説明

導電性ゴムローラーの製造装置及び製造方法、並びに電子写真装置用ローラー及び転写ローラー

【課題】導電性芯材の傷、汚れ、変形などの不具合の発生を抑制し、段取り性や生産性の良い導電性ゴムローラーの製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】発泡体ゴム層前駆体のチューブを押出す押出機と、マイクロ波を照射する距離1.8m以上2.0m以下からなるトンネル炉方式で構成された、該発泡体ゴム層前駆体のチューブを加熱して発泡体ゴム層のチューブとするマイクロ波照射装置と、該発泡体ゴム層のチューブを定尺に切断する切断装置と、該定尺に切断された該発泡体ゴム層のチューブに、導電性芯材を挿入するチューブ挿入装置と、該導電性芯材に挿入された該発泡体ゴム層のチューブの外形を総型の砥石で研磨する研磨装置と、が、同一ライン上に構成されている製造装置を用いて、導電性芯材上に発泡体ゴム層を形成されている導電性ゴムローラーを製造する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真複写装置、プリンター、静電記録装置等の画像形成装置に使用される導電性ゴムローラーの製造装置及び製造方法に関する。更には感光体等の像担持体に電子写真プロセス、静電記録プロセス等の作像手段で形成担持させたトナー像による可転写画像を紙等の記録媒体、転写材に転写させる転写装置の転写ローラー等の電子写真装置用ローラーに関するものである。
【背景技術】
【0002】
複写機、プリンターなど、電子写真方式の画像形成装置の多くに帯電ローラー、転写ローラー、現像ローラー等の導電性ゴムローラーが用いられている。従来、これらの導電性ゴムローラーの製造方法における発泡体ゴム層の形成方法としては、高圧蒸気による加硫缶加硫(特許文献1)、マイクロ波照射によるUHF加硫(特許文献2)、筒型等による金型加硫(特許文献3)、が挙げられる。
【特許文献1】特開平11−114978号公報
【特許文献2】特開2002−221859号公報
【特許文献3】特開平11−201140号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
例えば、加硫缶加硫は発泡体のセルが不均一で所望のセルを表面に出す為に多量の研磨を行わなくてはならず、金型加硫においては段取りに時間が掛かり且つ、金型洗浄を行う必要がある為、量を数多く作るのには不向きであった。また、UHF加硫では段取り性が良く、セルも均一となるが、従来の工程では、該発泡体ゴム層の定尺切断、導電性芯材の挿入、総型の砥石で研磨する工程が別工程となる。その為、各工程の取り扱いによる導電性芯材の傷、汚れ、更には製品同士の接触による変形などの不具合が発生していた。しかし、これからの複写機、プリンターに使用される導電性ゴムローラーでは各工程の取り扱いによる導電性芯材の傷、汚れ、変形などの不具合の発生が無いことが求められている。すなわち、このような導電性ゴムローラーを製造でき、更には段取り性や生産性の良い導電性ゴムローラーの製造装置及び製造方法が求められている。
【0004】
本発明は、転写ローラーや帯電ローラーあるいは現像ローラー等の電子写真装置用ローラーの製造において充分な解決策となっていなかった技術部分で、特にUHF加硫における問題を解決するものである。すなわち、各工程の取り扱いによる導電性芯材の傷、汚れ、変形などの不具合の発生を抑制でき、段取り性や生産性の良い導電性ゴムローラーの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。更には、加硫装置から発泡体ゴム層の定尺切断、導電性芯材の挿入、総型の砥石で研磨する装置の小型化、省スペース化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記問題を解決するために、本発明では、導電性芯材上に発泡体ゴム層を形成する導電性ゴムローラーの製造装置において、
該発泡体ゴム層前駆体のチューブを押出す押出機と、
マイクロ波を照射する距離1.8m以上2.0m以下からなるトンネル炉方式で構成された、該発泡体ゴム層前駆体のチューブを加熱して発泡体ゴム層のチューブとするマイクロ波照射装置と、
該発泡体ゴム層のチューブを定尺に切断する切断装置と、
該定尺に切断された該発泡体ゴム層のチューブに、導電性芯材を挿入するチューブ挿入装置と、
該導電性芯材に挿入された該発泡体ゴム層のチューブの外形を総型の砥石で研磨する研磨装置と、
が、同一ライン上に構成されていることを特徴とする導電性ゴムローラーの製造装置を提供する。
【0006】
また、本発明では、導電性芯材上に発泡体ゴム層が形成されている導電性ゴムローラーの製造方法において、
押出機により該発泡体ゴム層前駆体のチューブを作製する押出工程と、
マイクロ波を照射する距離1.8m以上2.0m以下からなるトンネル炉方式で構成されたマイクロ波照射装置により、該発泡体ゴム層前駆体のチューブを加熱して発泡体ゴム層のチューブとするマイクロ波照射工程と、
該発泡体ゴム層のチューブを定尺に切断する切断工程と、
該定尺に切断された該発泡体ゴム層のチューブに、導電性芯材を挿入するチューブ挿入工程と、
該導電性芯材に挿入された該発泡体ゴム層のチューブの外形を総型の砥石で研磨する研磨工程と、
を同一ライン上で行うことを特徴とする導電性ゴムローラーの製造方法を提供する。
【0007】
本発明では、前記製造方法により製造され、発泡体ゴム層のゴム材料がエピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、又はその混合物を含むゴム組成物から構成された導電性ローラーを電子写真装置用ローラーとして利用することができる。こうすることにより、この用途での有用性を増すものである。
【0008】
又、特に、電子写真装置の転写装置部に用いる転写ローラーとしての利用することにより、本発明の目的を達成した。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、各工程の取り扱いによる導電性芯材の傷、汚れ、変形などの不具合の発生を抑制でき、段取り性や生産性の良い導電性ゴムローラーの製造装置及び製造方法を提供することが可能となる。更には、加硫装置から発泡体ゴム層の定尺切断、導電性芯材の挿入、総型の砥石で研磨する装置の小型化、省スペース化を図ることが可能となる。
【0010】
従って、上記導電性ゴムローラーの製造方法により製造された導電性ゴムローラーは、電子写真装置用ローラーに好適に使用することができ、特に、転写ローラーに好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明は、導電性芯材上に発泡体ゴム層を形成する導電性ゴムローラーの製造装置において、以下のものが同一ライン上に構成されていることを特徴とする導電性ゴムローラーの製造装置である。
(1)該発泡体ゴム層前駆体のチューブを押出す押出機。
(2)マイクロ波を照射する距離1.8m以上2.0m以下からなるトンネル炉方式で構成された、該発泡体ゴム層前駆体のチューブを加熱して発泡体ゴム層のチューブとするマイクロ波照射装置。
(3)該発泡体ゴム層のチューブを定尺に切断する切断装置。
(4)該定尺に切断された該発泡体ゴム層のチューブに、導電性芯材を挿入するチューブ挿入装置。
(5)該導電性芯材に挿入された該発泡体ゴム層のチューブの外形を総型の砥石で研磨する研磨装置。
【0012】
また、導電性芯材上に発泡体ゴム層が形成されている導電性ゴムローラーの製造方法において、以下の工程を同一ライン上で行うことを特徴とする導電性ゴムローラーの製造方法である。
(1)押出機により該発泡体ゴム層前駆体のチューブを作製する押出工程。
(2)マイクロ波を照射する距離1.8m以上2.0m以下からなるトンネル炉方式で構成されたマイクロ波照射装置により、該発泡体ゴム層前駆体のチューブを加熱して発泡体ゴム層のチューブとするマイクロ波照射工程。
(3)該発泡体ゴム層のチューブを定尺に切断する切断工程。
(4)該定尺に切断された該発泡体ゴム層のチューブに、導電性芯材を挿入するチューブ挿入工程。
(5)該導電性芯材に挿入された該発泡体ゴム層のチューブの外形を総型の砥石で研磨する研磨工程。
【0013】
以下、本発明について詳細に説明する。
【0014】
図2に、本発明に係る導電性ゴムローラーを画像形成装置に利用した一例を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の、プロセスカートリッジを使用したレーザプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。また、同図に示す画像形成装置には、本発明に係る導電性ゴムローラーである転写ローラーを有する転写装置が装着されている。
【0015】
同図に示す画像形成装置は、像担持体として、ドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という。)1を備えている。感光ドラム1は、接地された円筒アルミニウム基体の外周面に、有機光導電体(OPC)からなる感光層を設けたものである。この感光ドラム1は、駆動手段(不図示)により、矢印R1方向に所定のプロセススピード(周速度)、例えば50mm/secで回転駆動される。
【0016】
感光ドラム1表面は、接触帯電部材としての帯電ローラー2によって均一に帯電される。帯電ローラー2は、感光ドラム1表面に接触配置されており、感光ドラム1の矢印R1方向の回転に伴って矢印R2方向に従動回転する。帯電ローラー2には、帯電バイアス印加電源(高圧電源)により振動電圧(交流電圧VAC+直流電圧VDC)が印加され、これにより感光ドラム1表面は、−600V(暗部電位Vd)に一様に帯電処理される。帯電後の感光ドラム1表面は、レーザスキャナから出力されてミラーによって反射されたレーザー光3、すなわち、目的の画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応して変調されたレーザー光3により走査露光を受ける。これにより、感光ドラム1表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像(明電部位Vl=−150V)が形成される。
【0017】
その静電潜像は、現像装置4の現像スリーブに印加された現像バイアスによって、負に帯電されたトナー5が付着され、トナー像として反転現像される。
【0018】
一方、給紙部から給搬送された紙等の転写材7が、転写ガイドにガイドされて、感光ドラム1と転写ローラー6との間の転写部(転写ニップ部)Tに、感光ドラム1上のトナー像とタイミングを合わせるようにして供給される。図1に、転写ローラー6の外観図を示すように、転写ローラー6は、導電性芯材である芯金61の外周に発泡体ゴム層である導電性ゴム層62が形成された構成を有している。転写部Tに供給された転写材7は、転写バイアス印加電源により転写ローラー6に印加された転写バイアスによって、表面に感光ドラム1上のトナー像が転写される。このとき、転写材7に転写されないで感光ドラム1表面に残ったトナー(残留トナー)は、クリーニングブレード8によって廃トナー容器9に除去される。
【0019】
転写部Tを通った転写材7は、感光ドラム1から分離されて定着装置10へ導入され、ここでトナー像の定着処理を受け、画像形成物(プリント)として画像形成装置本体外部に排出される。
【0020】
ここでは、本発明に係る導電性ゴムローラーを転写ローラーとして使用した実施形態を示したが、電子写真装置に設置される他の電子写真装置用ローラーとしても使用することができる。
【0021】
本発明に係る導電性ゴムローラーに使用する導電性芯材としては、導電性を有する芯材であれば特に制限はなく、例えば、金属製芯材を用いることができる。
【0022】
導電性芯材の外周に形成される発泡体ゴム層は、例えば、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、又はその混合物を含むゴム組成物から構成される。発泡体ゴム層は、導電性を有する導電性ゴム層であることが好ましい。
【0023】
図3は導電性ローラーのマイクロ波を用いた連続加硫による製造装置を示す。本装置は全長13mからなり、押出機11、マイクロ波加硫装置(UHF)12、熱風加硫装置(HAV)13、引取機14、切断装置である定尺切断機15、チューブ挿入装置である導電性芯材挿入機16、研磨装置である研磨機17で構成される。
【0024】
バンバリーミキサー又はニーダー等の密閉式混練機を用い混練した後、オープンロールとリボン成形分出し機によりリボン状に成形したゴム組成物を、上記押出機11に投入している。上記マイクロ波加硫装置(UHF)12では、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされたメッシュのベルト、又はポリテトラフルオロエチレンを被覆したコロ(ベルトコンベヤー)で、上記押出機11より押出されたゴムチューブを搬送する。熱風加硫装置(HAV)13では、ポリテトラフルオロエチレンを被覆したコロで、マイクロ波加硫装置(UHF)12を通過したゴムチューブを搬送する。引取機14では、熱風加硫装置(HAV)13を通過したゴムチューブを引取り、定尺切断機15へ排出する。マイクロ波加硫装置(UHF)12と熱風加硫装置(HAV)13の間、熱風加硫装置(HAV)13と引取機14の間は、ポリテトラフルオロエチレンを被覆したコロで連結されている。
【0025】
マイクロ波加硫装置(UHF)12、熱風加硫装置(HAV)13、引取機14の長さは、本実施形態では、順に、4m、6m、1mとなっている。マイクロ波加硫装置(UHF)12と熱風加硫装置(HAV)13間、及び熱風加硫装置(HAV)13と引取機14間は0.1〜1.0mとなるように設定されている。
【0026】
また、定尺切断機15で切断されたチューブは導電性芯材挿入機16に送られる。導電性芯材挿入機16では、導電性芯材を挿入され研磨機17に送られた後、研磨機17の総型砥石にて所望の外径に研磨される。
【0027】
上記マイクロ波を用いた連続加硫による製造装置において、押出機11よりチューブ状に成形され押出されたゴムチューブは、該押出機11より押出された直後にマイクロ波加硫装置(UHF)12内に導入される。ここでは、マイクロ波を照射する距離が1.8〜2.0mで、且つ製品通過開口部が幅80〜110mm、高さ60〜70mmであるマイクロ波加硫装置(UHF)12内でマイクロ波が照射され加熱される。この加熱により、ゴムチューブを加硫、発泡し、つづいて、熱風加硫装置(HAV)13搬送し、加硫を完了させている。ここで、マイクロ波加硫装置(UHF)12には、マイクロ波発信機出力が0.1〜1.5kWのマイクロ波発信機が2台設置され、その合計出力が0.2〜3.0kWであることが好ましく、1.0〜3.0kWであることがより好ましい。マイクロ波を照射する距離は1.9〜2.0mが好ましい。マイクロ波発信機の出力及び照射距離がこれらの範囲内にあることによって、短時間で均一且つ効果的に加硫を行うことが可能となる。
【0028】
加硫、発泡後に引取機14より排出された直後に、定尺切断機15により所望の寸法に切断し、チューブ状の発泡ゴム層が得られる。次いで自動導電性芯材挿入機16により、接着剤を塗布していない、又はホットメルト接着剤、加硫接着剤を所望の領域に塗布したφ4〜10mmの導電性芯材を、チューブ状の発泡ゴム層の内径部に圧入し、ローラー状の成形体が得られる。この成形体は、総型研磨砥石GC80を取り付けた研磨機17にセットされ、研磨条件として例えば回転速度2000RPMで外径がφ14mmになるように研磨し、導電性ゴムローラーが得られる。
【0029】
本発明の装置は、押出機、マイクロ波照射装置、切断装置、チューブ挿入装置、及び研磨装置を同一ライン上に構成している。そして、被加工物である、発泡体ゴム層のチューブやこれを切断したチューブ、芯金、芯金を挿入したローラー状の受け渡しは同一ライン上で行われる。このような装置構成であるため、移動距離も小さく、また、受け渡しの治具と被加工物の干渉もなく行われる。
【0030】
ここで、受け渡しの治具は通常の脱着に用いられるチャッキング機構を用いても良い。装置間が近接している為、チャッキング機構や次工程への搬送機構は短くてよい。被加工物の搬送はベルトを介しても良いし、脱着機構を有して移動アーム長さが十分なロボットを用いても良い。
【実施例】
【0031】
図1の構成を有する導電性ゴムローラーを以下のようにして作製した。
【0032】
[導電性ローラー]:ゴム組成物は、ゴム主成分としてアクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、又はその混合物を含み、これを所定量混合する。また、以下の成分を混合したものである。
・カーボンブラック等の導電材。
・炭酸カルシウム等の充填材。
・他の助剤。
・硫黄、有機過酸化物、トリアジン、ポリアミン等の加硫剤。
・チウラム系、チアゾール系、グアニジン系、スルフェンアミド系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系、またはその数種の混合物の加硫促進剤。
・p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドやアゾジカルボンアミド系の発泡剤。
【0033】
なお、実施例及び比較例で使用した資材は以下の通りである。
アクリロニトリルブタジエンゴム
[商品名:DN401、日本ゼオン(株)製]
エピクロルヒドリンゴム
[商品名:ゼクロン3106、日本ゼオン(株)製]
p,p’‐オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド
[商品名:ネオセルボンN、永和化成工業(株)製]
アゾジカルボンアミド
[商品名:ビニホールAC、永和化成工業(株)製]
(汚れの確認方法)
目視検査によりゴミ、塵などの付着が無いか確認した。
【0034】
(導電性芯材のキズの確認方法)
導電性芯材露出部をビデオマイクロ(キーエンス社製、商品名:デジタルマイクロスコープVH−8000)にて導電性芯材のキズ発生の有無を確認した。
【0035】
(導電性ゴムローラーの変形の確認方法)
導電性ゴムローラーを回転できるように固定し、回転させながらその断面を投影機(ニコン社製、商品名:プロファイルプロジェクターV−12B)にて、凹凸の有無を確認した。
【0036】
(実施例)
以下の事例を実施例とした。まず、前記のアクリロニトリルブタジエンゴム50質量部及びエピクロルヒドリンゴム50質量部を混合した混合物に、以下の成分を混合した。
・カーボンブラック 10質量部
[商品名:旭#15、旭カーボン(株)製]
・炭酸カルシウム 30質量部
[商品名:スーパーSS、丸尾カルシウム(株)製]
・p,p’‐オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド 3質量部
・硫黄 0.5質量部
[商品名:サルファックス、鶴見化学(株)製]
・ジベンゾチアジルスルフィド 1.5質量部
[商品名:ノクセラーDM、大内新興化学(株)製]
・テトラエチルチウラムジスルフィド 1.5質量部
[商品名:ノクセラーTET、大内新興化学(株)製]
得られたゴム材料を押出機から押出し、マイクロ波照射距離が2mのマイクロ波照射装置を、マイクロ波出力2.0kWで通過させ、外径φ14mm、内径φ4.5mmの寸法の発泡体ゴム層に成形した。その後、定尺に切断、φ6mmの導電性の芯材を挿入、総型の砥石で研磨する工程を同一ライン上で連続に行う事例を実施例とした。得られた導電性ゴムローラー表面の目視で確認できるゴミ、塵などの付着、各工程の取り扱いによる導電性芯材の傷、汚れ、更には製品同士の接触による変形などの発生は無かった。
【0037】
(比較例)
本発明の規定にそぐわない事例を比較例とした。ゴム材料を押出機から押出し、マイクロ波照射装置を通過させて発泡体ゴム層に成形した。その後、定尺に切断し、500本単位のバッチで熱処理を行い、その後1本単位で導電性の芯材を挿入し48時間定温で放置し寸法を安定させた後、総型の砥石で研磨するような同一ライン上で行わない事例を比較例とした。得られた導電性ゴムローラー表面の目視で確認できるゴミ、塵などの付着が発生し、各工程の取り扱いによる導電性芯材の傷、汚れ、更には製品同士の接触による変形などの発生もみられた。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明に係る転写ローラーの外観図である。
【図2】本発明に係る転写ローラーを有する画像形成装置の全体断面図である。
【図3】本発明に係る導電性ゴムローラーの製造装置の全体断面図である。
【符号の説明】
【0039】
1 感光ドラム
2 帯電ローラー
3 レーザー光
4 現像装置
5 トナー
6 転写ローラー
7 転写材
8 クリーニングブレード
9 廃トナー容器
10 定着装置
11 押出機
12 マイクロ波加硫装置(UHF)
13 熱風加硫装置(HAV)
14 引取機
15 定尺切断機
16 導電性芯材挿入機
17 研磨機
61 芯金
62 導電性ゴム層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性芯材上に発泡体ゴム層を形成する導電性ゴムローラーの製造装置において、
該発泡体ゴム層前駆体のチューブを押出す押出機と、
マイクロ波を照射する距離1.8m以上2.0m以下からなるトンネル炉方式で構成された、該発泡体ゴム層前駆体のチューブを加熱して発泡体ゴム層のチューブとするマイクロ波照射装置と、
該発泡体ゴム層のチューブを定尺に切断する切断装置と、
該定尺に切断された該発泡体ゴム層のチューブに、導電性芯材を挿入するチューブ挿入装置と、
該導電性芯材に挿入された該発泡体ゴム層のチューブの外形を総型の砥石で研磨する研磨装置と、
が、同一ライン上に構成されていることを特徴とする導電性ゴムローラーの製造装置。
【請求項2】
該マイクロ波照射装置、該切断装置、該チューブ挿入装置、及び該研磨装置が、この順に連続して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の導電性ゴムローラーの製造装置。
【請求項3】
該マイクロ波照射装置は、マイクロ波の発信機を2台使用し、該マイクロ波発信機の合計出力が0.2kW以上3.0kW以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の導電性ゴムローラーの製造装置。
【請求項4】
導電性芯材上に発泡体ゴム層が形成されている導電性ゴムローラーの製造方法において、
押出機により該発泡体ゴム層前駆体のチューブを作製する押出工程と、
マイクロ波を照射する距離1.8m以上2.0m以下からなるトンネル炉方式で構成されたマイクロ波照射装置により、該発泡体ゴム層前駆体のチューブを加熱して発泡体ゴム層のチューブとするマイクロ波照射工程と、
該発泡体ゴム層のチューブを定尺に切断する切断工程と、
該定尺に切断された該発泡体ゴム層のチューブに、導電性芯材を挿入するチューブ挿入工程と、
該導電性芯材に挿入された該発泡体ゴム層のチューブの外形を総型の砥石で研磨する研磨工程と、
を同一ライン上で行うことを特徴とする導電性ゴムローラーの製造方法。
【請求項5】
該マイクロ波照射工程、該切断工程、該チューブ挿入工程、及び該研磨工程が、この順に連続して行われることを特徴とする請求項4に記載の導電性ゴムローラーの製造方法。
【請求項6】
該マイクロ波照射工程において、マイクロ波の発信機を2台使用し、該マイクロ波発信機の合計出力を0.2kW以上3.0kW以下とすることを特徴とする請求項4または5に記載の導電性ゴムローラーの製造方法。
【請求項7】
導電性芯材上に発泡体ゴム層が形成されている電子写真装置用ローラーであって、該発泡体ゴム層のゴム材料がエピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、又はその混合物を含むゴム組成物から構成され、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の導電性ゴムローラーの製造方法により製造されたことを特徴とする電子写真装置用ローラー。
【請求項8】
電子写真装置の転写装置部に用いる転写ローラーにおいて、請求項7記載の電子写真装置用ローラーであることを特徴とする転写ローラー。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−283659(P2007−283659A)
【公開日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−114412(P2006−114412)
【出願日】平成18年4月18日(2006.4.18)
【出願人】(393002634)キヤノン化成株式会社 (640)
【Fターム(参考)】