弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法
【課題】ウェルドラインのない弾性層を備えた弾性ローラを歩留りよく製造することのできる弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法を提供すること。
【解決手段】弾性層形成材料３６が塗布される外周面２２を有し、軸体３１に装着される装着部材３Ａ及び３Ｂと、この装着部材３Ａ及び３Ｂに装着された軸体３１の外周に臨む内周面１５を隔てて弾性層形成材料３６を収容する管状収容部、及び、内周面１５に形成されたリング状吐出口１９を有し、軸体３１をその半径方向から囲繞してその軸線方向に移動する管状塗布部材４とを備えて成る弾性ローラの製造装置１、並びに、この弾性ローラの製造装置１を使用して、装着部材３Ａの外周面２２を始点として装着部材３Ｂ側に向かって管状塗布部材４を移動しつつ弾性層形成材料３６を装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布し、硬化又は発泡硬化する弾性ローラの製造方法。
【解決手段】弾性層形成材料３６が塗布される外周面２２を有し、軸体３１に装着される装着部材３Ａ及び３Ｂと、この装着部材３Ａ及び３Ｂに装着された軸体３１の外周に臨む内周面１５を隔てて弾性層形成材料３６を収容する管状収容部、及び、内周面１５に形成されたリング状吐出口１９を有し、軸体３１をその半径方向から囲繞してその軸線方向に移動する管状塗布部材４とを備えて成る弾性ローラの製造装置１、並びに、この弾性ローラの製造装置１を使用して、装着部材３Ａの外周面２２を始点として装着部材３Ｂ側に向かって管状塗布部材４を移動しつつ弾性層形成材料３６を装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布し、硬化又は発泡硬化する弾性ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法に関し、さらに詳しくは、ウェルドラインのない弾性層を備えた弾性ローラを歩留りよく製造することのできる弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置には、例えば棒状の軸体と、その外周に形成された弾性層とを備えて成る弾性ローラが配設されている。このような弾性ローラとして、例えば、図６に示される弾性ローラ３０が挙げられる。この弾性ローラ３０は、軸体３１の外周面に、気泡のない弾性層（所謂ソリッド弾性層とも称する。）３２又は気泡が存在する発泡弾性層を備えている。
【０００３】
前記弾性ローラ３０は、通常、軸体３１の外周に弾性層３２を形成する領域（以下、弾性層形成領域と称することがある。）３３（図６に図示しない。）に、弾性層３２を形成する材料（以下、弾性層形成材料と称することがある。）を塗布し、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することによって、製造される。
【０００４】
前記軸体３１に弾性層形成材料を塗布する方法として、例えば、特許文献１には、「円筒状基材の外周を取り囲む円筒状の塗布機構（塗布ヘッド）により円筒状基材表面に均一に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布ヘッドのリング状の吐出口の口径を可変構造としたことを特徴とする塗布ヘッドとそれを用いたリングコート方法」が記載されている。この塗布ヘッドは、特許文献１の図２に示されるように、塗布液供給流路７が相対向する位置に設けられている。このような塗布ヘッドを用いた特許文献１のリングコート方法では塗布液が相対向する位置から供給されるから（特許文献１の図２における塗布液の供給方向１３参照。）、二手に分かれて供給された塗布液は塗布前に合流する。そうすると、塗布された塗布液には合流による合わせ目（以下、ウェルドラインと称する。）が生じ、塗布液の硬化体にもウェルドラインが残存することになる。
【０００５】
すなわち、特許文献１のリングコート方法によって軸体３１に弾性層形成材料を塗布して弾性層３２を形成すると、弾性層３２にウェルドラインが残存する。このように弾性ローラの弾性層にウェルドラインが残存すると、画像形成装置で形成される画像にウェルドラインに起因するスジ状の画像不良が生じるので、画像形成装置に装着される弾性ローラの弾性層にはウェルドラインが残存していないことが望まれている。
【０００６】
弾性層にウェルドラインを残存させない又は残存しても実用上問題のない程度である技術として、例えば、特許文献２には、「塗布ヘッド、及び前記塗布ヘッドを弾性ローラの軸体の軸方向に移動させることができる塗布ヘッド移動手段を有する弾性ローラ製造装置であって、前記塗布ヘッドは、前記弾性ローラの軸体との間に同心環状の間隙を有し、前記弾性ローラの軸体に対して開口されたスリット状吐出口が形成され、前記塗布ヘッドは、前記スリット状吐出口から吐出される未硬化の弾性層形成用材料を収容する収容部と、前記塗布ヘッドの中心軸線を中心にして回転対象に配置された３個以上の、前記収容部に前記弾性層形成用材料を供給する弾性層形成用材料供給口とを有して成る弾性ローラ製造装置」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−９７８９６号公報
【特許文献２】特開２００８−２３８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、ウェルドラインのない弾性層を備えた弾性ローラを歩留りよく製造することのできる弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、弾性層形成材料を軸体の弾性層形成領域に塗布した後に硬化又は発泡硬化することにより形成された弾性層を備えて成る弾性ローラの製造装置であって、前記軸体の端部それぞれに装着される一対の装着部材と、前記一対の装着部材に装着された前記軸体をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材とを備えて成り、前記一対の装着部材の少なくとも一方は、前記弾性層形成材料が塗布される外周面を有しており、前記管状塗布部材は、その軸線方向に延在して前記軸体の外周に臨む内周面を有し、この内周面を隔てて前記弾性層形成材料を収容する管状収容部と、前記弾性層形成領域との間に間隙を有するように前記内周面に形成され、前記環状収容部に収容された前記弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口とを有して成ることを特徴とする弾性ローラの製造装置であり、
請求項２は、前記リング状吐出口は前記内周面の端部に形成されてい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装置であり、
請求項３は、前記内周面は、第１内周面と、前記第１内周面から連設され、前記リング状吐出口を有する、前記第１内周面よりも内径の大きな第２内周面とを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項４は、前記管状塗布部材はその軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項５は、前記リング状吐出口は０．１〜１０ｍｍの開口幅を有し、前記間隙は０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項６は、前記装着部材それぞれは深さ方向に向かって尖形となる略円錐形の凹部を有する円筒状部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項７は、端部に前記装着部材を装着し、前記軸体を支持する一対の支持部材を備えて成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項８は、前記管状収容部に収納された前記弾性層形成材料を前記リング状吐出口から前記軸体に向けて押圧する押圧手段を備えて成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項９は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置を使用して、一方の前記装着部材の外周面を始点として前記軸体の軸線に沿って他方の前記装着部材側に向かって前記管状塗布部材を相対的に移動しつつ、弾性層形成材料を前記リング状吐出口から吐出させて一方の前記装着部材及び前記弾性層形成領域に塗布し、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することを特徴とする弾性ローラの製造方法であり、
請求項１０は、前記管状塗布部材の相対的な移動速度は、１５〜６００ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項９に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項１１は、前記弾性層形成材料は、０．０１〜５００ｇ／ｍｉｎの吐出速度で吐出されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の弾性ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る弾性ローラの製造装置は、前記一対の装着部材と、リング状吐出口が形成された内周面を有する前記管状塗布部材とを備えて成り、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、この発明に係る弾性ローラの製造装置を用いて、一方の装着部材の外周面を始点として軸体の軸線に沿って他方の装着部材側に向かって管状塗布部材を相対的に移動しつつ弾性層形成材料を一方の装着部材及び弾性層形成領域に塗布する方法である。
【００１１】
したがって、この発明に係る製造装置及び製造方法によれば、弾性層形成材料は前記内周面で軸体から隔離され管状に収容された状態のまま分流することも合流することもなくリング状吐出口に供給され、このリング状吐出口から装着部材及び弾性層形成領域に吐出されるから、吐出された弾性層形成材料にはウェルドラインが発生せず、又は、たとえ発生したとしてもほとんど無視できるほど微小となる。
【００１２】
また、この発明に係る製造装置及び製造方法によれば、管状塗布部材に収納された弾性層形成材料は、リング状吐出口から吐出されるまで装着部材及び弾性層形成領域に接触することがないから、リング状吐出口から吐出されたウェルドラインのない状態を維持しつつ装着部材及び弾性層形成領域に塗布される。
【００１３】
したがって、この発明によれば、ウェルドラインのない弾性層を備えた弾性ローラを歩留りよく製造することのできる弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラの製造装置の一例を示す概略側面図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラの製造装置における装着部材の一例及びこの装着部材を両端部に装着した軸体の一例を示す概略図であり、図２（ａ）はこの発明に係る弾性ローラの製造装置における装着部材の一例の装着部材を示す概略斜視図であり、図２（ｂ）はこの装着部材を両端部に装着した軸体の一例を示す概略側面図である。
【図３】図３は、この発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の一例を示す概略図であり、図３（ａ）はこの発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の一例を示す概略上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図であり、図３（ｃ）はこの発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の一例のリング状吐出口近傍を示す一部切欠拡大図である。
【図４】図４は、この発明に係る弾性ローラの製造装置の別の一例を示す概略側面図である。
【図５】図５は、この発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の変形例を示す図である。
【図６】図６は、この発明に係る弾性ローラの製造装置を用いて製造される弾性ローラの一実施例である弾性ローラを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る弾性ローラの製造装置は、弾性層形成材料を軸体３１の弾性層形成領域３３に塗布した後に硬化又は発泡硬化することにより形成された弾性層３２を備えて成る弾性ローラの製造装置であって、前記軸体３１の端部それぞれに装着される一対の装着部材３Ａ、３Ｂと、前記一対の装着部材３Ａ、３Ｂに装着された前記軸体３１をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材４とを備えて成り、前記一対の装着部材３Ａ、３Ｂの少なくとも一方は、前記弾性層形成材料が塗布される外周面２２を有しており、前記管状塗布部材４は、その軸線方向に延在して前記軸体３１の外周に臨む内周面１５を有し、この内周面１５を隔てて前記弾性層形成材料を収容する管状収容部１１と、前記弾性層形成領域３３との間に間隙を有するように前記内周面１５に形成され、前記環状収容部１１に収容された前記弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口１９とを有して成ることを特徴とする弾性ローラの製造装置である。
【００１６】
前記製造装置は、例えば図６に示される弾性ローラ３０を製造する際に好適に用いられる製造装置である。この発明に係る弾性ローラの製造装置は、より具体的には、軸体３１の弾性層形成領域３３（図６において図示しない。図２（ｂ）参照。）に弾性層３２を形成する際に、前記弾性層形成領域３３に弾性層形成材料を塗布するのに好適に用いられる装置である。すなわち、前記製造装置を用いて弾性層形成領域３３に塗布された弾性層形成材料を硬化して弾性層３２を形成し、又は、発泡硬化して発泡弾性層を形成して、弾性ローラ３０を製造することができる。
【００１７】
この弾性ローラ３０は、図６に示されるように、端部３４Ａ及び３４Ｂそれぞれにジャーナル部３５Ａ及び３５Ｂを有する円筒状の軸体３１と、軸体３１の弾性層形成領域３３に形成された弾性層３２と、所望により弾性層３２の外周にコート層等の表面層（図６に図示しない。）とを備えている。前記弾性層３２の厚さは特に限定されないが、この発明に係る弾性ローラの製造装置及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法で製造される弾性ローラの弾性層３２は、例えば、０．５〜５ｍｍ程度の比較的薄い厚さを有している。
【００１８】
この発明に係る弾性ローラの製造装置（以下、この発明に係る製造装置と称することがある。）は、軸体の端部それぞれに装着される一対の装着部材と、前記一対の装着部材に装着された軸体をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材とを備えている。この発明に係る製造装置の一例を、図面を参照して、説明する。
【００１９】
この発明に係る製造装置の一例である弾性ローラの製造装置（以下、製造装置と称することがある。）１は、図１に示されるように、軸体３１を垂直な状態に支持するように構成されている。したがって、製造装置１及び図１において、基台７側を下方と称し、天板９側を上方と称することがある。
【００２０】
この製造装置１は、基台７と、基台７の上面に立設形成された支柱８と、支柱８の先端から略水平に延在する天板９と、基台７及び天板９それぞれに略垂直に固定された一対の支持部材５Ａ及び５Ｂと、前記支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれの端部に着脱自在に設けられた一対の装着部材３Ａ及び３Ｂと、弾性層形成材料を吐出する管状塗布部材４と、管状塗布部材４を軸体の軸線方向に移動させる移動手段６とを備えている。
【００２１】
前記基台７、支柱８及び天板９は、軸体３１を支持し、管状塗布部材４を移動可能に設けることができれば、その形状等は特に限定されない。
【００２２】
前記一対の支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれは、図１に示されるように、互いに相対向して軸体３１を垂直な起立状態に支持するように、基台７及び天板９に設置されている。これらの支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれは、軸体３１を支持できればよく、例えば筒体、棒体等の形態を有していればよい。前記一対の支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれには、後述する一対の装着部材３Ａ及び３Ｂと連結する連結部、例えば、係止片、係合突起（図示しない。）が形成されている。
【００２３】
前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂそれぞれは、図２（ｂ）に示されるように、軸体３１の端部３４Ａ及び３４Ｂそれぞれに装着され、前記一対の支持部材５Ａ及び５Ｂと協働して、軸体３１を前記起立状態に支持する。前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂの少なくとも一方は、軸体３１を前記のように支持すると共に、前記弾性層形成材料が塗布される外周面２２を有している。一対の装着部材３Ａ及び３Ｂの少なくとも一方は、このように機能する形態を有していればよい。
【００２４】
前記装着部材３Ａは、図２（ａ）に示されるように、軸体３１に装着されたときに前記弾性層形成領域３３の外面とほぼ面一となる外周面２２を有する円筒状を成し、一方の端面に同軸の装着穴２１を有している。例えば、前記外周面２２の外径は、前記弾性層形成領域３３の外径と略同一であればよく、後述する第１内周面１６の内径よりも０．０１〜０．５ｍｍ小さく設定されているのが好ましい。この装着穴２１は、図２（ａ）に示されるように、深さ方向に向かって尖形となる略円錐形の凹部を成し、ジャーナル部３５Ａが挿入されて、装着保持する。この装着穴２１は、その軸線が装着部材３Ａの軸線と共通している。装着穴２１がこのような略円錐形に形成されていると、その内表面でジャーナル部３５Ａの挿入を案内して、軸体３１を高い精度で軸出しできるにもかかわらず極めて容易に製造装置１に装着及び脱着することができる。この装着部材３Ａは、図２（ａ）に示されるように、前記装着穴２１が形成されていない他方の端面に前記支持部材５Ａに連結する円筒状の連結部２３を有している。前記連結部２３は、その軸線が装着部材３Ａの軸線と共通し、前記支持部材５Ａと連結する連結部、例えば、係止溝、係合凹部（図示しない。）が形成されている。なお、前記連結部２３は支持部材５Ａとして機能することもできる。
【００２５】
前記装着部材３Ｂは、前記装着部材３Ａと同様に形成されている。したがって、前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂは、図１及び図２に示されるように、いずれも、前記弾性層形成材料が塗布される外周面２２を有する円筒状を成している。
【００２６】
前記管状塗布部材４は、前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂに装着された軸体３１の半径方向からその外周面の一部を囲繞し、軸体３１の軸線方向に相対的に移動して、管状収容部１１に収容した弾性層形成材料を一方の装着部材３Ａ又は３Ｂ及び弾性層形成領域３３に塗布する。
【００２７】
前記管状塗布部材４は、図１及び図３に示されるように、その軸線方向に延在して軸体３１における弾性層形成領域３３の外周に臨む内周面１５を有し、この内周面１５を隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部１１と、弾性層形成領域３３との間に間隙Ｇを有するように前記内周面１５に形成され、環状収容部１１に収容された弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口１９とを有して成る。
【００２８】
具体的には、前記管状塗布部材４は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、その軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面１８と、管状塗布部材４の軸を貫通する貫通孔（軸孔とも称する。）１４とを有する円錐台形の環状筐体を有し、貫通孔１４の周面が前記内周面１５となっている。このように、管状塗布部材４は、前記内周面１５を隔てて弾性層形成材料をリング状に収容する管状収容部１１から形成されている。前記貫通孔１４は、軸体３１の弾性層形成領域３３の外径と略同一又はわずかに大きな径を有している。
【００２９】
この管状収容部１１は、より具体的には、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、前記貫通孔１４を形成し、製造装置１に装着されたときに弾性層形成領域３３の外周に臨む内周面１５及び前記外周面１８で形成される収容部本体１２と、収容部本体１２における外径減少方向の端部に連続して一体的に形成され、リング状吐出口１９が開口したリング状吐出部１３とを有している。
【００３０】
前記収容部本体１２は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、その軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面１８と、貫通孔１４の周面の一部である外径が均一な第１内周面１６とを有し、この第１内周面１６で前記弾性層形成領域３３から隔てられた状態で弾性層形成材料をリング状に収容する。前記リング状吐出部１３は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、その軸線方向に沿って外径が収容部本体１２から連続して徐々に小さくなる外周面１８と、第１内周面１６から連設され、内径が前記貫通孔１４すなわち前記第１内周面１６よりも大きく均一な第２内周面１７とを有し、この第２内周面１７にはリング状吐出口１９が周方向に一巡するように形成されている。したがって、収容部本体１２とリング状吐出部１３とが同様のリング状を維持しつつ一体になって前記環状筐体を形成し、収容部本体１２はリング状吐出口１９にリング状を維持しつつ連通している。そして、このリング状吐出口１９は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、第２内周面１７の略中央部に、内周面１５に着目すると、その外径減少方向の端部近傍に、形成されている。
【００３１】
このリング状吐出口１９は、第１内周面１６とこれから連設された前記第２内周面１７との内径差、すなわち、収容部本体１２とリング状吐出部１３との段差によって、弾性層形成領域３３との間に弾性層形成領域３３と一致する軸線を有する間隙Ｇ（図３（ｃ）参照。）が形成されている。前記内径差すなわち間隙Ｇは、弾性層形成領域３３に形成する弾性層、換言すると、塗布する弾性層形成材料の厚さに応じて適宜に調整され、例えば、０．１〜１０ｍｍに調整される。また、前記リング状吐出口１９の開口幅は、弾性層形成材料の吐出量等に応じて適宜に調整され、例えば、０．１〜１０ｍｍに調整される。リング状吐出口１９が前記範囲の間隙Ｇ及び／又は開口幅を有していると、例えば弾性層形成材料の粘度が１０〜４０００Ｐａ・ｓであっても前記弾性層形成材料を弾性層形成領域３３にウェルドラインを発生させることなく均一に塗布することができる。
【００３２】
このような構成を有する前記管状収容部１１は、図１に示されるように、第１内周面１６と第２内周面１７とからなる内周面１５が弾性層形成領域３３の外周に臨み、換言すると、内周面１５が弾性層形成領域３３の少なくとも一部を囲繞し、弾性層形成材料を軸体３１に接触させることなく、収容している。
【００３３】
前記移動手段６は、図１に示されるように、支柱８の側面に設けられたガイドレール６ａと、前記管状塗布部材４を端部に装着してガイドレール６ａを走行する装着アーム６ｂと、装着アーム６ｂを走行させる図示しない駆動手段とを備えている。
【００３４】
製造装置１は、前記管状収容部１１に収容された弾性層形成材料をリング状吐出口１９から前記軸体３１に向けて押圧する押圧手段（図１に図示しない。）を備えているのが好ましい。このような押圧手段を備えていると、弾性層形成材料を、管状収容部１１に収容されたリング状の状態を維持しつつ均一に吐出させることができる。この押圧手段は、エアーコンプレッサー等の圧縮装置等が挙げられ、例えば、管状塗布部材４に接続された配管を介して設けられても、管状塗布部材４に前記配管を介することなく直接設けられてもよい。
【００３５】
この発明に係る製造装置の別の一例である製造装置２は、図４に示されるように、一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄそれぞれが、基台７及び天板９を貫通するように設けられ、その軸線方向に移動可能に構成されていること、及び、前記管状塗布部材４の配置状態が逆になっていること以外は、前記製造装置１と基本的に同様である。
【００３６】
この製造装置２においては、一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄを前記管状塗布部材４の移動と非同期又は同期させて移動させる移動手段（図示しない。）を備えている。このような移動手段としては、例えば、前記一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄそれぞれの外周面に形成された螺旋溝と、内周面にこの螺旋溝と羅合する螺旋突条が形成された回転部材と、前記回転部材を回転させる駆動機構例えばモータ等とからなる移動手段等が挙げられる。
【００３７】
この発明に係る弾性ローラの製造装置は、前記した例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、管状塗布部材は、軸体の外周に臨む内周面を隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部とこの内周面に形成されたリング状吐出口とを備えていれば、それ以外の構成は特に限定されることはなく、例えば、図５に示されるように、種々の変更が可能である。
【００３８】
具体的には、図５（ａ）に示される管状塗布部材４ａは、均一な外径を有する扁平な円盤状筐体を成しており、その軸線方向に延在して軸体３１の外周に臨む内周面１５ａを有し、この内周面１５ａを隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部１１ａと、この内周面１５ａの軸線方向の略中央に弾性層形成領域３３との間に間隙Ｇを有するように形成されたリング状吐出口１９ａとを有している。この管状塗布部材４ａは管状塗布部材４と基本的に同様に構成されており、内周面１５ａは、軸体３１の外径と略同一又はわずかに大きな内径を有する第１内周面１６ａと、この第１内周面１６ａから連設されその略中央部に設けられたところの、第１内周面１６ａよりも前記間隙Ｇ分だけ大きな内径を有する第２内周面１７ａとからなっている。
【００３９】
図５（ｂ）に示される管状塗布部材４ｂは、均一な外径を有する扁平な円盤状筐体を成しており、その軸線方向に延在して軸体の外周に臨む内周面１５ｂを有し、この内周面１５ｂを隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部１１ｂと、この内周面１５ｂの軸線方向の端部近傍に弾性層形成領域３３との間に間隙Ｇを有するように形成されたリング状吐出口１９ｂとを有している。この管状塗布部材４ｂは管状塗布部材４と基本的に同様に構成されており、内周面１５ｂは、軸体３１の外径よりも大きな内径を有する第１内周面１６ｂと、この第１内周面１６ｂから連設されその端部に設けられたところの、弾性層形成領域３３の外径よりも前記間隙Ｇ分だけ大きな内径を有する第２内周面１７ｂとからなっている。
【００４０】
図５（ｃ）に示される管状塗布部材４ｃは、リング状吐出部１３が均一な外径を有する外周面１８ａを有していること以外は、前記管状塗布部材４と基本的に同様である。
【００４１】
また、前記製造装置１及び２はいずれも軸体３１を略垂直な起立状態に支持するように構成されているが、この発明において、製造装置は、軸体を水平な状態に支持するように構成されても、軸体を水平面に対して傾斜した状態に支持するように構成されてもよい。
【００４２】
また、前記製造装置１及び２はいずれも管状塗布部材４が軸体３１の軸線方向に移動するように構成されているが、この発明において、管状塗布部材は例えば支柱等に固定され、例えば製造装置２のように一対の支持部材が前記軸線方向に移動するように構成されていてもよい。
【００４３】
前記軸体３１、前記管状塗布部材４並びに前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂはいずれもその軸線に垂直な断面が略円形となっているが、この発明において、軸体、管状塗布部材並びに一対の装着部材の前記断面は、楕円形であってもよく、多角形であってもよい。
【００４４】
前記製造装置１及び２は、軸体３１の弾性層形成領域３３に弾性層形成材料を塗布する塗布装置とも称することができる。この発明に係る弾性ローラの製造装置は、前記塗布装置に加えて、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化させる加熱装置を備え、所望により、さらに、硬化又は発泡硬化した弾性層形成材料を研磨する研磨装置、硬化又は発泡硬化した弾性層形成材料を裁断する裁断装置等を備えている。
【００４５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）は、この発明に係る弾性ローラの製造装置を使用して、一方の装着部材の外周面を始点として軸体の軸線に沿って他方の装着部材側に向かって管状塗布部材を相対的に移動しつつ、弾性層形成材料をリング状吐出口から吐出させて一方の装着部材及び弾性層形成領域に塗布し、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することを特徴とする製造方法である。以下に、前記製造装置１を用いたこの発明に係る製造方法を、図面を参照して、具体的に説明する。
【００４６】
この発明に係る製造方法を実施するには、この発明に係る製造装置、軸体及び弾性層形成材料並びに加熱装置等を準備する。前記軸体は、例えば、図６に示される軸体３１等が挙げられる。この軸体３１は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮若しくはこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に調製される。軸体３１は、所望により、例えば０．１〜１０μｍの厚さのプライマー層を形成するため、外周面に従来公知のプライマーが塗布されてもよい。
【００４７】
準備する弾性層形成用材料は、弾性ローラ３０の弾性層３２を形成することのできる材料であればよく、例えばゴムと、導電性付与剤と、所望により発泡剤と、所望により各種添加剤とを含有するゴム組成物を挙げることができる。この発明に係る製造装置によれば、高粘度の弾性層形成用材料も用いることができるから、弾性層形成用材料の粘度は例えば１０〜４０００Ｐａ・ｓの範囲内にあればよい。
【００４８】
前記ゴムは、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴムが、耐熱性及び帯電特性等に優れる点で、好ましい。これらのゴムは、液状型であってもミラブル型であってもよい。
【００４９】
前記弾性層形成用材料として、例えば、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物等を好適に挙げることができる。前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物は、（Ａ）平均組成式：ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２で示されるオルガノポリシロキサン、（Ｂ）充填材、及び、（Ｃ）上記（Ｂ）成分に属するもの以外の導電性材料を含有する。これらの各成分（Ａ）〜（Ｃ）は、例えば、特開２００７−３０４４１０号公報に記載の「ミラブルタイプである以下のシリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、（Ｄ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｅ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｆ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３である無機質充填材と、（Ｇ）導電性付与剤と、（Ｈ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分（Ｄ）〜（Ｈ）は、例えば、特開２００７−２７１８１０号公報に記載の「液状シリコーン組成物」における各成分と基本的に同様である。
【００５０】
また、弾性層形成用材料として、発泡剤を含有する発泡ゴム組成物を用いることもでき、このような発泡ゴム組成物として、例えば、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物好適に挙げることができる。前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物として、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性付与剤とを含有し、所望により有機過酸化物架橋剤と各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分は、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。
【００５１】
この発明に係る製造方法において、準備した弾性層形成材料を製造装置１の管状収容部１１に収容する。このとき、収容された弾性層形成材料にウェルドラインが生じていないことが重要であり、例えば、収容方法として、弾性層形成材料を円周方向から投入する方法が挙げられる。この方法は、具体的には、図３に示される環状塗布部材４において、管状収容部１１の内表面に沿ってその円周方向全周から弾性層形成材料を自重で又は加圧して注入する方法である。さらに、環状塗布部材４において、弾性層形成材料の収容経路と弾性層形成材料の芯金への塗布経路とは別々に構成されており、収容部本体１２は円錐台形になっているので、収容された弾性層形成材料にウェルドラインが生じにくくなっている。管状収容部１１に収容される弾性層形成材料の収容量は、複数本の軸体３１に弾性層３２を形成するのに必要とされる量であってもよいが、収容時にウェルドラインの発生を効果的に防止することができる点で、１本の軸体３１に弾性層３２を形成するのに必要とされる量よりもわずかに多い程度の量であるのが好ましい。
【００５２】
この発明に係る製造方法において、図１に示されるように、準備した軸体３１を製造装置１に装着する。このとき、装着部材３Ａ及び３Ｂそれぞれは、軸体３１を装着する装着穴２１がその深さ方向に向かって尖形となる略円錐形となっているから、軸体３１を高精度に軸出し可能に極めて容易に装着することができる。ここで、この発明において、図２（ａ）に示される装着穴２１における前記略円錐形の凹部形状を「センターチャック形状」と称し、この装着穴２１のテーパ状内表面でジャーナル部３５Ａ又は３５Ｂの端縁全周に当接保持して固定する方法を「センターチャック方法」と称することがある。なお、製造装置１において、軸体３１の装着は、前記装着部材３Ａ及び３Ｂが装着された軸体３１を前記支持部材５Ａ及び５Ｂに支持して実施されてもよく、また、前記支持部材５Ａ及び５Ｂに支持された前記装着部材３Ａ及び３Ｂに軸体３１を装着して実施されてもよい。
【００５３】
この発明に係る製造方法において、次いで、管状塗布部材４のリング状吐出口１９が一方の装着部材３Ａにおける外周面２２の半径方向に位置するように、すなわち、外周面２２に対向するように、管状塗布部材４を配置する。このとき、リング状吐出口１９に対向した外周面２２を弾性層形成材料塗布の始点とする。この状態で、図１に示されるように、一対の装着部材３Ａ及び３Ｂに装着された軸体３１の軸線に沿って前記始点から他方の装着部材３Ｂ側（図１の矢印Ａ側）に向かって、管状塗布部材４を移動させる。管状塗布部材４の移動速度は、弾性層形成材料の粘度及び吐出量等に応じて適宜に調整され、例えば、１５〜６００ｃｍ／ｍｉｎに調整される。
【００５４】
この発明に係る製造方法においては、図１に示されるように、管状塗布部材４の前記移動と共に、管状収容部１１に収容された弾性層形成材料を、所望により押圧手段によって、リング状吐出口１９から、一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に向かってほぼ垂直に、吐出させる。このようにして弾性層形成材料３６を吐出させると、弾性層形成材料３６は軸体３１から隔離され管状に収容された状態のまま分流することも合流することもなくリング状吐出口１９から一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に吐出されるから、吐出された弾性層形成材料３６にはウェルドラインが発生せず、又は、たとえ発生したとしてもほとんど無視できるほど微小となる。また、管状塗布部材４に収納された弾性層形成材料３６は、リング状吐出口１９から吐出されるまで一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に接触することがないから、リング状吐出口１９から吐出されたウェルドラインのない状態を維持しつつ一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布される。なお、この発明に係る製造方法においては、前記始点すなわち一方の装着部材３Ａの外周面２２から他方の装着部材３Ｂに向けて弾性層形成材料３６を塗布するので、通常、塗布開始点近傍に発生する弾性層形成材料の注入痕を弾性層形成領域３３に塗布された弾性層形成材料３６に発生又は残存させることも防止できる。
【００５５】
弾性層形成材料の吐出速度は、リング状吐出口１９の開口幅が０．１〜１０ｍｍ、間隙Ｇが０．１〜１０ｍｍ、弾性層形成材料の粘度が１０〜４０００Ｐａ・ｓであるときには、０．０１〜５００ｇ／ｍｉｎの範囲内から、前記管状塗布部材４の移動速度を考慮して、一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布される弾性層形成材料３６が途切れないように、適宜に調節されるのが好ましい。このような吐出速度であると、偏肉が少なくウェルドラインも発生させることなく弾性層形成材料３６を塗布することができる。
【００５６】
このようにして、前記管状塗布部材４を一方の装着部材３Ａから他方の装着部材３Ｂまで移動させながら、弾性層形成材料３６をリング状吐出口１９から吐出させると、弾性層形成材料３６を弾性層形成領域３３の途中まで塗布した状態が図１に示されているように、一方の装着部材３Ａ、弾性層形成領域３３及び一方の装着部材３Ｂに塗布された弾性層形成材料３６にはウェルドラインが発生し残存することが実質的にない。
【００５７】
この発明に係る製造方法においては、次いで、弾性層形成材料３６が塗布された軸体３１を製造装置１から取り外す。このとき、一対の装着部材３Ａ及び３Ｂそれぞれは、軸体３１を装着する装着穴２１が「センターチャック形状」となっているから、軸体３１を迅速かつ容易に取り外すことができる。なお、製造装置１において、軸体３１の取り外しは、前記装着部材３Ａ及び３Ｂが装着された軸体３１を前記支持部材５Ａ及び５Ｂから取り外してもよく、また、前記支持部材５Ａ及び５Ｂに支持された前記装着部材３Ａ及び３Ｂから軸体３１を取り外してもよい。
【００５８】
このようにして、軸体３１の弾性層形成領域３３に弾性層形成材料を塗布することができる。その後、弾性層形成材料を硬化温度又は発泡硬化温度以上に加熱可能な加熱装置に軸体３１を収納して、弾性層形成領域３３に塗布された弾性層形成材料３６を適宜の加熱条件下で加熱硬化又は加熱発泡硬化し、必要に応じて研磨装置で弾性層形成材料の硬化体又は発泡硬化体を研磨して弾性層３２を形成することによって、弾性ローラ３０を製造することができる。このようにしてこの発明に係る弾性ローラの製造方法が実施される。なお、所望により弾性層３２の外周に表面層を形成することもできる。
【００５９】
このようにして製造される弾性ローラは、ウェルドラインのない弾性層を備えている。したがって、この発明に係る製造装置及び製造方法によって弾性層形成領域に塗布された弾性層形成材料を硬化して製造される弾性ローラは、画像形成装置、特に小型化及び／又は省電力化された画像形成装置に装着される、例えば、現像ローラ、定着ローラ等として好適に用いられる。
【００６０】
前記製造装置２を用いてこの発明に係る製造方法を実施するには、図４に示されるように、弾性層形成材料塗布の始点を他方の装着部材３Ｂの外周面２２とし、一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄを図４に示される矢印Ａ方向に、管状塗布部材４を図４に示される矢印Ｂ方向に、管状塗布部材４の相対的な移動速度が前記範囲内となるように移動させること以外は、前記製造装置１を用いてこの発明に係る製造方法を実施する方法と基本的に同様である。したがって、前記製造装置２を用いてこの発明に係る製造方法を実施しても、前記製造装置１を用いてこの発明に係る製造方法を実施する方法と同様に本願発明の目的を達成することができる。
【００６１】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、前記方法に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記製造装置１を用いた場合に、管状塗布部材４は、一方の装着部材３Ａから他方の装着部材３Ｂまで、換言すると、リング状吐出口１９が一方の装着部材３Ａから他方の装着部材３Ｂの支持部材５Ｄ側端部まで移動するように、移動させる必要はなく、この発明において、管状塗布部材は、リング状吐出口が一方の装着部材から弾性層形成領域の全域を移動するように、移動させればよい。なお、前記製造装置２を用いた場合にも同様に移動させればよい。
【実施例】
【００６２】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体３１（ＳＵＭ２２製、ジャーナル部３５Ａ及び３５Ｂそれぞれの長さ２０ｍｍ、直径６ｍｍ、弾性層形成領域３３の直径１５ｍｍ、軸体３１の全長２７５ｍｍ）をトルエンで洗浄し、弾性層形成領域３３の表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマー処理した軸体３１を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、弾性層形成領域３３の表面にプライマー層を形成した。
【００６３】
弾性層形成材料として、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を準備した。この弾性層形成材料の粘度は２００Ｐａ・ｓであった。
【００６４】
図１〜図３に示す製造装置１を準備した。この製造装置１において、間隙Ｇは０．１ｍｍ、リング状吐出口１９の開口幅は３ｍｍとした。また、装着部材３Ａ及び３Ｂにおける外周面２２の外径を第１内周面の内径より０．１ｍｍ小さくした。
【００６５】
この製造装置１に軸体３１を装着して、一方の装着部材３Ａの軸線方向略中央を始点として、吐出速度３３ｇ／ｍｉｎ、移動速度５０ｃｍ／ｍｉｎで、管状塗布部材４を他方の装着部材３Ｂ側に移動させつつ弾性層形成材料をリング状吐出口１９から吐出させて、一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布厚さ１．３ｍｍとなるように弾性層形成材料を塗布した。その後、軸体３１を製造装置１から取り外して、温度１２０℃で３０分間加熱硬化して弾性層３２を形成し、実施例１の弾性ローラ３０を製造した。形成した弾性層３２を目視で確認したところウェルドラインの存在又は痕跡を確認できなかった。なお、弾性層３２には注入痕も存在していなかった。
【００６６】
実施例１の弾性ローラ３０を前記と同様にして１００本製造したところその殆どすべての弾性ローラは弾性層にウェルドラインも注入痕も存在していなかった。
【００６７】
（比較例１）
前記管状塗布部材４に代えて、特許文献１に記載されているように、互いに相対向する１８０度の位置に開口する２つの塗布液供給流路から弾性層形成材料をリング状吐出口に供給するように構成された塗布ヘッドを用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の弾性ローラを製造した。形成した弾性層を目視で確認したところ軸線に沿って延在するウェルドラインが確認できた。
【００６８】
（印字テスト）
このようにして製造した実施例１及び比較例１の弾性ローラそれぞれを、市販の画像形成装置（商品名「Ｂ４３０ｄｎ」、株式会社沖データ製）に、現像ローラとして、装着した。この画像形成装置を温度２０℃、相対湿度５５％の環境下で稼動させて、ベタクロ画像を１０枚印刷した。印刷されたモノクロ画像にウェルドラインに起因する横スジ状の画像不良が存在するか否かを目視にて確認した。その結果、実施例１の弾性ローラを用いた場合にはすべてのモノクロ画像に画像不良を確認することができなかったのに対して、比較例１の弾性ローラを用いた場合には横スジ状の画像不良が発生した。
【符号の説明】
【００６９】
１、２ 弾性ローラの製造装置
３Ａ、３Ｂ 装着部材
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 管状塗布部材
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ 支持部材
６ 移動手段
６ａ ガイドレール
６ｂ 装着アーム
７ 基台
８ 支柱
９ 天板
１１、１１ａ、１１ｂ 管状収容部
１２ 収容部本体
１３ リング状吐出部
１４ 貫通孔
１５、１５ａ、１５ｂ 内周面
１６、１６ａ、１６ｂ 第１内周面
１７、１７ａ、１７ｂ 第２内周面
１８、１８ａ 外周面
１９、１９ａ、１９ｂ リング状吐出口
２１ 装着穴
２２ 外周面
２３ 連結部
３０ 弾性ローラ
３１ 軸体
３２ 弾性層
３３ 弾性層形成領域
３４Ａ （一方の）端部
３４Ｂ （他方の）端部
３５Ａ、３５Ｂ ジャーナル部
３６ 弾性層形成材料
Ｇ 間隙
【技術分野】
【０００１】
この発明は、弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法に関し、さらに詳しくは、ウェルドラインのない弾性層を備えた弾性ローラを歩留りよく製造することのできる弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置には、例えば棒状の軸体と、その外周に形成された弾性層とを備えて成る弾性ローラが配設されている。このような弾性ローラとして、例えば、図６に示される弾性ローラ３０が挙げられる。この弾性ローラ３０は、軸体３１の外周面に、気泡のない弾性層（所謂ソリッド弾性層とも称する。）３２又は気泡が存在する発泡弾性層を備えている。
【０００３】
前記弾性ローラ３０は、通常、軸体３１の外周に弾性層３２を形成する領域（以下、弾性層形成領域と称することがある。）３３（図６に図示しない。）に、弾性層３２を形成する材料（以下、弾性層形成材料と称することがある。）を塗布し、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することによって、製造される。
【０００４】
前記軸体３１に弾性層形成材料を塗布する方法として、例えば、特許文献１には、「円筒状基材の外周を取り囲む円筒状の塗布機構（塗布ヘッド）により円筒状基材表面に均一に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布ヘッドのリング状の吐出口の口径を可変構造としたことを特徴とする塗布ヘッドとそれを用いたリングコート方法」が記載されている。この塗布ヘッドは、特許文献１の図２に示されるように、塗布液供給流路７が相対向する位置に設けられている。このような塗布ヘッドを用いた特許文献１のリングコート方法では塗布液が相対向する位置から供給されるから（特許文献１の図２における塗布液の供給方向１３参照。）、二手に分かれて供給された塗布液は塗布前に合流する。そうすると、塗布された塗布液には合流による合わせ目（以下、ウェルドラインと称する。）が生じ、塗布液の硬化体にもウェルドラインが残存することになる。
【０００５】
すなわち、特許文献１のリングコート方法によって軸体３１に弾性層形成材料を塗布して弾性層３２を形成すると、弾性層３２にウェルドラインが残存する。このように弾性ローラの弾性層にウェルドラインが残存すると、画像形成装置で形成される画像にウェルドラインに起因するスジ状の画像不良が生じるので、画像形成装置に装着される弾性ローラの弾性層にはウェルドラインが残存していないことが望まれている。
【０００６】
弾性層にウェルドラインを残存させない又は残存しても実用上問題のない程度である技術として、例えば、特許文献２には、「塗布ヘッド、及び前記塗布ヘッドを弾性ローラの軸体の軸方向に移動させることができる塗布ヘッド移動手段を有する弾性ローラ製造装置であって、前記塗布ヘッドは、前記弾性ローラの軸体との間に同心環状の間隙を有し、前記弾性ローラの軸体に対して開口されたスリット状吐出口が形成され、前記塗布ヘッドは、前記スリット状吐出口から吐出される未硬化の弾性層形成用材料を収容する収容部と、前記塗布ヘッドの中心軸線を中心にして回転対象に配置された３個以上の、前記収容部に前記弾性層形成用材料を供給する弾性層形成用材料供給口とを有して成る弾性ローラ製造装置」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−９７８９６号公報
【特許文献２】特開２００８−２３８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、ウェルドラインのない弾性層を備えた弾性ローラを歩留りよく製造することのできる弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、弾性層形成材料を軸体の弾性層形成領域に塗布した後に硬化又は発泡硬化することにより形成された弾性層を備えて成る弾性ローラの製造装置であって、前記軸体の端部それぞれに装着される一対の装着部材と、前記一対の装着部材に装着された前記軸体をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材とを備えて成り、前記一対の装着部材の少なくとも一方は、前記弾性層形成材料が塗布される外周面を有しており、前記管状塗布部材は、その軸線方向に延在して前記軸体の外周に臨む内周面を有し、この内周面を隔てて前記弾性層形成材料を収容する管状収容部と、前記弾性層形成領域との間に間隙を有するように前記内周面に形成され、前記環状収容部に収容された前記弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口とを有して成ることを特徴とする弾性ローラの製造装置であり、
請求項２は、前記リング状吐出口は前記内周面の端部に形成されてい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装置であり、
請求項３は、前記内周面は、第１内周面と、前記第１内周面から連設され、前記リング状吐出口を有する、前記第１内周面よりも内径の大きな第２内周面とを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項４は、前記管状塗布部材はその軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項５は、前記リング状吐出口は０．１〜１０ｍｍの開口幅を有し、前記間隙は０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項６は、前記装着部材それぞれは深さ方向に向かって尖形となる略円錐形の凹部を有する円筒状部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項７は、端部に前記装着部材を装着し、前記軸体を支持する一対の支持部材を備えて成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項８は、前記管状収容部に収納された前記弾性層形成材料を前記リング状吐出口から前記軸体に向けて押圧する押圧手段を備えて成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置であり、
請求項９は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置を使用して、一方の前記装着部材の外周面を始点として前記軸体の軸線に沿って他方の前記装着部材側に向かって前記管状塗布部材を相対的に移動しつつ、弾性層形成材料を前記リング状吐出口から吐出させて一方の前記装着部材及び前記弾性層形成領域に塗布し、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することを特徴とする弾性ローラの製造方法であり、
請求項１０は、前記管状塗布部材の相対的な移動速度は、１５〜６００ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項９に記載の弾性ローラの製造方法であり、
請求項１１は、前記弾性層形成材料は、０．０１〜５００ｇ／ｍｉｎの吐出速度で吐出されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の弾性ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る弾性ローラの製造装置は、前記一対の装着部材と、リング状吐出口が形成された内周面を有する前記管状塗布部材とを備えて成り、この発明に係る弾性ローラの製造方法は、この発明に係る弾性ローラの製造装置を用いて、一方の装着部材の外周面を始点として軸体の軸線に沿って他方の装着部材側に向かって管状塗布部材を相対的に移動しつつ弾性層形成材料を一方の装着部材及び弾性層形成領域に塗布する方法である。
【００１１】
したがって、この発明に係る製造装置及び製造方法によれば、弾性層形成材料は前記内周面で軸体から隔離され管状に収容された状態のまま分流することも合流することもなくリング状吐出口に供給され、このリング状吐出口から装着部材及び弾性層形成領域に吐出されるから、吐出された弾性層形成材料にはウェルドラインが発生せず、又は、たとえ発生したとしてもほとんど無視できるほど微小となる。
【００１２】
また、この発明に係る製造装置及び製造方法によれば、管状塗布部材に収納された弾性層形成材料は、リング状吐出口から吐出されるまで装着部材及び弾性層形成領域に接触することがないから、リング状吐出口から吐出されたウェルドラインのない状態を維持しつつ装着部材及び弾性層形成領域に塗布される。
【００１３】
したがって、この発明によれば、ウェルドラインのない弾性層を備えた弾性ローラを歩留りよく製造することのできる弾性ローラの製造装置及び弾性ローラの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、この発明に係る弾性ローラの製造装置の一例を示す概略側面図である。
【図２】図２は、この発明に係る弾性ローラの製造装置における装着部材の一例及びこの装着部材を両端部に装着した軸体の一例を示す概略図であり、図２（ａ）はこの発明に係る弾性ローラの製造装置における装着部材の一例の装着部材を示す概略斜視図であり、図２（ｂ）はこの装着部材を両端部に装着した軸体の一例を示す概略側面図である。
【図３】図３は、この発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の一例を示す概略図であり、図３（ａ）はこの発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の一例を示す概略上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図であり、図３（ｃ）はこの発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の一例のリング状吐出口近傍を示す一部切欠拡大図である。
【図４】図４は、この発明に係る弾性ローラの製造装置の別の一例を示す概略側面図である。
【図５】図５は、この発明に係る弾性ローラの製造装置における管状塗布部材の変形例を示す図である。
【図６】図６は、この発明に係る弾性ローラの製造装置を用いて製造される弾性ローラの一実施例である弾性ローラを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明に係る弾性ローラの製造装置は、弾性層形成材料を軸体３１の弾性層形成領域３３に塗布した後に硬化又は発泡硬化することにより形成された弾性層３２を備えて成る弾性ローラの製造装置であって、前記軸体３１の端部それぞれに装着される一対の装着部材３Ａ、３Ｂと、前記一対の装着部材３Ａ、３Ｂに装着された前記軸体３１をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材４とを備えて成り、前記一対の装着部材３Ａ、３Ｂの少なくとも一方は、前記弾性層形成材料が塗布される外周面２２を有しており、前記管状塗布部材４は、その軸線方向に延在して前記軸体３１の外周に臨む内周面１５を有し、この内周面１５を隔てて前記弾性層形成材料を収容する管状収容部１１と、前記弾性層形成領域３３との間に間隙を有するように前記内周面１５に形成され、前記環状収容部１１に収容された前記弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口１９とを有して成ることを特徴とする弾性ローラの製造装置である。
【００１６】
前記製造装置は、例えば図６に示される弾性ローラ３０を製造する際に好適に用いられる製造装置である。この発明に係る弾性ローラの製造装置は、より具体的には、軸体３１の弾性層形成領域３３（図６において図示しない。図２（ｂ）参照。）に弾性層３２を形成する際に、前記弾性層形成領域３３に弾性層形成材料を塗布するのに好適に用いられる装置である。すなわち、前記製造装置を用いて弾性層形成領域３３に塗布された弾性層形成材料を硬化して弾性層３２を形成し、又は、発泡硬化して発泡弾性層を形成して、弾性ローラ３０を製造することができる。
【００１７】
この弾性ローラ３０は、図６に示されるように、端部３４Ａ及び３４Ｂそれぞれにジャーナル部３５Ａ及び３５Ｂを有する円筒状の軸体３１と、軸体３１の弾性層形成領域３３に形成された弾性層３２と、所望により弾性層３２の外周にコート層等の表面層（図６に図示しない。）とを備えている。前記弾性層３２の厚さは特に限定されないが、この発明に係る弾性ローラの製造装置及びこの発明に係る弾性ローラの製造方法で製造される弾性ローラの弾性層３２は、例えば、０．５〜５ｍｍ程度の比較的薄い厚さを有している。
【００１８】
この発明に係る弾性ローラの製造装置（以下、この発明に係る製造装置と称することがある。）は、軸体の端部それぞれに装着される一対の装着部材と、前記一対の装着部材に装着された軸体をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材とを備えている。この発明に係る製造装置の一例を、図面を参照して、説明する。
【００１９】
この発明に係る製造装置の一例である弾性ローラの製造装置（以下、製造装置と称することがある。）１は、図１に示されるように、軸体３１を垂直な状態に支持するように構成されている。したがって、製造装置１及び図１において、基台７側を下方と称し、天板９側を上方と称することがある。
【００２０】
この製造装置１は、基台７と、基台７の上面に立設形成された支柱８と、支柱８の先端から略水平に延在する天板９と、基台７及び天板９それぞれに略垂直に固定された一対の支持部材５Ａ及び５Ｂと、前記支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれの端部に着脱自在に設けられた一対の装着部材３Ａ及び３Ｂと、弾性層形成材料を吐出する管状塗布部材４と、管状塗布部材４を軸体の軸線方向に移動させる移動手段６とを備えている。
【００２１】
前記基台７、支柱８及び天板９は、軸体３１を支持し、管状塗布部材４を移動可能に設けることができれば、その形状等は特に限定されない。
【００２２】
前記一対の支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれは、図１に示されるように、互いに相対向して軸体３１を垂直な起立状態に支持するように、基台７及び天板９に設置されている。これらの支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれは、軸体３１を支持できればよく、例えば筒体、棒体等の形態を有していればよい。前記一対の支持部材５Ａ及び５Ｂそれぞれには、後述する一対の装着部材３Ａ及び３Ｂと連結する連結部、例えば、係止片、係合突起（図示しない。）が形成されている。
【００２３】
前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂそれぞれは、図２（ｂ）に示されるように、軸体３１の端部３４Ａ及び３４Ｂそれぞれに装着され、前記一対の支持部材５Ａ及び５Ｂと協働して、軸体３１を前記起立状態に支持する。前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂの少なくとも一方は、軸体３１を前記のように支持すると共に、前記弾性層形成材料が塗布される外周面２２を有している。一対の装着部材３Ａ及び３Ｂの少なくとも一方は、このように機能する形態を有していればよい。
【００２４】
前記装着部材３Ａは、図２（ａ）に示されるように、軸体３１に装着されたときに前記弾性層形成領域３３の外面とほぼ面一となる外周面２２を有する円筒状を成し、一方の端面に同軸の装着穴２１を有している。例えば、前記外周面２２の外径は、前記弾性層形成領域３３の外径と略同一であればよく、後述する第１内周面１６の内径よりも０．０１〜０．５ｍｍ小さく設定されているのが好ましい。この装着穴２１は、図２（ａ）に示されるように、深さ方向に向かって尖形となる略円錐形の凹部を成し、ジャーナル部３５Ａが挿入されて、装着保持する。この装着穴２１は、その軸線が装着部材３Ａの軸線と共通している。装着穴２１がこのような略円錐形に形成されていると、その内表面でジャーナル部３５Ａの挿入を案内して、軸体３１を高い精度で軸出しできるにもかかわらず極めて容易に製造装置１に装着及び脱着することができる。この装着部材３Ａは、図２（ａ）に示されるように、前記装着穴２１が形成されていない他方の端面に前記支持部材５Ａに連結する円筒状の連結部２３を有している。前記連結部２３は、その軸線が装着部材３Ａの軸線と共通し、前記支持部材５Ａと連結する連結部、例えば、係止溝、係合凹部（図示しない。）が形成されている。なお、前記連結部２３は支持部材５Ａとして機能することもできる。
【００２５】
前記装着部材３Ｂは、前記装着部材３Ａと同様に形成されている。したがって、前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂは、図１及び図２に示されるように、いずれも、前記弾性層形成材料が塗布される外周面２２を有する円筒状を成している。
【００２６】
前記管状塗布部材４は、前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂに装着された軸体３１の半径方向からその外周面の一部を囲繞し、軸体３１の軸線方向に相対的に移動して、管状収容部１１に収容した弾性層形成材料を一方の装着部材３Ａ又は３Ｂ及び弾性層形成領域３３に塗布する。
【００２７】
前記管状塗布部材４は、図１及び図３に示されるように、その軸線方向に延在して軸体３１における弾性層形成領域３３の外周に臨む内周面１５を有し、この内周面１５を隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部１１と、弾性層形成領域３３との間に間隙Ｇを有するように前記内周面１５に形成され、環状収容部１１に収容された弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口１９とを有して成る。
【００２８】
具体的には、前記管状塗布部材４は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、その軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面１８と、管状塗布部材４の軸を貫通する貫通孔（軸孔とも称する。）１４とを有する円錐台形の環状筐体を有し、貫通孔１４の周面が前記内周面１５となっている。このように、管状塗布部材４は、前記内周面１５を隔てて弾性層形成材料をリング状に収容する管状収容部１１から形成されている。前記貫通孔１４は、軸体３１の弾性層形成領域３３の外径と略同一又はわずかに大きな径を有している。
【００２９】
この管状収容部１１は、より具体的には、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、前記貫通孔１４を形成し、製造装置１に装着されたときに弾性層形成領域３３の外周に臨む内周面１５及び前記外周面１８で形成される収容部本体１２と、収容部本体１２における外径減少方向の端部に連続して一体的に形成され、リング状吐出口１９が開口したリング状吐出部１３とを有している。
【００３０】
前記収容部本体１２は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、その軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面１８と、貫通孔１４の周面の一部である外径が均一な第１内周面１６とを有し、この第１内周面１６で前記弾性層形成領域３３から隔てられた状態で弾性層形成材料をリング状に収容する。前記リング状吐出部１３は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、その軸線方向に沿って外径が収容部本体１２から連続して徐々に小さくなる外周面１８と、第１内周面１６から連設され、内径が前記貫通孔１４すなわち前記第１内周面１６よりも大きく均一な第２内周面１７とを有し、この第２内周面１７にはリング状吐出口１９が周方向に一巡するように形成されている。したがって、収容部本体１２とリング状吐出部１３とが同様のリング状を維持しつつ一体になって前記環状筐体を形成し、収容部本体１２はリング状吐出口１９にリング状を維持しつつ連通している。そして、このリング状吐出口１９は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示されるように、第２内周面１７の略中央部に、内周面１５に着目すると、その外径減少方向の端部近傍に、形成されている。
【００３１】
このリング状吐出口１９は、第１内周面１６とこれから連設された前記第２内周面１７との内径差、すなわち、収容部本体１２とリング状吐出部１３との段差によって、弾性層形成領域３３との間に弾性層形成領域３３と一致する軸線を有する間隙Ｇ（図３（ｃ）参照。）が形成されている。前記内径差すなわち間隙Ｇは、弾性層形成領域３３に形成する弾性層、換言すると、塗布する弾性層形成材料の厚さに応じて適宜に調整され、例えば、０．１〜１０ｍｍに調整される。また、前記リング状吐出口１９の開口幅は、弾性層形成材料の吐出量等に応じて適宜に調整され、例えば、０．１〜１０ｍｍに調整される。リング状吐出口１９が前記範囲の間隙Ｇ及び／又は開口幅を有していると、例えば弾性層形成材料の粘度が１０〜４０００Ｐａ・ｓであっても前記弾性層形成材料を弾性層形成領域３３にウェルドラインを発生させることなく均一に塗布することができる。
【００３２】
このような構成を有する前記管状収容部１１は、図１に示されるように、第１内周面１６と第２内周面１７とからなる内周面１５が弾性層形成領域３３の外周に臨み、換言すると、内周面１５が弾性層形成領域３３の少なくとも一部を囲繞し、弾性層形成材料を軸体３１に接触させることなく、収容している。
【００３３】
前記移動手段６は、図１に示されるように、支柱８の側面に設けられたガイドレール６ａと、前記管状塗布部材４を端部に装着してガイドレール６ａを走行する装着アーム６ｂと、装着アーム６ｂを走行させる図示しない駆動手段とを備えている。
【００３４】
製造装置１は、前記管状収容部１１に収容された弾性層形成材料をリング状吐出口１９から前記軸体３１に向けて押圧する押圧手段（図１に図示しない。）を備えているのが好ましい。このような押圧手段を備えていると、弾性層形成材料を、管状収容部１１に収容されたリング状の状態を維持しつつ均一に吐出させることができる。この押圧手段は、エアーコンプレッサー等の圧縮装置等が挙げられ、例えば、管状塗布部材４に接続された配管を介して設けられても、管状塗布部材４に前記配管を介することなく直接設けられてもよい。
【００３５】
この発明に係る製造装置の別の一例である製造装置２は、図４に示されるように、一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄそれぞれが、基台７及び天板９を貫通するように設けられ、その軸線方向に移動可能に構成されていること、及び、前記管状塗布部材４の配置状態が逆になっていること以外は、前記製造装置１と基本的に同様である。
【００３６】
この製造装置２においては、一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄを前記管状塗布部材４の移動と非同期又は同期させて移動させる移動手段（図示しない。）を備えている。このような移動手段としては、例えば、前記一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄそれぞれの外周面に形成された螺旋溝と、内周面にこの螺旋溝と羅合する螺旋突条が形成された回転部材と、前記回転部材を回転させる駆動機構例えばモータ等とからなる移動手段等が挙げられる。
【００３７】
この発明に係る弾性ローラの製造装置は、前記した例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、管状塗布部材は、軸体の外周に臨む内周面を隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部とこの内周面に形成されたリング状吐出口とを備えていれば、それ以外の構成は特に限定されることはなく、例えば、図５に示されるように、種々の変更が可能である。
【００３８】
具体的には、図５（ａ）に示される管状塗布部材４ａは、均一な外径を有する扁平な円盤状筐体を成しており、その軸線方向に延在して軸体３１の外周に臨む内周面１５ａを有し、この内周面１５ａを隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部１１ａと、この内周面１５ａの軸線方向の略中央に弾性層形成領域３３との間に間隙Ｇを有するように形成されたリング状吐出口１９ａとを有している。この管状塗布部材４ａは管状塗布部材４と基本的に同様に構成されており、内周面１５ａは、軸体３１の外径と略同一又はわずかに大きな内径を有する第１内周面１６ａと、この第１内周面１６ａから連設されその略中央部に設けられたところの、第１内周面１６ａよりも前記間隙Ｇ分だけ大きな内径を有する第２内周面１７ａとからなっている。
【００３９】
図５（ｂ）に示される管状塗布部材４ｂは、均一な外径を有する扁平な円盤状筐体を成しており、その軸線方向に延在して軸体の外周に臨む内周面１５ｂを有し、この内周面１５ｂを隔てて弾性層形成材料を収容する管状収容部１１ｂと、この内周面１５ｂの軸線方向の端部近傍に弾性層形成領域３３との間に間隙Ｇを有するように形成されたリング状吐出口１９ｂとを有している。この管状塗布部材４ｂは管状塗布部材４と基本的に同様に構成されており、内周面１５ｂは、軸体３１の外径よりも大きな内径を有する第１内周面１６ｂと、この第１内周面１６ｂから連設されその端部に設けられたところの、弾性層形成領域３３の外径よりも前記間隙Ｇ分だけ大きな内径を有する第２内周面１７ｂとからなっている。
【００４０】
図５（ｃ）に示される管状塗布部材４ｃは、リング状吐出部１３が均一な外径を有する外周面１８ａを有していること以外は、前記管状塗布部材４と基本的に同様である。
【００４１】
また、前記製造装置１及び２はいずれも軸体３１を略垂直な起立状態に支持するように構成されているが、この発明において、製造装置は、軸体を水平な状態に支持するように構成されても、軸体を水平面に対して傾斜した状態に支持するように構成されてもよい。
【００４２】
また、前記製造装置１及び２はいずれも管状塗布部材４が軸体３１の軸線方向に移動するように構成されているが、この発明において、管状塗布部材は例えば支柱等に固定され、例えば製造装置２のように一対の支持部材が前記軸線方向に移動するように構成されていてもよい。
【００４３】
前記軸体３１、前記管状塗布部材４並びに前記一対の装着部材３Ａ及び３Ｂはいずれもその軸線に垂直な断面が略円形となっているが、この発明において、軸体、管状塗布部材並びに一対の装着部材の前記断面は、楕円形であってもよく、多角形であってもよい。
【００４４】
前記製造装置１及び２は、軸体３１の弾性層形成領域３３に弾性層形成材料を塗布する塗布装置とも称することができる。この発明に係る弾性ローラの製造装置は、前記塗布装置に加えて、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化させる加熱装置を備え、所望により、さらに、硬化又は発泡硬化した弾性層形成材料を研磨する研磨装置、硬化又は発泡硬化した弾性層形成材料を裁断する裁断装置等を備えている。
【００４５】
この発明に係る弾性ローラの製造方法（以下、この発明に係る製造方法と称することがある。）は、この発明に係る弾性ローラの製造装置を使用して、一方の装着部材の外周面を始点として軸体の軸線に沿って他方の装着部材側に向かって管状塗布部材を相対的に移動しつつ、弾性層形成材料をリング状吐出口から吐出させて一方の装着部材及び弾性層形成領域に塗布し、塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することを特徴とする製造方法である。以下に、前記製造装置１を用いたこの発明に係る製造方法を、図面を参照して、具体的に説明する。
【００４６】
この発明に係る製造方法を実施するには、この発明に係る製造装置、軸体及び弾性層形成材料並びに加熱装置等を準備する。前記軸体は、例えば、図６に示される軸体３１等が挙げられる。この軸体３１は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮若しくはこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に調製される。軸体３１は、所望により、例えば０．１〜１０μｍの厚さのプライマー層を形成するため、外周面に従来公知のプライマーが塗布されてもよい。
【００４７】
準備する弾性層形成用材料は、弾性ローラ３０の弾性層３２を形成することのできる材料であればよく、例えばゴムと、導電性付与剤と、所望により発泡剤と、所望により各種添加剤とを含有するゴム組成物を挙げることができる。この発明に係る製造装置によれば、高粘度の弾性層形成用材料も用いることができるから、弾性層形成用材料の粘度は例えば１０〜４０００Ｐａ・ｓの範囲内にあればよい。
【００４８】
前記ゴムは、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等のゴムが挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴムが、耐熱性及び帯電特性等に優れる点で、好ましい。これらのゴムは、液状型であってもミラブル型であってもよい。
【００４９】
前記弾性層形成用材料として、例えば、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物等を好適に挙げることができる。前記付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物は、（Ａ）平均組成式：ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２で示されるオルガノポリシロキサン、（Ｂ）充填材、及び、（Ｃ）上記（Ｂ）成分に属するもの以外の導電性材料を含有する。これらの各成分（Ａ）〜（Ｃ）は、例えば、特開２００７−３０４４１０号公報に記載の「ミラブルタイプである以下のシリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物は、（Ｄ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｅ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｆ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３である無機質充填材と、（Ｇ）導電性付与剤と、（Ｈ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分（Ｄ）〜（Ｈ）は、例えば、特開２００７−２７１８１０号公報に記載の「液状シリコーン組成物」における各成分と基本的に同様である。
【００５０】
また、弾性層形成用材料として、発泡剤を含有する発泡ゴム組成物を用いることもでき、このような発泡ゴム組成物として、例えば、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物好適に挙げることができる。前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物として、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性付与剤とを含有し、所望により有機過酸化物架橋剤と各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分は、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。
【００５１】
この発明に係る製造方法において、準備した弾性層形成材料を製造装置１の管状収容部１１に収容する。このとき、収容された弾性層形成材料にウェルドラインが生じていないことが重要であり、例えば、収容方法として、弾性層形成材料を円周方向から投入する方法が挙げられる。この方法は、具体的には、図３に示される環状塗布部材４において、管状収容部１１の内表面に沿ってその円周方向全周から弾性層形成材料を自重で又は加圧して注入する方法である。さらに、環状塗布部材４において、弾性層形成材料の収容経路と弾性層形成材料の芯金への塗布経路とは別々に構成されており、収容部本体１２は円錐台形になっているので、収容された弾性層形成材料にウェルドラインが生じにくくなっている。管状収容部１１に収容される弾性層形成材料の収容量は、複数本の軸体３１に弾性層３２を形成するのに必要とされる量であってもよいが、収容時にウェルドラインの発生を効果的に防止することができる点で、１本の軸体３１に弾性層３２を形成するのに必要とされる量よりもわずかに多い程度の量であるのが好ましい。
【００５２】
この発明に係る製造方法において、図１に示されるように、準備した軸体３１を製造装置１に装着する。このとき、装着部材３Ａ及び３Ｂそれぞれは、軸体３１を装着する装着穴２１がその深さ方向に向かって尖形となる略円錐形となっているから、軸体３１を高精度に軸出し可能に極めて容易に装着することができる。ここで、この発明において、図２（ａ）に示される装着穴２１における前記略円錐形の凹部形状を「センターチャック形状」と称し、この装着穴２１のテーパ状内表面でジャーナル部３５Ａ又は３５Ｂの端縁全周に当接保持して固定する方法を「センターチャック方法」と称することがある。なお、製造装置１において、軸体３１の装着は、前記装着部材３Ａ及び３Ｂが装着された軸体３１を前記支持部材５Ａ及び５Ｂに支持して実施されてもよく、また、前記支持部材５Ａ及び５Ｂに支持された前記装着部材３Ａ及び３Ｂに軸体３１を装着して実施されてもよい。
【００５３】
この発明に係る製造方法において、次いで、管状塗布部材４のリング状吐出口１９が一方の装着部材３Ａにおける外周面２２の半径方向に位置するように、すなわち、外周面２２に対向するように、管状塗布部材４を配置する。このとき、リング状吐出口１９に対向した外周面２２を弾性層形成材料塗布の始点とする。この状態で、図１に示されるように、一対の装着部材３Ａ及び３Ｂに装着された軸体３１の軸線に沿って前記始点から他方の装着部材３Ｂ側（図１の矢印Ａ側）に向かって、管状塗布部材４を移動させる。管状塗布部材４の移動速度は、弾性層形成材料の粘度及び吐出量等に応じて適宜に調整され、例えば、１５〜６００ｃｍ／ｍｉｎに調整される。
【００５４】
この発明に係る製造方法においては、図１に示されるように、管状塗布部材４の前記移動と共に、管状収容部１１に収容された弾性層形成材料を、所望により押圧手段によって、リング状吐出口１９から、一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に向かってほぼ垂直に、吐出させる。このようにして弾性層形成材料３６を吐出させると、弾性層形成材料３６は軸体３１から隔離され管状に収容された状態のまま分流することも合流することもなくリング状吐出口１９から一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に吐出されるから、吐出された弾性層形成材料３６にはウェルドラインが発生せず、又は、たとえ発生したとしてもほとんど無視できるほど微小となる。また、管状塗布部材４に収納された弾性層形成材料３６は、リング状吐出口１９から吐出されるまで一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に接触することがないから、リング状吐出口１９から吐出されたウェルドラインのない状態を維持しつつ一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布される。なお、この発明に係る製造方法においては、前記始点すなわち一方の装着部材３Ａの外周面２２から他方の装着部材３Ｂに向けて弾性層形成材料３６を塗布するので、通常、塗布開始点近傍に発生する弾性層形成材料の注入痕を弾性層形成領域３３に塗布された弾性層形成材料３６に発生又は残存させることも防止できる。
【００５５】
弾性層形成材料の吐出速度は、リング状吐出口１９の開口幅が０．１〜１０ｍｍ、間隙Ｇが０．１〜１０ｍｍ、弾性層形成材料の粘度が１０〜４０００Ｐａ・ｓであるときには、０．０１〜５００ｇ／ｍｉｎの範囲内から、前記管状塗布部材４の移動速度を考慮して、一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布される弾性層形成材料３６が途切れないように、適宜に調節されるのが好ましい。このような吐出速度であると、偏肉が少なくウェルドラインも発生させることなく弾性層形成材料３６を塗布することができる。
【００５６】
このようにして、前記管状塗布部材４を一方の装着部材３Ａから他方の装着部材３Ｂまで移動させながら、弾性層形成材料３６をリング状吐出口１９から吐出させると、弾性層形成材料３６を弾性層形成領域３３の途中まで塗布した状態が図１に示されているように、一方の装着部材３Ａ、弾性層形成領域３３及び一方の装着部材３Ｂに塗布された弾性層形成材料３６にはウェルドラインが発生し残存することが実質的にない。
【００５７】
この発明に係る製造方法においては、次いで、弾性層形成材料３６が塗布された軸体３１を製造装置１から取り外す。このとき、一対の装着部材３Ａ及び３Ｂそれぞれは、軸体３１を装着する装着穴２１が「センターチャック形状」となっているから、軸体３１を迅速かつ容易に取り外すことができる。なお、製造装置１において、軸体３１の取り外しは、前記装着部材３Ａ及び３Ｂが装着された軸体３１を前記支持部材５Ａ及び５Ｂから取り外してもよく、また、前記支持部材５Ａ及び５Ｂに支持された前記装着部材３Ａ及び３Ｂから軸体３１を取り外してもよい。
【００５８】
このようにして、軸体３１の弾性層形成領域３３に弾性層形成材料を塗布することができる。その後、弾性層形成材料を硬化温度又は発泡硬化温度以上に加熱可能な加熱装置に軸体３１を収納して、弾性層形成領域３３に塗布された弾性層形成材料３６を適宜の加熱条件下で加熱硬化又は加熱発泡硬化し、必要に応じて研磨装置で弾性層形成材料の硬化体又は発泡硬化体を研磨して弾性層３２を形成することによって、弾性ローラ３０を製造することができる。このようにしてこの発明に係る弾性ローラの製造方法が実施される。なお、所望により弾性層３２の外周に表面層を形成することもできる。
【００５９】
このようにして製造される弾性ローラは、ウェルドラインのない弾性層を備えている。したがって、この発明に係る製造装置及び製造方法によって弾性層形成領域に塗布された弾性層形成材料を硬化して製造される弾性ローラは、画像形成装置、特に小型化及び／又は省電力化された画像形成装置に装着される、例えば、現像ローラ、定着ローラ等として好適に用いられる。
【００６０】
前記製造装置２を用いてこの発明に係る製造方法を実施するには、図４に示されるように、弾性層形成材料塗布の始点を他方の装着部材３Ｂの外周面２２とし、一対の支持部材５Ｃ及び５Ｄを図４に示される矢印Ａ方向に、管状塗布部材４を図４に示される矢印Ｂ方向に、管状塗布部材４の相対的な移動速度が前記範囲内となるように移動させること以外は、前記製造装置１を用いてこの発明に係る製造方法を実施する方法と基本的に同様である。したがって、前記製造装置２を用いてこの発明に係る製造方法を実施しても、前記製造装置１を用いてこの発明に係る製造方法を実施する方法と同様に本願発明の目的を達成することができる。
【００６１】
この発明に係る弾性ローラの製造方法は、前記方法に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、前記製造装置１を用いた場合に、管状塗布部材４は、一方の装着部材３Ａから他方の装着部材３Ｂまで、換言すると、リング状吐出口１９が一方の装着部材３Ａから他方の装着部材３Ｂの支持部材５Ｄ側端部まで移動するように、移動させる必要はなく、この発明において、管状塗布部材は、リング状吐出口が一方の装着部材から弾性層形成領域の全域を移動するように、移動させればよい。なお、前記製造装置２を用いた場合にも同様に移動させればよい。
【実施例】
【００６２】
（実施例１）
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体３１（ＳＵＭ２２製、ジャーナル部３５Ａ及び３５Ｂそれぞれの長さ２０ｍｍ、直径６ｍｍ、弾性層形成領域３３の直径１５ｍｍ、軸体３１の全長２７５ｍｍ）をトルエンで洗浄し、弾性層形成領域３３の表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマー処理した軸体３１を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、弾性層形成領域３３の表面にプライマー層を形成した。
【００６３】
弾性層形成材料として、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を準備した。この弾性層形成材料の粘度は２００Ｐａ・ｓであった。
【００６４】
図１〜図３に示す製造装置１を準備した。この製造装置１において、間隙Ｇは０．１ｍｍ、リング状吐出口１９の開口幅は３ｍｍとした。また、装着部材３Ａ及び３Ｂにおける外周面２２の外径を第１内周面の内径より０．１ｍｍ小さくした。
【００６５】
この製造装置１に軸体３１を装着して、一方の装着部材３Ａの軸線方向略中央を始点として、吐出速度３３ｇ／ｍｉｎ、移動速度５０ｃｍ／ｍｉｎで、管状塗布部材４を他方の装着部材３Ｂ側に移動させつつ弾性層形成材料をリング状吐出口１９から吐出させて、一方の装着部材３Ａ及び弾性層形成領域３３に塗布厚さ１．３ｍｍとなるように弾性層形成材料を塗布した。その後、軸体３１を製造装置１から取り外して、温度１２０℃で３０分間加熱硬化して弾性層３２を形成し、実施例１の弾性ローラ３０を製造した。形成した弾性層３２を目視で確認したところウェルドラインの存在又は痕跡を確認できなかった。なお、弾性層３２には注入痕も存在していなかった。
【００６６】
実施例１の弾性ローラ３０を前記と同様にして１００本製造したところその殆どすべての弾性ローラは弾性層にウェルドラインも注入痕も存在していなかった。
【００６７】
（比較例１）
前記管状塗布部材４に代えて、特許文献１に記載されているように、互いに相対向する１８０度の位置に開口する２つの塗布液供給流路から弾性層形成材料をリング状吐出口に供給するように構成された塗布ヘッドを用いたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の弾性ローラを製造した。形成した弾性層を目視で確認したところ軸線に沿って延在するウェルドラインが確認できた。
【００６８】
（印字テスト）
このようにして製造した実施例１及び比較例１の弾性ローラそれぞれを、市販の画像形成装置（商品名「Ｂ４３０ｄｎ」、株式会社沖データ製）に、現像ローラとして、装着した。この画像形成装置を温度２０℃、相対湿度５５％の環境下で稼動させて、ベタクロ画像を１０枚印刷した。印刷されたモノクロ画像にウェルドラインに起因する横スジ状の画像不良が存在するか否かを目視にて確認した。その結果、実施例１の弾性ローラを用いた場合にはすべてのモノクロ画像に画像不良を確認することができなかったのに対して、比較例１の弾性ローラを用いた場合には横スジ状の画像不良が発生した。
【符号の説明】
【００６９】
１、２ 弾性ローラの製造装置
３Ａ、３Ｂ 装着部材
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 管状塗布部材
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ 支持部材
６ 移動手段
６ａ ガイドレール
６ｂ 装着アーム
７ 基台
８ 支柱
９ 天板
１１、１１ａ、１１ｂ 管状収容部
１２ 収容部本体
１３ リング状吐出部
１４ 貫通孔
１５、１５ａ、１５ｂ 内周面
１６、１６ａ、１６ｂ 第１内周面
１７、１７ａ、１７ｂ 第２内周面
１８、１８ａ 外周面
１９、１９ａ、１９ｂ リング状吐出口
２１ 装着穴
２２ 外周面
２３ 連結部
３０ 弾性ローラ
３１ 軸体
３２ 弾性層
３３ 弾性層形成領域
３４Ａ （一方の）端部
３４Ｂ （他方の）端部
３５Ａ、３５Ｂ ジャーナル部
３６ 弾性層形成材料
Ｇ 間隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性層形成材料を軸体の弾性層形成領域に塗布した後に硬化又は発泡硬化することにより形成された弾性層を備えて成る弾性ローラの製造装置であって、
前記軸体の端部それぞれに装着される一対の装着部材と、前記一対の装着部材に装着された前記軸体をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材とを備えて成り、
前記一対の装着部材の少なくとも一方は、前記弾性層形成材料が塗布される外周面を有しており、
前記管状塗布部材は、その軸線方向に延在して前記軸体の外周に臨む内周面を有し、この内周面を隔てて前記弾性層形成材料を収容する管状収容部と、前記弾性層形成領域との間に間隙を有するように前記内周面に形成され、前記環状収容部に収容された前記弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口とを有して成ることを特徴とする弾性ローラの製造装置。
【請求項２】
前記リング状吐出口は、前記内周面の端部に形成されてい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装置。
【請求項３】
前記内周面は、第１内周面と、前記第１内周面から連設され、前記リング状吐出口を有する、前記第１内周面よりも内径の大きな第２内周面とを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項４】
前記管状塗布部材は、その軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項５】
前記リング状吐出口は、０．１〜１０ｍｍの開口幅を有し、
前記間隙は、０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項６】
前記装着部材それぞれは、深さ方向に向かって尖形となる略円錐形の凹部を有する円筒状部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項７】
端部に前記装着部材を装着し、前記軸体を支持する一対の支持部材を備えて成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項８】
前記管状収容部に収納された前記弾性層形成材料を前記リング状吐出口から前記軸体に向けて押圧する押圧手段を備えて成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置を使用して、
一方の前記装着部材の前記外周面を始点として前記軸体の軸線に沿って他方の前記装着部材側に向かって前記管状塗布部材を相対的に移動しつつ、弾性層形成材料を前記リング状吐出口から吐出させて一方の前記装着部材及び前記弾性層形成領域に塗布し、
塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項１０】
前記管状塗布部材の相対的な移動速度は、１５〜６００ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項９に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項１１】
前記弾性層形成材料は、０．０１〜５００ｇ／ｍｉｎの吐出速度で吐出されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項１】
弾性層形成材料を軸体の弾性層形成領域に塗布した後に硬化又は発泡硬化することにより形成された弾性層を備えて成る弾性ローラの製造装置であって、
前記軸体の端部それぞれに装着される一対の装着部材と、前記一対の装着部材に装着された前記軸体をその半径方向から囲繞しその軸線方向に相対的に移動する管状塗布部材とを備えて成り、
前記一対の装着部材の少なくとも一方は、前記弾性層形成材料が塗布される外周面を有しており、
前記管状塗布部材は、その軸線方向に延在して前記軸体の外周に臨む内周面を有し、この内周面を隔てて前記弾性層形成材料を収容する管状収容部と、前記弾性層形成領域との間に間隙を有するように前記内周面に形成され、前記環状収容部に収容された前記弾性層形成材料を吐出するリング状吐出口とを有して成ることを特徴とする弾性ローラの製造装置。
【請求項２】
前記リング状吐出口は、前記内周面の端部に形成されてい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装置。
【請求項３】
前記内周面は、第１内周面と、前記第１内周面から連設され、前記リング状吐出口を有する、前記第１内周面よりも内径の大きな第２内周面とを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項４】
前記管状塗布部材は、その軸線方向に沿って外径が徐々に小さくなる外周面を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項５】
前記リング状吐出口は、０．１〜１０ｍｍの開口幅を有し、
前記間隙は、０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項６】
前記装着部材それぞれは、深さ方向に向かって尖形となる略円錐形の凹部を有する円筒状部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項７】
端部に前記装着部材を装着し、前記軸体を支持する一対の支持部材を備えて成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項８】
前記管状収容部に収納された前記弾性層形成材料を前記リング状吐出口から前記軸体に向けて押圧する押圧手段を備えて成ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の弾性ローラの製造装置を使用して、
一方の前記装着部材の前記外周面を始点として前記軸体の軸線に沿って他方の前記装着部材側に向かって前記管状塗布部材を相対的に移動しつつ、弾性層形成材料を前記リング状吐出口から吐出させて一方の前記装着部材及び前記弾性層形成領域に塗布し、
塗布された弾性層形成材料を硬化又は発泡硬化することを特徴とする弾性ローラの製造方法。
【請求項１０】
前記管状塗布部材の相対的な移動速度は、１５〜６００ｃｍ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項９に記載の弾性ローラの製造方法。
【請求項１１】
前記弾性層形成材料は、０．０１〜５００ｇ／ｍｉｎの吐出速度で吐出されることを特徴とする請求項９又は１０に記載の弾性ローラの製造方法。
【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２０１０−２５６６８３（Ｐ２０１０−２５６６８３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７６８９（Ｐ２００９−１０７６８９）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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