JP5954479B1 - ロールの製造方法及び帯電ロールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム材を押し出しながら複数の芯金を間隔をあけてゴム材に送り込んで複数のロールを製造する方法において、芯金の先端部の送込速度を速度制御による速度から増速しない構成に比べて、芯金の押出速度を速度制御したときに芯金の先端部でゴム材の外径が増加するのを抑制する。【解決手段】円筒状に押し出されるゴム材Ｇの中心部Ｃに間隔をおいて、速度制御された速度で複数の芯金２２を順次送り込む。ゴム材Ｇで芯金２２の外周面が被覆されたゴムロール部５６と、先方の芯金２２と後方の芯金２２との間でゴム材Ｇの中心部Ｃに芯金２２が存在しない中空部５８とを交互に排出する。ここで、芯金２２の軸方向の先端部におけるゴム材Ｇの外径と後端部におけるゴム材Ｇの外径との比が１００％以上２００％未満となるように、芯金２２の軸方向の先端部を中心部Ｃに送り込むときの芯金２２の送込速度を速度制御による速度よりも増速する。【選択図】図４

Description

本発明は、ロールの製造方法及び帯電ロールの製造方法に関する。

特許文献１のロールの製造方法は、クロスヘッド押出装置を使用して外形をクラウン形状とする方法において、ダイノズルにおける芯金の移動速度を徐々に低下させてから徐々に増加させて、ロールの外径を長さ方向で変化させている。

特開２００３−３００２３９号公報

ゴム材を押し出しながら複数の芯金を間隔をあけてゴム材に送り込んで複数のロールを製造する方法において、芯金の移動速度を芯金の軸方向先端からの位置と該芯金の移動速度との関係が該芯金の軸方向先端から中央にかけて移動速度が遅くなっていき該芯金の中央から後端にかけて移動速度が速くなっていく曲線で表される速度制御する構成では、一定速度で押し出されるゴム材が芯金の先端部で溜まることがある。これにより、ロールの芯金の先端部でゴム材の外径が定められた外径よりも増加する可能性がある。

本発明は、ゴム材を押し出しながら複数の芯金を間隔をあけてゴム材に送り込んで複数のロールを製造する方法において、芯金の先端部の送込速度を速度制御による速度から増速しない構成に比べて、芯金の押出速度を速度制御したときに芯金の先端部でゴム材の外径が増加するのを抑制することを目的とする。

本発明の請求項１に係るロールの製造方法は、円筒状に押し出されるゴム材の中心部に間隔をおいて、芯金の軸方向先端からの位置と該芯金の移動速度との関係が該芯金の軸方向先端から中央にかけて移動速度が遅くなっていき該芯金の中央から後端にかけて移動速度が速くなっていく曲線で表される速度制御で複数の該芯金を順次送り込み、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、先方の前記芯金と後方の前記芯金との間で前記ゴム材の中心部に前記芯金が存在しない中間部とを交互に排出するロールの製造方法であって、前記芯金の軸方向の先端部における前記ゴム材の外径と後端部における前記ゴム材の外径との比が１００％以上２００％未満となるように、前記芯金の軸方向の先端部を前記中心部に送り込むときの前記芯金の送込速度を前記速度制御による速度よりも増速した一定速度とする。

本発明の請求項２に係るロールの製造方法は、前記芯金の軸方向全長を１００％として、前記芯金の先端からの位置であり増速を終了する終了位置が１．４％以上８．５％以下の範囲内にある。

本発明の請求項３に係るロールの製造方法は、前記速度制御される前記芯金の送込速度のうち最も低い送込速度を基準速度として、前記芯金の前記送込速度を増速するときに、前記基準速度に対する前記送込速度の比率を１２０％以上３００％以下とする。

本発明の請求項４に係る帯電ロールの製造方法は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロールの製造方法において、前記芯金に導電性の前記ゴム材からなる弾性層を形成する。

請求項１の発明は、ゴム材を押し出しながら複数の芯金を間隔をあけてゴム材に送り込んで複数のロールを製造する方法において、芯金の先端部の送込速度を速度制御による速度から増速しない構成に比べて、芯金の押出速度を速度制御したときに芯金の先端部でゴム材の外径が増加するのを抑制することができる。

請求項２の発明は、増速の終了位置が１．４％よりも小さく又は８．５％よりも大きい範囲で芯金の送込速度を増速する構成に比べて、芯金の先端部でゴム材の外径が増加するのを抑制することができる。

請求項３の発明は、基準速度に対する送込速度の比率を１２０％よりも小さく又は３００％よりも大きくする構成に比べて、芯金の先端部でゴム材の外径が増加又は過剰に減少するのを抑制することができる。

請求項４の発明は、芯金の送込速度を速度制御による速度から増速しない構成に比べて、芯金の先端部で弾性層の外径が増加するのを抑制することができる。

本実施形態に係るロール製造装置の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る制御部のブロック図である。 （Ａ）本実施形態に係る芯金の模式図である。（Ｂ）本実施形態に係るゴムロール部の断面図である。（Ｃ）本実施形態に係る帯電ロールの模式図である。 本実施形態に係る芯金の送込速度の軸方向の位置に対する変化を示すグラフである。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本実施形態に係る芯金がゴム材に送り込まれて取り出される状態を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）本実施形態に係るゴムロール部が取出部で取り出される状態を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）本実施形態に係る中空部を押圧部材で押圧する状態を示す断面図である。 （Ａ）本実施形態の実施例１から実施例９における先端からの位置、速度比率及び外径比率の測定結果を示す表である。（Ｂ）本実施形態の比較例１から比較例４における先端からの位置、速度比率及び外径比率の測定結果を示す表である。 （Ａ）本実施形態の芯金の送込速度の線と速度制御による送込速度の線とを比較した説明図である。（Ｂ）本実施形態の変形例における芯金の送込速度の線と速度制御による送込速度の線とを比較した説明図である。

本実施形態に係るロールの製造方法及び帯電ロールの製造方法の一例について説明する。なお、本実施形態に係るロールの製造方法及び帯電ロールの製造方法によって製造されるゴム被覆軸体は、一例として、帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）として用いられる。

図３（Ｃ）に示す帯電ロール７０は、ロールの一例であり、画像形成装置の感光体（図示省略）に接触して回転し、感光体の外周面を帯電させるものである。また、帯電ロール７０は、金属製で円柱状の芯金２２と、芯金２２の外周面に被覆された導電性のゴム材Ｇを含む弾性層７２とを有している。

[ロール製造装置]
図１には、本実施形態の一例としてのロール製造装置１０が示されている。ロール製造装置１０は、ゴム材Ｇ及び芯金２２を排出する排出部１２と、排出部１２の下方に配置され後述するゴムロール部５６を取り出す取出部１６と、排出部１２と取出部１６との間に配置されゴム材Ｇを押圧する押圧部１４とを有している。なお、以後の説明では、先方（下方）の芯金２２を芯金２２Ａと称し、後方（上方）の芯金２２を芯金２２Ｂと称して区別する場合がある。先方の芯金２２Ａと後方の芯金２２Ｂとを区別しない場合は、芯金２２として説明する。

〔排出部〕
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を供給する供給部１８と、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部２０と、押出部２０から円筒状に押し出されるゴム材Ｇの中心部Ｃに間隔をおいて芯金２２を送り込む送込部２４とを有している。

＜供給部＞
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、供給モータ３０によって回転駆動される。供給モータ３０は、後述する制御部８０により動作制御される。また、本体部２６の供給モータ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。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）
ゴム材Ｇは、ゴム材料、加工助剤、導電剤、可塑剤、加硫促進剤などを含んでいる。本実施形態では、ゴム材料の一例としてエピクロルヒドリンゴムを用いており、導電剤の一例としてカーボンブラックを用いている。

ゴム材料は、エピクロルヒドリンゴムに限らず、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、及びこれらのブレンドゴムが挙げられる。中でも、ポリウレタン、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、ＮＢＲ、及びこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材料は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。

導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの各種導電性金属又は合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体などの各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末が挙げられる。

イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩などが挙げられる。

これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。導電剤の添加量は特に制限はない。なお、電子導電剤の場合は、ゴム材料１００質量部に対して、１質量部以上４０質量部以下の範囲であることが好ましく、１０質量部以上３０質量部以下の範囲であることがより好ましく、１５質量部以上２５質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。イオン導電剤の場合は、ゴム材料１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下の範囲であることが好ましく、０．５質量部以上３．０質量部以下の範囲であることがより好ましい。このように、ゴム材Ｇは、導電性が高くなっている。

＜押出部＞
押出部２０は、供給部１８に接続された円筒状のケース３４と、ケース３４の内部中心に配置された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。

マンドレル３６は、ケース３４の上側に取り付けられた保持部材４０によって保持されている。排出ヘッド３８は、ケース３４の下側に取り付けられた保持部材４２によって保持されている。そして、マンドレル３６の外周面（保持部材４０の外周面）と、保持部材４２の内周面（排出ヘッド３８の内周面）との間には、ゴム材Ｇが環状（円筒状）に流れる環状流路４４が形成されている。

また、マンドレル３６の中心部には、芯金２２が挿入される挿入孔４６が図示の上下方向を軸方向として形成されている。さらに、マンドレル３６の下部は、下端に向けて先細った形状を呈している。マンドレル３６の下部の下方の領域は、挿入孔４６から供給される芯金２２と環状流路４４から供給されるゴム材Ｇとが合流する合流部４８とされている。即ち、押出部２０では、合流部４８に向けてゴム材Ｇが円筒状に押し出されると共に、円筒状に押し出されるゴム材Ｇの中心部Ｃに芯金２２が送り込まれるようになっている。

ここで、ゴム材Ｇは、芯金２２が無い状態で、合流部４８を流れて押出部２０から押し出される。このときの速度を押出速度と称する。即ち、押出速度は、芯金２２が無い状態で、スクリュー２８の回転によりゴム材Ｇが排出ヘッド３８から押し出されるときのゴム材Ｇの速度（ほぼ一定とされた速度）である。

＜送込部＞
送込部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により回転されるようになっている。駆動ロール５４は、後述する制御部８０によって、回転速度（後述する送込速度）が制御されるようになっている。

具体的には、駆動ロール５４は、駆動モータ８４により回転駆動される。駆動モータ８４は、モータドライバ８２で動作が制御される。さらに、モータドライバ８２は、制御部８０によって動作が制御される。これにより、駆動ロール５４が駆動モータ８４により駆動されると、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。

＜制御部＞
図２に示すように、制御部８０は、コンピュータを含んで構成されている。そして、制御部８０には、コンピュータを、制御手段の一例として機能させるためのロール製造プログラムが設定されている。

具体的には、制御部８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８０Ｃ、及び不揮発性メモリ８０Ｄを有している。また、制御部８０は、ＣＰＵ８０Ａ、ＲＯＭ８０Ｂ、ＲＡＭ８０Ｃ及び不揮発性メモリ８０Ｄと、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）８０Ｅとが、バス８０Ｆを介して各々接続された構成となっている。

入出力インターフェース８０Ｅには、モータドライバ８２が電気的に接続されており、モータドライバ８２は、駆動モータ８４に電気的に接続されている。この場合、例えば、ＲＯＭ８０Ｂにロール製造プログラムを書き込んでおき、これをＣＰＵ８０Ａが読み込むことで、ＣＰＵ８０Ａが、モータドライバ８２を制御する。なお、不揮発性メモリ８０Ｄは、入出力インターフェース８０Ｅを介して制御部８０の外部に接続されてもよく、例えば、メモリカードなどの外部記憶装置であってもよい。

また、図１に示す制御部８０は、送込部２４によってゴム材Ｇに芯金２２を送り込む速度（以後、送込速度と称する）の減少及び増加を制御するようになっている。送込部２４による芯金２２の送込速度は、一例として、ゴム材Ｇの押出速度及び後述する取出部１６によるゴムロール部５６の取出速度Ｖ２（図６（Ｂ）参照）よりも高い速度として設定されている。

芯金２２の全長は、予め定められた長さＬ（図３（Ａ）参照）とされている。ここで、ロール対５０によって送られる後方（図示の上方）の芯金２２Ｂが、マンドレル３６の挿入孔４６に存在する先方の芯金２２Ａを押し、かつ先方の芯金２２Ａが取出部１６で取り出される。このため、複数の芯金２２が順次、挿入孔４６内を移動するようになっている。

また、駆動ロール５４の駆動は、それぞれの芯金２２の前方端（下端）がマンドレル３６の先端（下端）に位置したときに一旦停止されるようになっている。一方、駆動ロール５４が一旦停止されているときも、ゴム材Ｇの押し出しは続いている。このため、マンドレル３６の下方の合流部４８において、芯金２２が間隔をおいて送り込まれるようになっている。

このように、排出部１２では、合流部４８においてゴム材Ｇを円筒状に押し出すと共に、ゴム材Ｇの中心部Ｃに間隔をおいて、速度が後述する速度制御された複数の芯金２２が、順次、送り込まれるようになっている。これにより、ゴム材Ｇで芯金２２の外周面が被覆されたゴムロール部５６と、先方の芯金２２と後方の芯金２２との間でゴム材Ｇの中心部Ｃに芯金２２が存在しない中間部の一例としての中空部５８とが、排出ヘッド３８から交互に排出されるようになっている。なお、芯金２２の外周面には、ゴム材Ｇとの接着性を高めるためにプライマー（図示省略）が予め塗布されている。

図３（Ｂ）に示すように、ゴムロール部５６は、芯金２２の外周面及び芯金２２の軸方向両端の端面６８がゴム材Ｇで被覆されたものである。ゴムロール部５６の軸方向両端部のゴム材Ｇが芯金２２の径方向に沿って切断され、芯金２２の両端部が露出した状態のものが、帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）である。

＜押圧部＞
図１に示すように、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から排出されるゴムロール部５６を挟むようにして対向配置されている。各押圧部材６０には、ゴムロール部５６に向けて突出する突出部６２が形成されている。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。そして、１対の押圧部材６０が、先方の芯金２２Ａと後方の芯金２２Ｂとの間で、芯金２２の無いゴム材Ｇの一部である中空部５８を押圧することで、ゴム材Ｇが切断されるようになっている。

＜取出部＞
取出部１６は、１対の半円筒状の取出部材６４を有している。１対の取出部材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、各取出部材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、各取出部材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、取出部材６４によってゴムロール部５６が下側へ取り出される（引っ張り出される）ときの速度を取出速度と称する。

（送込速度の設定）
次に、制御部８０における芯金２２の送込速度の設定について説明する。

帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）は、回転する感光体（図示省略）に押し付けられた状態で回転される。このとき、帯電ロール７０と感光体との接触幅（ニップ幅）が軸方向で揃っていないと、電界強度が軸方向で不均一になり、帯電ムラが生じる可能性がある。このニップ面積を揃える方法として、帯電ロールの外形をクラウン形状（軸方向中央側の外径が両端側の外径よりも大きい形状）にすることが知られている。

クラウン形状の帯電ロール７０の製造方法としては、芯金２２の軸方向先端から中央にかけて移動速度が遅くなっていくゴム材Ｇの圧縮時と、中央から後端にかけて移動速度が速くなっていくゴム材Ｇの引張り時とで、芯金２２の送込速度を変更する曲線で表される速度制御方法がある。

ここで、芯金２２の送込速度について、芯金２２の軸方向の先端位置から後端位置まで全て既述の速度制御方法で制御したところ、先端（下端）側の弾性層７２（図３（Ｃ）参照）の外径が、設定された外径よりも大きくなる現象が確認された。この現象は、設定された押出速度で押し出され続けるゴム材Ｇにおいて、ゴム材Ｇの溜り部ができ、この溜り部に大きな残留応力が生じるためと予想される。つまり、この残留応力が、ゴムロール部５６が押出部２０から排出された瞬間に解放されることで、ゴムロール部５６の先端側の肉厚が増大すると考えられる。言い換えると、芯金２２の先端部側の送込速度を既述の速度制御方法の速度よりも増加させれば、中空部５８での単位長さ当りのゴム材Ｇの量が低減されると考えられる。

＜帯電ロールの評価＞
芯金２２の先端部側の速度を既述の速度制御の速度よりも増加させるにあたり、帯電ロール７０を後述する各条件で製作して、得られた帯電ロール７０の外径比率及び画像評価を行った。

帯電ロール７０の評価において、ゴム材Ｇは、主成分をエピクロロヒドリンゴムとし、加工助剤、カーボンブラック、炭酸カルシウム、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤を配合したものを混練して得た。なお、ゴム材Ｇは、ＪＩＳＫ６３００−１（２００１）のムーニー粘度が５０であった。また、本評価に使用した芯金２２は、Ｌ（全長）＝３５４．５〔ｍｍ〕、外径φ８．０〔ｍｍ〕のＳＵＳ（ステンレス）製である。押出し機は、三葉製作所製φ６０〔ｍｍ〕、スクリュー有効長さＬとスクリュー外径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が２０のものを使用し、スクリュー回転数を１０〔ｒｐｍ〕、ダイス径をφ１２．５〔ｍｍ〕、押出圧力を２３〔ＭＰａ〕とした。

上記の未加硫のゴム材Ｇを押出し機で押出し加工すると共に、後述する各設定条件で連続的に芯金２２をゴム材Ｇに送り込んだ。その後、１６５〔℃〕で７５〔ｍｉｎ〕熱風炉に投入して加硫を行い、芯金２２上にゴム材Ｇの加硫ゴム層である弾性層７２を形成した帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）を得た。なお、加硫後の帯電ロール７０の両端部のゴム材Ｇを切断して芯金２２を露出させた。帯電ロール７０の外径の測定には、遮光式レーザー外径測定装置（アサカ理研製：ＲＯＬＬ２０００）を使用した。

ここで、芯金２２の軸方向全長を１００〔％〕として、芯金２２の先端からの軸方向の長さを比で表し、先端からの長さが０、０．３、１．４、２．８、８．５、１４．１、１７〔％〕となる位置を、既述の速度制御による速度よりも増速させる区間の終了位置とした。そして、各終了位置の設定条件において、芯金２２の先端から各終了位置までの区間全体で既述の速度制御による速度よりも送込速度を増加させた。

例えば、終了位置１．４〔％〕の条件とは、芯金２２の先端位置（０〔％〕）から１．４〔％〕位置までの区間全体において、制御する芯金２２の送込速度が既述の速度制御による送込速度よりも増速されることを意味している。また、芯金２２の増速については、一例として、芯金２２の先端から終了位置までの区間全体で、一定速度で制御した後で、既述の速度制御に移行させた（図４参照）。

図４に示すように、制御部８０（図１参照）により既述の速度制御される芯金２２の送込速度のうち最も低い速度を基準速度Ｖａ（図４参照）とし、先端位置（０〔％〕）から終了位置Ｐ１まで一定とされる送込速度をＶｂとする。ここで、速度比率＝Ｖｂ／Ｖａ×１００〔％〕とした。速度比率については、１００、１１０、１２０、１５０、１７５、２００、３００、３２０〔％〕と変えて外形評価を行った。図４では、送込速度を表すグラフＧ１について、縦軸を拡大して示している。また、図４では、先端位置から終了位置Ｐ１までについて、既述の速度制御した場合の速度が二点鎖線で示されている。

基準速度Ｖａは、図３（Ｃ）に示す帯電ロール７０の外径を最も大きくする部位に合わせて設定されるが、ゴム材Ｇの応答性を考慮する必要があるため、芯金２２の軸方向中央位置を送り出すときの速度が基準速度Ｖａになるとは限らない。図４では、一例として、位置５０〔％〕よりも先端側の位置Ｐ２において、基準速度Ｖａとなっている。

帯電ロール７０の外形評価では、帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）の後端部における弾性層７２の外径に対する先端部の弾性層７２の外径の比率を外径比率〔％〕として、３段階で評価した。具体的には、外径比率が１００〔％〕以上１５０〔％〕以下のものをＡ、外径比率が１５０〔％〕よりも大きく２００〔％〕未満のものをＢ、外径比率が２００〔％〕以上のものをＣ、外径が１００〔％〕未満のものをＤとした。なお、帯電ロール７０の先端部とは、帯電ロール７０のゴム材Ｇ（弾性層７２）の下端位置を意味しており、後端部とは、帯電ロール７０のゴム材Ｇ（弾性層７２）の上端位置を意味している。

また、外径比率を変えた帯電ロール７０について、画像形成装置（富士ゼロックス株式会社製：Ｄｏｃｕ Ｃｅｎｔｒｅ−ＩＶ Ｃ２２６０、帯電ロール７０への印加電圧−１０００〔Ｖ〕）に取り付け、画像評価を行った。画像評価は、グレーの全面ベタ画像を設定枚数で画像形成して、最後の１枚について、定着後の画像の濃度ムラを目視することで行った。画像評価結果は、目視で濃度ムラが確認されなかったものを○、目視で濃度ムラが確認されたものを×として、２段階評価で行った。

図８（Ａ）には、本実施形態の帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）の一例である実施例１から実施例９までの評価結果が示されている。また、図８（Ｂ）には、比較例１から比較例４までの帯電ロール（図示省略）の評価結果が示されている。

画像評価結果については、外径比率との相関が見られた。具体的には、外径比率がＡ又はＢである実施例１から実施例９までについては、画像評価結果が○となった。一方、外径比率がＣである比較例１から比較例４までについては、画像評価結果が×となった。つまり、図３（Ｃ）に示す芯金２２の軸方向の先端部におけるゴム材Ｇの外径と後端部におけるゴム材Ｇの外径との比（外径比率）が、１００〔％〕以上２００〔％〕未満となるように、先端からの位置及び速度比率を設定することが望ましい。

ここで、図８（Ａ）、（Ｂ）の評価結果から、芯金２２（図３（Ｃ）参照）の軸方向全長を１００〔％〕として、既述の速度制御に対する増速の終了位置を１．４〔％〕以上８．５〔％〕以下の範囲内とすることが望ましいことが確認された。また、芯金２２の送込速度を増速するときに、既述の基準速度に対する送込速度の速度比率を１２０〔％〕以上３００〔％〕以下とすることが望ましいことが確認された。このように、芯金２２の軸方向の先端部をゴム材Ｇの中心部Ｃに送り込むときの芯金２２の送込速度を既述の速度制御による速度よりも増速することが望ましいことが確認された。

ロール製造装置１０（図１参照）では、評価結果をふまえて、一例として、送込速度の増速の終了位置を２．８〔％〕位置とし、速度比率を１７５〔％〕として、外径比率がＡの帯電ロール７０を製造する設定となっている。つまり、芯金２２の送込速度は、図４に示すグラフＧ１の速度制御パターンに合わせて変更される。

[作用]
次に、本実施形態の作用について説明する。

図１に示すロール製造装置１０が起動されると、供給モータ３０が駆動される。これにより、スクリュー２８が回転駆動され、未加硫のゴム材Ｇが定められた押出速度Ｖ１（図５（Ａ）参照）で円筒状に押し出される。

続いて、駆動モータ８４が駆動されて、駆動ロール５４及びロール対５０が回転する。これにより、図５（Ａ）に示すように、先方の芯金２２Ａがゴム材Ｇの中心部Ｃに送込速度Ｖｂで送り込まれ始める。送込速度Ｖｂは、既述の基準速度Ｖａ（図４参照）に対して１７５〔％〕の速度である。なお、図示を省略するが、芯金２２Ａの先端（下端）は、押圧部材６０が横方向に移動することによりゴム材Ｇで覆われている。

続いて、図５（Ｂ）に示すように、芯金２２の先端（下端）からマンドレル３６の下端までの長さＬｘ＝２．８〔％〕となる部分（位置）がマンドレル３６の下端に到達した以降は、芯金２２Ａの送込速度が、グラフＧ１（図４参照）に従って速度制御される。

続いて、図５（Ｃ）及び図６（Ａ）に示すように、ゴムロール部５６（芯金２２Ａ及びゴム材Ｇ）が、取出部１６によって取り出される（引っ張られる）。

続いて、図６（Ｂ）に示すように、ゴムロール部５６と、ゴム材Ｇの中心部Ｃが中空とされた中空部５８とが交互に排出される。このとき、後方の芯金２２Ｂについても、先方の芯金２２Ａと同様に、グラフＧ１（図４参照）に従って芯金２２の送込速度が制御される。

続いて、図７（Ａ）に示すように、中空部５８が押圧部材６０の対向位置まで移動したとき、各押圧部材６０が互いに近づく方向に可動され、中空部５８のゴム材Ｇは、各押圧部材６０の突出部６２により内方に押圧される。これにより、図７（Ｂ）に示すように、先方の芯金２２Ａの端面６８及び後方の芯金２２Ｂの端面６８が、中空部５８のゴム材Ｇによって覆われる。

続いて、図７（Ｃ）に示すように、各押圧部材６０が互いに離れる方向に可動されると、芯金２２を袋とじ状とした（芯金２２Ａの両端部がゴム材Ｇで覆われた）帯電ロール７０が成形される。なお、各取出部材６４は、分離されたゴムロール部５６を把持しつつ下方に移動させた後、次のゴムロール部５６を把持するための待機位置に移動する。そして、得られたゴムロール部５６について、既述の加硫処理及び両端部のゴム材Ｇの切断処理を施すことにより、帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）が得られる。

ここで、一例として、得られた帯電ロール７０について、既述の方法で外径比率を測定したところ、１４０〔％〕であり、外径比率が１００〔％〕以上２００〔％〕未満の範囲に入っていることが確認された。

以上、説明したように、本実施形態のロールの製造方法の一例によれば、先方のゴムロール部５６と後方のゴムロール部５６との間の中空部５８においてゴム材Ｇが滞留しているときに、既述の速度制御による速度よりも増速された芯金２２がゴム材Ｇに送り込まれる。このため、中空部５８に滞留しているゴム材Ｇが、芯金２２の送込速度を既述の速度制御した場合に比べて、芯金２２の先端部に局所的に多く付着することが抑制される。これにより、芯金２２の送込速度を速度制御したときに、既述の速度制御による送込速度よりも増速しない構成に比べて、芯金２２の先端部でゴム材Ｇの外径が後端部に対して増加することが抑制される。

また、本実施形態のロールの製造方法の一例によれば、芯金２２の軸方向全長を１００〔％〕として、芯金２２の増速の終了位置が１．４〔％〕以上８．５〔％〕以下の範囲で設定されている。これにより、ゴム材Ｇが滞留し易い場所で芯金２２の速度が既述の速度制御の速度よりも増速されるので、１．４〔％〕以上８．５〔％〕以下の範囲以外に増速の終了位置を設定した構成に比べて、芯金２２の先端部でゴム材Ｇの外径が増加することが抑制される。

さらに、本実施形態のロールの製造方法の一例によれば、芯金２２の送込速度のうち最も低い送込速度を基準速度Ｖａとして、芯金２２の送込速度を増速するときに、基準速度Ｖａに対する速度比率が１２０〔％〕以上３００〔％〕以下で設定されている。ここで、比較例として、速度比率が１２０〔％〕よりも小さい場合は、ゴム材Ｇが芯金２２に局所的に付着し易くなって外径が増加する。また、速度比率が３００〔％〕よりも大きい場合は、芯金２２の加速度が大きくなり、ゴム材Ｇが伸びて先端部の外径が減少する。一方、本実施形態の方法では、速度比率を１２０〔％〕以上３００〔％〕以下とすることで、ゴム材Ｇの局所的な付着又は外径の減少が抑制される。このため、速度比率を１２０〔％〕以上３００〔％〕以下としない構成に比べて、芯金２２の先端部でゴム材Ｇの外径が増加又は過剰に減少することが抑制される。

また、本実施形態の帯電ロールの製造方法の一例によれば、芯金２２の送込速度を既述の速度制御したときに芯金２２の先端部でゴム材Ｇの外径が後端部に比べて増加することが抑制される。つまり、芯金２２の先端部で弾性層７２の外径が増加することが抑制される。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。

図９（Ａ）には、既述の速度制御（二点鎖線のグラフ）に対して、芯金２２（図３（Ｃ）参照）の送込速度を先端位置０〔％〕から終了位置Ｐ１〔％〕までほぼ一定の送込速度Ｖｂとし、それ以後は既述の速度制御する既述の実施形態のグラフＧ１が示されている。しかし、本発明は、このように、先端位置０〔％〕から終了位置Ｐ１〔％〕まで一定速度とするものに限定されない。

例えば、図９（Ｂ）に示すように、既述の速度制御（二点鎖線のグラフ）に対して、芯金２２の先端速度を先端位置０〔％〕から終了位置Ｐ１〔％〕まで直線的に減速させ、終了位置Ｐ１以降で既述の速度制御させるグラフＧ２としてもよい。また、先端位置０〔％〕から終了位置Ｐ１〔％〕まで、既述の速度制御よりも増速される範囲で曲線的に減速させてもよい。

ゴム材Ｇの押出手段は、スクリュー状のものに限らず、ピストン状のものであってもよい。また、芯金２２の送込手段は、ロール対に限らず、把持部を有する移動部材であってもよい。さらに、ゴムロール部５６の取出手段は、ゴムロール部５６を掴んで移動するものに限らず、ロール対で移動させてもよい。

増速する位置の設定について、帯電ロール７０の外径比率が１００〔％〕以上２００〔％〕未満となる条件であれば、増速を終了する位置は、１．４〔％〕以上８．５〔％〕以下の範囲以外となる位置であってもよい。また、帯電ロール７０の外径比率が１００〔％〕以上２００〔％〕未満となる条件であれば、速度比率は、１２０〔％〕以上３００〔％〕以下とは異なる値であってもよい。

ロール製造装置１０では、押圧部１４により中空部５８で帯電ロール７０を分離するように構成したが、押圧部１４により中空部５８のゴム材を内方に押圧した後、図示しない他の切断部材（カッター）によって帯電ロール７０を分離するように構成してもよい。

ゴム材Ｇは、エピクロルヒドリンゴムを用いたものを例示したが、これに限るものではなく、他のゴム材料を用いても良い。また、帯電ロール７０は、芯金２２の端面６８の全面が中空部５８のゴム材Ｇによって袋とじ状に覆われていたが、これに限らず、芯金２２の端面６８の少なくとも周縁部が中空部５８のゴム材Ｇによって覆われていればよい。

本実施形態のロールの製造方法により得られるロール（完成体）は、複写機、プリンターなどの画像形成装置で使用されるが、用途は帯電ロール７０に限らず、記録媒体の搬送ロール、現像ロール、転写ロールなどに用いてもよい。

１０ ロール製造装置、
２２ 芯金
５６ ゴムロール部
５８ 中空部（中間部の一例）
７０ 帯電ロール（ロールの一例）
７２ 弾性層
Ｇ ゴム材

Claims (4)

1. 円筒状に押し出されるゴム材の中心部に間隔をおいて、芯金の軸方向先端からの位置と該芯金の移動速度との関係が該芯金の軸方向先端から中央にかけて移動速度が遅くなっていき該芯金の中央から後端にかけて移動速度が速くなっていく曲線で表される速度制御で複数の該芯金を順次送り込み、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、先方の前記芯金と後方の前記芯金との間で前記ゴム材の中心部に前記芯金が存在しない中間部とを交互に排出するロールの製造方法であって、
   前記芯金の軸方向の先端部における前記ゴム材の外径と後端部における前記ゴム材の外径との比が１００％以上２００％未満となるように、前記芯金の軸方向の先端部を前記中心部に送り込むときの前記芯金の送込速度を前記速度制御による速度よりも増速した一定速度とするロールの製造方法。
2. 前記芯金の軸方向全長を１００％として、前記芯金の先端からの位置であり増速を終了する終了位置が１．４％以上８．５％以下の範囲内にある請求項１に記載のロールの製造方法。
3. 前記速度制御される前記芯金の送込速度のうち最も低い送込速度を基準速度として、
   前記芯金の前記送込速度を増速するときに、前記基準速度に対する前記送込速度の比率を１２０％以上３００％以下とする請求項２に記載のロールの製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロールの製造方法において、
   前記芯金に導電性の前記ゴム材からなる弾性層を形成する帯電ロールの製造方法。