JP4927773B2 - ローラ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やプリンタなどに用いられる定着ローラ、ベルト搬送ローラ、用紙搬送ローラ等に使用されるローラ及びその製造方法に関する。

複写機やプリンタなど様々な電子機器において、定着ローラ、搬送ローラ、加圧ローラ、加熱ローラ、クリーニングローラ等の各種のローラが利用されている。一般にこれらのローラは芯金の外周に単層又は複数層の弾性体層をゴムや樹脂により被覆して形成され、それぞれの用途に適した弾性等の物理的特性が付与される。例えば、定着ローラなどでは、広いニップ幅を得るために低硬度で、芯金への熱伝達を抑えてエネルギー損失を小さくするために高断熱性の弾性体層が必要とされる。

従来この種のローラとしては、芯金の外周に被覆される弾性体層において内側をシリコーンゴム、外側をシリコーンゴムスポンジとした多層構造のローラがある（例えば特許文献１参照）。

このようなローラの製造において従来は、チューブ状に成型したシリコーンゴムスポンジをシリコーンゴムローラに被せ、接着剤（プライマー）を介して接着するようにしていた。
特開２００３−２６３０５４号公報

しかしながら、このような従来のローラでは、シリコーンゴムローラとチューブ状のシリコーンゴムスポンジとを個別に成型し、さらに接着剤を塗布する工程やシリコーンゴムスポンジを被せる工程が必要であるため、製造工程が長くコストも高いものになっていた。

本発明は、このような従来のローラの製造における課題を解決しようとするものであり、多層構造の弾性体層を有する長寿命で高品質のローラを短い製造工程で安価に提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明は、芯金の外周に弾性体層を有するローラにおいて、弾性体層の構成として、付加型シリコーンゴムの外周に付加型シリコーンゴムスポンジを、接着剤を介さずに直接被覆した構成としたものである。

このローラは、芯金の外周に付加型シリコーンゴムを被覆したシリコーンゴムローラを金型で成型する工程と、前記シリコーンゴムローラをスポンジローラ製造用のゴム被覆装置に投入して付加型シリコーンゴムの外周に付加型シリコーンゴムスポンジを直接被覆する工程と、により製造される。

本発明によれば、接着剤を用いることなくシリコーンゴム層の外周にシリコーンゴムスポンジ層を有するローラを製造できるので、従来に比べて短い製造工程で安価なローラを提供する事ができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
本発明によるローラ１０は図１に示す如く、芯金１２の外周に、内側を付加型シリコーンゴム１４、外側を付加型シリコーンゴムスポンジ１６で形成した２層の弾性体層を有して構成される。

このローラ１０は、下記の工程を経て製造される。先ず始めの工程では、図２に示すように金型２０を用いてシリコーンゴムローラ１０’を成型する。金型２０は芯金１２の両端を固定する端部と、芯金１２の外周を包囲して円筒状の環状空間を形成する筒状部とを備え、この環状空間に連通するゴム注入口２２が金型２０の端部又は筒状部に設けられている。まず、金型２０内に芯金１２をセットした後、未加硫の付加型シリコーンゴム１４（液状）をゴム注入口２２から芯金１２の外周を包囲する環状空間に注入してこれを加熱加硫することにより、芯金１２の外周に付加型シリコーンゴム１４を被覆したシリコーンゴムローラ１０’を成型する。

続く工程では図３に示す如く、前工程で成型されたシリコーンゴムローラ１０’をスポンジローラ製造用のゴム被覆装置２４に投入し、付加型シリコーンゴム１４の外周に付加型シリコーンゴムスポンジ１６を直接被覆する。スポンジローラ製造用のゴム被覆装置２４はクロスヘッドダイ型であり、被覆前のローラが通過できる貫通穴２６と、発泡前の未加硫ゴムをローラ外周に供給するための供給通路２８とを備え、供給通路２８が貫通穴２６とその出口付近で全周にわたって合流している。発泡前の未加硫ゴムを供給通路２８から供給しつつ、貫通穴２６に被覆前のローラを適当な移動手段によって移動させることで、ローラの外周に未発泡のゴムを被覆する。ここでは、ゴム押出機（図示せず）から押し出された未発泡・未加硫の付加型シリコーンゴム１６’（ミラブル）をシリコーンゴムローラ１０’の外周に被覆し、その後これに熱を加えて発泡・加硫させることにより付加型シリコーンゴムスポンジ層１６を形成し、最後に必要に応じて外径を研磨して製品とする。

この工程では、付加型シリコーンゴムと付加型シリコーンゴムスポンジとは同じ反応系であるため良好に接着され、これによって接着剤を用いることなく２層の弾性体層を有するローラを製造することができる。付加加硫型シリコーンゴムは過酸化物加硫型シリコーンゴムに比べて圧縮永久ひずみが生じにくく、復元性に優れているため、長寿命で高品質の２層ローラを製造できる。

このローラの製造工程において、付加型シリコーンゴムスポンジを被覆するためのゴム被覆装置２４は、一般のスポンジローラの製造に用いる装置をそのまま利用することができる。従って本発明は、余分な設備投資を必要とすることなく高品質のローラを製造できるものである。

なお、本発明によるローラの構成は、２層の弾性体層に限定されるものではなく、少なくとも内側から順にシリコーンゴム層とシリコーンゴムスポンジ層が連続して構成される弾性体層を有するものであればよい。必要に応じてフッ素樹脂等からなる離型層を最外周に設けてもよい。

〔実施例１〕
付加型絶縁性シリコーンゴムとして信越化学（株）製ＫＥ−１３５４Ａ／Ｂ（商品名・タイプＡデュロメータ硬度２５度）を用いて成型されたシリコーンゴムローラに、付加型絶縁性シリコーンゴムスポンジとして信越化学（株）製Ｘ−３０−３７６０−Ｕ（商品名）をベースに発泡剤（信越化学（株）製、商品名：ＫＥ−Ｐ−２６）及び加硫剤（信越化学（株）製、商品名：Ｃ−２５Ａ／Ｂ）を配合して得られたアスカーＣで３５度のスポンジを被覆して径２５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのローラを製造したところ、接着剤で接着した場合と変わらない良好な接着性を有する２層ローラが製造できた。

上記の実施例１は、絶縁性シリコーンゴム層の外周に絶縁性シリコーンゴムスポンジ層を形成したものであるが、付加型であれば次の実施例２のように導電性シリコーンゴムを組み合わせても同様の効果が得られる。

〔実施例２〕
付加型導電性シリコーンゴムとして信越化学（株）製ＫＥ−１３６６Ａ／Ｂ（商品名・タイプＡデュロメータ硬度１３度）を用いて成型されたシリコーンゴムローラに、付加型導電性シリコーンゴムスポンジとして信越化学（株）製Ｘ−３０−３８９２−Ｕ（商品名）をベースに発泡剤（信越化学（株）製、商品名：ＫＥ−Ｐ−２６）及び加硫剤（信越化学（株）製、商品名：Ｃ−２５Ａ／Ｂ）を配合して得られたアスカーＣで３５度のスポンジを被覆して径２５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのローラを製造したところ、実施例１と同様に良好な接着性を有する２層ローラが製造できた。

また、付加型シリコーンゴムとしては液状型に限ることなくミラブル型を用いることもできる。

〔実施例３〕
ミラブルの付加型シリコーンゴムとして信越化学（株）製ＫＥ−５４１−Ｕ（商品名）を用い、これに加硫剤（信越化学（株）製、商品名：Ｃ−２５Ａ／Ｂ）を配合して成型された硬度４０度のシリコーンゴムローラに、付加型シリコーンゴムスポンジとして信越化学（株）製Ｘ−３０−３８９２−Ｕ（商品名）をベースに発泡剤（信越化学（株）製、商品名：ＫＥ−Ｐ−２６）及び加硫剤（信越化学（株）製、商品名：Ｃ−２５Ａ／Ｂ）を配合して得られたアスカーＣで３５度のスポンジを被覆して径２５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのローラを製造したところ、実施例１と同様に良好な接着性を有する２層ローラが製造できた。

上記の実施例に対し、付加型シリコーンゴムと過酸化物加硫型シリコーンゴムを組み合わせた場合の比較例を下記に示す。

〔比較例１〕
過酸化物加硫型シリコーンゴムとして信越化学（株）製ＫＥ−９３１−Ｕ（商品名）を用い、これに加硫剤（信越化学（株）製、商品名：Ｃ−８）を配合して成型された硬度３０度のシリコーンゴムローラに、付加型シリコーンゴムスポンジとして信越化学（株）製Ｘ−３０−３８９２−Ｕ（商品名）をベースに発泡剤（信越化学（株）製、商品名：ＫＥ−Ｐ−２６）及び加硫剤（信越化学（株）製、商品名：Ｃ−２５Ａ／Ｂ）を配合して得られたアスカーＣで３５度のスポンジを被覆して径２５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのローラを製造したところ、２層間の接着性が上記実施例に比べて大幅に劣り、実用に耐え得るものではなかった。

〔比較例２〕
付加型シリコーンゴムとして、信越化学（株）製ＫＥ−１３５４Ａ／Ｂ（商品名・タイプＡデュロメータ硬度２５度）を用いて成型されたシリコーンゴムローラに、過酸化物加硫型シリコーンゴムスポンジとして信越化学（株）製ＫＥ−９０４Ｆ−Ｕ（商品名）をベースに発泡剤（信越化学（株）製、商品名：ＫＥ−Ｐ−１３）及び加硫剤（信越化学（株）製、商品名：Ｃ−２３Ｎ／Ｃ−３）を配合して得られたスポンジを被覆して径２５ｍｍ、長さ３２０ｍｍのローラを製造したところ、比較例１と同様に、２層間の接着性が上記実施例に比べて大幅に劣り、実用に耐え得るものではなかった。

本発明のローラの断面図である。 金型内で芯金の外周に付加型シリコーンゴムを被覆する工程を示す断面図である。 スポンジローラ製造用ゴム被覆装置においてシリコーンゴムローラの外周に未発泡・未加硫の付加型シリコーンゴムを被覆する工程を示す断面図である。

符号の説明

１０ ローラ
１２ 芯金
１４ 付加型シリコーンゴム
１６ 付加型シリコーンゴムスポンジ
２０ 金型
２２ ゴム注入口
２４ スポンジローラ製造用ゴム被覆装置
２６ 貫通穴
２８ 未発泡の付加型シリコーンゴムの供給通路

Claims (1)

1. 芯金の外周に付加型シリコーンゴムを被覆したシリコーンゴムローラを金型で成型する工程と、前記シリコーンゴムローラをスポンジローラ製造用のゴム被覆装置に投入して付加型シリコーンゴムの外周に付加型シリコーンゴムスポンジを直接被覆する工程と、を有してなるローラの製造方法。