JP2007334229A - Elastic roller and manufacturing method thereof - Google Patents

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桃介 高市
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忠 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roller manufacturing method capable of accomplishing uniform heating with accurate temperature distribution in a short time, and also, capable of manufacturing a roller with less difference in outside diameter and with uniform-shaped outside diameter. <P>SOLUTION: Regarding the elastic roller manufacturing method to form an unvulcanized rubber roller by using a core bar and covering the periphery of the core bar with unvulcanized rubber, thereafter, thermally hardening the unvulcanized rubber roller, the axial center of the core bar is arranged in a gravity direction, and a plurality of IR heaters are horizontally arranged in the shape of a side wall so as to be orthogonal to the unvulcanized roller, and the position of the IR heater as a unit is adjustable up and down, back and forth, and also, the position of the single heater is finely adjustable back and forth. The output can be individually set within an optional range of the heating temperature by a temperature setting machine. By such the primary vulcanizing method, the method of manufacturing the roller with less difference in outside diameter and with uniform-shaped outside diameter can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真装置などに使用される、軸芯体の周囲に弾性体層を有する弾性体ローラの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an elastic roller having an elastic layer around an axial core used in an electrophotographic apparatus or the like.

最初に電子写真記録装置についてその概略を説明する。この装置の本体内部には画像形成部が設置され、画像がクリーニング、帯電、潜像、現像、転写、定着プロセスを経て形成される。画像形成部は像担持体である感光ドラムを備えており、クリーニング部、帯電部、潜像形成部、現像部及び転写部を備えている。この画像形成部で形成された感光ドラム上の画像は転写部材により、記録材に転写され、搬送された後、定着部にて加熱、加圧され、定着された記録画像として排出される。   First, an outline of the electrophotographic recording apparatus will be described. An image forming unit is installed inside the main body of the apparatus, and an image is formed through cleaning, charging, latent image, development, transfer, and fixing processes. The image forming unit includes a photosensitive drum as an image carrier, and includes a cleaning unit, a charging unit, a latent image forming unit, a developing unit, and a transfer unit. The image on the photosensitive drum formed by the image forming unit is transferred to a recording material by a transfer member, conveyed, and then heated and pressed by a fixing unit, and discharged as a fixed recorded image.

次に、クリーニング、帯電、潜像、現像、転写、定着のプロセスの内、帯電、潜像形成、現像、転写プロセスについて説明する。帯電部材は、感光ドラムの表面に対し、所定の極性、電位が一様になるように一次帯電処理を行う。帯電部材により均一に帯電処理された後、目的画像情報の露光を受けることで、感光ドラム表面に目的画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置によりトナー画像として可視像化されていく。この可視像化されたトナー画像は、感光ドラム下で転写手段により記録材の裏面から電圧を印加することにより記録材に転写される。その後記録材は定着部へ搬送され、像定着を受け、画像形成物として出力される。   Next, among the cleaning, charging, latent image, development, transfer, and fixing processes, the charging, latent image formation, development, and transfer processes will be described. The charging member performs a primary charging process on the surface of the photosensitive drum so that a predetermined polarity and potential are uniform. After being uniformly charged by the charging member, the target image information is exposed to form an electrostatic latent image corresponding to the target image on the surface of the photosensitive drum. The electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing device. The visualized toner image is transferred to the recording material by applying a voltage from the back surface of the recording material by a transfer unit under the photosensitive drum. Thereafter, the recording material is conveyed to a fixing unit, subjected to image fixing, and output as an image formed product.

以上に示した電子写真装置などの画像形成装置における現像工程の実行手段として、電圧を印加することにより現像作用を施す、一般にはローラ型の導電性弾性体が近年盛んに使用されている。このような電子写真プロセスを利用した画像形成装置に用いる弾性ローラ(帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ等)の弾性層は、液状ゴム、固形ゴム、発泡ゴム等の弾性材料を用いて形成されている。   As a means for executing the developing process in the image forming apparatus such as the electrophotographic apparatus described above, a roller-type conductive elastic body that applies a developing action by applying a voltage has been actively used in recent years. The elastic layer of an elastic roller (charging roller, transfer roller, developing roller, etc.) used in an image forming apparatus utilizing such an electrophotographic process is formed using an elastic material such as liquid rubber, solid rubber, foam rubber, or the like. Yes.

次に弾性ローラの製造方法について説明する。特開2002−187157号公報に、クロスヘッド式押出後に金型成形一次加硫をし、その後オーブンで二次加硫する方法が紹介されている。以下、簡略して引例する。金属製シャフトの外周にゴム組成物を、クロスヘッド式押出機を用いて、上記シャフトの外周に円筒状に押出し、未発泡(未加硫)ゴムローラを得る。この未発泡(未加硫)ゴムローラを円筒状の割り金型内にセットし、圧力をかけ、175℃で20分間加硫、発泡をする。次いで、割り金型の圧力を開放し、発泡(一次加硫品)ゴムローラを得る。このゴムローラを、180℃に調整したオーブン中で4時間、後加硫を行う。以上の方法で導電ローラ用弾性体基層を得た後、外形を規定の形状に研磨する。   Next, a method for manufacturing the elastic roller will be described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-187157 introduces a method of performing primary molding vulcanization after crosshead extrusion and then secondary vulcanization in an oven. The following is a simple example. A rubber composition is extruded on the outer circumference of the metal shaft, and is extruded into a cylindrical shape on the outer circumference of the shaft by using a cross head type extruder to obtain an unfoamed (unvulcanized) rubber roller. This unfoamed (unvulcanized) rubber roller is set in a cylindrical split mold, pressure is applied, and vulcanized and foamed at 175 ° C. for 20 minutes. Next, the pressure of the split mold is released to obtain a foamed (primary vulcanized product) rubber roller. This rubber roller is post-vulcanized in an oven adjusted to 180 ° C. for 4 hours. After obtaining the conductive roller elastic body base layer by the above method, the outer shape is polished into a prescribed shape.

この状態で電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置用の部材として用いることも可能だが、更に電子写真特性の必要に応じて、浸漬塗工などの方法を用いて、弾性体基層の外周表面に数十μmの導電性表面層を設け、画像形成用の弾性ローラが完成する。   In this state, it can be used as a member for an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus. However, if necessary for the electrophotographic characteristics, a method such as dip coating may be used to form the elastic base layer. A conductive surface layer of several tens of μm is provided on the outer peripheral surface to complete an elastic roller for image formation.

また、金型を使わない成形方法として、円柱状の芯金周囲に円筒形状の塗工ヘッドを用いて液状樹脂を被覆形成し、次に加熱硬化・加硫する弾性体ローラの製造方法(以下、リング塗工方法と呼ぶ)がある。この場合塗工後のローラの加硫方法は、一次加硫二次加硫いずれも200℃の熱風循環式乾燥機で加熱硬化を行っている。   In addition, as a molding method that does not use a metal mold, a method of manufacturing an elastic roller (hereinafter, referred to as “coating”) in which a liquid resin is coated around a cylindrical core metal using a cylindrical coating head and then heat-cured and vulcanized , Called ring coating method). In this case, as for the vulcanization method of the roller after coating, the primary vulcanization and the secondary vulcanization are both heat-cured with a hot air circulation dryer at 200 ° C.

また、特開2002−326235では180℃の熱風を循環させた炉内に、ローラ長手向き水平搬送加熱する方法が紹介されている。この方法は発泡性ゴムコンパウンド原料樹脂の場合有効な方法である。   Japanese Patent Laid-Open No. 2002-326235 introduces a method of horizontally conveying and heating the roller in the longitudinal direction in a furnace in which hot air of 180 ° C. is circulated. This method is effective in the case of foaming rubber compound raw material resin.

以上、弾性ローラの製造方法について述べたが、弾性ローラの外径は、円柱状の芯金周囲に液状樹脂を被覆形成し、加熱硬化・加硫し弾性体基層を得る工程において、外径誤差の精度は弾性体基層を加熱硬化・加硫する工程の加熱温度分布の振れが大きいと外径が100μm程度まで外径誤差が生じる。そこで弾性ローラ加熱温度を精密に調整し、外径の軸方向均一性を精度良く得ることは、以下の理由で電子写真画像形成装置に於いて重要である。   Although the elastic roller manufacturing method has been described above, the outer diameter of the elastic roller is determined by the outer diameter error in the process of coating the liquid resin around the cylindrical cored bar, heat curing, and vulcanizing to obtain the elastic base layer. As for the accuracy of, when the fluctuation of the heating temperature distribution in the process of heat-curing and vulcanizing the elastic base layer is large, an outer diameter error occurs up to about 100 μm. Accordingly, it is important in the electrophotographic image forming apparatus to precisely adjust the heating temperature of the elastic roller to obtain the axial uniformity of the outer diameter with high accuracy.

弾性ローラが現像ローラの場合、外径の均一性が悪い場合には、トナー供給ローラから供給されるトナーへの帯電特性(帯電量など)にバラツキを発生させ、供給されるトナーの量が安定しないという問題が生じることがある。そのために、感光体ドラムにトナーを安定して供給することが難しくなる。弾性ローラが帯電ローラの場合、外径均一性が悪い場合には、感光体ドラムに接触している部分の圧力、接触面積が均一でなく、結果として、その接触部分の抵抗値が変化してしまい、感光体ドラム表面を均一に帯電することが難しくなる。
特開2002−187157号公報 特開2003−190870号公報 特開2002−326235号公報
When the elastic roller is a developing roller and the uniformity of the outer diameter is poor, charging characteristics (charge amount, etc.) to the toner supplied from the toner supply roller vary, and the supplied toner amount is stable. The problem of not doing may occur. For this reason, it becomes difficult to stably supply toner to the photosensitive drum. When the elastic roller is a charging roller and the outer diameter uniformity is poor, the pressure and contact area of the part in contact with the photosensitive drum is not uniform, and as a result, the resistance value of the contact part changes. Therefore, it becomes difficult to uniformly charge the surface of the photosensitive drum.
JP 2002-187157 A JP 2003-190870 A JP 2002-326235 A

上記の従来例は、加硫時のローラに作用する熱の温度分布を精密に調整する方法は開示されていない。そこで、本出願に係る第一の発明の目的は、押出し成形並びにリング塗工による成形後の一次加硫に用いることができる、精密な加熱方式によるローラの製造方法を提供することである。   The above conventional example does not disclose a method for precisely adjusting the temperature distribution of heat acting on the roller during vulcanization. Accordingly, an object of the first invention according to the present application is to provide a method for manufacturing a roller by a precise heating method that can be used for primary vulcanization after extrusion molding and molding by ring coating.

また本出願に係る第二の発明の目的は、ローラの一次加硫時間を、従来の金型による加硫方法ならびに熱風循環式乾燥機(オーブン)による加硫方法に比べ短くできる製造方法を提供することである。   The object of the second invention according to the present application is to provide a production method capable of shortening the primary vulcanization time of the roller as compared with the conventional vulcanization method using a mold and the vulcanization method using a hot air circulation dryer (oven). It is to be.

芯金と該芯金の周囲に未加硫状態のゴムを被覆させ未加硫ゴムローラを形成しその後未加硫ローラを加熱硬化して製造する弾性体ローラの製造方法において、
前記芯金の軸芯が重力方向に配置され、且つ加熱用赤外線ヒーターを複数本水平方向に未加硫ローラに直交するよう側壁状に配置し、該赤外線ヒーターはユニットごと上下及び前後に位置調性可能で、更にヒーター単体で前後方向に微調整できるようにした。また更に温度設定機により、加熱温度を任意の範囲で出力を個別設定できるようにした。この一次加硫方法によって外径差の少ない外径が均一な形状のローラ製造方法を提供できる。
In the manufacturing method of an elastic body roller, which is manufactured by coating an unvulcanized rubber around the core metal and forming an unvulcanized rubber roller by heating and curing the unvulcanized roller.
The core of the core bar is arranged in the direction of gravity, and a plurality of infrared heaters for heating are arranged in a side wall shape so as to be orthogonal to the unvulcanized roller in the horizontal direction. The heater can be finely adjusted in the front-rear direction with a single heater. Further, the output can be individually set within an arbitrary range of the heating temperature by a temperature setting machine. This primary vulcanization method can provide a roller manufacturing method having a uniform outer diameter with little difference in outer diameter.

赤外線ヒーターを用いて該未加硫ローラに赤外線を照射し未加硫ローラを昇温する加熱部分と、該赤外線ヒーターと同様の赤外線ヒーターを用い赤外線ヒーターの出力を下げ該未加硫ローラが昇温した温度を保持できるように赤外線を照射する保温部分によって構成される赤外線ヒーターを用いて、該未加硫ローラを加熱硬化させ一次加硫する方法を用いることにより、弾性体ローラを短時間で加熱できる。   A heating part that irradiates the unvulcanized roller with infrared rays using an infrared heater to raise the temperature of the unvulcanized roller, and an infrared heater similar to the infrared heater is used to lower the output of the infrared heater and raise the unvulcanized roller. By using a method in which the unvulcanized roller is heated and cured and primary vulcanized using an infrared heater composed of a heat retaining portion that irradiates infrared rays so that the heated temperature can be maintained, the elastic roller can be moved in a short time. Can be heated.

以上説明したように、本発明により、軸芯体の外周面に液状樹脂が加硫硬化した弾性体層を有する弾性体ローラの製造において、本発明の工夫がなされた該赤外線ヒーターから赤外線を該未加硫ローラに向け照射し、且つ該未加硫ローラを回転させながら加熱硬化させ一次加硫する方法を用いることにより、精密な温度分布による均一加熱が短時間で達成でき、尚且つ外径差の少ない外径が均一な形状のローラ製造方法を提供できる。   As described above, according to the present invention, in the manufacture of an elastic roller having an elastic body layer in which a liquid resin is vulcanized and cured on the outer peripheral surface of the shaft core body, infrared rays are emitted from the infrared heater to which the invention is devised. Uniform heating with a precise temperature distribution can be achieved in a short time by using a method of irradiating the unvulcanized roller and heat-curing and primary vulcanizing while rotating the unvulcanized roller. A roller manufacturing method having a uniform outer diameter with little difference can be provided.

本発明者等は、弾性体ローラの弾性体層の形成工程においてリング塗工方法を用いて弾性体ローラを成形した後、前述した工夫がなされた該赤外線ヒーターから赤外線を該未加硫ローラに向け照射し、且つ該未加硫ローラを回転させながら加熱硬化させ一次加硫する方法を用いることにより、上記課題を解決することが可能であることを見出した。本発明はこの知見に基づいてなされたものである。   The present inventors formed an elastic body roller using a ring coating method in the elastic body layer forming step of the elastic body roller, and then sent infrared rays to the unvulcanized roller from the infrared heater which was devised as described above. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by using a method of heat-curing and primary-curing while rotating the uncured roller while rotating the unvulcanized roller. The present invention has been made based on this finding.

〔リング塗工機〕
図1は、本発明に好適に用いることのできるリング塗工機の例を示す概略図である。
[Ring coating machine]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a ring coating machine that can be suitably used in the present invention.

図1に示すように架台1の上に略垂直に躯体柱としてコラム2が取り付けられ、さらに架台1とコラム2には精密ボールネジ3が略垂直に取り付けられている。14はリニアガイドであり精密ボールネジ3と平行に2本がコラム2に取り付けられている。   As shown in FIG. 1, a column 2 is attached to the gantry 1 as a frame pillar substantially vertically, and a precision ball screw 3 is attached to the gantry 1 and the column 2 substantially vertically. Reference numeral 14 denotes a linear guide, two of which are attached to the column 2 in parallel with the precision ball screw 3.

LMガイド4はリニアガイド14と精密ボールネジ3と連結し、サーボモータ5よりプーリ6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。   The LM guide 4 is connected to the linear guide 14 and the precision ball screw 3, so that the rotary motion is transmitted from the servo motor 5 through the pulley 6 so that the LM guide 4 can be moved up and down.

コラム2には円筒状の軸芯体101の外周面に弾性体層形成用の材料液を吐出するリング形状の成形ヘッド8が取り付けられている。   In the column 2, a ring-shaped forming head 8 for discharging a material liquid for forming an elastic body layer is attached to the outer peripheral surface of a cylindrical shaft core body 101.

さらにLMガイド4にブラケット7が取り付けられている。ブラケット7には、ローラの軸芯体101を保持し固定するワーク下保持軸9が略垂直に取り付けられ、また逆側のローラの軸芯体101を保持するワーク上保持軸10の中心軸がブラケット7の上部に取り付けられ、ワーク上保持軸はワーク下保持軸9に対向して略同芯になるように配置して軸芯体を保持している。さらにリング形状の塗工ヘッド8の中心軸はワーク下保持軸9とワーク上保持軸10の移動方向と平行となるようにそれぞれの保持軸に支持される。また、ワーク下保持軸9およびワーク上保持軸10が昇降移動する際に、塗工ヘッド8の内側に開口した環状スリットに成っている吐出口(図2における205)の中心軸とワーク下保持軸9およびワーク上保持軸10の中心軸が略同芯になるように調節してある。このような構成により塗工ヘッド8の環状スリットに成っている吐出口の中心軸を軸芯体の中心軸に略同芯に合わせることができリング形状の塗工ヘッドの内周面と前記軸芯体101の外周面との間に均一な隙間が形成される。   Further, a bracket 7 is attached to the LM guide 4. A work lower holding shaft 9 for holding and fixing the roller shaft core body 101 is attached to the bracket 7 substantially vertically, and a center axis of the work upper holding shaft 10 for holding the roller shaft core body 101 on the opposite side is provided. It is attached to the upper part of the bracket 7 and the work upper holding shaft is arranged so as to be substantially concentric with the work lower holding shaft 9 so as to hold the shaft core. Further, the center axis of the ring-shaped coating head 8 is supported by each holding shaft so as to be parallel to the moving direction of the workpiece lower holding shaft 9 and the workpiece upper holding shaft 10. Further, when the workpiece lower holding shaft 9 and the workpiece upper holding shaft 10 are moved up and down, the center axis of the discharge port (205 in FIG. 2) formed in an annular slit opened inside the coating head 8 and the workpiece lower holding. The shaft 9 and the center axis of the workpiece holding shaft 10 are adjusted so as to be substantially concentric. With such a configuration, the central axis of the discharge port formed in the annular slit of the coating head 8 can be aligned with the central axis of the shaft core body so as to be substantially concentric with the inner peripheral surface of the ring-shaped coating head and the shaft. A uniform gap is formed between the outer peripheral surface of the core body 101.

また、材料液の供給口11は、材料液搬送用の配管12を介して材料供給弁13に接続されている。材料供給弁13は、その手前に混合ミキサー、材料供給ポンプ、材料定量吐出装置、材料タンク等を備え、定量(単位時間当たりの量が一定)の材料液を吐出可能な構成としている。   The material liquid supply port 11 is connected to a material supply valve 13 via a material liquid transport pipe 12. The material supply valve 13 includes a mixing mixer, a material supply pump, a material fixed amount discharge device, a material tank, and the like in front of the material supply valve 13 so as to discharge a fixed amount (a constant amount per unit time).

〔塗工ヘッド〕
図2に本発明の製造方法に用いることのできるリング形状塗工ヘッドの一例の断面を図示する。リング形状塗工ヘッドは、金属などの材料で形成されるヘッド上部201とヘッド下部202で構成されており、図2のようにこれらが互いに固定されて使用される。材料注入口203から入った原材料が、ヘッド内の材料流路204を通って360度方向充満され、材料吐出口205から吐出される。
[Coating head]
FIG. 2 shows a cross section of an example of a ring-shaped coating head that can be used in the manufacturing method of the present invention. The ring-shaped coating head is composed of a head upper part 201 and a head lower part 202 formed of a material such as metal, and these are fixed to each other as shown in FIG. The raw material entered from the material injection port 203 is filled in the direction of 360 degrees through the material flow path 204 in the head, and is discharged from the material discharge port 205.

〔赤外線加熱装置〕
次に一次加硫のために加熱を行う赤外線加熱装置について説明する。ハロゲンランプを加熱用光源に用いた赤外線加熱装置を用意した。図7は本発明に用いることのできる加熱装置の例を説明するための模式図である。加熱用光源は図8に示すようにローラ昇温部と温度保持部の二つのユニットで構成した。以下、図7と図8に基づいて説明する。各ユニットのヒーター301は岩崎電気製の200V1000W型を14本構成で水平方向に被加熱物のローラに直交するよう側壁状にヒーターピッチ=20mmで配置した。ヒーター加熱有効範囲を横方向600mmとした。温度設定機により、加熱温度は任意の出力を(ヒーター容量×パーセント設定で)個別設定できるようにした。ヒーターは片面設置、反対側はアルミ板に金メッキをした熱反射板を設置した。ヒーターユニットは上下及び前後に位置調性可能で、更にヒーター単体で前後方向に微調整できるようにした(図中矢印方向参照)。被加熱ローラ304はワークキャリア302に緩挿されチェーン駆動(図示しない)にて図中水平方向矢印に沿って加熱されながらヒーターユニットを通過する。また、ワークキャリア302はヒーター加熱有効範囲に入るとローラ304と共に毎分60回転で自転する。加熱は昇温部311を通過した時点で目的の温度域までローラ304を昇温する。加硫タクト短縮を図る場合は、その後ローラ304を温度保持部312に通過させ、所定時間赤外線を照射し加熱する。
[Infrared heating device]
Next, an infrared heating apparatus that performs heating for primary vulcanization will be described. An infrared heating device using a halogen lamp as a heating light source was prepared. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an example of a heating apparatus that can be used in the present invention. As shown in FIG. 8, the heating light source was composed of two units, a roller temperature raising unit and a temperature holding unit. In the following, description will be given with reference to FIGS. The heaters 301 of each unit are 14 200V1000W types manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd., and are arranged in a side wall shape at a heater pitch = 20 mm so as to be orthogonal to the roller of the object to be heated. The heater heating effective range was 600 mm in the horizontal direction. With the temperature setting machine, the heating temperature can be set individually for any output (heater capacity x percentage setting). The heater was installed on one side, and on the other side, a heat reflecting plate with an aluminum plate plated with gold was installed. The heater unit can be adjusted up and down and front and back, and the heater unit can be finely adjusted in the front and rear direction (see arrow direction in the figure). The heated roller 304 is loosely inserted into the work carrier 302 and passes through the heater unit while being heated along a horizontal arrow in the figure by a chain drive (not shown). When the work carrier 302 enters the heater heating effective range, the work carrier 302 rotates with the roller 304 at 60 revolutions per minute. In heating, the temperature of the roller 304 is raised to a target temperature range when it passes through the temperature raising unit 311. In order to shorten the vulcanization tact time, the roller 304 is then passed through the temperature holding unit 312 and heated by irradiation with infrared rays for a predetermined time.

〔軸芯体〕
本発明において軸芯体として芯金(金属製の軸芯体)を用いることができる。芯金としては、円柱状芯金、中空円筒スリ−ブ等が挙げられる。
(Shaft core)
In the present invention, a cored bar (metal shaft core) can be used as the shaft core. Examples of the core metal include a cylindrical core metal and a hollow cylindrical sleeve.

〔弾性体層形成用材料〕
弾性体層形成用材料としては、代表的な液状樹脂として液状シリコーンゴムがある。
[Elastic layer forming material]
As a material for forming the elastic body layer, there is liquid silicone rubber as a typical liquid resin.

弾性体の材料としては、通常シリコ−ンゴム、ウレタンゴム、EPDM、NBR、ヒドリンゴム、熱可塑系ゴム等、各種弾性材料のソリッド体及び発泡体が使用可能であり、抵抗調整、強度改良等の物理的特性を改質させる各種添加剤も使用可能である。これらの原料となる液状樹脂を加硫硬化させて弾性体層を形成することができる。   As the material of the elastic body, solid bodies and foams of various elastic materials such as silicone rubber, urethane rubber, EPDM, NBR, hydrin rubber, thermoplastic rubber, etc. can be used, and physical properties such as resistance adjustment and strength improvement can be used. Various additives that modify the mechanical properties can also be used. These liquid raw materials can be vulcanized and cured to form the elastic layer.

〔弾性体ローラ〕
図5に本発明の製造方法にて成形された表面層付き弾性ローラの構造の一例を模式的に図示する。この弾性ローラは中心に、通常、金属などの導電性材料で形成される軸芯体101を有し、軸芯体101の外周面上に弾性体層(基層)102が固定され、この弾性体層102の外周面に導電性表面層(表面層)103を積層した構造に構成される。
[Elastic roller]
FIG. 5 schematically shows an example of the structure of the elastic roller with a surface layer formed by the manufacturing method of the present invention. This elastic roller has a shaft core body 101 that is usually formed of a conductive material such as metal at the center, and an elastic body layer (base layer) 102 is fixed on the outer peripheral surface of the shaft core body 101. The conductive layer (surface layer) 103 is laminated on the outer peripheral surface of the layer 102.

本発明で得られる弾性体ローラは導電ローラとして好適で、特には電子写真プロセスに用いられる現像ローラとして好適である。   The elastic roller obtained in the present invention is suitable as a conductive roller, and particularly suitable as a developing roller used in an electrophotographic process.

〔画像形成装置〕
図6は、本発明の画像評価に用いた電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置の例の概略構成を説明するための断面図である。この画像形成装置には、本発明により得られる弾性体ローラを現像ローラとして用いた電子写真プロセスカートリッジ(現像装置)35が備えられる。本発明により得られる弾性体ローラは、現像ローラ以外にも、帯電ローラ、転写ローラ、定着ローラ、加圧ローラの少なくとも1つ以上として用いることができる。図6には白黒用画像形成装置が示されるが、カラー用画像形成装置では図の現像装置35がイエロー、マゼンタ、シアン、それにブラックの通常4種類並べて配置される。
[Image forming apparatus]
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a schematic configuration of an example of an electrophotographic process cartridge and an image forming apparatus used for image evaluation of the present invention. The image forming apparatus includes an electrophotographic process cartridge (developing apparatus) 35 using an elastic roller obtained by the present invention as a developing roller. In addition to the developing roller, the elastic roller obtained by the present invention can be used as at least one of a charging roller, a transfer roller, a fixing roller, and a pressure roller. FIG. 6 shows a black-and-white image forming apparatus. In a color image forming apparatus, the developing device 35 shown in FIG. 6 is usually arranged side by side in yellow, magenta, cyan, and black.

この画像形成装置では、潜像担持体としての感光ドラム21が矢印A方向に回転し、感光ドラム21を帯電処理するための帯電ローラ22によってそこを通過した感光ドラム21の領域が一様に帯電され、更にこの帯電領域において、静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光23により、その表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、感光ドラム21に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱可能な現像装置35によって現像剤たるトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化(顕在化)される。   In this image forming apparatus, the photosensitive drum 21 as a latent image carrier rotates in the direction of arrow A, and the region of the photosensitive drum 21 that has passed therethrough is uniformly charged by the charging roller 22 for charging the photosensitive drum 21. Further, in this charged region, an electrostatic latent image is formed on the surface by the laser beam 23 which is an exposure means for writing the electrostatic latent image. The electrostatic latent image is arranged close to the photosensitive drum 21 and is developed by applying toner as a developer by a developing device 35 that can be attached to and detached from the main body of the image forming apparatus, and visualized (visualized) as a toner image. Is done.

現像には、露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像などの方式が利用できる。可視化された感光ドラム21上のトナー像(画像)は、転写ローラ29によって紙などの転写材33に転写される。トナー像を転写された紙33は、定着ローラ32と加圧ローラ36により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。転写ローラ29は、感光ドラム21のトナー像を保持する領域に、転写紙33をその裏面から押当てて、トナー像を転写紙の表面に転写させるもので、感光ドラムのトナー像を保持する領域と逆に帯電していることで、トナー像の転写が促進される。転写紙33の感光ドラム21の表面への押し当ては、感光ドラム21と転写ローラ29とが接触している部分に、これらの回転に伴って、転写紙33が自動的に挿入されることにより達成される。   For development, a method such as so-called reversal development in which a toner image is formed on the exposed portion can be used. The visualized toner image (image) on the photosensitive drum 21 is transferred to a transfer material 33 such as paper by a transfer roller 29. The paper 33 to which the toner image has been transferred is fixed by the fixing roller 32 and the pressure roller 36, and is discharged out of the apparatus, thus completing the printing operation. The transfer roller 29 is a region that holds the toner image on the photosensitive drum 21 by pressing the transfer paper 33 from the back surface thereof to transfer the toner image onto the surface of the transfer paper. On the contrary, the toner image transfer is promoted by being charged. The transfer sheet 33 is pressed against the surface of the photosensitive drum 21 by automatically inserting the transfer sheet 33 into a portion where the photosensitive drum 21 and the transfer roller 29 are in contact with each other. Achieved.

一方、転写されずに感光ドラム上21上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード30により掻き取られ廃トナー容器31に収納され、クリーニングされた感光ドラム21に対して上記のプロセスを繰り返すことで、同一画像のコピーや、新たな画像の転写を行なうことができる。   On the other hand, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum 21 without being transferred is scraped off by the cleaning blade 30 and stored in the waste toner container 31, and the above process is repeated on the cleaned photosensitive drum 21. The same image can be copied or a new image can be transferred.

図示した例では、現像装置35は、一成分現像剤として非磁性トナー28を収容した現像容器34と、現像容器34内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム21と対向設置された現像剤担持体としての現像ロール25とを備え、感光ドラム21上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。   In the illustrated example, the developing device 35 is located opposite to the photosensitive drum 21 in a developing container 34 containing a non-magnetic toner 28 as a one-component developer, and an opening extending in the longitudinal direction in the developing container 34. And a developing roll 25 as a developer carrier, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 21 is developed and visualized.

尚、現像ローラ25は感光ドラム21と当接幅をもって接触している。現像装置においては、弾性を有する現像剤供給ローラ26が、現像容器34内で、弾性ブレード27の現像ローラ25表面との当接部に対し現像ローラ25回転方向(矢印B方向)上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。現像剤供給ローラ26の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ25へのトナー28供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。例えば、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径12mmの現像剤供給ローラ26ならびに帯電ローラ22を用いることができる。   The developing roller 25 is in contact with the photosensitive drum 21 with a contact width. In the developing device, the developer supply roller 26 having elasticity contacts the upstream side of the developing roller 25 in the rotation direction (arrow B direction) with respect to the contact portion of the elastic blade 27 with the surface of the developing roller 25 in the developing container 34. It is in contact with and is rotatably supported. As the structure of the developer supply roller 26, a foamed skeleton-like sponge structure or a fur brush structure in which fibers such as rayon and nylon are planted on a cored bar supplies toner 28 to the developing roller 25 and peels off undeveloped toner. It is preferable from the point of taking. For example, a developer supply roller 26 having a diameter of 12 mm and a charging roller 22 having a polyurethane foam on a core metal can be used.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。まず各種測定方法について説明する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by this. First, various measurement methods will be described.

<ローラ温度測定法>
加熱状態の弾性ローラ表面温度測定は、NEC社製赤外線カメラ装置TH-2Bを用い、ローラが回転した状態で加熱温度を測定した。本測定装置は径時・瞬時何れも測定可能。
<Roller temperature measurement method>
The elastic roller surface temperature in the heated state was measured using an infrared camera device TH-2B manufactured by NEC Corporation with the roller rotating. This measuring device can measure both instantaneous and instantaneous.

<弾性体層の外径精度測定・評価方法>
弾性体ローラを24時間以上、温度25℃、相対湿度45%の環境に放置した後、以下の測定を行った。
<Measurement and evaluation method of outer diameter accuracy of elastic layer>
The elastic roller was allowed to stand for 24 hours or more in an environment at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 45%, and then the following measurement was performed.

レーザー測長機(東京精密株式会社製、商品名:PULCOM(登録商標) opto60B−600)によって図3に示すようにローラ両端部からおよそ52mm毎に合計5点の外径測定を行う。これを360°回転させながら行い、その平均を各点での外径とした。さらに、測定した5点における外径を比較し、最大値と最小値の差をとって、その値が
30μm未満であれば◎、
30μm以上、50μm未満であれば〇、
50μm以上であれば△として評価を行った。
As shown in FIG. 3, a total of 5 outer diameters are measured at intervals of about 52 mm from both ends of the roller using a laser length measuring machine (trade name: PULCOM (registered trademark) opt 60B-600, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). This was performed while rotating 360 °, and the average was taken as the outer diameter at each point. Furthermore, the outer diameters at the five measured points were compared, the difference between the maximum value and the minimum value was taken, and if the value was less than 30 μm, ◎,
If it is 30 μm or more and less than 50 μm,
If it is 50 μm or more, it was evaluated as Δ.

<現像ローラと帯電ローラ画像評価方法>
製造した弾性体ローラを、HP社製Color Laser Jet3700(商品名)のブラック用現像装置(電子写真プロセスカートリッジ)に現像ローラと帯電ローラとして組み込み、評価用画像を出力し、画像評価に用いた。評価用画像を出力する環境は温度25℃、相対湿度45%とした。評価用画像には感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの線を書くような画像を使用した。その後、目視にて
適切な濃度が出ており、良好な画質であれば◎、
濃度がやや薄い、または濃度ムラが若干みられるが、実用上まったく問題の無いレベルであれば〇、
濃度が薄い、および濃度ムラ等が見られれば△として、
A4サイズで6000枚の通紙後の画像評価を行った。
<Development roller and charging roller image evaluation method>
The manufactured elastic roller was incorporated as a developing roller and a charging roller in a black developing device (electrophotographic process cartridge) of Color Laser Jet 3700 (trade name) manufactured by HP, and an evaluation image was output and used for image evaluation. The environment for outputting the evaluation image was set to a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 45%. For the evaluation image, an image in which a line having a width of 1 dot and an interval of 2 dots was written in the direction perpendicular to the rotation direction of the photosensitive member was used. After that, if the appropriate density is obtained visually, and if the image quality is good, ◎,
If the density is slightly thin or density unevenness is slightly seen,
If the density is low and density irregularities are seen, △
Image evaluation after passing 6000 sheets in A4 size was performed.

弾性体形成用材料として以下のカーボンブラックを含有した液状のシリコ−ンゴムを用意した。   A liquid silicone rubber containing the following carbon black was prepared as an elastic body forming material.

東レ・ダウコーニングシリコーン社製 DY35−1265(商品名) A材:100質量部およびB材:100質量部。   DY35-1265 (trade name) manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd. A material: 100 parts by mass and B material: 100 parts by mass.

上記A材、B材それぞれにカーボンブラック(三菱化学性、商品名:MA11)を10質量部づつ加え自転型ミキサーにより5分間混合脱泡し、弾性体形成用の液状樹脂として用いた。   10 parts by mass of carbon black (Mitsubishi Chemical, trade name: MA11) was added to each of the A material and B material, mixed and defoamed for 5 minutes with a rotating mixer, and used as a liquid resin for forming an elastic body.

軸芯体(芯金)として、直径6mm、長さ275mmの丸棒状鋼材製芯金で、表面に化学ニッケルメッキを施したものを用意した。   As the shaft core (core metal), a round bar-shaped steel metal core having a diameter of 6 mm and a length of 275 mm was prepared, and the surface thereof was subjected to chemical nickel plating.

<塗工工程>
まず、リング塗工装置を使って、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材製芯金の外周面に塗布し、加硫前の導電ローラ用基層(硬化前の液状樹脂層)を得た。リング状塗工装置としては図1に示す構成のものを用いた。この装置の塗工ヘッド8は、図2に示す構成を有する。加硫前液状樹脂層の厚さは約3mmとなるように塗工ヘッドを設計製作した。
<Coating process>
First, using the ring coating apparatus, the elastic body forming material was applied to the outer peripheral surface of the steel cored bar to obtain a conductive roller base layer (a liquid resin layer before curing) before vulcanization. . As the ring-shaped coating apparatus, the one shown in FIG. 1 was used. The coating head 8 of this apparatus has the configuration shown in FIG. The coating head was designed and manufactured so that the thickness of the liquid resin layer before vulcanization was about 3 mm.

軸芯体101を塗工ヘッド8の上方から下方に鉛直方向に移動させ(図1)、塗工ヘッドを通過させ、一旦成形ヘッドの下方に位置させた。次に、軸芯体を鉛直上方に移動させながら、塗工ヘッドにより軸芯体外周面に液状樹脂層を形成した。   The shaft core 101 was moved in the vertical direction from the upper side to the lower side of the coating head 8 (FIG. 1), passed through the coating head, and once positioned below the molding head. Next, a liquid resin layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft core by the coating head while moving the shaft core vertically upward.

<一次加硫工程>
次に、加熱装置により上記液状樹脂層を加熱し、一次硬化させた。一次硬化に用いた加熱装置は前記の原理に基づく赤外線加熱装置を用い、実施例1では未加硫ローラを昇温する加熱部分のユニット311のみ用いた。ヒーター有効巾600mmなので通過時間が180秒になるよう、ワークキャリア302の移動速度は3.33mm/秒とした。加熱条件は図15ならびに図16に示すように全てのヒーター出力は9%統一、距離はc=30mmで一直線並び(図10)で、180秒間加熱した。
<Primary vulcanization process>
Next, the liquid resin layer was heated with a heating device to be primarily cured. As the heating device used for the primary curing, an infrared heating device based on the above principle was used, and in Example 1, only the unit 311 of the heating part for raising the temperature of the unvulcanized roller was used. Since the heater has an effective width of 600 mm, the moving speed of the work carrier 302 was set to 3.33 mm / second so that the passage time was 180 seconds. As shown in FIGS. 15 and 16, the heating conditions were such that all heater outputs were unified at 9%, the distance was c = 30 mm, and they were heated in a straight line (FIG. 10) for 180 seconds.

<一次加硫後の外径評価>
前記のローラ外径精度測定方法に従い一次加硫後の外径測定を実施した結果を図17と図12に示す。外径差は32μmであった。なお所定の一次硬化後のローラ外径は11.98mmを目標とした。成形、一次加硫、外径測定を数本繰返し試作したが、所定の外径を得たときのローラ表面温度が200℃だったため、これ以降は200℃を設定温度とした。
<Evaluation of outer diameter after primary vulcanization>
FIG. 17 and FIG. 12 show the results of measuring the outer diameter after primary vulcanization in accordance with the roller outer diameter accuracy measuring method. The difference in outer diameter was 32 μm. The target roller outer diameter after the primary curing was 11.98 mm. Several trials of molding, primary vulcanization, and outer diameter measurement were repeated, but since the roller surface temperature was 200 ° C. when a predetermined outer diameter was obtained, 200 ° C. was set as the set temperature thereafter.

<二次加熱する工程>
続いて200℃、2時間の条件で佐竹化学機械工業株式会社製の熱風循環式乾燥機を用い二次加硫することにより軸心まで加硫された導電ローラ用弾性体基層を得た。
<Secondary heating process>
Subsequently, an elastic base layer for a conductive roller vulcanized to the center was obtained by secondary vulcanization using a hot air circulation dryer manufactured by Satake Chemical Machinery Co., Ltd. at 200 ° C. for 2 hours.

<表面層形成工程>
続いて、ポリオール(日本ポリウレタン製、商品名:ニッポラン(登録商標)5033)を固形分12%の混合溶液となるようにMEKにて希釈調整したものに、硬化材としてイソシアネート化合物(日本ポリウレタン製、商品名:コロネート(登録商標)L)をポリオール成分100質量部に対して10質量部添加し、十分に撹拌して樹脂原料液とした。そして、この樹脂原料液中に上記の導電ローラ用弾性体層を設けた基層を浸漬してコーティングした後、引上げて乾燥させ、佐竹化学機械工業株式会社製の熱風循環式乾燥機で130℃にて20分間加熱処理して平均膜厚がおよそ20〜30μmの樹脂層を弾性体基層の外周に設けた。
<Surface layer forming step>
Subsequently, a polyol (manufactured by Nippon Polyurethane, trade name: NIPPOLAN (registered trademark) 5033) diluted with MEK so as to be a mixed solution having a solid content of 12%, an isocyanate compound (manufactured by Nippon Polyurethane, 10 parts by mass of a product name: Coronate (registered trademark) L) was added to 100 parts by mass of the polyol component, and the mixture was sufficiently stirred to obtain a resin raw material liquid. And after immersing and coating the base layer provided with the elastic body layer for the conductive roller in this resin raw material liquid, it is pulled up and dried, and it is heated to 130 ° C. with a hot air circulation dryer manufactured by Satake Chemical Industry Co., Ltd. For 20 minutes, and a resin layer having an average film thickness of about 20 to 30 μm was provided on the outer periphery of the elastic base layer.

<画像評価>
このようにして、導電ローラを複数本作製した。この導電ローラを現像ローラおよび帯電ローラとして用い、前記の画像評価方法により画像評価をしたところ良好な画像を得ることができた。得られた結果を図16に示す。
<Image evaluation>
In this way, a plurality of conductive rollers were produced. When this conductive roller was used as a developing roller and a charging roller and image evaluation was performed by the above-described image evaluation method, a good image could be obtained. The obtained results are shown in FIG.

実施例1と同様の弾性体形成用材料、芯金、塗工装置を用い、軸芯体外周面に液状樹脂層を形成した。次に、加熱装置により上記液状樹脂層を加熱し、硬化させた。実施例2の加熱装置は図8に示すように未加硫ローラを昇温する加熱部分のユニット311と、赤外線ヒーターの出力を下げ該未加硫ローラが昇温した温度を保持できるように赤外線を照射する保温部分のユニット312を二つ直列に並べた。ヒーター出力調整、距離調整は無しで、ヒーター有効巾600mmなので通過時間が60秒になるよう、ワークキャリア302の移動速度は10mm/秒とした。   A liquid resin layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft core body using the same elastic body forming material, cored bar, and coating apparatus as those used in Example 1. Next, the liquid resin layer was heated and cured by a heating device. As shown in FIG. 8, the heating device of the second embodiment includes a heating unit 311 for raising the temperature of the unvulcanized roller, and an infrared ray so that the output of the infrared heater can be lowered and the temperature of the unvulcanized roller can be maintained. Two units 312 of the heat insulating part that irradiates the light are arranged in series. There was no heater output adjustment and distance adjustment, and since the heater effective width was 600 mm, the moving speed of the work carrier 302 was set to 10 mm / second so that the passing time was 60 seconds.

加熱部分のユニット:(ヒーター中心20%)×(60秒加熱)
保温部分のユニット:(ヒーター中心9%)×(60秒加熱)
を主な条件とし、二つのヒーターユニットを用いて連続して加熱した。詳細な加熱条件は図15ならびに図16参照。
Heating unit: (heater center 20%) x (60 seconds heating)
Thermal insulation unit: (heater center 9%) x (60 seconds heating)
Was heated continuously using two heater units. See FIGS. 15 and 16 for detailed heating conditions.

二つのユニット間の移動に要した時間は5秒。よって加熱時間の合計は125秒であった。実施例2の目的はタクトタイム短縮である。ローラが回転した状態で加熱中のローラ中央部の表面温度を経時で測定した結果を図4に示す。縦軸はローラ中央部の表面温度、横軸は経過時間である。   It took 5 seconds to move between the two units. Therefore, the total heating time was 125 seconds. The purpose of the second embodiment is to shorten the tact time. FIG. 4 shows the results of measuring the surface temperature of the central portion of the roller being heated over time with the roller rotating. The vertical axis is the surface temperature of the roller center, and the horizontal axis is the elapsed time.

<一次硬化後の外径評価>
前記のローラ外径精度測定方法に従い一次加硫後の外径測定を実施した結果を図17と図12に示す。外径差は49μmであった。
<Evaluation of outer diameter after primary curing>
FIG. 17 and FIG. 12 show the results of measuring the outer diameter after primary vulcanization in accordance with the roller outer diameter accuracy measuring method. The difference in outer diameter was 49 μm.

<画像評価>
その後実施例1と同様に、二次加硫、表層塗工をし、導電ローラを複数本作製した。この導電ローラを現像ローラおよび帯電ローラとして用い、前記の画像評価方法により画像評価をしたところ良好な画像を得ることができた。得られた結果を図16に示す。
<Image evaluation>
Thereafter, as in Example 1, secondary vulcanization and surface coating were performed to produce a plurality of conductive rollers. When this conductive roller was used as a developing roller and a charging roller and image evaluation was performed by the above-described image evaluation method, a good image could be obtained. The obtained results are shown in FIG.

実施例1と同様の弾性体形成用材料、芯金、塗工装置を用い、軸芯体外周面に液状樹脂層を形成した。次に、一次加硫装置により上記液状樹脂層を加熱し、一次加硫させた。実施例3の一次加硫に用いた加熱装置は図11及び図15に示すように、ヒーター前後方向にハロゲンランプヒーターの距離を変えて弾性体ローラを加熱した。図11の符号寸法はd=27、e=32、c=37(mm)である。実施例3の目的は温度分布の均一化である。   A liquid resin layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft core body using the same elastic body forming material, cored bar, and coating apparatus as those used in Example 1. Next, the liquid resin layer was heated by a primary vulcanizer and primary vulcanized. As shown in FIGS. 11 and 15, the heating device used for the primary vulcanization of Example 3 heated the elastic roller by changing the distance of the halogen lamp heater in the longitudinal direction of the heater. The code dimensions in FIG. 11 are d = 27, e = 32, and c = 37 (mm). The purpose of Example 3 is to make the temperature distribution uniform.

<一次硬化後の外径評価>
前記のローラ外径精度測定方法に従い一次加硫後の外径測定を実施した結果を図17と図12に示す。外径差は18μmであった。
<Evaluation of outer diameter after primary curing>
FIG. 17 and FIG. 12 show the results of measuring the outer diameter after primary vulcanization in accordance with the roller outer diameter accuracy measuring method. The difference in outer diameter was 18 μm.

<画像評価>
その後実施例1と同様に、二次加硫、表層塗工をし、導電ローラを複数本作製した。この導電ローラを現像ローラおよび帯電ローラとして用い、前記の画像評価方法により画像評価をしたところ良好な画像を得ることができた。得られた結果を図16に示す。
<Image evaluation>
Thereafter, as in Example 1, secondary vulcanization and surface coating were performed to produce a plurality of conductive rollers. When this conductive roller was used as a developing roller and a charging roller and image evaluation was performed by the above-described image evaluation method, a good image could be obtained. The obtained results are shown in FIG.

実施例1と同様の弾性体形成用材料、芯金、塗工装置を用い、軸芯体外周面に液状樹脂層を形成した。次に、一次加硫装置により上記液状樹脂層を加熱し、一次加硫させた。加熱装置は図11及び図15に示すように、実施例4ではローラ両端部からの放熱を補充する目的でヒーター前後方向にハロゲンランプヒーターの距離を変え、更にヒーター出力を同様の目的で調整した(図15、図16参照)。弾性体ローラを加熱した。実施例4の目的は温度分布の更なる均一化で、最も温度分布が均一になる条件を組み合わせた。加熱終了直前のタイミングで加熱温度分布を測定した結果を図9に示す。縦軸はローラ表面温度である。実施例4では、全部のヒーターの距離・出力を同一条件にした実施例1に比べ、温度分布が均一になった。   A liquid resin layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft core body using the same elastic body forming material, cored bar, and coating apparatus as those used in Example 1. Next, the liquid resin layer was heated by a primary vulcanizer and primary vulcanized. As shown in FIG. 11 and FIG. 15, in the heating device in Example 4, the distance of the halogen lamp heater was changed in the front-rear direction of the heater in order to supplement heat radiation from both ends of the roller, and the heater output was adjusted for the same purpose. (See FIGS. 15 and 16). The elastic roller was heated. The purpose of Example 4 was to further homogenize the temperature distribution, and combined the conditions for the most uniform temperature distribution. The result of measuring the heating temperature distribution at the timing immediately before the end of heating is shown in FIG. The vertical axis represents the roller surface temperature. In Example 4, the temperature distribution was uniform compared to Example 1 in which the distances and outputs of all the heaters were the same.

<一次硬化後の外径評価>
前記のローラ外径精度測定方法に従い一次加硫後の外径測定を実施した結果を図17と図12に示す。外径差は9μmであった。
<Evaluation of outer diameter after primary curing>
FIG. 17 and FIG. 12 show the results of measuring the outer diameter after primary vulcanization in accordance with the roller outer diameter accuracy measuring method. The difference in outer diameter was 9 μm.

<画像評価>
その後実施例1と同様に、二次加硫、表層塗工をし、導電ローラを複数本作製した。この導電ローラを現像ローラおよび帯電ローラとして用い、前記の画像評価方法により画像評価をしたところ良好な画像を得ることができた。得られた結果を図16に示す。
<Image evaluation>
Thereafter, as in Example 1, secondary vulcanization and surface coating were performed to produce a plurality of conductive rollers. When this conductive roller was used as a developing roller and a charging roller and image evaluation was performed by the above-described image evaluation method, a good image could be obtained. The obtained results are shown in FIG.

(比較例1)
実施例1と同様の弾性体形成用材料、芯金、塗工装置を用い、軸芯体外周面に液状樹脂層を形成した。次に以下のような加熱装置を準備した。ハロゲンヒーターにはウシオ電気製の200V×1200W型を一本用い、図13に示すようにローラ304の軸心とヒーター320の軸心が平行になるように配置し、更に重力方向に対し水平に配置した(横型)。ローラは加熱中に毎分60回転で自転させた。ローラ表面とヒーター軸心の距離はC=50mmとした。この装置により上記液状樹脂層に赤外線を照射加熱しローラを一次加硫させた。設定温度200℃まで到達するのに240秒間を費やした。
(Comparative Example 1)
A liquid resin layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft core body using the same elastic body forming material, cored bar, and coating apparatus as those used in Example 1. Next, the following heating apparatus was prepared. One 200V × 1200W model made by USHIO ELECTRIC CO., LTD. Is used as the halogen heater, and the axis of the roller 304 and the axis of the heater 320 are arranged parallel to each other as shown in FIG. Arranged (horizontal). The roller was rotated at 60 revolutions per minute during heating. The distance between the roller surface and the heater axis was C = 50 mm. With this apparatus, the liquid resin layer was irradiated with infrared rays and heated to primarily vulcanize the roller. It took 240 seconds to reach the set temperature of 200 ° C.

<一次硬化後の外径評価>
前記のローラ外径精度測定方法に従い一次加硫後の外径測定を実施した結果を図17と図12に示す。外径差は51μmであった。一本ヒーターでローラ軸方向の加熱温度分布が調整できない理由で、実施例に比べ外径差が増えた。なおローラとヒーターを横型に配置した理由は、加熱の熱量が対流に依る影響を避ける為である。
<Evaluation of outer diameter after primary curing>
FIG. 17 and FIG. 12 show the results of measuring the outer diameter after primary vulcanization in accordance with the roller outer diameter accuracy measuring method. The difference in outer diameter was 51 μm. Because the heating temperature distribution in the roller axis direction cannot be adjusted with a single heater, the outer diameter difference increased compared to the example. The reason why the roller and the heater are arranged horizontally is to avoid the influence of the heat quantity of heating due to convection.

<画像評価>
その後実施例1と同様に、二次加硫、表層塗工をし、導電ローラを複数本作製した。この導電ローラを現像ローラおよび帯電ローラとして用い、前記の画像評価方法により画像評価をしたところ軽微な濃度ムラが出たが、実用上まったく問題の無い画像を得ることができた。得られた結果を図16に示す。
<Image evaluation>
Thereafter, as in Example 1, secondary vulcanization and surface coating were performed to produce a plurality of conductive rollers. When this conductive roller was used as a developing roller and a charging roller and image evaluation was performed by the above-described image evaluation method, slight density unevenness occurred, but an image having no practical problem could be obtained. The obtained results are shown in FIG.

(比較例2)
実施例1と同様の弾性体形成用材料、芯金、塗工装置を用い、軸芯体外周面に液状樹脂層を形成した。次に以下のような加熱装置を準備した。ハロゲンヒーターには比較例1と同様にウシオ電気製の200V×1200W型を一本用い、図14に示すようにローラ304の軸心とヒーター320の軸心が平行になるように配置し、更に重力方向に対し垂直に配置した(縦型)。ローラは加熱中に毎分60回転で自転させた。ローラ表面とヒーター軸心の距離はC=50mmとした。この装置により上記液状樹脂層に赤外線を照射加熱しローラを一次加硫させた。設定温度200℃まで到達するのに240秒間を費やした。
(Comparative Example 2)
A liquid resin layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft core body using the same elastic body forming material, cored bar, and coating apparatus as those used in Example 1. Next, the following heating apparatus was prepared. As in the case of Comparative Example 1, one 200V × 1200W type made by USHIO ELECTRIC CO., LTD. Is used as the halogen heater, and the axis of the roller 304 and the axis of the heater 320 are arranged in parallel as shown in FIG. Arranged perpendicular to the direction of gravity (vertical type). The roller was rotated at 60 revolutions per minute during heating. The distance between the roller surface and the heater axis was C = 50 mm. With this apparatus, the liquid resin layer was irradiated with infrared rays and heated to primarily vulcanize the roller. It took 240 seconds to reach the set temperature of 200 ° C.

<一次硬化後の外径評価>
前記のローラ外径精度測定方法に従い一次加硫後の外径測定を実施した結果を図17と図12に示す。外径差は100μmであった。測定位置I(1)とV(5)で外径が著しく外れたのは、縦型配置にしたことにより、加熱した熱量がローラ軸方向上方に移動し、ローラ軸上方向(図3参照)の温度がローラ軸下方向に比べ上昇し、その結果ローラ上方の硬化が進み、外径が細くなったと推測される。なおローラとヒーターを縦型に配置した理由は、未硬化の液状樹脂層が重力に依り偏肉する影響を避ける為である。
<Evaluation of outer diameter after primary curing>
FIG. 17 and FIG. 12 show the results of measuring the outer diameter after primary vulcanization in accordance with the roller outer diameter accuracy measuring method. The difference in outer diameter was 100 μm. The reason why the outer diameters of the measurement positions I (1) and V (5) deviated remarkably was that the heating was moved upward in the roller axis direction due to the vertical arrangement, and the roller axis upward direction (see FIG. 3). The temperature rises in comparison with the lower direction of the roller shaft, and as a result, the curing of the upper part of the roller proceeds and the outer diameter is presumed to be reduced. The reason why the roller and the heater are arranged vertically is to avoid the influence that the uncured liquid resin layer becomes uneven due to gravity.

<画像評価>
その後実施例1と同様に、二次加硫、表層塗工をし、導電ローラを複数本作製した。この導電ローラを現像ローラおよび帯電ローラとして用い、前記の画像評価方法により画像評価をしたところ濃度ムラが出た。得られた結果を図16に示す。
<Image evaluation>
Thereafter, as in Example 1, secondary vulcanization and surface coating were performed to produce a plurality of conductive rollers. When this conductive roller was used as a developing roller and a charging roller and image evaluation was performed by the image evaluation method described above, density unevenness occurred. The obtained results are shown in FIG.

本発明に用いることのできるリング塗工機の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the ring coating machine which can be used for this invention. 実施形態の塗工方法が適用されたリング塗工ヘッドを示す図である。It is a figure which shows the ring coating head to which the coating method of embodiment was applied. 実施例において弾性体ローラの温度測定位置、外径精度、振れを測定した位置を示す図である。It is a figure which shows the position which measured the temperature measurement position of the elastic body roller, the outer diameter precision, and the deflection in the Example. 実施例において弾性体ローラの温度測定をした結果の時間軸グラフである。It is a time-axis graph of the result of having measured the temperature of the elastic body roller in the Example. 本発明で得られる弾性体ローラの構造を示す模式図であり、(a)は軸方向断面図、(b)は軸に垂直な方向の断面図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the elastic body roller obtained by this invention, (a) is axial direction sectional drawing, (b) is sectional drawing of a direction perpendicular | vertical to an axis | shaft. 本発明の電子写真プロセスカートリッジおよび画像形成装置を示す概略図である。1 is a schematic view showing an electrophotographic process cartridge and an image forming apparatus of the present invention. 赤外線ヒーターを用いた加熱装置を示す模式図であり、弾性体ローラが加熱される状態を表した図である。It is a schematic diagram which shows the heating apparatus using an infrared heater, and is a figure showing the state by which an elastic body roller is heated. ハロゲンランプにより構成される赤外線ヒーターユニットの模式図である。It is a schematic diagram of the infrared heater unit comprised with a halogen lamp. 実施例においてハロゲンランプヒーターの距離を変えて弾性体ローラの温度測定をした結果の軸方向温度分布グラフである。It is an axial direction temperature distribution graph of the result of having measured the temperature of the elastic body roller, changing the distance of a halogen lamp heater in an Example. 実施例に用いたヒーター断面水平方向から見たヒーターと弾性体ローラの位置を表す図である。It is a figure showing the position of the heater and elastic body roller seen from the heater cross section horizontal direction used for the Example. 実施例に用いたヒーター断面水平方向から見たヒーターと弾性体ローラの位置を表す図で、ヒーター位置を変化させた図である。It is a figure showing the position of the heater and elastic body roller seen from the heater cross section horizontal direction used for the Example, and is the figure which changed the heater position. 実施例と比較例の結果を表す、外径測定位置と外径の関係グラフである。It is a relationship graph of an outer diameter measurement position and an outer diameter showing the result of an Example and a comparative example. 比較例に用いた横置き1本型ヒーターとローラの配置を表す図である。It is a figure showing arrangement | positioning of the horizontal installation single type heater and roller used for the comparative example. 比較例に用いた縦置き1本型ヒーターとローラの配置を表す図である。It is a figure showing arrangement | positioning of the vertical single heater used for the comparative example, and a roller. ヒーターユニットの加熱条件を示す表である。It is a table | surface which shows the heating conditions of a heater unit. 画像評価結果を示す表である。It is a table | surface which shows an image evaluation result. 外径測定結果を示す表である。It is a table | surface which shows an outer diameter measurement result.

符号の説明Explanation of symbols

1 架台
2 コラム
3 ボールねじ
4 LMガイド
5 サーボモータ
6 プーリ
7 ブラケット
8 リング形状の塗工ヘッド
9 ワーク下保持軸
10 ワーク上保持軸
11 供給口
12 配管
13 材料供給弁
14 リニアガイド
21 感光ドラム(画像形成体)
22 帯電ローラ
23 レーザー光
24 現像材ホッパー
25 現像ローラ
26 現像剤供給ローラ
27 弾性ブレード
28 現像剤(トナー)
29 転写ローラ
30 クリーニングブレード
31 廃トナー容器
32 定着ローラ
33 紙
34 現像容器
35 現像装置(プロセスカートリッジ)
36 加圧ローラ
101 軸心体
102 弾性体層(硬化前または硬化後)
103 表面層
201 リングヘッド上部
202 リングヘッド下部
203 材料注入口
204 材料流路
205 材料吐出口
301 ハロゲン(赤外線)ヒーター集合体
302 ワークキャリア
303 反射板
304 被加熱ローラ
311 昇温部
312 温度保持部
320 ハロゲン(赤外線)ヒーター単体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Column 3 Ball screw 4 LM guide 5 Servo motor 6 Pulley 7 Bracket 8 Ring-shaped coating head 9 Workpiece holding shaft 10 Workpiece holding shaft 11 Supply port 12 Piping 13 Material supply valve 14 Linear guide 21 Photosensitive drum ( Image forming body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 Charging roller 23 Laser beam 24 Developer hopper 25 Developer roller 26 Developer supply roller 27 Elastic blade 28 Developer (toner)
29 Transfer roller 30 Cleaning blade 31 Waste toner container 32 Fixing roller 33 Paper 34 Developer container 35 Developer (process cartridge)
36 Pressure roller 101 Axis body 102 Elastic body layer (before or after curing)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Surface layer 201 Ring head upper part 202 Ring head lower part 203 Material injection port 204 Material flow path 205 Material discharge port 301 Halogen (infrared) heater aggregate 302 Work carrier 303 Reflecting plate 304 Heated roller 311 Temperature rising part 312 Temperature holding part 320 Halogen (infrared) heater unit

Claims (5)

芯金と該芯金の周囲に未加硫状態のゴムを被覆させ未加硫ゴムローラを形成しその後未加硫ローラを加熱硬化して製造する弾性体ローラの製造方法において、
前記芯金の軸芯が重力方向に配置され、且つ加熱用赤外線ヒーターを複数本水平方向に未加硫ローラに直交するよう側壁状に配置し、該赤外線ヒーターから赤外線を該未加硫ローラに向け照射し、且つ該未加硫ローラを回転させながら加熱硬化することを特徴とする弾性体ローラの製造方法。
In the manufacturing method of an elastic body roller, which is manufactured by coating an unvulcanized rubber around the core metal and forming an unvulcanized rubber roller by heating and curing the unvulcanized roller.
The core of the metal core is arranged in the direction of gravity, and a plurality of infrared heaters for heating are arranged in a side wall shape so as to be orthogonal to the unvulcanized roller in the horizontal direction, and infrared rays from the infrared heater are transferred to the unvulcanized roller. A method for producing an elastic roller, characterized in that the material is heated and cured while rotating the unvulcanized roller.
請求項1において少なくとも赤外線ヒーターが未加硫ローラを昇温する加熱部分と、温度を保持する保温部分によって構成されることを特徴とする請求項1記載の弾性体ローラの製造方法。   2. The method for producing an elastic roller according to claim 1, wherein at least the infrared heater is constituted by a heating portion for raising the temperature of the unvulcanized roller and a heat retaining portion for keeping the temperature. 請求項1〜請求項2の何れか一項記載の方法により加熱硬化したことを特徴とする弾性体ローラ。   An elastic roller, which is heat-cured by the method according to claim 1. 請求項3記載の弾性体ローラが現像ローラであることを特徴とする弾性体ローラ。   The elastic roller according to claim 3, wherein the elastic roller is a developing roller. 請求項3記載の弾性体ローラが帯電ローラであることを特徴とする弾性体ローラ。   The elastic roller according to claim 3, wherein the elastic roller is a charging roller.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013156586A (en) * 2012-01-31 2013-08-15 Bridgestone Corp Method for manufacturing oa roller, and oa roller
JP2019101048A (en) * 2017-11-28 2019-06-24 キヤノン株式会社 Charging roller and electrophotographic device

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