JPH08339119A - 二層ゴムローラおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内外層の肉厚が均一であって表面欠陥がな
く、かつ内外層の接着が完全で内外層間にエア溜りが発
生することのないゴムローラを提供する。 【構成】 円筒状の金型の内面に、金型の内径と大略同
じ外径を有する加硫済みのソリッドゴムチューブを配置
し、金型の中心部には、未発泡のスポンジゴムを周囲に
設けた芯軸を装着し、スポンジゴムを発泡膨張させソリ
ッドゴムチューブと密着させた後、このスポンジゴムを
加硫させてソリッドゴムチューブと加硫接着させる二層
ゴムローラの製造方法であって、スポンジゴムと密着す
るソリッドゴムチューブ内面にあらかじめ軸方向の溝を
複数形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機等の電子写真
装置に用いられる現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ
等のゴムローラに関し、特に、スポンジゴムからなる内
層と、ソリッドゴムからなる外層とが積層されている二
層ゴムローラおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置に用いられる現像ローラ、
帯電ローラ、転写ローラ等は感光体と接触しており、装
置の高画質化を達成するために硬度の低いローラが求め
られる。それは、たとえば現像装置においては、現像ロ
ーラが硬い場合、現像された可視像にジッター等の画像
欠陥が生じてしまうからである。硬度の低いローラとし
て、スポンジゴム製のものが一般的である。

【０００３】一方、電子写真装置に用いられるローラ
は、装置の高画質化を達成するために、特にその表面の
電気的特性、あるいは磁気的特性を調整する必要がある
が、単にスポンジゴム製のローラを用いたのではこの要
求を満足することはできない。これを解決する手段とし
ては、スポンジゴムの表層にソリッドゴムを積層した二
層構造のローラにするのが一般的である。

【０００４】この種の二層ゴムローラの製造にあたって
は、実開昭５９−３９３１５号公報に記載されているよ
うに、未発泡のスポンジゴムシートをロール芯軸に所定
の厚さまで捲回し、さらにその外周に未加硫のソリッド
ゴムシートを同様に捲回した後、これら未発泡ゴムシー
トと未加硫ゴムシートとを加熱加圧下で加硫一体化させ
る方法が知られている。

【０００５】しかし、この方法では、ゴムシートを芯軸
のまわりに捲回して被覆する際に、内外層を全周にわた
って均一の厚さに形成することが困難である。特に、外
層の厚さむらは電気的特性や磁気的特性のむらとなり、
画像むら等の不具合が発生する。

【０００６】また、特開平４−１４７８３９号公報に記
載の方法では、芯軸の周囲に第一の押出機のクロスヘッ
ドダイで未加硫スポンジゴムからなる内層を形成し、つ
いで、第二の押出機のクロスヘッドダイを通過させて未
加硫ソリッドゴムからなる外層を形成した後、パイプ状
金型内で加熱加硫、発泡させる方法が提案されている。
この方法では、クロスヘッドダイを使用した押出成形で
内外層を被覆することにより、各層の厚さむらは比較的
低減する。

【０００７】しかし、内外層を同時に加熱加硫、発泡さ
せるこの方法では、内層スポンジゴムの発泡と外層ソリ
ッドゴムの加硫とのタイミングを制御することが非常に
困難である。そして、内層スポンジゴムが均一発泡する
前に外層の加硫が始まると、外層と金型内面との密着性
が乏しくなり、ローラ表面にうねり等の外観上の欠陥が
発生してしまう。特に、外層が磁性体粉末を含有するよ
うな場合、外層の粘度が高いことから、この現象は特に
顕著となる。また、内層スポンジの発泡、加硫が先行
し、外層の加硫が遅れた場合、内層スポンジが均一に発
泡しないと、外層の厚みむらが生じる。

【０００８】本発明者は、上記二層構造のゴムローラの
製造方法についての検討の過程で、つぎのような方法を
すでに創案している。この方法は、図９に示すように、
パイプ状金型６の内面に、金型６の内径と同じ外径を有
する加硫済のソリッドゴムチューブ１を配置し、金型の
中心部には未発泡のスポンジゴム２が周囲に形成された
芯軸３を装着し、このスポンジゴム２を発泡膨張させて
ソリッドゴムチューブ１と密着させた後、このスポンジ
ゴム２を加硫させてソリッドゴムチューブ１と加硫接着
させるものである。この方法によれば、外層の表面欠陥
がなく、また厚さを高精度に調整することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スポン
ジゴム２を発泡膨張させてソリッドゴムチューブ１と密
着させる際に、ソリッドゴムチューブ１内面との間に隙
間がないために、図１０に示すように、スポンジゴム２
の発泡時に発生するガスの発散経路が閉塞してしまい、
結果として内外層間に多数のエア溜り５が生じてしま
う。このエア溜り５により内外層の接着強度が低下し、
時にはソリッドゴムチューブ１とスポンジゴム２が剥離
してしまうという不具合があった。

【００１０】この発明は、以上の実情を背景としてなさ
れたもので、スポンジゴムからなる内層とソリッドゴム
からなる外層を積層した二層構造のゴムローラにおい
て、内外層の肉厚が均一であって表面欠陥がなく、かつ
内外層の接着が完全で内外層間にエア溜りが発生するこ
とのない二層ゴムローラおよびその製造方法を提供する
ことを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の二層ゴムローラの製造方法は、円
筒状の金型の内面に、金型の内径と大略同じ外径を有し
かつ内面に軸方向に延びる複数の溝が形成された加硫済
のソリッドゴムチューブを配置し、前記金型の中心部に
は、未発泡のスポンジゴムが周囲に設けられた芯軸を装
着し、前記スポンジゴムを発泡膨張させ、前記ソリッド
ゴムチューブと密着させた後、前記スポンジゴムを加硫
させて、前記ソリッドゴムチューブと加硫接着させるこ
とを特徴としている。

【００１２】請求項２に記載の二層ゴムローラは、ソリ
ッドゴムチューブと、このソリッドゴムチューブと同軸
の芯軸の外周まわりに所定の肉厚で配設されるスポンジ
ゴムとを備え、このスポンジゴムの発泡膨張によってこ
のスポンジゴムの外周面が前記ソリッドゴムチューブの
内周面に密着され、前記スポンジゴムを加硫することに
よって前記スポンジゴムと前記ソリッドゴムチューブと
が接合されている二層ゴムローラにおいて、前記ソリッ
ドゴムチューブの内周面に前記ソリッドゴムチューブの
軸方向に延びる複数の溝が形成されていることを特徴と
している。

【００１３】請求項３に記載の二層ゴムローラは、請求
項２に記載の二層ゴムローラにおいて、前記ソリッドゴ
ムチューブは、軸方向に延びる複数の溝が外周面に形成
された円筒状金属芯材の周囲に未加硫ゴムを被覆した
後、加硫することにより成形されていることを特徴とし
ている。

【００１４】請求項４に記載の二層ゴムローラは、請求
項２に記載の二層ゴムローラにおいて、前記溝の断面形
状は前記ソリッドゴムローラの周まわり方向に同形の鋸
歯形状とされていることを特徴としている。

【００１５】

【作用】請求項１に記載の二層ゴムローラの製造方法に
よれば、スポンジゴムと密着するソリッドゴムチューブ
内面にあらかじめ軸方向に延びる複数の溝を形成したの
で、内外層間（ソリッドゴムチューブ内面とスポンジゴ
ム外面との間）にエア溜りが生じることなく、内外層間
の接着が完全となり、かつ内外層の肉厚が均一であって
表面欠陥のない二層ゴムローラを提供することができ
る。

【００１６】請求項２に記載の二層ゴムローラによれ
ば、ソリッドゴムチューブと、このソリッドゴムチュー
ブと同軸の芯軸の外周まわりに所定の肉厚で配設される
スポンジゴムとを備え、このスポンジゴムの発泡膨張に
よってこのスポンジゴムの外周面が前記ソリッドゴムチ
ューブの内周面に密着され、前記スポンジゴムを加硫す
ることによって前記スポンジゴムと前記ソリッドゴムチ
ューブとが接合されている二層ゴムローラにおいて、前
記ソリッドゴムチューブの内周面に前記ソリッドゴムチ
ューブの軸方向に延びる複数の溝が形成されているの
で、内外層間にエア溜りが生じることなく、内外層間の
接着が完全なものとなり、かつ内外層の肉厚が均一であ
って表面欠陥がない。

【００１７】請求項３に記載の二層ゴムローラによれ
ば、ソリッドゴムチューブは、軸方向に延びる複数の溝
が外周面に形成された円筒状金属芯材の周囲に未加硫ゴ
ムを被覆した後、加硫することにより成形されているの
で、内面に溝が形成されたソリッドゴムチューブを簡便
に製作することができる。

【００１８】請求項４に記載の二層ゴムローラによれ
ば、ソリッドゴムチューブの内周面にソリッドゴムチュ
ーブの軸方向に延びる複数の溝が形成され、これらの溝
の断面形状は周まわり方向に同形の鋸歯形状とされてい
るので、ソリッドゴムチューブの周方向の肉厚が均一に
保たれ、ソリッドゴムチューブとスポンジゴムとの密着
性が良好となり、しかも剛体と接触したときの当接幅、
回転トルク、表面硬度の安定化を図ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、図示する実施例にもとづいてこの発明
を説明する。

【００２０】（実施例１）図１は、二層ゴムローラの製
造工程を示す概略図である。この実施例では、磁性一成
分現像装置に用いられる二層ゴムローラの製造方法につ
いて述べるが、この発明による製造方法は、転写あるい
は帯電装置に用いられる二層ゴムローラについても適用
できる。

【００２１】まず、ソリッドゴムチューブを以下の手順
にしたがって作成する。磁性体粉末（バリウムフェライ
ト）および加硫剤を配合したＥＰＤＭゴムをミキシング
ロールによって均一に混練し、未加硫のＥＰＤＭゴムシ
ートを押出予備成形により製作する。この未加硫ゴムシ
ートを円筒状金属芯材周囲に捲回し、プレス加硫した後
円筒研削により研磨仕上げをおこなう。このゴムを金属
芯材から脱離し、肉厚の均一なソリッドゴムチューブを
得る。なお、ソリッドゴムチューブの製作は加熱炉によ
る加硫、蒸気加硫、ＵＨＦ等連続加硫やクロスヘッドダ
イを使用した押出成形でも同様におこなうことができ
る。なお、上記研磨仕上げは、最終成形品を得た段階で
おこなってもよい。

【００２２】つぎに、図２に示すように、得られたソリ
ッドゴムチューブ１１の内面に彫刻加工等により軸方向
の溝１２を複数形成する。溝１２の形状（幅、深さ）
は、ローラの磁気特性、電気特性に悪影響を与えないよ
うに考慮する。溝１２の本数は任意であるが、この実施
例ではローラの着磁パターンの本数と同数とした。これ
により、現像時の着磁ピッチむらを低減することができ
る。

【００２３】金型１６への組付は、図３に示すようにお
こなう。金型１６の両側面部には、円周方向に沿って、
ソリッドゴムチューブ１１の肉厚よりも小さい径の複数
の通気孔３１が溝１２に臨むようにして設けられてい
る。内径２０ｍｍのパイプ状金型１６に加硫済ソリッド
ゴムチューブ１１をセットし、その中心部に未発泡スポ
ンジゴム１４が被覆された金属芯軸３を挿入する。

【００２４】ついで、電気炉中で発泡剤の分解温度以
上、かつ加硫の進行しない所定の温度域で発泡をおこな
う。この加熱によりスポンジゴム１４は発泡膨張し、図
４に示すように、パイプ状金型１６内のソリッドゴムチ
ューブ１１の内面に到達する。この際、ソリッドゴムチ
ューブ１１の内面には軸方向の溝１２が複数設けられて
いるので、この溝１２との間に隙間が生じる。この隙間
が発泡時に発生するガスの発散経路となるので、ソリッ
ドゴムチューブ１１とスポンジゴム１４との間にはエア
溜りが生じない。その後、スポンジゴム１４の発泡は進
行し、スポンジゴム１４はソリッドゴムチューブ１１の
内面と密着する（図５参照）。また、ソリッドゴムチュ
ーブ１１は金型１６の内面で形状が規制されており、変
形等は生じない。

【００２５】さらに、電気炉中でスポンジゴム１４の発
泡時よりも高い温度で所定時間加熱する。これにより発
泡圧力でソリッドゴムチューブ１１に密着していたスポ
ンジゴム１４はソリッドゴムチューブ１１の内面と加硫
接着する。

【００２６】加硫加熱後、脱型することにより、金属芯
軸１３の外周にスポンジゴム１４からなる内層とソリッ
ドゴム１１からなる外層を積層した二層構造のゴムロー
ラ１７が得られる。この二層ゴムローラ１７において、
金属芯軸１３と内層が、および内層と外層がそれぞれ加
硫接着しており、内外層間にエア溜りが生じないため、
容易には剥離することがない。この二層ゴムローラ１７
は硬度４５（ＪＩＳＡ）であり、感光体に十分に当接し
得る軟らかいもので、かつ内外層の厚みむらや表面欠陥
は見られるものではない。

【００２７】この実施例ではソリッドゴム、スポンジゴ
ムとともにＥＰＤＭを用いた。これは、加工性が良好
で、また、二層ゴムローラ１７が直接外気に曝されるこ
とから、耐候性、耐オゾン性、耐熱性が良好で、しかも
コストが安いためであるが、その他公知の各種合成ゴム
で形成することも可能である。両者を同一のゴムで形成
することにより、接着強度は向上する。

【００２８】この実施例で得られた二層ゴムローラ１７
を着磁ヨークを用いて着磁することにより、低硬度の磁
性現像ローラが得られる。この磁性現像ローラは、肉厚
が均一でかつ内外層間にエア溜りが存在しないため、電
気的特性、磁気的特性にむらがない。したがって、トナ
ーを安定的に供給、現像ができ、良好な画質を得ること
ができる。

【００２９】（実施例２）図６〜図８は、この発明の実
施例２を示す。図７において、２１は二層ゴムローラ
で、ソリッドゴムチューブ２２と、このソリッドゴムチ
ューブ２２と同軸の芯軸２３の外周まわりに一定の肉厚
で配設されるスポンジゴム２４とを備えている。二層ゴ
ムローラ２１は、実施例１の二層ゴムローラ１７と同様
に、スポンジゴム２４の発泡膨張によってこのスポンジ
ゴム２４の外周面はソリッドゴムチューブの内周面に密
着され、スポンジゴム２４を加硫することによってスポ
ンジゴム２４とソリッドゴムチューブ２２とが接合され
ている。

【００３０】そして、ソリッドゴムチューブ２２の内周
面には、図６に示すように、ソリッドゴムチューブ２２
の軸方向に延びる複数の溝２５が形成され、これらの溝
２５の断面形状はソリッドゴムチューブ２２の周まわり
方向に同形の鋸歯形状とされている。

【００３１】このような構成とすることにより、図８に
示すように、ソリッドゴムチューブ２２の周方向（矢印
方向）の肉厚が均一に保たれ、ソリッドゴムチューブ２
２とスポンジゴムとの密着性が良好となり、しかも剛体
２６と接触したときの当接幅、回転トルク、表面硬度の
安定化を図ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、スポンジゴムと密着するソリッドゴムチュ
ーブ内面にあらかじめ軸方向に延びる複数の溝を形成し
たので、ソリッドゴムチューブ内面とスポンジゴム外面
との間にエア溜りが生じることなく、内外層間の接着が
完全となり、かつ内外層の肉厚が均一であって表面欠陥
のない二層ゴムローラを提供することができるという効
果がある。

【００３３】請求項２に記載の発明によれば、ソリッド
ゴムチューブと、このソリッドゴムチューブと同軸の芯
軸の外周まわりに所定の肉厚で配設されるスポンジゴム
とを備え、このスポンジゴムの発泡膨張によってこのス
ポンジゴムの外周面が前記ソリッドゴムチューブの内周
面に密着され、前記スポンジゴムを加硫することによっ
て前記スポンジゴムと前記ソリッドゴムチューブとが接
合されている二層ゴムローラにおいて、前記ソリッドゴ
ムチューブの内周面に前記ソリッドゴムチューブの軸方
向に延びる複数の溝が形成されているので、内外層間に
エア溜りが生じることなく、内外層間の接着が完全なも
のとなり、かつ内外層の肉厚が均一であって表面欠陥が
ないという効果がある。

【００３４】請求項３に記載の二層ゴムローラによれ
ば、ソリッドゴムチューブは、軸方向に延びる複数の溝
が外周面に形成された円筒状金属芯材の周囲に未加硫ゴ
ムを被覆した後、加硫することにより成形されているの
で、内面に溝が形成されたソリッドゴムチューブを簡便
に製作することができるという効果がある。

【００３５】請求項４に記載の二層ゴムローラによれ
ば、ソリッドゴムチューブの内周面にソリッドゴムチュ
ーブの軸方向に延びる複数の溝が形成され、これらの溝
の断面形状は周まわり方向に同形の鋸歯形状とされてい
るので、ソリッドゴムチューブの周方向の肉厚が均一に
保たれ、ソリッドゴムチューブとスポンジゴムとの密着
性が良好となり、しかも剛体と接触したときの当接幅、
回転トルク、表面硬度の安定化を図ることができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の二層ゴムローラの製造工程を示す概
略図である。

【図２】この発明の実施例１におけるソリッドゴムチュ
ーブの外観図斜視である。

【図３】この発明の実施例１におけるスポンジゴム発泡
前のローラの断面図である。

【図４】この発明の実施例１におけるスポンジゴム発泡
後のローラの断面図である。

【図５】この発明の実施例１におけるスポンジゴム発泡
後のローラの断面拡大図である。

【図６】この発明の実施例２におけるソリッドゴムチュ
ーブの外観図である。

【図７】この発明の実施例２における二層ゴムローラの
外観斜視図である。

【図８】この発明の実施例２におけるソリッドゴムチュ
ーブの説明図である。

【図９】従来のスポンジゴム発泡後のローラの側面図で
ある。

【図１０】従来のスポンジゴム発泡後のローラの断面拡
大図である。

【符号の説明】

１１、２２ ソリッドゴムチューブ １４、２４ スポンジゴム １３、２３ 金属芯軸 １６ パイプ状金型 １２、２５ 溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の金型の内面に、金型の内径と大
   略同じ外径を有しかつ内面に軸方向に延びる複数の溝が
   形成された加硫済のソリッドゴムチューブを配置し、前
   記金型の中心部には、未発泡のスポンジゴムが周囲に設
   けられた芯軸を装着し、前記スポンジゴムを発泡膨張さ
   せ、前記ソリッドゴムチューブと密着させた後、前記ス
   ポンジゴムを加硫させて、前記ソリッドゴムチューブと
   加硫接着させることを特徴とする二層ゴムローラの製造
   方法。
2. 【請求項２】 ソリッドゴムチューブと、このソリッド
   ゴムチューブと同軸の芯軸の外周まわりに所定の肉厚で
   配設されるスポンジゴムとを備え、このスポンジゴムの
   発泡膨張によってこのスポンジゴムの外周面が前記ソリ
   ッドゴムチューブの内周面に密着され、前記スポンジゴ
   ムを加硫することによって前記スポンジゴムと前記ソリ
   ッドゴムチューブとが接合されている二層ゴムローラに
   おいて、 前記ソリッドゴムチューブの内周面に前記ソリッドゴム
   チューブの軸方向に延びる複数の溝が形成されているこ
   とを特徴とする二層ゴムローラ。
3. 【請求項３】 前記ソリッドゴムチューブは、軸方向に
   延びる複数の溝が外周面に形成された円筒状金属芯材の
   周囲に未加硫ゴムを被覆した後、加硫することにより成
   形されていることを特徴とする請求項２に記載の二層ゴ
   ムローラ。
4. 【請求項４】 前記溝の断面形状は前記ソリッドゴムロ
   ーラの周まわり方向に同形の鋸歯形状とされていること
   を特徴とする請求項２に記載の二層ゴムローラ。