(57)【要約】【課題】  芯金を回転させながら樹脂材を充填させることで、樹脂材を攪拌させ、芯金（金属部材）に掛かる圧力を分散し、芯金と成形樹脂材のフレを改善し、芯金を回転させ圧力を分散させる芯金に加わる射出圧力を芯金中心に向かって均一化することで芯金と成形樹脂材のフレを無くす射出成形金型を提供する。【解決手段】  複写機、プリンタ等に搭載される現像ユニット部品である、芯金（金属部材）２と成形樹脂材１による一体化ローラ部品の成形に使用する射出成形金型において、前記芯金２と前記成形樹脂材１の同心ズレを防止するために、射出時に前記芯金２を回転させながら成形樹脂材１を充填させ、充填完了（保圧−冷却）時に前記芯金２の回転を停止させることで成形充填時のキャビティ１５内圧力を円周方向で均一に維持できる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、該芯金外周に一体化された成形樹脂材とからなるローラ部品の成形に使用する射出成形金型において、該射出成形金型のキャビティ内に樹脂を充填する過程で前記芯金を回転させる回転機構と、制御手段と、を備え、
前記制御手段は、樹脂材の充填完了時に前記芯金の回転を停止させることで成形充填時のキャビティ内圧力を円周方向で均一に維持することを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記キャビティ内壁を加熱する加熱ヒータを備え、前記制御手段は、前記樹脂材充填時にヒータ加熱を発熱させて樹脂材が固化されないように制御することを特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記キャビティ内にセットされた前記芯金を直接加熱する加熱ヒータを備え、前記制御手段は、樹脂材の充填時に該加熱ヒータを発熱させることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形金型。
【請求項４】
前記キャビティに樹脂剤を供給するためのゲートを複数対称に配置したことを特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項５】
前記芯金と同心状の円板型リングを前記キャビティ内で充填方向に摺動可能に配置し、前記成形樹脂材充填開始とともに前記円板型リングが前記ゲート側へ押し上げられ、常に前記成形樹脂材の充填量が円周方向に対して対称となるように構成したことを特徴とする請求項４に記載の射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の現像ユニットに装備される芯金（金属部材）と成形樹脂材との一体化ローラ部品の成形に使用する射出成形金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等に搭載される現像ユニット部品である芯金（金属部材）と成形樹脂材の一体化ローラ部品の成形に使用する射出成形金型は知られている（例えば、特許文献１および２参照）
特許文献１には、射出成形時に金型内の溶融樹脂の流速を均一にさせることで、成形品の精度を向上させることができる樹脂長尺体の成形方法および成形装置が開示されている。
また、特許文献２には、マグネット部材を内蔵した回転可能なスリーブの表面の磁気特性を、現像剤を脱離させるための反発磁極を有する複雑な磁気特性にすることが容易なマグネット部材が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３５５８６１公報
【特許文献２】特開平１１−１６２７３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複写機、プリンタ等に搭載される現像ユニット部品のうち、芯金（金属部材）と成形樹脂材による一体化ローラ部品の成形において、芯金と樹脂部の同心ズレ（フレ）が発生した場合、感光体とのギャップ（隙間）が変動してしまうという問題がある。
現状の工法では、ローラ外周部を切削しフレの無い同心形状の確保を行っている。そのため、後処理に手間がかかり部品コストも高くなってしまう。ここで、芯金とローラ部でフレが発生する原因としては、成形樹脂充填時に射出圧力が芯金の或る一定方向に集中し、芯金自体の曲がりが発生するためである。
従来の方式では、芯金（金属部材）に圧力が大きく掛かる可能性がある。また、従来の方式では、成形充填時のキャビティ内圧が均一でないので、芯金と成形樹脂部のフレ（同心軸ズレ）が発生し得る。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、芯金を回転させながら樹脂材を充填させることで、樹脂材を攪拌させ、芯金（金属部材）に掛かる圧力を分散し、芯金と成形樹脂材のフレを改善し、芯金を回転させ圧力を分散させる芯金に加わる射出圧力を芯金中心に向かって均一化することで芯金と成形樹脂材のフレを無くす射出成形金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複写機、プリンタ等に搭載される現像ユニット部品である、芯金と成形樹脂材による一体化ローラ部品の成形に使用する射出成形金型において、前記芯金と前記成形樹脂材の同心ズレを防止するために、射出時に前記芯金を回転させながら成形樹脂材を充填させ、充填完了時に前記芯金の回転を停止させることで成形充填時のキャビティ内圧力を円周方向で均一に維持できる射出成形金型を特徴とする。換言すれば、芯金と、該芯金外周に一体化された成形樹脂材とからなるローラ部品の成形に使用する射出成形金型において、該射出成形金型のキャビティ内に樹脂を充填する過程で前記芯金を回転させる回転機構と、制御手段と、を備え、前記制御手段は、樹脂材の充填完了時に前記芯金の回転を停止させることで成形充填時のキャビティ内圧力を円周方向で均一に維持することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記成形樹脂材充填による前記芯金回転時のトルク上昇を防止するために、前記成形樹脂材外周の入駒内に加熱ヒータを配置し、前記成形樹脂材充填時にはヒータ加熱により固化されない構造を有する請求項１記載の射出成形金型を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記成形樹脂材外周部以外の前記芯金端部に円筒状の加熱ヒータを密着させ、前記成形樹脂材充填空間（キャビティ）全体を加熱することで前記芯金回転の効率を充填開始と完了時で差が出ない構成とする請求項１又は２記載の射出成形金型を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、円周方向での前記成形樹脂材充填量を均一化するため、ゲートを複数対称に配置することでさらに成形内圧の均一化が可能となる請求項１記載の射出成形金型を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記芯金と同心の円板型リングをキャビティ内で充填方向に摺動可能に配置し、前記成形樹脂材充填開始とともに前記円板型リングがゲート側へ押し上げられ、常に前記成形樹脂材の充填量が円周方向に対して対称となる請求項４記載の射出成形金型を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、芯金の回転により樹脂材がキャビティ内壁に流れることで圧力を分散させ、芯金への加圧を遅らせ、保圧工程にて均一に芯金へ圧力を加えることができ、芯金（金属部材）と成形樹脂材のフレ（同心軸ズレ）を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による射出成形金型で成形される成形品の形状を示す斜視図である。ここで芯金（金属部材）２の外周部に成形樹脂材であるローラ部１が一体化されて部品が形成されている。
図２は成形品と金型の構成を示す概略断面図である。図２において、離型時の型開きではＰＬ（分離線）の箇所（矢印）が分離し、固定側入駒３と可動側入駒４に分離する。ローラ部１および芯金２が可動側入駒４のキャビティ１５内に配置されている状態が示されている。符号３ａは、固定側入駒３側に設けたキャビティである。
図３は可動側入駒を示す斜視図である。図３では、可動側入駒４の芯金支持部４ａに芯金（金属部材）２（図１および図２）の両端部をセットして型締めし、成形樹脂材を充填させることで芯金（金属部材）２とローラ部（成形樹脂材）１の一体化部品を成形することができる。成形樹脂材は成形機ノズルから金型スプルーを通り、ランナ６からゲート５を通りキャビティ１５内に充填される。
図４は本発明による射出成形金型の第１の実施の形態を示す概略斜視図である。可動側入駒４に芯金保持部７をベアリング８とともに回転可能な位置に固定させ、その芯金保持部７と駆動モータ９の出力部とを直結させる。
【０００７】
図５は芯金保持部とベアリングについて示す概略斜視図である。図４および図５において、ドーナツ状の芯金保持部７のチャック口は旋盤のような３爪チャックを用いており、芯金締め付け調整口１０によって開閉する。
芯金（金属部材）２（図１および図２）のセット方法は、まず芯金（金属部材）２に取り外し可能な天側芯金保持部７の中心穴７ａをセットし、芯金締め付け調整口１０にてチャックする。
更に、芯金保持部７の外周にベアリング８の内周を取り付けて、固定側入駒４に結合されている地側芯金保持部７とベアリング８（取り外し不可）に同じようにチャックさせ可動側入駒４にセットする。これにより、芯金保持部７はベアリング８の内周によって回転自在に支持される。このため、モータにより芯金保持部７を回転駆動したときに芯金２は共に回転する。
即ち、本発明は、芯金２と、芯金外周に一体化された成形樹脂材１とからなるローラ部品の成形に使用する射出成形金型において、射出成形金型のキャビティ３ａ、１５内に樹脂を充填する過程で芯金を回転させる回転機構７、８、９と、制御手段２０と、を備え、制御手段２０は、樹脂材の充填完了時に芯金の回転を停止させることで成形充填時のキャビティ内圧力を円周方向で均一に維持するようにした点が特徴的である。
成形方法としては、制御手段２０は型締め後に駆動モータ９にて芯金保持部７と同時に芯金（金属部材）２を回転させつつ、成形樹脂材を充填する。充填完了（保圧−冷却）後に駆動モータ９を停止させ、保圧に切り換え、冷却させてから型開きし、成形品を取出す。
取り出し方法については、型開き後に芯金保持部７の芯金締め付け調整口１０にてチャックを緩め、取り外し可能な天側芯金保持部７・ベアリング８と一緒に成形品（芯金）を取り出す。
金型内にセットした芯金２にかかる圧力の伝わり方を先にキャビティ（外周部）１５、３ａへ分散させるため、射出時に芯金２を回転させながら成形樹脂材１を充填させ、充填完了時に回転を停止させ、保圧工程に切り換えることで最後に均一な圧力が芯金２に加わるようにすることで芯金２と成形樹脂材１の同心ズレを防止する。
【０００８】
図６は本発明による射出成形金型の第２の実施の形態を示す概略斜視図である。この第２の実施の形態の構成は全体的には第１の実施の形態と同じである。この構成に加えて、可動側入駒４の端面に加熱ヒータ１１と、この加熱ヒータ１１をコントロールするための加熱ヒータ１２を設置する。
この金型装置を用いた成形方法としては、制御手段２０は、駆動モータ９と同時に、加熱ヒータ１２によって加熱ヒータ１１を作動させ、可動側入駒４を温めながら成形樹脂材を充填させ、充填が完了したと同時に加熱ヒータ１２によって加熱ヒータ１１を停止させ冷却する。
加熱しない場合には、金型内で回転している芯金２にローラ部となる成形樹脂材１を流し込んだ場合、先に充填された成形樹脂材が固化していきトルクが上昇する。それにより回転効率が低下し、成形樹脂材の攪拌が不可となる。そのため、本実施形態では、成形樹脂部外周の入駒４内に加熱ヒータ１１を設置し材料充填時にはヒータ加熱するので、材料が固化されず、充填完了時まで成形樹脂材の攪拌を行うことができる。
図７は本発明による射出成形金型の第３の実施の形態を示す概略斜視図である。この第３の実施の形態の構成は全体的には第１の実施の形態と同じである。図８は図７の第３の実施の形態の線Ａ−Ａの断面図である。
図７および図８において、第１の実施の形態の構成に加えて、芯金保持部７の天側端部に円筒状加熱ヒータ１３を設置し、加熱ヒータ１２で温度制御する。円筒状加熱ヒータ１３は芯金（金属部材）２の端部外周に密着させて加熱し易いように構成する。
断面について図８に示す。芯金（金属部材）２のセット方法としては、天側芯金保持部７を取り付けるときに円筒状加熱ヒータ１３もセットし可動側入駒４に芯金（金属部材）２をセットする。成形方法については加熱ヒータ１１と同じタイミングで加熱する。取り出し方法は、天側芯金保持部７を取り出すときに円筒状加熱ヒータ１３も取り出す。
図６では成形品の外周部のみを加熱する構造を用いていたが、流動性の悪い成形樹脂材では、中央（芯金）付近での固化が発生し、その分の樹脂により回転効率が低下する場合がある。
そのため、本実施形態のように芯金自体を加熱することにより成形樹脂材充填空間（キャビティ）全体を温めて成形樹脂材の固化を防止し、充填開始時と完了時での芯金回転効率に差が生じることを防止する。
【０００９】
図９は本発明による射出成形金型の第４の実施の形態を示す概略斜視図である。図９においては、第１の実施の形態の構成に加えて、キャビティ１５を挟んで、ゲート５を複数対称に配置させ、それに伴ってランナ６も複数対称に設置する。成形樹脂材は成形機ノズルから金型スプルーを通り、ランナ６からゲート５を通ってキャビティ１５内に充填される。
芯金２を回転させることで成形内圧の均一化を図っても、ゲート５が１点ゲートの場合は、どうしても成形樹脂材充填量に偏りが発生してしまい、成形圧力にも偏りが発生し、芯金２と成形樹脂材のズレの原因となる。
そこでゲート５を複数対称に配置させることによって成形樹脂材充填量を均一にし、成形内圧を一定に保つことで芯金２と成形樹脂材のズレを防止する。
図１０は本発明による射出成形金型の第５の実施の形態を示す概略斜視図である。図１１はこの実施の形態に使用する円板型リングを示す断面図である。図１０および図１１においては、第１の実施の形態の構成に加えて、芯金（金属部材）２に円板型リング１４を通し、摺動可能な状態でキャビティ１５内にセットする（図１１）。
さらに天地方向を逆にしてゲート５を地側に配置することで、円板型リング１４を成形樹脂材充填前は地側にある状態にしておき、成形樹脂材充填とともに円板型リング１４が天側へ押し上げられるようにする。
セット方法としては、地側芯金保持部７が取り外し可能になっており、芯金（金属部材）２に地側芯金保持部７をセットするさいに円板型リング１４を芯金（金属部材）２に通して可動側入駒４にセットする。成形後は、成形品を取り出すさいに円板型リング１４も同時に取り出す。
金型内へ成形樹脂材を充填させるさいに、キャビティ１５内で固化されていない樹脂が一定とは限らず、非対称な樹脂充填量が発生し得る。そこで、キャビティ１５内に入ってきた樹脂を円板型リング１４にて均一に保ち、芯金２に対しての成形樹脂材充填量を均一化させる。
【００１０】
本発明によれば、キャビティ１５内壁の成形樹脂材を固化させず、溶融状態で成形樹脂材を充填させていくことにより、芯金２の回転を維持させる。充填開始から完了までの芯金２にかかる圧力を均一に維持でき、そのことでフレ防止をさらに確実に行える。
また、本発明によれば、芯金２自体は低温のため、成形樹脂材が付着すると固化してしまうので、芯金２自体も温めて成形樹脂材の溶融状態を維持させる。流動性の悪い成形樹脂材でも流動状態を維持することで、芯金２のフレがない状態を維持できる。
さらに、本発明によれば、ゲート５をキャビティの左右に複数対称に配置することで、成形樹脂材の流動の偏りを無くし、芯金２に対して対称な充填が可能となる。成形樹脂材充填量を制御することにより、さらにフレ防止の精度を向上できる。
本発明によれば、円板型リング１４によって、充填された成形樹脂材が常に芯金２に対して対称に充填させることが可能となる。充填された成形樹脂材の体積を一定にさせることにより、さらにフレ防止の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による射出成形金型で成形される成形品の形状を示す斜視図。
【図２】成形品と金型の構成を示す概略断面図。
【図３】可動側入駒を示す斜視図。
【図４】本発明による射出成形金型の第１の実施の形態を示す概略斜視図。
【図５】芯金保持部とベアリングについて示す概略斜視図。
【図６】本発明による射出成形金型の第２の実施の形態を示す概略斜視図。
【図７】本発明による射出成形金型の第３の実施の形態を示す概略斜視図。
【図８】図７の第３の実施の形態の線Ａ−Ａの断面図。
【図９】本発明による射出成形金型の第４の実施の形態を示す概略斜視図。
【図１０】本発明による射出成形金型の第５の実施の形態を示す概略斜視図。
【図１１】この実施の形態に使用する円板型リングを示す断面図。
【符号の説明】
【００１２】
１  ローラ部（成形樹脂材）、２  芯金（金属部材）、３  固定側入駒、４  可動側入駒、５  ゲート、９  駆動モータ、１１  加熱ヒータ、１２  加熱ヒータコネクタ、１３  円筒状回転熱ヒータ、１４  円板型リング、１５  キャビティ、２０  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006088596.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006088596.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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