JP4562072B2 - 二層ロールの製造方法及び円筒部材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記弾性層を成形する金型として、前記第1の円筒部材と前記円柱部材とを同芯状態となるように両端部に設けられたプリハードン鋼からなる押さえ金型を用いることを特徴とする二層ロールの製造方法にある。
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様において、前記円柱部材は、前記第1の円筒部材より低硬度であることを特徴とする二層ロールの製造方法にある。
実施形態1では、二層ロールとして、例えば、電子写真式複写機、プリンタ、またはトナージェット複写機及びプリンタなどの画像形成装置の感光体等に一様な帯電を付与するために用いられる帯電ロールを例示して説明する。
エピクロルヒドリンゴム(ECO)100重量部に、導電材としてトーカブラック♯4500を20重量部及び三フッ化酢酸ナトリウムを0.5重量部、亜鉛華5重量部、ステアリン酸2重量部、加硫剤を1.5重量部、それぞれ添加してロールミキサーで混練りし、これを上述した実施形態1の製造方法にて、インジェクション成形後、150℃×1hで蒸気加硫を行い、外径14mm、厚さ0.6mmの弾性層を形成した。次にこの弾性層を、酢酸エチル100重量部、イソシアネート化合物(MDI)20重量部、アセチレンブラック(電気化学社製)4重量部、及びアクリルシリコーンポリマー(モディパーFS700;日本油脂社製)2重量部をボールミルで3時間分散混合した表面処理液を用いて表面処理を行い、表面処理層を有する弾性層とした。すなわち、表面処理液を23℃に保ったまま弾性層を60秒浸漬し、その後120℃に保持されたオーブンで1時間加熱することにより表面処理層を形成した。
上述した実施例と同様の材料を用いて、押出成形及び加硫成形し、外周面を研磨加工した後、表面処理を施して弾性層を形成した。
上記実施例及び比較例の帯電ロールについて、例えば、マイクロゲージ、真直度計及び表面粗さ測定器等によって外径、軸方向の真直度及び表面粗さを測定した。この結果を下記表1に示す。
市販のレーザープリンタ(EPSON社製LP−8600FX)の帯電部分に、上記実施例及び比較例のそれぞれの帯電ロールを取り付けて画像を出力した。
下記表2に示すように、炭素工具鋼鋼材(SK105;JIS G4401)からなる中実部材を、上述した実施形態1と同様の製造工程によって形成することにより、HRC硬度が55°の第1の円筒部材を形成した。また、円柱部材として、焼き入れすることによりHRC硬度が55°のSK105を用いた。さらに、押さえ金型として、プリハードン鋼であるPSL材(日立金属株式会社製)からなる耐食性ステンレスを用いた。そして、これら第1の円筒部材、円柱部材及び押さえ金型によって構成される円筒金型を実施例2とした。
下記表2に示すように、SK105からなる中実部材を、上述した実施形態1と同様の製造工程によって形成することにより、HRC硬度が55°の第1の円筒部材を形成した。また、円柱部材として、焼き入れすることによりHRC硬度が45°のSK105を用いた。さらに、押さえ金型として、プリハードン鋼であるPSL材(日立金属株式会社製)からなる耐食性ステンレスを用いた。そして、これら第1の円筒部材、円柱部材及び押さえ金型によって構成される円筒金型を実施例3とした。
下記表2に示すように、SK105からなる中実部材を、上述した実施形態1と同様の製造工程によって焼き入れすることにより、HRC硬度が45°となる第1の円筒部材を形成した。また、円柱部材として、焼き入れすることによりHRC硬度が45°のSK105を用いた。さらに、押さえ金型として、プリハードン鋼であるPSL材(日立金属株式会社製)からなる耐食性ステンレスを用いた。そして、これら第1の円筒部材、円柱部材及び押さえ金型によって構成される円筒金型を実施例4とした。
比較のため、下記表2に示すように、第1の円筒部材として、機械構造用炭素鋼鋼材(S45C;JIS G4051)を用いた。この第1の円筒部材は、内径を基準として外径研削を行った後、内径をホーニング加工することで形成した。このような第1の円筒部材は焼き入れしておらず、HRC硬度が15°である。また、円柱部材として、HRC硬度が16°のS45Cを焼き入れせずに用いた。この円柱部材には、表面にカニゼンメッキ(無電解ニッケルメッキ)が施されているものである。さらに、押さえ金型として、表面にカニゼンメッキ(無電解ニッケルメッキ)が施されたS45Cを用いた。そして、これら第1の円筒部材、円柱部材及び押さえ金型から構成される円筒金型を比較例2とした。
比較のため、下記表2に示すように、S45Cの中実部材を上述した実施形態1と同様の製造工程によって形成することにより、HRC硬度が40°の第1の円筒部材を形成した。また、円柱部材として、HRC硬度が16°のS45Cを焼き入れせずに用いた。この円柱部材には、表面にカニゼンメッキ(無電解ニッケルメッキ)が施されているものである。さらに、押さえ金型として、表面にカニゼンメッキ(無電解ニッケルメッキ)が施されたS45Cを用いた。そして、これら第1の円筒部材、円柱部材及び押さえ金型から構成される円筒金型を比較例3とした。
上述した実施例2〜4の円筒金型と、比較例2及び3の円筒金型との各第1の円筒部材の内径精度及び軸方向の内径真直度を、例えば、マイクロゲージ及び真直度計によって測定した。また、実施例2〜4の円筒金型と比較例2及び3の円筒金型とを用いて、上述した実施例1と同様の材料及び製造方法によって帯電ロールを形成し、各帯電ロールの外径精度及び軸方向の外径真直度を、例えば、マイクロゲージ及び真直度計によって測定した。さらに、各円筒金型から弾性層を脱型する際に、脱型が容易か否かによって離型剤の要・不要について検討した。また、各円筒金型を繰り返し使用した際の金型耐久性及び耐用ショット数について試験した。これらの結果を下記表2に示す。
以上、本発明の実施形態1を説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。
11 芯金
12 発泡弾性層
13 弾性層
20 円筒部材
21 仕上げ孔
20A 第1の円筒部材
20B 第2の円筒部材
30 円筒金型
40 クロスヘッドダイス
50 発泡金型
120 パイプ部材
121 下孔
200 中実部材
Claims (18)
- 芯金上に設けられた発泡弾性層と、この発泡弾性層上に設けられた弾性層とを具備し、前記発泡弾性層及び前記弾性層の長さが200mm〜400mmであり、前記弾性層の外径が16mm以下であるロールの製造方法において、
炭素工具鋼鋼材SK105からなる中実部材を研削すると共に焼き入れして、HRC硬度が45°以上で、少なくとも内径誤差が±0.02mm以下、軸方向の真直度が0.02mm以下の規格を有する第1の円筒部材を外周面形成用に保持し、炭素工具鋼鋼材SK105からなり焼き入れすることによりHRC硬度が45°〜55°の円柱部材を内周面形成用に保持して形成した円筒金型を用いて前記弾性層を成形し、次いで、前記芯金上に前記発泡弾性層となる発泡前の下層をクロス押出成形し、前記第1の円筒部材の前記規格と同様の規格を有する第2の円筒部材を発泡金型として当該発泡金型内に成形済み弾性層を設けると共に前記発泡前下層を設けた芯金をセットして当該発泡前下層を発泡させることを特徴とする二層ロールの製造方法。 - 請求項1に記載の二層ロールの製造方法において、前記弾性層を成形する金型として、前記第1の円筒部材と前記円柱部材とを同芯状態となるように両端部に設けられたプリハードン鋼からなる押さえ金型を用いることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項1又は2に記載の二層ロールの製造方法において、前記円柱部材は、前記第1の円筒部材より低硬度であることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項1〜3の何れか一項に記載の二層ロールの製造方法において、前記規格の内径誤差が±0.01mm以下であることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項1〜4の何れか一項に記載の二層ロールの製造方法において、前記第1及び第2の円筒部材は、前記中実部材をドリル加工して下孔を形成する工程と、前記下孔の中心を基準として外径を切削する工程と、少なくとも一方の端面を基準面として仕上げる工程と、前記基準面を基準として前記下孔の内周面をホーニング加工して仕上げ孔を形成する工程とを含む製造工程により製造されたものであることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項5に記載の二層ロールの製造方法において、前記円筒部材は、前記端面を基準面として仕上げる前に焼き入れ加工することを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項6に記載の二層ロールの製造方法において、離型剤を用いることなく形成することを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項5〜7の何れか一項に記載の二層ロールの製造方法において、前記円筒部材は、前記端面を基準面として仕上げる工程では、両端面を基準面として仕上げることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項5〜8の何れか一項に記載の二層ロールの製造方法において、前記発泡金型として用いる円筒部材は、前記仕上げ孔を形成する工程の後、さらに、前記仕上げ孔の中心を基準として外周面を仕上げ加工する工程を付加したものであることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項1〜9の何れか一項に記載の二層ロールの製造方法において、前記弾性層の外周面には研磨されることなく、イソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層が形成されていることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項10に記載の二層ロールの製造方法において、前記表面処理液がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも1種のポリマーと、導電性付与剤との少なくとも一方をさらに含有することを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項10又は11に記載の二層ロールの製造方法において、前記表面処理が、前記発泡工程の前又は後に行われることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項1〜12の何れか一項に記載の二層ロールの製造方法において、前記発泡弾性層と前記弾性層との間に接着剤を設けないことを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 請求項1〜13の何れか一項に記載の二層ロールの製造方法において、前記弾性層の厚さは0.3〜1.2mmであることを特徴とする二層ロールの製造方法。
- 成形長さが200mm〜400mmであり、内径が16mm以下の円筒部材の製造方法において、炭素工具鋼鋼材SK105からなる中実部材をドリル加工して下孔を形成する工程と、前記下孔の中心を基準として外径を切削する工程と、少なくとも一方の端面を基準面として仕上げると共に前記基準面として仕上げる前に焼き入れしてHRC硬度を45°以上とする工程と、前記基準面を基準として前記下孔の内周面をホーニング加工して仕上げ孔を形成する工程とを含むことを特徴とする円筒部材の製造方法。
- 請求項15に記載の円筒部材の製造方法において、前記仕上げ孔を形成した工程の後、さらに、前記仕上げ孔の中心を基準として外周面を仕上げ加工する工程を有することを特徴とする円筒部材の製造方法。
- 請求項15又は16に記載の円筒部材の製造方法において、前記端面を基準面として仕上げる工程では、両端面を基準面として仕上げることを特徴とする円筒部材の製造方法。
- 請求項15〜17の何れか一項に記載の円筒部材の製造方法において、前記仕上げ孔は長手方向中心部から両端へ向かって内径が漸小するクラウン形状であることを特徴とする円筒部材の製造方法。
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