ゴムローラの製造方法
【課題】 最終的に型内に充填されるゴム内部に残留するエアーを低減することで、ボイドの発生を防止して、画像不良を生じない表面性に優れたゴムローラを得ることができるゴムローラの製造方法を提供する。
【解決手段】 練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むゴムローラの製造方法である。ゴム練り工程および充填工程の２工程、好ましくは、さらに、可塑化工程を含む全工程においてエアー抜きを行う。
【解決手段】 練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むゴムローラの製造方法である。ゴム練り工程および充填工程の２工程、好ましくは、さらに、可塑化工程を含む全工程においてエアー抜きを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴムローラの製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、画像形成装置における現像ローラ等として好適に使用可能なゴムローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における現像ローラ等として、軸の外周にゴム層を担持してなるゴムローラが使用されている。かかるゴムローラは一般に、所定の配合ゴムを、ゴム練りした後、射出（押出）成形機内により所定の型内に充填し、軸の外周に担持させた状態で加硫成形することにより製造される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３００２３９号公報（［０００３］、［図１］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ゴム練り後のゴムは一旦リボン状に形成され、成形機内に投入されて可塑化された後、型内に充填されることになるが、このリボン状ゴム内部には、通常、練りにより巻き込まれたエアーが含まれる。また、このゴムを、成形機のスクリューで可塑化する際や、型内に充填する際にも、さらに内部にエアーが巻き込まれることになる。
【０００４】
このように内部にエアーを巻き込んだゴムを用いて成形、キュアを行うと、ゴム内部のエアーが膨張して、ゴムローラ表面にボイド、即ち、気泡状の欠陥が生ずる。ボイドの発生により表面に凹凸が形成されたローラでは、画出しを行った際に縦すじ等の画像不良が発生して、製品として不良となるため、型内への充填時におけるゴム内部へのエアーの残留を防止して、製品ローラにおけるボイドの発生を防止することが重要となる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、最終的に型内に充填されるゴム内部に残留するエアーを低減することで、ボイドの発生を防止して、表面性が良好で画像不良の発生がない、高品質のゴムローラを得ることができるゴムローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意検討した結果、ゴム内部への残留エアーの低減を図るためには、ゴム練り、スクリュー可塑化および型内充填の各工程において、ゴムの脱泡を行うことが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明のゴムローラの製造方法は、練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを該成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むゴムローラの製造方法において、
前記ゴム練り工程および充填工程の２工程でエアー抜きを行うことを特徴とするものである。好ましくはさらに、前記可塑化工程においてもエアー抜きを行う。
【０００８】
本発明においては、前記ゴム練り工程においては、真空撹拌機を用いてゴム練りを行うことができ、前記可塑化工程においては、ベント式成形機を用いてゴムの可塑化を行うことができる。また、前記充填工程においては、前記金型内を真空引きしながらゴムの充填を行うことができる。本発明は特に、液状ポリイソプレンゴムを４０重量部以下で含有するゴムを用いる場合に有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記構成としたことにより、ゴム内部からのエアーの排除を確実に行うことができるため、最終的に型内に充填された際にゴム内部に残留するエアーを従来に比し大幅に低減することが可能となり、これにより製品ローラにおけるボイドの発生を防止して、画像不良を生じない、高品質のゴムローラを得ることができるゴムローラの製造方法を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明のゴムローラの製造方法は、練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むものであり、これらゴム練り工程および充填工程の２工程、好ましくは、さらに、可塑化工程においてもエアー抜きを行う。従来、例えばベント式成形機を用いて可塑化工程を行うなど、個々の工程に関しエアー抜きを考慮してゴムローラの製造を行うことは行われていたが、本発明によりゴムローラ製造の上記２工程、特には全工程においてエアー抜きを行うことで、従来になく良好にボイドの発生を防止することができ、結果として画像不良を生じない高品質のゴムローラを製造することが可能となった。
【００１１】
以下、各工程につき具体的に説明する。
まず、ゴム練り工程においては、撹拌機内を真空にした練り機を使用してゴム練りを行うことで、ゴム内部に巻き込まれたエアーを排除する方法を好適に用いることができる。
【００１２】
次に、練られたゴムの可塑化を行う可塑化工程においては、ベント式成形機を用いることが好ましい。かかるベント式成形機の一例を、図１に示す。図示するベント式成形機１０は、シリンダー１１にスクリュー１２が装着されてなり、ホッパー１３から供給される原料を、駆動装置１４により駆動されるスクリュー１２により押出しまたは射出して、金型２０内に充填することにより成形を行うものである。ベント式成形機１０においては、スクリュー１２の中間部に除圧縮部１５が設けられるとともにシリンダー１１の対応する箇所に脱気用のベント孔１６が設けられており、このベント孔１６から真空吸引等を行うことで、成形機内の原料中に含まれるエアーや水分などを除去することができるものである。ベント式成形機１０は、図示はしないが、その他、減速機、加熱・冷却装置（ヒーター、ブロワー）温度制御装置などを適宜備えており、本発明においては、市販の装置を適宜用いることが可能である。
【００１３】
また、充填工程においては、金型内を真空引きしながらゴムの充填を行う方法を好適に用いることができる。図２に、本発明に用いることのできる金型の一例の下端部概略図を示す。金型２０内の真空引きは、例えば、図示するように、スリーブ２１に嵌合された下端側キャップ２２にエアー抜き孔２３を設けて、このエアー抜き孔２３に真空ポンプ（図示せず）を接続するなどした、真空引き機構を備える金型２０を用いることで、好適に行うことができる。これにより、金型２０内へのゴム充填時においても、ゴム内部へのエアーの巻き込みを良好に防止することが可能となる。なお、図１では金型２０を横置き状態に配置してゴムの充填を行っているが、この金型配置については、縦置きであってもよく、特に限定されるものではない。
【００１４】
本発明のゴムローラの製造方法においては、上記ゴム練り、可塑化および充填の各工程において、夫々エアー抜きを行う点のみが重要であり、それ以外の点については従来公知の手法に従い行うことができ、特に制限されるものではない。また、エアー抜きを行うための方法についても、上述した方法、設備には制限されない。
【００１５】
本発明は特に、配合中に、液状ポリイソプレンゴム（ＬＩＲ）を４０重量部以下、特には１０〜３０重量部にて含有するゴムを用いてゴムローラを製造する場合に有効である。ＬＩＲは、一般に、ローラ硬度を柔らかくし、練り加工性（ハンドリング性）を良くするために用いられる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記の表１に示す配合に従い、ＬＩＲの配合量のみを下記の表２に示すように変えて、ゴムローラの製造を行った。
【００１７】
（従来例１〜３）
下記の表２に示すようにＬＩＲの配合部数を変えた配合ゴムを用い、ゴム練り工程、可塑化工程および充填工程のいずれにおいてもエアー抜きを行わずに、従来例１〜３のゴムローラを得た。
【００１８】
（実施例１）
ゴム練り工程においては真空撹拌機を用いてゴム練りを行い、充填工程においては金型内を真空引きしながらゴムの充填を行うことにより（図２参照）、これら２工程においてエアー抜きを実施して、実施例１のゴムローラを得た。
【００１９】
（実施例２）
ゴム練り工程においては真空撹拌機を用いてゴム練りを行い、可塑化工程においてはベント式成形機を用いてゴムの可塑化を行い（図１参照）、かつ、充填工程においては金型内を真空引きしながらゴムの充填を行うことにより（図２参照）、各工程においてエアー抜きを実施して、実施例２のゴムローラを得た。
【００２０】
従来例１〜３および実施例１、２の各ゴムローラにつき、１１０℃で、夫々０，３，５，１０，１５時間キュアを行った後、各ゴムローラ表面を研磨して、ボイド数を測定した。測定は、図３に示すように、ローラのＤカット側Ａ、中央部Ｂ、丸軸側Ｃの３箇所の斜線部領域内の、ローラ表面上側および下側のボイドについて行った。測定器としては３次元測定器（倍率３８倍で、ボイドは０．１５ｍｍ以上のものをカウントした。）を用い、これら計６箇所のボイドの合計数を算出した。この結果を、下記の表２および図４のグラフ中に併せて示す。
【００２１】
【表１】
１）ＢＲ：日本ゼオン社製、「ＢＲ１２２０Ｌ」
２）ＩＲ：日本ゼオン社製、「ＩＲ２２００Ｌ」
３）ＬＩＲ：クラレ（株）製、「ＬＩＲ−３０」
４）カーボンブラック：東海カーボン（株）製、「ＴＢ＃５５００」
５）架橋剤：日本油脂（株）製、「１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン」
【００２２】
【表２】
【００２３】
上記表２および図４のグラフから明らかなように、ゴム練り工程および充填工程の２工程、さらには可塑化工程を含む全工程においてエアー抜きを行った実施例１、２のゴムローラにおいては、従来例１〜３のエアー抜きを行わないゴムローラに比して、ボイド数が大幅に減少しており、高品質のゴムローラが得られていることが確認できた。また、従来例１〜３の結果からは、キュア時間が増大すればするほどボイド数が増加し、ＬＩＲの配合量が少ないほどボイド数が増大していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ベント式成形機の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る金型の一例を示す下端部概略図である。
【図３】実施例におけるローラのボイド数測定方法を示す説明図である。
【図４】実施例におけるローラのボイド数測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１０ ベント式成形機
１１ シリンダー
１２ スクリュー
１３ ホッパー
１４ 駆動装置
１５ 除圧縮部
１６ ベント孔
２０ 金型
２１ スリーブ
２２ 下端側キャップ
２３ エアー抜き孔
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴムローラの製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、画像形成装置における現像ローラ等として好適に使用可能なゴムローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における現像ローラ等として、軸の外周にゴム層を担持してなるゴムローラが使用されている。かかるゴムローラは一般に、所定の配合ゴムを、ゴム練りした後、射出（押出）成形機内により所定の型内に充填し、軸の外周に担持させた状態で加硫成形することにより製造される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３００２３９号公報（［０００３］、［図１］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ゴム練り後のゴムは一旦リボン状に形成され、成形機内に投入されて可塑化された後、型内に充填されることになるが、このリボン状ゴム内部には、通常、練りにより巻き込まれたエアーが含まれる。また、このゴムを、成形機のスクリューで可塑化する際や、型内に充填する際にも、さらに内部にエアーが巻き込まれることになる。
【０００４】
このように内部にエアーを巻き込んだゴムを用いて成形、キュアを行うと、ゴム内部のエアーが膨張して、ゴムローラ表面にボイド、即ち、気泡状の欠陥が生ずる。ボイドの発生により表面に凹凸が形成されたローラでは、画出しを行った際に縦すじ等の画像不良が発生して、製品として不良となるため、型内への充填時におけるゴム内部へのエアーの残留を防止して、製品ローラにおけるボイドの発生を防止することが重要となる。
【０００５】
そこで本発明の目的は、最終的に型内に充填されるゴム内部に残留するエアーを低減することで、ボイドの発生を防止して、表面性が良好で画像不良の発生がない、高品質のゴムローラを得ることができるゴムローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意検討した結果、ゴム内部への残留エアーの低減を図るためには、ゴム練り、スクリュー可塑化および型内充填の各工程において、ゴムの脱泡を行うことが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明のゴムローラの製造方法は、練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを該成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むゴムローラの製造方法において、
前記ゴム練り工程および充填工程の２工程でエアー抜きを行うことを特徴とするものである。好ましくはさらに、前記可塑化工程においてもエアー抜きを行う。
【０００８】
本発明においては、前記ゴム練り工程においては、真空撹拌機を用いてゴム練りを行うことができ、前記可塑化工程においては、ベント式成形機を用いてゴムの可塑化を行うことができる。また、前記充填工程においては、前記金型内を真空引きしながらゴムの充填を行うことができる。本発明は特に、液状ポリイソプレンゴムを４０重量部以下で含有するゴムを用いる場合に有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記構成としたことにより、ゴム内部からのエアーの排除を確実に行うことができるため、最終的に型内に充填された際にゴム内部に残留するエアーを従来に比し大幅に低減することが可能となり、これにより製品ローラにおけるボイドの発生を防止して、画像不良を生じない、高品質のゴムローラを得ることができるゴムローラの製造方法を実現することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明のゴムローラの製造方法は、練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むものであり、これらゴム練り工程および充填工程の２工程、好ましくは、さらに、可塑化工程においてもエアー抜きを行う。従来、例えばベント式成形機を用いて可塑化工程を行うなど、個々の工程に関しエアー抜きを考慮してゴムローラの製造を行うことは行われていたが、本発明によりゴムローラ製造の上記２工程、特には全工程においてエアー抜きを行うことで、従来になく良好にボイドの発生を防止することができ、結果として画像不良を生じない高品質のゴムローラを製造することが可能となった。
【００１１】
以下、各工程につき具体的に説明する。
まず、ゴム練り工程においては、撹拌機内を真空にした練り機を使用してゴム練りを行うことで、ゴム内部に巻き込まれたエアーを排除する方法を好適に用いることができる。
【００１２】
次に、練られたゴムの可塑化を行う可塑化工程においては、ベント式成形機を用いることが好ましい。かかるベント式成形機の一例を、図１に示す。図示するベント式成形機１０は、シリンダー１１にスクリュー１２が装着されてなり、ホッパー１３から供給される原料を、駆動装置１４により駆動されるスクリュー１２により押出しまたは射出して、金型２０内に充填することにより成形を行うものである。ベント式成形機１０においては、スクリュー１２の中間部に除圧縮部１５が設けられるとともにシリンダー１１の対応する箇所に脱気用のベント孔１６が設けられており、このベント孔１６から真空吸引等を行うことで、成形機内の原料中に含まれるエアーや水分などを除去することができるものである。ベント式成形機１０は、図示はしないが、その他、減速機、加熱・冷却装置（ヒーター、ブロワー）温度制御装置などを適宜備えており、本発明においては、市販の装置を適宜用いることが可能である。
【００１３】
また、充填工程においては、金型内を真空引きしながらゴムの充填を行う方法を好適に用いることができる。図２に、本発明に用いることのできる金型の一例の下端部概略図を示す。金型２０内の真空引きは、例えば、図示するように、スリーブ２１に嵌合された下端側キャップ２２にエアー抜き孔２３を設けて、このエアー抜き孔２３に真空ポンプ（図示せず）を接続するなどした、真空引き機構を備える金型２０を用いることで、好適に行うことができる。これにより、金型２０内へのゴム充填時においても、ゴム内部へのエアーの巻き込みを良好に防止することが可能となる。なお、図１では金型２０を横置き状態に配置してゴムの充填を行っているが、この金型配置については、縦置きであってもよく、特に限定されるものではない。
【００１４】
本発明のゴムローラの製造方法においては、上記ゴム練り、可塑化および充填の各工程において、夫々エアー抜きを行う点のみが重要であり、それ以外の点については従来公知の手法に従い行うことができ、特に制限されるものではない。また、エアー抜きを行うための方法についても、上述した方法、設備には制限されない。
【００１５】
本発明は特に、配合中に、液状ポリイソプレンゴム（ＬＩＲ）を４０重量部以下、特には１０〜３０重量部にて含有するゴムを用いてゴムローラを製造する場合に有効である。ＬＩＲは、一般に、ローラ硬度を柔らかくし、練り加工性（ハンドリング性）を良くするために用いられる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記の表１に示す配合に従い、ＬＩＲの配合量のみを下記の表２に示すように変えて、ゴムローラの製造を行った。
【００１７】
（従来例１〜３）
下記の表２に示すようにＬＩＲの配合部数を変えた配合ゴムを用い、ゴム練り工程、可塑化工程および充填工程のいずれにおいてもエアー抜きを行わずに、従来例１〜３のゴムローラを得た。
【００１８】
（実施例１）
ゴム練り工程においては真空撹拌機を用いてゴム練りを行い、充填工程においては金型内を真空引きしながらゴムの充填を行うことにより（図２参照）、これら２工程においてエアー抜きを実施して、実施例１のゴムローラを得た。
【００１９】
（実施例２）
ゴム練り工程においては真空撹拌機を用いてゴム練りを行い、可塑化工程においてはベント式成形機を用いてゴムの可塑化を行い（図１参照）、かつ、充填工程においては金型内を真空引きしながらゴムの充填を行うことにより（図２参照）、各工程においてエアー抜きを実施して、実施例２のゴムローラを得た。
【００２０】
従来例１〜３および実施例１、２の各ゴムローラにつき、１１０℃で、夫々０，３，５，１０，１５時間キュアを行った後、各ゴムローラ表面を研磨して、ボイド数を測定した。測定は、図３に示すように、ローラのＤカット側Ａ、中央部Ｂ、丸軸側Ｃの３箇所の斜線部領域内の、ローラ表面上側および下側のボイドについて行った。測定器としては３次元測定器（倍率３８倍で、ボイドは０．１５ｍｍ以上のものをカウントした。）を用い、これら計６箇所のボイドの合計数を算出した。この結果を、下記の表２および図４のグラフ中に併せて示す。
【００２１】
【表１】
１）ＢＲ：日本ゼオン社製、「ＢＲ１２２０Ｌ」
２）ＩＲ：日本ゼオン社製、「ＩＲ２２００Ｌ」
３）ＬＩＲ：クラレ（株）製、「ＬＩＲ−３０」
４）カーボンブラック：東海カーボン（株）製、「ＴＢ＃５５００」
５）架橋剤：日本油脂（株）製、「１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン」
【００２２】
【表２】
【００２３】
上記表２および図４のグラフから明らかなように、ゴム練り工程および充填工程の２工程、さらには可塑化工程を含む全工程においてエアー抜きを行った実施例１、２のゴムローラにおいては、従来例１〜３のエアー抜きを行わないゴムローラに比して、ボイド数が大幅に減少しており、高品質のゴムローラが得られていることが確認できた。また、従来例１〜３の結果からは、キュア時間が増大すればするほどボイド数が増加し、ＬＩＲの配合量が少ないほどボイド数が増大していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ベント式成形機の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る金型の一例を示す下端部概略図である。
【図３】実施例におけるローラのボイド数測定方法を示す説明図である。
【図４】実施例におけるローラのボイド数測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１０ ベント式成形機
１１ シリンダー
１２ スクリュー
１３ ホッパー
１４ 駆動装置
１５ 除圧縮部
１６ ベント孔
２０ 金型
２１ スリーブ
２２ 下端側キャップ
２３ エアー抜き孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを該成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むゴムローラの製造方法において、
前記ゴム練り工程および充填工程の２工程でエアー抜きを行うことを特徴とするゴムローラの製造方法。
【請求項２】
さらに、前記可塑化工程においてもエアー抜きを行う請求項１記載のゴムローラの製造方法。
【請求項３】
前記ゴム練り工程において、真空撹拌機を用いてゴム練りを行う請求項１または２記載のゴムローラの製造方法。
【請求項４】
前記可塑化工程において、ベント式成形機を用いてゴムの可塑化を行う請求項２または３記載のゴムローラの製造方法。
【請求項５】
前記充填工程において、前記金型内を真空引きしながらゴムの充填を行う請求項１〜４のうちいずれか一項記載のゴムローラの製造方法。
【請求項６】
液状ポリイソプレンゴムを４０重量部以下で含有するゴムを用いる請求項１〜５のうちいずれか一項記載のゴムローラの製造方法。
【請求項１】
練り機によりゴムを練るゴム練り工程と、練られたゴムを成形機内で可塑化する可塑化工程と、可塑化されたゴムを該成形機により金型内に充填する充填工程と、を含むゴムローラの製造方法において、
前記ゴム練り工程および充填工程の２工程でエアー抜きを行うことを特徴とするゴムローラの製造方法。
【請求項２】
さらに、前記可塑化工程においてもエアー抜きを行う請求項１記載のゴムローラの製造方法。
【請求項３】
前記ゴム練り工程において、真空撹拌機を用いてゴム練りを行う請求項１または２記載のゴムローラの製造方法。
【請求項４】
前記可塑化工程において、ベント式成形機を用いてゴムの可塑化を行う請求項２または３記載のゴムローラの製造方法。
【請求項５】
前記充填工程において、前記金型内を真空引きしながらゴムの充填を行う請求項１〜４のうちいずれか一項記載のゴムローラの製造方法。
【請求項６】
液状ポリイソプレンゴムを４０重量部以下で含有するゴムを用いる請求項１〜５のうちいずれか一項記載のゴムローラの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２９７８４２（Ｐ２００６−２９７８４２Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２５８７３（Ｐ２００５−１２５８７３）
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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