JPS58193135A - 弾性体ロ−ルの製造方法 - Google Patents

弾性体ロ−ルの製造方法

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JPS58193135A
JPS58193135A JP7516982A JP7516982A JPS58193135A JP S58193135 A JPS58193135 A JP S58193135A JP 7516982 A JP7516982 A JP 7516982A JP 7516982 A JP7516982 A JP 7516982A JP S58193135 A JPS58193135 A JP S58193135A
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康博 上原
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    • B29L2031/32Wheels, pinions, pulleys, castors or rollers, Rims
    • B29L2031/324Rollers or cylinders having an axial length of several times the diameter, e.g. embossing, pressing or printing

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、弾性体ロールの製造方法、就中、電子写真複
写機等において、トナー画像を担持する支持体の表面に
そのトナー画像を加熱定着するための定着装置に使用さ
れる弾性9体ロールの製造方法に関するものである。
電子写真式複写法では、感光体上に形成されたトナー画
像が、転写器によって紙等の記録支持体に転写され、そ
の後必要に応じてトナー画像を記録支持体表面に定着し
て所望のコピーを得るのが一般的である。
ところで、前記トナーは、一般に熱可塑性樹脂にカーボ
ンブラックのような顔料が混合された01〜関μ程度の
微粒子であり、電荷を受容し、保持することができる。
記録支持体上に形成されたトナー画像は、外力を受けた
時に像が移動しないように定着しなければならない。
この定着方法としては、加熱定着法、圧力定着用いてト
ナーを溶かし、記録支持体としての紙の繊維中に浸透さ
せる方法である。この方法では、臭気防止ないし衛生上
の観点から溶剤を機外に排出することができず、その排
出防止対策を講じると、機械構造が大がかりなものにな
り、製作費も高価になる。
また、圧力定着法は、力学的な力をトナーに加えて、記
録支持体上にトナーを付着させる方法であり、高速化が
可能であるが、他の定着法に比して定着性が悪く、シか
も、圧力感応性トナーはその製法が複雑で、高価なもの
となる欠点を有している。
一方・加熱定着法は、加熱によってトナーを溶融させ、
記録支持体上に付着させる方法であり、広く採用されて
いる。この方法の一例として、ヒートロール方式があり
、少なくとも一方を加熱した一対のロール間に一定圧を
加え、未定着トナー画像を有する支持体を通過させて定
着を行っている。ヒートロール方式は、他の加熱定着装
置に比して電力消費が少なく、かつ定着部での紙詰りに
よる火災の危険性が少ないという利点がある。
ヒートロール方式では、加熱ロールとしてポリテトラフ
ルオルエチレン、HTvシリコーンゴム(Hlgh T
emperature Vulcanization 
5ilicone Rubber)ないしRTVシリコ
ーンゴム(Room TemperatureVulc
anization 5ilicone Rubber
 )等の耐熱離型性物質をロール表面にコーティングし
たものが使用され、一方の加圧ロールとしては、加熱ロ
ールと加圧接触した場合、所定の接触幅(以下、ニップ
と称する)が形成されるように耐熱弾性体で製作したも
のが使用されている。この耐熱弾性体としては、HTv
シリコーンゴム、LTVシリコーンゴム(Low Te
mperature Vulcanization 5
iliconeRubber )、RTVシリコーンゴ
ム、7ツ素ゴム、EPDAゴム(Ethylene P
ropylene Diene AcrylRubbe
r )等を使用し得るが、耐熱性、離型性、耐摩耗性、
その他の機械的物性を考慮すると、H↑Vシリコーンゴ
ムが最適であり、広く使用されている。耐熱弾性体ロー
ルは、金属製芯体に前記の如き耐熱弾性体ロール である。
その製造方法の一例を示す。先ず、プライマーール径よ
り数n大きな内径を有する二つ割り金型内にこれを装填
し・加熱圧縮成型する。成型終了後、金型から取出した
ロールの端部、あるいは金型合せ面部に生じた〃ばり〃
を除去し、研磨荒仕上げする。荒仕上げしたロールを加
熱処理(postcurθ)シ、その後ロール端面の不
要ゴムを除去して、最終仕上げロール径になるまで精研
磨加工す番。斯くして耐熱弾性体ロールを得るのである
が、この製造法では、下記の欠点がある。
■最低二回の研磨加工が必要であり、生産性が低い。
■研磨工程では、表面荒さ管理のために適宜砥石の交換
を行なわなければならず、また、砥石の目詰りを防ぐた
めのドレッサー等を使用するため、コストアップ要因と
なる。
■研磨による廃棄ゴム量が多く、コストアップ要因とな
る。
本発明者等は、従来技術の有する斯かる問題を解決すべ
く、円筒状金型の内周面に予め所望あらさの梨地仕上げ
処理を施しておき、同金型内に弾性体材料を射出注入す
ることによって弾性体ロールを製造する方法を創案した
本発明の目的は、所望表面荒さの弾性体ロールを射出成
型のみによって製造し、表面研磨工程を省略せんとする
点にある。
従来の弾性体ロールは、前記のように、割り型を使用し
て圧縮成型していた\め、成型されたロール表面に型の
合せ面に沿う〃ばり〃が生じ、この〃ばり〃を除去する
と\もに、ロール表面を所望あらさに研磨仕上げする必
要があった。このように、圧縮成型法を採用する以上、
研磨工程を避けることはできないが、射出成型法によれ
ば研磨工程を効果的に省略し得るのである。すなわち、
射出成型法では、材料を流動状態で金型内に注入するた
めに、金型を割り型にする必要はなく、一体型にして成
品表面における〃ばり〃を避けることが可能である。さ
らに、金型の寸法、形状を得られるべき成品のそれと略
ぼ一致させておけば、研磨による整寸が不要となる。
ところで、定着装置で使用する弾性体ロールの表面状態
は、極めて重要であり、実験の結果、表面あらさが2〜
20μmRz  (J工s1十点平均あらさ表示)・就
中3〜10μmRzの範囲内にある時、弾性体ロールに
対する紙の巻き付きが減少し、ロールの汚れが最小限に
抑えられ、通常併設されるクリーニング装置が必要でな
くなる事が判明した。
その理由は、弾性体ロール表面あらさを前記範囲内に収
めることにより、紙とロールとの接触面積が減少してロ
ール表面の静電気の帯電量が減少し、かつロール表面と
紙の間に空気層が形成されるために、ロールに対して紙
が付着し難くなり、剥離し易くなること、および用紙表
面のトナーとロール表面との接触面積が減少し、トナー
の付着力が弱まるからである。また、表面あらさが加μ
mRz以上では、トナー粒子がロール表面の四部に入り
込み・ロールが汚染され易くなる。
叙上の通り、弾性体ロール表面は特殊な状態に仕上げな
ければならないため、単に射出成型するだけでは、従来
の圧縮成型法における場合と同様に研磨加工が必要とな
る。
そこで、本発明では、予め金型内表面に所望のあらさ、
すなわち2〜20μmRzの梨地仕上げ処理を施してお
くことによって、成型品である弾性体ロール表面に所望
の〃あらさ〃が付与されるようにした。
一方、射出成型によって得られた弾性体ロールには、別
の問題が生ずる。すなわち、研磨加工によって得たロー
ルに比し、ロール径の〃ばらつき、〃ないし回転時にお
けるロールの振れが、若干大きくなることである。この
点に関しては、定着装置の構造を以下のように変更する
ことによって解決することができる。
第1図において、加熱素子7が内蔵され、駆動回転され
るヒートロール6に対して、同じく駆動回転される加圧
弾性体ロール1か所定圧で当接されている。この加圧弾
性体ロール1は、軸2の両端部において、軸4′?r:
支点として傾動し得る荷重印加用アーム3を介し一比較
的小さいばね定数、3kg / in 以下の引張りコ
イルスプリング5によって所定荷重を印加され、一定の
ニップ幅りが得られるように構成されている。なお、加
熱ロール6はクリーニング部材8によって清浄化され、
また、ロール6に当接された剥離爪9によって定着後の
用紙が剥離される。
斯かる構成によれば、スプリング5によってロール径の
〃ばらつき〃が吸収され、所望のニップ幅りが得られる
が、回転時のロール振れに対しては、硬度(J工s 、
 K6301−1975のスプリング式硬さ試験による
)60°以下の比較的低硬度のゴム企使用し、ニップに
おける平均圧を5kg/c++!以下に抑えれば、振れ
が吸収される。
また、加圧弾性体ロール1を、長軸方向中央部が小径で
、両軸端側が大径であるテーパー形状の外径不均一ロー
ル、あるいはロール外径を軸方向で変化させたその他の
外径不均一ロールに形成すれば、ニップ形状の最適化、
紙皺発生の防止に有効であるという事実に対し、従来の
研磨加工法でテーパー・ロールを得るのは非常に困難で
あったが、本発明の射出成型法によれば容易に成型する
ことが可能である。
前記の通り、本発明は定着装置で使用される加圧弾性体
ロールの製造方法として瑣適であることが理解されるが
、耐熱弾性体材料としては、曽記のようにHTVシリコ
ーンゴムの他、LTvシリコーンゴム、RTvシリコー
ンゴム、フッ素コム、EPDAゴム等を使用することが
できる。なお、’/ IJ :l −> ’:f A 
ハ、流動性が良いので、他ノ合成ゴムより射出成型が容
易である。
以下、具体的実施例について説明する。
第2図は、射出成型機によって加圧弾性体ロールを成型
する状態を示している。加硫剤が添加さ   ′れたH
TVシリコーンゴム・フンバウンド加を注入口11から
射出ンリンダー】2内に注入し、射出プランジャー16
によって、:30〜60にμ侃程度の圧で加圧せしめる
。コンパウンド(資)は、バンドヒーター15によって
スコーチ(5corch ) シない程度に加熱され、
魚雷型のトーピード(t、orpedo ) 13とシ
リング−12の内壁とで画成される狭い隙間を通つ゛で
押し拡げられ、混練作用を受けながらノズル14から、
円筒状金型17内に加圧注入される。金型17の内壁面
は、梨地仕上げ処理によって108mR2の〃あらさ〃
が付与されており、円筒状金型17の略ぼ中心位置に、
金型18によって位置決めされた外径20igts長さ
28−翼 のスチール製ロール軸孔がセットされ、ロー
ル軸」の自由端部には他の金型19が被嵌されている。
したがって、円筒状金型17とロール軸孔とで画成され
る空間部において、肉厚5朋のゴム層31が得られる。
斯くして、成型された中間品40 Aには、〃ばり〃3
1 aが形成されているが、ゴム層31の両端部を2朋
幅切除すれば、成品としての加圧弾性体ロール40が得
られ、ゴム層31の表面あらさはlOμmRzであった
。また、HTvシリコーンゴムの硬度は硬度35°であ
り、硬度60°以下にするという条件を満たしている。
次に、ロール40を定着装置に用い、ポリテトラフルオ
ルエチレンが塗布された外径35龍中のヒートロールに
対して、ばね定数1kg/Imの引張りコイルスプリン
グを以って荷重40kgで当接せしめ、周速130+y
’secにて回転させた。この時のkf、d幅は、5拳
0闘であった。
前記定着装置に、ゼロックス2830 )ナーで現像さ
れた未定着トナー画像を有する記録支持体を10枚/分
の割合で連続通紙した。その結果、全てのコピーは完全
に定着されており、ロール40に巻き付くという現象は
発生しなかった。また、1万枚の記録支持体を通紙させ
た後でも、ロール40にトナー汚れが生ずることはなく
、特別なりリーニング装置を必要としないことが判った
また、ロール40を用いて、ロール径の〃ばらつき〃と
、回転時におけるロールの〃振れ〃について実験を行っ
た結果、ロール径で±0.3i+mの〃ばらつき〃は、
ニップ幅で、±0.1 、、以下の変化があり、0.2
1111のロール振れでは紙皺は発生せず、紙の送行性
に影響は無いことが判明した。射出成型法で得られるロ
ールは、ロTル径の〃ばらつき〃を十0.3n以内、ロ
ール振れを0.2111以内に抑えることが可能である
から、定着装置における加圧ロールとして使用し得るこ
とは明らかである。
なお、前記のロール40は、定着装置における加圧ロー
ルとして使用されるだけではなく、同ヒートロール、あ
るいは、用紙搬送ロール、その他の弾性体ロールとして
も使用され得るものである。
以上の説明から明らかなように、本発明では、内周面に
所望の〃あらさ〃が付与されると−もに、得られるべき
弾性体ロール径と隆ぼ一致する内径の円筒状一体金型を
用いて射出成型を行い、弾性体ロールを製造するので、
成型後の研磨加工が不要であり、製作費が廉価となる。
また、得られた弾性体ロールの表面〃あらさ〃は、常に
金型内周面の〃あらさ〃と同等であるから、製造時、一
定品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による弾性体ロールを使用した電子写真
複写機における定着装置、第2図は本発明の実施状態を
示す説明図、第3図は中間成品としての弾性体ロールの
説明図、第4図は最終成品たる弾性体ロールの説明図で
ある。 1・・加圧弾性体ロール、2・・・軸、3・・・荷重印
加用アーム、4・・・軸、5・・・引張りコイルスプリ
ング、6・・・ヒートロール、7・・・加熱素子、8・
・・クリーニング部材、9・・・剥離爪、 11・・・注入口、12・・・射出シリンダー、13・
・−トーピード、14・・・ノズル、15・・・バンド
ヒーター、16・・・射出プランジャー、17・・・円
筒状金型、18.19・・・金型、加・・・ロール軸1 加・・・シリコーンゴム・フンバウンド、31・・・ゴ
ム層、31 a・・・ばり、 ・10・・・加圧弾性体ロール、40 A・・・中間品
、h・・・ニップ幅。 代理人 弁理士 江 原  望 外1名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内周面に、あらさ2〜20μmRzの梨地仕上げ処理が
    施され、かつ得られるべき弾性体ロール径と略ぼ一致す
    る内径の円筒状一体金型内中心部に軸部材をカットし、
    前記円筒状一体金型内にゴム質弾・性体材料を加圧注入
    して弾性体ロールを製造する方法。
JP7516982A 1982-05-07 1982-05-07 弾性体ロ−ルの製造方法 Granted JPS58193135A (ja)

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