JPH09274404A - 非直円筒形状シリコーンゴムローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラウン又は逆クラウン形状のシリコーンゴ
ムローラの改良された製造方法を提供する。 【解決手段】 クラウン又は逆クラウン形状の軸の外周
面に、シリコーンゴムからなるゴム層を外径が直円筒形
状になるように形成してシリコーンゴム厚が軸方向に連
続的に変化したストレートのシリコーンゴムローラを
得、ついで前記シリコーンゴムローラをシリコーンオイ
ル中に浸漬し、シリコーンゴム層にシリコーンオイルを
含浸させることを特徴とする非直円筒形状シリコーンゴ
ムローラの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機やレ
ーザービームプリンタに用いられる定着ユニットの定着
ローラや加圧ローラに使用される外周面にシリコーンゴ
ム弾性体が形成された非直円筒形状シリコーンゴムロー
ラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機やプリンタ、ファクシミリ
等、シリコーンゴムローラにより記録を高精度に搬送し
たり、シリコーンゴムローラを均一なニップ層で他の部
材に圧接する必要のある装置では、記録紙の搬送性その
他の要求により、シリコーンゴムローラの周面の形状
を、クラウン状や、逆クラウン状というように、シリコ
ーンゴムローラの軸方向に沿って外径を連続的に変化さ
せた非直円柱のものが必要となってきている。たとえば
クラウン状のシリコーンゴムローラは、一般にローラと
の圧接力が高く、ローラの長さが長い場合に、ローラが
撓んで中央部のニップ幅が両端部に比較して小さくなる
のを防ぐために用いられることが多く、一方、逆クラウ
ン状のシリコーンゴムローラは、記録紙の紙シワの防止
対策として有効であり、一般に、対ローラとの圧接力が
小さく、ローラの長さが比較的短い場合に用いられる。
このような非直円柱形のシリコーンゴムローラの製造方
法として次のようなものが知られている。

【０００３】（１）棒状の芯金部材の周面にシリコーン
ゴム材料を加硫接着してシリコーンゴム層を形成し、そ
のシリコーンゴム層を非直円柱形に研削して非直円柱形
のシリコーンゴムローラを製造する。

【０００４】（２）金型にドリル等により貫通した孔を
開け、その孔の内面を切削およびホーニング加工して非
直円柱形に仕上げる。仕上げた金型の孔に棒状の芯金部
材を挿入してその芯金部材の両端をそれぞれ蓋体により
金型に固定する。次いで、その金型と芯金部材との隙間
にシリコーンゴム材料を充填して芯金部材の周面にシリ
コーンゴム層を形成する（特開平１−１７４４２３）。

【０００５】（３）金型に開けられた直円柱形（内径が
一定）の孔に棒状の直円柱形芯金部材を挿入してその芯
金部材の両端をそれぞれ蓋体により金型に固定する。次
いで、その金型と芯金部材との隙間にシリコーンゴム材
料を充填して加硫する。その際、芯金部材の軸方向に沿
って金型の温度を変化させ、熱による加硫の促進を異な
るようにして、離型後非直円柱形になるシリコーンゴム
層を形成する（特開昭６３−２１８９８２）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の（１）
〜（３）の非直円柱形のシリコーンゴムローラの製造方
法においては次のような問題点がある。

【０００７】（１）では、シリコーンゴム層の表面を非
直円柱形に研削してその表面を所望の表面粗さに仕上げ
ることは困難である。

【０００８】（２）では、（１）のように、シリコーン
ゴム層の表面を研削仕上げする必要はないが、金型の内
径に対して軸方向に長い孔の内面を、切削およびホーニ
ング加工して非直円柱形に高精度に仕上げることは非常
に困難である。

【０００９】（３）では、（２）のように、金型の孔を
非直円柱に仕上げる必要はないが、加硫時の環境依存度
が大きいため離型後のシリコーンゴム層の形状を安定さ
せるのが困難であり、さらに、低温で加硫する部分もあ
るため成型の時間も長くなる。

【００１０】そこで本発明の目的は、シリコーンゴム層
の表面の研削を必要とせず、また、金型の孔の内面を非
直円柱に仕上げるような困難な加工も必要とせず、所望
の形状のシリコーンゴム層を有する非直円柱形のシリコ
ーンゴムローラを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、 １．クラウン又は逆クラウン形状の軸の外周面に、シリ
コーンゴムからなるゴム層を外径が直円筒形状になるよ
うに形成してシリコーンゴム厚が軸方向に連続的に変化
したストレートのシリコーンゴムローラを得、ついで前
記シリコーンゴムローラをシリコーンオイル中に浸漬
し、シリコーンゴム層にシリコーンオイルを含浸させる
ことを特徴とする非直円筒形状シリコーンゴムローラの
製造方法 ２．前記軸が金属からなる上記１に記載の非直円筒形状
シリコーンゴムローラの製造方法 ３．前記軸が金属を芯とし、シリコーンゴムからなるゴ
ム層で被覆し、さらにシリコーンオイルバリアー物質で
被覆したものである上記１に記載の非直円筒形状シリコ
ーンゴムローラの製造方法 ４．前記シリコーンオイルバリアー物質がフッ素ゴムラ
テックスである上記３に記載の非直円筒形状シリコーン
ゴムローラの製造方法 である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の非直円柱形状のシリコー
ンゴムローラが使用される装置の一例として、画像形成
装置を例に挙げ、図１および図２を参照して説明する。
図１は画像形成装置の一種である電子写真方式のカラー
画像形成装置である。１は装置本体外装筐、Ａは該装置
本体外装筐の上部に配設した原稿走査読取り部である。
原稿台ガラス２上に原稿Ｏをその画像面を下向きにして
所定の装置基準でセットし、その上から原稿押え板３を
かぶせて読取りをスタートさせることにより、原稿台ガ
ラス下側の移動光学系４が原稿台ガラスの下面に沿って
一辺側から他辺側に移動して原稿台ガラス３上のセット
原稿の下向き画像面が照明走査され、その照明走査光の
原稿面反射光が光電読取りユニット５に結像され、色分
解フィルタによって色分解されると共に、原稿画像の各
色分解成分画像がカラー画像信号（時系列電気デジタル
画素信号）としてそれぞれ光電読取りされ、メモリー回
路に記憶貯蔵される。

【００１３】６は画像形成部の像担持体としての電子写
真感光体ドラムである。この感光体ドラム６は例えば直
径１８０ｍｍであり、矢示の時計方向に所定のプロセス
スピード（周速度）をもって回転駆動される。

【００１４】７は感光体ドラム６を所定の極性・電位に
一様に帯電処理する帯電器、８はレーザ出力部・ポリゴ
ンミラー・レンズ系・ミラー等よりなる像露光手段であ
る。帯電器７による感光体ドラム帯電処理面が前記メモ
リー回路からの時系列電気デジタル画素信号に対応して
像露光手段８から変調出力されるレーザビームＥにより
走査露光されることにより、回転感光体ドラム６面に走
査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。

【００１５】９は複合現像装置であり、シアントナーを
収容したシアン現像器９Ｃ、マゼンタトナーを収容した
マゼンタトナー現像器９Ｍ、イエロートナーを収容した
イエロートナー現像器９Ｙ、黒トナーを収容したブラッ
ク現像器９Ｋの４つの現像器を有しており、この４つの
現像器９Ｃ・９Ｍ・９Ｙ・９Ｋが選択的に回転感光体ド
ラム６に作用して該回転感光体ドラム６面の静電潜像が
トナー現像される。

【００１６】１１は転写ドラムであり、複合現像装置９
の次位において感光体ドラム６に接して感光体ドラム６
と略同一の周速度をもって感光体ドラム６の回転に順方
向に回転駆動される。

【００１７】この転写ドラム１１は、例えば直径１８０
ｍｍであり、その周面開口域には記録材担持手段である
フィルム状の誘電体からなる記録材担持シート１１ａが
円筒状に一体的に張設されている。また記録材を転写ド
ラム１１の外周面に吸着させるための吸着帯電手段であ
る吸着用コロナ帯電器１１ｂとその対向電極としての吸
着用（当接用）ローラ１１ｃ、転写ドラム１１に吸着さ
れた記録材へ感光体ドラム６側のトナー画像を転写させ
るための転写用コロナ帯電器１１ｄ、内側コロナ帯電器
１１ｅ、外側コロナ帯電器１１ｆ、記録材分離帯電器１
１ｇ、記録材分離爪１１ｈ等を配設してある。

【００１８】１２・１３・１４は第１〜第３の記録材自
動給紙機構、１５は記録材手差し給紙部である。記録材
（転写材）Ｐは選択された第１〜第３の記録材自動給紙
機構１２・１３・１４の何れかから１枚宛給紙され、ガ
イド板・搬送ローラ対等からなる所定のシートパスを通
ってレジストローラ対１６へ搬送される。或いは記録材
手差し給紙部１５からレジストローラ対１６へ搬送され
る。

【００１９】そして記録材はレジストローラ対１６によ
り所定のタイミングにて転写ドラム１１へ給送されて該
転写ドラム１１の外周面に対して巻き付けられて静電的
に保持され転写ドラム１１と一体に回転搬送され、その
記録材の外面に対して感光体ドラム６側のトナー画像が
転写用コロナ帯電器１１ｄにより転写される。記録材Ｐ
に対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム６面はク
リーナ（クリーニング装置）１０により転写残りトナー
等の残留付着物の除去を受けて清掃される。

【００２０】フルカラー画像形成モードの場合は、 回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー
画像の前述色分解画像信号のうちのシアン画像信号によ
り変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→シアン現像器
９Ｃによる現像→そのシアントナー画像の記録材Ｐに対
する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの工程 回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー
画像の前述色分解画像信号のうちのマゼンタ画像信号に
より変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→マゼンタ現
像器９Ｍによる現像→そのマゼンタトナー画像の記録材
Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの
工程 回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー
画像の前述色分解画像信号のうちのイエロー画像信号に
より変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→イエロー現
像器９Ｙによる現像→そのイエロートナー画像の記録材
Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの
工程 回転感光体ドラム６に対する、帯電→目的のカラー
画像の前述色分解画像信号のうちのブラック画像信号に
より変調されたレーザ光による画像露光Ｅ→ブラック現
像器９Ｋによる現像→そのブラックトナー画像の記録材
Ｐに対する転写→回転感光体ドラム６のクリーニングの
工程 の以上４つの作像・転写サイクル〜が感光体ドラム
６及び転写ドラム１１の回転が続行して順次に実行され
ることで、回転転写ドラム１１に巻き付き保持された同
一の記録材Ｐの外面（第一面）に対して上記のシアント
ナー画像・マゼンタトナー画像・イエロートナー画像・
ブラックトナー画像の都合４つのトナー画像が相互に所
定に位置合わせ（レジストレーション）されて重畳転写
されることにより、記録材Ｐに目的のカラー画像に対応
したカラートナー画像が合成形成される。

【００２１】回転転写ドラム１１に保持された同一の記
録材Ｐに対する上記４色分のトナー画像の重ね転写が終
了すると、記録材は分離帯電器１１ｇにより除電され、
分離手段としての分離爪１１ｈによって転写ドラム１１
から分離され、搬送手段１７により定着装置（本例では
熱ローラ定着装置）１８に送られて、４色分のトナー画
像が一括して記録材面に定着処理される。

【００２２】片面画像形成モードのときは、定着装置１
８を出た片面（第一面）画像形成・定着済みの記録材は
排紙口１９から機外の排紙トレイ２０へ排出される。

【００２３】両面画像形成モードのときは、定着装置１
８を出た片面画像形成・定着済みの記録材は再搬送シー
トパスａへ導入され、スイッチバックシートパスｂ→シ
ートパスｃの経路を通って表裏反転されて中間トレイ２
１へ送られる。そしてこの中間トレイ２１からレジスト
ローラ対１６へ搬送されて再び転写ドラム１１に対して
給送されて、画像形成済みの第１面側内向き、第２面側
外向きで転写ドラム１１に巻き付き保持される。

【００２４】この記録材の第２面に対して、前記第１面
に対する画像形成と同様に、感光体ドラム６に順次に形
成される第２面用のカラー画像の４色の色分解トナー画
像の転写が順次に行なわれてカラートナー画像が合成形
成される。

【００２５】そして記録材は転写ドラム１１から分離さ
れて再び定着装置１８に送られて第２面に形成された４
色分のトナー画像が一括して定着処理され、フルカラー
両面画像形成済みの記録材が排出口１９から排紙トレイ
２０へ排出される。

【００２６】片面（第１面）画像形成・定着済みの記録
材を一旦排紙トレイ２０へ排出させ、その記録材を第２
面上向きにして手差し給紙部１５から装置へ再導入して
第２面に対する画像形成を実行させることもできる。

【００２７】なお、上記４色の色分解トナー画像の形成
順序は本例の順序に限られない。白黒画像コピーの場合
はブラック現像器９Ｋのみが作動する。白黒画像の両面
コピーモードや、記録材の一方の面はカラー画像とし、
他方の面は白黒画像とする画像形成モードも選択実行で
きる。

【００２８】図２は前記定着装置１８の要部の拡大略図
である。定着部材としての定着ローラ２９はアルミニウ
ム製の芯金２９ａ上にＨＴＶ（高温加硫型）シリコーン
ゴム層２９ｂ、この外側にフッ素ゴム層２９ｃを有し、
さらにその表面にＬＴＶシリコーンゴム層２９ｄを設
け、直径およそ６０ｍｍに形成されている。

【００２９】一方、加圧部材としての加圧ローラ３０は
アルミニウム製の芯金３０ａ上に定着ローラと同様の層
構成により、直径およそ６０ｍｍとなっている。

【００３０】上記定着ローラ２９には発熱手段であるハ
ロゲンヒータ３６が配設され、加圧ローラ３０には同じ
くヒータ３７が芯金内に配設されて記録材の両面からの
加熱を行なっている。加圧ローラ３０に当接されたサー
ミスタ３８により加圧ローラの温度が検知され、この検
知温度に基づき制御装置３９によりハロゲンヒータ３
６，３７が制御され、定着ローラ２９の温度及び加圧ロ
ーラ３０の温度が共に約１７０℃の一定に保つように制
御される。

【００３１】なお、上記定着ローラ２９と加圧ローラ３
０は加圧機構（図示せず）によって総圧約４０ｋｇで加
圧されている。

【００３２】ｔは記録材Ｐ上の未定着トナー画像であ
る。５０，６０は定着ローラ２９に対する離型剤（オイ
ル）塗布装置とクリーニング装置、７０は加圧ローラ６
０に対するクリーニング装置である。

【００３３】次に実施例をあげて本発明をさらに説明す
るが、これら実施例は本発明を限定するものではない。

【００３４】

【実施例】

実施例１ 先ず前述の本発明の１に対応するクラウン形状、または
クラウン形状に作られるシリコーンゴムローラの製造工
程について説明する。先ず、クラウン形状あるいは逆ク
ラウン形状のアルミニウム製軸（芯金）の周面上に接着
剤を塗布する。これを内部が直円柱形状の円筒金型内に
挿入し両端部を支持穴を有する各蓋体で固定する。そし
てシリコーンゴムを上記金型内に注入し、加熱装置にて
１３０℃で２０分加熱硬化させた後これを脱型しストレ
ート形状のシリコーンゴムローラを得る。

【００３５】次にこのシリコーンゴムローラを低粘度の
シリコーンオイル中に浸漬しシリコーンゴム層にシリコ
ーンオイルを飽和状態まで膨潤させることによって最終
的に芯金がクラウン形状であれば逆クラウン形状の、ま
た芯金が逆クラウン形状であればクラウン形状のシリコ
ーンゴムローラが完成する。あるいは浸漬オイル温度、
浸漬時間の調整で、膨潤を飽和前で止めることにより所
望のクラウン量のシリコーンゴムローラを得ることがで
きる。

【００３６】以下に逆クラウン形状に作られるシリコー
ンゴムローラの製造例を図３を参照して述べる。図３に
おいて、３１はクラウン形状のアルミニウム製芯金
（軸）で、クラウン量０．５ｍｍのものを使用した。シ
リコーンゴムとしては低粘度ゴム材料である２液混合タ
イプのＬＴＶ（低温加硫型）を用いた。このシリコーン
ゴムを上記金型内に注入し１３０℃で２０分間加熱して
硬化させ脱型して、芯金上にローラ端部肉厚１．５ｍ
ｍ、中央部１ｍｍのシリコーンゴム層を有するストレー
ト形状のシリコーンゴムローラを得た（図３（ａ））。
ついで浸漬用シリコーンオイルとしてジメチルシリコー
ンオイル（信越シリコーン（株）社製，ＫＦ９６ＳＳ，
３００ＣＳ）を使用し、１２０℃で８時間浸漬して、逆
クラウン量０．５ｍｍの、図３（ｂ）にその模式的断面
を示す逆クラウン形状シリコーンゴムローラを得た。

【００３７】実施例２ 次に、上述した定着装置１８に用いられる逆クラウン形
のシリコーンゴム加圧ローラ３０の製造例について説明
する。図４はこの製造の工程を説明するためのローラの
模式的断面図である。

【００３８】まず、プライマー処理を施したストレート
のアルミニウム製芯金３０ａ上にＨＴＶ（高温加硫型）
シリコーンゴム３０ｂを被覆した後、その外周面をクラ
ウン形状に研削しクラウン形状のシリコーンゴムローラ
を得る。次にその外周面にフッ素ゴムラテックスをコー
ティング、加硫しフッ素ゴムからなるオイルバリアー層
３０ｃを設ける。次に実施例１と同様にまず、クラウン
形状の２層構成弾性ローラの周面上に接着剤を塗布し、
これを内部が直円柱形状の円筒金型内に挿入し両端部を
支持穴を有した各蓋体で固定する。そしてシリコーンゴ
ム材料を上記金型内に注入し、加熱装置にて実施例１と
同じ条件で硬化させた後これを脱型し表層（シリコーン
ゴム層）３０ｄを形成する。このようにしてストレート
形状の多層構成シリコーンゴムローラを得る（図４
（ａ））。この時表層シリコーンゴム厚みはローラ端部
で３００μｍ、中央部で１５０μｍであった。本実施例
ではシリコーンゴムとして実施例１と同様、低粘度ゴム
材料である２液混合タイプのＬＴＶ（低温加硫型）シリ
コーンゴムを使用した。

【００３９】次にこのシリコーンゴムローラを低粘度の
シリコーンオイル中に浸漬しシリコーンゴム層にシリコ
ーンオイルを飽和状態まで膨潤させることによって最終
的に逆クラウン量約０．１ｍｍの逆クラウン形状の多層
構成シリコーンゴムローラが完成する（図４（ｂ））。
本実施例で使用したシリコーンオイルまたは浸漬条件つ
いては実施例１と同様である。

【００４０】本加圧ローラを上述の定着装置に組み込ん
で画出しテストを行なったところ、両面コピー時も紙シ
ワ等の問題は全く発生しなかった。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リコーンゴム層の表層の研削を必要とせず、また、金型
の内面を非直円柱に仕上げる困難な加工も必要とせず、
所望の形状のシリコーンゴム層を有する非直円筒形状の
シリコーンゴムローラを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非直円筒形状のシリコーンゴムローラ
が使用されるカラー画像形成装置の概略構成図である。

【図２】図１のカラー画像形成装置の一部を構成する定
着装置の要部拡大図である。

【図３】本発明の方法の一例を説明するためのローラの
模式的断面図である。

【図４】本発明の方法の他の例を説明するためのローラ
の模式的断面図である。

【符号の説明】

Ｐ 記録材 ｔ 未定着トナー画像 ６ 画像形成部の像担持体（回転ドラム型の電子写真
感光体） １１ 転写ドラム １８ 定着装置 ２９ 定着ローラ（定着部材） ３０ 加圧ローラ（加圧部材） ３０ａ 芯金 ３０ｂ シリコーンゴム ３０ｃ オイルバリアー層 ３０ｄ シリコーンゴム層 ３１ 軸（芯金） ５０・５０Ａ オイル（離型剤）塗布装置 ６０ 定着ローラクリーニング装置 ７０ 加圧ローラクリーニング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸野 一夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 熊谷 裕昭 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クラウン又は逆クラウン形状の軸の外周
   面に、シリコーンゴムからなるゴム層を外径が直円筒形
   状になるように形成してシリコーンゴム厚が軸方向に連
   続的に変化したストレートのシリコーンゴムローラを
   得、ついで前記シリコーンゴムローラをシリコーンオイ
   ル中に浸漬し、シリコーンゴム層にシリコーンオイルを
   含浸させることを特徴とする非直円筒形状シリコーンゴ
   ムローラの製造方法。
2. 【請求項２】 前記軸が金属からなる請求項１記載の非
   直円筒形状シリコーンゴムローラの製造方法。
3. 【請求項３】 前記軸が金属を芯とし、シリコーンゴム
   からなるゴム層で被覆し、さらにシリコーンオイルバリ
   アー物質で被覆したものである請求項１記載の非直円筒
   形状シリコーンゴムローラの製造方法。
4. 【請求項４】 前記シリコーンオイルバリアー物質がフ
   ッ素ゴムラテックスである請求項３記載の非直円筒形状
   シリコーンゴムローラの製造方法。