は、例えば、球状、不定形、平形、皿形等が挙げられ、球状であるのが好ましい。このような砥石４又は砥粒は、適宜調製することもでき、また、市販品を使用することもできる。例えば、ＪＩＳ  Ｒ  ６２１５（１９９９）「ゴム切断砥石」及びＪＩＳ  Ｒ  ６００１（１９９８）「研削砥石用研磨剤の粒度」に規定された砥石又は砥粒を任意に選択して使用することができる。より具体的には、例えば、「ＧＣ  精密研磨用微粉」（例えば、株式会社マブチ・エスアンドティー製）が挙げられる。
【００３５】
コレットチャック３は、図３に示されるように、研磨装置１の図示しない主軸台に、互いに対向するように配置されており、その把持部１８（図１及び図２参照。）が異なること以外は従来公知のコレットチャックと基本的に同様である。コレットチャック３は、図３に示されるように、その一方が駆動手段２に接続されて回転駆動可能に軸支され、他方は主軸台上に従動回転可能に軸支されている。一組のコレットチャック３は、図１及び図２に示されるように、後述するコレット爪１５の把持面１９が軸体７１の円筒状外周面７１ｃのうち端面から１０ｍｍ以内の領域を把持するように間隔をおいて軸線を共有するように配置されている。
【００３６】
コレットチャック３は、図１及び図２に示されるように、自由端が開口した円筒状の本体１１と、本体１１に対して相対的にその軸線方向に移動可能となるように本体１１内に配置されたコレット１２と、コレット１２に対して相対的にその軸線方向に移動可能となるようにコレット１２内に配置された中軸１３とを有している。本体１１及び中軸１３は従来公知のコレットチャックにおける本体及び中軸と基本的に同様である。例えば、本体１１は、その軸線方向に前後進可能に配置されており、その開口部内面に開口部に向かって内径が徐々に大きくなる環状内面１４を有している。この環状内面１４は本体１１の前進によってコレット１２の後述する環状外面１７に圧接して把持穴１６の径を縮小させる。中軸１３は、コレット１２の把持穴１６内に配置されており、把持穴１６内に挿入された軸体７１の端面に当接して軸体７１を位置決めすると共に軸体７１の把持を補助する。この中軸１３は図示しない弾性体例えばコイルバネ等によって本体１１の開口部側に付勢されており、この付勢力に反して開口部側から内部側に押込み可能になっている。
【００３７】
コレット１２は、把持部１８すなわち軸体７１を保持する部分が調整されている点を除いて従来公知のコレットチャックと基本的に同様であり、図示しない基部で互いに連結され、軸線視したときの中心角が９０°未満の円弧状に形成された複数例えば４つのコレット爪１５を備え、これらのコレット爪１５によって軸体７１を把持する把持穴１６が軸線上に軸孔として形成されている。このコレット爪１５それぞれはその自由端すなわち本体１１の開口部側の外周面が徐々に大きくなる環状外面１７が環状内面１４に接触するように形成されている。コレット爪１５それぞれは、図１及び図２に示されるように、自由端側に軸体７１の円筒状外周面７１ｃを把持する内径の小さな把持部１８、すなわち、自由端側の内周面に軸線方向に突出する把持部１８を有している。コレット爪１５の把持部１８の基部側は把持部１８よりも内径が大きくなっている。把持部１８は円筒状外周面７１ｃをその外周面から均一に把持できるように軸線視円弧状の把持面１９を有している。この把持面１９の軸線方向長さは把持するローラ原体６の管状弾性体７の端面から突出する軸体７１の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さとなるように設定されている。
【００３８】
この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法に好適に使用される研磨装置１及びコレットチャック３について説明したが、この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法に使用される研磨装置及びコレットチャックは、軸体の特定の円筒状外周面を保持できれば研磨装置１及びコレットチャック３に限定されず、従来公知の各種研磨装置及びコレットチャックを用いることができる。
【００３９】
この発明に係る管状弾性体の研磨方法は、軸体の少なくとも一方の端部の端面から１０ｍｍ以内であって管状弾性体の端面から突出する軸体の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さの円筒状外周面をコレットチャックで把持する工程と、管状弾性体を相対的に回転させる工程と、コレットチャック周辺環境を調整することなく管状弾性体の外周面を砥石で研磨する工程を有している。また、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、軸体の外周面に弾管状性体を配置してローラ原体を作製する工程と、この発明に係る管状弾性体の研磨方法で管状弾性体を研磨する工程とを有している。
【００４０】
この発明に係る管状弾性体の研磨方法をこの発明に係る弾性ローラの製造方法と共に、図１〜図３に示される研磨装置１を用いて図４に示される弾性ローラ７０を製造する例（以下、一製造方法と称する。）を挙げて具体的に説明する。この弾性ローラ７０は前記した通りである。
【００４１】
この一製造方法においては、まず、軸体７１を準備する。軸体７１は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮若しくはこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に調製される。この軸体７１は、少なくとも後述する弾性層７２が形成される弾性層形成領域及び円筒状外周面７１ｃが軸線方向に均一な外径を有する一方向に延在する棒状体の両端部にＣ面取り加工を施して面取部７１ａを形成して、作製される。このとき、面取部７１ａ近傍にはＣ面取り加工時のバリ等の突起等を除去してもしなくてもよい。このようにして作製した軸体７１は、所望により、例えば０．１〜１０μｍの厚さのプライマー層を形成するため、外周面に従来公知のプライマーが塗布されてもよい。
【００４２】
この一製造方法においては、次いで、軸体７１の外周面に後述するゴム組成物を硬化して、軸体７１の外周面に配置された管状弾性体７を有するローラ原体６を作製する工程を実施する。このようなローラ原体６は公知の方法によって作製できる。例えば、まず、軸体７１の外周面にゴム組成物を配置する。その方法としては、ゴム組成物に応じて適宜に選択され、例えば、押出機等により軸体７１とゴム組成物とを一体に分出する方法、また軸体７１を収納する金型にゴム組成物を注入する方法等が挙げられる。これらの中でも、押出機等により軸体７１とゴム組成物とを一体に分出しする方法が、作業が容易で作業を連続して行うことができる点で、好ましい。このようにして軸体７１の外周面にゴム組成物を配置した後、この状態を維持しつつ軸体７１ごとゴム組成物を加熱する。ゴム組成物の加熱は、通常、赤外線加熱炉又は熱風炉等の加熱炉、乾燥機等の加熱機等により、ゴム組成物に含まれるゴム又は樹脂が架橋するのに十分な条件で行われればよい。このようにして軸体７１の外周面に配置された管状弾性体７を有するローラ原体６が作製される。
【００４３】
この一製造方法においては、次いで、作製したローラ原体６における軸体７１の両端部それぞれの円筒状外周面７１ｃを端面から１０ｍｍ以内であって管状弾性体７の端面から突出する軸体７１の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さとなるようにコレットチャック３で把持する工程を実施する。具体的には、図２及び図３に示されるように、軸体７１における両端部それぞれをコレットチャック３の把持穴１６に挿入して、本体１１を開口部側に移動させる。そうすると、図２に示されるように、コレット爪１５の環状外面１７が本体１１の環状内面１４で押圧され、軸体７１が挿入された把持穴１６が縮径して、コレット爪１５それぞれの把持面１９が軸体７１の円筒状外周面７１ｃそれぞれに軸線に向かって圧接する。なお、このとき、軸体７１は、図２に示されるように、軸体７１の両端部が中軸１３に当接して軸線方向に位置決めされると共にコレットチャック３による把持状態が補助されている。このようにして軸体７１の両端部それぞれをコレットチャック３で把持すると、研磨装置１、特にコレットチャック３は前記のように構成されているから、軸体７１は、管状弾性体７の端面それぞれから突出する円筒状外周面７１ｃの両端部それぞれにおいて、端面から１０ｍｍ以内の領域であって管状弾性体７の端面から突出する軸体７１の軸線長さに対して８〜２１％の軸線長さの領域がコレット爪１５の把持面１９で把持されて、研磨装置１に保持される。
【００４４】
このように、円筒状外周面７１ｃにおいて軸体７１の端面から１０ｍｍ以内の領域を把持位置としてコレットチャック３で把持すると、同様に１０ｍｍを超えて把持したときに生じる「振れ精度が低下するという問題」を回避でき、把持位置を「１０ｍｍ以内」にすることに臨界的意義がある。この問題を効果的に発生させない点で、コレットチャック３で把持される領域は軸体７１の端面から５ｍｍ以内であるのが好ましい。なお、コレットチャック３で把持される領域の端面からの最小距離はコレットチャック３で把持できれば特に限定されないが、現実的には１ｍｍ程度であり、軸体７１が面取部７１ａを有している場合には面取部７１ａよりも管状弾性体７側である。
【００４５】
また、円筒状外周面７１ｃにおいて、ローラ原体６の管状弾性体７の端面から突出する軸体７１の軸線長さに対して８％未満の軸線長さを有する領域をコレットチャック３で把持すると研磨時に軸体７１の空転や振れ精度が低下するという問題が生じることがあり、一方、前記軸線長さに対して２１％を超える軸線長さを有する領域をコレットチャック３で把持すると振れ精度が低下するという問題が生じることがある。このように、振れ精度を高めるために把持量を多くするのが望ましいという従来の技術常識に反してこの技術常識よりも低減された把持量すなわち前記軸線長さに対して８〜２１％にすると、前記問題を回避でき、その把持量に臨界的意義がある。これらの問題を効果的に発生させない点でコレットチャック３によって把持される領域は管状弾性体７の端面から突出する軸体７１の軸線長さに対して８．５〜１２．５％の領域であるのが好ましい。この発明において、円筒状外周面７１ｃの把持幅は前記範囲内にあればよいが、具体的には、円筒状外周面７１ｃの把持幅は１〜５ｍｍであるのが好ましく、２〜３ｍｍであるのが特に好ましい。
【００４６】
このように軸体７１の円筒状外周面７１ｃをコレットチャック３で把持すると、軸体７１の軸線がわずかに偏心している場合、軸体７１の寸法がばらついている場合及び面取部７１ａにバリ等の突起が存在する場合においても、さらに軸体７１の両端部それぞれをコレットチャック３で把持した場合においても、軸体７１は把持されていない状態にある軸体７１の形状及び軸線とほぼ一致する状態で研磨装置１すなわちコレットチャック３に把持される。
【００４７】
この一製造方法においては、次いで、管状弾性体７すなわちローラ原体６を回転させる工程を実施する。この回転させる工程は駆動手段２を駆動させて軸体７１を把持したコレットチャック３を回転させることで実施される。このとき、管状弾性体７を研磨する際の回転数は研磨する管状弾性体７及び研磨量等に応じて適宜に設定されればよく、例えば７０〜４００ｒｐｍに設定される。この一製造方法においては、管状弾性体を回転させる工程として管状弾性体を回転させているが、管状弾性体を固定し砥石を回転させてもよく、管状弾性体及び砥石の両方を回転されてもよい。
【００４８】
この一製造方法においては、次いで、コレットチャック３の周辺環境を調整することなく管状弾性体７の外周面を砥石４で研磨する工程を実施する。この研磨する工程は、コレットチャック３の周辺環境を研磨時に調整することなく、すなわち、研磨装置１が配置された周辺環境下、例えば常圧環境下で、前記回転させる工程中に、実施される。換言すると、コレットチャック３の周辺を陽圧すなわち加圧することなく、コレット爪１５が大気中に露出した状態で実施される。なお、研磨する工程における「研磨」は「研削」、「切削」等の表面処理工程を含む概念である。
【００４９】
研磨する工程においては、砥石４をローラ原体６に向けて略並行となるように相対的に移動させて管状弾性体７に圧接する。このとき、砥石４の管状弾性体７への圧接圧は研磨する管状弾性体７及び研磨量等に応じて適宜に設定される。この工程において、砥石４は、不動であってもよく、それ自体が回転されてもよい。砥石４を回転させる場合には、砥石４の回転数は研磨する管状弾性体７及び研磨量等に応じて適宜に設定されればよく、例えば１５００〜４５００ｒｐｍに設定され、砥石４の回転方向は管状弾性体７の回転方向と同方向でも逆方向でもよく、研磨効率に優れる点で逆方向であるのが好ましい。
【００５０】
このようにして、管状弾性体７をその軸線方向全体にわたって一挙に研磨するこの発明に係る管状弾性体の研磨方法の一例が実施され、弾性ローラ７０が製造されるこの発明に係る弾性ローラの製造方法の一例である一製造方法が実施される。
【００５１】
この一製造方法において、前記のようにして研磨工程を実施すると、把持する工程において軸体７１の寸法及び形状精度並びに把持数にかかわらず、把持されていない状態にある軸体７１の形状及び軸線とほぼ一致する状態で研磨装置１すなわちコレットチャック３に軸体７１が把持されているから、研磨装置１すなわちコレットチャック３から軸体７１を取り外したときの振れ精度が高くなるように管状弾性体７を研磨できる。したがって、この発明に係る管状弾性体の研磨方法によれば管状弾性体を高い振れ精度となるように研磨でき、軸体７１に対する振れ精度が高い弾性層を形成できる。また、この発明に係る弾性ローラの製造方法によれば、軸体７１に対する振れ精度が高い弾性層７２を有する弾性ローラ７０を製造できる。また、この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法においては研磨装置１すなわちコレットチャック３の周辺環境を調整する必要がないから、研磨する工程を簡潔かつ作業性よく実施でき、従来の研磨方法、例えば特許文献１に記載の「ゴムローラの研削方法」よりも簡潔であるにもかかわらず同等以上の高い振れ精度を実現できる。
【００５２】
この発明に係る管状弾性体の研磨方法及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法は、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記一製造方法においては、軸体５の両端部をコレットチャック３で把持しているが、この発明において、軸体はその両端部の少なくとも一方をコレットチャックで前記したように前記把持量で把持していればよく、例えば、軸体の一方の端部をコレットチャックで前記したように把持し、他方の端部特にその端面を例えば内径が徐々に小さくなる円錐状凹部を有する芯押し台に押圧して保持してもよい。
【００５３】
前記一製造方法においては、「プランジ式研磨装置」を用いてローラ原体６の管状弾性体７を一挙に研磨しているが、この発明においては、軸線長さが研磨対象とされるローラ原体の管状弾性体よりも短い砥石を備えた所謂「トラバース式研磨装置」を用いて、砥石をローラ原体の管状弾性体に圧接すると共に軸線方向に移動して管状弾性体を研磨してもよい。このとき、砥石は軸線方向に片道移動されても、一往復移動されても、また複数往復移動されてもよい。
【００５４】
前記一製造方法においては、両端部に面取部７１ａを有する軸体７１を用いているが、この発明においては、面取部のない軸体を用いることもできる。
【００５５】
前記一製造方法は、管状弾性体７を研磨する工程を有しているが、この発明においては、この研磨する工程に加えて、所望により、弾性層の外周面で樹脂組成物を硬化してコート層を形成する工程を有していてもよい。この工程は、例えば、弾性層の表面に定法に従って樹脂組成物を塗工し、加熱硬化させることにより、実施される。
【００５６】
前記一製造方法においては、軸体７１をコレットチャック３で把持して研磨する工程を実施しているが、この発明において、軸体をコレットチャックで把持すると共に、コレットチャックの周辺圧力が大きく変化しない程度にコレットチャックの基部側から軸線方向に空気を流通させつつ研磨してもよい。このように空気を流通させつつ研磨すると研磨カス等がコレットチャック内に侵入することを防止できる。このような空気を流通させる機構は従来公知の研磨装置と同様に構成できる。
【００５７】
この発明に係る弾性ローラは、前記した実施例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、弾性ローラ７０は面取部７１ａを有する軸体７１と弾性層７２とを備えているが、この発明において、弾性ローラは、面取部のない軸体を備えていてもよく、また弾性層の外周面に配置されたコート層を備えていてもよい。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
ＳＵＭ２２鋼からなる直径５．９５ｍｍ、長さ２８１．５ｍｍの棒状体の両端部それぞれをＣ面取り加工して軸線方向の長さ１ｍｍ（Ｃ１）で傾斜角が４５°の面取部７１ａを形成した。この棒状体の外周面を無電解ニッケルメッキ処理した後、トルエンで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマー処理した棒状体を、ギヤオーブンを用いて１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却した。このようにして表面にプライマー層を有する軸体７１を作製した。
【００５９】
一方、メチルビニルシリコーン生ゴム（商品名「ＫＥ−７８ＶＢＳ」、信越化学工業株式会社製）１００質量部と、ジメチルシリコーン生ゴム（商品名「ＫＥ−７６ＶＢＳ」、信越化学工業株式会社製）２０質量部と、カーボンブラック（商品名「アサヒサーマル」、旭カーボン株式会社製）１０質量部と、煙霧質シリカ系充填材（商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ  ２０」、日本アエロジル株式会社製）１５質量部と、白金触媒（商品名「Ｃ−１９Ａ」、信越化学工業株式会社製）０．５質量部と、ハイドロジェンポリシロキサン（商品名「Ｃ−１９Ｂ」、信越化学工業株式会社製）２．０質量部とを混合し、加圧ニーダーで混練して、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物を調製した。
【００６０】
次いで、軸体７１と付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物を押出機でクロスヘッドを使用して一体化して分出し、ギヤオーブン中で３００℃、１５分間加熱した。次いで、この状態のまま、ギヤオーブン中で２００℃、４時間にわたって加熱して、二次硬化し、軸体７１の外周面に外径２３ｍｍ、軸線方向長さ２３４．５ｍｍの管状弾性体７を有するローラ原体６を作製した。このローラ原体６において管状弾性体７の端面それぞれから突出する軸体７１の軸線長さは２３．５ｍｍであった。
【００６１】
軸線長さが２ｍｍの把持面１９をそれぞれ有する４つのコレット爪１５で構成されるコレット１２を備えた１組のコレットチャック３が主軸台に配置された研磨装置１を準備した。この研磨装置１は、外径３０５ｍｍ、軸線方向の長さが２５０ｍｍである円柱状の砥石４（商品名「ＧＣ２２０ＨＲＶ」、三井砥石株式会社製、材質は炭化ケイ素、結合剤はレジノイド、砥粒の形状は球状）を備えていた。
【００６２】
次いで、準備した研磨装置１のコレットチャック３に、端面から１０ｍｍ以内であって軸線方向長さが２．０ｍｍ（管状弾性体７の端面から突出する軸体７１の軸線長さに対して８．５％）の円筒状外周面７１ｃをそれぞれ把持させた後に、駆動手段２を駆動させてローラ原体６をその軸線を中心にして１３０ｒｐｍで回転させた。この状態でコレットチャック３の周辺環境を調整することなく大気圧下で砥石４をローラ原体６と逆方向に２８００ｒｐｍで回転させつつ管状弾性体７の軸線方向全体にわたって圧接させて、管状弾性体７の外周面を研磨した。このときの管状弾性体７の研磨量は厚さ方向に０．２５ｍｍであった。このようにして弾性ローラを製造した。
【００６３】
（実施例２）
コレット爪１５における把持面１９の軸線長さを４．５ｍｍ（前記軸線長さに対して１９％）に変更したこと以外は実施例１と基本的に同様にして弾性ローラを製造した。
【００６４】
（実施例３）
研磨装置１のコレットチャック３の一方を、内径が徐々に小さくなる円錐状凹部（深さ１０ｍｍ）を有する外径１２ｍｍの芯押し台に代えて、軸体７１の一方の端部をコレットチャック３で前記のように２．０ｍｍ（前記軸線長さに対して８．５％）で把持し、他方の端部を押し台に押圧して保持したこと以外は実施例１と基本的に同様にして弾性ローラを製造した。
【００６５】
（比較例１）
研磨装置１の２つのコレットチャック３それぞれを、図５に示されるコレットチャック５０に変更してこのコレットチャック５０で図６に示されるように軸体７１の端面それぞれから５．５ｍｍまでの領域全体（前記軸線長さに対して２３．４％）を把持したこと以外は実施例１と基本的に同様にして弾性ローラを製造した。このコレットチャック５０は、図６に示されるように、コレット爪５１における把持部５２の把持面５３が軸体７１の端面から１５ｍｍまでの領域全体を把持できる軸線長さを有していること以外は基本的にコレットチャック３と同様であり、コレットチャック３と同様の部材に同じ符号を付している。
【００６６】
このようにして製造した各弾性ローラの振れ精度を前記のようにして測定した。その結果を第１表に表す。
【００６７】
【表１】
2013052476.tif 000003
【符号の説明】
【００６８】
１  研磨装置
２  駆動手段
３、５０  コレットチャック
４  砥石
６  ローラ原体
７  管状弾性体
１１  本体
１２  コレット
１３  中軸
１４  環状内面
１５、５１  コレット爪
１６  把持穴
１７  環状外面
１８、５２  把持部
１９、５３  把持面
７０  弾性ローラ
７１  軸体
７１ａ  面取部
７１ｂ  環状テーパ面
７１ｃ  円筒状外周面
７２  弾性層
【図１】
2013052476.tif 000004
【図２】
2013052476.tif 000005
【図３】
2013052476.tif 000006
【図４】
2013052476.tif 000007
【図５】
2013052476.tif 000008
【図６】
2013052476.tif 000009