JP6623638B2 - ロールの製造方法及び帯電ロールの製造方法 - Google Patents

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、押出し機を使用して１本のゴムロールの長手方向で芯金軸の供給速度を変化させてクラウン形状とする方法において、芯金の供給速度の曲線の曲率を芯金の先端から中央までは大きくして、中央から後端までは小さくしている。

特開２００８−５２０２５号公報

ゴム材を押し出しながら芯金を送り込んでロールを製造する方法では、ロールの軸方向両端部の芯金を露出させるために両端部の余分なゴム材が切断される。ここで、ゴム材を切断したときにゴム材の残留応力が解放されることで、芯金の両端部におけるゴム材の外径が予め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芯金を送り込んでロールを製造する方法において、切断予定位置において芯金の送込速度を二次曲線制御された速度から変えない構成に比べて、芯金の軸方向両端部の余分なゴム材を切断したときの該両端部での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二次曲線制御された速度で芯金を送り込むことで前記ゴム材により前記芯金の外周面を被覆し、前記芯金の軸方向両端部のゴム材を切断するロールの製造方法であって、前記ゴム材が切断される切断予定位置において前記芯金の送込速度を前記二次曲線制御された速度よりも一時的に増加させる。

本発明の請求項２に係るロールの製造方法は、前記切断予定位置における前記送込速度が第１速度Ｖ１のときの前記ゴム材の外径が前記切断予定位置における前記ゴム材の設定外径よりもΔｄ１大きくなったとして、前記送込速度のうち最も遅い速度を第２速度Ｖ２とし、前記芯金の軸方向の中央位置における前記ゴム材の外径と前記切断予定位置における前記ゴム材の外径との差を外径差Δｄ２とし、前記切断予定位置における前記送込速度をＶ３＝Ｖ１＋｛（Ｖ１−Ｖ２）／Δｄ２｝×Δｄ１で求められる第３速度Ｖ３とする。

本発明の請求項３に係る帯電ロールの製造方法は、請求項１又は請求項２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芯金を送り込んでロールを製造する方法において、切断予定位置において芯金の送込速度を二次曲線制御された速度から変えない構成に比べて、芯金の軸方向両端部の余分なゴム材を切断したときの該両端部での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、切断予定位置における芯金の送込速度を第３速度Ｖ３ｍｍ／ｓにしない構成に比べて、芯金の両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、切断予定位置において芯金の送込速度を二次曲線制御された速度から変えない構成に比べて、芯金の両端部で導電性の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）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説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）本実施形態に係るゴムロール部の端部のゴム材が切断される状態を示す説明図である。 （Ａ）本実施形態に係る帯電ロールを感光体に押し付けている状態を示す説明図である。（Ｂ）比較例に係る帯電ロールを感光体に押し付けている状態を示す説明図である。 本実施形態の実施例１、２と比較例１、２、３、４、５、６、７の帯電ロールのハネ量評価結果を示す表である。 （Ａ）、（Ｂ）比較例に係るゴムロール部の端部のゴム材が切断される状態を示す説明図である。

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９２（図７（Ａ）参照）に接触して回転し、感光体９２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からなる弾性層７２とを有している。また、帯電ロール７０は、一例として、芯金２２の軸方向の中央位置におけるゴム材Ｇの外径が、軸方向の両端位置におけるゴム材Ｇの外径よりも大径とされており、クラウン形状とされている。

[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の取出速度よりも高い設定となっている。

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、速度が後述する二次曲線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。

図７（Ａ）に示すように、帯電ロール７０は、回転する感光体９２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９２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。このニップ幅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の送込速度の制御を二次曲線で制御する二次曲線制御方法がある。

〔比較例〕
図９（Ａ）には、比較例のゴムロール部２０２が示されており、図９（Ｂ）には、比較例の帯電ロール２００が示されている。ゴムロール部２０２は、芯金２２とゴム材Ｇとを有しており、芯金２２の送込速度が二次曲線制御されることで形成されている。帯電ロール２００は、ゴムロール部２０２の軸方向両端部を切断したものである。ここで、帯電ロール２００の製造において、二次曲線制御のみでゴムロール部２０２の成形を実施し、ゴムロール部２０２を加硫して軸方向端部の余分なゴム材Ｇを切断すると、ゴム材Ｇの残留応力が解放されて、端部にハネ部２０４が形成される可能性がある。ハネ部２０４とは、帯電ロール２００の定めた外径よりも径方向外側へ突出した拡径部分を意味する。

図７（Ｂ）に示すように、比較例の帯電ロール２００について、ハネ部２０４が残ったまま帯電ロール２００の外周面を感光体９２の外周面に押し付けると、ハネ部２０４の付近の窪んだ部位が感光体９２と接触し難くなる。このため、この窪んだ部位での押付力Ｆ２が他の部位での押付力Ｆ３よりも小さくなる。これにより、比較例の帯電ロール２００を用いて感光体９２の帯電を行うと、窪んだ部位と対向する感光体９２の外周面の電位が定められた電位に到達せず、図示しない記録媒体上のトナー量が低下して、他の部位との画像濃度差（濃度ムラ）が生じる可能性がある。

（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。

比較例のハネ部２０４の発生を抑制する方法としては、ゴム材Ｇの残留応力が解放されるゴム材Ｇの切断予定位置の外径を、予め小さくしておくことが挙げられる。言い換えると、芯金２２の送込速度をゴム材Ｇの切断予定位置で二次曲線制御の速度よりも増加させれば、ゴム材Ｇのハネ部の形成が抑制されると考えられる。

図４には、本実施形態における芯金２２（図３（Ａ）参照）の各軸方向位置で設定された送込速度がグラフＧ１として示されている。位置Ｐ０は、芯金２２の先端位置であり、位置Ｐ０における送込速度はＶｇとなっている。位置Ｐ１は、二次曲線制御の速度（二点鎖線で示すグラフＧ２）に対して増速を開始する開始位置であり、位置Ｐ１における送込速度は二次曲線制御による送込速度Ｖｄとなっている。位置Ｐ２は、余分なゴム材Ｇ（図６（Ｂ）参照）が切断される位置に対応する芯金２２の切断予定位置であり、位置Ｐ２における送込速度はＶｅとなっている。位置Ｐ３は、二次曲線制御の速度に対して増速が終了する（二次曲線制御に戻る）終了位置であり、位置Ｐ３における送込速度は二次曲線制御による送込速度Ｖｂとなっている。

位置Ｐ４は、芯金２２の送込速度が最も低くなる位置であり、位置Ｐ４における送込速度はＶａとなっている。なお、送込速度が最も低くなる位置Ｐ４は、ゴム材Ｇ（図３（Ｃ）参照）の特性により芯金２２の軸方向中央位置とはなっていないが、完成した帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）では、芯金２２の軸方向中央位置であり外径が最も大きい位置に相当する。位置Ｐ５は、芯金２２の後端位置であり、位置Ｐ５における送込速度はＶｆとなっている。ここで、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、芯金２２の軸方向先端からこの順番で配置されている。

二次曲線制御となるグラフＧ２における位置Ｐ２での送込速度をＶｃとする。ここで、芯金２２の送込速度の高さは、一例として、Ｖａ＜Ｖｂ＜Ｖｃ＜Ｖｄ＜Ｖｅ＜Ｖｆ＜Ｖｇとなっている。このように、本実施形態では、切断予定位置Ｐ２において、芯金２２の送込速度Ｖｅを二次曲線制御された送込速度Ｖｃよりも一時的に増加させるようになっている。

さらに、本実施形態では、帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）を製造する前に実験を行い、送込速度Ｖｅを設定している。送込速度Ｖｅは、第３速度Ｖ３の一例である。具体的には、実験により、切断予定位置Ｐ２における送込速度が第１速度Ｖ１（＝Ｖｃ）〔ｍｍ／ｓ〕のときに、完成した帯電ロール７０において、切断予定位置Ｐ２でのゴム材Ｇの外径が設定外径よりもΔｄ１〔μｍ〕大きくなったとする。Δｄ１〔μｍ〕は、帯電ロール７０の切断予定位置Ｐ２での外径差である。また、送込速度のうち最も遅い速度を第２速度Ｖ２〔ｍｍ／ｓ〕として、中央位置（ゴム材Ｇの外径が最も大きくなる位置）におけるゴム材Ｇの外径と切断予定位置Ｐ２におけるゴム材Ｇの外径との差が外径差Δｄ２〔μｍ〕であったとする。Δｄ２〔μｍ〕は、帯電ロール７０のクラウン量である。なお、既述の送込速度Ｖａは、第２速度Ｖ２の一例である。Δｄ１、Δｄ２の測定は、一例として、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、本実施形態では、切断予定位置Ｐ２における送込速度Ｖｅを、Ｖｅ＝Ｖ３＝Ｖ１＋｛（Ｖ１−Ｖ２）／Δｄ２｝×Δｄ１で求められる第３速度Ｖ３〔ｍｍ／ｓ〕として設定している。つまり、第１速度Ｖ１と第２速度Ｖ２との差によりゴム材Ｇの外径差Δｄ２〔μｍ〕が生じていることから、１〔μｍ〕の外径差を修正するには、送込速度の増加が（Ｖ１−Ｖ２）／Δｄ２〔ｍｍ／ｓ〕必要ということになる。これにより、ゴム材Ｇの余分な外径差Δｄ１〔μｍ〕を減らす（修正する）には、送込速度Ｖｅ＝Ｖ３＝Ｖ１＋｛（Ｖ１−Ｖ２）／Δｄ２｝×Δｄ１で設定すればよい。

[作用]
次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態の帯電ロールの製造方法の一例によれば、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にグラフＧ１（図４参照）の送込速度で送り込まれ始める。そして、芯金２２Ａの先端からの位置（芯金２２の下端からマンドレル３６の下端までの長さＬｘ）がＰ１（図４参照）となったとき、制御部８０（図１参照）が、グラフＧ１に従って、芯金２２Ａの送込速度の増速制御を開始する。なお、図示を省略するが、芯金２２Ａの先端（下端）は、押圧部材６０（図１参照）が横方向に移動することによりゴム材Ｇで覆われる。

続いて、図４に示すように、芯金２２Ａ（図５（Ａ）参照）の先端からの位置がＰ２となるときに合わせて送込速度がＶｅとされる。具体的には、位置Ｐ１から位置Ｐ２まで、グラフＧ１に従って、芯金２２の送込速度が増速される。そして、位置Ｐ２から位置Ｐ３まで、グラフＧ１に従って、芯金２２の送込速度が減速される。位置Ｐ３から位置Ｐ４を経由して位置Ｐ５までは、二次曲線制御された送込速度で芯金２２Ａがゴム材Ｇに送り込まれる。これにより、図５（Ｂ）に示すように、クラウン状のゴムロール部５６が形成される。

続いて、芯金２２の送り込み開始からの経過時間を管理することにより、１つのゴムロール部５６が取り出されたことが判定される。そして、押圧部材６０（図１参照）によって中空部５８のゴム材Ｇが押し切られることで、先方の芯金２２Ａの端面６８及び後方の芯金２２Ｂの端面６８が、ゴム材Ｇによって覆われる。なお、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。得られたゴムロール部５６は、既述の加硫処理後に両端部のゴム材Ｇを切断することにより、帯電ロール７０（図３（Ｃ）参照）となる。

ここで、図６（Ａ）に示すように、ゴムロール部５６では、切断予定位置Ｐ２付近で送込速度が増速制御されたことにより、切断予定位置Ｐ２におけるゴム材Ｇの外径が、切断予定位置Ｐ２よりも軸方向中央側の位置に比べて小さくなる。これにより、ゴム材Ｇを図示しない切断装置で切断したときに、切断予定位置Ｐ２付近でのゴム材Ｇの残留応力が解放されて外径Ｇが拡大しても、ゴム材Ｇの外径が、定められた外径から増加することが抑制される。言い換えると、既述の比較例に比べて、帯電ロール７０の軸方向の端部７１にハネ部が形成され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、切断予定位置Ｐ２での芯金２２の送込速度を第３速度Ｖ３として制御している。つまり、既述の第１速度Ｖ１、第２速度Ｖ２、外径差Δｄ１及びクラウン量Δｄ２を用いて、切断予定位置Ｐ２において、第３速度Ｖ３＝Ｖ１＋｛（Ｖ１−Ｖ２）／Δｄ２｝×Δｄ１で芯金２２を送り込んでいる。これにより、第３速度Ｖ３を用いない構成に比べて、切断予定位置Ｐ２で得られるゴム材Ｇの外径の設定外径に対する精度が上がるので、芯金２２の両端部でゴム材Ｇの外径が増加することが抑制される。

さらに、本実施形態の帯電ロールの製造方法の一例によれば、切断予定位置Ｐ２におけるゴム材Ｇの外径が、定められた外径から増加することが抑制される。このため、芯金２２の両端部で弾性層７２の外径が増加することが抑制される。

ここで、図７（Ａ）に示すように、本実施形態の帯電ロール７０では、軸方向の端部７１にハネ部が形成されていない。このため、帯電ロール７０の外周面を感光体９２の外周面に押し付けると、帯電ロール７０と感光体９２との接触部に作用する押付力Ｆ１は、既述の比較例の帯電ロール２００（図７（Ｂ）参照）と比べて、帯電ロール７０の軸方向でバラつきが小さくなる。これにより、帯電ロール７０を用いて感光体９２の帯電を行うと、感光体９２の外周面が軸方向でほぼ均等に帯電されるので、記録媒体上の現像剤量の幅方向での差が抑制され、画像濃度差（濃度ムラ）が抑制される。

＜帯電ロールのハネ量評価＞
芯金２２の送込速度を変えて製造条件の異なる帯電ロール７０、２００を製造し、ハネ量評価を行った。なお、ハネ量とは、芯金２２の端部位置におけるゴム材Ｇの外径の理想曲線とハネ部先端との差（距離）をいう。芯金２２の外周面からゴム材Ｇの径方向外端までの距離ではない。

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送込速度の制御パターンを変えて連続的に芯金２２を押出し機に通過させた。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。

本実施形態の一例である実施例１、２の帯電ロール７０と、比較例１、２、３、４、５、６、７の帯電ロール２００とについて、図８に示す評価結果が得られた。クラウン頂点の送込速度〔ｍｍ／ｓ〕とは、送込速度Ｖａ（図４参照）を意味している。クラウン両端部の平均送込速度〔ｍｍ／ｓ〕とは、芯金２２の先端の送込速度と後端の送込速度とを平均した速度を意味する。クラウン量〔μｍ〕とは、芯金２２の軸方向端部のゴム材Ｇの外径と、軸方向中央のゴム材Ｇの外径との差である。望ましい部分増速量〔ｍｍ／ｓ〕とは、ハネ量を０〔μｍ〕に近づけるための理想的な速度である。実際の部分増速量〔ｍｍ／ｓ〕とは、帯電ロールの製造時に芯金２２を増速させたときの速度である。

ハネ量の評価は、クラウンの形状の近似理想曲線をベースとし、ハネ量および凹み量が±４０〔μｍ〕以下であるものをランクＡ、±４０〔μｍ〕を超え±６０〔μｍ〕以下であるものをランクＢ、±６０〔μｍ〕を超えるものをランクＣとして評価した。実施例１、２は計算上算出された部分増速量を適用した例、比較例１、２、４、５は計算上算出された部分増速量に対し、過剰に増速した例、比較例３、６は、計算上算出された部分増速量に対し、増速量が不足している例、比較例７は、部分増速を行わない例である。

ここで、図８に示すハネ量評価結果から、本実施形態の一例である実施例１、２については、ハネ量の評価がランクＡとなることが確認された。また、比較例１、２、３、４、５、６、７については、ハネ量の評価がランクＢ、Ｃとなることが確認された。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されない。

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。

切断予定位置Ｐ２における送込速度Ｖｅについては、比較例と比べてハネ量が抑制される条件であれば、第３速度Ｖ３としなくてもよい。

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
７０ 帯電ロール（ロールの一例）
７２ 弾性層
Ｇ ゴム材
Ｐ２ 切断予定位置

Claims (3)

1. 円筒状に押し出されるゴム材の中心部に二次曲線制御された速度で芯金を送り込むことで前記ゴム材により前記芯金の外周面を被覆し、前記芯金の軸方向両端部のゴム材を切断するロールの製造方法であって、
   前記ゴム材が切断される切断予定位置において前記芯金の送込速度を前記二次曲線制御された速度よりも一時的に増加させるロールの製造方法。
2. 前記切断予定位置における前記送込速度が第１速度Ｖ１のときの前記ゴム材の外径が前記切断予定位置における前記ゴム材の設定外径よりもΔｄ１大きくなったとして、
   前記送込速度のうち最も遅い速度を第２速度Ｖ２とし、
   前記芯金の軸方向の中央位置における前記ゴム材の外径と前記切断予定位置における前記ゴム材の外径との差を外径差Δｄ２とし、
   前記切断予定位置における前記送込速度をＶ３＝Ｖ１＋｛（Ｖ１−Ｖ２）／Δｄ２｝×Δｄ１で求められる第３速度Ｖ３とする請求項１に記載のロールの製造方法。
3. 請求項１又は請求項２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。