電子写真用ゴムローラの製造方法
【課題】高品位な電子写真用ゴムローラの製造方法の提供。
【解決手段】芯金と芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラ１ｄの製造方法であって（１）クロスヘッドから芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして芯金の周囲が未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラ１ａの複数本を連続して製造する工程と、（２）未加硫ゴム混合物の層を加硫してゴム層を形成する工程とを有し、工程（１）は工程（ア）未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程と、工程（イ）未加硫ゴムローラ１ａを水を入れた水槽に導入し水を介して超音波を照射して未加硫ゴムローラ１ａの外径寸法を測定する工程と、工程（ウ）外径寸法を工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程とを含む。
【解決手段】芯金と芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラ１ｄの製造方法であって（１）クロスヘッドから芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして芯金の周囲が未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラ１ａの複数本を連続して製造する工程と、（２）未加硫ゴム混合物の層を加硫してゴム層を形成する工程とを有し、工程（１）は工程（ア）未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程と、工程（イ）未加硫ゴムローラ１ａを水を入れた水槽に導入し水を介して超音波を照射して未加硫ゴムローラ１ａの外径寸法を測定する工程と、工程（ウ）外径寸法を工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真用ゴムローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真用ゴムローラを生産性よく製造する方法として、クロスヘッドに芯金を連続的に供給すると共に、押し出し成形機から熔融ゴムをクロスヘッドに供給し、芯金の周囲に未加硫ゴム層を連続的に形成する方法が知られている（特許文献１）。このようにして製造される未加硫ゴムローラの芯金周囲のゴム層の軸方向での外径を正確に制御し、その結果を熔融ゴムの押し出し量や芯金の搬送速度等の成形条件にフィードバックすることは、高品位なゴムローラを安定して製造する上で有効である。特許文献２には、被検査管を液体中に浸漬し、被検査管に超音波を照射してその寸法を測定する管用超音波寸法検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７３１６９４号公報
【特許文献２】特公昭６３−４５０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、未加硫ゴムローラの軸方向の外径及び未加硫ゴム層の肉厚等（以降「外径等」と略す）の測定に特許文献２に記載された技術を用いることについて検討した。その結果、次のような課題を見出すに至った。すなわち、未加硫ゴムローラを水中に導き、この水中で未加硫ゴムローラの外径等を測定すべく超音波を照射したところ、未加硫ゴム層が水中で膨潤したり、超音波の照射によって未加硫ゴム層が変形してしまうことがあった。そのため、未加硫ゴムローラの外径等の正確な測定が困難な場合があった。そこで、本発明の目的は、水中での超音波照射によっても未加硫ゴムローラの膨潤や変形が生じにくく、未加硫ゴムローラの外径等を正確に測定することができ、その結果として、高品位な電子写真用ゴムローラを製造することのできる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る電子写真用ゴムローラの製造方法は、
芯金と、該芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
（１）クロスヘッドから該芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、該芯金の周囲が該未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラの複数本を連続して製造する工程と、
（２）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層を加硫して該ゴム層を形成する工程とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
該工程（１）は、
（ア）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して該未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程と、
（イ）該工程（ア）によって得られた未加硫ゴムローラを水を入れた水槽に導入し、水を介して超音波を照射して該未加硫ゴムローラの外径寸法を測定する工程と、
（ウ）該工程（イ）によって得た外径寸法を該工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により水中での超音波照射によっても未加硫ゴムローラの膨潤や変形が生じにくく、未加硫ゴムローラの外径等を正確に測定することができ、その結果として、高品位な電子写真用ゴムローラを製造することのできる方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に用いる電子写真用ゴムローラ製造装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】ストレートダイの断面の一例を示す模式図である。
【図３】オフセットダイの断面の一例を示す模式図である。
【図４】クロスヘッドダイの断面の一例を示す模式図である。
【図５】内部貫通孔を有するマンドレルの断面を示す模式図である。
【図６】探触子の配置の一例を示す模式図である。
【図７】押出形状規制部材の保持機構の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明では、水中での超音波を用いた外径測定の際の未加硫ゴムローラの膨潤や変形が抑えることができ、未加硫ゴムローラの外径等を正確に測定できる。また、その結果を未加硫ゴムローラの成形条件にフィードバックすることで、高品位で高精度な電子写真用ゴムローラを生産性良く製造することができる。
【０００９】
本発明は、芯金と、芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であり、以下の工程を有する。
（１）クロスヘッドから芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、前記芯金の周囲が前記未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラの複数本を連続して製造する工程。
（２）前記未加硫ゴムローラの未加硫ゴム混合物の層を加硫してゴム層を形成する工程。
また、工程（１）は、以下の工程を含む。
（ア）前記未加硫ゴムローラの未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程。
（イ）工程（ア）によって得られた未加硫ゴムローラを水を入れた水槽に導入し、水を介して超音波を照射してその外径寸法を測定する工程。
（ウ）工程（イ）によって得た外径寸法を工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程。
【００１０】
＜１．電子写真用ゴムローラの製造装置＞
図１は本発明に用いる電子写真用ゴムローラの製造装置の説明図であり、この製造装置は、押出成形機１３、エネルギー線照射手段３１、超音波測定手段３２、制御手段１６、熱架橋手段１４を有する。図１に示すように芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、未加硫ゴムローラを作製する。未加硫ゴムローラ１ａの未加硫ゴム混合物の層の周面にエネルギー線照射装置３１を用いて紫外線または電子線を照射して未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋する。超音波測定手段３２により水を介して表面を硬化させた未加硫ゴムローラ１ｃに超音波を照射して、その外径寸法、未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉等を測定する。測定後、未加硫ゴムローラの未加硫ゴム混合物の層を熱架橋手段１４を用いて架橋する。これにより電子写真用ゴムローラ１ｄを得る。また、外径等測定結果を上述の工程１の共押し出しの条件にフィードバックすることで、外径等のバラツキの少ない電子写真用ゴムローラを製造することができる。以下に、本発明について詳しく説明する。
【００１１】
［押出成形装置］
押出成形装機１３は、押出機１１と押出金型１２とを有する。押出機１１は、一般にゴム押出成形に用いられる押出機であり、スクリュー式押出機やコニーダーにギヤポンプを組み合わせたものなどを用いることができる。押出金型１２には、図２のようなストレートダイ、図３に示したオフセットダイなどを適用可能である。押出金型は、押出方向と垂直な向きに移動可能なマンドレル２１およびダイス２３を有している。また、ダイス２３と独立して偏肉調整リング２２を有していてもよい。更に、押出金型として図４に示したクロスヘッドダイを用いることもできる。クロスヘッドダイは、図５のようにマンドレル２１の内部に芯金が通過可能な貫通孔２１ａを有する。クロスヘッドダイからは、軸体供給装置８１から供給された芯金９１と未加硫ゴム混合物２とが共押し出しされ、芯金の周囲が未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラ１ａが複数本連続して形成される。
【００１２】
＜工程（ア）＞
［エネルギー線照射装置］
クロスヘッドから押出されてきた未加硫ゴムローラ１ａは、水を満たした水槽中に導入し、水中で超音波を用いた外径寸法、未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉の測定（算出）を行なう（工程イ）。その際に、未加硫ゴム混合物の層の膨潤、変形を抑制するために、工程イに先立って以下の工程アを行なう。即ち、工程イを実施する水槽への未加硫ゴムローラの導入に先立って、未加硫ゴム混合物の層の表面に紫外線または電子線を照射して表面を架橋させる（工程ア）。紫外線または電子線の照射装置３１は、未加硫ゴム混合物の層の全周にわたり照射されるように配置される。紫外線の照射には例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、エキシマＵＶランプを用いることができる。このうち、高圧水銀ランプやメタルハライドランプは、３６５ｎｍの波長を代表とする、近紫外線領域の近紫外線を発光する。低圧水銀ランプは、近紫外線よりも波長が短い、１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの波長を代表とする、短波長紫外線を発光する。また、エキシマＵＶランプは、短波長紫外線の中でもより波長の短い１７２ｎｍにピークがあり、その他にピークを有さない紫外線を発光する。紫外線の照射については、低圧水銀ランプ、エキシマＵＶランプを用いることが好ましい。未加硫ゴム混合物の層の表面の架橋の程度は、後述する水中での超音波測定の際に、未加硫ゴムの種類、水中に存在させる時間、超音波の強度に応じて、未加硫ゴム混合物の層の膨潤や変形が抑えられる程度に適宜調整することができる。ここで、未加硫ゴム混合物の層の表面の架橋に紫外線または電子線を用いる理由は、紫外線や電子線が未加硫ゴム混合物の層の深部にまでは浸透しにくい点にある。すなわち、この過程において、未加硫ゴム混合物の層の全厚さにわたり加硫させた場合、ゴムローラは収縮する。そのため、加硫に伴って収縮したゴムローラの外径等の測定結果に基づいて、未加硫ゴムローラの成形条件を調整しても、未加硫ゴムローラの寸法制御の精度は相対的に低下する。そのため、水中での膨潤、変形や超音波照射による寸法変形が生じない程度に表面または表面とその近傍のみを架橋させることには意義がある。そして、そのような目的に紫外線や電子線は適合するものである。
なお、紫外線の積算光量は、下記で定義される。
【００１３】
紫外線積算光量（ｍＪ／ｃｍ2）＝紫外線強度（ｍＷ／ｃｍ2）×照射時間（ｓｅｃ）。
【００１４】
紫外線の積算光量については、超音波肉厚測定において未加硫ゴム混合物の層の膨潤、変形を抑制できるように適宜調節する。その調節は、照射時間、ランプ出力、ランプとローラとの距離を調整することで可能であり、所望の積算光量が得られるように決めればよい。また、照射時間内で積算光量に勾配をつけても良い。また、原料ゴム円筒体の表面に直接、紫外線を照射する場合の積算光量の目安としては、２０００ｍＪ／ｃｍ2よりも大きくすることが好ましい。その理由は、紫外線の積算光量が２０００ｍＪ／ｃｍ2よりも大きいと未加硫ゴム混合物の層の表面の硬化を容易に行ない得る。
【００１５】
電子線の照射時には電子線のエネルギー減衰を防ぐために照射環境の窒素ガスパージをすることが好ましい。なお、電子線の線量は、下記で定義される。
【００１６】
線量（ｋＧｙ）＝［装置定数×電子電流（ｍＡ）］／処理スピード（ｍ／ｍｉｎ）。
【００１７】
電子線の線量については、超音波肉厚測定において未加硫ゴムローラの変形を抑制できるように適宜調節する。その調節は、電子電流、処理スピードのいずれでも行う事が可能である。
【００１８】
このように超音波肉厚測定前（工程イの前）に、未加硫ゴム混合物の層の周面に紫外線または電子線を照射し、未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させることで、後の水中での超音波を用いた外径等の測定時の未加硫ゴム混合物の層の膨潤、変形が有効に抑えられる。
【００１９】
＜工程イ＞
工程アを経て得られた未加硫ゴム混合物の層の表面を紫外線または電子線で硬化させた未加硫ゴムローラ１ｃを水を入れた水槽中に導入する。水槽中には、図６に示したように、未加硫ゴムローラの外径、未加硫ゴム混合物の層の偏肉を測定するための超音波測定装置３２が配置されている。
【００２０】
［超音波測定装置］
超音波測定装置には一般に外径寸法や肉厚の測定に用いられる超音波測定装置を用いることができる。図６に概略を示した超音波測定装置３２により、表面を硬化させた未加硫ゴムローラの外径寸法、さらには未加硫ゴム混合物の層の肉厚を測定および算出することができる。例えば、超音波の照射、および受信を行うための探触子（送受信用探触子）３５は、少なくとも一つ、表面を硬化させた未加硫ゴムローラ外周面へ向けて設置される。また偏肉測定のためには、表面を硬化させた未加硫ゴムローラを周方向に２ヵ所以上測定することが求められる。そのため、探触子が表面を硬化させた未加硫ゴムローラの周方向に移動可能に設置したり、或いは、複数の探触子を表面を硬化させた未加硫ゴムローラの周方向に設置する。表面を硬化させた未加硫ゴムローラの肉厚、外径の測定を迅速に行うためには、複数の探触子を設置することが望ましい。超音波肉厚測定方法はパルス・エコー方式、エコー・エコー方式、インターフェース・エコー方式などの公知の測定方法を適宜用い得る。探触子は直接接触式のほか、遅延材つきの探触子についても、表面を硬化させた未加硫ゴムローラに応じて適宜使用できる。また、接触媒体としては水を用いる。接触媒体や探触子などの配置については接触媒体の表面を硬化させた未加硫ゴムローラとの接触ムラなどによる測定精度の低下を防ぐために、以下のようにすることが望ましい。つまり、接触媒体で満たした槽中、すなわち接触媒体槽の中に探触子と表面を硬化させた未加硫ゴムローラとを設置して肉厚測定を実施することが望ましい。
【００２１】
＜工程ウ＞
［制御手段］
超音波測定装置３２を用いて、表面を架橋させた未加硫ゴムローラの外径等を測定し、所期の形状との偏差を算出する。その結果を公知の制御方法により未加硫ゴム混合物の押し出し条件（工程１の共押し出しの条件）にフィードバックし、芯金の外周面に被覆される未加硫ゴム混合物の層の厚みを調整する。なお、共押し出しの条件として、具体的には熔融ゴム（未加硫ゴム）の吐出量、芯金のヘッドへの供給速度、原料ゴム円筒体形状規制部材の位置の調節等を挙げることができる。原料ゴム円筒体形状規制部材の位置の調節としては、例えば、偏肉調整リング２２、ダイス２３およびマンドレル２１のうちの少なくともいずれか一つを、押出方向に垂直な方向に変化させて、未加硫ゴム混合物の層の厚みを調整することが挙げられる。
【００２２】
以下に制御装置についてさらに詳しく説明する。制御装置１６は、超音波肉厚測定装置３２で測定した表面を硬化させたゴムローラ１ｃの未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉の測定結果に基づいて、目標とする肉厚や偏肉の程度との偏差を計算して、所望の未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉の程度が得られるように押出成形装置を調整する。調整における制御方式としてはＰＩＤ方式などに代表される公知の制御方法を用いることができる。本発明における具体的な前記押出成形装置の調整対象としては、押出機のスクリュー回転数や押出機温度のほかに、押出機による未加硫ゴム混合物の押出方向と垂直な方向における未加硫ゴム混合物を押し出す際の形状を規制する部材（マンドレルや偏肉調整リング、ダイスなど）の位置などが挙げられる。押出機のスクリュー回転数と押出機温度は押出機からの未加硫ゴム混合物の押出量を変化させるために調整する。未加硫ゴム混合物の押し出す際の形状規制部材は押出方向と垂直な方向に移動させることで、未加硫ゴム混合物の層の内周面と外周面の同軸度を変化させて偏肉を制御することができる。当該規制部材は任意に組合せて移動させて偏肉の調整を行うことも出来るし、任意の一つの前記部材を単独で移動させて使用することもできる。原料ゴム円筒体形状規制部材を押出方向と垂直な方向に移動させる手段としては、図７に示したように原料ゴム円筒体形状規制部材を押出方向と垂直な方向から原料ゴム円筒体形状規制部材保持具２９ではさみこんで移動、固定させる方法が挙げられる。原料ゴム円筒体形状規制部材保持具２９としては、ボルトや油圧、エアシリンダ、モータなどに代表される公知の原料ゴム円筒体形状規制部材の移動、固定のための保持具を用いることができる。
【００２３】
［架橋手段］
外径寸法測定を終えた、表面を架橋させた未加硫ゴムローラは、架橋手段１４により未加硫ゴム混合物の層を加硫させてゴムローラ１ｄを得る。架橋手段の例としては、加硫缶、加熱水蒸気炉、電気熱風炉、ガス熱風炉、遠赤外線炉などを挙げることができる。
【００２４】
［切断手段］
本発明の製造方法では、架橋ゴム円筒体１ｄを、所定寸法に切断するための切断機を設置することができる。以上の工程を経ることで、高品位で高精度な電子写真用ゴムローラを製造することができる。
【００２５】
＜２．ゴム円筒体原材料＞
未加硫ゴムの例を以下に挙げる。天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等。本発明に用いる未加硫ゴムは、１種類の未加硫ゴムを用いても良いし、複数の未加硫ゴムを混合して用いることもできる。未加硫ゴム層は、導電性粒子を分散させて導電性とすることもできる。すなわち、未加硫ゴムには、さらに導電性粒子を添加することができる。導電性粒子としては、カーボンブラック、グラファイト、金酸化物粒子、金属粉等が挙げられる。また、未加硫ゴムに導電性粒子等の添加剤を混合したものを未加硫ゴム混合物と称する。
【００２６】
＜３．芯金＞
本発明に用いる芯金には、電子写真用ゴムローラの分野で公知の芯金を適宜用いることができる。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
［押出成形装置］
直径が５０ｍｍのシリンダを有し、スクリューＬ／Ｄ（スクリューの有効長さ（Ｌ）とスクリュー直径（Ｄ）との比）が１６である、脱気装置付きの押出機１１を用いた。押出金型は、図３のように押出方向と垂直な方向に移動可能なマンドレル２１、偏肉調整リング２２、ダイ２３を有するゴムチューブ成形用のオフセットダイを用いた。マンドレル２１、偏肉調整リング２２、ダイス２３はそれぞれ駆動のために、図示しない減速機およびモータに接続されていた。マンドレル２１の外径はφ（直径）５．５ｍｍ、ダイス内径はφ９ｍｍであった。押出機１１と押出金型（オフセットダイ）１２の間には、シリンダ内の背圧上昇と原料組成物（後述の未加硫ゴム混合物）中の異物除去を目的として、＃１００メッシュを二枚設置した。押出成形温度は、押出機シリンダとスクリューの温度を共に９０℃、押出金型の温度を８０℃に設定した。押出機の初期回転数を１０ｒ．ｐ．ｍ．で、押出成形速度を１２５０ｍｍ／分で原料ゴム円筒体１ａを成形した。なお、後述の超音波肉厚測定装置による外径寸法（肉厚）測定結果に基づいて押出機原料組成物吐出量のみを押出機のスクリューの回転数を調整して、原料ゴム円筒体の肉厚を制御した。原料ゴム円筒体の偏肉調整については、マンドレル、偏肉調整リング、ダイスによる調整および制御を行っていない。すなわち、偏肉調整は押出装置組立時に目視にてマンドレル、偏肉調整リング、ダイスが同心となるように組付けるだけとした。
【００２８】
［エネルギー線照射装置］
エネルギー線として低圧水銀ランプから照射される紫外線を用いた。低圧水銀ランプに関しては、ハリソン東芝ライティング（株）製の低圧水銀ランプを使用した。そして、紫外線の積算光量をウシオ電機株式会社製のＵＩＴ−１５０−Ａ（商品名）、ＵＶＤ−Ｓ２５４（商品名）の紫外線積算光量計を用いて測定し、原料ゴム円筒体外周面において、１５０００ｍＪ／ｃｍ2の積算光量を持つ紫外線を照射した。これにより、表面硬化ゴム円筒体１ｃを作製した。
【００２９】
［超音波肉厚測定装置］
超音波肉厚測定装置は図６に示すように、表面硬化ゴム円筒体１ｃの円周方向９０°毎に探触子３５を設置し、超音波を送受信して、外径寸法（肉厚および偏肉）を４方向から同時に測定する構造とした。なお、超音波肉厚測定機はＺＵＭＢＡＣＨ社製のＵＭＡＣ ＥＣＯＷＡＬＬ（商品名）を使用し、接触媒体を水として、探触子３５と表面硬化ゴム円筒体１ｃの両者を水中に設置して、表面硬化ゴム円筒体１ｃの外形寸法（肉厚および偏肉）を測定した。これにより、寸法測定後ゴム円筒体を得た。
【００３０】
［熱架橋装置］
熱架橋装置１４にガス燃焼型連続式加硫炉を用いた。外径寸法（肉厚および偏肉）測定後の表面硬化ゴム円筒体（寸法測定後ゴム円筒体）を、ガス燃焼型連続式加硫炉中にて雰囲気温度１６０℃で６０分間の熱架橋を行い、架橋ゴム円筒体１ｄを作製した。
【００３１】
［切断機］
熱架橋装置から排出された架橋ゴム円筒体１ｄを、所定寸法に切断するための切断機（不図示）を設置し、電子写真用ゴムローラを作製した。
【００３２】
［制御装置］
制御装置１６を用いて、超音波肉厚測定装置３２で測定した表面硬化ゴム円筒体１ｃの肉厚および偏肉に基づいて、目標肉厚や偏肉との偏差を計算して、所望の表面硬化ゴム円筒体の肉厚および偏肉が得られるべく押出成形装置を調整した。なお、調整に用いる制御方式として、ＰＩＤ方式を用いた。
【００３３】
［原料組成物（未加硫ゴム混合物）の作製］
下記表１に示した原料をオープンロールで混錬して未加硫ゴム混合物を得た。
【００３４】
【表１】
【００３５】
［電子写真用ゴムローラの作製］
上記未加硫ゴム混合物と芯金とから上述の押出成形装置、エネルギー線照射装置、超音波肉厚測定装置、熱架橋装置、切断機および制御装置を用いて電子写真用ゴムローラを５００本製作した。なお、前記電子写真用ゴムローラのゴム層の設計寸法は外径が８．９±０．１ｍｍ、内径が６±０．１ｍｍであり、肉厚が１．４７５±０．０７５ｍｍ、全長（軸方向の長さ）が２５０ｍｍである。電子写真用ゴムローラを製造する際に、表面硬化ゴム円筒体５００本の外径寸法を上述の超音波肉厚測定機にて測定して、肉厚および偏肉を測定（算出）した。肉厚および偏肉については得られた電子写真用ゴムローラの各ゴム円筒体断面をマイクロメータを用いて測定した。結果を表３に示す。
【００３６】
表面硬化ゴム円筒体の外周面の硬化に関する確認は以下のように実施した。すなわち、前記製造条件にて製作した表面硬化ゴム円筒体１ｃについて、前記超音波肉厚測定機にて使用する接触媒体である水に、前記表面硬化ゴム円筒体中央部（表面硬化ゴム円筒体軸方向の端部から１２５ｍｍ内側の部分）を１分間漬浸した。そして、前記表面硬化ゴム円筒体中央部の外径変化率を測定した。外径変化率は、（漬浸後の表面硬化ゴム円筒体中央部の外径−漬浸前の表面硬化ゴム円筒体中央部の外径）÷ 漬浸前の表面硬化ゴム円筒体中央部の外径×１００で求めた。外径変化率が１％未満のものについて「変形無し」、同外径変化率が１％以上のものを「変形あり」と評価した。
【００３７】
（実施例２）
実施例１の紫外線照射強度（積算光量）を５０００ｍＪ／ｃｍ2に変更した。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法（肉厚および偏肉）測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００３８】
（実施例３）
実施例１の照射するエネルギー線を電子線に変更した。電子線の照射には、加速電圧１５０ｋＶ・電子電流４０ｍＡの電子線照射装置（岩崎電気株式会社製）を用いた。また、照射時には照射装置内を窒素ガスパージした。前記電子線照射装置では加速電圧８０〜１５０ｋＶ・電子電流５〜４０ｍＡの範囲で電子線強度を調整することができる。実施例３では電子線照射強度を８００ＫＧｙ（加速電圧を１５０ｋＶ・電子電流２０ｍＡ、照射速度を１ｍ／ｍｉｎ）とした。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００３９】
（実施例４）
実施例３の電子線照射強度を４００ＫＧｙに変更した。それ以外は実施例３と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４０】
（実施例５）
実施例１の原料組成物を表２に示す組成のものに変更した。さらに表面硬化ゴム円筒体の外径（肉厚）の測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量による肉厚の偏差の調節と、ダイス２３を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４１】
［原料組成物］
下記表２に示した原料をオープンロールにて混合し、弾性体の未加硫原料組成物（未加硫ゴム混合物）を得た。
【００４２】
【表２】
【００４３】
（実施例６）
実施例２の原料組成物を実施例５にて使用した原料組成物に変更した。さらに表面硬化ゴム円筒体の外径（肉厚）の測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量の調節による肉厚の偏差の調節と、偏肉調整リング２２を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例２と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４４】
（実施例７）
実施例３の原料組成物を実施例５にて使用した原料組成物に変更した。さらに表面硬化ゴム円筒体の外径（肉厚）の測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量の調節による肉厚の偏差の調節と、マンドレル２２を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例３同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４５】
（実施例８）
実施例４の原料組成物を実施例５にて使用した原料組成物に変更した。それ以外は実施例４と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４６】
（実施例９）
実施例１の表面硬化ゴム円筒体の外径寸法測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量の調節による肉厚の偏差の調節と、偏肉調整リング２２を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４７】
（比較例１）
実施例１のエネルギー線の照射をしなかった。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４８】
（比較例２）
実施例８のエネルギー線の照射をしなかった。それ以外は実施例８と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【符号の説明】
【００５０】
１ａ未加硫ゴムローラ
１ｃ表面を硬化させた未加硫ゴムローラ
１ｄ電子写真用ゴムローラ
１１押出機
１２押出金型
１３押出成形装置
１４架橋装置
１６制御装置
３１エネルギー線照射手段
３２超音波測定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真用ゴムローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真用ゴムローラを生産性よく製造する方法として、クロスヘッドに芯金を連続的に供給すると共に、押し出し成形機から熔融ゴムをクロスヘッドに供給し、芯金の周囲に未加硫ゴム層を連続的に形成する方法が知られている（特許文献１）。このようにして製造される未加硫ゴムローラの芯金周囲のゴム層の軸方向での外径を正確に制御し、その結果を熔融ゴムの押し出し量や芯金の搬送速度等の成形条件にフィードバックすることは、高品位なゴムローラを安定して製造する上で有効である。特許文献２には、被検査管を液体中に浸漬し、被検査管に超音波を照射してその寸法を測定する管用超音波寸法検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７３１６９４号公報
【特許文献２】特公昭６３−４５０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、未加硫ゴムローラの軸方向の外径及び未加硫ゴム層の肉厚等（以降「外径等」と略す）の測定に特許文献２に記載された技術を用いることについて検討した。その結果、次のような課題を見出すに至った。すなわち、未加硫ゴムローラを水中に導き、この水中で未加硫ゴムローラの外径等を測定すべく超音波を照射したところ、未加硫ゴム層が水中で膨潤したり、超音波の照射によって未加硫ゴム層が変形してしまうことがあった。そのため、未加硫ゴムローラの外径等の正確な測定が困難な場合があった。そこで、本発明の目的は、水中での超音波照射によっても未加硫ゴムローラの膨潤や変形が生じにくく、未加硫ゴムローラの外径等を正確に測定することができ、その結果として、高品位な電子写真用ゴムローラを製造することのできる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る電子写真用ゴムローラの製造方法は、
芯金と、該芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
（１）クロスヘッドから該芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、該芯金の周囲が該未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラの複数本を連続して製造する工程と、
（２）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層を加硫して該ゴム層を形成する工程とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
該工程（１）は、
（ア）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して該未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程と、
（イ）該工程（ア）によって得られた未加硫ゴムローラを水を入れた水槽に導入し、水を介して超音波を照射して該未加硫ゴムローラの外径寸法を測定する工程と、
（ウ）該工程（イ）によって得た外径寸法を該工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により水中での超音波照射によっても未加硫ゴムローラの膨潤や変形が生じにくく、未加硫ゴムローラの外径等を正確に測定することができ、その結果として、高品位な電子写真用ゴムローラを製造することのできる方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に用いる電子写真用ゴムローラ製造装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】ストレートダイの断面の一例を示す模式図である。
【図３】オフセットダイの断面の一例を示す模式図である。
【図４】クロスヘッドダイの断面の一例を示す模式図である。
【図５】内部貫通孔を有するマンドレルの断面を示す模式図である。
【図６】探触子の配置の一例を示す模式図である。
【図７】押出形状規制部材の保持機構の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明では、水中での超音波を用いた外径測定の際の未加硫ゴムローラの膨潤や変形が抑えることができ、未加硫ゴムローラの外径等を正確に測定できる。また、その結果を未加硫ゴムローラの成形条件にフィードバックすることで、高品位で高精度な電子写真用ゴムローラを生産性良く製造することができる。
【０００９】
本発明は、芯金と、芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であり、以下の工程を有する。
（１）クロスヘッドから芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、前記芯金の周囲が前記未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラの複数本を連続して製造する工程。
（２）前記未加硫ゴムローラの未加硫ゴム混合物の層を加硫してゴム層を形成する工程。
また、工程（１）は、以下の工程を含む。
（ア）前記未加硫ゴムローラの未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程。
（イ）工程（ア）によって得られた未加硫ゴムローラを水を入れた水槽に導入し、水を介して超音波を照射してその外径寸法を測定する工程。
（ウ）工程（イ）によって得た外径寸法を工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程。
【００１０】
＜１．電子写真用ゴムローラの製造装置＞
図１は本発明に用いる電子写真用ゴムローラの製造装置の説明図であり、この製造装置は、押出成形機１３、エネルギー線照射手段３１、超音波測定手段３２、制御手段１６、熱架橋手段１４を有する。図１に示すように芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、未加硫ゴムローラを作製する。未加硫ゴムローラ１ａの未加硫ゴム混合物の層の周面にエネルギー線照射装置３１を用いて紫外線または電子線を照射して未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋する。超音波測定手段３２により水を介して表面を硬化させた未加硫ゴムローラ１ｃに超音波を照射して、その外径寸法、未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉等を測定する。測定後、未加硫ゴムローラの未加硫ゴム混合物の層を熱架橋手段１４を用いて架橋する。これにより電子写真用ゴムローラ１ｄを得る。また、外径等測定結果を上述の工程１の共押し出しの条件にフィードバックすることで、外径等のバラツキの少ない電子写真用ゴムローラを製造することができる。以下に、本発明について詳しく説明する。
【００１１】
［押出成形装置］
押出成形装機１３は、押出機１１と押出金型１２とを有する。押出機１１は、一般にゴム押出成形に用いられる押出機であり、スクリュー式押出機やコニーダーにギヤポンプを組み合わせたものなどを用いることができる。押出金型１２には、図２のようなストレートダイ、図３に示したオフセットダイなどを適用可能である。押出金型は、押出方向と垂直な向きに移動可能なマンドレル２１およびダイス２３を有している。また、ダイス２３と独立して偏肉調整リング２２を有していてもよい。更に、押出金型として図４に示したクロスヘッドダイを用いることもできる。クロスヘッドダイは、図５のようにマンドレル２１の内部に芯金が通過可能な貫通孔２１ａを有する。クロスヘッドダイからは、軸体供給装置８１から供給された芯金９１と未加硫ゴム混合物２とが共押し出しされ、芯金の周囲が未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラ１ａが複数本連続して形成される。
【００１２】
＜工程（ア）＞
［エネルギー線照射装置］
クロスヘッドから押出されてきた未加硫ゴムローラ１ａは、水を満たした水槽中に導入し、水中で超音波を用いた外径寸法、未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉の測定（算出）を行なう（工程イ）。その際に、未加硫ゴム混合物の層の膨潤、変形を抑制するために、工程イに先立って以下の工程アを行なう。即ち、工程イを実施する水槽への未加硫ゴムローラの導入に先立って、未加硫ゴム混合物の層の表面に紫外線または電子線を照射して表面を架橋させる（工程ア）。紫外線または電子線の照射装置３１は、未加硫ゴム混合物の層の全周にわたり照射されるように配置される。紫外線の照射には例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、エキシマＵＶランプを用いることができる。このうち、高圧水銀ランプやメタルハライドランプは、３６５ｎｍの波長を代表とする、近紫外線領域の近紫外線を発光する。低圧水銀ランプは、近紫外線よりも波長が短い、１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの波長を代表とする、短波長紫外線を発光する。また、エキシマＵＶランプは、短波長紫外線の中でもより波長の短い１７２ｎｍにピークがあり、その他にピークを有さない紫外線を発光する。紫外線の照射については、低圧水銀ランプ、エキシマＵＶランプを用いることが好ましい。未加硫ゴム混合物の層の表面の架橋の程度は、後述する水中での超音波測定の際に、未加硫ゴムの種類、水中に存在させる時間、超音波の強度に応じて、未加硫ゴム混合物の層の膨潤や変形が抑えられる程度に適宜調整することができる。ここで、未加硫ゴム混合物の層の表面の架橋に紫外線または電子線を用いる理由は、紫外線や電子線が未加硫ゴム混合物の層の深部にまでは浸透しにくい点にある。すなわち、この過程において、未加硫ゴム混合物の層の全厚さにわたり加硫させた場合、ゴムローラは収縮する。そのため、加硫に伴って収縮したゴムローラの外径等の測定結果に基づいて、未加硫ゴムローラの成形条件を調整しても、未加硫ゴムローラの寸法制御の精度は相対的に低下する。そのため、水中での膨潤、変形や超音波照射による寸法変形が生じない程度に表面または表面とその近傍のみを架橋させることには意義がある。そして、そのような目的に紫外線や電子線は適合するものである。
なお、紫外線の積算光量は、下記で定義される。
【００１３】
紫外線積算光量（ｍＪ／ｃｍ2）＝紫外線強度（ｍＷ／ｃｍ2）×照射時間（ｓｅｃ）。
【００１４】
紫外線の積算光量については、超音波肉厚測定において未加硫ゴム混合物の層の膨潤、変形を抑制できるように適宜調節する。その調節は、照射時間、ランプ出力、ランプとローラとの距離を調整することで可能であり、所望の積算光量が得られるように決めればよい。また、照射時間内で積算光量に勾配をつけても良い。また、原料ゴム円筒体の表面に直接、紫外線を照射する場合の積算光量の目安としては、２０００ｍＪ／ｃｍ2よりも大きくすることが好ましい。その理由は、紫外線の積算光量が２０００ｍＪ／ｃｍ2よりも大きいと未加硫ゴム混合物の層の表面の硬化を容易に行ない得る。
【００１５】
電子線の照射時には電子線のエネルギー減衰を防ぐために照射環境の窒素ガスパージをすることが好ましい。なお、電子線の線量は、下記で定義される。
【００１６】
線量（ｋＧｙ）＝［装置定数×電子電流（ｍＡ）］／処理スピード（ｍ／ｍｉｎ）。
【００１７】
電子線の線量については、超音波肉厚測定において未加硫ゴムローラの変形を抑制できるように適宜調節する。その調節は、電子電流、処理スピードのいずれでも行う事が可能である。
【００１８】
このように超音波肉厚測定前（工程イの前）に、未加硫ゴム混合物の層の周面に紫外線または電子線を照射し、未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させることで、後の水中での超音波を用いた外径等の測定時の未加硫ゴム混合物の層の膨潤、変形が有効に抑えられる。
【００１９】
＜工程イ＞
工程アを経て得られた未加硫ゴム混合物の層の表面を紫外線または電子線で硬化させた未加硫ゴムローラ１ｃを水を入れた水槽中に導入する。水槽中には、図６に示したように、未加硫ゴムローラの外径、未加硫ゴム混合物の層の偏肉を測定するための超音波測定装置３２が配置されている。
【００２０】
［超音波測定装置］
超音波測定装置には一般に外径寸法や肉厚の測定に用いられる超音波測定装置を用いることができる。図６に概略を示した超音波測定装置３２により、表面を硬化させた未加硫ゴムローラの外径寸法、さらには未加硫ゴム混合物の層の肉厚を測定および算出することができる。例えば、超音波の照射、および受信を行うための探触子（送受信用探触子）３５は、少なくとも一つ、表面を硬化させた未加硫ゴムローラ外周面へ向けて設置される。また偏肉測定のためには、表面を硬化させた未加硫ゴムローラを周方向に２ヵ所以上測定することが求められる。そのため、探触子が表面を硬化させた未加硫ゴムローラの周方向に移動可能に設置したり、或いは、複数の探触子を表面を硬化させた未加硫ゴムローラの周方向に設置する。表面を硬化させた未加硫ゴムローラの肉厚、外径の測定を迅速に行うためには、複数の探触子を設置することが望ましい。超音波肉厚測定方法はパルス・エコー方式、エコー・エコー方式、インターフェース・エコー方式などの公知の測定方法を適宜用い得る。探触子は直接接触式のほか、遅延材つきの探触子についても、表面を硬化させた未加硫ゴムローラに応じて適宜使用できる。また、接触媒体としては水を用いる。接触媒体や探触子などの配置については接触媒体の表面を硬化させた未加硫ゴムローラとの接触ムラなどによる測定精度の低下を防ぐために、以下のようにすることが望ましい。つまり、接触媒体で満たした槽中、すなわち接触媒体槽の中に探触子と表面を硬化させた未加硫ゴムローラとを設置して肉厚測定を実施することが望ましい。
【００２１】
＜工程ウ＞
［制御手段］
超音波測定装置３２を用いて、表面を架橋させた未加硫ゴムローラの外径等を測定し、所期の形状との偏差を算出する。その結果を公知の制御方法により未加硫ゴム混合物の押し出し条件（工程１の共押し出しの条件）にフィードバックし、芯金の外周面に被覆される未加硫ゴム混合物の層の厚みを調整する。なお、共押し出しの条件として、具体的には熔融ゴム（未加硫ゴム）の吐出量、芯金のヘッドへの供給速度、原料ゴム円筒体形状規制部材の位置の調節等を挙げることができる。原料ゴム円筒体形状規制部材の位置の調節としては、例えば、偏肉調整リング２２、ダイス２３およびマンドレル２１のうちの少なくともいずれか一つを、押出方向に垂直な方向に変化させて、未加硫ゴム混合物の層の厚みを調整することが挙げられる。
【００２２】
以下に制御装置についてさらに詳しく説明する。制御装置１６は、超音波肉厚測定装置３２で測定した表面を硬化させたゴムローラ１ｃの未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉の測定結果に基づいて、目標とする肉厚や偏肉の程度との偏差を計算して、所望の未加硫ゴム混合物の層の肉厚および偏肉の程度が得られるように押出成形装置を調整する。調整における制御方式としてはＰＩＤ方式などに代表される公知の制御方法を用いることができる。本発明における具体的な前記押出成形装置の調整対象としては、押出機のスクリュー回転数や押出機温度のほかに、押出機による未加硫ゴム混合物の押出方向と垂直な方向における未加硫ゴム混合物を押し出す際の形状を規制する部材（マンドレルや偏肉調整リング、ダイスなど）の位置などが挙げられる。押出機のスクリュー回転数と押出機温度は押出機からの未加硫ゴム混合物の押出量を変化させるために調整する。未加硫ゴム混合物の押し出す際の形状規制部材は押出方向と垂直な方向に移動させることで、未加硫ゴム混合物の層の内周面と外周面の同軸度を変化させて偏肉を制御することができる。当該規制部材は任意に組合せて移動させて偏肉の調整を行うことも出来るし、任意の一つの前記部材を単独で移動させて使用することもできる。原料ゴム円筒体形状規制部材を押出方向と垂直な方向に移動させる手段としては、図７に示したように原料ゴム円筒体形状規制部材を押出方向と垂直な方向から原料ゴム円筒体形状規制部材保持具２９ではさみこんで移動、固定させる方法が挙げられる。原料ゴム円筒体形状規制部材保持具２９としては、ボルトや油圧、エアシリンダ、モータなどに代表される公知の原料ゴム円筒体形状規制部材の移動、固定のための保持具を用いることができる。
【００２３】
［架橋手段］
外径寸法測定を終えた、表面を架橋させた未加硫ゴムローラは、架橋手段１４により未加硫ゴム混合物の層を加硫させてゴムローラ１ｄを得る。架橋手段の例としては、加硫缶、加熱水蒸気炉、電気熱風炉、ガス熱風炉、遠赤外線炉などを挙げることができる。
【００２４】
［切断手段］
本発明の製造方法では、架橋ゴム円筒体１ｄを、所定寸法に切断するための切断機を設置することができる。以上の工程を経ることで、高品位で高精度な電子写真用ゴムローラを製造することができる。
【００２５】
＜２．ゴム円筒体原材料＞
未加硫ゴムの例を以下に挙げる。天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等。本発明に用いる未加硫ゴムは、１種類の未加硫ゴムを用いても良いし、複数の未加硫ゴムを混合して用いることもできる。未加硫ゴム層は、導電性粒子を分散させて導電性とすることもできる。すなわち、未加硫ゴムには、さらに導電性粒子を添加することができる。導電性粒子としては、カーボンブラック、グラファイト、金酸化物粒子、金属粉等が挙げられる。また、未加硫ゴムに導電性粒子等の添加剤を混合したものを未加硫ゴム混合物と称する。
【００２６】
＜３．芯金＞
本発明に用いる芯金には、電子写真用ゴムローラの分野で公知の芯金を適宜用いることができる。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
［押出成形装置］
直径が５０ｍｍのシリンダを有し、スクリューＬ／Ｄ（スクリューの有効長さ（Ｌ）とスクリュー直径（Ｄ）との比）が１６である、脱気装置付きの押出機１１を用いた。押出金型は、図３のように押出方向と垂直な方向に移動可能なマンドレル２１、偏肉調整リング２２、ダイ２３を有するゴムチューブ成形用のオフセットダイを用いた。マンドレル２１、偏肉調整リング２２、ダイス２３はそれぞれ駆動のために、図示しない減速機およびモータに接続されていた。マンドレル２１の外径はφ（直径）５．５ｍｍ、ダイス内径はφ９ｍｍであった。押出機１１と押出金型（オフセットダイ）１２の間には、シリンダ内の背圧上昇と原料組成物（後述の未加硫ゴム混合物）中の異物除去を目的として、＃１００メッシュを二枚設置した。押出成形温度は、押出機シリンダとスクリューの温度を共に９０℃、押出金型の温度を８０℃に設定した。押出機の初期回転数を１０ｒ．ｐ．ｍ．で、押出成形速度を１２５０ｍｍ／分で原料ゴム円筒体１ａを成形した。なお、後述の超音波肉厚測定装置による外径寸法（肉厚）測定結果に基づいて押出機原料組成物吐出量のみを押出機のスクリューの回転数を調整して、原料ゴム円筒体の肉厚を制御した。原料ゴム円筒体の偏肉調整については、マンドレル、偏肉調整リング、ダイスによる調整および制御を行っていない。すなわち、偏肉調整は押出装置組立時に目視にてマンドレル、偏肉調整リング、ダイスが同心となるように組付けるだけとした。
【００２８】
［エネルギー線照射装置］
エネルギー線として低圧水銀ランプから照射される紫外線を用いた。低圧水銀ランプに関しては、ハリソン東芝ライティング（株）製の低圧水銀ランプを使用した。そして、紫外線の積算光量をウシオ電機株式会社製のＵＩＴ−１５０−Ａ（商品名）、ＵＶＤ−Ｓ２５４（商品名）の紫外線積算光量計を用いて測定し、原料ゴム円筒体外周面において、１５０００ｍＪ／ｃｍ2の積算光量を持つ紫外線を照射した。これにより、表面硬化ゴム円筒体１ｃを作製した。
【００２９】
［超音波肉厚測定装置］
超音波肉厚測定装置は図６に示すように、表面硬化ゴム円筒体１ｃの円周方向９０°毎に探触子３５を設置し、超音波を送受信して、外径寸法（肉厚および偏肉）を４方向から同時に測定する構造とした。なお、超音波肉厚測定機はＺＵＭＢＡＣＨ社製のＵＭＡＣ ＥＣＯＷＡＬＬ（商品名）を使用し、接触媒体を水として、探触子３５と表面硬化ゴム円筒体１ｃの両者を水中に設置して、表面硬化ゴム円筒体１ｃの外形寸法（肉厚および偏肉）を測定した。これにより、寸法測定後ゴム円筒体を得た。
【００３０】
［熱架橋装置］
熱架橋装置１４にガス燃焼型連続式加硫炉を用いた。外径寸法（肉厚および偏肉）測定後の表面硬化ゴム円筒体（寸法測定後ゴム円筒体）を、ガス燃焼型連続式加硫炉中にて雰囲気温度１６０℃で６０分間の熱架橋を行い、架橋ゴム円筒体１ｄを作製した。
【００３１】
［切断機］
熱架橋装置から排出された架橋ゴム円筒体１ｄを、所定寸法に切断するための切断機（不図示）を設置し、電子写真用ゴムローラを作製した。
【００３２】
［制御装置］
制御装置１６を用いて、超音波肉厚測定装置３２で測定した表面硬化ゴム円筒体１ｃの肉厚および偏肉に基づいて、目標肉厚や偏肉との偏差を計算して、所望の表面硬化ゴム円筒体の肉厚および偏肉が得られるべく押出成形装置を調整した。なお、調整に用いる制御方式として、ＰＩＤ方式を用いた。
【００３３】
［原料組成物（未加硫ゴム混合物）の作製］
下記表１に示した原料をオープンロールで混錬して未加硫ゴム混合物を得た。
【００３４】
【表１】
【００３５】
［電子写真用ゴムローラの作製］
上記未加硫ゴム混合物と芯金とから上述の押出成形装置、エネルギー線照射装置、超音波肉厚測定装置、熱架橋装置、切断機および制御装置を用いて電子写真用ゴムローラを５００本製作した。なお、前記電子写真用ゴムローラのゴム層の設計寸法は外径が８．９±０．１ｍｍ、内径が６±０．１ｍｍであり、肉厚が１．４７５±０．０７５ｍｍ、全長（軸方向の長さ）が２５０ｍｍである。電子写真用ゴムローラを製造する際に、表面硬化ゴム円筒体５００本の外径寸法を上述の超音波肉厚測定機にて測定して、肉厚および偏肉を測定（算出）した。肉厚および偏肉については得られた電子写真用ゴムローラの各ゴム円筒体断面をマイクロメータを用いて測定した。結果を表３に示す。
【００３６】
表面硬化ゴム円筒体の外周面の硬化に関する確認は以下のように実施した。すなわち、前記製造条件にて製作した表面硬化ゴム円筒体１ｃについて、前記超音波肉厚測定機にて使用する接触媒体である水に、前記表面硬化ゴム円筒体中央部（表面硬化ゴム円筒体軸方向の端部から１２５ｍｍ内側の部分）を１分間漬浸した。そして、前記表面硬化ゴム円筒体中央部の外径変化率を測定した。外径変化率は、（漬浸後の表面硬化ゴム円筒体中央部の外径−漬浸前の表面硬化ゴム円筒体中央部の外径）÷ 漬浸前の表面硬化ゴム円筒体中央部の外径×１００で求めた。外径変化率が１％未満のものについて「変形無し」、同外径変化率が１％以上のものを「変形あり」と評価した。
【００３７】
（実施例２）
実施例１の紫外線照射強度（積算光量）を５０００ｍＪ／ｃｍ2に変更した。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法（肉厚および偏肉）測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００３８】
（実施例３）
実施例１の照射するエネルギー線を電子線に変更した。電子線の照射には、加速電圧１５０ｋＶ・電子電流４０ｍＡの電子線照射装置（岩崎電気株式会社製）を用いた。また、照射時には照射装置内を窒素ガスパージした。前記電子線照射装置では加速電圧８０〜１５０ｋＶ・電子電流５〜４０ｍＡの範囲で電子線強度を調整することができる。実施例３では電子線照射強度を８００ＫＧｙ（加速電圧を１５０ｋＶ・電子電流２０ｍＡ、照射速度を１ｍ／ｍｉｎ）とした。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００３９】
（実施例４）
実施例３の電子線照射強度を４００ＫＧｙに変更した。それ以外は実施例３と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４０】
（実施例５）
実施例１の原料組成物を表２に示す組成のものに変更した。さらに表面硬化ゴム円筒体の外径（肉厚）の測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量による肉厚の偏差の調節と、ダイス２３を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４１】
［原料組成物］
下記表２に示した原料をオープンロールにて混合し、弾性体の未加硫原料組成物（未加硫ゴム混合物）を得た。
【００４２】
【表２】
【００４３】
（実施例６）
実施例２の原料組成物を実施例５にて使用した原料組成物に変更した。さらに表面硬化ゴム円筒体の外径（肉厚）の測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量の調節による肉厚の偏差の調節と、偏肉調整リング２２を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例２と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４４】
（実施例７）
実施例３の原料組成物を実施例５にて使用した原料組成物に変更した。さらに表面硬化ゴム円筒体の外径（肉厚）の測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量の調節による肉厚の偏差の調節と、マンドレル２２を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例３同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４５】
（実施例８）
実施例４の原料組成物を実施例５にて使用した原料組成物に変更した。それ以外は実施例４と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４６】
（実施例９）
実施例１の表面硬化ゴム円筒体の外径寸法測定結果を基に、押出機のスクリューの回転数を調整して押出機原料組成物吐出量の調節による肉厚の偏差の調節と、偏肉調整リング２２を押出方向と垂直な方向に移動させて偏肉調整とを行った。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４７】
（比較例１）
実施例１のエネルギー線の照射をしなかった。それ以外は実施例１と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４８】
（比較例２）
実施例８のエネルギー線の照射をしなかった。それ以外は実施例８と同様にして電子写真用ゴムローラを製作し、その寸法測定および評価を行った。結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【符号の説明】
【００５０】
１ａ未加硫ゴムローラ
１ｃ表面を硬化させた未加硫ゴムローラ
１ｄ電子写真用ゴムローラ
１１押出機
１２押出金型
１３押出成形装置
１４架橋装置
１６制御装置
３１エネルギー線照射手段
３２超音波測定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、該芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
（１）クロスヘッドから該芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、該芯金の周囲が該未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラの複数本を連続して製造する工程と、
（２）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層を加硫して該ゴム層を形成する工程とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
該工程（１）は、
（ア）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して該未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程と、
（イ）該工程（ア）によって得られた未加硫ゴムローラを水を入れた水槽に導入し、水を介して超音波を照射して該未加硫ゴムローラの外径寸法を測定する工程と、
（ウ）該工程（イ）によって得た外径寸法を該工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程と、を含むことを特徴とする電子写真用ゴムローラの製造方法。
【請求項１】
芯金と、該芯金の周囲を被覆しているゴム層とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
（１）クロスヘッドから該芯金と未加硫ゴム混合物とを共押し出しして、該芯金の周囲が該未加硫ゴム混合物の層で被覆された未加硫ゴムローラの複数本を連続して製造する工程と、
（２）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層を加硫して該ゴム層を形成する工程とを有する電子写真用ゴムローラの製造方法であって、
該工程（１）は、
（ア）該未加硫ゴムローラの該未加硫ゴム混合物の層の周面に対して紫外線または電子線を照射して該未加硫ゴム混合物の層の表面を架橋させる工程と、
（イ）該工程（ア）によって得られた未加硫ゴムローラを水を入れた水槽に導入し、水を介して超音波を照射して該未加硫ゴムローラの外径寸法を測定する工程と、
（ウ）該工程（イ）によって得た外径寸法を該工程（１）の共押し出しの条件にフィードバックする工程と、を含むことを特徴とする電子写真用ゴムローラの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１５４１７８（Ｐ２０１１−１５４１７８Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３９５（Ｐ２０１０−１５３９５）
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【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２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２７日（２０１０．１．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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