JP4927773B2 - ローラ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機やプリンタなどに用いられる定着ローラ、ベルト搬送ローラ、用紙搬送ローラ等に使用されるローラ及びその製造方法に関する。
複写機やプリンタなど様々な電子機器において、定着ローラ、搬送ローラ、加圧ローラ、加熱ローラ、クリーニングローラ等の各種のローラが利用されている。一般にこれらのローラは芯金の外周に単層又は複数層の弾性体層をゴムや樹脂により被覆して形成され、それぞれの用途に適した弾性等の物理的特性が付与される。例えば、定着ローラなどでは、広いニップ幅を得るために低硬度で、芯金への熱伝達を抑えてエネルギー損失を小さくするために高断熱性の弾性体層が必要とされる。
従来この種のローラとしては、芯金の外周に被覆される弾性体層において内側をシリコーンゴム、外側をシリコーンゴムスポンジとした多層構造のローラがある(例えば特許文献1参照)。
このようなローラの製造において従来は、チューブ状に成型したシリコーンゴムスポンジをシリコーンゴムローラに被せ、接着剤(プライマー)を介して接着するようにしていた。
特開2003−263054号公報
しかしながら、このような従来のローラでは、シリコーンゴムローラとチューブ状のシリコーンゴムスポンジとを個別に成型し、さらに接着剤を塗布する工程やシリコーンゴムスポンジを被せる工程が必要であるため、製造工程が長くコストも高いものになっていた。
本発明は、このような従来のローラの製造における課題を解決しようとするものであり、多層構造の弾性体層を有する長寿命で高品質のローラを短い製造工程で安価に提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために本発明は、芯金の外周に弾性体層を有するローラにおいて、弾性体層の構成として、付加型シリコーンゴムの外周に付加型シリコーンゴムスポンジを、接着剤を介さずに直接被覆した構成としたものである。
このローラは、芯金の外周に付加型シリコーンゴムを被覆したシリコーンゴムローラを金型で成型する工程と、前記シリコーンゴムローラをスポンジローラ製造用のゴム被覆装置に投入して付加型シリコーンゴムの外周に付加型シリコーンゴムスポンジを直接被覆する工程と、により製造される。
本発明によれば、接着剤を用いることなくシリコーンゴム層の外周にシリコーンゴムスポンジ層を有するローラを製造できるので、従来に比べて短い製造工程で安価なローラを提供する事ができる。
以下、本発明の実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。
本発明によるローラ10は図1に示す如く、芯金12の外周に、内側を付加型シリコーンゴム14、外側を付加型シリコーンゴムスポンジ16で形成した2層の弾性体層を有して構成される。
このローラ10は、下記の工程を経て製造される。先ず始めの工程では、図2に示すように金型20を用いてシリコーンゴムローラ10’を成型する。金型20は芯金12の両端を固定する端部と、芯金12の外周を包囲して円筒状の環状空間を形成する筒状部とを備え、この環状空間に連通するゴム注入口22が金型20の端部又は筒状部に設けられている。まず、金型20内に芯金12をセットした後、未加硫の付加型シリコーンゴム14(液状)をゴム注入口22から芯金12の外周を包囲する環状空間に注入してこれを加熱加硫することにより、芯金12の外周に付加型シリコーンゴム14を被覆したシリコーンゴムローラ10’を成型する。
続く工程では図3に示す如く、前工程で成型されたシリコーンゴムローラ10’をスポンジローラ製造用のゴム被覆装置24に投入し、付加型シリコーンゴム14の外周に付加型シリコーンゴムスポンジ16を直接被覆する。スポンジローラ製造用のゴム被覆装置24はクロスヘッドダイ型であり、被覆前のローラが通過できる貫通穴26と、発泡前の未加硫ゴムをローラ外周に供給するための供給通路28とを備え、供給通路28が貫通穴26とその出口付近で全周にわたって合流している。発泡前の未加硫ゴムを供給通路28から供給しつつ、貫通穴26に被覆前のローラを適当な移動手段によって移動させることで、ローラの外周に未発泡のゴムを被覆する。ここでは、ゴム押出機(図示せず)から押し出された未発泡・未加硫の付加型シリコーンゴム16’(ミラブル)をシリコーンゴムローラ10’の外周に被覆し、その後これに熱を加えて発泡・加硫させることにより付加型シリコーンゴムスポンジ層16を形成し、最後に必要に応じて外径を研磨して製品とする。
この工程では、付加型シリコーンゴムと付加型シリコーンゴムスポンジとは同じ反応系であるため良好に接着され、これによって接着剤を用いることなく2層の弾性体層を有するローラを製造することができる。付加加硫型シリコーンゴムは過酸化物加硫型シリコーンゴムに比べて圧縮永久ひずみが生じにくく、復元性に優れているため、長寿命で高品質の2層ローラを製造できる。
このローラの製造工程において、付加型シリコーンゴムスポンジを被覆するためのゴム被覆装置24は、一般のスポンジローラの製造に用いる装置をそのまま利用することができる。従って本発明は、余分な設備投資を必要とすることなく高品質のローラを製造できるものである。
なお、本発明によるローラの構成は、2層の弾性体層に限定されるものではなく、少なくとも内側から順にシリコーンゴム層とシリコーンゴムスポンジ層が連続して構成される弾性体層を有するものであればよい。必要に応じてフッ素樹脂等からなる離型層を最外周に設けてもよい。
〔実施例1〕
付加型絶縁性シリコーンゴムとして信越化学(株)製KE−1354A/B(商品名・タイプAデュロメータ硬度25度)を用いて成型されたシリコーンゴムローラに、付加型絶縁性シリコーンゴムスポンジとして信越化学(株)製X−30−3760−U(商品名)をベースに発泡剤(信越化学(株)製、商品名:KE−P−26)及び加硫剤(信越化学(株)製、商品名:C−25A/B)を配合して得られたアスカーCで35度のスポンジを被覆して径25mm、長さ320mmのローラを製造したところ、接着剤で接着した場合と変わらない良好な接着性を有する2層ローラが製造できた。
上記の実施例1は、絶縁性シリコーンゴム層の外周に絶縁性シリコーンゴムスポンジ層を形成したものであるが、付加型であれば次の実施例2のように導電性シリコーンゴムを組み合わせても同様の効果が得られる。
〔実施例2〕
付加型導電性シリコーンゴムとして信越化学(株)製KE−1366A/B(商品名・タイプAデュロメータ硬度13度)を用いて成型されたシリコーンゴムローラに、付加型導電性シリコーンゴムスポンジとして信越化学(株)製X−30−3892−U(商品名)をベースに発泡剤(信越化学(株)製、商品名:KE−P−26)及び加硫剤(信越化学(株)製、商品名:C−25A/B)を配合して得られたアスカーCで35度のスポンジを被覆して径25mm、長さ320mmのローラを製造したところ、実施例1と同様に良好な接着性を有する2層ローラが製造できた。
また、付加型シリコーンゴムとしては液状型に限ることなくミラブル型を用いることもできる。
〔実施例3〕
ミラブルの付加型シリコーンゴムとして信越化学(株)製KE−541−U(商品名)を用い、これに加硫剤(信越化学(株)製、商品名:C−25A/B)を配合して成型された硬度40度のシリコーンゴムローラに、付加型シリコーンゴムスポンジとして信越化学(株)製X−30−3892−U(商品名)をベースに発泡剤(信越化学(株)製、商品名:KE−P−26)及び加硫剤(信越化学(株)製、商品名:C−25A/B)を配合して得られたアスカーCで35度のスポンジを被覆して径25mm、長さ320mmのローラを製造したところ、実施例1と同様に良好な接着性を有する2層ローラが製造できた。
上記の実施例に対し、付加型シリコーンゴムと過酸化物加硫型シリコーンゴムを組み合わせた場合の比較例を下記に示す。
〔比較例1〕
過酸化物加硫型シリコーンゴムとして信越化学(株)製KE−931−U(商品名)を用い、これに加硫剤(信越化学(株)製、商品名:C−8)を配合して成型された硬度30度のシリコーンゴムローラに、付加型シリコーンゴムスポンジとして信越化学(株)製X−30−3892−U(商品名)をベースに発泡剤(信越化学(株)製、商品名:KE−P−26)及び加硫剤(信越化学(株)製、商品名:C−25A/B)を配合して得られたアスカーCで35度のスポンジを被覆して径25mm、長さ320mmのローラを製造したところ、2層間の接着性が上記実施例に比べて大幅に劣り、実用に耐え得るものではなかった。
〔比較例2〕
付加型シリコーンゴムとして、信越化学(株)製KE−1354A/B(商品名・タイプAデュロメータ硬度25度)を用いて成型されたシリコーンゴムローラに、過酸化物加硫型シリコーンゴムスポンジとして信越化学(株)製KE−904F−U(商品名)をベースに発泡剤(信越化学(株)製、商品名:KE−P−13)及び加硫剤(信越化学(株)製、商品名:C−23N/C−3)を配合して得られたスポンジを被覆して径25mm、長さ320mmのローラを製造したところ、比較例1と同様に、2層間の接着性が上記実施例に比べて大幅に劣り、実用に耐え得るものではなかった。
本発明のローラの断面図である。 金型内で芯金の外周に付加型シリコーンゴムを被覆する工程を示す断面図である。 スポンジローラ製造用ゴム被覆装置においてシリコーンゴムローラの外周に未発泡・未加硫の付加型シリコーンゴムを被覆する工程を示す断面図である。
符号の説明
10 ローラ
12 芯金
14 付加型シリコーンゴム
16 付加型シリコーンゴムスポンジ
20 金型
22 ゴム注入口
24 スポンジローラ製造用ゴム被覆装置
26 貫通穴
28 未発泡の付加型シリコーンゴムの供給通路

Claims (1)

  1. 芯金の外周に付加型シリコーンゴムを被覆したシリコーンゴムローラを金型で成型する工程と、前記シリコーンゴムローラをスポンジローラ製造用のゴム被覆装置に投入して付加型シリコーンゴムの外周に付加型シリコーンゴムスポンジを直接被覆する工程と、を有してなるローラの製造方法。
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