JP2868960B2

JP2868960B2 - 押出成形方法及び押出成形機

Info

Publication number: JP2868960B2
Application number: JP4310528A
Authority: JP
Inventors: 行弘大関; 和朗小野; 芳明西村; 信俊林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JPH06155555A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、レーザービー
ムプリンター及びＬＥＤプリンター等の電子写真装置や
電子写真製版システム等の構成に好適に利用できる半導
電性の発泡弾性部材の製造用としての生地成形体を得る
ための押出成形法及びそれに用いる押出成形機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置等において、感光体ドラム
等からなる像坦持体上に形成されたトナーからなる像
を、紙等の転写材上への転写する方式として種々の方式
が知られている。なかでも、装置の小型化に有効であ
る、転写のための印加電圧が低くて済む、オゾンなどの
コロナ放電生成物が少ない、及び転写材の搬送の安定性
に優れるなどの利点から、接触式ローラーを用いた転写
方式が注目されている。接触式ローラーによるトナー像
の転写は、バイアスを印加した転写ローラーを、像坦持
体上のトナー像に重ね合わせた転写材に圧接し、トナー
像を転写ローラー側、すなわち転写材上に転写させるこ
とによって行われる。

【０００３】一方、電子写真装置等において、感光体ド
ラム等からなる像坦持体を帯電させるための帯電装置に
ついても、上記と同様の理由から接触式帯電装置の利用
が注目されている。

【０００４】接触式ローラーによる転写においては、転
写材として非常に高抵抗なもの、例えば低湿下に放置さ
れた紙、ポリエステルフィルムからなるトランスペアレ
ンシー用紙等が用いられる可能性がある場合には、転写
ローラーによる転写材側へのトナーの静電気力による引
き寄せを良好に行うために、高い電界を転写ローラーと
像坦持体との間に印加する必要がある。ところが、高い
電界を像坦持体に直接かけた場合、転写ローラーの抵抗
値が低いと、過度の電流が流れて像坦持体にダメージを
与えるという問題が生じる。この問題は、小サイズの転
写材を通した際に転写ローラーと像坦持体との間で、直
接対向するあるいは接触する面が多くなるために顕著と
なる。そこで、このような問題を解決する手段として、
転写ローラーとして適当な抵抗値（中抵抗値）を有する
半導電性ローラーの使用が検討されている。

【０００５】一方、接触式帯電装置においても、導電性
の一次帯電用帯電部材を用いた場合に、像坦持体に流れ
る電流が大きくなり、像坦持体の寿命が短くなる、ある
いは像坦持体表面にピンホールが存在すると、そこで放
電が引き起され画像不良が発生する等の問題が生じる。
したがって、上述の転写ローラーの場合と同様に半導電
性の部材からなる帯電部材の利用が検討されている。

【０００６】しかしながら、半導電性を有し、かつ接触
式の転写ローラーや帯電部材として必要な硬度等の物性
を有する部材を得るための種々の試みがなされている
が、総合的な面において従来技術では、満足できる成果
が得られていない。

【０００７】例えば、比較的安定とされる１０⁴ Ω・ｃ
ｍ以下の低抵抗に発泡体からなる層と、１０¹⁰・ｃｍ以
上の高抵抗の層とを組み合わせた多層構成によって半導
電領域を達成しようという試みがあるが、１０⁴ Ω・ｃ
ｍ以下の低抵抗の発泡体からなる導電ゴム層上に、１０
¹⁰〜１０¹²Ω・ｃｍの高抵抗プラスチック層を被覆する
場合、これらの層の組み合せによって得られる抵抗値
が、外層となるプラスチック層の厚さや接着状態によっ
て大きく左右されるので、これらを制御するための高度
な技術や煩雑な工程が必要となり、コストが高くなるな
どの実用上解決すべき問題がなお残されている。また、
特開昭６３−１５６８５８号公報には、カーボンブラッ
ク含有架橋化シリコーンゴム粉砕品をシリコーンゴムに
分散した部材が開示されているが、製造コストが高いと
いう問題点がある。

【０００８】本発明者らは、接触式の転写ローラーや帯
電部材として必要な硬度等の物性を有し、かつ好適な半
導電性を示す弾性部材を提供すべく検討を行なった結
果、導電フィラーを含有させた発泡弾性体によって目的
とする弾性部材が提供できることを見い出した。この弾
性部材は、導電性フィラー、発泡剤及び原料ポリマーを
含む配合物を押出成形する工程と、得られた押出成形物
を加硫・発泡させて、発泡弾性体を得る工程とを含む方
法によって製造できる。

【０００９】この押出成形方法は、本出願人が先に出願
した特願平２ー２８４３００号の明細書（特開平４ー１
６３０２１号公報）に記載されている。この方法は、ポ
リマー原料、導電性フィラー及び発泡剤を含む原料組成
物を押し出し成形し、半導電性発泡弾性体形成用の生地
成形体を得るものであって、押し出される生地成形体の
温度をその加硫・発泡温度より低い所定の温度範囲内に
入るように制御するものである。この押出成形方法を実
施するために使用する押出成形機は、押し出される生地
成形体のダイ近傍の温度を測定するための温度測定手段
と、該温度測定手段で測定された温度に応じて押出成形
条件を制御して、押し出される生地成形体の温度をその
加硫・発泡温度より低い所定の温度範囲内に入るように
制御する温度制御手段を有している。この押出成形方法
を用いることによって、押し出される生地成形体の温度
履歴をほぼ一定にすることができ、生地成形体の抵抗及
び硬度がほぼ安定する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４ー１６３０２１号公報に開示された方法では、押し出
し直後の生地成形体の温度を検出してから、押出成形条
件（スクリュの回転速度）を変えるため、バレルに投入
済の原料組成物に対しては（その時点でのバレル内に存
在する原料組成物に対して）、ゴムに対する温度履歴が
残り、押し出されるゴムの温度を低下させる効果がほと
んどなく、ゴムの温度にばらつきが生じて精度は悪かっ
た。このため、半導電性発泡弾性体内の抵抗値のばらつ
きが大きかった。半導電性発泡弾性体の抵抗値をより正
確に、しかも確実に安定して得るためには、半導電性発
泡弾性体内の抵抗値のばらつきを少なくすることが必要
になってきた。その後の検討により、この抵抗値のばら
つきが大きいと、以下の問題点が生じてしまうことが判
明した。

【００１１】第１の問題点は、この半導電性発泡弾性体
を転写ローラーに用いると、抵抗値のばらつきに起因し
て転写電流が一定にならず、出力画像上に不具合が生じ
てしまう。詳述すると、転写ローラーを定電圧制御する
と、抵抗値の高い領域で転写電流は減少し、逆に抵抗値
の低い領域で転写電流は増加する。転写電流が不足する
と、転写不良になり、転写電流が多すぎると、感光体ド
ラム上に転写帯電履歴が残り、カブリ画像となる。

【００１２】第２の問題点は、この半導電性発泡弾性体
を帯電ローラーに用いると、その周方向の抵抗値のばら
つきは、そのまま、帯電むらとなり、出力画像の品質悪
化を招く。

【００１３】これらの問題点に加えて、特開平４ー１６
３０２１号公報に開示された方法では、スクリュの回転
速度のみを制御するものなので、押し出し速度が低下
し、生産性が落ちるという問題点も生じる。

【００１４】そこで、本発明者らは、半導電性発泡弾性
体の製造方法において、得られる半導電性発泡弾性体の
抵抗値及び半導電性発泡弾性体全域の抵抗値のばらつき
が押出成形時の原料組成物の温度に影響されること、こ
の押出成形時の温度の影響は、たとえば、１０⁴Ωｃｍ
以下の低抵抗値の弾性体を得るときは小さいが、１０⁸
〜１０¹⁰Ωｃｍの中抵抗値の弾性体を得る場合は大きく
なることを見い出し、しかも、量産性を低下させずに、
好適に、押出成形における温度制御を行うために、本発
明を完成した。

【００１５】本発明の目的は、全域に渡り均一な抵抗値
を有する半導電性発泡弾性体の生地成形体を安定して成
形することができるとともに、生産性が向上する押出成
形方法及び押出成形機を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ポリマー原料、導電性フィラー及び発泡剤
を含む原料組成物を押出成形し、半導電性発泡弾性体形
成用の生地成形体を得る押出成形方法において、温度調
整するための媒体が通過し得る通路が、押出成形機のバ
レル、ヘッド部及びスクリュの少なくとも１つに形成さ
れた押出成形機を使用するとともに、前記生地成形体の
加硫・発泡温度よりも低い所定の温度範囲を予め設定
し、前記押出成形中に前記通路に媒体を流入させるとと
もに、前記通路から排出される前記媒体の温度を測定
し、該測定値に基づいて、前記押出成形される前記生地
成形体の温度が前記所定の温度範囲内にあるように、前
記スクリュの回転数を調整することを特徴とするもので
ある。さらに、前記スクリュの回転数に代えて、前記押
出成形機のホッパーから前記バレル内に投入される原料
組成物の投入量を調整することができる。

【００１７】また、上記押出成形方法を実施するために
使用する押出成形機は、ポリマー原料、導電性フィラー
及び発泡剤を含む原料組成物を押出成形し、半導電性発
泡弾性体形成用の生地成形体を得る押出成形機におい
て、押出成形機のバレル、ヘッド部及びスクリュの少な
くとも１つに形成された、温度調節するための媒体が通
過し得る通路と、前記通路内に媒体を供給するための加
熱冷却手段と、前記通路より排出される媒体の温度を検
出するための温度検出手段と、前記スクリュの回転数を
調整するためのスクリュ回転数調整手段と、前記生地成
形体の加硫・発泡温度よりも低い所定の温度範囲を予め
設定するとともに、前記温度検出手段から入力した検出
値に基づいて、前記押出成形される前記生地成形体の温
度が前記所定の温度範囲内にあるように、前記スクリュ
回転数調整手段を制御するための温度制御手段と、を備
えたことを特徴とするものである。さらに、前記スクリ
ュの回転数を調整するためのスクリュ回転数調整手段に
代えて、前記押出成形機のホッパーから前記バレル内に
投入される原料組成物の投入量を調整するための投入量
調整手段とすることができる。

【００１８】

【作用】上記のとおり構成された本発明では、押出成形
機内の温度調整用に水等の媒体を用いた加熱冷却手段を
使用し、スクリュの回転数または押出成形機のホッパー
からバレル内に投入される原料組成物の投入量を調整す
ることにより、押出成形中には常に、押出成形機内の温
度を所定の温度に精度よく制御でき、押し出されるゴム
の温度の精度を向上させることができる。その結果、製
品としての半導電性発泡弾性体内の抵抗値のばらつきを
小さく押さえることができる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて説明する。

【００２０】（第１の実施例）図１は本発明の押出成形方法の第１の実施例を実施する
ために使用する押出成形機の模式的断面図、図２は図１
のヘッド部の拡大断面図、図３は図１のスクリュの加熱
冷却手段の詳細図、図４は図１のスクリュの縦断面図、
図５は図１のスクリュの横断面図、図６は温度制御手段
の詳細を示すブロック図である。

【００２１】図１に示すように、この押出成形機は、主
に、スクリュ２を収容するバレル１と、このバレル１に
原料組成物を供給するためのホッパー８と、バレル１の
先端に設けられ、かつ所定形状（本実施例ではチューブ
形状）の成形物を得るための成形用押出ダイ（口金）６
やマンドレル１７やスパイダ１８を備えたヘッド１３
（図２参照）と、スクリュ２を回転駆動させるためのス
クリュ駆動用モータ５とを備え、スクリュ駆動用モータ
５を駆動すると、ホッパー８からバレル１内に原料組成
物が供給されるとともに、該原料組成物がスクリュ２の
回転によって加熱混練されつつ成形用押出ダイ６側へ搬
送され、成形用押出ダイ６から成形物として連続的に押
し出される。該押し出される成形体の加硫温度及び発泡
温度はそれぞれ６０℃以上、１００℃程度である。

【００２２】バレル１の後端部、中央部及び先端部に
は、ほぼリング状の水通路１１ａ，１１ｂ，１１ｃがそ
れぞれ形成され、ヘッド１３にもほぼリング状の水通路
１１ｄが形成されている。

【００２３】また、図１、図３、図４及び図５に示すよ
うに、スクリュ２内には、ほぼＵ字状の水通路１１ｅが
形成された固定軸２３が設けられており、スクリュ２は
ベアリング２２を介して固定軸２３に回転自在に設けら
れている。前記固定軸２３はアルミニウム等の熱伝導性
の良い材料で形成されている。スクリュ２の後端にはギ
ア２１が一体的に設けられており、スクリュ駆動用モー
タ５の動力がギア２１を介してスクリュ２に伝動され、
これにより、スクリュ２は回転する。この際、ホッパー
８のローラー対がホッパー駆動モータ（不図示）によっ
て回転駆動され、ホッパー８から原料組成物がバレル１
内に投入される。バレル１の水通路１１ａ，１１ｂ，１
１ｃの流入口には流入管３ａ，３ｂ，３ｃの一端が接続
され、流出口には流出管１０ａ，１０ｂ，１０ｃの一端
が接続されている。ヘッド１３の水通路１１ｄの流入口
にも流入管３ｄの一端が接続され、流出口には流出管１
０ｄの一端が接続されている。そして、スクリュ２の固
定軸２３の水通路１１ｅの流入口には流入管３ｅの一端
が接続され、流出口には流出管１０ｅの一端が接続され
ている。

【００２４】図１に示すように、これら５本の流入管３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの他端は、予め設定された
温度（本実施例及び以下の実施例では２０℃）に加温調
整された媒体としての水を供給するための温調装置（不
図示）に接続されている。流入管３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅには、それぞれポンプ（不図示）が設けられて
いる。一方、流出管１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，
１０ｅ内には、その中を流通する水の温度を検出するた
めの温度センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅがそれぞ
れ設けられており、それらによる検出値は温度制御手段
９に入力される。流入管３ａ、流出管１０ａ、水通路１
１ａ及び温調装置（不図示）により加熱冷却手段１２ａ
が構成されており、上記のとおり本実施例は、５つの加
熱冷却手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅを
備えている。

【００２５】加熱冷却手段１２ａにおいて、流入管３ａ
に設けられたポンプ（不図示）を駆動すると、前記温調
装置（不図示）から供給される水の一部は、流入管３ａ
を通ってバレル１の水通路１１ａに流入して、さらに、
水通路１１ａから流出管１０ａに流出されて排出され
る。これにより、水とバレル１との間で熱交換が行わ
れ、バレル１を加熱あるいは冷却することができる。そ
の他の加熱冷却手段１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅに
ついても同様な作用があり、バレル１、ヘッド１３及び
スクリュ２を加熱あるいは冷却することができる。

【００２６】図６に示すように、温度制御手段９は、入
力部９ａと、設定部９ｂと、比較部９ｃと、制御部９ｄ
とで構成されている。入力部９ａは各温度センサ７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅから検出値を入力する。設定部
９ｂは予め所定の温度範囲（本実施例では４０℃〜５０
℃）が設定されている。比較部９ｃは、入力部９ａで入
力した各温度センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅのそ
れぞれの検出値と設定部９ｂの所定の温度範囲とをそれ
ぞれ比較し、各検出値が所定の温度範囲内にあるか否か
をそれぞれ判定する。制御部９ｄは、比較部９ｃから判
定結果を入力し、温度センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，
７ｅでの検出値が所定の温度範囲内にない場合、その検
出値が所定の温度範囲内に入るように、スクリュ駆動用
モータ５によってスクリュ２の回転数を調整し、原料組
成物が受けるせん断力による自己摩擦熱の発生量ひいて
はバレル１の温度を調整する。

【００２７】図１及び図３に示すように、押出成形条件
調整手段としてのモータドライブ回路２５は、スクリュ
駆動用モータ５の回転数を設定するものである。温度制
御手段９は、温度センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ
での少なくとも１つの検出値が所定の温度範囲より低い
場合、スクリュ２の回転数が大きくなるような指令をモ
ータドライブ回路２５に出力し、一方、少なくとも１つ
の検出値が所定の温度範囲より高い場合、スクリュ２の
回転数が小さくなるような指令をモータドライブ回路２
５に出力する。なお、ホッパー８を駆動するためのモー
タ（不図示）をスクリュ駆動用モータ５とは別途設けて
ある。

【００２８】上記所定の温度範囲とは、図８に示すよう
に、成形されるローラーの周方向における抵抗値のむら
が約０．１５（オーダ）以下になるような、押出成形直
後の生地成形体の最適な温度範囲である。本実施例で
は、成形性や抵抗値のむらを考慮して、所定の温度範囲
として４０℃〜５０℃を採用した。この押出成形直後の
生地成形体の最適な温度範囲は原料組成物の種類（ゴム
の種類）により変わる。次に、上述した押出成形機の動
作すなわち押出成形方法について説明する。

【００２９】先ず、下記の配合を有する原料組成物（可
塑化温度が約３０℃、発泡温度が１００℃となるように
調整）を混練し、リボン状等の適当な形状にしたものを
ホッパー８に供給する。具体的には、以下の各成分を配合した原料組成物を、混
練機（不図示）で均一に分散混練し、リボン状の形状を
したものを作製し、これをホッパー８に供給する。

【００３０】ＥＰＤＭ（ＥＰＴ４０４５、三井石油化学
（株）製）１００重量部に対し、亜鉛華１０重量部、ス
テアリン酸２重量部、ＺｎＯ₂ _・Ａｌ₂ Ｏ₃ １００重量
部、ＨＡＦカーボン４５重量部及びパラフィンオイル６
０重量部を配合し、これらをバンバリミキサー、ニダー
等の混練機で均一に分散混練した。なお、混練の条件
は、混練温度５０℃〜１５０℃、混練時間３０秒〜４０
０秒の範囲から最適なものを選択した。

【００３１】次に、得られた混練物１００重量物に対
し、促進剤Ｍ（ノクセラーＭ、大内振興化学（株）製）
１重量部、硫黄２重量部、発泡剤（セイマイクＣ、三協
化成（株）製）５重量、及び発泡助剤（セルトンＮＰ、
三協化成（株）製）５重量部をオープンロールによって
分散混練し、未加硫練り生地を得た。混練の条件は、混
練温度４０℃〜６０℃、混練時間２０分〜５０分の範囲
から選択した。この未加硫練り生地を幅１００ｍｍ〜１
５０ｍｍのリボン状に切り、得られたリボン状生地を押
出成形機のホッパー８に供給し、押出成形機によってチ
ューブ状に押出成形した。押出成形機の初期設定や動作
は以下のとおりである。

【００３２】不図示の調温装置により２０℃に調温され
た水を、加熱冷却手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２
ｄ，１２ｅの各流入管３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅに
流入させ、排水（流出）温度を温度センサ７ａ，７ｂ，
７ｃ，７ｄ，７ｅにより測定する。温度センサ７ａ〜７
ｅの全てが２０℃以上を検知したら、温度制御手段９は
スクリュ２のスクリュ駆動用モータ５を回転させ、原料
組成物をホッパー８から、バレル１へ供給する。以降
は、温度センサ７ａ〜７ｅのいずれか１つが４０℃〜５
０℃の所定の範囲よりも高い温度を検知すれば、スクリ
ュ駆動用モータ５の回転を小さくするようにモータドラ
イブ回路２５制御する。このようにして、原料組成物の
自己摩擦熱の発生が大きくなったら、スクリュ２の回転
を低下させ、自己摩擦熱の発生を減少させる。

【００３３】一方、温度センサ７ａ〜７ｅのいずれか１
つが４０℃〜５０℃の所定の範囲よりも低い温度を検知
すれば、スクリュ駆動用モータ５の回転速度を大きくす
るようにモータドライブ回路２５を制御する。このよう
にして、原料組成物の自己摩擦熱の発生が小さくなった
ら、スクリュ２の回転速度を増加させ、自己摩擦熱の発
生を増加させる。

【００３４】一方、生地は成形用押出ダイ６へ搬出さ
れ、チューブ形状となって排出される。このように、バ
レル１、ヘッド１３及びスクリュ２内の温度を４０℃〜
５０℃に制御し、チューブ状成形物を押し出して得た
（図９中、ステップ２９）。このようにして得たチュー
ブ状成形物の温度は、バレル１内の温度と同じ４０℃〜
５０℃に保つことができる。

【００３５】得られた成形物は、所定寸法にカッターに
より切断されてチューブ状の押出成形品（寸法；内径
１．８ｍｍ〜２．６ｍｍ、外径１１．５ｍｍ〜１４ｍ
ｍ、長さ２００ｍｍ〜２４０ｍｍ）が多数得られた。

【００３６】次に、円柱状のステンレス製の仮芯金を、
チューブ状の押出成形品の内径内に挿入し、成形品の両
端から突出させた仮芯金両端部によって支持させて、こ
れらを加硫トレイに装着した。なお、仮芯金の内径は、
次の加硫過程での発泡倍率等を考慮して、チューブ状の
押出成形品の内径の８５％〜９５％の範囲から選択し
た。この加硫トレイを加硫缶内にセットして、直接蒸気
加硫方式によって１次加硫・発泡を行った（図９中、ス
テップ３０）。この加硫・発泡は、圧力；４〜１０ｋｇ
／ｃｍ² 、温度；１４０℃〜１８０℃、加硫時間２０分
〜４０分の条件で行った。加硫・発泡終了後、加硫缶か
ら仮芯金の周壁に形成されたチューブ状発泡弾性体を取
り出し、これを更に熱風炉で１８０℃〜２００℃、１５
分〜４０分の条件で加熱して２次加硫を行い、発泡弾性
体層中の未反応の発泡剤を分解させるとともに、しわの
ない平滑な表面を有する発泡弾性体を形成した（図９
中、ステップ３１）。この段階で得られた多数のチュー
ブ状発泡弾性体寸法は、内径４．２ｍｍ〜５５．８ｍ
ｍ、外径１７ｍｍ〜２１ｍｍ，長さ２４０ｍｍ〜２９０
ｍｍであった。

【００３７】次に、ローラー用芯金（ステンレス製、外
径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）の周壁に導電性接着剤（ス
リーボンド社製、合成ゴム系導電性接着剤３３１５）を
塗布して風乾させた後、これを仮芯金から外したチュー
ブ状発泡弾性体に圧入して、芯金１５ａの周壁に発泡弾
性体を接着して、発泡弾性体１５ｂとした接合体（図７
参照）を得た（図９中、ステップ３１ａ）。

【００３８】得られた接合体に、オーブンで２００℃、
１０分間の加熱処理すなわち３次加硫を行い（図９中、
ステップ３１ｂ）、冷却後、発泡弾性体層表面を研磨し
て形状を整え（図９中、ステップ３１ｃ）、図７に示す
構成のローラー１５（芯金径：６ｍｍ、芯金長；２５０
ｍｍ、ローラー外径；１６．２ｍｍ、発泡弾性体層長；
２３０ｍｍ）を得た。得られた発泡弾性体層の外形を検
査するとともに、その硬度をアスカーゴム硬度計（高分
子計器株式会社製）によって測定したところ、２２〜３
０度ＡＳＣであった。また、発泡弾性体層中の気泡径を
発泡体の断面を光学顕微鏡によって測定したところ、気
泡径は１００μｍ〜２５０μｍであった。さらに、発泡
弾性体層の抵抗値を１０ｍｍ幅の導電テープをローラー
表面に巻き、芯金と導電テープの間の抵抗を測定するこ
とで求めて測定したところ１０¹⁰Ω・ｃｍであった。同
様の測定を図７に示したローラーの長手方向に複数カ所
行ったところ、１０カ所測定して全てほぼ１０¹⁰Ω・ｃ
ｍという結果を得た（図９中、ステップ３１ｄ）。

【００３９】さらに、図７に示したローラーを回転可能
な外径３０ｍｍのＡｌドラムに芯金片側に５００ｇず
つ、総圧・１ｋｇで加圧接触させ、ローラー芯金に２ｋ
Ｖ印し、ローラー、ドラム共に回転させながらローラー
芯金とＡｌドラムの間の抵抗値を測定した（図８参
照）。測定値の最大値を最小値で割って、オーダ表示し
たところ０．１０オーダという結果を得た。つまり、本
発明を用いて得られたローラーは、ローラー周方向、長
手方向ともに抵抗値のばらつきが小さく、ローラー全域
に渡り、均一な抵抗領域を有していることがわかる。こ
のようにして得られた半導電性ローラーの抵抗値のばら
つきは小さいほどよく、例えばローラー周方向でいえ
ば、０．１５オーダ以下、好ましくは、０．１０オーダ
以下のばらつきがよい。この程度の抵抗のばらつきなら
ば、本ローラーを電子写真装置の転写ローラーまたは、
原料組成物を代え、体積抵抗値を最適に調整し、帯電ロ
ーラーとして用いても、良好な出力画像が得られる。ロ
ーラー周方向のむらが０．２０オーダを越えると、出力
画像品質は著しく悪化する。

【００４０】本実施例では、押出機の成形用押出ダイ６
から排出されたチューブの表面の温度を４０℃〜５０℃
に制御しており、最大で、５０℃程度までに抑えれば、
抵抗値のばらつきの比較的小さいローラーが得られる。
ローラー周方向抵抗ばらつきと成形用押出ダイ６から排
出されたチューブの表面温度との関係を図８に示した。
以上説明したように、本発明を用いることによって、全
域にわたり均一な抵抗値を有する半導電性発泡弾性体を
安定して得ることができた。

【００４１】本実施例では、スクリュ駆動用モータ５の
駆動開始を温度センサ７ａ〜７ｅが全て２０℃以上にな
ったときとしたが、この限りではない。

【００４２】また、本実施例において、温度制御手段９
の制御部９ｄは、少なくとも１つの温度センサ７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅでの検出値が所定の温度範囲内に
ない場合、検出値が所定の温度範囲内に入るように、ス
クリュ２の回転速度を調節するものを示したが、これに
限られない。すなわち、全ての温度センサ７ａ，７ｂ，
７ｃ，７ｄ，７ｅの検出値が所定の温度範囲内にない場
合、それらの検出値が所定の温度範囲内に入るように、
スクリュ２の回転速度を調節してもよい。

【００４３】（第２の実施例）図１０は本発明の押出成形方法の第２の実施例の実施に
使用するための押出成形機の模式的断面図であり、図１
１は図１０の第２の実施例の原料組成物投入量調節部の
拡大図である。

【００４４】第２の実施例は、排水温度を検出し、該検
出値に基づいてホッパー８からバレル１内への原料組成
物の投入量を制御し、これにより、原料組成物の自己摩
擦熱の発生量ひいてはバレル１の温度を調整するもので
ある。

【００４５】先ず、第２の実施例の押出成形方法の実施
に使用するための押出成形機の構成について説明する。

【００４６】図１０及び図１１に示すように、ホッパー
８から原料組成物をバレル１内に導くためのローラ対２
８は、ホッパー駆動用モータ２６によって回転駆動さ
れ、このホッパー駆動用モータ２６の回転数は押出成形
条件調整手段としてのモータドライブ回路２７で設定さ
れる。なお、スクリュ２を駆動するためのスクリュ駆動
用モータ５をホッパー駆動用モータ２６とは別途設けて
ある。

【００４７】温度制御手段９０は、図６に示したものと
同様なものであって、各温度センサ７ａ，７ｂ，７ｃ，
７ｄ，７ｅでの少なくとも１つの検出値が所定の温度範
囲より低い場合、ローラ対２８の回転数が大きくなるよ
うな指令をモータドライブ回路２７に出力し、一方、少
なくとも１つの検出値が所定の温度範囲より高い場合、
ローラ対２８の回転数が小さくなるような指令をモータ
ドライブ回路２７に出力する。その他の構成は第１の実
施例のものと同一である。

【００４８】次に、第２の実施例の動作について説明す
る。

【００４９】不図示の調温装置により２０℃に加温され
た水を、加熱冷却手段１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２
ｄ，１２ｅに注入し、排水温度を温度センサ７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅにより測定する。温度センサ７ａ
〜７ｅの全てが２０℃以上を検知したら、温度制御手段
９０はホッパ−駆動用モ−タ２６及びスクリュ駆動用モ
−タ５を回転させ、原料組成物をホッパー８からバレル
１へ供給する。以降は、温度センサ７ａ〜７ｅのいずれ
か１つが５０℃以上を検知すれば、ホッパ−駆動用モ−
タ２６の回転を小さくするようにモータドライブ回路２
７を制御する。このようにして、原料組成物の自己摩擦
熱の発生が大きくなったら、ホッパ−８のロ−ラ対２８
の回転速度を低下させ、自己摩擦熱の発生を減少させ
る。一方、温度センサ７ａ〜７ｅのいずれか１つが４０
℃以下を検知すれば、ホッパ−駆動用モ−タ２６の回転
速度を大きくするようにモータドライブ回路２７を制御
する。このようにして、原料組成物の自己摩擦熱の発生
が小さくなったら、ホッパ−８のロ−ラ対の回転速度を
増加させ、自己摩擦熱の発生を増加させる。以下、第１
の実施例と同様にして、同じ原料組成物を用いて、半導
電性ゴムローラーを作製したところ、ローラー全域で均
一な抵抗値を有するローラーを得た。

【００５０】第２の実施例では、スクリュ駆動用モータ
５の駆動開始を温度センサ７ａ〜７ｅが全て２０℃以上
になったときとしたが、この限りではない。また、温度
センサ７ａ〜７ｅのいずれか１つが所定の温度範囲外の
温度を検出したとき、スクリュ２の回転速度を制御する
としたが、これに限られず、全ての温度センサ７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅでの検出値が所定の温度範囲内に
ない場合、検出値が所定の温度範囲内に入るように、ス
クリュ２の回転速度を調節してもよい。

【００５１】上記各実施例においては、媒体として水を
用いたが、空気やガス等の、熱伝導性及び流動性の良い
流体を用いてもよい。また、水通路をバレル、ヘッド及
びスクリュの少なくとも１つに形成してもよく、好まし
くは、少なくともヘッドに形成した方がよい。

【００５２】また、本発明を転写ローラーや帯電ローラ
ーの他に、クリーニングブレードやベルトの成形に適用
してもよい。

【００５３】本発明において、生地成形体形成の原料組
成物の配合に用いる原料ポリマーとしては、例えばＥＰ
ＤＭ、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、Ｓ
ＢＲ、ＣＲ、ＮＢＲ、シリコンゴム、ウレタンゴム、エ
ピクロルヒドリンゴム等のゴム；ＲＢ（プタジエン樹
脂）、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレンエラス
トマー）等のポリスチレン系高分子材料；ポリオレフィ
ン系高分子材料；ポリエステル系高分子材料；ポリウレ
タン系高分子材料；ＲＶＣ等の熱可塑性エラストマー、
ポリウレタン、ポリスチレン、ＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ、ア
クリル系樹脂、スチレン酢酸ビニル共重合体、ブタジエ
ン−アクリロニトリル共重合体等の高分子材料等を挙げ
ることができる。

【００５４】また、発泡剤としては、Ａ．Ｄ．Ｃ．Ａ．
系、Ｄ．Ｐ．Ｔ．系、Ｏ．Ｂ．Ｓ．Ｈ．系、Ｔ．Ｓ．
Ｈ．系、Ａ．Ｉ．Ｂ．Ｎ．系などを使用することができ
る。特に、Ａ．Ｄ．Ｃ．Ａ．系、Ｏ．Ｂ．Ｓ．Ｈ．系の
ブレンド系では緻密な発泡体でかつ加硫のタイトな発泡
体を得ることができ、その結果、硬度むらが少なく安定
したニップ幅が得られ、緻密で均一な気泡（セル）径に
より画像むらを少なくできるという点から好適である。

【００５５】発泡剤の添加量は、最終的に得ようとする
発泡弾性体における所望とする発泡状態、抵抗値及び硬
度等に応じて適宜選択される。

【００５６】導電性フィラーとしては、導電性カーボン
ブラック、補強性カーボンブラック、ＴｉＯ₂ 、酸化リ
テニウム、四三酸化鉄、酸化スズ、複酸化物等の１種、
またはこれらの２種以上を組み合わせて用いることがで
きる。

【００５７】その添加量は、最終的に得ようとする発泡
弾性体における所望とする抵抗値に応じて適宜選択され
る。

【００５８】例えば、１０⁸ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの中抵抗
値（半導電性）を得るには、補強性カーボンブラックと
複酸化物を組み合わせて用いるのが好適である。

【００５９】この場合に用いる複酸化物（２種以上の酸
化物が複合化した固溶体の化合物）としては、ＺｎＯ₂
・Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｎＯ₂ ・Ｓｂ₂ Ｏ₅ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ・Ｓ
ｎＯ₂ などを挙げることができる。その配合量は、原料
組成物中に例えば５〜４０重量％、好ましくは１０〜３
０重量％とすることができる。

【００６０】また、補強性カーボンブラックとしては、
１０⁰ Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有するものを好適に利用
でき、例えば原料組成物中に０．１重量％〜２０重量
％、好ましくは１重量％〜１５重量％配合することがで
きる。この補強性カーボンブラックとしては、例えば、
ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、Ｅ
ＰＣ、ＭＰＣ等が利用できる。

【００６１】また、最終的に得ようとする発泡弾性体の
硬度を低下させたり、またその抵抗値を安定化させる目
的で、パラフィンオイル、鉱物オイル等の絶縁オイルや
プロセルオイルを配合させてもよい。

【００６２】このオイルとしては、比抵抗が１０¹²Ω・
ｃｍ以上のものが好適に用いられ、例えば原料組成物中
に５重量％〜２０重量％、好ましくは８重量％〜１６重
量％配合することができる。

【００６３】なお、原料ポリマー中には、所望の可塑化
温度、加硫温度や加硫状態、あるいは最終製品に所望の
物性を得るために必要に応じて、各種カーボン類、無機
充填剤、オイル、硫黄、加硫助剤、加硫促進剤、ステア
リン酸、過酸化物等の架橋剤、可塑剤、補強剤、発泡助
剤等の各種添加物が添加されてもよく、これらの配合量
は、例えば５〜４０重量％、好ましくは１０〜３０重量
％とすることができる。次に、上記のとおり作製された
ローラーを転写ローラーとして組み込まれた電子写真装
置について、図１２を参照して説明する。

【００６４】光導電性の感光体ドラム３３はＯＰＣドラ
ムやＡ−Ｓｉドラム等の公知のものが使用される。帯電
ローラー３５は感光体ドラム３３の表面を所定の電圧に
均一に帯電するためのものである。現像器３７は、レー
ザー光３６により感光体ドラム３３の表面に形成された
静電潜像を顕在化し、トナー像Ｔを形成するためのもの
である。転写ローラー３２は、感光体ドラム３３からト
ナー像Ｔを転写材Ｐに転写するためのものであり、転写
材Ｐ上のトナー像Ｔは、不図示の定着装置により永久定
着される。クリーニングブレード３４は、感光体ドラム
３３上の転写残トナーを除去するためのものである。

【００６５】この電子写真装置における像形成プロセス
は以下に記載するとおりであり、下記の各プロセスが必
要に応じて連続的に繰り返される。

【００６６】感光体ドラム３３の、帯電ローラー３５に
よって均一に負極性に接触帯電された部分に、画像信号
により変調され、かつラスタースキャンされたレーザー
光３６が照射され、その結果、照射部分（像部分）の電
位が低下し、静電潜像が形成される。そして、この静電
潜像は、現像器３７から供給される負極性トナーによっ
て可視化され、トナー像Ｔが形成される。このトナー像
Ｔは、正の電圧が印加された転写ローラー３２の発泡弾
性体層の、感光体ドラム３３への圧接によって、転写材
Ｐに押し付けられ、そこへ転写される。トナー像Ｔが転
写された転写材Ｐは不図示の加熱定着装置に搬送され、
定着される。なお、感光体ドラム３３上に残存トナー像
がある場合には、クリーニングブレード３４によって、
感光体ドラム３３をクリーニングして転写残トナーを除
去する。

【００６７】この電子写真装置においては、像担持体と
しての感光体ドラム３３に、近赤外に増感されたＯＰＣ
ドラム（外径４０ｍｍ）を用い、暗部電位（Ｖ_D）をー
１００Ｖに設定し、単一成分の絶縁性磁性トナーを用い
た反転現像を行った。また、転写材Ｐとしては、坪量が
６４ｇのコピー紙を用い、紙送りスピードを４００ｍｍ
／ｓｅｃ、転写ローラー３２の感光体ドラム３３への圧
接圧力を１ｋｇ・ｆとした。

【００６８】帯電ローラー３５として、芯金の周壁に１
０⁶Ωの抵抗を有する導電性ウレタンゴム層を設けた構
成のローラーを使用し、線圧０．０１〜０．２ｋｇ／ｃ
ｍの圧力で感光体ドラム３３に圧接させた。なお、この
導電性ウレタンゴム層の抵抗値は、導電性ウレタンゴム
層の表面１ｃｍ²あたりの、芯金から導電性ウレタンゴ
ム層の表面までの抵抗値を表す。

【００６９】以上の構成の電子写真装置において、像複
写の初期転写特性を評価したところ、均一で良好な転写
特性が得られた。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおり構成され
ているので、全域にわたり均一な抵抗値を有する半導電
性発泡弾性体を、安定して生産性良く成形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出成形方法の第１の実施例を実施す
るために使用する押出成形機の模式的断面図である。

【図２】図１のヘッド部の拡大断面図である。

【図３】図１のスクリュの加熱冷却手段の詳細図であ
る。

【図４】図１のスクリュの縦断面図である。

【図５】図１のスクリュの横断面図である。

【図６】図１の温度制御手段の詳細を示すブロック図で
ある。

【図７】本発明により得られた転写ローラーの縦断面図
である。

【図８】本発明において、押し出し時のチューブの温度
と、該チューブによって得られたローラーの周方向の抵
抗値のむらとの関係を示すグラフである。

【図９】本発明に係わる転写ローラーの各成形工程を説
明するためのフローチャートである。

【図１０】本発明の押出成形方法の第２の実施例を実施
するために使用する押出成形機の模式的断面図である。

【図１１】図１０の原料組成物投入量調節部の拡大図で
ある。

【図１２】本発明に係わる電子写真装置の要部を示す図
である。

【符号の説明】

１バレル２スクリュ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ流入管５スクリュ駆動用モー
タ６成形用押出ダイ（口
金）７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ温度センサ（温度検
出手段）８ホッパー９，９０温度制御手段９ａ入力部９ｂ設定部９ｃ比較部（判定部）９ｄ制御部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ流出管１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ水通路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ加熱冷
却手段１３ヘッド１５ロ−ラ− １５ａ芯金１５ｂ発泡弾性体１７マンドレル（心金）１８スパイダ（支持金
具）２１ギア２２ベアリング２３固定軸２５モ−タドライブ回路２６ホッパ−駆動用モ−
タ２７モ−タドライブ回路２８ローラー対２９〜３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄステ
ップ３２転写ローラー３３感光体ドラム３４クリーニングブレー
ド３５帯電ローラー３６レーザー光３７現像器Ｐ転写材Ｔトナー像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林信俊東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平４−163021（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−34825（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−115719（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−115215（ＪＰ，Ｕ) 実開昭62−189119（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96 B29C 31/00 - 31/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリマー原料、導電性フィラー及び発泡
剤を含む原料組成物を押出成形し、半導電性発泡弾性体
形成用の生地成形体を得る押出成形方法において、温度調節するための媒体が通過し得る通路が、押出成形
機のバレル、ヘッド部及びスクリュの少なくとも１つに
形成された押出成形機を使用するとともに、前記生地成
形体の加硫・発泡温度よりも低い所定の温度範囲を予め
設定し、前記押出成形中に前記通路に媒体を流入させるととも
に、前記通路から排出される前記媒体の温度を測定し、該測定値に基づいて、前記押出成形される前記生地成形
体の温度が前記所定の温度範囲内にあるように、前記ス
クリュの回転数を調整することを特徴とする押出成形方
法。
【請求項２】前記スクリュの回転数に代えて、前記押
出成形機のホッパーから前記バレル内に投入される原料
組成物の投入量を調整することを特徴とする請求項１記
載の押出成形方法。
【請求項３】ポリマー原料、導電性フィラー及び発泡
剤を含む原料組成物を押出成形し、半導電性発泡弾性体
形成用の生地成形体を得る押出成形機において、押出成形機のバレル、ヘッド部及びスクリュの少なくと
も１つに形成された、温度調節するための媒体が通過し
得る通路と、前記通路内に媒体を供給するための加熱冷却手段と、前記通路より排出される媒体の温度を検出するための温
度検出手段と、前記スクリュの回転数を調整するためのスクリュ回転数
調整手段と、前記生地成形体の加硫・発泡温度よりも低い所定の温度
範囲を予め設定するとともに、前記温度検出手段から入
力した検出値に基づいて、前記押出成形される前記生地
成形体の温度が前記所定の温度範囲内にあるように、前
記スクリュ回転数調整手段を制御するための温度制御手
段と、を備えたことを特徴とする押出成形機。
【請求項４】ポリマー原料、導電性フィラー及び発泡
剤を含む原料組成物を押出成形し、半導電性発泡弾性体
形成用の生地成形体を得る押出成形機において、押出成形機のバレル、ヘッド部及びスクリュの少なくと
も１つに形成された、温度調節するための媒体が通過し
得る通路と、前記通路内に媒体を供給するための加熱冷却手段と、前記通路より排出される媒体の温度を検出するための温
度検出手段と、前記押出成形機のホッパーから前記バレル内に投入され
る原料組成物の投入量を調整するための投入量調整手段
と、前記生地成形体の加硫・発泡温度よりも低い所定の温度
範囲を予め設定するとともに、前記温度検出手段から入
力した検出値に基づいて、前記押出成形される前記生地
成形体の温度が前記所定の温度範囲内にあるように、前
記投入量調整手段を制御するための温度制御手段と、を備えたことを特徴とする押出成形機。