JP5334051B2 - 電子写真用弾性ロールの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プリンター、複写機の如き画像形成装置に用いられる電子写真用の弾性ロールの製造方法に関する。
電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体上に形成した静電潜像を現像装置により現像し可視化している。最近のプリンター装置は、ＬＥＤ、ＬＢＰプリンターが市場の主流となり、技術の方向としては、より高解像度のもの、例えば１２００ｄｐｉ（１インチあたりのドット数）の解像度を有する装置となってきており、より高解像・高精細の画像が要求されている。そのために、プリンター内部に使用される部品に対しては、高い寸法精度であり、かつ高寿命のものが求められるようになっている。とくに、画像形成装置に使用される弾性ロールには、より一層の寸法精度が要求され、それらの加工技術の向上とともに生産技術の進展が図られてきている。
そして、高精度の弾性ロールの製造方法として、特許文献１は、リング状塗工ヘッド内側のスリットから高粘度の液状ゴム材料を吐出させて、円筒体の周面に液状ゴム組成物の層を形成した後、該液状ゴムを硬化させて弾性層を形成する方法を開示している。
そして、高精度の弾性ロールの製造方法として、特許文献１は、リング状塗工ヘッド内側のスリットから高粘度の液状ゴム材料を吐出させて、円筒体の周面に液状ゴム組成物の層を形成した後、該液状ゴムを硬化させて弾性層を形成する方法を開示している。
上記特許文献１に記載の方法においては、金型成形での金型に相当する、成形物の形を矯正する部材が存在しない。そのため、形状にばらつきのない高品位な弾性ローラを安定して量産するためには、リング状塗工ヘッドからの液状ゴム材料の吐出精度、成形装置の動作精度などに高い水準が要求されることとなる。特に、高粘度な液状ゴム材料をリング状塗工ヘッドに供給する際には大きな圧力を付加することが必要となる。そして、そのときに、配管などに振動が生じると、その振動がリング状塗工ヘッドに伝わり、リング状塗工ヘッドからの液状ゴム材料の吐出が乱れ、その結果として、弾性層の寸法精度に影響を与えることがあった。また、液状ゴム材料として圧縮性の高いシリコーンゴムを用いた場合、押出す動力（ポンプ）に対する吐出の応答性が低下し、成形物の形状に影響を及ぼすことがあった。
そこで、本発明の目的は、材料吐出の安定性が良好であり、かつ液状シリコーンゴム材料を高圧下でリング塗布成形した場合にも良好な寸法精度を維持し続けることのできる電子写真用ロールの製造方法を提供することにある。
本発明に係る弾性ロールの製造方法は、付加反応型の液状シリコ−ンゴム混合物を使用する、電子写真用の弾性ロールの製造方法であって、
環状スリットを中心孔の内周面に有するリング形状の塗工ヘッドと、該塗工ヘッドに至る流路と、該流路に通じて、該液状シリコーン混合物を貯蔵するタンクから該液状シリコーンゴム混合物を該塗工ヘッドに供給するポンプとを有している塗工装置を用いて、該環状スリットから該液状シリコーンゴム混合物を吐出させつつ、該塗工ヘッドの中心孔に該塗工ヘッドと同軸となるように配置した軸芯体を、該軸芯体の軸方向に移動させて該軸芯体の周囲に該液状シリコーンゴム混合物を塗布する工程を含み、
該液状シリコーンゴム混合物は、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下の降伏応力を有するものであり、該塗工ヘッドは、該塗工ヘッドと該軸芯体とを同軸に配置するために該塗工ヘッドを該中心孔に配置された軸芯体の軸方向と直交する方向の平面内を移動可能に構成されており、
さらに、該流路は、該塗工ヘッドに直結し、中間にフィルタ部を有している金属管と、該金属管の上流側に連なる、歪み荷重が１００ｇ以上、６００ｇ以下であり、１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下の硬質管とを有し、該金属管は、該平面に対して水平に配置され、該硬質管は、該平面に対する垂線との為す角度が０°以上、４５°以下に配置され、
更に、該フィルタ部は、金属製のメッシュで構成され、かつ、該液状シリコーンゴム混合物の吐出時における該フィルタ部の下流側圧力の、上流側圧力に対する減衰率が４０％以上、８０％以下であることを特徴とする。
環状スリットを中心孔の内周面に有するリング形状の塗工ヘッドと、該塗工ヘッドに至る流路と、該流路に通じて、該液状シリコーン混合物を貯蔵するタンクから該液状シリコーンゴム混合物を該塗工ヘッドに供給するポンプとを有している塗工装置を用いて、該環状スリットから該液状シリコーンゴム混合物を吐出させつつ、該塗工ヘッドの中心孔に該塗工ヘッドと同軸となるように配置した軸芯体を、該軸芯体の軸方向に移動させて該軸芯体の周囲に該液状シリコーンゴム混合物を塗布する工程を含み、
該液状シリコーンゴム混合物は、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下の降伏応力を有するものであり、該塗工ヘッドは、該塗工ヘッドと該軸芯体とを同軸に配置するために該塗工ヘッドを該中心孔に配置された軸芯体の軸方向と直交する方向の平面内を移動可能に構成されており、
さらに、該流路は、該塗工ヘッドに直結し、中間にフィルタ部を有している金属管と、該金属管の上流側に連なる、歪み荷重が１００ｇ以上、６００ｇ以下であり、１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下の硬質管とを有し、該金属管は、該平面に対して水平に配置され、該硬質管は、該平面に対する垂線との為す角度が０°以上、４５°以下に配置され、
更に、該フィルタ部は、金属製のメッシュで構成され、かつ、該液状シリコーンゴム混合物の吐出時における該フィルタ部の下流側圧力の、上流側圧力に対する減衰率が４０％以上、８０％以下であることを特徴とする。
本発明によれば、圧縮性の高い液状シリコーンゴム混合物を高圧で成形した場合にも、成形装置からの振動の影響を抑制し、かつ材料吐出の安定性に優れ、良好な寸法精度を維持し続けることができる。
以下、本発明について詳細に説明する。図１は本発明にかかる電子写真用の弾性ロールの斜視図である。図１に係る弾性ロールは、軸芯体１０１の周囲に液状シリコーンゴム混合物から形成された弾性層１０２が設けられている。該軸芯体１０１は、電子写真用ロールの電極及び支持部材として機能するものである。
弾性層１０２は、付加反応型の液状シリコーンゴム混合物をリング形状の塗工ヘッドで塗工し、硬化させることによって形成されたものである。そして、本発明は、下記の特徴を有する：
環状スリットを中心孔の内周面に有するリング形状の塗工ヘッドと、
該塗工ヘッドに至る流路と、
該流路に通じて、該液状シリコーン混合物を貯蔵するタンクから該液状シリコーンゴム混合物を該塗工ヘッドに供給するポンプとを有している塗工装置を用いて、
該環状スリットから該液状シリコーンゴム混合物を吐出させつつ、該塗工ヘッドの中心孔に該塗工ヘッドと同軸となるように配置した軸芯体を、該軸芯体の軸方向に移動させて該軸芯体の周囲に該液状シリコーンゴム混合物を塗布する工程を含み、
該液状シリコーンゴム混合物は、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下の降伏応力を有するものであり、
該塗工ヘッドは、該塗工ヘッドと該軸芯体とを同軸に配置するために該塗工ヘッドを該中心孔に配置された軸芯体の軸方向と直交する方向の平面内を移動可能に構成されており、
さらに、該流路は、
該塗工ヘッドに直結し、中間にフィルタ部を有している金属管と、
該金属管の上流側に連なる、歪み荷重が１００ｇ以上、６００ｇ以下であり、１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下の硬質管とを有し、
該金属管は、該平面に対して水平に配置され、
該硬質管は、該平面の垂線との為す角度が０°以上、４５°以下に配置され、更に、
該フィルタ部は、金属製のメッシュで構成され、かつ、該液状シリコーンゴム混合物の吐出時における該フィルタ部の下流側圧力の、上流側圧力に対する減衰率が４０％以上、８０％以下である。
環状スリットを中心孔の内周面に有するリング形状の塗工ヘッドと、
該塗工ヘッドに至る流路と、
該流路に通じて、該液状シリコーン混合物を貯蔵するタンクから該液状シリコーンゴム混合物を該塗工ヘッドに供給するポンプとを有している塗工装置を用いて、
該環状スリットから該液状シリコーンゴム混合物を吐出させつつ、該塗工ヘッドの中心孔に該塗工ヘッドと同軸となるように配置した軸芯体を、該軸芯体の軸方向に移動させて該軸芯体の周囲に該液状シリコーンゴム混合物を塗布する工程を含み、
該液状シリコーンゴム混合物は、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下の降伏応力を有するものであり、
該塗工ヘッドは、該塗工ヘッドと該軸芯体とを同軸に配置するために該塗工ヘッドを該中心孔に配置された軸芯体の軸方向と直交する方向の平面内を移動可能に構成されており、
さらに、該流路は、
該塗工ヘッドに直結し、中間にフィルタ部を有している金属管と、
該金属管の上流側に連なる、歪み荷重が１００ｇ以上、６００ｇ以下であり、１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下の硬質管とを有し、
該金属管は、該平面に対して水平に配置され、
該硬質管は、該平面の垂線との為す角度が０°以上、４５°以下に配置され、更に、
該フィルタ部は、金属製のメッシュで構成され、かつ、該液状シリコーンゴム混合物の吐出時における該フィルタ部の下流側圧力の、上流側圧力に対する減衰率が４０％以上、８０％以下である。
＜シリコーンゴム材料降伏応力の説明＞
本発明の製造方法で使用する液状シリコーンゴム混合物の降伏応力は、液状シリコーンゴム混合物の温度が一般的な製造温度範囲において、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下の範囲にあるものを用いる。降伏応力とは液状の材料が応力に対してどの程度流動性を示すのかを表す指標である。たとえば、降伏値１００Ｐａの材料の場合、１００Ｐａ未満の応力しか材料にかからないときには材料は流動性を示さず固体のような性状を示すが、１００Ｐａを臨界値としてそれ以上の応力が材料にかかったときにはじめて流動性を示し液体としての性状を表す。つまり、材料を軸芯体上に成形したときに形状を保持しつづけるためには重力に負けない降伏値が必要となる。このような液状シリコーンゴム混合物は、液状シリコーンゴムに、凝集力を持つフィラーを分散させることで得られる。このようなフィラーの例を以下に示す。ヒュームドシリカ、湿式シリカ、石英微粉末、ケイソウ土、カーボンブラック、酸化亜鉛、塩基性炭酸マグネシウム、活性炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化チタン、タルク、雲母粉末、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム。凝集力を発揮させるには比表面積の大きいシリカ微粉末やカーボンブラックが好ましい。
シリコーンゴム材料の降伏値が２０Ｐａ未満のときは、材料が流動し形状を保持するのが困難になり、寸法精度の良いものができない。降伏値が６００Ｐａよりも大きいときには、材料中に含まれるフィラーの凝集性が強すぎて、成形物にスジが発生する不具合が生じる。シリコーンゴム材料の降伏値は２０Ｐａ乃至６００Ｐａの範囲にあるときに寸法精度のよい成形物を得ることができる。
本発明の製造方法で使用する液状シリコーンゴム混合物の降伏応力は、液状シリコーンゴム混合物の温度が一般的な製造温度範囲において、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下の範囲にあるものを用いる。降伏応力とは液状の材料が応力に対してどの程度流動性を示すのかを表す指標である。たとえば、降伏値１００Ｐａの材料の場合、１００Ｐａ未満の応力しか材料にかからないときには材料は流動性を示さず固体のような性状を示すが、１００Ｐａを臨界値としてそれ以上の応力が材料にかかったときにはじめて流動性を示し液体としての性状を表す。つまり、材料を軸芯体上に成形したときに形状を保持しつづけるためには重力に負けない降伏値が必要となる。このような液状シリコーンゴム混合物は、液状シリコーンゴムに、凝集力を持つフィラーを分散させることで得られる。このようなフィラーの例を以下に示す。ヒュームドシリカ、湿式シリカ、石英微粉末、ケイソウ土、カーボンブラック、酸化亜鉛、塩基性炭酸マグネシウム、活性炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化チタン、タルク、雲母粉末、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム。凝集力を発揮させるには比表面積の大きいシリカ微粉末やカーボンブラックが好ましい。
シリコーンゴム材料の降伏値が２０Ｐａ未満のときは、材料が流動し形状を保持するのが困難になり、寸法精度の良いものができない。降伏値が６００Ｐａよりも大きいときには、材料中に含まれるフィラーの凝集性が強すぎて、成形物にスジが発生する不具合が生じる。シリコーンゴム材料の降伏値は２０Ｐａ乃至６００Ｐａの範囲にあるときに寸法精度のよい成形物を得ることができる。
＜塗工装置の説明＞
ここで本発明の製造方法で使用する塗工装置である、リング形状の塗工ヘッドを有するリングコート機の概略説明図を図２に示す。
このリングコート機は、架台１の上に略垂直にコラム２が取り付けられ、架台１とコラム２の上部に精密ボールネジ３が略垂直に取り付けられている。１５はリニアガイドであり、精密ボールネジ３と平行にコラム２に該リニアガイド１５は２本取り付けられている。ＬＭガイド４はリニアガイド１５と精密ボールネジ３とを連結し、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。コラム２には軸芯体１０１の外周側に液状シリコーンゴム混合物を軸芯体の周面に塗布するリング形状の塗工ヘッド８が取り付けられている。リングコート機は、塗工ヘッド８に至る流路１２と、不図示の液状シリコーンゴム混合物の貯蔵タンクから流路１２を経て塗工ヘッド８に液状シリコーンゴム混合物を供給するためのポンプ１３を備えている。
ここで本発明の製造方法で使用する塗工装置である、リング形状の塗工ヘッドを有するリングコート機の概略説明図を図２に示す。
このリングコート機は、架台１の上に略垂直にコラム２が取り付けられ、架台１とコラム２の上部に精密ボールネジ３が略垂直に取り付けられている。１５はリニアガイドであり、精密ボールネジ３と平行にコラム２に該リニアガイド１５は２本取り付けられている。ＬＭガイド４はリニアガイド１５と精密ボールネジ３とを連結し、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。コラム２には軸芯体１０１の外周側に液状シリコーンゴム混合物を軸芯体の周面に塗布するリング形状の塗工ヘッド８が取り付けられている。リングコート機は、塗工ヘッド８に至る流路１２と、不図示の液状シリコーンゴム混合物の貯蔵タンクから流路１２を経て塗工ヘッド８に液状シリコーンゴム混合物を供給するためのポンプ１３を備えている。
更に、ＬＭガイド４にはブラケット７が取り付けられ、ブラケット７には軸芯体１０１を保持し固定する軸芯体下保持軸９が略垂直に取り付けられている。また、逆側のロールの軸芯体１０１を保持する軸芯体上保持軸１０の中心軸がブラケット７の上部に取り付けられ、軸芯体上保持軸１０と軸芯体下保持軸９とが対向して略同心になるように配置されて軸芯体を保持している。
該塗工ヘッド８の中心軸は、軸芯体下保持軸９と軸芯体上保持軸１０の移動方向と平行となるようにそれぞれに支持されている。該塗工ヘッドは、中心孔の中心と、該中心孔に配置される軸芯体の軸とが一致、即ち同軸となるように調整するために、該軸芯体の軸とは直交する方向の平面内を移動可能に構成されている。このような構成により塗工ヘッド８の環状スリットになっている吐出口の中心軸を軸芯体１０１の中心軸に略同心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。
該塗工ヘッド８の中心軸は、軸芯体下保持軸９と軸芯体上保持軸１０の移動方向と平行となるようにそれぞれに支持されている。該塗工ヘッドは、中心孔の中心と、該中心孔に配置される軸芯体の軸とが一致、即ち同軸となるように調整するために、該軸芯体の軸とは直交する方向の平面内を移動可能に構成されている。このような構成により塗工ヘッド８の環状スリットになっている吐出口の中心軸を軸芯体１０１の中心軸に略同心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。
液状シリコーンゴム混合物の供給口１１は、配管１２を介して材料供給ポンプ１３に接続されている。配管１２には非表示の材料供給弁（バルブ）、フィルタ部を設けている。塗工ヘッド８は、その下部に位置調整用の移動機構１４を備えている。さらにポンプ１３の手前に非表示の混合ミキサー、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）の液状ゴムを吐出可能としている。シリコーンゴム混合物は材料タンクから、材料定量吐出装置により一定量計量され、混合ミキサーで混合される。その後、混合されたシリコーンゴム混合物は、材料供給ポンプ１３から配管１２を経由して、供給口１１に送られる。
供給口１１より送り込まれたシリコーンゴム混合物は、リング型の塗工ヘッド８内の流路を通り、リング型の塗工ヘッド８のノズルから吐出する。このとき、塗工ヘッド８の手前にあるフィルタ部（非表示）でフィルタ前後の樹脂圧力が測定される。さらにシリコーンゴム混合物の円周方向の肉厚を一定にさせるために、軸芯体位置読み取り装置１６により軸芯体の位置を検出し、塗工ヘッド位置調整機構用移動機構１４により、塗工ヘッド８の内周面と軸芯体外周面との隙間の微調整をおこなう。また、シリコーンゴム混合物の長手方向の肉厚を一定にさせるために、リング状塗工ヘッドノズルからの吐出量と材料供給ポンプからの供給量を一定にする。保持されている軸芯体１０１を垂直方向（軸芯体の中心軸方向）に上方へ移動させる。これにより、軸芯体１０１は塗工ヘッド８に対して相対的に軸方向に移動し、軸芯体１０１の外周上にシリコーンゴム混合物からなる円筒形状（ロール形状）の未硬化物の層１０２が形成される。
次の工程で、液状シリコーンゴム混合物の層を赤外線加熱で熱処理し硬化し、弾性ロールとする。未硬化のシリコーンゴム混合物の表面は、粘着性を有している。このため、熱処理する方法としては非接触で、装置が簡易で、シリコーンゴム混合物の未硬化物の層を長手方向に均一に熱処理できる赤外線加熱が好ましい。この時、赤外線加熱装置を固定し、シリコーンゴム混合物からなる円筒形状（ロール形状）の未硬化物層を設けた軸芯体を周方向に回転させることにより、周方向に均一に熱処理が行われる。シリコーンゴム混合物の弾性層材料表面の熱処理温度としては、使用するシリコーンゴム混合物にもよるが、硬化反応が開始する１００℃以上２５０℃以下が好ましい。ここで、弾性層の硬化後の物性安定化、弾性層中の反応を充分にすること目的として、更に熱処理等の二次硬化を行ってもよい。
＜硬質管および設置状態の説明＞
本発明の製造方法で使用するリングコート機においては、ポンプ１３から塗工ヘッド８に至る流路１２が、塗工ヘッド８に直結した、中間にフィルタ部を備えた金属管と、該金属管の上流側に連なる硬質管とを有する。該金属管は、該塗工ヘッドが移動可能な平面に水平に配置されている。一方、該硬質管は、該平面の垂線とのなす角度が０°以上、４５°以下に配置されている。
本発明の製造方法で使用するリングコート機においては、ポンプ１３から塗工ヘッド８に至る流路１２が、塗工ヘッド８に直結した、中間にフィルタ部を備えた金属管と、該金属管の上流側に連なる硬質管とを有する。該金属管は、該塗工ヘッドが移動可能な平面に水平に配置されている。一方、該硬質管は、該平面の垂線とのなす角度が０°以上、４５°以下に配置されている。
該硬質管は、歪荷重が１００ｇ以上、６００ｇ以下であり、かつ、１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下であるものを使用する。ここで、硬質管を、歪荷重が１００ｇ乃至６００ｇとすることの意義は、配管の硬さにある程度の柔軟性を持たせる点にある。本発明において使用する液状シリコーンゴム混合物の降伏応力が、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下という高い値を持つことから、材料がある程度の流速（せん断速度）を持つ場合でも、一般的な液状シリコーンゴム材料と比べると粘度が高い。これにより、ポンプには高いトルクがかかり、ポンプの動力系から微小な振動が発生することがある。また、材料が輸送される流路の中の圧力は高圧の状態になるため、硬質の配管が必要になる。そのとき、材料供給ポンプから塗工ヘッドまでの配管を全て屈曲性のない硬質な管、例えば金属管でつないでしまうと、塗工ヘッドの位置を微調整するために設けられている移動機構の動きを阻害してしまうことがある。電子写真に用いられる弾性ロールは、近年高精度化が要求されており１０００分の１ｍｍの寸法精度を求められるようになってきている。そのため、塗工ヘッドの位置を微調整するための制御系は、同様に高い精度で制御できなければならない。
そこで、適度な柔軟性を持つ硬質管を、塗工ヘッドの移動面に対して垂直方向から４５度以内に配置することにより、塗工ヘッドの位置調整を精度良くおこない、寸法精度の良い成形物を得ることができる。硬質管の歪荷重は１００ｇ以上、６００ｇ以下である。歪荷重が１００ｇよりも小さくなるような材質の配管を用いると、材料供給開始により配管中が加圧された際、配管が一度膨張し、供給終了時に収縮するために、塗工ヘッドの材料吐出口において吐出の遅れが生じ成形物の寸法精度を悪くする。また、６００Ｐａよりも大きいと、材料供給ポンプから塗工ヘッドまでの配管がリジットな状態となるので、材料供給ポンプから発生する微小な振動が配管を経由して塗工ヘッドまで到達してしまい、そのまま成形物の形状に影響してしまう。
図３（ａ）〜（ｂ）、図４（ａ）〜（ｂ）及び図５（ａ）〜（ｂ）に示すように材料供給ポンプから塗工ヘッドまでの配管の一部に本発明に関わる硬質管を配置する。硬質管は塗工ヘッドの移動面の垂直方向に対する角度が、０°以上、４５°以下に配置することが好ましい。塗工ヘッドの移動面Ｘ、Ｙ方向に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に配管を設けることにより、塗工ヘッドの移動機構は１０００分の１ミリ精度での潤滑な動作が可能となる。硬質管を垂直方向に配置したものを図３（ａ）に示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した装置の概略正面図である。垂直方向から４５度に配置したものを図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す。垂直方向から４５度よりも大きな角度で配置された場合（９０度）を図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。移動方向Ｘに４５度よりも大きな角度で配置された場合（図５（ａ））は、移動機構のＸ方向の動きが妨げられるため塗工ヘッドの高精度な位置制御が困難である。Ｙ方向（図５（ｂ））についても同様のことが言える。また、硬質管は１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下である。この値が、１．０％より大きい場合、材料供給開始により流路が加圧された際、流路が一度膨張し、供給終了時に収縮するために、塗工ヘッドの材料吐出口において、吐出の遅れが生じ成形物の寸法精度を悪くすることがある。硬質管の歪荷重が１００乃至６００ｇであり１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下であるものを、塗工ヘッドの移動面に対して垂直方向から４５度以内に配置することが好ましい。
＜硬質管＞
上記したような硬質管としては、ポリテトラフルオロエチレンチューブと金網で構成されたものを使用できる。ポリテトラフルオロエチレンチューブの外側が金属製の網で覆われているので、屈曲性が適度にありかつ高い圧力に対して膨張することがないので好ましく用いることができる。ポリテトラフルオロエチレンチューブは材料の流れに滞留部を発生させないなどの面で、ストレートのものが好ましい。
上記したような硬質管としては、ポリテトラフルオロエチレンチューブと金網で構成されたものを使用できる。ポリテトラフルオロエチレンチューブの外側が金属製の網で覆われているので、屈曲性が適度にありかつ高い圧力に対して膨張することがないので好ましく用いることができる。ポリテトラフルオロエチレンチューブは材料の流れに滞留部を発生させないなどの面で、ストレートのものが好ましい。
＜フィルタ部の説明＞
金属管に設けられたフィルタ部は、液状シリコーンゴム混合物の吐出時におけるフィルタ部の下流側圧力の、上流側圧力に対する減衰率が、４０％以上、８０％以下となるような、金属製のメッシュで構成する。これは、塗工ヘッド直前の管中で材料圧力を小さくすることを意味する。使用される液状シリコーンゴム材料は、圧力に対して圧縮性が高いので、材料供給ポンプが動き出した瞬間に配管中の材料が瞬時に圧縮され、圧縮の限界に達したとき一気に吐出される、という現象が起きる。このため、成形初期の吐出は不安定になり、成形物の先端付近の形状を高精度で制御することができなくなる。そこで、材料圧力が減衰するフィルタ部を設置することにより、圧縮される材料容積は激減するため吐出初期の不安定さを抑制することができる。吐出時におけるフィルタ部の上流側と下流側の圧力減衰率は４０％以上８０％以下が好ましい。圧力減衰率を上記の範囲内とすることで、圧縮される材料容積が充分に減少されるため、吐出の不安定さを抑制できる。また、材料供給ポンプの始動に対する材料吐出の応答性の低下が抑制できる。
金属管に設けられたフィルタ部は、液状シリコーンゴム混合物の吐出時におけるフィルタ部の下流側圧力の、上流側圧力に対する減衰率が、４０％以上、８０％以下となるような、金属製のメッシュで構成する。これは、塗工ヘッド直前の管中で材料圧力を小さくすることを意味する。使用される液状シリコーンゴム材料は、圧力に対して圧縮性が高いので、材料供給ポンプが動き出した瞬間に配管中の材料が瞬時に圧縮され、圧縮の限界に達したとき一気に吐出される、という現象が起きる。このため、成形初期の吐出は不安定になり、成形物の先端付近の形状を高精度で制御することができなくなる。そこで、材料圧力が減衰するフィルタ部を設置することにより、圧縮される材料容積は激減するため吐出初期の不安定さを抑制することができる。吐出時におけるフィルタ部の上流側と下流側の圧力減衰率は４０％以上８０％以下が好ましい。圧力減衰率を上記の範囲内とすることで、圧縮される材料容積が充分に減少されるため、吐出の不安定さを抑制できる。また、材料供給ポンプの始動に対する材料吐出の応答性の低下が抑制できる。
＜フィルタ部上流圧力と断面流速＞
吐出時におけるフィルタ部の上流側と下流側の圧力減衰率が４０％以上８０％以下にするような金属製のメッシュで構成するフィルタ部を配置することが好ましい。本発明の製造方法では、成型時のフィルタ部上流側圧力が１ＭＰａ以上、５ＭＰａ以下であり、フィルタ部の断面流速が１．４ｍｍ／ｓ以上、３０．１ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。フィルタ上流部の圧力を１ＭＰａ以上、断面流速を１．４ｍｍ／ｓ以上とすることにより、吐出口から出る材料の圧力が過度に低下することを防ぐことができる。また、フィルタ上流部圧力を５ＭＰa以下、断面流速が３０．１ｍｍ／ｓ以下とすることにより、装置による振動が大きくなりすぎることを防ぐことができる。
吐出時におけるフィルタ部の上流側と下流側の圧力減衰率が４０％以上８０％以下にするような金属製のメッシュで構成するフィルタ部を配置することが好ましい。本発明の製造方法では、成型時のフィルタ部上流側圧力が１ＭＰａ以上、５ＭＰａ以下であり、フィルタ部の断面流速が１．４ｍｍ／ｓ以上、３０．１ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。フィルタ上流部の圧力を１ＭＰａ以上、断面流速を１．４ｍｍ／ｓ以上とすることにより、吐出口から出る材料の圧力が過度に低下することを防ぐことができる。また、フィルタ上流部圧力を５ＭＰa以下、断面流速が３０．１ｍｍ／ｓ以下とすることにより、装置による振動が大きくなりすぎることを防ぐことができる。
＜フィルタ部の構成＞
図７にフィルタ部の断面図を示す。固定された金属製メッシュを介して材料流れの上流側と下流側に圧力計が設置されており、圧力が測定される。本発明の製造方法では、フィルタ部のメッシュが少なくとも目開きが、５０μｍ以上、９６μｍ以下の金属製スクリーンメッシュを５枚以上重ねて構成する。フィルタ部メッシュの目開きが５０μｍよりも小さいと目詰まりが起こりやすくなり、結果としてフィルタでの圧力減衰が大きすぎて材料吐出のレスポンスが悪くなる。メッシュの目開きが９６μｍより大きいと、フィルタ上部と下部における圧力減衰の効果が小さくメッシュの枚数が多く必要となるため、フィルタ部の構造が大きくなるという影響がある。図８（ａ）〜（ｅ）にフィルタ部の色々な形状を示す。フィルタ部は金属製メッシュが固定されていれば形状は特に限定されるものではないが、できるだけ材料の滞留部が無いものが好ましい。
図７にフィルタ部の断面図を示す。固定された金属製メッシュを介して材料流れの上流側と下流側に圧力計が設置されており、圧力が測定される。本発明の製造方法では、フィルタ部のメッシュが少なくとも目開きが、５０μｍ以上、９６μｍ以下の金属製スクリーンメッシュを５枚以上重ねて構成する。フィルタ部メッシュの目開きが５０μｍよりも小さいと目詰まりが起こりやすくなり、結果としてフィルタでの圧力減衰が大きすぎて材料吐出のレスポンスが悪くなる。メッシュの目開きが９６μｍより大きいと、フィルタ上部と下部における圧力減衰の効果が小さくメッシュの枚数が多く必要となるため、フィルタ部の構造が大きくなるという影響がある。図８（ａ）〜（ｅ）にフィルタ部の色々な形状を示す。フィルタ部は金属製メッシュが固定されていれば形状は特に限定されるものではないが、できるだけ材料の滞留部が無いものが好ましい。
＜シリコーンゴム材料の圧縮率＞
本発明の製造方法では、液状シリコーンゴム混合物としては、その１ＭＰａ加圧時における圧縮率が、０．１％以上、０．５％以下であるものを使用することが好ましい。シリコーンゴム材料の圧縮性は、材料中のフィラーとポリマーの比率、およびポリマーの分子量により大きく影響される。成型時圧力における圧縮率が０．１％よりも小さいときは、ポリマーに対するフィラー量が多く配合されているために成型後のレベリング性に欠け、成型物の表面性が悪くなる。圧縮率が０．５％よりも大きいと、材料吐出時の応答性が悪くなるために成型物先端の形状が不安定になる。
本発明の製造方法では、液状シリコーンゴム混合物としては、その１ＭＰａ加圧時における圧縮率が、０．１％以上、０．５％以下であるものを使用することが好ましい。シリコーンゴム材料の圧縮性は、材料中のフィラーとポリマーの比率、およびポリマーの分子量により大きく影響される。成型時圧力における圧縮率が０．１％よりも小さいときは、ポリマーに対するフィラー量が多く配合されているために成型後のレベリング性に欠け、成型物の表面性が悪くなる。圧縮率が０．５％よりも大きいと、材料吐出時の応答性が悪くなるために成型物先端の形状が不安定になる。
本発明にかかる電子写真用の弾性ロールは、現像用、帯電用、転写用、現像剤の供給用、駆動用、搬送用、クリーニング用、定着用のロールとして使用可能である。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、これらは本発明を何ら制限するものではない。まず、実施例において行った各種評価および測定方法について説明する。
＜弾性層用の液状ゴム材料の降伏応力＞
液状ゴム材料の降伏応力は、Ｈａａｋｅ社製の粘弾性測定装置「ＲＳ６００」（商品名）を用いて、下記にて測定した貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ”が交差する点の応力値を求めることにより測定した。
Ａ、Ｂの混合液約１ｇを採取し、粘弾性測定装置の試料台の上に載せ、コーンプレート（直径３５ｍｍ、傾斜角度１°）を徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置に測定ギャップを設定した。そのとき、まわりに押し出された材料をきれいに除去して、測定に影響の出ないようにした。次いで、プレート台の温度を成形時の材料温度に設定し、試料をセットしてから１０分間置いた後、測定を開始した。試料にかける応力を０．００Ｐａからスタートし５００００Ｐａまで１８０秒かけて変動させ（周波数は１Ｈｚ）、貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”および位相差ｔａｎδの変化を３２ポイント測定した。貯蔵弾性率Ｇ’は最初の線形粘弾性領域では一定の値であるが、その後変化する。応力値と貯蔵弾性率Ｇ’や損失弾性率Ｇ”との関係をグラフに表し、貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。
液状ゴム材料の降伏応力は、Ｈａａｋｅ社製の粘弾性測定装置「ＲＳ６００」（商品名）を用いて、下記にて測定した貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ”が交差する点の応力値を求めることにより測定した。
Ａ、Ｂの混合液約１ｇを採取し、粘弾性測定装置の試料台の上に載せ、コーンプレート（直径３５ｍｍ、傾斜角度１°）を徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置に測定ギャップを設定した。そのとき、まわりに押し出された材料をきれいに除去して、測定に影響の出ないようにした。次いで、プレート台の温度を成形時の材料温度に設定し、試料をセットしてから１０分間置いた後、測定を開始した。試料にかける応力を０．００Ｐａからスタートし５００００Ｐａまで１８０秒かけて変動させ（周波数は１Ｈｚ）、貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”および位相差ｔａｎδの変化を３２ポイント測定した。貯蔵弾性率Ｇ’は最初の線形粘弾性領域では一定の値であるが、その後変化する。応力値と貯蔵弾性率Ｇ’や損失弾性率Ｇ”との関係をグラフに表し、貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。
＜歪荷重測定＞
図９に示すように、硬質管の片側を動かないように固定治具で固定する。硬質管の固定した端部から５０ｍｍの位置にレーザ測定器（キーエンス製ＬＳ７０３０）を配置し、硬質管の位置がわかるようにする。端部から５０ｍｍの位置を硬質管の長手方向に垂直にプッシュプルゲージで荷重をかけ、もとの位置から１ｍｍ動いたときの荷重を記録する。サンプルを変えて１０回繰り返し測定した平均値を硬質管の歪荷重とした。
図９に示すように、硬質管の片側を動かないように固定治具で固定する。硬質管の固定した端部から５０ｍｍの位置にレーザ測定器（キーエンス製ＬＳ７０３０）を配置し、硬質管の位置がわかるようにする。端部から５０ｍｍの位置を硬質管の長手方向に垂直にプッシュプルゲージで荷重をかけ、もとの位置から１ｍｍ動いたときの荷重を記録する。サンプルを変えて１０回繰り返し測定した平均値を硬質管の歪荷重とした。
＜硬質管膨張率測定＞
図６に示したように、硬質管とレーザ測定器（キーエンス製ＬＳ７０３０）とを配置する。材料を流す流量を変化させて、上流側圧力計が１ＭＰａを計測したときの硬質管の外径値を読み取り、圧力がかからない状態の外径値から増加した分の断面積を計算し、その割合を硬質管膨張率とした。このとき、加圧時の外径増加分から計算する断面積と内径増加分断面積は等しいとしている。
（加圧時増加分断面積／硬質管内径断面積）×１００＝膨張率
図６に示したように、硬質管とレーザ測定器（キーエンス製ＬＳ７０３０）とを配置する。材料を流す流量を変化させて、上流側圧力計が１ＭＰａを計測したときの硬質管の外径値を読み取り、圧力がかからない状態の外径値から増加した分の断面積を計算し、その割合を硬質管膨張率とした。このとき、加圧時の外径増加分から計算する断面積と内径増加分断面積は等しいとしている。
（加圧時増加分断面積／硬質管内径断面積）×１００＝膨張率
＜材料圧縮率測定＞
図１０に示すような金属製の材料圧縮―圧力測定装置を用いた。測定試料６００ＣＣをシンリンダに充填し、真空容器内で真空ポンプを用いて２時間脱泡をおこないシリンダ内の空気を除去した。次に、ピストンのエアー抜き穴を開放してピストンを挿入し、エアーを抜きながら容器内の材料容量が５００ＣＣになるまでピストンを移動した。ピストンの移動にはサーボモータを用いた。次にエアー抜き穴を閉じたのち、容器内圧力を測定しながらピストンを移動させ容器内圧力が１ＭＰａになったときの、ピストン移動量を計測し、ピストン移動量Ｔ１とシリンダの断面積Ｒ１から圧縮率Ｃ％を求めた。
（（T1×R1）ｃｃ／５００ｃｃ）×１００＝圧縮率Ｃ％
図１０に示すような金属製の材料圧縮―圧力測定装置を用いた。測定試料６００ＣＣをシンリンダに充填し、真空容器内で真空ポンプを用いて２時間脱泡をおこないシリンダ内の空気を除去した。次に、ピストンのエアー抜き穴を開放してピストンを挿入し、エアーを抜きながら容器内の材料容量が５００ＣＣになるまでピストンを移動した。ピストンの移動にはサーボモータを用いた。次にエアー抜き穴を閉じたのち、容器内圧力を測定しながらピストンを移動させ容器内圧力が１ＭＰａになったときの、ピストン移動量を計測し、ピストン移動量Ｔ１とシリンダの断面積Ｒ１から圧縮率Ｃ％を求めた。
（（T1×R1）ｃｃ／５００ｃｃ）×１００＝圧縮率Ｃ％
＜断面流速・圧力減衰率測定＞
図１０に示すように、成形時のフィルタ上流側の圧力と下流側の圧力を測定し、その減少分の割合を計算し圧力減衰率とした。
（上流と下流の圧力差／上流圧力）×１００＝圧力減衰率％
また、成形時の材料供給シリンジ型ポンプの移動量から材料流量Lを計測し、用いたフィルタ部の断面積Aより断面流速Vを算出した。
L1／A1＝V1 ｍｍ／ｓ
図１０に示すように、成形時のフィルタ上流側の圧力と下流側の圧力を測定し、その減少分の割合を計算し圧力減衰率とした。
（上流と下流の圧力差／上流圧力）×１００＝圧力減衰率％
また、成形時の材料供給シリンジ型ポンプの移動量から材料流量Lを計測し、用いたフィルタ部の断面積Aより断面流速Vを算出した。
L1／A1＝V1 ｍｍ／ｓ
＜外径ムラ測定方法＞
図２の１６に示す軸芯体位置読み取り装置により、成形時の未硬化成形物長手方向の外径を連続的に全長にわたり計測した。計測したデータより成形物の長手方向いずれの個所においても連続した１０ｍｍの範囲内に５μｍ以上の外径差が１箇所でもあれば外径ムラ不良として計上した。
図２の１６に示す軸芯体位置読み取り装置により、成形時の未硬化成形物長手方向の外径を連続的に全長にわたり計測した。計測したデータより成形物の長手方向いずれの個所においても連続した１０ｍｍの範囲内に５μｍ以上の外径差が１箇所でもあれば外径ムラ不良として計上した。
＜振れ測定方法＞
加熱硬化したロールの両端を固定して回転させレーザ測定器（キーエンス製ＬＳ７０３０）用いて測定した。測定点はロール長手方向のゴム両端部から１０ｍｍ内側の２点とその１０ｍｍを４等分する３点の計５点とした。５点の振れの最大値をそのローラの振れとして、その振れの方向が配管接続方向の中心から両側に１５°以内に入っているものを硬質管接続に起因する振れと判断した。
加熱硬化したロールの両端を固定して回転させレーザ測定器（キーエンス製ＬＳ７０３０）用いて測定した。測定点はロール長手方向のゴム両端部から１０ｍｍ内側の２点とその１０ｍｍを４等分する３点の計５点とした。５点の振れの最大値をそのローラの振れとして、その振れの方向が配管接続方向の中心から両側に１５°以内に入っているものを硬質管接続に起因する振れと判断した。
＜硬質管設置角度測定方法＞
塗工ヘッド異動面を形成するステージと平行になるように板を配置して、板の面に垂直方向に棒を立てた。その棒を基準として硬質管の中心線となす角を分度器で測定し硬質管設置角度とした。
塗工ヘッド異動面を形成するステージと平行になるように板を配置して、板の面に垂直方向に棒を立てた。その棒を基準として硬質管の中心線となす角を分度器で測定し硬質管設置角度とした。
〔実施例１〕
（シリコーンゴム混合物の調製）
下記の材料を混合し、プラネタリーミキサーで１時間混合したものを液状シリコーンゴムのベース材料とした。
・シリコーンゴムとして、両末端にビニル基が置換した質量平均分子量１０万のジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．１５質量％）：１００質量部、
・カーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）：３．５質量部、
・カーボンブラック（商品名：Printex25、デグサ社製）３．０質量部。
上記ベース材料に、硬化触媒として２重量％の塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液をジメチルポリシロキサンに対して１０ｐｐｍ配合し、プラネタリーミキサーで３０分混合してＡ液を調製した。
また、上記ベース材料に、オルガノハイドロジェンシロキサンを、Ｓｉ原子に結合するＨが前記ジメチルポリシロキサンのビニル基１モルに対して２倍になるように配合して、プラネタリーミキサーで３０分混合してＢ液を調製した。
上記Ａ液及びＢ液を、質量比１：１で混合し、弾性層形成用の付加反応型の液状シリコーンゴム混合物とした。当該液状シリコーンゴム混合物の降伏応力、圧縮率を表１に示す。
（シリコーンゴム混合物の調製）
下記の材料を混合し、プラネタリーミキサーで１時間混合したものを液状シリコーンゴムのベース材料とした。
・シリコーンゴムとして、両末端にビニル基が置換した質量平均分子量１０万のジメチルポリシロキサン（ビニル基含有量０．１５質量％）：１００質量部、
・カーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）：３．５質量部、
・カーボンブラック（商品名：Printex25、デグサ社製）３．０質量部。
上記ベース材料に、硬化触媒として２重量％の塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液をジメチルポリシロキサンに対して１０ｐｐｍ配合し、プラネタリーミキサーで３０分混合してＡ液を調製した。
また、上記ベース材料に、オルガノハイドロジェンシロキサンを、Ｓｉ原子に結合するＨが前記ジメチルポリシロキサンのビニル基１モルに対して２倍になるように配合して、プラネタリーミキサーで３０分混合してＢ液を調製した。
上記Ａ液及びＢ液を、質量比１：１で混合し、弾性層形成用の付加反応型の液状シリコーンゴム混合物とした。当該液状シリコーンゴム混合物の降伏応力、圧縮率を表１に示す。
（電子写真用ロールの作成）
図３に示す硬質管には、周囲を金網で被覆された、テトラフルオロエチレン製チューブ（全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍ、株式会社キノクニエンタープライズ製）を使用した。また、移動機構面に対して垂直（０°：図３（ａ）、図３（ｂ））に配置した。使用した硬質管の歪荷重は１００ｇで、膨張率は０．３４％であった。また、フィルタ部に図８（ａ）に示した形状のものを用い、目開き７２μｍのスクリーンメッシュ２５０（ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ４４の円形のものを５枚重ねて使用した。つぎに図２に示すリング型の塗工ヘッドを有するリングコート機の軸芯体保持軸で外径φ６ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）にニッケルメッキ（Ni）を施したものを垂直にセットした。このとき、軸芯体の配管接続方向にマーキングをして、成形物と配管接続方向の位相が分かるようにした。
軸芯体保持軸を垂直に上昇（６０ｍｍ／ｓｅｃ）させて軸芯体を移動させた。軸芯体の外周にシリコーンゴム混合物の層を円筒形状（ロール形状）に形成して、未硬化の成形物層を有するロール（以下、未硬化のロール）を作成した。このときのフィルタ上流部圧力は１Ｍｐａ、フィルタ部の圧力減衰率は５０％、断面流速は４．８ｍｍ／ｓであった。
この未硬化の成形物層を有するロールを、軸芯体を中心として６０ｒｐｍで回転させ、その未硬化の成形物層表面を、株式会社ハイベック製の赤外線加熱ランプ「ＨＹＬ２５」（商品名）で赤外線（出力１０００Ｗ）で４分間照射し、硬化させた。なお、赤外線照射時の成形物層表面とランプの距離は６０ｍｍであり、成形物層表面の温度は２００℃であった。その後、硬化したシリコーンゴムの弾性層の物性を安定させるために、電気炉で２００℃、４時間の二次硬化を行い、直径１２ｍｍの電子写真用ロールを得た。
なお、実施例、比較例において得られた各パラメータは表中に示す。
図３に示す硬質管には、周囲を金網で被覆された、テトラフルオロエチレン製チューブ（全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍ、株式会社キノクニエンタープライズ製）を使用した。また、移動機構面に対して垂直（０°：図３（ａ）、図３（ｂ））に配置した。使用した硬質管の歪荷重は１００ｇで、膨張率は０．３４％であった。また、フィルタ部に図８（ａ）に示した形状のものを用い、目開き７２μｍのスクリーンメッシュ２５０（ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ４４の円形のものを５枚重ねて使用した。つぎに図２に示すリング型の塗工ヘッドを有するリングコート機の軸芯体保持軸で外径φ６ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）にニッケルメッキ（Ni）を施したものを垂直にセットした。このとき、軸芯体の配管接続方向にマーキングをして、成形物と配管接続方向の位相が分かるようにした。
軸芯体保持軸を垂直に上昇（６０ｍｍ／ｓｅｃ）させて軸芯体を移動させた。軸芯体の外周にシリコーンゴム混合物の層を円筒形状（ロール形状）に形成して、未硬化の成形物層を有するロール（以下、未硬化のロール）を作成した。このときのフィルタ上流部圧力は１Ｍｐａ、フィルタ部の圧力減衰率は５０％、断面流速は４．８ｍｍ／ｓであった。
この未硬化の成形物層を有するロールを、軸芯体を中心として６０ｒｐｍで回転させ、その未硬化の成形物層表面を、株式会社ハイベック製の赤外線加熱ランプ「ＨＹＬ２５」（商品名）で赤外線（出力１０００Ｗ）で４分間照射し、硬化させた。なお、赤外線照射時の成形物層表面とランプの距離は６０ｍｍであり、成形物層表面の温度は２００℃であった。その後、硬化したシリコーンゴムの弾性層の物性を安定させるために、電気炉で２００℃、４時間の二次硬化を行い、直径１２ｍｍの電子写真用ロールを得た。
なお、実施例、比較例において得られた各パラメータは表中に示す。
＜先端形状安定性＞
弾性ロールを１０００本成形し、先端から３０ｍｍまでの先端付近のみに特異的に発生する気泡、スジ、膨れを有する本数を調べ、その不良率を先端形状の安定性として下記の基準で評価した。
Ａ：不良率０．１％未満
Ｂ：不良率０．１％以上０．５％未満
Ｃ：不良率０．５％以上１％未満
Ｄ：不良率１％以上
弾性ロールを１０００本成形し、先端から３０ｍｍまでの先端付近のみに特異的に発生する気泡、スジ、膨れを有する本数を調べ、その不良率を先端形状の安定性として下記の基準で評価した。
Ａ：不良率０．１％未満
Ｂ：不良率０．１％以上０．５％未満
Ｃ：不良率０．５％以上１％未満
Ｄ：不良率１％以上
＜振動による外径不良＞
弾性ロールを１０００本成形し、装置の振動により発生する長手方向の外径ムラを有する本数を調べ、その不良率を装置振動による外径不良として下記の基準で評価した。
Ａ：不良率０．１％未満
Ｂ：不良率０．１％以上０．５％未満
Ｃ：不良率０．５％以上１％未満
Ｄ：不良率１％以上
弾性ロールを１０００本成形し、装置の振動により発生する長手方向の外径ムラを有する本数を調べ、その不良率を装置振動による外径不良として下記の基準で評価した。
Ａ：不良率０．１％未満
Ｂ：不良率０．１％以上０．５％未満
Ｃ：不良率０．５％以上１％未満
Ｄ：不良率１％以上
＜硬質管接続による振れ＞
弾性ロールを１０００本成形し、硬質管接続に起因する配管接続方向の振れの中から３０μｍ以上のものを不良とし、その不良率を硬質管接続による振れ不良として下記の基準で評価した。
Ａ：不良率０．１％未満
Ｂ：不良率０．１％以上０．５％未満
Ｃ：不良率０．５％以上１％未満
Ｄ：不良率１％以上
弾性ロールを１０００本成形し、硬質管接続に起因する配管接続方向の振れの中から３０μｍ以上のものを不良とし、その不良率を硬質管接続による振れ不良として下記の基準で評価した。
Ａ：不良率０．１％未満
Ｂ：不良率０．１％以上０．５％未満
Ｃ：不良率０．５％以上１％未満
Ｄ：不良率１％以上
（画像評価用ロールの作製）
下記の材料をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に加え、サンドミルで１時間分散した。
・ポリウレタンポリオールプレポリマー（商品名：タケラックＴＥ５０６０、三井武田ケミカル株式会社製）：１００質量部、
・イソシアネート（商品名：コロネート２５２１；日本ポリウレタン株式会社製）：７７質量部、
・カーボンブラック（商品名：ＭＡ１００、三菱化学株式会社製）：２４質量部。
更に、固形分２０質量％となるようにＭＥＫを加えて表面層用塗料を得た。この塗料中に、得られた電子写真用ロールのうち先端形状、外径ムラ、振れにおける良品と不良品をそれぞれ浸漬、乾燥させて、乾燥膜厚が２０μｍの塗料膜を形成した。次いで、１４０℃にて６０分間加熱処理して塗料膜を硬化させ表面層を形成した。こうして画像評価用ロールを得た。
下記の材料をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に加え、サンドミルで１時間分散した。
・ポリウレタンポリオールプレポリマー（商品名：タケラックＴＥ５０６０、三井武田ケミカル株式会社製）：１００質量部、
・イソシアネート（商品名：コロネート２５２１；日本ポリウレタン株式会社製）：７７質量部、
・カーボンブラック（商品名：ＭＡ１００、三菱化学株式会社製）：２４質量部。
更に、固形分２０質量％となるようにＭＥＫを加えて表面層用塗料を得た。この塗料中に、得られた電子写真用ロールのうち先端形状、外径ムラ、振れにおける良品と不良品をそれぞれ浸漬、乾燥させて、乾燥膜厚が２０μｍの塗料膜を形成した。次いで、１４０℃にて６０分間加熱処理して塗料膜を硬化させ表面層を形成した。こうして画像評価用ロールを得た。
＜画像評価用ロールの画像性評価＞
画像評価用のロールを、現像ロールとして画像形成装置（商品名：Ｃｏｌｏｒ ＬａｓｅｒＪｅｔ ３７００、ヒューレットパッカード社製）用の電子写真プロセスカートリッジ（公称寿命６０００枚、Ａ４サイズ、印字率５％）に組み込んだ。このプロセスカートリッジに黒のトナーを充填した。この状態で２３℃、５５％RHの環境に２４時間以上放置した後、ベタ画像およびハーフトーン画像を出力した。
画像評価用のロールを、現像ロールとして画像形成装置（商品名：Ｃｏｌｏｒ ＬａｓｅｒＪｅｔ ３７００、ヒューレットパッカード社製）用の電子写真プロセスカートリッジ（公称寿命６０００枚、Ａ４サイズ、印字率５％）に組み込んだ。このプロセスカートリッジに黒のトナーを充填した。この状態で２３℃、５５％RHの環境に２４時間以上放置した後、ベタ画像およびハーフトーン画像を出力した。
〔実施例２〕
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）５．０質量部、カーボンブラック（商品名：Printex25、デグサ社製）７．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は１５０Ｐａであり、圧縮率は０．２％であった。これ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）５．０質量部、カーボンブラック（商品名：Printex25、デグサ社製）７．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は１５０Ｐａであり、圧縮率は０．２％であった。これ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
〔実施例３〕
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）１２．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は４００Ｐａであり、圧縮率は０．１％であった。硬質管を移動機構面の垂線からＸ方向５°に配置した以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）１２．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は４００Ｐａであり、圧縮率は０．１％であった。硬質管を移動機構面の垂線からＸ方向５°に配置した以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
〔実施例４〕
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex５５、デグサ社製）１８．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は６００Ｐａであり、圧縮率は０．１％であった。これ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex５５、デグサ社製）１８．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は６００Ｐａであり、圧縮率は０．１％であった。これ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
〔実施例５〕
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍのテトラフルオロエチレン樹脂製のホース
を使用した以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は２００ｇで、膨張率は１．０％であった。
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍのテトラフルオロエチレン樹脂製のホース
を使用した以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は２００ｇで、膨張率は１．０％であった。
〔実施例６〕
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍの銅配管（肉厚０．５ｍｍ）を使用し、該硬質管を移動機構面の垂線に対してＹ方向１０°に配置した。さらに、スクリーンメッシュに直径３０ｍｍのものを使用した。それ以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は５００ｇで、膨張率は０％であった。
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍの銅配管（肉厚０．５ｍｍ）を使用し、該硬質管を移動機構面の垂線に対してＹ方向１０°に配置した。さらに、スクリーンメッシュに直径３０ｍｍのものを使用した。それ以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は５００ｇで、膨張率は０％であった。
〔実施例７〕
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍの銅配管（肉厚０．８ｍｍ）を使用し、該硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向３０°に配置した以外は実施例２と同様にして成形をおこない、評価をおこなった。使用した硬質管の歪荷重は６００ｇで、膨張率は０％であった。
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍの銅配管（肉厚０．８ｍｍ）を使用し、該硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向３０°に配置した以外は実施例２と同様にして成形をおこない、評価をおこなった。使用した硬質管の歪荷重は６００ｇで、膨張率は０％であった。
〔実施例８〕
硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向、Ｙ方向それぞれ４５°に配置した以外は実施例５と同様にして成形し、評価した。
硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向、Ｙ方向それぞれ４５°に配置した以外は実施例５と同様にして成形し、評価した。
〔実施例９〕
フィルタ部にスクリーンメッシュ１８０（目開き９６μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。さらに、外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした。それ以外は、実施例５と同様にして成形し、評価した。
フィルタ部にスクリーンメッシュ１８０（目開き９６μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。さらに、外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした。それ以外は、実施例５と同様にして成形し、評価した。
〔実施例１０〕
フィルタ部にスクリーンメッシュ３００（目開き５０μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。さらに、外径φ８ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度１２０ｍｍ／ｓｅｃで外径１４ｍｍのローラを成形した。それ以外は、実施例５と同様にして成形し、評価した。
フィルタ部にスクリーンメッシュ３００（目開き５０μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。さらに、外径φ８ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度１２０ｍｍ／ｓｅｃで外径１４ｍｍのローラを成形した。それ以外は、実施例５と同様にして成形し、評価した。
〔実施例１１〕
外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
〔実施例１２〕
フィルタ部にφ２０の円形のものを５枚重ねて使用し、成形速度を１２０ｍｍ／ｓｅｃとした以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
フィルタ部にφ２０の円形のものを５枚重ねて使用し、成形速度を１２０ｍｍ／ｓｅｃとした以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
〔実施例１３〕
フィルタ部にスクリーンメッシュ１５０（目開き１０４μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした。それ以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
フィルタ部にスクリーンメッシュ１５０（目開き１０４μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした。それ以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
〔実施例１４〕
フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
〔実施例１５〕
フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用し、硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向、Ｙ方向それぞれ４５°に配置した以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用し、硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向、Ｙ方向それぞれ４５°に配置した以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
〔比較例１〕
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）３．０質量部、及びカーボンブラック（商品名：Printex25、デグサ社製）３．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は５Ｐａであり、圧縮率は０．５％であった。これ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex35、デグサ社製）３．０質量部、及びカーボンブラック（商品名：Printex25、デグサ社製）３．０質量部を配合した以外は全て実施例１と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は５Ｐａであり、圧縮率は０．５％であった。これ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
〔比較例２〕
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex５５、デグサ社製）２２．０質量部を配合した以外は全て実施例４と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は８５０Ｐａであり、圧縮率は０．０８％であった。これ以外は実施例４と同様にして成形し、評価した。
シリコーンゴムにカーボンブラック（商品名：Printex５５、デグサ社製）２２．０質量部を配合した以外は全て実施例４と同様にしてシリコーンゴム混合物を調製した。Ａ液とＢ液を質量比１：１で混合したシリコーンゴム混合物の降伏応力は８５０Ｐａであり、圧縮率は０．０８％であった。これ以外は実施例４と同様にして成形し、評価した。
〔比較例３〕
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍのステンレス配管（肉厚０．８ｍｍ）を使用した以外は実施例６と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は７００ｇで、膨張率は０％であった。
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径８ｍｍのステンレス配管（肉厚０．８ｍｍ）を使用した以外は実施例６と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は７００ｇで、膨張率は０％であった。
〔比較例４〕
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径６．４ｍｍの高圧ゴム管（ＰＢ−４−ＢＫ、スウェジロック製）を使用した以外は実施例６と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は１０ｇで、膨張率は３％であった。
硬質管に全長１５０ｍｍ、内径６．４ｍｍの高圧ゴム管（ＰＢ−４−ＢＫ、スウェジロック製）を使用した以外は実施例６と同様にして成形し、評価した。使用した硬質管の歪荷重は１０ｇで、膨張率は３％であった。
〔比較例５〕
硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向６０°に配置し、フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のものを３枚重ねて使用した以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。
硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向６０°に配置し、フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のものを３枚重ねて使用した以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。
〔比較例６〕
硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向９０°に配置した以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。
硬質管を移動機構面の垂線に対してＸ方向９０°に配置した以外は実施例２と同様にして成形し、評価した。
〔比較例７〕
フィルタ部にスクリーンメッシュ１００（目開き２２４μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした。それ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
フィルタ部にスクリーンメッシュ１００（目開き２２４μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のφ３０の円形のものを５枚重ねて使用した。外径φ１０ｍｍの鉄製軸芯体（SUM材）を使用し、成形速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとした。それ以外は、実施例１と同様にして成形し、評価した。
〔比較例８〕
フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のものを８枚重ねて使用した以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
上記各実施例及び各比較例の測定結果および評価結果をそれぞれ表１および表２に示す。
フィルタ部にスクリーンメッシュ５００（目開き３３μｍ、ケーティーエムメッシュ株式会社製）のものを８枚重ねて使用した以外は、実施例４と同様にして成形し、評価した。
上記各実施例及び各比較例の測定結果および評価結果をそれぞれ表１および表２に示す。
＜画像性評価結果＞
先端形状、外径ムラ、振れの３項目について良品と不良品の画像評価をおこなった。それぞれの良品については全て良好な画像が得られた。先端形状不良については形状の悪い部分に画像上の濃度の濃い部分と薄い部分の差がはっきりと見られた。外径ムラ不良についてはムラのある個所に画像上に縦筋が見られた。振れ不良については画像上にロールピッチで縞模様が見られ、これらは全て画像上の不良となった。
＜不良率評価結果＞
表２の結果より、本発明の製造方法により製造されたローラは、先端形状、外径ムラ、振れなどの寸法精度が非常に良く、高い良品率で製造することが可能である結果となった。
先端形状、外径ムラ、振れの３項目について良品と不良品の画像評価をおこなった。それぞれの良品については全て良好な画像が得られた。先端形状不良については形状の悪い部分に画像上の濃度の濃い部分と薄い部分の差がはっきりと見られた。外径ムラ不良についてはムラのある個所に画像上に縦筋が見られた。振れ不良については画像上にロールピッチで縞模様が見られ、これらは全て画像上の不良となった。
＜不良率評価結果＞
表２の結果より、本発明の製造方法により製造されたローラは、先端形状、外径ムラ、振れなどの寸法精度が非常に良く、高い良品率で製造することが可能である結果となった。
１０１ 軸芯体
１０２ 弾性体
８ 塗工ヘッド
１３ 材料供給ポンプ
１４ 塗工ヘッド移動機構
１０２ 弾性体
８ 塗工ヘッド
１３ 材料供給ポンプ
１４ 塗工ヘッド移動機構
Claims (5)
- 付加反応型の液状シリコ−ンゴム混合物を使用する、電子写真用の弾性ロールの製造方法であって、
環状スリットを中心孔の内周面に有するリング形状の塗工ヘッドと、
該塗工ヘッドに至る流路と、該流路に通じて、該液状シリコーン混合物を貯蔵するタンクから該液状シリコーンゴム混合物を該塗工ヘッドに供給するポンプとを有している塗工装置を用いて、
該環状スリットから該液状シリコーンゴム混合物を吐出させつつ、該塗工ヘッドの中心孔に該塗工ヘッドと同軸となるように配置した軸芯体を、該軸芯体の軸方向に移動させて該軸芯体の周囲に該液状シリコーンゴム混合物を塗布する工程を含み、
該液状シリコーンゴム混合物は、２０Ｐａ以上、６００Ｐａ以下の降伏応力を有するものであり、
該塗工ヘッドは、該塗工ヘッドと該軸芯体とを同軸に配置するために該塗工ヘッドを該中心孔に配置された軸芯体の軸方向と直交する方向の平面内を移動可能に構成されており、
さらに、該流路は、
該塗工ヘッドに直結し、中間にフィルタ部を有している金属管と、
該金属管の上流側に連なる、歪み荷重が１００ｇ以上、６００ｇ以下であり、１ＭＰａ加圧時の膨張率が１．０％以下の硬質管とを有し、
該金属管は、該平面に対して水平に配置され、
該硬質管は、該平面に対する垂線との為す角度が０°以上、４５°以下に配置され、更に、
該フィルタ部は、金属製のメッシュで構成され、かつ、該液状シリコーンゴム混合物の吐出時における該フィルタ部の下流側圧力の、上流側圧力に対する減衰率が４０％以上、８０％以下であることを特徴とする電子写真用の弾性ロールの製造方法。 - 成形時における該フィルタ部の上流側圧力が１ＭＰａ以上、５ＭＰａ以下であり、該フィルタ部の断面流速が１．４ｍｍ／ｓ以上、３０．１ｍｍ／ｓ以下である請求項１記載の弾性ロールの製造方法。
- 前記液状シリコーンゴム混合物の圧縮率が、０．１％以上、０．５％以下である請求項２記載の弾性ロールの製造方法。
- 前記フィルタ部のメッシュが、少なくとも目開きが、５０μｍ以上、９６μｍ以下の金属製スクリーンメッシュの少なくとも５枚を重ねて構成されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の弾性ロールの製造方法。
- 前記硬質管が、ポリテトラフルオロエチレンチューブと金網とで構成されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の弾性ロールの製造方法。
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