弾性ローラの製造方法、およびリング塗工機
【課題】軸芯体の周りに液状ゴムを塗工して弾性ローラを製造する際、その塗工時に装置可動部の振動でローラ形状が安定しないことがある。
【解決手段】リング塗工機において、軸芯体１０１の上下部を保持する保持軸９，１０に複数の動吸振器２１を永久磁石で取り付け、塗工ヘッド８の環状スリットの中に軸芯体１０１を通しながら軸芯体１０１の外周面に液状ゴムを塗布する。動吸振器２１は、塗工時の可動体の発生振動をあらかじめ計測器で観察しながら最も効果的に制振できる位置に取り付けられている。さらに、塗工時に可動体に発生した固有振動数に応じて、振動数を調整可能な制振装置を用いてアクティブに振動を収めることも追加可能である。
【解決手段】リング塗工機において、軸芯体１０１の上下部を保持する保持軸９，１０に複数の動吸振器２１を永久磁石で取り付け、塗工ヘッド８の環状スリットの中に軸芯体１０１を通しながら軸芯体１０１の外周面に液状ゴムを塗布する。動吸振器２１は、塗工時の可動体の発生振動をあらかじめ計測器で観察しながら最も効果的に制振できる位置に取り付けられている。さらに、塗工時に可動体に発生した固有振動数に応じて、振動数を調整可能な制振装置を用いてアクティブに振動を収めることも追加可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、複写機等の画像形成装置における電子写真プロセスカートリッジなどに用いられる弾性ローラを製造する方法と、この製法に用いられるリング塗工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター等に代表される画像形成装置のプロセスカートリッジに用いられる弾性ローラ基体を得るには、環状スリットを有するリング塗工機を使用する。そして、リング塗工機における棒状の軸芯体の周囲に未硬化の液状材料をリング塗工してローラ形状とし、その直後に加熱・加硫・硬化させることにより、該弾性ローラ基体を得ることが出来る。
【０００３】
このような弾性ローラを製造する方法および、その製造装置は、従来からよく行われている金型を用いた成形方法に代わって採用されつつある。理由は、金型を用いた成形方法に対して製造装置を簡素に構成でき、設備投資費が安くなり投資回収性が向上し、その結果減価償却費を低減できるからである。さらに、リング塗工機のノズル部分の交換が容易に短時間でできるので、成形する弾性ローラの品種毎の機種段取り替え作業が簡素化し、少量多品種生産に柔軟に対応できる点もある。この優位性は結果的に製品別の専用金型製造ラインを構築せずに済み、更に投資回収性が向上し減価償却費の更なる低減、そして製造ライン据付面積の大幅な縮小ができる等、数々の利点をもたらす。
【特許文献１】特開平０８-３２３２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子写真用弾性ローラを前述のリング塗工機を使用して成形する方法において、オープン系で（大気に開放で）、弾性部材が未硬化であるローラ部品を、加熱加硫機まで把持搬送する必要がある。その理由から、弾性ローラの材料としては、できるだけ垂れにくい材料が適している。求められる弾性ローラの仕様により、垂れ易い液状材料を弾性ローラの弾性体材料を使用することもある。
【０００５】
現在用いている前述のリング塗工機は、上記のような垂れ易い液状材料を用いた場合でも、機械振動等で成形物の外形精度が影響を受けぬよう極力丈夫な装置躯体や駆動機構を用いる工夫をしている。これにより、成形品の弾性体の形状が安定し寸法精度の良い成形物を得られるようにしている。しかしながら、電子写真画像の更なる画質向上を目指し、電子写真用弾性ローラの外形精度（真円度など）の更なる向上が求められている。
【０００６】
本発明の目的は、前述の様な製造方法および装置に更なる工夫をして、成形品の弾性ローラ形状が更に安定し寸法精度の良い成形品を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、発明者らが鋭意検討を進めた結果、以下の手法を見いだした。
【０００８】
すなわち、軸芯体を鉛直線方向に向けて把持する把持機構と、軸芯体を通す貫通穴とその貫通穴の内側面に開口した環状スリットを有するリングヘッドと、把持された軸芯体とリングヘッドを相対的に鉛直線方向に移動させる移動機構とを有し、軸芯体を移動しながら軸芯体の外周に液状材料を環状スリットから吐出塗布してローラ形状にする塗工装置を用い、ローラ形状塗布後に液状材料を硬化する弾性ローラを製造する。この製法において、塗工装置は動吸振器を有するものとし、塗布時に生じる振動を動吸振器で制振することとした。
【発明の効果】
【０００９】
上述した本発明の方法によれば、ローラ軸芯に対してリング状ゴム材を塗工する塗工装置において、設備投資を増加させることなく、ローラ外形真円度を向上させることが出来る。とりわけ、材料降伏応力が２０〜６００Ｐａの未硬化の液状材料をローラ状に成形する場合、さらには、より垂れ易い即ち機械振動の影響を受け易い１００Ｐａ未満で２０Ｐａ以上の液状材料をローラ状に成形する場合において効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態として、電子写真用現像用ローラを本発明の被加工部品として用いた形態を説明するが、本発明はこれによって現像用ローラ（電子写真用ローラ）に限定されるものではない。
【００１１】
［装置類］
まず現像ローラ用弾性材の塗工および塗工後の加熱炉までの製造工程は図１に示すように、芯金投入機、リング塗工機、液状材料供給装置、リング成形品搬送用ロボット、および加熱炉の順番に移行する。本発明で用いたリング塗工機を図２、図３に示す。リング塗工ヘッドは図４の構造のものを用いた。
【００１２】
図２，３に示すようにリング塗工機は、架台１上にガイドレール１４がコラム２で鉛直方向に支持されている。ガイドレール１４上には、ガイドレール１４に沿って移動する移動機構であるＬＭガイド４が存在する。ＬＭガイド４の駆動装置はボールねじ３、サーボモータ４、プーリ６等からなる。ＬＭガイド４には、塗工される軸芯体１０１の両端を鉛直上下方向（鉛直線方向）から把持する把持機構であるワーク下保持軸９とワーク上保持軸１０がブラケット７により取り付けられている。また、軸芯体１０１が、これの外周に液状ゴムを塗工するリング形状の塗工ヘッド（リングヘッド）８の貫通穴に通されている。塗工ヘッド８はコラム２に支持されており、材料供給弁１３と配管１２を経て液状ゴムが供給される供給口１１に連結されている。
【００１３】
このようなリング塗工機では、塗工ヘッド８に開いた貫通穴に軸芯体１０１を通過させ、かつ、軸芯体１０１を鉛直上下方向からワーク下保持軸９とワーク上保持軸１０で挟持する。そして、軸芯体１０１の軸線を鉛直上下方向に向けた状態で、塗工ヘッド８の貫通穴の側面から液状ゴムを吐出しながら、該貫通穴内の軸芯体１０１をＬＭガイド４の移動に伴って移動させる（図３）。これにより軸芯体１０１の外周面に未加硫（未硬化）の液状ゴムが吐出塗布され、液状ゴムによるローラ形状塗布後、それを加熱加硫して弾性ローラを製造する。
【００１４】
塗工ヘッド８は、図４に示すように、供給口１１に連結された材料注入口２０３を有する。塗工ヘッド８はリング状に構成され、リングヘッド上部２０１とリングヘッド下部２０２とを上下一体に接合してなる。リング状塗工ヘッド８の貫通穴の内側面に、材料吐出口２０５としての環状スリットが開口している。この材料吐出口２０５は、リングヘッド上部２０１とリングヘッド下部２０２の接合面に形成され、材料流路２０４を経て、材料注入口２０３に連通している。
【００１５】
［動吸振器］
本発明では、ローラ外形真円度を向上させるため、図２に示したリング塗工機（成形装置）に、液状ゴム材の塗布時に生じる振動を吸収する動吸振器として、下記のような機構を組み込んだ。
【００１６】
まず、図６に示す動吸振器２１（ダイナミックダンパ）を用意した。この動吸振器２１は円柱状の副振動系用錘３０と円柱状の副振動系用振動体３１を連結してなる。また、動吸振器２１の端部に永久磁石３２が内蔵されている。
【００１７】
動吸振器２１の詳細は以下のとおりである。
【００１８】
副振動系用振動体３１として、熱可塑性エラストマ・サントプレーン８２１１-２５、直径１４ｍｍ×長さ１８５ｍｍ、重量２０グラムのものを使用した。永久磁石３２にミスミHXNH型直径８ｍｍｍ×長さ８ｍｍのものを使用し、副振動系用錘３０に鋼鉄製棒状ウエイト・８グラムのものを使用した。
【００１９】
動吸振器２１は、リング塗工機のＬＭガイド４が塗工時に鉛直軸方向に下から上へ上がり停止するまでの間、リング塗工機を構成する可動体に発生する振動を速やかに収拾させる効果を持つ。
【００２０】
また、動吸振器２１は永久磁石３２により、リング塗工機が磁性材料（炭素鋼など）で製作されるので、弾性ローラの軸芯体１０１を把持する上保持軸１０、下保持軸９、および／またはリング状の塗工ヘッド８等、どこにでも任意の数を装着できる。
【００２１】
この図６の動吸振器２１は、図７に示すように任意の位置に装着しても、また図８の様に取り付けても、成形されるローラの真円度精度等に良い結果を得ることが出来る。
【００２２】
さらに、図２に示したリング塗工機（成形装置）には、上記のような動吸振器２１と共に、アクティブ制振機構を有する動吸振器を装着することが好ましい。
【００２３】
このアクティブ制振機構を有する動吸振器について説明する。
【００２４】
図９に示すように、電磁可変振動体３３を動吸振器とするアクティブ制振機構をリング塗工機に組み込んだ。電磁可変振動体３３には神鋼電気製の電磁バイブレータＶ-２Ｂを用いた。バイブレータの振動数可変域は６０００〜７２００（ＶＰＭ）、定格電流は０.２アンペアで駆動電圧は交流１００Ｖ、外形寸法と重量は直径７２ｍｍ×高さ７５ｍｍ、１.２ｋｇである。インバータにより電圧可変とした。
【００２５】
上記の電磁可変振動体３３は、弾性ローラの軸芯体１０１を把持する上保持軸１０、下保持軸９、および／またはリング状の塗工ヘッド８等、任意の位置に任意の数を取付けられる。これにより、成形される弾性ローラの真円度精度等に、よい結果が得られる。本実施形態では図９に示すように、ワーク下保持軸９に２個の電磁可変振動体３３を取り付けた。
【００２６】
［塗工後の加熱加硫炉までの搬送］
本形態では、搬送用６軸ロボット（デンソー製）を用い、該リング塗工機から加熱炉（加硫炉）まで、塗工直後の弾性ローラを搬送した（図１）。
【００２７】
加熱炉にはエスペック製の熱風循環式高温槽を用い、未加硫のローラ材料を加熱温度２００℃で２時間加熱して加硫した。
【００２８】
［振動測定・評価］
リング塗工機の塗工動作時の振動増加分を動吸振器２１（ダイナミックダンパ）が吸収出来ているか否かの効果を測定する。そのため、ＴアンドＤ社の加速度計「ＧセンサーＶＲ-00Ｓ1」と、同じくＴアンドＤ社の電圧データーロガー「ＶＲ71」を用い、得られた加速度「Ｇ」の値を持って、振動測定の代りとして評価した。この加速度計の加速度プローブ（振動センサ）の貼り付けに関しては、後述する実施例４と５と６、および比較例１において、ワーク上保持軸１０の軸芯体１０１寄りに、両面粘着テープにて固定した。実施例１と２および３（図９参照）では、上記の加速度プローブを、電動スライダー（ＬＭガイド４）とワーク上下保持軸９，１０との連結板（ブラケット７）に固定した。
【００２９】
［弾性ローラの真円度精度測定・評価］
得られた加硫済の弾性ローラの外形振れ精度を以下の方法にて測定した。
【００３０】
レーザー測長機（東京精密株式会社製）によって、弾性ローラの軸芯体１０１の軸方向両端からそれぞれ２０ｍｍの位置を測定点Ｐ１，Ｐ５と定め、この間を４等分する位置を測定点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と定めた。その後、Ｐ１〜Ｐ５の各点における半径を測定し、これを測定点ごとに３６０°回転させながら数回実施し、その平均を各５点での半径とした。さらに、測定した５点における半径を比較し、３６０°周囲半径と（表１の５点平均欄）、最大値と最小値の差をとって、真円度精度を評価した。その評価は、弾性ローラの軸方向５点の平均値（μｍ）および、最大値と最小値の差（μｍ）を比較する。
【００３１】
［降伏応力測定法］
粘弾性測定装置による液状ゴム材料の降伏応力測定法を以下に記す。
【００３２】
粘弾性測定装置にはHaake社製RheoStress600を用いた。液状ゴム材料約１ｇを採取し試料台の上に載せ、コーンプレートの円錐形の頂点を徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置で測定ギャップを設定した（コーンプレートにはφ３５ｍｍ、円錐形の傾斜角度１°の物を用いた）。そのとき、コーンプレートの周りに押し出された材料を奇麗に除去して測定に影響しないようにした。材料温度が２５℃になるように試料台の温度は設定され、液状ゴム材料の試料をセットしてから１０分間放置後、測定を開始した。試料にかける応力は０．００Ｐａからスタートし５００００Ｐａまでの範囲（周波数は１Ｈｚ）を、１８０秒かけて変動させ、そのときの貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”、位相差tanδの変化を３２ポイント測定した。貯蔵弾性率Ｇ’ははじめ線形粘弾性領域で一定の値となり、その後貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ”が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３４】
［実施例１］
現像ローラを製造するのに以下のようなローラ用液状材料、現像ローラの軸芯体、およびリング塗工装置を準備する。
【００３５】
ローラ用液状材料として、降伏応力２１０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を調製する。そのため、次の配合物を用意する。
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝１０万）８０質量％
カーボンブラック （電気化学工業製デンカブラック粉状） ７質量％
シリカ （日本アエロジル製：商品名：AEROSIL５０） １３質量％
そして、上記の配合物をプラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力２１０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を得た。さらに、このベース材料１００部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液（白金含有量３質量％）０．０２部を加えて混合することで混合物Ａを作る。また、そのベース材料１００部に対し、粘度１０ｃｐｓのオルガノハイドロジェンポリシロキサン（ＳｉＨ含有量１質量％）１．５部を加えて混合することで混合物Ｂを作る。それから、混合物Ａと混合物Ｂをそれぞれ、原料タンク１、原料タンク２にセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Ａと混合物Ｂを１：１の比率で混合した。
【００３６】
軸芯体１０１（芯金）としては、直径φ６ｍｍ、長さ２７５ｍｍの丸棒状鋼材製芯金で、表面に化学ニッケルメッキを施したものを５００本用意した。
【００３７】
次に、内側に環状スリットが開いた塗工ヘッド８と、ダイナミックダンパ（リアクティブな動吸振器２１）および、電磁可変振動体３３とその制御回路３４（アクティブ制振機構を有する動吸振器）を装備している、リング塗工機（図９）を用意した。ダイナミックダンパ（リアクティブな動吸振器２１）の構造は図６で示す。これをワーク上保持軸１０（上把持部材）に４個、Ｙ軸方向に沿って縦に装着するとともに、塗工ヘッド８にも取り付けた（図３，９参照）。装着する場所は、試験的に軸芯体１０１を重力軸鉛直方向（Ｙ＋）に動かしながら、前述の加速度計での電圧データーロガーの出力波形を見て、最適な位置を決定した。図１０に示すのは動吸振器２１が最も効果的に表れた位置での加速度グラフ（横軸が時間：１目盛１０秒、縦軸が加速度：１目盛０．０１Ｇ）で、図１１に示すのは動吸振器２１の効果が無い位置での加速度グラフである。
【００３８】
このような測定において動吸振器２１の取付け手段に永久磁石３２を使ったことにより、動吸振器２１の取付け位置を自在に最適に決めることができた。
【００３９】
また、本実施形態では図９に示すようにアクティブな動吸振器（電磁可変振動体３３）をワーク下保持軸９（下把持部材）に２個取り付けるが、この場合も、前述同様に磁石３２を利用し、加速度計でのデーターロガーの出力波形により最適位置を調整した。
【００４０】
さらに、アクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）の最適加振・振動数と出力エネルギー設定は次のとおりである。第一に、電磁可変振動体（バイブレータ）３３とリング塗工機動作時の複合された振動周波数を振動センサ３５により検出し制御回路３４に入力する。そして、最適加振・振動数と電圧を演算する。この結果を信号処理して電磁可変振動体３３に出力し、これに基づき電磁可変振動体３３を加振する。この加振後の振動数を再び振動センサ３５により検出し制御回路３４に入力する。このようなネガティブフィードバック（負帰還）によるオートチューニング設定で、ゴム材料塗工時の振動をアクティブ制振した。
【００４１】
以上説明した液状材料、軸芯体、リング塗工装置を用いて、以下の要領で軸芯体の外周面に液状材料を塗布した。以下、図１、図２、図３、図４、図５、図９に基づき説明する。
【００４２】
直径６ｍｍの軸芯体１０１の外周面上の加硫前液状樹脂層の厚さが約３ｍｍとなるように、塗工ヘッド８（塗工リング）の環状スリットを設計製作した。即ち、得られる現像ローラの外径はφ１２ｍｍである。
【００４３】
軸芯体１０１を図１に示す芯金投入器からリング塗工機に搬送し、塗工ヘッド８の環状スリットに通してワーク下保持軸９とワーク上保持軸１０で把持させる。その後、軸芯体１０１を塗工ヘッド８の鉛直上方から下方に鉛直方向に移動させ（図２および図３）、一旦塗工ヘッド８の鉛直下方に位置させた。次に、図９に示すアクティブ制振機構用の制御回路３４を作動させた。
【００４４】
そして、図１に示す液状材料供給装置によりシリコーンゴム材料をリング塗工機に適量供給させながら、軸芯体１０１を鉛直上方に６０ｍｍ／秒で移動させ、塗工ヘッド８により軸芯体１０１の外周面に液状樹脂層を形成した。
【００４５】
このような手順により加硫前の現像ローラ用基層（硬化前の液状樹脂層、すなわち図５に示した弾性体層１０２）を得た。その後、搬送用６軸ロボット（デンソー製VS-6556）を用い、該リング塗工機から加熱炉（加硫炉）まで、成形された直後の現像ローラを搬送した（図１）。加熱加硫はエスペック製の熱風循環式高温槽を用い、加熱温度２００℃で２時間加硫した。
【００４６】
以上の動作を繰り返し、実施例１による１００本の現像ローラ用基体を得た。試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。
【００４７】
［実施例２］
実施例２では、実施例１で用いた動吸振器２１（ダイナミックダンパー）とアクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を永久磁石ではなくボルトにて強固に取り付けた。この他は、実施例１と同様の手法、材料、装置を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材製芯金の外周面に塗布し、加熱加硫し、１００本の現像ローラ用基体を得た。
【００４８】
実施例２で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表1に示す。表１で明らかなように、動吸振器２１（ダイナミックダンパー）とアクティブ制振機構の各々の取付け方法を磁石からボルト＆ナットに変えても、実施例１と同じ効果が得られた。
【００４９】
［実施例３］
実施例３では、実施例１で用いた動吸振器２１（ダイナミックダンパー）をワーク上保持部１０（上把持部材）に永久磁石で取り付けただけで、塗工ヘッド８（塗工リング）には取り付けなかった。一方、ワーク下保持部９（下把持部材）には実施例１同様、アクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を永久磁石で取り付けた。この他は、実施例１同様の手法、材料、装置を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材ローラの外周面に塗布し、加熱加硫し、１００本の現像ローラー用基体を得た。
【００５０】
実施例３で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。表１で明らかなように、実施例１、２と同様の効果が得られた。
【００５１】
［実施例４］
実施例４では、実施例１で用いた動吸振器２１（ダイナミックダンパー）とアクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を永久磁石ではなくボルトにて強固に取り付けた。一方、ワーク下保持部９（下把持部材）には、アクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を取り付けなかった。
【００５２】
この他は、実施例１同様の手法、材料、装置を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材製芯金の外周面に塗布し、加熱加硫し、１００本の現像ローラ用基体を得た。実施例４で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。表１で明らかなように、ローラ真円度が良くなっているので動吸振器２１は効果有りとみなす。
【００５３】
［実施例５］
実施例５では、現像ローラ用液状材料を以下のシリコーンゴム材料を用いた他は、実施例４のリング塗工装置を用い、実施例４と同様の手法で現像ローラを作製した。
【００５４】
現像ローラ用液状材料として降伏応力２０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を調製するため、次の配合物を用意する。
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝１０万） ８０質量％
カーボンブラック （電気化学工業製デンカブラック粉状） ５質量％
石英 （Pennsilvania Glass Sand製：商品名：Min-Usil １５質量％
上記の配合物をプラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力２０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を得た。
【００５５】
この材料を実施例４のリング塗工装置により前述の鋼材製芯金の外周面に塗布した後、加熱加硫し、１００本の現像ローラ用基体を得た。
【００５６】
実施例５で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を、表１に示す。
【００５７】
表１から、ローラ真円度が５点平均で１３μｍ、Ｍａｘ平均１４μｍで形状安定性指標の１５μｍ以下に収まっていることが判る。材料の降伏応力が低い影響で、得られたローラの端部形状に垂れが生じていた。しかし、その垂れは画像領域外なので電子写真画像上の影響は無い。
【００５８】
［実施例６］
実施例６においても、現像ローラ用液状材料を以下のシリコーンゴム材料を用いた他は、実施例４のリング塗工装置を用い、実施例４と同様の手法で現像ローラを作製した。
【００５９】
現像ローラ用液状材料として降伏応力６００〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を調製するため、次の配合物を用意する。
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝１０万） ６０質量％
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝５０万） ３０質量％
カーボンブラック （三菱化学製：商品名：ＭＡ１１） ５質量％
シリカ （日本アエロジル製：商品名：AEROSIL３８０） ５質量％
上記の配合物をプラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力６００〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を得た。
【００６０】
実施例６で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。表１で明らかなように、ローラ真円度が５点平均で１３μｍ、Ｍａｘ平均１４μｍで形状安定性指標の１５μｍ以下に収まっていることが判る。ところが、材料の降伏応力が低い影響で、得られたローラの表面にレベリング不足による縦スジが観察された。しかし、その縦スジはごく僅かなもので、基層に表面層１０３を塗った状態（図５）では表層塗料に縦スジはカバーされるので、電子写真画像上の影響は無い。
【００６１】
［比較例１］
比較例１では、リアクティブ制振用の動吸振器２１、アクティブ制振機構の動吸振器（電磁可変振動体３３）をどちらも取り外し、従来のリング塗工機の状態にした装置を用いた（図２）。その他は実施例１で用いた同様の手法、材料を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材製芯金の外周面ローラし、加熱加硫し、１００本の現像ローラー用基体を得た。
【００６２】
比較例１で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。ローラの真円度は、５点平均で１３μｍ、Ｍａｘ平均１４μｍで形状安定性指標の１５μｍ以下に収まっている、若干実施例１〜６に比べより劣る結果となった。
【００６３】
【表１】
【００６４】
以上説明したように、成形機（リング塗工機）の、上下のワーク保持軸９，１０の任意の位置に、ゴム製の弾性部材による動吸振器（ダイナミックダンパ）２１が取り付けられている。これにより、塗工ヘッド８に対して軸芯体１０１を鉛直軸方向に下から上へ移動させて液状ゴムを塗布する間、成形機を構成する可動体に発生する振動を速やかに収拾させることができる。
【００６５】
動吸振器２１の固定に永久磁石を用いることで、計測器で発生振動を観察しながら最も効果的な位置に自在に動吸振器２１をセットできる。
【００６６】
更に、塗工時にＬＭガイド４などの可動体に発生した固有振動数に応じて、振動数を調整可能なアクティブ制振機構を追加的に用いることも可能である。
【００６７】
以上のような本発明の工夫により、塗工機工程の可動体の振動を収拾させ、液状ゴム材料がずれる（振れて真円度が悪化する）ことを極力防止でき、ローラ形状安定させることが出来る。また、Ａ３サイズ用ローラ成形におけるリング塗工で、ローラが長く（相対的に径が細く）なっても、塗工装置のサーボモータ系の振動等がローラに伝わることなく、Ａ４サイズ同様に高精度のリング成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明で説明する製造装置の全貌を示す図（概略説明図）である。
【図２】リング塗工機の概略説明図である。
【図３】本発明の実施例４、実施例５、および実施例６で動吸振器２１をリング塗工機に取り付けた様子を示した概念図である。
【図４】塗工ヘッド（リングヘッド）の断面概略説明図である。
【図５】現像用ローラの構成説明図である。
【図６】実施例１〜６で用いた動吸振器２１を示す概略図である。
【図７】永久磁石により動吸振器２１をリング塗工機の任意の位置に取り付ける様子を示した概念図である。
【図８】動吸振器２１をワーク上保持軸に取り付けてローラの軸芯体を把持している様子を示した概念図である。
【図９】アクティブ制振機構の説明図である。
【図１０】実施例１での塗工時に測定した加速度のグラフである。
【図１１】比較例１での塗工時に測定した加速度のグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 架台
２ コラム
３ ボールねじ
４ ＬＭガイド
５ サーボモータ
６ プーリ
７ ブラケット
８ リング形状の塗工ヘッド
９ ワーク下保持軸
１０ ワーク上保持軸
１１ 供給口
１２ 配管
１３ 材料供給弁
１４ ガイドレール
１５ ガイドレール取付け板
２１ 動吸振器（ダイナミックダンパ）
３０ 動吸振器（ダイナミックダンパ）の副振動系用錘
３１ 動吸振器（ダイナミックダンパ）の副振動系用振動体
３２ 永久磁石
３３ アクティブ制振機構用電磁可変振動体（バイブレータ）
３４ アクティブ制振機構用制御回路
１０１ 軸心体
１０２ 弾性体層（加硫前または加硫後）
１０３ 表面層
２０１ リングヘッド上部
２０２ リングヘッド下部
２０３ 材料注入口
２０４ 材料流路
２０５ 材料吐出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンター、複写機等の画像形成装置における電子写真プロセスカートリッジなどに用いられる弾性ローラを製造する方法と、この製法に用いられるリング塗工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター等に代表される画像形成装置のプロセスカートリッジに用いられる弾性ローラ基体を得るには、環状スリットを有するリング塗工機を使用する。そして、リング塗工機における棒状の軸芯体の周囲に未硬化の液状材料をリング塗工してローラ形状とし、その直後に加熱・加硫・硬化させることにより、該弾性ローラ基体を得ることが出来る。
【０００３】
このような弾性ローラを製造する方法および、その製造装置は、従来からよく行われている金型を用いた成形方法に代わって採用されつつある。理由は、金型を用いた成形方法に対して製造装置を簡素に構成でき、設備投資費が安くなり投資回収性が向上し、その結果減価償却費を低減できるからである。さらに、リング塗工機のノズル部分の交換が容易に短時間でできるので、成形する弾性ローラの品種毎の機種段取り替え作業が簡素化し、少量多品種生産に柔軟に対応できる点もある。この優位性は結果的に製品別の専用金型製造ラインを構築せずに済み、更に投資回収性が向上し減価償却費の更なる低減、そして製造ライン据付面積の大幅な縮小ができる等、数々の利点をもたらす。
【特許文献１】特開平０８-３２３２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子写真用弾性ローラを前述のリング塗工機を使用して成形する方法において、オープン系で（大気に開放で）、弾性部材が未硬化であるローラ部品を、加熱加硫機まで把持搬送する必要がある。その理由から、弾性ローラの材料としては、できるだけ垂れにくい材料が適している。求められる弾性ローラの仕様により、垂れ易い液状材料を弾性ローラの弾性体材料を使用することもある。
【０００５】
現在用いている前述のリング塗工機は、上記のような垂れ易い液状材料を用いた場合でも、機械振動等で成形物の外形精度が影響を受けぬよう極力丈夫な装置躯体や駆動機構を用いる工夫をしている。これにより、成形品の弾性体の形状が安定し寸法精度の良い成形物を得られるようにしている。しかしながら、電子写真画像の更なる画質向上を目指し、電子写真用弾性ローラの外形精度（真円度など）の更なる向上が求められている。
【０００６】
本発明の目的は、前述の様な製造方法および装置に更なる工夫をして、成形品の弾性ローラ形状が更に安定し寸法精度の良い成形品を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、発明者らが鋭意検討を進めた結果、以下の手法を見いだした。
【０００８】
すなわち、軸芯体を鉛直線方向に向けて把持する把持機構と、軸芯体を通す貫通穴とその貫通穴の内側面に開口した環状スリットを有するリングヘッドと、把持された軸芯体とリングヘッドを相対的に鉛直線方向に移動させる移動機構とを有し、軸芯体を移動しながら軸芯体の外周に液状材料を環状スリットから吐出塗布してローラ形状にする塗工装置を用い、ローラ形状塗布後に液状材料を硬化する弾性ローラを製造する。この製法において、塗工装置は動吸振器を有するものとし、塗布時に生じる振動を動吸振器で制振することとした。
【発明の効果】
【０００９】
上述した本発明の方法によれば、ローラ軸芯に対してリング状ゴム材を塗工する塗工装置において、設備投資を増加させることなく、ローラ外形真円度を向上させることが出来る。とりわけ、材料降伏応力が２０〜６００Ｐａの未硬化の液状材料をローラ状に成形する場合、さらには、より垂れ易い即ち機械振動の影響を受け易い１００Ｐａ未満で２０Ｐａ以上の液状材料をローラ状に成形する場合において効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態として、電子写真用現像用ローラを本発明の被加工部品として用いた形態を説明するが、本発明はこれによって現像用ローラ（電子写真用ローラ）に限定されるものではない。
【００１１】
［装置類］
まず現像ローラ用弾性材の塗工および塗工後の加熱炉までの製造工程は図１に示すように、芯金投入機、リング塗工機、液状材料供給装置、リング成形品搬送用ロボット、および加熱炉の順番に移行する。本発明で用いたリング塗工機を図２、図３に示す。リング塗工ヘッドは図４の構造のものを用いた。
【００１２】
図２，３に示すようにリング塗工機は、架台１上にガイドレール１４がコラム２で鉛直方向に支持されている。ガイドレール１４上には、ガイドレール１４に沿って移動する移動機構であるＬＭガイド４が存在する。ＬＭガイド４の駆動装置はボールねじ３、サーボモータ４、プーリ６等からなる。ＬＭガイド４には、塗工される軸芯体１０１の両端を鉛直上下方向（鉛直線方向）から把持する把持機構であるワーク下保持軸９とワーク上保持軸１０がブラケット７により取り付けられている。また、軸芯体１０１が、これの外周に液状ゴムを塗工するリング形状の塗工ヘッド（リングヘッド）８の貫通穴に通されている。塗工ヘッド８はコラム２に支持されており、材料供給弁１３と配管１２を経て液状ゴムが供給される供給口１１に連結されている。
【００１３】
このようなリング塗工機では、塗工ヘッド８に開いた貫通穴に軸芯体１０１を通過させ、かつ、軸芯体１０１を鉛直上下方向からワーク下保持軸９とワーク上保持軸１０で挟持する。そして、軸芯体１０１の軸線を鉛直上下方向に向けた状態で、塗工ヘッド８の貫通穴の側面から液状ゴムを吐出しながら、該貫通穴内の軸芯体１０１をＬＭガイド４の移動に伴って移動させる（図３）。これにより軸芯体１０１の外周面に未加硫（未硬化）の液状ゴムが吐出塗布され、液状ゴムによるローラ形状塗布後、それを加熱加硫して弾性ローラを製造する。
【００１４】
塗工ヘッド８は、図４に示すように、供給口１１に連結された材料注入口２０３を有する。塗工ヘッド８はリング状に構成され、リングヘッド上部２０１とリングヘッド下部２０２とを上下一体に接合してなる。リング状塗工ヘッド８の貫通穴の内側面に、材料吐出口２０５としての環状スリットが開口している。この材料吐出口２０５は、リングヘッド上部２０１とリングヘッド下部２０２の接合面に形成され、材料流路２０４を経て、材料注入口２０３に連通している。
【００１５】
［動吸振器］
本発明では、ローラ外形真円度を向上させるため、図２に示したリング塗工機（成形装置）に、液状ゴム材の塗布時に生じる振動を吸収する動吸振器として、下記のような機構を組み込んだ。
【００１６】
まず、図６に示す動吸振器２１（ダイナミックダンパ）を用意した。この動吸振器２１は円柱状の副振動系用錘３０と円柱状の副振動系用振動体３１を連結してなる。また、動吸振器２１の端部に永久磁石３２が内蔵されている。
【００１７】
動吸振器２１の詳細は以下のとおりである。
【００１８】
副振動系用振動体３１として、熱可塑性エラストマ・サントプレーン８２１１-２５、直径１４ｍｍ×長さ１８５ｍｍ、重量２０グラムのものを使用した。永久磁石３２にミスミHXNH型直径８ｍｍｍ×長さ８ｍｍのものを使用し、副振動系用錘３０に鋼鉄製棒状ウエイト・８グラムのものを使用した。
【００１９】
動吸振器２１は、リング塗工機のＬＭガイド４が塗工時に鉛直軸方向に下から上へ上がり停止するまでの間、リング塗工機を構成する可動体に発生する振動を速やかに収拾させる効果を持つ。
【００２０】
また、動吸振器２１は永久磁石３２により、リング塗工機が磁性材料（炭素鋼など）で製作されるので、弾性ローラの軸芯体１０１を把持する上保持軸１０、下保持軸９、および／またはリング状の塗工ヘッド８等、どこにでも任意の数を装着できる。
【００２１】
この図６の動吸振器２１は、図７に示すように任意の位置に装着しても、また図８の様に取り付けても、成形されるローラの真円度精度等に良い結果を得ることが出来る。
【００２２】
さらに、図２に示したリング塗工機（成形装置）には、上記のような動吸振器２１と共に、アクティブ制振機構を有する動吸振器を装着することが好ましい。
【００２３】
このアクティブ制振機構を有する動吸振器について説明する。
【００２４】
図９に示すように、電磁可変振動体３３を動吸振器とするアクティブ制振機構をリング塗工機に組み込んだ。電磁可変振動体３３には神鋼電気製の電磁バイブレータＶ-２Ｂを用いた。バイブレータの振動数可変域は６０００〜７２００（ＶＰＭ）、定格電流は０.２アンペアで駆動電圧は交流１００Ｖ、外形寸法と重量は直径７２ｍｍ×高さ７５ｍｍ、１.２ｋｇである。インバータにより電圧可変とした。
【００２５】
上記の電磁可変振動体３３は、弾性ローラの軸芯体１０１を把持する上保持軸１０、下保持軸９、および／またはリング状の塗工ヘッド８等、任意の位置に任意の数を取付けられる。これにより、成形される弾性ローラの真円度精度等に、よい結果が得られる。本実施形態では図９に示すように、ワーク下保持軸９に２個の電磁可変振動体３３を取り付けた。
【００２６】
［塗工後の加熱加硫炉までの搬送］
本形態では、搬送用６軸ロボット（デンソー製）を用い、該リング塗工機から加熱炉（加硫炉）まで、塗工直後の弾性ローラを搬送した（図１）。
【００２７】
加熱炉にはエスペック製の熱風循環式高温槽を用い、未加硫のローラ材料を加熱温度２００℃で２時間加熱して加硫した。
【００２８】
［振動測定・評価］
リング塗工機の塗工動作時の振動増加分を動吸振器２１（ダイナミックダンパ）が吸収出来ているか否かの効果を測定する。そのため、ＴアンドＤ社の加速度計「ＧセンサーＶＲ-00Ｓ1」と、同じくＴアンドＤ社の電圧データーロガー「ＶＲ71」を用い、得られた加速度「Ｇ」の値を持って、振動測定の代りとして評価した。この加速度計の加速度プローブ（振動センサ）の貼り付けに関しては、後述する実施例４と５と６、および比較例１において、ワーク上保持軸１０の軸芯体１０１寄りに、両面粘着テープにて固定した。実施例１と２および３（図９参照）では、上記の加速度プローブを、電動スライダー（ＬＭガイド４）とワーク上下保持軸９，１０との連結板（ブラケット７）に固定した。
【００２９】
［弾性ローラの真円度精度測定・評価］
得られた加硫済の弾性ローラの外形振れ精度を以下の方法にて測定した。
【００３０】
レーザー測長機（東京精密株式会社製）によって、弾性ローラの軸芯体１０１の軸方向両端からそれぞれ２０ｍｍの位置を測定点Ｐ１，Ｐ５と定め、この間を４等分する位置を測定点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と定めた。その後、Ｐ１〜Ｐ５の各点における半径を測定し、これを測定点ごとに３６０°回転させながら数回実施し、その平均を各５点での半径とした。さらに、測定した５点における半径を比較し、３６０°周囲半径と（表１の５点平均欄）、最大値と最小値の差をとって、真円度精度を評価した。その評価は、弾性ローラの軸方向５点の平均値（μｍ）および、最大値と最小値の差（μｍ）を比較する。
【００３１】
［降伏応力測定法］
粘弾性測定装置による液状ゴム材料の降伏応力測定法を以下に記す。
【００３２】
粘弾性測定装置にはHaake社製RheoStress600を用いた。液状ゴム材料約１ｇを採取し試料台の上に載せ、コーンプレートの円錐形の頂点を徐々に近づけて、試料台から約５０μｍの位置で測定ギャップを設定した（コーンプレートにはφ３５ｍｍ、円錐形の傾斜角度１°の物を用いた）。そのとき、コーンプレートの周りに押し出された材料を奇麗に除去して測定に影響しないようにした。材料温度が２５℃になるように試料台の温度は設定され、液状ゴム材料の試料をセットしてから１０分間放置後、測定を開始した。試料にかける応力は０．００Ｐａからスタートし５００００Ｐａまでの範囲（周波数は１Ｈｚ）を、１８０秒かけて変動させ、そのときの貯蔵弾性率Ｇ’、損失弾性率Ｇ”、位相差tanδの変化を３２ポイント測定した。貯蔵弾性率Ｇ’ははじめ線形粘弾性領域で一定の値となり、その後貯蔵弾性率Ｇ’と損失弾性率Ｇ”が交差する点の応力値を読み取り、降伏応力とした。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００３４】
［実施例１］
現像ローラを製造するのに以下のようなローラ用液状材料、現像ローラの軸芯体、およびリング塗工装置を準備する。
【００３５】
ローラ用液状材料として、降伏応力２１０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を調製する。そのため、次の配合物を用意する。
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝１０万）８０質量％
カーボンブラック （電気化学工業製デンカブラック粉状） ７質量％
シリカ （日本アエロジル製：商品名：AEROSIL５０） １３質量％
そして、上記の配合物をプラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力２１０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を得た。さらに、このベース材料１００部に対して、塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶液（白金含有量３質量％）０．０２部を加えて混合することで混合物Ａを作る。また、そのベース材料１００部に対し、粘度１０ｃｐｓのオルガノハイドロジェンポリシロキサン（ＳｉＨ含有量１質量％）１．５部を加えて混合することで混合物Ｂを作る。それから、混合物Ａと混合物Ｂをそれぞれ、原料タンク１、原料タンク２にセットし、圧送ポンプを使用してスタチックミキサーに送り出し混合物Ａと混合物Ｂを１：１の比率で混合した。
【００３６】
軸芯体１０１（芯金）としては、直径φ６ｍｍ、長さ２７５ｍｍの丸棒状鋼材製芯金で、表面に化学ニッケルメッキを施したものを５００本用意した。
【００３７】
次に、内側に環状スリットが開いた塗工ヘッド８と、ダイナミックダンパ（リアクティブな動吸振器２１）および、電磁可変振動体３３とその制御回路３４（アクティブ制振機構を有する動吸振器）を装備している、リング塗工機（図９）を用意した。ダイナミックダンパ（リアクティブな動吸振器２１）の構造は図６で示す。これをワーク上保持軸１０（上把持部材）に４個、Ｙ軸方向に沿って縦に装着するとともに、塗工ヘッド８にも取り付けた（図３，９参照）。装着する場所は、試験的に軸芯体１０１を重力軸鉛直方向（Ｙ＋）に動かしながら、前述の加速度計での電圧データーロガーの出力波形を見て、最適な位置を決定した。図１０に示すのは動吸振器２１が最も効果的に表れた位置での加速度グラフ（横軸が時間：１目盛１０秒、縦軸が加速度：１目盛０．０１Ｇ）で、図１１に示すのは動吸振器２１の効果が無い位置での加速度グラフである。
【００３８】
このような測定において動吸振器２１の取付け手段に永久磁石３２を使ったことにより、動吸振器２１の取付け位置を自在に最適に決めることができた。
【００３９】
また、本実施形態では図９に示すようにアクティブな動吸振器（電磁可変振動体３３）をワーク下保持軸９（下把持部材）に２個取り付けるが、この場合も、前述同様に磁石３２を利用し、加速度計でのデーターロガーの出力波形により最適位置を調整した。
【００４０】
さらに、アクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）の最適加振・振動数と出力エネルギー設定は次のとおりである。第一に、電磁可変振動体（バイブレータ）３３とリング塗工機動作時の複合された振動周波数を振動センサ３５により検出し制御回路３４に入力する。そして、最適加振・振動数と電圧を演算する。この結果を信号処理して電磁可変振動体３３に出力し、これに基づき電磁可変振動体３３を加振する。この加振後の振動数を再び振動センサ３５により検出し制御回路３４に入力する。このようなネガティブフィードバック（負帰還）によるオートチューニング設定で、ゴム材料塗工時の振動をアクティブ制振した。
【００４１】
以上説明した液状材料、軸芯体、リング塗工装置を用いて、以下の要領で軸芯体の外周面に液状材料を塗布した。以下、図１、図２、図３、図４、図５、図９に基づき説明する。
【００４２】
直径６ｍｍの軸芯体１０１の外周面上の加硫前液状樹脂層の厚さが約３ｍｍとなるように、塗工ヘッド８（塗工リング）の環状スリットを設計製作した。即ち、得られる現像ローラの外径はφ１２ｍｍである。
【００４３】
軸芯体１０１を図１に示す芯金投入器からリング塗工機に搬送し、塗工ヘッド８の環状スリットに通してワーク下保持軸９とワーク上保持軸１０で把持させる。その後、軸芯体１０１を塗工ヘッド８の鉛直上方から下方に鉛直方向に移動させ（図２および図３）、一旦塗工ヘッド８の鉛直下方に位置させた。次に、図９に示すアクティブ制振機構用の制御回路３４を作動させた。
【００４４】
そして、図１に示す液状材料供給装置によりシリコーンゴム材料をリング塗工機に適量供給させながら、軸芯体１０１を鉛直上方に６０ｍｍ／秒で移動させ、塗工ヘッド８により軸芯体１０１の外周面に液状樹脂層を形成した。
【００４５】
このような手順により加硫前の現像ローラ用基層（硬化前の液状樹脂層、すなわち図５に示した弾性体層１０２）を得た。その後、搬送用６軸ロボット（デンソー製VS-6556）を用い、該リング塗工機から加熱炉（加硫炉）まで、成形された直後の現像ローラを搬送した（図１）。加熱加硫はエスペック製の熱風循環式高温槽を用い、加熱温度２００℃で２時間加硫した。
【００４６】
以上の動作を繰り返し、実施例１による１００本の現像ローラ用基体を得た。試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。
【００４７】
［実施例２］
実施例２では、実施例１で用いた動吸振器２１（ダイナミックダンパー）とアクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を永久磁石ではなくボルトにて強固に取り付けた。この他は、実施例１と同様の手法、材料、装置を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材製芯金の外周面に塗布し、加熱加硫し、１００本の現像ローラ用基体を得た。
【００４８】
実施例２で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表1に示す。表１で明らかなように、動吸振器２１（ダイナミックダンパー）とアクティブ制振機構の各々の取付け方法を磁石からボルト＆ナットに変えても、実施例１と同じ効果が得られた。
【００４９】
［実施例３］
実施例３では、実施例１で用いた動吸振器２１（ダイナミックダンパー）をワーク上保持部１０（上把持部材）に永久磁石で取り付けただけで、塗工ヘッド８（塗工リング）には取り付けなかった。一方、ワーク下保持部９（下把持部材）には実施例１同様、アクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を永久磁石で取り付けた。この他は、実施例１同様の手法、材料、装置を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材ローラの外周面に塗布し、加熱加硫し、１００本の現像ローラー用基体を得た。
【００５０】
実施例３で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。表１で明らかなように、実施例１、２と同様の効果が得られた。
【００５１】
［実施例４］
実施例４では、実施例１で用いた動吸振器２１（ダイナミックダンパー）とアクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を永久磁石ではなくボルトにて強固に取り付けた。一方、ワーク下保持部９（下把持部材）には、アクティブ制振機構（電磁可変振動体３３）を取り付けなかった。
【００５２】
この他は、実施例１同様の手法、材料、装置を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材製芯金の外周面に塗布し、加熱加硫し、１００本の現像ローラ用基体を得た。実施例４で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。表１で明らかなように、ローラ真円度が良くなっているので動吸振器２１は効果有りとみなす。
【００５３】
［実施例５］
実施例５では、現像ローラ用液状材料を以下のシリコーンゴム材料を用いた他は、実施例４のリング塗工装置を用い、実施例４と同様の手法で現像ローラを作製した。
【００５４】
現像ローラ用液状材料として降伏応力２０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を調製するため、次の配合物を用意する。
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝１０万） ８０質量％
カーボンブラック （電気化学工業製デンカブラック粉状） ５質量％
石英 （Pennsilvania Glass Sand製：商品名：Min-Usil １５質量％
上記の配合物をプラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力２０〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を得た。
【００５５】
この材料を実施例４のリング塗工装置により前述の鋼材製芯金の外周面に塗布した後、加熱加硫し、１００本の現像ローラ用基体を得た。
【００５６】
実施例５で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を、表１に示す。
【００５７】
表１から、ローラ真円度が５点平均で１３μｍ、Ｍａｘ平均１４μｍで形状安定性指標の１５μｍ以下に収まっていることが判る。材料の降伏応力が低い影響で、得られたローラの端部形状に垂れが生じていた。しかし、その垂れは画像領域外なので電子写真画像上の影響は無い。
【００５８】
［実施例６］
実施例６においても、現像ローラ用液状材料を以下のシリコーンゴム材料を用いた他は、実施例４のリング塗工装置を用い、実施例４と同様の手法で現像ローラを作製した。
【００５９】
現像ローラ用液状材料として降伏応力６００〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を調製するため、次の配合物を用意する。
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝１０万） ６０質量％
分子鎖量末端ビニル基封鎖ジメチルポリシロキサン（分子量 Ｍｗ＝５０万） ３０質量％
カーボンブラック （三菱化学製：商品名：ＭＡ１１） ５質量％
シリカ （日本アエロジル製：商品名：AEROSIL３８０） ５質量％
上記の配合物をプラネタリーミキサーを用いて３０分間混合脱泡し、降伏応力６００〔Ｐａ〕のシリコーンゴムベース材料を得た。
【００６０】
実施例６で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。表１で明らかなように、ローラ真円度が５点平均で１３μｍ、Ｍａｘ平均１４μｍで形状安定性指標の１５μｍ以下に収まっていることが判る。ところが、材料の降伏応力が低い影響で、得られたローラの表面にレベリング不足による縦スジが観察された。しかし、その縦スジはごく僅かなもので、基層に表面層１０３を塗った状態（図５）では表層塗料に縦スジはカバーされるので、電子写真画像上の影響は無い。
【００６１】
［比較例１］
比較例１では、リアクティブ制振用の動吸振器２１、アクティブ制振機構の動吸振器（電磁可変振動体３３）をどちらも取り外し、従来のリング塗工機の状態にした装置を用いた（図２）。その他は実施例１で用いた同様の手法、材料を用いて、前述の弾性体形成用材料を前述の鋼材製芯金の外周面ローラし、加熱加硫し、１００本の現像ローラー用基体を得た。
【００６２】
比較例１で試作した１００本の加硫済ローラの真円度を測定した結果を表１に示す。ローラの真円度は、５点平均で１３μｍ、Ｍａｘ平均１４μｍで形状安定性指標の１５μｍ以下に収まっている、若干実施例１〜６に比べより劣る結果となった。
【００６３】
【表１】
【００６４】
以上説明したように、成形機（リング塗工機）の、上下のワーク保持軸９，１０の任意の位置に、ゴム製の弾性部材による動吸振器（ダイナミックダンパ）２１が取り付けられている。これにより、塗工ヘッド８に対して軸芯体１０１を鉛直軸方向に下から上へ移動させて液状ゴムを塗布する間、成形機を構成する可動体に発生する振動を速やかに収拾させることができる。
【００６５】
動吸振器２１の固定に永久磁石を用いることで、計測器で発生振動を観察しながら最も効果的な位置に自在に動吸振器２１をセットできる。
【００６６】
更に、塗工時にＬＭガイド４などの可動体に発生した固有振動数に応じて、振動数を調整可能なアクティブ制振機構を追加的に用いることも可能である。
【００６７】
以上のような本発明の工夫により、塗工機工程の可動体の振動を収拾させ、液状ゴム材料がずれる（振れて真円度が悪化する）ことを極力防止でき、ローラ形状安定させることが出来る。また、Ａ３サイズ用ローラ成形におけるリング塗工で、ローラが長く（相対的に径が細く）なっても、塗工装置のサーボモータ系の振動等がローラに伝わることなく、Ａ４サイズ同様に高精度のリング成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明で説明する製造装置の全貌を示す図（概略説明図）である。
【図２】リング塗工機の概略説明図である。
【図３】本発明の実施例４、実施例５、および実施例６で動吸振器２１をリング塗工機に取り付けた様子を示した概念図である。
【図４】塗工ヘッド（リングヘッド）の断面概略説明図である。
【図５】現像用ローラの構成説明図である。
【図６】実施例１〜６で用いた動吸振器２１を示す概略図である。
【図７】永久磁石により動吸振器２１をリング塗工機の任意の位置に取り付ける様子を示した概念図である。
【図８】動吸振器２１をワーク上保持軸に取り付けてローラの軸芯体を把持している様子を示した概念図である。
【図９】アクティブ制振機構の説明図である。
【図１０】実施例１での塗工時に測定した加速度のグラフである。
【図１１】比較例１での塗工時に測定した加速度のグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１ 架台
２ コラム
３ ボールねじ
４ ＬＭガイド
５ サーボモータ
６ プーリ
７ ブラケット
８ リング形状の塗工ヘッド
９ ワーク下保持軸
１０ ワーク上保持軸
１１ 供給口
１２ 配管
１３ 材料供給弁
１４ ガイドレール
１５ ガイドレール取付け板
２１ 動吸振器（ダイナミックダンパ）
３０ 動吸振器（ダイナミックダンパ）の副振動系用錘
３１ 動吸振器（ダイナミックダンパ）の副振動系用振動体
３２ 永久磁石
３３ アクティブ制振機構用電磁可変振動体（バイブレータ）
３４ アクティブ制振機構用制御回路
１０１ 軸心体
１０２ 弾性体層（加硫前または加硫後）
１０３ 表面層
２０１ リングヘッド上部
２０２ リングヘッド下部
２０３ 材料注入口
２０４ 材料流路
２０５ 材料吐出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯体を鉛直線方向に向けて把持する把持機構と、前記軸芯体を通す貫通穴とその貫通穴の内側面に開口した環状スリットを有するリングヘッドと、把持された前記軸芯体と前記リングヘッドを相対的に鉛直線方向に移動させる移動機構とを有し、前記軸芯体を移動しながら前記軸芯体の外周に液状材料を前記環状スリットから吐出塗布してローラ形状にする塗工装置を用い、ローラ形状塗布後に前記液状材料を硬化する弾性ローラの製造方法において、
前記塗工装置に動吸振器が取り付けられ、塗布時に前記塗工装置に生じる振動を該動吸振器で制振することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記液状材料は降伏応力が２０〜６００Ｐａの未硬化の液状材料であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記動吸振器には、弾性部材からなる動吸振器および／または、アクティブ制振機構を有する動吸振器が使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
前記動吸振器が、前記軸芯体を把持する部材および／または前記リングヘッドに取付けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項５】
前記動吸振器が、永久磁石により任意の位置に取付け可能なものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
製造される弾性ローラが電子写真用ローラであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項７】
軸芯体を鉛直線方向に向けて把持する把持機構と、前記軸芯体を通す貫通穴とその貫通穴の内側面に開口した環状スリットを有するリングヘッドと、把持された前記軸芯体を前記リングヘッドに対し相対的に鉛直線方向に移動させる移動機構とを有し、前記軸芯体を移動しながら前記軸芯体の外周に液状材料を前記環状スリットから吐出塗布してローラ形状にする塗工装置において、
塗布時に前記塗工装置に生じる振動を制振する動吸振器を備えたことを特徴とする塗工装置。
【請求項８】
前記動吸振器には、弾性部材からなる動吸振器および／または、アクティブ制振機構を有する動吸振器が使用されることを特徴とする請求項７に記載の塗工装置。
【請求項９】
前記動吸振器が、前記軸芯体を把持する部材および／または前記リングヘッドに取付けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の塗工装置。
【請求項１０】
前記動吸振器が永久磁石により取り付け可能であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の塗工装置。
【請求項１】
軸芯体を鉛直線方向に向けて把持する把持機構と、前記軸芯体を通す貫通穴とその貫通穴の内側面に開口した環状スリットを有するリングヘッドと、把持された前記軸芯体と前記リングヘッドを相対的に鉛直線方向に移動させる移動機構とを有し、前記軸芯体を移動しながら前記軸芯体の外周に液状材料を前記環状スリットから吐出塗布してローラ形状にする塗工装置を用い、ローラ形状塗布後に前記液状材料を硬化する弾性ローラの製造方法において、
前記塗工装置に動吸振器が取り付けられ、塗布時に前記塗工装置に生じる振動を該動吸振器で制振することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項２】
前記液状材料は降伏応力が２０〜６００Ｐａの未硬化の液状材料であることを特徴とする請求項１に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項３】
前記動吸振器には、弾性部材からなる動吸振器および／または、アクティブ制振機構を有する動吸振器が使用されることを特徴とする請求項１または２に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項４】
前記動吸振器が、前記軸芯体を把持する部材および／または前記リングヘッドに取付けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項５】
前記動吸振器が、永久磁石により任意の位置に取付け可能なものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項６】
製造される弾性ローラが電子写真用ローラであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項７】
軸芯体を鉛直線方向に向けて把持する把持機構と、前記軸芯体を通す貫通穴とその貫通穴の内側面に開口した環状スリットを有するリングヘッドと、把持された前記軸芯体を前記リングヘッドに対し相対的に鉛直線方向に移動させる移動機構とを有し、前記軸芯体を移動しながら前記軸芯体の外周に液状材料を前記環状スリットから吐出塗布してローラ形状にする塗工装置において、
塗布時に前記塗工装置に生じる振動を制振する動吸振器を備えたことを特徴とする塗工装置。
【請求項８】
前記動吸振器には、弾性部材からなる動吸振器および／または、アクティブ制振機構を有する動吸振器が使用されることを特徴とする請求項７に記載の塗工装置。
【請求項９】
前記動吸振器が、前記軸芯体を把持する部材および／または前記リングヘッドに取付けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の塗工装置。
【請求項１０】
前記動吸振器が永久磁石により取り付け可能であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の塗工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２９６１４２（Ｐ２００８−２９６１４２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４５２４３（Ｐ２００７−１４５２４３）
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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