チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置、並びに、半導電性ロールの製造方法及び製造装置
【課題】樹脂チューブ内にゴムローラを挿入する際に、樹脂チューブに亀裂、裂け、折れ等が発生しにくい、ゴムローラの挿入を可能とする樹脂チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供すること。
【解決手段】 ゴムロール挿入ガイド２０により、ゴムロール１０外径を収縮させた状態で、ポリイミド樹脂チューブ１２にゴムロール１０を挿入して被覆している。このため、ポリイミド樹脂チューブ１２に対して物理的負荷がかからなく、ポリイミド樹脂チューブ１２の亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。また、ゴムロール挿入ガイド２０へのゴムロール１０の挿入の際、第１空気供給機構２６によりゴムロール１０の外周面に空気を供給すると、ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入する際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０との間に空気が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【解決手段】 ゴムロール挿入ガイド２０により、ゴムロール１０外径を収縮させた状態で、ポリイミド樹脂チューブ１２にゴムロール１０を挿入して被覆している。このため、ポリイミド樹脂チューブ１２に対して物理的負荷がかからなく、ポリイミド樹脂チューブ１２の亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。また、ゴムロール挿入ガイド２０へのゴムロール１０の挿入の際、第１空気供給機構２６によりゴムロール１０の外周面に空気を供給すると、ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入する際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０との間に空気が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置等に用いられる樹脂チューブを被覆したロールの製造方法及び製造装置、並びに、半導電性ロールの製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる定着ロール、帯電ロールや転写ロール等には、芯金上にゴム層又はゴム発泡体層を形成したゴムロールの表面に、樹脂チューブを被覆した回転体が使用されている。これらの回転体は、機器の小型化や高性能化に対応すべく、ある程度変形可能とするために肉厚が薄い樹脂チューブが用いられており、また、機器の中で回転時に樹脂チューブのズレを生じにくいように、樹脂チューブは芯金上に形成したゴム層又はゴム発泡体層より小さい径で形成されている。例えば、ＰＦＡ樹脂チューブを被覆した定着ロール、複数樹脂層チューブを被覆した帯電ロール、ポリイミド樹脂チューブを被覆した転写ロール等が開示されている（例えば、特開２００３−１５６９２２公報、特開２００４−１０９９２３公報など）。
【０００３】
このようなゴムロールに樹脂チューブを被覆する手段として、加圧又は減圧するという手段を用いて樹脂チューブを均一に膨らます事に主眼を置いたものが多く出願されている。
【０００４】
例えば、ＰＦＡチューブを用いた定着ロールでは、特開平８−１５７５８号公報に開示されているように、減圧容器内にＰＦＡチューブの一端部を懸吊して保持し、他端部側から減圧容器内のガスを吸引しつつ、前記ＰＦＡチューブの内径より僅かに大きい外径を有するゴムローラを挿入する方法があるが、この方法はＰＦＡチューブの外面を減圧する手段がとられている。
【０００５】
また特開平１０−２４４５９０号公報に開示されているように、ＰＦＡチューブの一端を徐々に拡径した状態で折り返して挿入型内に設定させて、その周縁に外周面に接着剤を塗布したＰＦＡチューブより僅かに大きい外径を有するゴムロールを加圧容器にて気密状態で覆い、加圧容器内を加圧してゴムロールをＰＦＡチューブ内に挿入する方法があるが、この方法はＰＦＡチューブの内面を加圧する手段がとられている。また、この提案では、ゴムロールに挿入治具を連結して気密性を確保する手段がとられている。
【０００６】
このような被覆手段は、ＰＦＡ樹脂の伸び率２００〜４００％（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と比較的伸び率が大きく、かつ引張強さ２７〜３０ＭＰｓ（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と外圧を加えると膨らみやすい特徴を活用して、ＰＦＡチューブの内外の圧力差をもうけることでチューブ内径を拡大してゴムロールを挿入することが可能となっている。
【０００７】
また、帯電ロールでは、特開２００３−１５６９２２公報に開示されている芯金上にゴム発泡体層を形成したゴムロールの表面に複数樹脂層チューブを被覆する方法として、複数樹脂層チューブ内に片方から気体を吹きこみながら逆方向からゴムロールを挿入することで、複数樹脂層チューブ内を膨らませながら、かつ複数樹脂層チューブと外容器の間を減圧する手段を併用する被覆手段が開示されているが、これも複数樹脂層チューブの内外の圧力差を均一にもうけうることでチューブ内径を拡大してゴムロールを挿入することが可能となっている。
【０００８】
近年、機械的強度や耐熱性や寸法安定性を向上させるためにポリイミド樹脂チューブを用いた転写ロールが特開２００４−１０９９２３公報で開示されているが、被覆手段としてポリイミド樹脂チューブを膨らませる方式と共に、芯金上にゴム発泡体層を形成したゴムロールを冷却してチューブ内径よりも一時的に小さくして挿入する手段が開示されている。これは、ポリイミド樹脂は伸び率６〜８％程度（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と伸び率が小さく、かつ１２０〜５２０ＭＰｓ（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と外圧を加えても膨らみにくく、片方から気体を吹き込みながら逆方向からゴムロールを挿入する方式をとると、ゴムロール上のゴム発泡体の直径が大きい時など挿入可能な状態までポリイミド樹脂チューブを膨らませるには大きな圧力が必要で、圧力をかけすぎると亀裂や裂けが発生しやすく、またポリイミド樹脂チューブの両端を固定する際にポリイミド樹脂チューブ端部に折れが発生することがあり、安定的にゴムロールを挿入するにはゴム発泡体を冷却する工程が必要となり工程が複雑になってしまう問題があった。
【０００９】
このような問題は、ポリイミド樹脂チューブにかかわらず、他の樹脂チューブにおいても同様であり、改善が望まれている。
【特許文献１】特開２００３−１５６９２２公報
【特許文献２】特開２００４−１０９９２３公報
【特許文献３】特開平８−１５７５８号公報
【特許文献４】特開平１０−２４４５９０号公報
【特許文献５】特開２００３−１５６９２２公報
【特許文献６】特開２００４−１０９９２３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、本発明の主たる目的は、樹脂チューブ内にゴムローラを挿入する際に、樹脂チューブにかかる負荷を少なくして、樹脂チューブに亀裂、裂け、折れ等が発生しにくい、ゴムローラの挿入を可能とする樹脂チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、樹脂チューブ及びゴムロールとして、半導電性部材を適用した半導電性ロールの製造方法及び製造装置と提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明の樹脂チューブ被覆ロールは、樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造方法であり、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有する筒状ゴムロール挿入ガイドへ前記ゴムロールを挿入し、その外径を収縮する第１工程と、
外径が収縮した状態で前記ゴムロールを前記樹脂チューブ内に挿入する第２工程と、
を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法では、筒状ゴムロール挿入ガイドにより、ゴムロール外径を収縮させた状態で、樹脂チューブにゴムロールを挿入して被覆している。このため、樹脂チューブに対して物理的負荷が少なく、樹脂チューブの亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。
【００１３】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記第１工程では、前記ゴムロールの外周面に気体を供給することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００１４】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記第１及び第２工程では、気体圧により前記筒状ゴムロール挿入ガイド及び樹脂チューブへ前記ゴムロールをそれぞれ挿入することもできる。これにより、気体圧によりゴムロールをロール挿入方向へ加圧すると共に、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００１５】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記第１及び第２工程では、前記ゴムロールのロール挿入方向側端部を保護キャップにより保護した状態で、前記筒状ゴムロール挿入ガイド及び樹脂チューブへ前記ゴムロールをそれぞれ挿入することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入した際、ゴムロールのロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが生じ難くなる。
【００１６】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記樹脂チューブは、ポリイミド樹脂チューブであることがよい。特に、引張り強度が強く内径伸縮が困難であり、亀裂、裂け、折れ等が発生しやすいポリイミド樹脂チューブを適用することが有効である。
【００１７】
また、本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置は、樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造装置であり、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有すると共に、前記樹脂チューブ内に嵌め込まれた状態で配設され、前記樹脂チューブへの前記ゴムロールの挿入時に前記ゴムロールを挿入して、その外径を収縮させる筒状ゴムロール挿入ガイドを有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置では、筒状ゴムロール挿入ガイドにより、ゴムロール外径を収縮させた状態で、樹脂チューブにゴムロールを挿入して被覆する。このため、樹脂チューブに対して物理的負荷が少なく、樹脂チューブの亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。
【００１９】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記筒状ゴムロール挿入ガイドへの前記ゴムロールの挿入時に、前記ゴムロールの外周面に気体を供給する気体供給機構をさらに有することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００２０】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記ゴムロールを内部に載置した状態で、前記樹脂チューブへの挿入口を除いて密閉する密閉容器と、前記密閉容器内の気体圧を正圧にし、その気体圧により前記ゴムロールを前記樹脂チューブへ挿入するための圧力供給機構と、をさらに有することができる。これにより、気体圧によりゴムロールをロール挿入方向へ加圧すると共に、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００２１】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記ゴムロールのロール挿入方向側端部を保護する保護キャップを有することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入した際、ゴムロールのロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが生じ難くなる。
【００２２】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記樹脂チューブは、ポリイミド樹脂チューブであることがよい。特に、引張り強度が強く内径伸縮が困難であり、亀裂、裂け、折れ等が発生しやすいポリイミド樹脂チューブを適用することが有効である。
【００２３】
また、本発明の半導電性ロールの製造方法及び製造装置は、上記本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置において、樹脂チューブ及びゴムロールとして半導電性部材を適用したものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、樹脂チューブ内にゴムローラを挿入する際に、樹脂チューブにかかる負荷を少なくして、樹脂チューブに亀裂、裂け、折れ等が発生しにくい、ゴムローラの挿入を可能とする樹脂チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供することができる。また、樹脂チューブ及びゴムロールとして、半導電性部材を適用した半導電性ロールの製造方法及び製造装置と提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。図２は、第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置の一部を示す拡大概略構成図である。図３は、第１実施形態に係る筒状ゴムロール挿入ガイドを示す断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置は、ゴムロール１０の外周にポリイミド樹脂チューブ１２を被覆させる装置である。当該製造装置は、図１〜２に示すように、ゴムロールガイド容器１４と、ゴムロール１０を吊るすと共にロール挿入方向へ所定の圧力を加える加圧装置１６と、ポリイミド樹脂チューブ１２内に挿入したゴムロール１０の位置を決めるロール位置決め機構１８と、備えている。
【００２８】
ゴムロールガイド容器１４は、ゴムロール１０とポリイミド樹脂チューブ１２とを同軸線上に載置し、内部でポリイミド樹脂チューブ１２内にゴムロール挿入ガイド２０を介してゴムロール１０が挿入されるように構成されている。ゴムロールガイド容器１４の上部（図中上側）に設けられたロール挿入室１４Ａには、挿入時のゴムロール１０の外周面へ空気を供給するための第１空気供給口２６Ａが設けられている。また、ロール挿入室１４Ａのロール挿入口側（図中上方）には、ロール挿入口２２Ａを持ったゴムロールガイド板２２が固定されている。
【００２９】
ゴムロールガイド容器１４の下部（図中下側）には、エアークリッパー２４及びエアークリッパー２４内に所定の圧力で空気を供給するための第２空気供給口２８Ａが設けられており、ポリイミド樹脂チューブ１２はその一端内部にゴムロール挿入ガイド２０の一部（筒状胴部２０Ａ）が嵌め込まれた状態でエアークリッパー２４により固定されて載置している。
【００３０】
そして、第１空気供給口２６Ａ及び第２空気供給口２８Ａには、それぞれ第１空気供給機構２６及び第２空気供給機構２８が連結され、それぞれの供給口から空気（圧縮空気）を所定の圧力で供給する。
【００３１】
ゴムロール挿入ガイド２０は、外径寸法及び内径寸法が一定の筒状胴部２０Ａと、筒状胴部２０Ａのロール挿入方向とは反対側端部（図中上端部）に一体的に形成された筒状部２０Ｂとで構成され、ゴムロール１０とポリイミド樹脂チューブ１２と同一線上に載置されている。筒状部２０Ｂは、筒状胴部２０Ａのロール挿入方向とは反対側（図中上側）に向かって外径寸法及び内径寸法が漸次大きくなる載頭円錐状（若しくはテーパ状）となっている。
【００３２】
筒状胴部２０Ａは、ゴムロール１０挿入時にロール外径が収縮するように、当該ロール外径よりも小さい径の内径を有しており、ポリイミド樹脂チューブ１２に内部に嵌め込めるように、チューブ内径よりも小さい外径を有している。また、筒状胴部２０Ａのチューブ嵌合側端部（ロール挿入方向側端部）には、ポリイミド樹脂チューブ１２へ嵌め込みやすいように、切り欠き２０Ｃを設けている。筒状胴部２０Ａの内径とゴムロール１０外径との差は例えば０．０１〜０．１ｍｍがよく、本実施形態では０．０５ｍｍに設定されている。
【００３３】
一方、テーパー状の筒状部２０Ｂは、そのテーパー面２０Ｄによってゴムロール１０の調軸機能を持たせている。このテーパー面２０Ｄの角度は、ゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）の軸方向に対して３０〜６０度（鋭角）がよく、本実施形態では４５度に設定されている。この調軸機能によりゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）が同軸線上に微調整され、ゴムロール１０がゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）に挿入させることができる。
【００３４】
ゴムロール挿入ガイド２０は、その肉厚が例えば０．０４〜０．０８ｍｍであることがよく、本実施形態では０．０６ｍｍも設定されている。また、ゴムロール挿入ガイド２０は、例えば、ニッケル、銅などの電鋳で構成することがよく、本実施形態では、ニッケル電鋳で構成されている。ここで、ゴムロール挿入ガイド２０の肉厚は、挿入性を良くするにはできるだけ薄い方が有利だが、０．０４ｍｍ以下の厚さではポリイミド樹脂チューブ１２を保持するためのエアークリッパー２４による圧力（例えば０．１５ＭＰａ）で変形しやすく、０．０８ｍｍ以上ではゴムロール１０の収縮量が大きくなり挿入しずらくなる。このため、肉厚は上記範囲がよい。
【００３５】
なお、本実施形態では、外径２０．２ｍｍ、厚さ０．０６ｍｍ、高さ５０ｍｍの筒状胴部２０Ａと、テーパー面２０Ｄの角度４５度の筒状部２０Ｂとで構成した、ニッケル電鋳からなるゴムロール挿入ガイド２０を適用した。
【００３６】
ゴムロールガイド板２２は、ゴムロール１０がゴムロールガイド容器１４（ロール挿入室１４Ａ）に挿入される際、ゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）と同一線上に調軸するためのロール挿入口２２Ａを有している。また、ロール挿入時にロール挿入室１４Ａには第１空気供給口２６Ａからポリイミド樹脂チューブ１２の挿入に必要な流量の空気を供給するが、挿入中のゴムロール１０がポリイミド樹脂チューブ１２内にとまってしまった場合にポリイミド樹脂チューブ１２内にかかる圧力が高まって裂けることを防ぐ（リリーフ弁のような）ためにポリイミド樹脂チューブ１２の挿入に必要な流量以上の空気を外部に逃がすため、ゴムロールガイド板２２のロール挿入口２２Ａの内径は、ゴムロール１０の外径よりも０．１〜０．５ｍｍ大きく設定することがよく、本実施形態ではゴムロール１０の外径より０．２ｍｍ大きく設定されている。これにより、樹脂チューブ１２に流入する空気量の適正化ができ、樹脂チューブ１２の負荷を低減する。
【００３７】
なお、本実施形態では、内径２０．８０ｍｍ（ゴムロール１０の外径２０．６０ｍｍより０．２ｍｍ大きくした）のロール挿入口２２Ａを有するゴムロールガイド板２２を適用した。
【００３８】
エアークリッパー２４は、端部の折り返しの困難なポリイミド樹脂チューブ１２を固定するのに有効で、その内径がポリイミド樹脂チューブ１２の外径より例えば４ｍｍ程度大きく、例えば０．１〜０．３ＭＰａの内部圧力をかけると、ポリイミド樹脂チューブ１２をゴムロール挿入ガイド２０の外面の保持できるように設定されている。本実施形態では、内径２４ｍｍのものを適用している。
【００３９】
第１空気供給機構２６、後述する空気量を第１空気供給口２６Ａから供給することができるように、また、第２空気供給機構２８は後述するエアークリッパー２４の内部圧力を保持できるように周知のコンプレッサ、畜圧タンク等を備えて構成されている。
【００４０】
第１空気供給機構２６による第１空気供給口２６Ａからの空気量、即ち、挿入時のゴムロール１０外周面へ供給する空気量は、０．８〜２．０リットル／秒（元圧０．２〜０．６ＭＰａ）が好ましく、より好ましくは、０．８〜１．６リットル／秒（元圧０．２〜０．４ＭＰａ）であり、本実施形態では、１．６リットル／秒（元圧０．４ＭＰａ）の空気量を供給する用に設定されている。
【００４１】
ここで、２．０リットル／秒以上に空気量が多くなると、ゴムロールガイド板２２のロール挿入口２２Ａから溢れ出る空気量が多くなり、ゴムロール１０が振動する恐れがあるので、処理するロールの種類によって適切な空気量の選択が必要となる。また、０．８リットル／秒以下に空気量が少なくなると、ゴムロール１０の外面とゴムロール挿入ガイド２０の内面の間に空気が供給されにくくなり摩擦抵抗が高くなって、高い加圧力でのゴムロール１０を加圧しなければ、ポリイミド樹脂チューブ１２内に挿入されなくなり、動作不能な状態となる場合がある。
【００４２】
一方、第２空気供給機構２８による第２空気供給口２８Ａからの空気量、即ち、エアークリッパー２４へ供給する空気量は、エアークリッパー２４の内部圧力が０．１〜０．３ＭＰａで保持できる量であることがよく、本実施形態では０．１５ＭＰａ保持できるように設定されている。
【００４３】
加圧装置１６は、ゴムロール１０の軸方向に所定の圧力が加えられるものであれば、当に制限はなく、エアーシリンダー、ステッピングモーター等の動力装置を使用しても良い。無論、加圧装置１６に代え、人手で行ってもよい。
【００４４】
ゴムロール１０のロール挿入方向端部には、図４〜５に示すような保護キャップ３０を取り付けている。ここで、図４は、第１実施形態に係る保護キャップを示す概略構成図である。図５は、第１実施形態に係る保護キャップのゴムロールに取り付けた状態を示す概略構成図である。
【００４５】
保護キャップ３０は、図４に示すように、芯体３２と芯体３２に軸方向にスライド可能なように連結されたスライド筒３４とで構成されている。芯体３２のロール取り付け側先端にロールカバー３６が蓋３８により固定されて配設されている。ロールカバー３６は、塩化ビニル、布等の柔軟性を持つ材料を筒状にして、複数のＶ字の切り欠き３６Ａを設けている。また、芯体３２には、ロール取り付け側先端には、ゴムロール１０の芯材１０Ａの先端が挿入される開口３２Ａが設けられ、開口内壁の周方向に沿ってゴムリング４０が設けられている。
【００４６】
スライド筒３４は、ポリイミド樹脂チューブ１２の内径よりも０．２〜０．６ｍｍ程度小さい外径を有している。また、スライド筒３４には、ロール挿入側一端（ロール取り付け側とは反対側の端部）の内壁に中心軸側に突出する係合部３４Ａが設けられており、この係合部３４Ａと芯体３２外面に設けられた段差部３２Ｂと係合させるように、スライド筒３４を芯体３２に取り付け、スライド筒３４の脱落を防止するため座金４２が付いたねじ４４を芯体３２のロール挿入側一端（ロール取り付け側とは反対側の端部）の端面に固定している。
【００４７】
ここで、芯体３２及びスライド筒３４は、例えば、例えば、アルミニウム、鉄、銅合金、ＳＵＳ等の金属合金、又は、これら金属合金の表面にクロム、ニッケル等でメッキ処理したもので構成することができる。
【００４８】
そして、保護キャップ３０は、図５に示すように、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部に取り付けている。まず、芯体３２のロール取り付け側先端に設けた開口３２Ａに、ゴムロール１０の芯材１０Ａの先端を挿入し、ゴムリング４０により保持している。そして、スライド筒３４をゴムロール１０側にスライドさせると、ゴムロール１０の弾性層１０Ｂ端部を覆うようにスライド筒３４がロールカバー３６を介して嵌合される。このようにして、保護キャップ３０をゴムロール１０のロール挿入方向側端部に取り付けている。
【００４９】
ゴムロール１０は、芯材の外周面に弾性層が形成されたものである。芯金の材質として、アルミニウム、鉄、銅合金、ＳＵＳ等の金属合金又はその表面をクロム、ニッケル等でメッキ処理した金属等の公知のものが挙げられ、芯金の外径は通常６〜２０ｍｍの範囲のものが用いられる。
【００５０】
また、弾性層はゴム層やゴム発泡体層であることがよく、ゴム層やゴム発泡体層の材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）等のゴム材料、また、電気抵抗を得るために必要に応じて電子伝導性導電剤又はイオン伝導性導電剤が添加されたものが用いられる。この電子伝導性導電剤又はイオン伝導性導電剤が添加されたものが、半導電性弾性層を持つ半導電性ゴムロールとなる。
【００５１】
ここで、電子伝導性導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金などの金属又は合金、酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリム、酸化錫−酸化インジウム又は酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物のような金属酸化物等が挙げられる。
【００５２】
一方、イオン伝導性導電剤としては、スルホン酸塩やアンモニア塩等など、また、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などの各種の界面活性剤が挙げられる。
【００５３】
弾性層は、例えば、アスカＣ硬度で１０〜４０°付近のゴム硬度、厚さ３〜１０ｍｍとすることがよい。
【００５４】
ゴムロール１０は、ポリイミド樹脂チューブ１２の内径より１〜５％大きいもので、好ましくは２〜３％程度大きいものが用いられることがよい。ポリイミド樹脂チューブ１２の内径寸法がよりも１％以下の範囲で大きいものを使用すると、ポリイミド樹脂チューブ１２とゴムロール１０との間の密着が不良となり、ポリイミド樹脂チューブ１２とゴムロール１０との間の接着に不具合が発生することがある。一方、これが５％以上大きいものを使用すると、ポリイミド樹脂チューブ１２との摩擦抵抗が大きくなって挿入しにくくなることがある。
【００５５】
ポリイミド樹脂チューブ１２の材料としては、例えば、ポリピロメリット酸イミド系のポリイミド樹脂材料、ポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料などの熱硬化性樹脂、ポリベンゾフェノンテトラカルボン酸イミド系樹脂材料、ポリエーテルイミド樹脂などの熱可塑性ポリイミド樹脂なの材料、又は、電気抵抗を得るために必要に応じてカーボンブラック、グラファイト等の導電剤が分散されたものが用いられる。この導電剤が分散されたものが、半導電性樹脂チューブとなる。
【００５６】
ここで、樹脂チューブ１２としては、ポリイミド製のものを適用した形態を説明したが、樹脂チューブ１２は、例えば、その他、弗素系樹脂（例えばＰＦＡ）、超高分子量ポリプロピレンのような耐磨耗性樹脂によっても形成することができる。
【００５７】
ポリイミド樹脂チューブ１２の厚みは、０．０２〜０．０８ｍｍのもので、外径は製品外径と実質的にほぼ等しい径のものが用いられる。
【００５８】
以上のように構成される本実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの被覆装置による製造方法（即ち、ゴムロール１０の外周にポリイミド樹脂チューブ１２を被覆する方法）の一例を、以下に詳細に説明する。
【００５９】
まず、ゴムロール挿入ガイド２０の下端部（筒状胴部２０Ａの下端部：端部から３０ｍｍ）に当該ガイドを覆うように、ポリイミド樹脂チューブ１２の一端部を嵌め込み、エアークリッパー２４へ第２空気供給機構２８により第２空気供給口２８Ａ沿いから圧縮空気を入れ０．１５ＭＰａの内部圧力で保持してポリイミド樹脂チューブ１２を支持させる。
【００６０】
一方、ゴムロールガイド容器１４の上部に固定されたゴムロールガイド板２２の中央部のロール挿入口２２Ａにゴムロール１０の端部を入れつつ、ゴムロール１０を加圧装置１６に連結して、ゴムロール１０をゴムロールガイド容器１４に載置する。
【００６１】
この後、第１空気供給機構２６により第１空気供給口２６Ａから１．６リットル／秒の空気をゴムロールガイド容器１４のロール挿入室１４Ａ内に供給する。これにより、ゴムロール１０の外周面に空気が供給される。この状態で、加圧装置１６によりゴムロール１０をロール挿入方向に加圧し、例えば、５０〜１００ｍｍ／秒の挿入速度でゴムロール挿入ガイド２０への挿入を開始すると、ゴムロール１０はゴムロール挿入ガイド２０の筒状部２０Ｂのテーパー面２０Ｄで調軸され、その筒状胴部２０Ａに内に挿入する。この際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）との間には、ロール外周面に供給された空気の層が介在することとなり、これにより挿入摩擦が低減され、スムーズに挿入が行われる。
【００６２】
そして、ゴムロール１０はゴムロール挿入ガイド２０の筒状胴部２０Ａに内に挿入すると、その外径が収縮される。この状態で、ゴムロール１０の挿入を続けると、ゴムロール挿入ガイド２０を経て、ポリイミド樹脂チューブ内部へゴムロール１０が挿入され、ロール位置決め機構１８までロール端部が到達したところで、挿入を止める。このようにして、ゴムロール１０にポリイミド樹脂チューブ１２を被覆し、樹脂チューブ被覆ロールが得られる。
【００６３】
以上説明した本実施形態では、ゴムロール挿入ガイド２０により、ゴムロール１０外径を収縮させた状態で、ポリイミド樹脂チューブ１２にゴムロール１０を挿入して被覆している。このため、ポリイミド樹脂チューブ１２に対して物理的負荷が少なく、ポリイミド樹脂チューブ１２の亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。
【００６４】
また、ゴムロール挿入ガイド２０へのゴムロール１０の挿入の際、第１空気供給機構２６によりゴムロール１０の外周面に空気を供給しているので、ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入する際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０との間に空気が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００６５】
なお、供給する気体は空気が一番安価であるが、例えば、希ガスに代表される不活性ガスなど他の気体を供給することも可能である。
【００６６】
また、この空気供給を大気開放下で行っているので、ポリイミド樹脂チューブへ空気供給によるポリイミド樹脂チューブ１２への負荷がかかりにくくして、当該チューブの亀裂、裂け、折れ等を防止している。
【００６７】
また、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部を保護キャップ３０により保護した状態で、ゴムロール挿入ガイド２０及び樹脂チューブ１２へゴムロール１０をそれぞれ挿入しているので。ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入した際、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部（弾性層端部）に欠けや剥がれが生じ難くなる。また、安定した挿入も行える。
【００６８】
また、樹脂チューブ１２として、特に、引張り強度が強く内径伸縮が困難であり、亀裂、裂け、折れ等が発生しやすいポリイミド樹脂チューブを適用しても、当該現象が生じ難くなり、非常に有効である。
【００６９】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。
【００７０】
本実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置は、第１実施形態における加圧装置１６に代え、挿入チャンバ蓋４９により上部密閉されている挿入チャンバ４６（密閉容器）及び圧力供給機構４８を設けた形態である。但し、第１実施形態における第１空気供給機構２６及び第１空気供給口２６Ａは設けられていない。これ以外の構成は第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００７１】
挿入チャンバ４６は、内部にゴムロール１０を載置した状態で、ゴムロールガイド容器１４のロール挿入室１４Ａを密閉している。但し、挿入チャンバ４６は、樹脂チューブへの挿入口、即ちゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）は開口させたままとし、これらを介して外部と連通させている。
【００７２】
挿入チャンバ４６は、圧力供給経路４８Ａを介して圧力供給機構４８と連結されている。この圧力供給機構４８により圧力供給経路４８Ａを介して、圧縮空気を供給することで挿入チャンバ４６内が正圧となる。挿入チャンバ４６内を所望の正圧とするためには、圧力供給機構４８の圧力供給経路４８Ａ（経路）の断面積は、ゴムロールの断面積（ロール挿入方向に対して直交方向（ロール軸直交方向）の断面積）の１／１５以上を有することがよい。また、挿入チャンバ４６の容量は、ゴムロール１０の体積の１．１倍以上有することもよい。
【００７３】
圧力供給機構４８は、例えば、空気供給装置４８Ｂと、レギュレータ４８Ｃと、リザーブタンク４８Ｄと、バルブ４８Ｅと、で構成されている。空気供給装置４８Ｂは、周知のコンプレッサ、畜圧タンク等から構成されている。レギュレータ４８Ｃは供給する圧縮空気の空気圧を制御するものである。リザーブタンク４８Ｄの内部圧力で圧縮空気を溜め込んでいるものである。
【００７４】
本実施形態では、ゴムロール１０を載置し、圧力供給機構４８により圧力供給経路４８Ａを介して圧縮空気を挿入チャンバ４６内に供給し、圧力をかけるとゴムロール１０のロール挿入方向端部（図中下方端部）と他端（図中上方端部）との間に圧力差が生じ、この圧力差によりゴムロール１０に対しロール挿入方向への力が発生する。その力が、ゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）とゴムロール１０との間の挿入摩擦力を超えたときゴムロール１０は、ゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）に挿入していく。
【００７５】
この際、供給された圧縮空気は、ゴムロール１０に外周面に供給され、ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入する際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０との間に空気が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロール１０の挿入が可能となる。このため、圧力供給機構４８による挿入チャンバ４６の空気圧が低くても、ゴムロール１０の挿入が行える。
【００７６】
ここで、ゴムロール１０の挿入の際、ゴムロール１０の移動に伴い、挿入チャンバ４６内の空気容量が変化し、それに伴い挿入チャンバ４６内の圧力（空気圧）も変化する。また、ゴムロール挿入ガイド２０（ポリイミド樹脂チューブ１２）とゴムロール１０の間を空気が流れ、樹脂チューブ１２下端（ロール挿入方向端部）より空気がぬけることによっても、挿入チャンバ４６内の圧力は変化する。圧力供給機構４８の供給機能の能力不足、挿入速度を供給する空気量（エアー流量）で制御する等、供給する空気量の少ない条件で挿入を行うと、ゴムロール１０運動による挿入チャンバ４６容量変化、樹脂チューブ１２下端からの空気漏れにより、挿入チャンバ４６内、ゴムロール挿入ガイド２０（ポリイミド樹脂チューブ１２）とゴムロール１０間の供給される空気量の低下（ゴムロール挿入ガイド２０（ポリイミド樹脂チューブ１２）とゴムロール１０間の圧力が低下）が生じる。これにより、挿入摩擦が増大し挿入不良、ゴムロール１０破損等が発生することがある。
【００７７】
このため、挿入動作中も挿入チャンバ４６内の圧力（空気圧）を維持する必要があり、この挿入チャンバ４６の圧力維持には、挿入チャンバ４６に対し、ゴムロール１０移動に伴う挿入チャンバ４６容量増加量分＋樹脂チューブ１２下端からの空気流出量分の空気量を満たすように、圧縮空気を供給する必要がある。但し、挿入動作中も挿入チャンバ４６内の圧力（空気圧）を維持するために、圧縮空気の供給量が少ないまま供給する圧縮空気の元圧を高くしていくと、ゴムロール１０破裂等の障害が発生しやすくなる。
【００７８】
そこで、本実施形態では、圧力供給機構４８により、挿入チャンバ４６内の内部圧力が０．１５〜０．４ＭＰａで維持できるように、供給する空気の元圧は０．２〜０．４ＭＰａが好ましく、より好ましくは、挿入チャンバ４６内の内部圧力が０．２〜０．３ＭＰａで維持できるように、供給する空気の元圧は０．２〜０．４ＭＰａであり、本実施形態では、挿入チャンバ４６内の内部圧力が、０．２５ＭＰａで維持できるように、元圧０．２５ＭＰａの空気を供給するように設定されている。
【００７９】
また、上記条件にてゴムロール１０の挿入が行われると、ゴムロール１０は高速で挿入を開始し、それに伴い挿入チャンバ４６内の容積が急激に増大し、圧縮空気の供給量が少ないと、挿入チャンバ４６内の圧力が減少してしまう。
【００８０】
そこで、本実施形態では、圧力供給機構４８に圧力リザーブタンク４８Ｄを設けて、瞬間的な圧縮空気の供給量を確保し、挿入チャンバ４６内の内部圧力の急激な低下を防止している。また、挿入チャンバの容量をあらかじめ大きく設定し、ゴムロール１０挿入前後の容量の変化量を小さくすることでも、挿入チャンバ４６内の内部圧力の急激な低下を防止することができる。
【００８１】
なお、ゴムロール１０の挿入速度を低下させることにより、圧力供給機構４８の供給能力を大きくすることなく、挿入動作中の挿入チャンバ４６内の圧力を維持することも可能となる。このようにゴムロール１０の挿入速度を低下させるためには、ゴムロール１０速度速度制御機構（例えば、図１に示すように、ゴムロールの上端を保持し、人手、ステッピングモータ等により、スポンジロールの速度を一定速度以下に維持する機構（例えば、図１に示す加圧装置１６等）。なお、ゴムロールを保持する場所は、下端でもよい。）を設けたり、樹脂チューブ１２下端部を覆い樹脂チューブ１２内の圧力を上げることによってゴムロール１０両端の圧力差を小さくすることが有効となる。但し、ポリイミド樹脂チューブ１２が破裂しない程度に内部圧力を上げるようにする。
【００８２】
上記いずれの実施形態でも、ゴムロール１０及び樹脂チューブ１２として、半導電性のものを用いることで、半導電性ロールの製造方法及び製造装置に適用することができる。
【００８３】
（試験例）
−試験例１−
上記第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を用い、表１に従って、第１空気供給機構２６から０．８〜２．０リットル／秒の空気をゴムロール１０外周面へ供給しつつ、ゴムロール１０に対し加圧装置１６により５０〜１００ｍｍ／秒の挿入速度に入るように圧力を加え、樹脂チューブ１２をゴムロール１０に被覆させて、以下、評価した。なお、用いたゴムロール１０及びポリイミド樹脂チューブ１２は以下の通りである。結果を表１に示す。
【００８４】
−評価−
樹脂チューブ１２をゴムロール１０に被覆できるか否か、また、その際の樹脂チューブ１２の状態を観察して評価した。
【００８５】
−半導電性ゴムロール１０−
芯材へ導電性弾性層を以下により形成して半導電性ゴムロール１０を作製した。エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ：エピクロマーＣＧ−１０２：ダイソ−社製）７０質量部とアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ：ニポールＤＮ−２１９：日本ゼオン社製）３０質量部とを混合し、これに発泡加硫剤として、硫黄（鶴見化学工業社製 ２００メッシュ）１質量部と、加硫促進剤（大内新興化学工業社製 ノクセラ−Ｍ）１．５質量部と、発泡剤としてベンゼンスルホニルヒドラジド６質量部とを添加してオープンロールで混練りした混合物をφ１０ｍｍのＳＵＳ製のロール軸に巻き付け、１６０℃で２０分間プレス加硫発泡させて、長さ２３２ｍｍで厚さ約６ｍｍの導電性弾性層を形成した。（成形物の体積抵抗値は、１×１０8Ω）その後、ゴムロール研削を行って、外径が２０．３０ｍｍ、２０．４５ｍｍ、２０．６０ｍｍの半導電性ゴムロール１０を各３０本づつ作製した。ロール硬度は、アスカＣ硬度で３５°であった。
【００８６】
−ポリイミド樹脂チューブ１２−
ポリイミド樹脂チューブ１２は、宇部興産（株）製のポリイミドＵワニスＡに酸性カーボンブラック（デグサジャパン（株）製／Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４：ｐＨ３．５）を分散させて体積抵抗値が１×１０6〜１×１０7Ωになるように濃度調整をした塗液を円筒形金型の外周に塗布し、乾燥、硬化して作製した樹脂チューブである。膜厚４０μｍ、内径２０．２５ｍｍ、外径２０．３３ｍｍで長さ２６７ｍｍのポリイミド樹脂チューブ１２を作製した。
【００８７】
【表１】
【００８８】
試験例１を行ったところ、０．８〜２．０リットル／秒の空気を供給することで全て亀裂、裂け、折れ等がなく挿入でき、被覆ロール外径は、全て２０．３３ｍｍであった。ちなみに、本試験例で用いた膜厚４０μｍのポリイミド樹脂チューブは、両端を密閉して圧縮空気を注入すると、０．３ＭＰａ以上で裂けが発生した。
【００８９】
なお、０．８リットル／秒未満の空気を供給すると、上記加圧装置１６による加圧力ではゴムロール１０の挿入は行えず、さらに大きな加圧力が必要であることがわかった。一方、２．０リットル／秒を超えた空気を供給すると、ゴムロール１０が振動してしまい挿入が困難であることがわかった。これにより、上記範囲で空気を挿入時にゴムロール外周面へ供給することがよいことがわかった。
【００９０】
−試験例２−
試験例１と同様な外径２０．６０ｍｍのゴムロール１０を１００本作製し、１．６リットル／秒の空気を挿入時にゴムロール１０の外周面へ供給した以外は、試験例１と同様にして樹脂チューブ１２をゴムロール１０へ被覆したところ、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部に欠けや剥がれは観察されなかった。
【００９１】
一方、保護キャップ３０を外して、同様にして樹脂チューブ１２をゴムロール１０へ被覆したところ、１００本中２本のゴムロール１０のロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが発生していた。
【００９２】
これにより、保護キャップ３０を取り付けることにより、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが生じるのを防止することがわかる。
【００９３】
これら試験例から、簡単な工程でありながら確実にポリイミド樹脂チューブの亀裂、裂け、折れ等を防止して、安価に樹脂チューブ被覆ロールを製造することができ、極めて有用であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置の一部を示す拡大概略構成図である。
【図３】第１実施形態に係る筒状ゴムロール挿入ガイドを示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る保護キャップを示す概略構成図である。
【図５】第１実施形態に係る保護キャップのゴムロールに取り付けた状態を示す概略構成図である。
【図６】第２実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ゴムロール
１２ ポリイミド樹脂チューブ
１４ ゴムロールガイド容器
１６ 加圧装置
１８ ロール位置決め機構
２０ ゴムロール挿入ガイド
２２ ゴムロールガイド板
２４ エアークリッパー
２６ 空気供給機構
２６Ａ 空気供給口
２８ 空気供給機構
２８Ａ 空気供給口
３０ 保護キャップ
４６ 挿入チャンバ
４８ 圧力供給機構
４９ 挿入チャンバ蓋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置等に用いられる樹脂チューブを被覆したロールの製造方法及び製造装置、並びに、半導電性ロールの製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる定着ロール、帯電ロールや転写ロール等には、芯金上にゴム層又はゴム発泡体層を形成したゴムロールの表面に、樹脂チューブを被覆した回転体が使用されている。これらの回転体は、機器の小型化や高性能化に対応すべく、ある程度変形可能とするために肉厚が薄い樹脂チューブが用いられており、また、機器の中で回転時に樹脂チューブのズレを生じにくいように、樹脂チューブは芯金上に形成したゴム層又はゴム発泡体層より小さい径で形成されている。例えば、ＰＦＡ樹脂チューブを被覆した定着ロール、複数樹脂層チューブを被覆した帯電ロール、ポリイミド樹脂チューブを被覆した転写ロール等が開示されている（例えば、特開２００３−１５６９２２公報、特開２００４−１０９９２３公報など）。
【０００３】
このようなゴムロールに樹脂チューブを被覆する手段として、加圧又は減圧するという手段を用いて樹脂チューブを均一に膨らます事に主眼を置いたものが多く出願されている。
【０００４】
例えば、ＰＦＡチューブを用いた定着ロールでは、特開平８−１５７５８号公報に開示されているように、減圧容器内にＰＦＡチューブの一端部を懸吊して保持し、他端部側から減圧容器内のガスを吸引しつつ、前記ＰＦＡチューブの内径より僅かに大きい外径を有するゴムローラを挿入する方法があるが、この方法はＰＦＡチューブの外面を減圧する手段がとられている。
【０００５】
また特開平１０−２４４５９０号公報に開示されているように、ＰＦＡチューブの一端を徐々に拡径した状態で折り返して挿入型内に設定させて、その周縁に外周面に接着剤を塗布したＰＦＡチューブより僅かに大きい外径を有するゴムロールを加圧容器にて気密状態で覆い、加圧容器内を加圧してゴムロールをＰＦＡチューブ内に挿入する方法があるが、この方法はＰＦＡチューブの内面を加圧する手段がとられている。また、この提案では、ゴムロールに挿入治具を連結して気密性を確保する手段がとられている。
【０００６】
このような被覆手段は、ＰＦＡ樹脂の伸び率２００〜４００％（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と比較的伸び率が大きく、かつ引張強さ２７〜３０ＭＰｓ（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と外圧を加えると膨らみやすい特徴を活用して、ＰＦＡチューブの内外の圧力差をもうけることでチューブ内径を拡大してゴムロールを挿入することが可能となっている。
【０００７】
また、帯電ロールでは、特開２００３−１５６９２２公報に開示されている芯金上にゴム発泡体層を形成したゴムロールの表面に複数樹脂層チューブを被覆する方法として、複数樹脂層チューブ内に片方から気体を吹きこみながら逆方向からゴムロールを挿入することで、複数樹脂層チューブ内を膨らませながら、かつ複数樹脂層チューブと外容器の間を減圧する手段を併用する被覆手段が開示されているが、これも複数樹脂層チューブの内外の圧力差を均一にもうけうることでチューブ内径を拡大してゴムロールを挿入することが可能となっている。
【０００８】
近年、機械的強度や耐熱性や寸法安定性を向上させるためにポリイミド樹脂チューブを用いた転写ロールが特開２００４−１０９９２３公報で開示されているが、被覆手段としてポリイミド樹脂チューブを膨らませる方式と共に、芯金上にゴム発泡体層を形成したゴムロールを冷却してチューブ内径よりも一時的に小さくして挿入する手段が開示されている。これは、ポリイミド樹脂は伸び率６〜８％程度（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と伸び率が小さく、かつ１２０〜５２０ＭＰｓ（ＡＳＴＭ試験Ｄ６３８にて測定）と外圧を加えても膨らみにくく、片方から気体を吹き込みながら逆方向からゴムロールを挿入する方式をとると、ゴムロール上のゴム発泡体の直径が大きい時など挿入可能な状態までポリイミド樹脂チューブを膨らませるには大きな圧力が必要で、圧力をかけすぎると亀裂や裂けが発生しやすく、またポリイミド樹脂チューブの両端を固定する際にポリイミド樹脂チューブ端部に折れが発生することがあり、安定的にゴムロールを挿入するにはゴム発泡体を冷却する工程が必要となり工程が複雑になってしまう問題があった。
【０００９】
このような問題は、ポリイミド樹脂チューブにかかわらず、他の樹脂チューブにおいても同様であり、改善が望まれている。
【特許文献１】特開２００３−１５６９２２公報
【特許文献２】特開２００４−１０９９２３公報
【特許文献３】特開平８−１５７５８号公報
【特許文献４】特開平１０−２４４５９０号公報
【特許文献５】特開２００３−１５６９２２公報
【特許文献６】特開２００４−１０９９２３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、本発明の主たる目的は、樹脂チューブ内にゴムローラを挿入する際に、樹脂チューブにかかる負荷を少なくして、樹脂チューブに亀裂、裂け、折れ等が発生しにくい、ゴムローラの挿入を可能とする樹脂チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、樹脂チューブ及びゴムロールとして、半導電性部材を適用した半導電性ロールの製造方法及び製造装置と提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明の樹脂チューブ被覆ロールは、樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造方法であり、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有する筒状ゴムロール挿入ガイドへ前記ゴムロールを挿入し、その外径を収縮する第１工程と、
外径が収縮した状態で前記ゴムロールを前記樹脂チューブ内に挿入する第２工程と、
を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法では、筒状ゴムロール挿入ガイドにより、ゴムロール外径を収縮させた状態で、樹脂チューブにゴムロールを挿入して被覆している。このため、樹脂チューブに対して物理的負荷が少なく、樹脂チューブの亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。
【００１３】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記第１工程では、前記ゴムロールの外周面に気体を供給することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００１４】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記第１及び第２工程では、気体圧により前記筒状ゴムロール挿入ガイド及び樹脂チューブへ前記ゴムロールをそれぞれ挿入することもできる。これにより、気体圧によりゴムロールをロール挿入方向へ加圧すると共に、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００１５】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記第１及び第２工程では、前記ゴムロールのロール挿入方向側端部を保護キャップにより保護した状態で、前記筒状ゴムロール挿入ガイド及び樹脂チューブへ前記ゴムロールをそれぞれ挿入することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入した際、ゴムロールのロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが生じ難くなる。
【００１６】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法において、前記樹脂チューブは、ポリイミド樹脂チューブであることがよい。特に、引張り強度が強く内径伸縮が困難であり、亀裂、裂け、折れ等が発生しやすいポリイミド樹脂チューブを適用することが有効である。
【００１７】
また、本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置は、樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造装置であり、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有すると共に、前記樹脂チューブ内に嵌め込まれた状態で配設され、前記樹脂チューブへの前記ゴムロールの挿入時に前記ゴムロールを挿入して、その外径を収縮させる筒状ゴムロール挿入ガイドを有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置では、筒状ゴムロール挿入ガイドにより、ゴムロール外径を収縮させた状態で、樹脂チューブにゴムロールを挿入して被覆する。このため、樹脂チューブに対して物理的負荷が少なく、樹脂チューブの亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。
【００１９】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記筒状ゴムロール挿入ガイドへの前記ゴムロールの挿入時に、前記ゴムロールの外周面に気体を供給する気体供給機構をさらに有することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００２０】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記ゴムロールを内部に載置した状態で、前記樹脂チューブへの挿入口を除いて密閉する密閉容器と、前記密閉容器内の気体圧を正圧にし、その気体圧により前記ゴムロールを前記樹脂チューブへ挿入するための圧力供給機構と、をさらに有することができる。これにより、気体圧によりゴムロールをロール挿入方向へ加圧すると共に、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入する際、ゴムロールと筒状ゴムロール挿入ガイドとの間に気体層が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００２１】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記ゴムロールのロール挿入方向側端部を保護する保護キャップを有することがよい。これにより、ゴムロールを筒状ゴムロール挿入ガイドへ挿入した際、ゴムロールのロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが生じ難くなる。
【００２２】
本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造装置において、前記樹脂チューブは、ポリイミド樹脂チューブであることがよい。特に、引張り強度が強く内径伸縮が困難であり、亀裂、裂け、折れ等が発生しやすいポリイミド樹脂チューブを適用することが有効である。
【００２３】
また、本発明の半導電性ロールの製造方法及び製造装置は、上記本発明の樹脂チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置において、樹脂チューブ及びゴムロールとして半導電性部材を適用したものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、樹脂チューブ内にゴムローラを挿入する際に、樹脂チューブにかかる負荷を少なくして、樹脂チューブに亀裂、裂け、折れ等が発生しにくい、ゴムローラの挿入を可能とする樹脂チューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供することができる。また、樹脂チューブ及びゴムロールとして、半導電性部材を適用した半導電性ロールの製造方法及び製造装置と提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。図２は、第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置の一部を示す拡大概略構成図である。図３は、第１実施形態に係る筒状ゴムロール挿入ガイドを示す断面図である。
【００２７】
本実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置は、ゴムロール１０の外周にポリイミド樹脂チューブ１２を被覆させる装置である。当該製造装置は、図１〜２に示すように、ゴムロールガイド容器１４と、ゴムロール１０を吊るすと共にロール挿入方向へ所定の圧力を加える加圧装置１６と、ポリイミド樹脂チューブ１２内に挿入したゴムロール１０の位置を決めるロール位置決め機構１８と、備えている。
【００２８】
ゴムロールガイド容器１４は、ゴムロール１０とポリイミド樹脂チューブ１２とを同軸線上に載置し、内部でポリイミド樹脂チューブ１２内にゴムロール挿入ガイド２０を介してゴムロール１０が挿入されるように構成されている。ゴムロールガイド容器１４の上部（図中上側）に設けられたロール挿入室１４Ａには、挿入時のゴムロール１０の外周面へ空気を供給するための第１空気供給口２６Ａが設けられている。また、ロール挿入室１４Ａのロール挿入口側（図中上方）には、ロール挿入口２２Ａを持ったゴムロールガイド板２２が固定されている。
【００２９】
ゴムロールガイド容器１４の下部（図中下側）には、エアークリッパー２４及びエアークリッパー２４内に所定の圧力で空気を供給するための第２空気供給口２８Ａが設けられており、ポリイミド樹脂チューブ１２はその一端内部にゴムロール挿入ガイド２０の一部（筒状胴部２０Ａ）が嵌め込まれた状態でエアークリッパー２４により固定されて載置している。
【００３０】
そして、第１空気供給口２６Ａ及び第２空気供給口２８Ａには、それぞれ第１空気供給機構２６及び第２空気供給機構２８が連結され、それぞれの供給口から空気（圧縮空気）を所定の圧力で供給する。
【００３１】
ゴムロール挿入ガイド２０は、外径寸法及び内径寸法が一定の筒状胴部２０Ａと、筒状胴部２０Ａのロール挿入方向とは反対側端部（図中上端部）に一体的に形成された筒状部２０Ｂとで構成され、ゴムロール１０とポリイミド樹脂チューブ１２と同一線上に載置されている。筒状部２０Ｂは、筒状胴部２０Ａのロール挿入方向とは反対側（図中上側）に向かって外径寸法及び内径寸法が漸次大きくなる載頭円錐状（若しくはテーパ状）となっている。
【００３２】
筒状胴部２０Ａは、ゴムロール１０挿入時にロール外径が収縮するように、当該ロール外径よりも小さい径の内径を有しており、ポリイミド樹脂チューブ１２に内部に嵌め込めるように、チューブ内径よりも小さい外径を有している。また、筒状胴部２０Ａのチューブ嵌合側端部（ロール挿入方向側端部）には、ポリイミド樹脂チューブ１２へ嵌め込みやすいように、切り欠き２０Ｃを設けている。筒状胴部２０Ａの内径とゴムロール１０外径との差は例えば０．０１〜０．１ｍｍがよく、本実施形態では０．０５ｍｍに設定されている。
【００３３】
一方、テーパー状の筒状部２０Ｂは、そのテーパー面２０Ｄによってゴムロール１０の調軸機能を持たせている。このテーパー面２０Ｄの角度は、ゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）の軸方向に対して３０〜６０度（鋭角）がよく、本実施形態では４５度に設定されている。この調軸機能によりゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）が同軸線上に微調整され、ゴムロール１０がゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）に挿入させることができる。
【００３４】
ゴムロール挿入ガイド２０は、その肉厚が例えば０．０４〜０．０８ｍｍであることがよく、本実施形態では０．０６ｍｍも設定されている。また、ゴムロール挿入ガイド２０は、例えば、ニッケル、銅などの電鋳で構成することがよく、本実施形態では、ニッケル電鋳で構成されている。ここで、ゴムロール挿入ガイド２０の肉厚は、挿入性を良くするにはできるだけ薄い方が有利だが、０．０４ｍｍ以下の厚さではポリイミド樹脂チューブ１２を保持するためのエアークリッパー２４による圧力（例えば０．１５ＭＰａ）で変形しやすく、０．０８ｍｍ以上ではゴムロール１０の収縮量が大きくなり挿入しずらくなる。このため、肉厚は上記範囲がよい。
【００３５】
なお、本実施形態では、外径２０．２ｍｍ、厚さ０．０６ｍｍ、高さ５０ｍｍの筒状胴部２０Ａと、テーパー面２０Ｄの角度４５度の筒状部２０Ｂとで構成した、ニッケル電鋳からなるゴムロール挿入ガイド２０を適用した。
【００３６】
ゴムロールガイド板２２は、ゴムロール１０がゴムロールガイド容器１４（ロール挿入室１４Ａ）に挿入される際、ゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）と同一線上に調軸するためのロール挿入口２２Ａを有している。また、ロール挿入時にロール挿入室１４Ａには第１空気供給口２６Ａからポリイミド樹脂チューブ１２の挿入に必要な流量の空気を供給するが、挿入中のゴムロール１０がポリイミド樹脂チューブ１２内にとまってしまった場合にポリイミド樹脂チューブ１２内にかかる圧力が高まって裂けることを防ぐ（リリーフ弁のような）ためにポリイミド樹脂チューブ１２の挿入に必要な流量以上の空気を外部に逃がすため、ゴムロールガイド板２２のロール挿入口２２Ａの内径は、ゴムロール１０の外径よりも０．１〜０．５ｍｍ大きく設定することがよく、本実施形態ではゴムロール１０の外径より０．２ｍｍ大きく設定されている。これにより、樹脂チューブ１２に流入する空気量の適正化ができ、樹脂チューブ１２の負荷を低減する。
【００３７】
なお、本実施形態では、内径２０．８０ｍｍ（ゴムロール１０の外径２０．６０ｍｍより０．２ｍｍ大きくした）のロール挿入口２２Ａを有するゴムロールガイド板２２を適用した。
【００３８】
エアークリッパー２４は、端部の折り返しの困難なポリイミド樹脂チューブ１２を固定するのに有効で、その内径がポリイミド樹脂チューブ１２の外径より例えば４ｍｍ程度大きく、例えば０．１〜０．３ＭＰａの内部圧力をかけると、ポリイミド樹脂チューブ１２をゴムロール挿入ガイド２０の外面の保持できるように設定されている。本実施形態では、内径２４ｍｍのものを適用している。
【００３９】
第１空気供給機構２６、後述する空気量を第１空気供給口２６Ａから供給することができるように、また、第２空気供給機構２８は後述するエアークリッパー２４の内部圧力を保持できるように周知のコンプレッサ、畜圧タンク等を備えて構成されている。
【００４０】
第１空気供給機構２６による第１空気供給口２６Ａからの空気量、即ち、挿入時のゴムロール１０外周面へ供給する空気量は、０．８〜２．０リットル／秒（元圧０．２〜０．６ＭＰａ）が好ましく、より好ましくは、０．８〜１．６リットル／秒（元圧０．２〜０．４ＭＰａ）であり、本実施形態では、１．６リットル／秒（元圧０．４ＭＰａ）の空気量を供給する用に設定されている。
【００４１】
ここで、２．０リットル／秒以上に空気量が多くなると、ゴムロールガイド板２２のロール挿入口２２Ａから溢れ出る空気量が多くなり、ゴムロール１０が振動する恐れがあるので、処理するロールの種類によって適切な空気量の選択が必要となる。また、０．８リットル／秒以下に空気量が少なくなると、ゴムロール１０の外面とゴムロール挿入ガイド２０の内面の間に空気が供給されにくくなり摩擦抵抗が高くなって、高い加圧力でのゴムロール１０を加圧しなければ、ポリイミド樹脂チューブ１２内に挿入されなくなり、動作不能な状態となる場合がある。
【００４２】
一方、第２空気供給機構２８による第２空気供給口２８Ａからの空気量、即ち、エアークリッパー２４へ供給する空気量は、エアークリッパー２４の内部圧力が０．１〜０．３ＭＰａで保持できる量であることがよく、本実施形態では０．１５ＭＰａ保持できるように設定されている。
【００４３】
加圧装置１６は、ゴムロール１０の軸方向に所定の圧力が加えられるものであれば、当に制限はなく、エアーシリンダー、ステッピングモーター等の動力装置を使用しても良い。無論、加圧装置１６に代え、人手で行ってもよい。
【００４４】
ゴムロール１０のロール挿入方向端部には、図４〜５に示すような保護キャップ３０を取り付けている。ここで、図４は、第１実施形態に係る保護キャップを示す概略構成図である。図５は、第１実施形態に係る保護キャップのゴムロールに取り付けた状態を示す概略構成図である。
【００４５】
保護キャップ３０は、図４に示すように、芯体３２と芯体３２に軸方向にスライド可能なように連結されたスライド筒３４とで構成されている。芯体３２のロール取り付け側先端にロールカバー３６が蓋３８により固定されて配設されている。ロールカバー３６は、塩化ビニル、布等の柔軟性を持つ材料を筒状にして、複数のＶ字の切り欠き３６Ａを設けている。また、芯体３２には、ロール取り付け側先端には、ゴムロール１０の芯材１０Ａの先端が挿入される開口３２Ａが設けられ、開口内壁の周方向に沿ってゴムリング４０が設けられている。
【００４６】
スライド筒３４は、ポリイミド樹脂チューブ１２の内径よりも０．２〜０．６ｍｍ程度小さい外径を有している。また、スライド筒３４には、ロール挿入側一端（ロール取り付け側とは反対側の端部）の内壁に中心軸側に突出する係合部３４Ａが設けられており、この係合部３４Ａと芯体３２外面に設けられた段差部３２Ｂと係合させるように、スライド筒３４を芯体３２に取り付け、スライド筒３４の脱落を防止するため座金４２が付いたねじ４４を芯体３２のロール挿入側一端（ロール取り付け側とは反対側の端部）の端面に固定している。
【００４７】
ここで、芯体３２及びスライド筒３４は、例えば、例えば、アルミニウム、鉄、銅合金、ＳＵＳ等の金属合金、又は、これら金属合金の表面にクロム、ニッケル等でメッキ処理したもので構成することができる。
【００４８】
そして、保護キャップ３０は、図５に示すように、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部に取り付けている。まず、芯体３２のロール取り付け側先端に設けた開口３２Ａに、ゴムロール１０の芯材１０Ａの先端を挿入し、ゴムリング４０により保持している。そして、スライド筒３４をゴムロール１０側にスライドさせると、ゴムロール１０の弾性層１０Ｂ端部を覆うようにスライド筒３４がロールカバー３６を介して嵌合される。このようにして、保護キャップ３０をゴムロール１０のロール挿入方向側端部に取り付けている。
【００４９】
ゴムロール１０は、芯材の外周面に弾性層が形成されたものである。芯金の材質として、アルミニウム、鉄、銅合金、ＳＵＳ等の金属合金又はその表面をクロム、ニッケル等でメッキ処理した金属等の公知のものが挙げられ、芯金の外径は通常６〜２０ｍｍの範囲のものが用いられる。
【００５０】
また、弾性層はゴム層やゴム発泡体層であることがよく、ゴム層やゴム発泡体層の材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）等のゴム材料、また、電気抵抗を得るために必要に応じて電子伝導性導電剤又はイオン伝導性導電剤が添加されたものが用いられる。この電子伝導性導電剤又はイオン伝導性導電剤が添加されたものが、半導電性弾性層を持つ半導電性ゴムロールとなる。
【００５１】
ここで、電子伝導性導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金などの金属又は合金、酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリム、酸化錫−酸化インジウム又は酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物のような金属酸化物等が挙げられる。
【００５２】
一方、イオン伝導性導電剤としては、スルホン酸塩やアンモニア塩等など、また、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などの各種の界面活性剤が挙げられる。
【００５３】
弾性層は、例えば、アスカＣ硬度で１０〜４０°付近のゴム硬度、厚さ３〜１０ｍｍとすることがよい。
【００５４】
ゴムロール１０は、ポリイミド樹脂チューブ１２の内径より１〜５％大きいもので、好ましくは２〜３％程度大きいものが用いられることがよい。ポリイミド樹脂チューブ１２の内径寸法がよりも１％以下の範囲で大きいものを使用すると、ポリイミド樹脂チューブ１２とゴムロール１０との間の密着が不良となり、ポリイミド樹脂チューブ１２とゴムロール１０との間の接着に不具合が発生することがある。一方、これが５％以上大きいものを使用すると、ポリイミド樹脂チューブ１２との摩擦抵抗が大きくなって挿入しにくくなることがある。
【００５５】
ポリイミド樹脂チューブ１２の材料としては、例えば、ポリピロメリット酸イミド系のポリイミド樹脂材料、ポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料などの熱硬化性樹脂、ポリベンゾフェノンテトラカルボン酸イミド系樹脂材料、ポリエーテルイミド樹脂などの熱可塑性ポリイミド樹脂なの材料、又は、電気抵抗を得るために必要に応じてカーボンブラック、グラファイト等の導電剤が分散されたものが用いられる。この導電剤が分散されたものが、半導電性樹脂チューブとなる。
【００５６】
ここで、樹脂チューブ１２としては、ポリイミド製のものを適用した形態を説明したが、樹脂チューブ１２は、例えば、その他、弗素系樹脂（例えばＰＦＡ）、超高分子量ポリプロピレンのような耐磨耗性樹脂によっても形成することができる。
【００５７】
ポリイミド樹脂チューブ１２の厚みは、０．０２〜０．０８ｍｍのもので、外径は製品外径と実質的にほぼ等しい径のものが用いられる。
【００５８】
以上のように構成される本実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの被覆装置による製造方法（即ち、ゴムロール１０の外周にポリイミド樹脂チューブ１２を被覆する方法）の一例を、以下に詳細に説明する。
【００５９】
まず、ゴムロール挿入ガイド２０の下端部（筒状胴部２０Ａの下端部：端部から３０ｍｍ）に当該ガイドを覆うように、ポリイミド樹脂チューブ１２の一端部を嵌め込み、エアークリッパー２４へ第２空気供給機構２８により第２空気供給口２８Ａ沿いから圧縮空気を入れ０．１５ＭＰａの内部圧力で保持してポリイミド樹脂チューブ１２を支持させる。
【００６０】
一方、ゴムロールガイド容器１４の上部に固定されたゴムロールガイド板２２の中央部のロール挿入口２２Ａにゴムロール１０の端部を入れつつ、ゴムロール１０を加圧装置１６に連結して、ゴムロール１０をゴムロールガイド容器１４に載置する。
【００６１】
この後、第１空気供給機構２６により第１空気供給口２６Ａから１．６リットル／秒の空気をゴムロールガイド容器１４のロール挿入室１４Ａ内に供給する。これにより、ゴムロール１０の外周面に空気が供給される。この状態で、加圧装置１６によりゴムロール１０をロール挿入方向に加圧し、例えば、５０〜１００ｍｍ／秒の挿入速度でゴムロール挿入ガイド２０への挿入を開始すると、ゴムロール１０はゴムロール挿入ガイド２０の筒状部２０Ｂのテーパー面２０Ｄで調軸され、その筒状胴部２０Ａに内に挿入する。この際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０（筒状胴部２０Ａ）との間には、ロール外周面に供給された空気の層が介在することとなり、これにより挿入摩擦が低減され、スムーズに挿入が行われる。
【００６２】
そして、ゴムロール１０はゴムロール挿入ガイド２０の筒状胴部２０Ａに内に挿入すると、その外径が収縮される。この状態で、ゴムロール１０の挿入を続けると、ゴムロール挿入ガイド２０を経て、ポリイミド樹脂チューブ内部へゴムロール１０が挿入され、ロール位置決め機構１８までロール端部が到達したところで、挿入を止める。このようにして、ゴムロール１０にポリイミド樹脂チューブ１２を被覆し、樹脂チューブ被覆ロールが得られる。
【００６３】
以上説明した本実施形態では、ゴムロール挿入ガイド２０により、ゴムロール１０外径を収縮させた状態で、ポリイミド樹脂チューブ１２にゴムロール１０を挿入して被覆している。このため、ポリイミド樹脂チューブ１２に対して物理的負荷が少なく、ポリイミド樹脂チューブ１２の亀裂、裂け、折れ等が発生せず、ゴムローラの挿入が可能となる。
【００６４】
また、ゴムロール挿入ガイド２０へのゴムロール１０の挿入の際、第１空気供給機構２６によりゴムロール１０の外周面に空気を供給しているので、ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入する際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０との間に空気が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロールの挿入が可能となる。
【００６５】
なお、供給する気体は空気が一番安価であるが、例えば、希ガスに代表される不活性ガスなど他の気体を供給することも可能である。
【００６６】
また、この空気供給を大気開放下で行っているので、ポリイミド樹脂チューブへ空気供給によるポリイミド樹脂チューブ１２への負荷がかかりにくくして、当該チューブの亀裂、裂け、折れ等を防止している。
【００６７】
また、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部を保護キャップ３０により保護した状態で、ゴムロール挿入ガイド２０及び樹脂チューブ１２へゴムロール１０をそれぞれ挿入しているので。ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入した際、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部（弾性層端部）に欠けや剥がれが生じ難くなる。また、安定した挿入も行える。
【００６８】
また、樹脂チューブ１２として、特に、引張り強度が強く内径伸縮が困難であり、亀裂、裂け、折れ等が発生しやすいポリイミド樹脂チューブを適用しても、当該現象が生じ難くなり、非常に有効である。
【００６９】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。
【００７０】
本実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置は、第１実施形態における加圧装置１６に代え、挿入チャンバ蓋４９により上部密閉されている挿入チャンバ４６（密閉容器）及び圧力供給機構４８を設けた形態である。但し、第１実施形態における第１空気供給機構２６及び第１空気供給口２６Ａは設けられていない。これ以外の構成は第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００７１】
挿入チャンバ４６は、内部にゴムロール１０を載置した状態で、ゴムロールガイド容器１４のロール挿入室１４Ａを密閉している。但し、挿入チャンバ４６は、樹脂チューブへの挿入口、即ちゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）は開口させたままとし、これらを介して外部と連通させている。
【００７２】
挿入チャンバ４６は、圧力供給経路４８Ａを介して圧力供給機構４８と連結されている。この圧力供給機構４８により圧力供給経路４８Ａを介して、圧縮空気を供給することで挿入チャンバ４６内が正圧となる。挿入チャンバ４６内を所望の正圧とするためには、圧力供給機構４８の圧力供給経路４８Ａ（経路）の断面積は、ゴムロールの断面積（ロール挿入方向に対して直交方向（ロール軸直交方向）の断面積）の１／１５以上を有することがよい。また、挿入チャンバ４６の容量は、ゴムロール１０の体積の１．１倍以上有することもよい。
【００７３】
圧力供給機構４８は、例えば、空気供給装置４８Ｂと、レギュレータ４８Ｃと、リザーブタンク４８Ｄと、バルブ４８Ｅと、で構成されている。空気供給装置４８Ｂは、周知のコンプレッサ、畜圧タンク等から構成されている。レギュレータ４８Ｃは供給する圧縮空気の空気圧を制御するものである。リザーブタンク４８Ｄの内部圧力で圧縮空気を溜め込んでいるものである。
【００７４】
本実施形態では、ゴムロール１０を載置し、圧力供給機構４８により圧力供給経路４８Ａを介して圧縮空気を挿入チャンバ４６内に供給し、圧力をかけるとゴムロール１０のロール挿入方向端部（図中下方端部）と他端（図中上方端部）との間に圧力差が生じ、この圧力差によりゴムロール１０に対しロール挿入方向への力が発生する。その力が、ゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）とゴムロール１０との間の挿入摩擦力を超えたときゴムロール１０は、ゴムロール挿入ガイド２０（樹脂チューブ１２）に挿入していく。
【００７５】
この際、供給された圧縮空気は、ゴムロール１０に外周面に供給され、ゴムロール１０をゴムロール挿入ガイド２０へ挿入する際、ゴムロール１０とゴムロール挿入ガイド２０との間に空気が介在して挿入摩擦が低減し、スムーズなゴムロール１０の挿入が可能となる。このため、圧力供給機構４８による挿入チャンバ４６の空気圧が低くても、ゴムロール１０の挿入が行える。
【００７６】
ここで、ゴムロール１０の挿入の際、ゴムロール１０の移動に伴い、挿入チャンバ４６内の空気容量が変化し、それに伴い挿入チャンバ４６内の圧力（空気圧）も変化する。また、ゴムロール挿入ガイド２０（ポリイミド樹脂チューブ１２）とゴムロール１０の間を空気が流れ、樹脂チューブ１２下端（ロール挿入方向端部）より空気がぬけることによっても、挿入チャンバ４６内の圧力は変化する。圧力供給機構４８の供給機能の能力不足、挿入速度を供給する空気量（エアー流量）で制御する等、供給する空気量の少ない条件で挿入を行うと、ゴムロール１０運動による挿入チャンバ４６容量変化、樹脂チューブ１２下端からの空気漏れにより、挿入チャンバ４６内、ゴムロール挿入ガイド２０（ポリイミド樹脂チューブ１２）とゴムロール１０間の供給される空気量の低下（ゴムロール挿入ガイド２０（ポリイミド樹脂チューブ１２）とゴムロール１０間の圧力が低下）が生じる。これにより、挿入摩擦が増大し挿入不良、ゴムロール１０破損等が発生することがある。
【００７７】
このため、挿入動作中も挿入チャンバ４６内の圧力（空気圧）を維持する必要があり、この挿入チャンバ４６の圧力維持には、挿入チャンバ４６に対し、ゴムロール１０移動に伴う挿入チャンバ４６容量増加量分＋樹脂チューブ１２下端からの空気流出量分の空気量を満たすように、圧縮空気を供給する必要がある。但し、挿入動作中も挿入チャンバ４６内の圧力（空気圧）を維持するために、圧縮空気の供給量が少ないまま供給する圧縮空気の元圧を高くしていくと、ゴムロール１０破裂等の障害が発生しやすくなる。
【００７８】
そこで、本実施形態では、圧力供給機構４８により、挿入チャンバ４６内の内部圧力が０．１５〜０．４ＭＰａで維持できるように、供給する空気の元圧は０．２〜０．４ＭＰａが好ましく、より好ましくは、挿入チャンバ４６内の内部圧力が０．２〜０．３ＭＰａで維持できるように、供給する空気の元圧は０．２〜０．４ＭＰａであり、本実施形態では、挿入チャンバ４６内の内部圧力が、０．２５ＭＰａで維持できるように、元圧０．２５ＭＰａの空気を供給するように設定されている。
【００７９】
また、上記条件にてゴムロール１０の挿入が行われると、ゴムロール１０は高速で挿入を開始し、それに伴い挿入チャンバ４６内の容積が急激に増大し、圧縮空気の供給量が少ないと、挿入チャンバ４６内の圧力が減少してしまう。
【００８０】
そこで、本実施形態では、圧力供給機構４８に圧力リザーブタンク４８Ｄを設けて、瞬間的な圧縮空気の供給量を確保し、挿入チャンバ４６内の内部圧力の急激な低下を防止している。また、挿入チャンバの容量をあらかじめ大きく設定し、ゴムロール１０挿入前後の容量の変化量を小さくすることでも、挿入チャンバ４６内の内部圧力の急激な低下を防止することができる。
【００８１】
なお、ゴムロール１０の挿入速度を低下させることにより、圧力供給機構４８の供給能力を大きくすることなく、挿入動作中の挿入チャンバ４６内の圧力を維持することも可能となる。このようにゴムロール１０の挿入速度を低下させるためには、ゴムロール１０速度速度制御機構（例えば、図１に示すように、ゴムロールの上端を保持し、人手、ステッピングモータ等により、スポンジロールの速度を一定速度以下に維持する機構（例えば、図１に示す加圧装置１６等）。なお、ゴムロールを保持する場所は、下端でもよい。）を設けたり、樹脂チューブ１２下端部を覆い樹脂チューブ１２内の圧力を上げることによってゴムロール１０両端の圧力差を小さくすることが有効となる。但し、ポリイミド樹脂チューブ１２が破裂しない程度に内部圧力を上げるようにする。
【００８２】
上記いずれの実施形態でも、ゴムロール１０及び樹脂チューブ１２として、半導電性のものを用いることで、半導電性ロールの製造方法及び製造装置に適用することができる。
【００８３】
（試験例）
−試験例１−
上記第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を用い、表１に従って、第１空気供給機構２６から０．８〜２．０リットル／秒の空気をゴムロール１０外周面へ供給しつつ、ゴムロール１０に対し加圧装置１６により５０〜１００ｍｍ／秒の挿入速度に入るように圧力を加え、樹脂チューブ１２をゴムロール１０に被覆させて、以下、評価した。なお、用いたゴムロール１０及びポリイミド樹脂チューブ１２は以下の通りである。結果を表１に示す。
【００８４】
−評価−
樹脂チューブ１２をゴムロール１０に被覆できるか否か、また、その際の樹脂チューブ１２の状態を観察して評価した。
【００８５】
−半導電性ゴムロール１０−
芯材へ導電性弾性層を以下により形成して半導電性ゴムロール１０を作製した。エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ：エピクロマーＣＧ−１０２：ダイソ−社製）７０質量部とアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ：ニポールＤＮ−２１９：日本ゼオン社製）３０質量部とを混合し、これに発泡加硫剤として、硫黄（鶴見化学工業社製 ２００メッシュ）１質量部と、加硫促進剤（大内新興化学工業社製 ノクセラ−Ｍ）１．５質量部と、発泡剤としてベンゼンスルホニルヒドラジド６質量部とを添加してオープンロールで混練りした混合物をφ１０ｍｍのＳＵＳ製のロール軸に巻き付け、１６０℃で２０分間プレス加硫発泡させて、長さ２３２ｍｍで厚さ約６ｍｍの導電性弾性層を形成した。（成形物の体積抵抗値は、１×１０8Ω）その後、ゴムロール研削を行って、外径が２０．３０ｍｍ、２０．４５ｍｍ、２０．６０ｍｍの半導電性ゴムロール１０を各３０本づつ作製した。ロール硬度は、アスカＣ硬度で３５°であった。
【００８６】
−ポリイミド樹脂チューブ１２−
ポリイミド樹脂チューブ１２は、宇部興産（株）製のポリイミドＵワニスＡに酸性カーボンブラック（デグサジャパン（株）製／Ｓｐｅｃｉａｌ Ｂｌａｃｋ ４：ｐＨ３．５）を分散させて体積抵抗値が１×１０6〜１×１０7Ωになるように濃度調整をした塗液を円筒形金型の外周に塗布し、乾燥、硬化して作製した樹脂チューブである。膜厚４０μｍ、内径２０．２５ｍｍ、外径２０．３３ｍｍで長さ２６７ｍｍのポリイミド樹脂チューブ１２を作製した。
【００８７】
【表１】
【００８８】
試験例１を行ったところ、０．８〜２．０リットル／秒の空気を供給することで全て亀裂、裂け、折れ等がなく挿入でき、被覆ロール外径は、全て２０．３３ｍｍであった。ちなみに、本試験例で用いた膜厚４０μｍのポリイミド樹脂チューブは、両端を密閉して圧縮空気を注入すると、０．３ＭＰａ以上で裂けが発生した。
【００８９】
なお、０．８リットル／秒未満の空気を供給すると、上記加圧装置１６による加圧力ではゴムロール１０の挿入は行えず、さらに大きな加圧力が必要であることがわかった。一方、２．０リットル／秒を超えた空気を供給すると、ゴムロール１０が振動してしまい挿入が困難であることがわかった。これにより、上記範囲で空気を挿入時にゴムロール外周面へ供給することがよいことがわかった。
【００９０】
−試験例２−
試験例１と同様な外径２０．６０ｍｍのゴムロール１０を１００本作製し、１．６リットル／秒の空気を挿入時にゴムロール１０の外周面へ供給した以外は、試験例１と同様にして樹脂チューブ１２をゴムロール１０へ被覆したところ、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部に欠けや剥がれは観察されなかった。
【００９１】
一方、保護キャップ３０を外して、同様にして樹脂チューブ１２をゴムロール１０へ被覆したところ、１００本中２本のゴムロール１０のロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが発生していた。
【００９２】
これにより、保護キャップ３０を取り付けることにより、ゴムロール１０のロール挿入方向側端部に欠けや剥がれが生じるのを防止することがわかる。
【００９３】
これら試験例から、簡単な工程でありながら確実にポリイミド樹脂チューブの亀裂、裂け、折れ等を防止して、安価に樹脂チューブ被覆ロールを製造することができ、極めて有用であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置の一部を示す拡大概略構成図である。
【図３】第１実施形態に係る筒状ゴムロール挿入ガイドを示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る保護キャップを示す概略構成図である。
【図５】第１実施形態に係る保護キャップのゴムロールに取り付けた状態を示す概略構成図である。
【図６】第２実施形態に係る樹脂チューブ被覆ロールの製造装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ゴムロール
１２ ポリイミド樹脂チューブ
１４ ゴムロールガイド容器
１６ 加圧装置
１８ ロール位置決め機構
２０ ゴムロール挿入ガイド
２２ ゴムロールガイド板
２４ エアークリッパー
２６ 空気供給機構
２６Ａ 空気供給口
２８ 空気供給機構
２８Ａ 空気供給口
３０ 保護キャップ
４６ 挿入チャンバ
４８ 圧力供給機構
４９ 挿入チャンバ蓋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造方法であって、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有する筒状ゴムロール挿入ガイドへ前記ゴムロールを挿入し、その外径を収縮する第１工程と、
外径が収縮した状態で前記ゴムロールを前記樹脂チューブ内に挿入する第２工程と、
を有することを特徴とする樹脂チューブ被覆ロールの製造方法。
【請求項２】
樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造装置であって、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有すると共に、前記樹脂チューブ内に嵌め込まれた状態で配設され、前記樹脂チューブへの前記ゴムロールの挿入時に前記ゴムロールを挿入して、その外径を収縮させる筒状ゴムロール挿入ガイドを有することを特徴とする樹脂チューブ被覆ロールの製造装置。
【請求項３】
半導電性樹脂チューブの内径よりも外径が大きい半導電性ゴムロールを前記半導電性樹脂チューブに挿入して被覆する半導電性ロールの製造方法であって、
前記半導電性ゴムロールの外径よりも小さい開口を有する筒状ゴムロール挿入ガイドへ前記ゴムロールを挿入し、その外径を収縮する第１工程と、
外径が収縮した状態で前記半導電性ゴムロールを前記半導電性樹脂チューブ内に挿入する第２工程と、
を有することを特徴とする半導電性ロールの製造方法。
【請求項４】
半導電性樹脂チューブの内径よりも外径が大きい半導電性ゴムロールを前記半導電性樹脂チューブに挿入して被覆する半導電性ロールの製造装置であって、
前記半導電性ゴムロールの外径よりも小さい開口を有すると共に、前記半導電性樹脂チューブ内に挿入した状態で配設され、前記半導電性樹脂チューブへの前記ゴムロールの挿入時に前記半導電性ゴムロールを挿入して、その外径を収縮させる筒状ゴムロール挿入ガイドを有することを特徴とする半導電性ロールの製造装置。
【請求項１】
樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造方法であって、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有する筒状ゴムロール挿入ガイドへ前記ゴムロールを挿入し、その外径を収縮する第１工程と、
外径が収縮した状態で前記ゴムロールを前記樹脂チューブ内に挿入する第２工程と、
を有することを特徴とする樹脂チューブ被覆ロールの製造方法。
【請求項２】
樹脂チューブの内径よりも外径が大きいゴムロールを前記樹脂チューブに挿入して被覆する樹脂チューブ被覆ロールの製造装置であって、
前記ゴムロールの外径よりも小さい開口を有すると共に、前記樹脂チューブ内に嵌め込まれた状態で配設され、前記樹脂チューブへの前記ゴムロールの挿入時に前記ゴムロールを挿入して、その外径を収縮させる筒状ゴムロール挿入ガイドを有することを特徴とする樹脂チューブ被覆ロールの製造装置。
【請求項３】
半導電性樹脂チューブの内径よりも外径が大きい半導電性ゴムロールを前記半導電性樹脂チューブに挿入して被覆する半導電性ロールの製造方法であって、
前記半導電性ゴムロールの外径よりも小さい開口を有する筒状ゴムロール挿入ガイドへ前記ゴムロールを挿入し、その外径を収縮する第１工程と、
外径が収縮した状態で前記半導電性ゴムロールを前記半導電性樹脂チューブ内に挿入する第２工程と、
を有することを特徴とする半導電性ロールの製造方法。
【請求項４】
半導電性樹脂チューブの内径よりも外径が大きい半導電性ゴムロールを前記半導電性樹脂チューブに挿入して被覆する半導電性ロールの製造装置であって、
前記半導電性ゴムロールの外径よりも小さい開口を有すると共に、前記半導電性樹脂チューブ内に挿入した状態で配設され、前記半導電性樹脂チューブへの前記ゴムロールの挿入時に前記半導電性ゴムロールを挿入して、その外径を収縮させる筒状ゴムロール挿入ガイドを有することを特徴とする半導電性ロールの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２６７５０９（Ｐ２００６−２６７５０９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８４９７３（Ｐ２００５−８４９７３）
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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