JP2023003491A - 芯金、弾性体ローラ、および、弾性体ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】芯金と弾性被覆材とを接着剤を用いずに嵌合でき、芯金と弾性被覆材（弾性被覆材の素材）との間に空気が残ることによる不具合の発生を抑制でき、且つ、芯金と弾性被覆材との間に存在する空気を短期間に排出することのできる、弾性体ローラに使用可能な芯金、この芯金を有する弾性体ローラ、および、弾性体ローラの製造方法を提供する。【解決手段】弾性体ローラ１用の芯金２は、軸状の芯金本体１１と、芯金本体１１の外周面１１ｃおよび芯金本体１１の端面１１ａ，１１ｂの双方に開放された空気通路３と、を有している。【選択図】 図２

Description

本発明は、芯金、弾性体ローラ、および、弾性体ローラの製造方法に関する。

複写機、プリンタ、複合機、ファクシミリなどの画像形成装置は、種々のローラを有している。このようなローラとして、芯金の外周面上にゴムチューブが嵌められたゴム被覆ローラが知られている。

ゴム被覆ローラには、芯金とゴムチューブとが接着剤等によって接着されている構成や、特許文献１に記載されているように、芯金とゴムチューブとが圧入されている構成が存在する。

特許第４９０８７８２号明細書

上述したように、芯金とゴムチューブとを接着剤で接着する構成では、接着剤を塗布するための塗布機などの設備導入が必要である。また、接着剤を硬化させるための熱入れ工程等の多くの工程が必要である。さらに、芯金に接着されたゴムチューブを加工することでゴムチューブに不良が生じた際、芯金を再生できない。その結果、ゴム被覆ローラの製造コストが高くなる。

一方、特許文献１に記載のように、芯金にゴムチューブが圧入される構成では、まず、芯金の外周面上にゴムチューブが装着される。このとき、芯金とゴムチューブとの間に圧縮空気を吹き付けることでゴムチューブを拡げ、ゴムチューブが芯金に嵌まりやすくされている。次に、ゴムチューブに、Ｏリングを嵌める。そして、このＯリングを手等で締め付けながらゴムチューブの一端から他端まで動かすことで、芯金とゴムチューブとの間に残っている空気を排出する。

特許文献１に記載のように、芯金とゴムチューブとを接着剤を用いずに圧入によって嵌合する構成の場合、ゴムチューブの厚みおよび硬度や、芯金形状によっては、芯金とゴムチューブとの間の空気を排出しきれないことがある。例えば、芯金の長さより長いゴムチューブを芯金に嵌めた後にゴムチューブをカットすることでゴムチューブの長さを芯金の長さと揃える場合がある。この場合、ゴムチューブのうち芯金から飛び出している部分（耳部）は、芯金の端部外周を塞ぐように撓む。このため、上述したようにＯリングを用いてゴムチューブと芯金との間の空気を排出する脱気工程において、ゴムチューブと芯金との間の空気は、芯金の端部から抜けにくい。特にゴムチューブが柔らかい場合、ゴムチューブの耳部が芯金の端部外周を塞ぐ度合いが強く、ゴムチューブと芯金との間の空気が抜けにくい。その結果、芯金の端部においてゴムチューブと芯金との間に空気が残ったままとなる場合がある。

ゴムチューブと芯金との間に空気が残ったままであると、芯金に圧入されたゴムチューブを仕上げ加工等している際にゴムチューブと芯金との間の密着度が低いことでゴムチューブがねじれたり、芯金に対してゴムチューブが動くおそれがある。芯金とゴムチューブとの間の空気を十分に排出するために、脱気工程において手間をかけてこの空気を排出することも考えられるが、このような手間をかけるとゴム被覆ローラの製造に必要な時間が長くなってしまう。

このような背景を踏まえ、本発明は、芯金と弾性被覆材とを接着剤を用いずに嵌合でき、芯金と弾性被覆材（弾性被覆材の素材）との間に空気が残ることによる不具合の発生を抑制でき、且つ、芯金と弾性被覆材との間に存在する空気を短期間に排出することのできる、弾性体ローラに使用可能な芯金、この芯金を有する弾性体ローラ、および、弾性体ローラの製造方法を提供する。

本発明は、下記の芯金、この芯金を有する弾性体ローラ、および、弾性体ローラの製造方法を要旨とする。

（１）弾性体ローラ用の芯金であって、
軸状の芯金本体と、
前記芯金本体の外周面および前記芯金本体の端面の双方に開放された空気通路と、
を備えている、芯金。

（２）前記空気通路は、前記外周面の軸方向に沿って延びるけがき溝を含む、前記（１）に記載の芯金。

（３）前記けがき溝は、前記芯金本体の軸方向全域に亘って形成されている、前記（２）に記載の芯金。

（４）前記けがき溝として、前記芯金本体の軸方向一端側の端面に開放された第１けがき溝と、前記芯金本体の軸方向他端側の端面に開放された第２けがき溝と、が設けられており、
前記第１けがき溝と前記第２けがき溝とが互いに離隔している、前記（２）に記載の芯金。

（５）前記けがき溝は、前記芯金本体の軸方向一端側の端面に開放されているとともに前記芯金本体の軸方向他端側の端面では閉じられている、前記（２）に記載の芯金。

（６）前記芯金の軸方向から見て、前記けがき溝の幅は、０．１ｍｍ～２．２ｍｍであり、前記けがき溝の深さは、０．０２ｍｍ～０．５０ｍｍであり、前記深さを前記幅で除した値が０．０３以上である、前記（２）～前記（５）の何れか１項に記載の芯金。

（７）前記芯金本体の軸方向における前記けがき溝の長さは、７ｍｍ以上である、前記（２）～前記（６）の何れか１項に記載の芯金。

（８）前記芯金本体の軸方向端面から突出し、前記芯金本体の外径より小さい外径を有する芯金端部をさらに備えている、前記（１）～前記（７）の何れか１項に記載の芯金。

（９）中空の弾性被覆材と、
前記芯金本体に前記弾性被覆材が嵌められた前記（１）～前記（８）の何れか１項に記載の芯金と、を備える、弾性体ローラ。

（１０）中空の弾性被覆材、および、前記（１）～前記（８）の何れか１項に記載の芯金を準備する準備工程と、
前記芯金本体の外周面に前記弾性被覆材の内周面を嵌合させることにより前記弾性被覆材を前記芯金に圧入する圧入工程と、
前記芯金と前記弾性被覆材との間の空気を、前記空気通路を通して排出させる脱気工程と、
を備えている、弾性体ローラの製造方法。

本発明によれば、弾性体ローラを製造するときに、芯金と弾性被覆材とを接着剤を用いずに嵌合でき、芯金と弾性被覆材（弾性被覆材の素材）との間に空気が残ることによる不具合の発生を抑制でき、且つ、芯金と弾性被覆材との間に存在する空気を短期間に排出することができる。

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性体ローラの正面図であり、一部を破断して示している。図１（Ｂ）は、弾性体ローラの一部断面側面図である。 図２は、弾性体ローラの主要部を拡大して示す正面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って弾性体ローラの芯金の一部を示す断面図である。 図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、それぞれ、弾性体ローラの製造方法を説明するための図である。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、それぞれ、弾性体ローラの製造方法を説明するための図である。 図６は、弾性体ローラの第１変形例を示す図である。 図７は、弾性体ローラの第２変形例を示す図である。 図８は、測定機での振れ量測定結果のイメージを示すグラフである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同様の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る弾性体ローラ１の正面図であり、一部を破断して示している。図１（Ｂ）は、弾性体ローラ１の側面図である。図２は、弾性体ローラ１の主要部を拡大して示す一部断面正面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿って弾性体ローラ１の芯金２の一部を示す断面図である。

図１（Ａ）～図３を参照して、弾性体ローラ１は、例えば、複写機、プリンタ、複合機、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられる。弾性体ローラ１は、例えば、感光ドラムを帯電させるための帯電ローラ、感光ドラムにトナーを供給するための現像ローラ、または、感光ドラムからトナー像を用紙に転写するための転写ローラとして用いられる場合がある。弾性体ローラ１は、転写ローラと対向して配置される対向ローラとして用いられてもよい。また、弾性体ローラ１は、画像形成装置に備えられた電動モータによって駆動される駆動ローラであってもよいし、搬送されている転写ベルト等から力を与えられることで回転する従動ローラであってもよい。

弾性体ローラ１は、芯金２と、芯金２に形成された空気通路３と、芯金２の外周に配置された弾性被覆材４と、を有している。

芯金２は、弾性体ローラ１用の芯金であり、金属または合成樹脂等で形成されている。芯金２の硬さは、弾性被覆材４の硬さに対して十分に高ければよく、弾性被覆材４に対して剛体として扱われる。

芯金２は、軸状の芯金本体１１と、芯金本体１１の軸方向端面１１ａ，１１ｂから突出し、芯金本体１１の外径より小さい外径を有する芯金端部１２ａ，１２ｂと、を有している。

本実施形態では、芯金２は、芯金本体１１の端面１１ａ，１１ｂの外周側の一部および外周面１１ｃを構成する円筒状部材５と、この円筒状部材５の両端に圧入等によって固定され端面１１ａ，１１ｂの内周側の一部および芯金端部１２ａ，１２ｂを構成する一対の端部材６ａ，６ｂと、を用いて形成されている。なお、端部材６ａ，６ｂを省略し、円筒状部材５によって芯金２が構成されていてもよい。また、円筒状部材５は、中空であってもよいし、中実であってもよい。また、芯金２は、全体が一部品で形成された一体成形品であってもよい。

芯金端部１２ａ，１２ｂは、弾性体ローラ１の軸方向Ａ（以下、単に軸方向Ａともいう。）における芯金本体１１の一対の端面１１ａ，１１ｂのそれぞれから突出している。芯金端部１２ａ，１２ｂは、画像形成装置に備えられた軸受等（図示せず）に支持される部分である。本実施形態では、各芯金端部１２ａ，１２ｂは、外径が相対的に小さい部分と外径が相対的に大きい部分と、を含んでおり、外径が相対的に大きい部分が、芯金本体１１の対応する端面１１ａ，１１ｂに連続している。なお、芯金端部１２ａ，１２ｂの形状は特に限定されず、芯金端部１２ａ，１２ｂは軸方向Ａに対称であっても非対称であってもよい。

芯金本体１１は、弾性被覆材４が圧入によって被せられる部分である。芯金本体１１は、芯金２において外径が最も大きい部分であり、芯金端部１２ａ，１２ｂの外径の最大値よりも大きい外径を有している。本実施形態では、芯金本体１１の外周面１１ｃは、円筒面である。芯金本体１１の外周面１１ｃの直径（芯金２の外径）は、例えば約６～５０ｍｍである。芯金本体１１の全長（軸方向Ａの長さ）は、例えば約２００ｍｍ～約１０００ｍｍである。また、芯金本体１１の一対の端面１１ａ，１１ｂは、軸方向Ａと直交して配置された円環状の平面である。なお、一対の端面１１ａ，１１ｂは、軸方向Ａに沿ってテーパ状に形成されることで対応する芯金端部１２ａ，１２ｂに近づくに従い外径が小さくされてもよい。

空気通路３は、本実施形態では、芯金本体１１の外周面１１ｃおよび芯金本体１１の端面１１ａ，１１ｂの双方に開放されている。空気通路３は、芯金２の外周面１１ｃから端面１１ａ，１１ｂへ空気の流動を許容するために設けられている。より具体的には、空気通路３は、芯金本体１１の外周面１１ｃに弾性被覆材４の素材である円筒素材４０が被せられたときに、この円筒素材４０と外周面１１ｃとの間に存在する空気を排出するために設けられている。

円筒素材４０は、後述するように、芯金本体１１に圧入された後、両端の耳部４１ａ，４１ｂをカットされ、さらに外周面を研磨されることで、弾性被覆材４となる。外力が作用していない自由状態における円筒素材４０の内径は、芯金本体１１の外径よりも小さい。円筒素材４０が芯金本体１１に圧入された直後には、円筒素材４０の両端は、芯金本体１１から軸方向Ａに突出しており、この突出した部分が耳部４１ａ，４１ｂとなっている。耳部４１ａ，４１ｂは、軸方向Ａにおける芯金本体１１の両端部において、芯金本体１１の外周面１１ｃを締め付けるように撓んでいる。これにより、耳部４１ａ，４１ｂは、一対の端面１１ａ，１１ｂの外周縁部を締め付けており、円筒素材４０と一対の端面１１ａ，１１ｂとの間の空気の流動が妨げられる。

空気通路３は、本実施形態では、外周面１１ｃの軸方向Ａに沿って延びるけがき溝である。本明細書において、「けがき溝」とは、細長い線状溝をいい、形成方法については問わない。空気通路３は、けがき溝を彫るための工具によって形成されてもよいし、工作機械の切削工具等によって形成されてもよい。空気通路３は、本実施形態では、芯金本体１１の軸方向全域に亘って形成されている。空気通路３は、芯金本体１１の軸方向一端側の端面１１ａに開放されているとともに、芯金本体１１の軸方向他端側の端面１１ｂに開放されている。本実施形態では、空気通路３は、軸方向Ａと平行に形成されている。空気通路３は、円筒素材４０の耳部４１ａ，４１ｂによっては完全には塞がれず、少なくとも一部が芯金本体１１の外部に開放されている。

なお、本実施形態では、空気通路３は、１つ設けられているが、この通りでなくてもよい。空気通路３は、例えば、弾性体ローラ１の周方向における芯金本体１１の複数箇所に形成されていてもよい。また、空気通路３は、芯金本体１１の外周面に螺旋状に形成されている等により、軸方向Ａに沿って延びつつも、軸方向Ａと平行でなくてもよい。

芯金本体１１を軸方向Ａと直交する断面（以下、軸方向断面ともいう。図３に示す断面）で見たときにおいて、空気通路３は、Ｖ字状、Ｕ字状、または、Ｗ字状等の形状に形成されている。軸方向断面において、空気通路３は、微細な溝であり、前述したように例えば切削工具等の工具で芯金本体１１の外周面１１ｃを削ることによって形成される。このため、空気通路３の形状は、上記工具の形状に影響される。本実施形態では、軸方向断面における空気通路３の形状は、角張っていないＶ字状に形成されている。

軸方向断面において、すなわち、芯金２の軸方向から見て、空気通路３の幅Ｗは、０．１ｍｍ～２．２ｍｍであることが好ましい。幅Ｗが０．１ｍｍ以上であることにより、空気通路３を空気がスムーズに通過することが可能であり、円筒素材４０の耳部４１ａ，４１ｂと芯金本体１１の外周面１１ｃとの間の空気を、円筒素材４０と芯金本体１１との間から確実に排出することができる。また、幅Ｗが２．２ｍｍ以下であることにより、空気通路３の幅が大きくなり過ぎないようにできる。これにより、芯金２に圧入された円筒素材４０の外周面に砥石等の工具を押し当てることによって円筒素材４０の外周面を研磨して円筒素材４０を弾性被覆材４に成形する際に、空気通路３に円筒素材４０が入り込むことで円筒素材４０が凹むように変形してしまう度合いを極めて小さくできる。その結果、弾性被覆材４の外周面の寸法精度を高くできる。なお、空気通路３の幅Ｗの下限は、０．５ｍｍがより好ましく、１．２ｍｍがより好ましい。また、空気通路３の幅Ｗの上限は、１．８５ｍｍがより好ましい。

軸方向断面において、空気通路３の深さＤは、０．０２ｍｍ～０．５０ｍｍであることが好ましい。深さＤが０．０２ｍｍ以上であることにより、空気通路３を空気がスムーズに通過することが可能であり、円筒素材４０と芯金本体１１の外周面１１ｃとの間の空気を、円筒素材４０と芯金本体１１との間から確実に排出することができる。また、深さＤが０．５０ｍｍ以下であることにより、空気通路３が深くなり過ぎないようにできる。これにより、芯金２に圧入された円筒素材４０の外周面に砥石等の工具を押し当てることによって円筒素材４０の外周面を研磨して円筒素材４０を弾性被覆材４に成形する際に、空気通路３に円筒素材４０が入り込むことで円筒素材４０が凹むように変形してしまう度合いを極めて小さくできる。その結果、弾性被覆材４の外周面の寸法精度を高くできる。なお、空気通路３の深さＤの下限は、０．１５ｍｍがより好ましく、０．２５ｍｍがより好ましい。また、空気通路３の深さＤの上限は、０．４５ｍｍがより好ましく、０．３０ｍｍがより好ましい。

本実施形態では、空気通路３の幅Ｗと深さＤの比率についても考慮することが、円筒素材４０と芯金本体１１との間の空気をスムーズに排出する点でより好ましい。具体的には、空気通路３の深さＤを幅Ｗで除した値Ｄ／Ｗが０．０３以上であることが好ましい。前述したように、芯金本体１１の外周面１１ｃに円筒素材４０を圧入すると、芯金本体１１の外周面１１ｃにおける軸方向端部と円筒素材４０の耳部４１ａ，４１ｂとの間が、耳部４１ａ，４１ｂによって塞がれる。しかしながら、この状態であっても、値Ｄ／Ｗが０．０３以上であることにより、空気通路３が幅Ｗに対して十分な深さＤを有していることで、端面１１ａ，１１ｂの外周縁部において円筒素材４０によって塞がれずに済み、空気をより確実に円筒素材４０と芯金２との間から外部に排出できる。

本実施形態では、軸方向Ａにおける空気通路３の長さＬは、７ｍｍ以上であることが好ましい。芯金本体１１に円筒素材４０が嵌められたとき、耳部４１ａ，４１ｂが芯金本体１１の端面１１ａ，１１ｂの外周縁部を塞ぐことで、芯金本体１１と円筒素材４０との間には、軸方向Ａにおける芯金本体１１の端部に空気が溜り易い傾向にある。この場合でも長さＬを７ｍｍ以上とすることにより、空気が溜りやすい箇所からより確実に空気を排出することができる。本実施形態では、長さＬは、芯金本体１１の全長と同じである。

弾性被覆材４は、例えばトナー等の画像形成剤、または、転写ベルト等が載せられる部分である。弾性被覆材４は、円筒の軸状部材であり、中空形状に形成されている。弾性被覆材４は、芯金本体１１の外周面１１ｃに嵌められている。弾性被覆材４は、軸方向Ａにおける芯金本体１１の全域に亘って配置されている。なお、軸方向Ａにおける弾性被覆材４の一端面４ａは、芯金本体１１の一方の端面１１ａから軸方向Ａの内側（軸方向Ａにおける芯金本体１１の中心側）または外側に５ｍｍ程度進んだ箇所に配置されていてもよい。同様に、軸方向Ａにおける弾性被覆材４の他端面４ｂは、芯金本体１１の他方の端面１１ｂから軸方向Ａの内側または外側に５ｍｍ程度進んだ箇所に配置されていてもよい。弾性被覆材４は、芯金本体１１に取り付けられていない単体状態では、内径が芯金本体１１の外径よりも小さく、芯金本体１１に嵌められることで内径が拡張されている。これにより、弾性被覆材４は、芯金本体１１に圧入されている。芯金本体１１に圧入されているときの弾性被覆材４の肉厚は、例えば数ｍｍ程度であるが、具体的な値は限定されない。

弾性被覆材４の素材としては、例えば、合成ゴムの一種であるＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、その他の合成ゴムや、スポンジを例示できる。弾性被覆材４の硬度は、特に限定されないが、弾性被覆材４がゴム製の場合、例えばデュロメータＡ硬度で４０～８０を例示できる。また、弾性被覆材４がスポンジ製の場合、例えばアスカーＣ硬度で２０～８０を例示できる。

弾性被覆材４の硬度が低いほど、芯金本体１１の一対の端面１１ａ，１１ｂの外周縁部が、円筒素材４０の両端の耳部４１ａ，４１ｂで締められるように覆われる度合いが高くなる。このため、上記の硬度のうち、最も小さい硬度で柔らかいときにも、端面１１ａ，１１ｂにおいて空気通路３が円筒素材４０で塞がれないようにすることが必要である。このような構成として、上述したように深さＤを幅Ｗで除した値Ｄ／Ｗが０．０３以上であることが好ましい。

弾性被覆材４の一対の端面４ａ，４ｂは、空気通路３と芯金２の径方向に向かい合っているか、または、軸方向Ａにおいて空気通路３の外側に位置している。

以上が弾性体ローラ１の概略構成である。次に、弾性体ローラ１の製造方法の一例を説明する。

図４（Ａ）を参照して、弾性体ローラ１の製造時には、まず、芯金２および円筒素材４０（中空の弾性被覆材）を準備する（準備工程）。円筒素材４０の全長は芯金本体１１の全長よりも例えば数ｍｍ～数ｃｍ長い。

次に、芯金本体１１の外周面１１ｃに円筒素材４０の内周面を嵌合させることにより円筒素材４０を芯金本体１１に圧入する（圧入工程）。このとき、円筒素材４０は、円筒素材４０の一端面４０ａ側に配置されたノズル５１からの圧縮空気Ｂを吹きつけられることで内径を拡大されながら芯金本体１１に装着される。円筒素材４０に芯金本体１１が嵌まった後で圧縮空気の供給が停止されることで、円筒素材４０が芯金本体１１を締め付けることで円筒素材４０が芯金本体１１に圧入される。これにより、図４（Ｂ）に示すように、芯金本体１１の外周面１１ｃに円筒素材４０が嵌められた製造中間体２１が完成する。製造中間体２１では、芯金本体１１の端面１１ａ，１１ｂ付近に位置する円筒素材４０の耳部４１ａ，４１ｂが、これらの芯金本体１１の両端部を締め付けるように弾性変形している。そして、製造中間体２１においては、芯金本体１１の外周面１１ｃと円筒素材４０の内周面との間に空気Ｃが残っている。この空気は、上述したように圧縮空気が供給されること等によって残存している。

次いで、製造中間体２１に対して脱気（空気抜き）が行われる（脱気工程）。脱気工程では、製造中間体２１を例えば数分間放置する。これにより、芯金本体１１と円筒素材４０との間の空気Ｃは、空気通路３を通して製造中間体２１の外部に排出される。

脱気された製造中間体２１は、図５（Ａ）に示すように、円筒素材４０のカットが行われる。カットでは、カッタ５２によって、円筒素材４０の耳部４１ａ，４１ｂを切断する。円筒素材４０の耳部４１ａ，４１ｂを切断することで、円筒素材４０の一対の端面４０ａ，４０ｂの位置と芯金本体１１の一対の端面１１ａ，１１ｂの位置とが揃えられる。なお、カットされた後の円筒素材４０の一対の端面４０ａ，４０ｂの位置は、芯金本体１１の対応する端面１１ａ，１１ｂの位置に対して、軸方向Ａにおいて０．５ｍｍ以内程度の範囲でずれていてもよい。円筒素材４０がカットされることで、製造中間体２１は、最終製造中間体２２となる。

次に、図５（Ｂ）を参照して、最終製造中間体２２を回転させながら円筒素材４０の外周面を研磨工具５３で研磨することで、円筒素材４０の外径を弾性被覆材４の外径にする。これにより、円筒素材４０が弾性被覆材４となり、弾性体ローラ１が完成する。

以上説明したように、本実施形態によると、空気通路３は、芯金本体１１の外周面１１ｃおよび芯金本体１１の端面１１ａ，１１ｂの双方に開放されている。これにより、製造中間体２１を短時間放置しておくだけで、円筒素材４０と芯金本体１１との間の空気を、空気通路３を通して外部に排出できる。この構成であれば、脱気のために手作業または機械によって円筒素材４０を締め付けながら締め付け位置を製造中間体２１の一端から他端に移動させることで空気を排出する脱気作業と異なり、脱気にかかる手間および時間をより小さくできる。しかも、手作業で脱気を行う場合と異なり、作業員の熟練度によって脱気度合いが異なるということがなく、空気通路３によって安定した脱気性能を発揮できる。よって、弾性体ローラ１の品質のばらつきを小さくできる。また、弾性被覆材４と芯金本体１１との間の脱気が確実に行われるので、弾性被覆材４と芯金本体１１との密着度を高くできる。これにより、弾性被覆材４と芯金本体１１との間に空気Ｃが残存していることに起因する不具合が生じずに済む。このような不具合として、円筒素材４０の研磨時において空気Ｃが存在している箇所で円筒素材４０が意図しない凹み変形を生じることで弾性被覆材４の寸法精度が低下するという不具合や、円筒素材４０のカット時や研磨時に円筒素材４０がねじれる不具合や、芯金本体１１に対して円筒素材４０が軸方向Ａに動く位置ずれといった不具合を例示できる。以上の次第で、芯金２と弾性被覆材４とを接着剤を用いずに嵌合でき、芯金２と弾性被覆材４との間に空気が残ることによる不具合の発生を抑制でき、且つ、芯金２と弾性被覆材４（円筒素材４０）との間に存在する空気を短期間に排出して弾性体ローラ１の生産効率を高くできる。

また、本実施形態によると、空気通路３は、軸方向Ａに沿って延びるけがき溝を含んでいる。このように、芯金本体１１の外周面１１ｃ、すなわち、弾性被覆材４が被せられる部分にけがき溝を形成するという簡易な構成で空気通路３を形成できる。

また、本実施形態によると、空気通路３を構成するけがき溝は、軸方向全域に亘って形成されている。この構成によると、芯金本体１１と円筒素材４０との間の空気を、より確実且つ迅速に空気通路３を通して排出できる。

また、本実施形態によると、芯金２は、芯金本体１１の軸方向端面１１ａ，１１ｂから突出し芯金本体１１の外径より小さい外径を有する芯金端部１２ａ，１２ｂを含んでいる。この構成によると、弾性体ローラ１を支持する軸受等に合わせた外径に設定される芯金端部１２ａ，１２ｂの形状と、弾性被覆材４が圧入される芯金本体１１の形状と、をそれぞれ自由に設定できる。これにより、弾性被覆材４の設計の自由度を高くできる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上述の実施形態および変形例に限定されず、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の変更が可能である。

（１）上述の実施形態では、空気通路３が芯金本体１１の軸方向全域に形成される形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。図６は、弾性体ローラの第１変形例を示す図である。図６に示すように、弾性体ローラ１に代えて、一対のけがき溝を有する弾性体ローラ１Ａが用いられてもよい。弾性体ローラ１Ａが弾性体ローラ１と異なっているのは、芯金本体１１の軸方向両端にのみ空気通路３Ａが形成されている点にある。

空気通路３Ａは、けがき溝として芯金本体１１の軸方向一端側の端面１１ａに開放された第１けがき溝３１と、芯金本体１１の軸方向他端側の端面１１ｂに開放された第２けがき溝３２と、を有している。そして、第１けがき溝３１と第２けがき溝３２とが互いに離隔している。第１けがき溝３１、および、第２けがき溝３２は、それぞれ、軸方向Ａに少なくとも７ｍｍ以上の長さＬを有していることが好ましい。第１けがき溝３１と第２けがき溝３２の構成は、実施形態の空気通路３のうち軸方向Ａの中間部を省略した構成に相当するので、詳細な説明は省略する。なお、第１けがき溝３１と第２けがき溝３２は、軸方向Ａに対称な形状に形成されているが、軸方向Ａに非対称な形状であってもよい。また、軸方向Ａと直交する断面での断面形状は、互いに異なっていてもよい。また、芯金本体１１の円周方向における第１けがき溝３１の位置と第２けがき溝３２の位置とは、本変形例では揃えられているが、異なっていてもよい。

軸方向Ａに離隔して配置された第１けがき溝３１および第２けがき溝３２によって空気通路３Ａが形成される場合でも、脱気工程において、円筒素材４０と芯金本体１１との間の空気を、空気通路３Ａによって迅速に排出することができる。

（２）上述の実施形態および第１変形例では、弾性被覆材４が軸方向Ａにおける芯金本体１１の全域に配置された形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。図７は、弾性体ローラの第２変形例を示す図である。図７に示すように、弾性体ローラ１に代えて、空気通路３Ｂを有する弾性体ローラ１Ｂが用いられてもよい。弾性体ローラ１Ｂが弾性体ローラ１と異なっているのは、空気通路３Ｂが芯金本体１１の中間部１１ｄで途切れており、且つ、弾性被覆材４Ｂの全長が芯金本体１１の全長よりも短い点にある。

弾性被覆材４Ｂの一端面４ａは、芯金本体１１の一端面１１ａ付近に配置されており、空気通路３Ｂと直接向かい合っている。弾性被覆材４Ｂの他端面４ｂは、軸方向Ａにおける芯金本体１１の中間部１１ｄに配置されており、芯金本体１１の他端面１１ｂから離隔している。弾性被覆材４Ｂの他端面４ｂは、空気通路３Ｂとは向かい合っていてもよいし、向かい合っていなくてもよい。空気通路３Ｂは、けがき溝によって形成されており、芯金本体１１の軸方向一端側の端面１１ａに開放されているとともに芯金本体１１の軸方向他端側の端面１１ｂでは閉じられている。空気通路３Ｂの長さＬは、少なくとも７ｍｍ以上であることが好ましい。空気通路３Ｂは、実施形態の空気通路３のうち軸方向Ａの中間部および他端部を省略した構成に相当するので、詳細な説明は省略する。

この第２変形例では、圧入工程において、弾性被覆材４Ｂの素材となる円筒素材４０Ｂの他端面４０ｂは、芯金本体１１の中間部１１ｄに配置される。この場合、円筒素材４０Ｂの他端面４０ｂ付近の部分（他端部４０ｅ）は、芯金本体１１の外周面１１ｃに嵌合しているけれども耳部は生じない。このため、円筒素材４０Ｂの他端部４０ｅは、円筒素材４０Ｂと芯金本体１１との間を気密的に塞がないように配置される。すなわち、円筒素材４０Ｂの他端部４０ｅが芯金本体１１の中間部１１ｄに配置される構成では、円筒素材４０Ｂの他端部４０ｅと芯金本体１１との間における空気の流動を円筒素材４０Ｂが妨げずに済む。よって、円筒素材４０Ｂの他端部４０ｅと芯金本体１１の外周面１１ｃとの間に空気通路３Ｂが存在していなくても、円筒素材４０Ｂの他端部４０ｅと芯金本体１１との間に存在する空気をスムーズに排出できる。また、円筒素材４０Ｂの一端部に形成された耳部４１ａと芯金本体１１の一端部との間には空気通路３Ｂが配置されているので、芯金本体１１の一端面１１ａにおける、円筒素材４０Ｂと芯金本体１１との間の空気の排出もスムーズに行える。また、空気通路３Ｂを芯金本体１１の軸方向の一部にのみ形成すればよいので、空気通路３Ｂの切削形成にかかる時間をより短くできる。

（３）また、上述の実施形態および各変形例では、空気通路３，３Ａ，３Ｂが芯金本体１１の外周面１１ｃに開放された形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、芯金本体１１の内部にトンネル状の空気通路を形成し、この空気通路の一端を芯金本体１１の外周面１１ｃに開放するとともに、空気通路の他端を芯金本体１１の端面１１ａ，１１ｂの少なくとも一方に開放してもよい。

弾性体ローラを実施例１～実施例８および比較例１，２として作製した。各実施例の製造方法は、以下の通りである。まず、芯金本体の外周面に円筒素材の内周面を嵌合させることにより円筒素材を芯金本体に圧入した。このとき、円筒素材は、円筒素材の一端部側から圧縮空気を吹きつけられながら芯金本体に装着された。これにより、芯金の外周面に円筒素材が嵌められた製造中間体を作製した。次に、製造中間体に脱気工程を施した。脱気工程では、製造中間体を数分間放置した。次に、脱気された製造中間体の円筒素材の両端部をカットすることで、円筒素材の全長を芯金本体の全長に揃え、これを最終製造中間体とした。次に、この最終製造中間体の円筒素材の外周面を研磨することで、円筒素材の外径を被覆弾性材の外径にした。これにより、円筒素材が弾性被覆材となり、弾性体ローラが完成した。

実施例１，２は、第１変形例で示した弾性体ローラ１Ａと同様の構成を有しており、空気通路が第１けがき溝および第２けがき溝を有している。
実施例３～６は、実施形態で示した弾性体ローラ１と同様の構成を有しており、空気通路が芯金本体の軸方向全域に形成されている。
実施例７，８は、第１変形例で示した弾性体ローラ１Ａと同様の構成を有しており、空気通路が第１けがき溝および第２けがき溝を有している。
比較例１，２は、空気通路が形成されていない点以外は、実施形態で示した弾性体ローラ１と同様の構成を有している。

各実施例の幅Ｗ、深さＤ、長さＬ、深さＤを幅Ｗで除した値Ｄ／Ｗは、表１に記載されている通りであった。なお、深さＤおよび幅Ｗは、キーエンス株式会社製のＶＲ－３０００で測定した。また、各実施例における芯金本体の外径、芯金本体の全長、及び弾性被覆材の硬度を測定した。硬度は、弾性体ローラをデュロメータＡ硬度計またはアスカーＣ硬度計を用いて１Ｋｇの荷重をかけて測定した。

＜評価方法＞
各実施例について、エアー抜け、カット位置、製品振れについてそれぞれ評価した。

エアー抜けは、最終製造中間体において、円筒素材と芯金本体との間に空気が残っているか否かを測定した。測定方法は、実施例１～８、比較例１～２の最終製造中間体を手で持ち、芯金が回らないようにした状態で、手で円筒素材を芯金に対して回したときに、円筒素材が独立して周方向に移動（回転）するか否かを確認した。評価は触感で行い、円筒素材と芯金本体との密着度を確認した。具体的には、円筒素材が回転しなかったときは、エアー抜けが完了しているとしてＡ評価とした。また、触感で円筒素材が回転していると判断された場合には、エアーが残っているとしてＢ評価とした。

カット位置は、実施例１～８、比較例１～２の製造中間体を最終製造中間体に成形したときにおいて、円筒素材両端面のカットの狙い位置に対して、軸方向Ａにおける円筒素材の両端面の位置がどれだけずれているかを測定した。ずれ量が０．５ｍｍ以下の場合をＡ評価とし、０．５ｍｍ～１．５ｍｍの場合をＢ評価とし、１．５ｍｍを超える場合をＣ評価とした。

製品振れについて、各実施例の芯金端部を軸受にのせ回転させた状態で測定機を用い、弾性被覆材の外周面の振れ量を測定した。測定機は、株式会社ミツトヨ社製のレーザースキャンマイクロ「ＬＳＭ５０６Ｓ」を使用した。測定機での振れ量測定結果のイメージを図８に示す。図８の横軸は、芯金本体の一端面を基準（ゼロｍｍ位置）とする、芯金本体の軸方向における測定位置を示す。図８の縦軸は、振れ量を示す。測定機で得られた振れ量において、図の振れ量例１のように振れ量が突出して大きな値を示す箇所が存在する場合に、この箇所を振れ異常部と規定した。振れ異常部は、測定位置が２００ｍｍの範囲内で振れ量が２０％以上変化している箇所である。一方、図８の振れ量例２のように、振れ量が突出して大きな値を示す箇所が存在しない場合には、振れ異常部は存在しない。なお、振れ異常部の有無は、振れ量の変化率を基準に判定され、振れ量の絶対値には影響されない。実施例１～８、比較例１～２について、振れ異常部の有無を確認した。振れ異常部が無い場合をＡ評価とした。Ａ評価の弾性体ローラは、弾性体ローラの製造過程で芯金と弾性被覆材（円筒素材）との間に空気が残ることによる不具合が発生しておらず、弾性体ローラとして振れ精度が高い（振れ量が小さい）と判定した。振れ異常部が存在する場合はＢ評価とした。Ｂ評価の弾性体ローラは、弾性体ローラの製造過程で芯金と弾性被覆材（円筒素材）との間に空気が残ることによる不具合が発生していて、その結果、弾性体ローラの振れ精度に影響を与えると考えられる。したがって、弾性体ローラとして寸法精度が低い（振れ量が大きい）と判定した。

結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１～実施例８は、何れも、空気通路が設けられていることにより、エアー抜け、カット位置、製品振れの何れもがＡ評価となった。特に、実施例１～８は、空気通路３の幅Ｗが０．１ｍｍ～２．２ｍｍの範囲内であり、深さＤが０．０２ｍｍ～０．５０ｍｍの範囲内であり、深さＤを幅Ｗで除した値Ｄ／Ｗが０．０３以上であった。これにより、エアー抜け、カット位置、製品振れの何れもがＡ評価となった。一方、比較例１，２は、何れも、芯金の外径が大きいか小さいかに関わらず、また、芯金本体の全長が長いか短いかに関わらず、空気通路が設けられていなかった。これにより、エアー抜け、カット位置、製品振れの何れもが最低の評価となり、円筒素材と芯金本体との間のエアー抜けが不良であることの弊害が生じた。

実施例１～８、比較例１～２の評価結果から明らかなように、芯金本体の外周面および芯金本体の端面の双方に開放された空気通路が設けられていることで、弾性被覆材と芯金本体との間に存在する空気を良好に排出でき、その結果、芯金と弾性被覆材（弾性被覆材の素材である円筒素材）との間に空気が残ることによる不具合の発生を抑制できることが実証された。

本発明は、芯金、弾性体ローラ、および、弾性体ローラの製造方法として適用できる。

１ 弾性体ローラ
２ 芯金
３，３Ａ，３Ｂ 空気通路
４，４Ｂ 弾性被覆材
１１ 芯金本体
１１ａ，１１ｂ 芯金本体の端面
１１ｃ 芯金本体の外周面
１２ａ，１２ｂ 芯金端部
３１ 第１けがき溝
３２ 第２けがき溝
Ａ 軸方向
Ｄ けがき溝の深さ
Ｌ けがき溝の長さ
Ｗ けがき溝の幅

Claims (10)

1. 弾性体ローラ用の芯金であって、
   軸状の芯金本体と、
   前記芯金本体の外周面および前記芯金本体の端面の双方に開放された空気通路と、
   を備えている、芯金。
2. 前記空気通路は、前記外周面の軸方向に沿って延びるけがき溝を含む、請求項１に記載の芯金。
3. 前記けがき溝は、前記芯金本体の軸方向全域に亘って形成されている、請求項２に記載の芯金。
4. 前記けがき溝として、前記芯金本体の軸方向一端側の端面に開放された第１けがき溝と、前記芯金本体の軸方向他端側の端面に開放された第２けがき溝と、が設けられており、
   前記第１けがき溝と前記第２けがき溝とが互いに離隔している、請求項２に記載の芯金。
5. 前記けがき溝は、前記芯金本体の軸方向一端側の端面に開放されているとともに前記芯金本体の軸方向他端側の端面では閉じられている、請求項２に記載の芯金。
6. 前記芯金の軸方向から見て、前記けがき溝の幅は、０．１ｍｍ～２．２ｍｍであり、前記けがき溝の深さは、０．０２ｍｍ～０．５０ｍｍであり、前記深さを前記幅で除した値が０．０３以上である、請求項２～請求項５の何れか１項に記載の芯金。
7. 前記芯金本体の軸方向における前記けがき溝の長さは、７ｍｍ以上である、請求項２～請求項６の何れか１項に記載の芯金。
8. 前記芯金本体の軸方向端面から突出し、前記芯金本体の外径より小さい外径を有する芯金端部をさらに備えている、請求項１～請求項７の何れか１項に記載の芯金。
9. 中空の弾性被覆材と、
   前記芯金本体に前記弾性被覆材が嵌められた請求項１～請求項８の何れか１項に記載の芯金と、を備える、弾性体ローラ。
10. 中空の弾性被覆材、および、請求項１～請求項８の何れか１項に記載の芯金を準備する準備工程と、
    前記芯金本体の外周面に前記弾性被覆材の内周面を嵌合させることにより前記弾性被覆材を前記芯金に圧入する圧入工程と、
    前記芯金と前記弾性被覆材との間の空気を、前記空気通路を通して排出させる脱気工程と、
    を備えている、弾性体ローラの製造方法。
    

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