JP5765377B2 - ゴムロール製造方法及びゴムロール製造装置 - Google Patents
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第1実施形態に係るゴムロール製造方法及びゴムロール製造装置の一例について説明する。なお、本実施形態に係るゴムロール製造装置およびゴムロール製造方法によって製造されるゴム被覆軸体(以下、「ゴムロール」という)は、一例として、画像形成装置の感光体に接触して回転し感光体の外周面を帯電する帯電ロールとして用いられる。
排出部12は、いわゆるクロスヘッドダイから構成される。また、排出部12は、未加硫のゴム材Gを供給するゴム材供給部18と、ゴム材供給部18から供給されたゴム材Gを円筒状に押し出す押出手段の一例としての押出部20とを有している。さらに、排出部12は、押出部20から円筒状に押し出されるゴム材Gの中心部に芯金22を供給する芯金供給部24を有している。
ゴム材供給部18は、図示の横方向に延びる円筒状の本体部26の内部にスクリュー28が回転可能に設けられている。スクリュー28は、図示の横方向を軸方向として、駆動モータ30によって回転駆動される。また、本体部26の駆動モータ30側には、ゴム材Gを投入する投入口32が設けられている。これにより、投入口32から投入されたゴム材Gは、本体部26の内部においてスクリュー28によって練られながら押出部20に向けて供給される。ゴム材供給部18では、スクリュー28の回転速度を調整することで、ゴム材Gの供給速度が調整される。
ゴム材Gは、一例として、全ポリマーのうち80質量部以上のエピクロルヒドリンゴムを有し、カーボンや炭酸カルシウムなどの無機フィラーを30質量部以上60質量部以下で配合した未加硫のものを用いている。
押出部20は、ゴム材供給部18が接続される円筒状のケース34と、ケース34の内部中心に配置される円柱状のマンドレル36と、マンドレル36の下方に配置される排出ヘッド38とを有している。
芯金供給部24は、マンドレル36の上方に配置されるロール対50を有している。ロール対50は、複数対(一例として、3対)設けられており、各ロール対50の片側のロールは、ベルト52を介して駆動ロール54に接続されている。そして、駆動ロール54は、制御部55によって、回転速度(芯金22の送り込み速度)が制御されるようになっている。これにより、駆動ロール54が駆動されると、各ロール対50によって挟持される芯金22が、マンドレル36の挿入孔46に向けて送られるようになっている。
押圧部14は、1対の半円筒状の押圧部材60を有している。1対の押圧部材60は、排出部12から排出される中空部58を挟むようにして対向配置されている。また、各押圧部材60には、中心部に向けて突出する突出部62が形成されている。そして、各押圧部材60は、駆動機構(図示省略)によって、図示の左右方向及び上下方向に移動可能となっている。
引張部16は、1対の半円筒状の引張部材64を有している。1対の引張部材64は、排出部12から排出されるゴムロール部56を挟むようにして対向配置されている。また、各引張部材64には、ゴムロール部56の外周面形状に対応した形状の把持部66が形成されている。そして、各引張部材64は、駆動機構(図示省略)によって、図示の左右方向および上下方向に移動可能となっている。なお、引張部材64によるゴムロール部56の引張速度を第2速度V2[mm/s]とする。
ゴムロール製造装置10において、ゴム材Gが押出部20から押し出されるときの第1速度V1(押出速度)に対して、引張部材64が引っ張る第2速度V2が遅すぎると、中空部58での単位長さ当たりのゴム材Gの量が増大することになる。この場合、後方のゴムロール部56の先端側(下端側)のゴム材Gには、大きな残留応力が生じ、この残留応力が、ゴムロール部56が排出された瞬間に解放されることで、後方のゴムロール部56の先端側の肉厚が増大することが予想される。
ゴムロール70(図5参照)の端部における肉厚(外径膨張)の評価では、まず、長さ355[mm]、直径8[mm]の芯金22に対して、肉厚の設定を2[mm]としてゴム材G(ゴム層)を形成させ、加硫処理を施した。続いて、芯金22の端面68から15[mm]の位置でゴム層を切除して両端部で芯金22を露出させた。そして、芯金22の両端部を支持部材(図示省略)で支持して1回転させ、芯金22の端面68から20[mm]位置の平均外径と、50[mm]位置の平均外径とを測定し、その差(Δdとする)を求めた。なお、肉厚の評価は、2本目に押し出されたゴムロール部56から得られたゴムロール70について行った。
引張部材64のゴムロール部56に対する滑り(掴み損ね)の評価は、引張部材64がゴムロール部56を引っ張る状態で、ゴムロール部56の移動速度Vrをセンサ(図示省略)で測定した。そして、予め設定された引張部材64の第2速度V2と、測定されたゴムロール部56の移動速度Vrとの差が生じたものを×(滑り有り)、差が生じないものを○(滑り無し)として、2段階評価で行った。なお、滑りの有無の評価は、1本目として排出されたゴムロール部56について行った。
次に、第1実施形態の作用について説明する。
次に、第2実施形態に係るゴムロール製造方法及びゴムロール製造装置の一例について説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
図8に第2比較例として示すように、中空部58が形成された後、先方のゴムロール部56の第2速度V2に対して、後方の芯金22の第3速度V3が遅すぎると、中空部58に流入するゴム材Gの量が増大することになる。この場合、後方のゴムロール部56の先端側(下端側)のゴム材Gには大きな残留応力が生じ、この残留応力が、ゴムロール部56が押し出された瞬間に解放されることで、後方のゴムロール部56の先端側の肉厚が増大することが予想される。このため、第2速度V2に対する第3速度V3の速度比V3/V2についても望ましい範囲が存在すると考え、ゴムロール70の肉厚の評価を行った。
ゴムロール70先端の肉厚の評価は、制御可能な肉厚を○、制御不可能な肉厚(厚い)を×として、2段階評価で行った。なお、本実施形態では、△は○と×の間の使用可能レベルである。
次に、第2実施形態の作用について説明する。
12 排出部(排出手段の一例)
20 押出部(押出手段の一例)
22 芯金
56 ゴムロール部
58 中空部
64 引張部材
G ゴム材
Claims (2)
- 第1速度で円筒状に押し出されるゴム材の中心部に間隔をおいて順次、芯金を送り込み、
前記ゴム材で前記芯金の外周面が被覆されたゴムロール部と、前記ゴム材の中心部が中空とされた中空部とを交互に排出し、前記中空部が形成されるとき、排出された前記ゴムロール部の排出側の先端部を、引張部材を用いて、前記第1速度の1.0倍以上1.5倍以下となる第2速度で引っ張り、
前記芯金よりも後方の芯金の前記ゴム材の中心部への送り込みが停止されて前記中空部が形成された後、前記芯金よりも後方の芯金を前記第2速度の1.5倍以上3.0倍以下となる第3速度で前記ゴム材に送り込み、該中空部が、押圧部材を有する押圧手段まで移動したとき、該押圧部材により前記中空部を押圧して前記芯金の端面および前記芯金よりも後方の芯金の端面を前記ゴム材で被覆するゴムロール製造方法。 - ゴム材を第1速度で円筒状に押し出す押出手段と、
前記押出手段で押し出された前記ゴム材の中心部に間隔をおいて順次、芯金を送り込み、前記ゴム材で前記芯金の外周面が被覆されたゴムロール部と、前記ゴム材の中心部が中空とされた中空部とを交互に排出する排出手段と、
前記中空部が形成されるとき、排出された前記ゴムロール部の排出側の先端部を前記第1速度の1.0倍以上1.5倍以下となる第2速度で引っ張る引張部材と、
前記排出手段と前記引張部材との間に配置され、押圧部材で前記中空部を押圧して前記芯金の端面および前記芯金よりも後方の芯金の端面を前記ゴム材で被覆する押圧手段と、
を有し、
前記排出手段は、前記芯金よりも後方の芯金の前記ゴム材の中心部への送り込みが停止されて前記中空部が形成された後、前記中空部が前記押圧部材に達するまで前記芯金よりも後方の芯金を前記第2速度の1.5倍以上3.0倍以下となる第3速度で前記ゴム材に送り込むゴムロール製造装置。
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