(57)【要約】【課題】低コストでしかも高精度な内面を有する導電性ローラ用金型の製造方法を提供する。【解決手段】仕上がり径より小さい径の中空部を有するパイプ２０を準備し、この中空部を軸方向に走行するワイヤ１とパイプ２０との間に電位差を付加し、金型の軸方向外側でワイヤ１を案内するそれぞれのワイヤガイド２をパイプ２０の円周方向に移動させながらワイヤ１とパイプ内面との間に生じる放電によりパイプ内面を加工する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内側に配置された芯金の周囲に材料を注入して導電性ローラを成形するのに用いられる筒状の金型を製造する方法において、
前記金型の材料となるパイプと、該パイプの内側を軸方向に走行するワイヤとの間に電位差を付加し、該パイプの軸方向外側でワイヤを案内するそれぞれのワイヤガイドを該パイプの円周方向に移動させながらワイヤと該パイプ内面との間に生じる放電により該パイプ内面を加工することを特徴とする導電性ローラ成形用金型の製造方法。
【請求項２】
前記両ガイド間に張り渡されたワイヤの円周方向の移動速度を調整することにより、パイプ内面の仕上がり形状を、パイプ軸線を通る断面において、軸方向中央で大きく端部で小さくなるよう加工することを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ成形用金型の製造方法。
【請求項３】
前記ワイヤの移動速度を3mm/min以下としたことを特徴とする請求項２に記載の導電性ローラ成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定内径を有する筒状部の半径方向内側に配置された芯金の周囲に材料を注入して導電性ローラを成形するのに用いられる金型を製造する方法、および、それに用いる導電性ローラ成形用金型加工機に関し、特に、安価でかつ高精度な導電性ローラの成形が可能な金型を製造するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いて、芯金の周囲に弾性層を配置してなる導電性ローラを成形する場合、図１に断面図で示すような筒状の金型１０を準備して芯金１６をこの金型１０の半径方向内側に配置したあと、樹脂製のキャップ１１、１２で金型１０の両端を閉止するとともに、芯金１６の両端をキャップ１１、１２を介して金型１０に固定し、次いで、キャップ１１に形成されている注入口１３から、弾性層となる材料をキャビティ１５内に注入して加熱し固化させる。このとき、キャビティ内のエアは、キャップ１２に形成されているベント穴１４から排出される。
【０００３】
弾性層１７の外周面の精度は導電性ローラの品質において極めて重要であり、そのためには、以上に説明した製造方法から明らかなように、弾性層１７の外周面に転写される金型の内面１０ａの精度を向上させることは大きな課題である。
【０００４】
従来、上記のような導電性ローラ用の金型１０を製造するための方法として、主に２つの方法が実施されており、第１の方法は、棒状鋼材を、ガンドリルを用いて穴あけ加工する方法であり（例えば、特許文献１参照。）、第２の方法は、配管などに用いられる引抜鋼管を用いる方法である（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−１２０２０号公報
【特許文献２】特開平６−２６９８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、第１の方法は、ガンドリルを用いたことによって同軸度がφ0.01mmの内面を得ることができるが、加工時間が膨大なものとなり、その結果、金型を製作する際のコストが極めて高くなってしまうという問題がある。また、第２の方法は、引抜鋼管を用いるのでコストは安いが、引抜鋼管の製作の際の曲矯正工程で内面にうねりが発生しており、このうねりを除去するためにホーニング仕上げを行っているが、通常のホーニング仕上げでは、このうねりを効果的に取ることは難しく、同軸度がφ0.03mm程度の内面しか得ることができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、低コストでしかも高精度な内面を有する導電性ローラ用金型の製造方法を提供することを目的とし、具体的には、第１の方法と同程度の同軸度の内面を形成することができ、しかも、第２の方法と同程度のコストで製作できることのできるものを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜１＞は、半径方向内側に配置された芯金の周囲に材料を注入して導電性ローラを成形するのに用いられる筒状の金型を製造する方法において、
前記金型の材料となるパイプと、該パイプの内側を軸方向に走行するワイヤとの間に電位差を付加し、該パイプの軸方向外側でワイヤを案内するそれぞれのワイヤガイドを該パイプの円周方向に移動させながらワイヤと該パイプ内面との間に生じる放電により該パイプ内面を加工することを特徴とする導電性ローラ成形用金型の製造方法である。
【０００９】
＜２＞は、＜１＞において、前記両ガイド間に張り渡されたワイヤの円周方向の移動速度を調整することにより、パイプ内面の仕上がり形状を、パイプ軸線を通る断面において、軸方向中央で大きく端部で小さくなるよう加工することを特徴とする導電性ローラ成形用金型の製造方法である。
【００１０】
＜３＞は、＜２＞において、前記ワイヤの移動速度を33mm/min以下としたことを特徴とする導電性ローラ成形用金型の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
＜１＞によれば、前記金型の材料となるパイプと、該パイプの内側を軸方向に走行するワイヤとの間に電位差を付加し、該パイプの軸方向外側でワイヤを案内するそれぞれのワイヤガイドを該パイプの円周方向に移動させながらワイヤと該パイプ内面との間に生じる放電により該パイプ内面を加工するので、軸方向長さの長い金型であってもこの内面を精度よく加工することができ、しかも、加工前のパイプとして引抜鋼管を用いることにより金型のコストを大幅に低減することができる。
【００１２】
＜２＞によれば、前記両ガイド間に張り渡されたワイヤの円周方向の移動速度を調整することにより、パイプ内面の仕上がり形状を、パイプ軸線を通る断面において、軸方向中央で大きく端部で小さくなるよう加工するので、導電性ローラとして、仕様に応じて必要となる、いわゆる外周面がいわゆる太鼓型となる弾性層を極めて容易に形成することができる。
【００１３】
＜３＞によれば、前記ワイヤの移動速度を3mm/min以下としたので、前記太鼓型の弾性層を精度良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】導電性ローラを形成するのに用いられる金型を示す断面図である。
【図２】本発明の導電性ローラ成形用金型の製造方法によって加工されるパイプを示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視に対応する矢視図である。
【図４】本発明の製造方法によって形成された導電性ローラ成形用金型の一例を示す断面図である。
【図５】同軸度の定義を説明する模式図である。
【図６】実施例の同軸度の測定に際して設定した測定位置を示す金型の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る実施形態の導電性ローラ成形用金型の製造方法を、図を参照して説明する。図２は、この実施形態の導電性ローラ成形用金型の製造方法によって加工される金型を示す断面図であり、金型１０の内面の仕上がり時の端面における直径を第１の径D1として、まず、第１の径D1より小さい第２の径D2の内径を有するパイプ２０を準備する。このパイプ２０の中空部の軸方向にワイヤ１を通し、このワイヤ１をパイプ２０の軸方向両端で案内するワイヤガイド２間でワイヤ１にテンションを加えながら、ワイヤ１を軸方向に走行させる。このとき、ワイヤ１とパイプ２０との間に電位差を加え、この電位差によって発生する放電によってパイプの内面を加工する。ガイドはパイプ２０の内面を周方向に沿って移動させることによって所定の内径に仕上げることができる。
【００１６】
図３は、図２のＡ−Ａ矢視に対応する矢視図であり、図２において、符号２０はパイプを表し、P1は、ワイヤ１の、パイプ上端（又は下端）に対応する部分の位置を、P2は、ワイヤ１の、パイプ中央に対応する部分の位置を、それぞれ表す。また、３ａはP1の移動軌跡を、３ｂはP2の移動軌跡を、それぞれ表す。
パイプ２０の長さ方向中央に位置するワイヤ部分は、ワイヤガイド２から最も遠くに位置しているので、ワイヤガイド２の円周方向の移動速度が遅ければ遅いほど、ワイヤに振動が発生し、P2は、ワイヤガイド２の位置から半径方向外側にずれ、P2は、ワイヤガイド２が描く円の軌跡２ａより大きな円の軌跡２ｂを描くことになる。
【００１７】
図４は、ワイヤの円周方向の移動速度が遅いときに形成される金型１０Ａを示す断面図であり、その結果、金型１０Ａの、軸方向中央での内径D3を、軸方向端部における内径D2より大きくすることができる。
【００１８】
このような金型１０Ａで導電性ローラを形成した場合には、軸方向中央が端部に対比して径が大きい弾性層を形成することができ、導電性ローラの芯金１６の両端を支持して弾性層１７を感光ドラム等に押圧する際、もし弾性層が長さ方向に均一の径であった場合には軸方向端部で押圧力が高く中央部で低くなってしまうのを防止することができ、全長にわたって均一な押圧力を弾性層に付与することができる。
【００１９】
なお、パイプ部材３０の材料としては、SUS430、SUS304、SACM645、HPM38などを挙げることができる。また、ワイヤの周方向の移動速度は3mm/min以下とするのが好ましい。
【実施例】
【００２０】
図２の導電性ローラ成形用金型加工機を用い、以下の加工条件にて、内径8.2mmのパイプを加工して内径8.4mmに仕上げ、その際、ワイヤガイドの送り速度を変化させ、同軸度、および、金型の端部と中央部とにおける内径の差を測定した。結果を表１に示す。パイプの材質はSUS430、長さは250mmであった。
（加工条件）
ワイヤ径：φ0.3mm
ワイヤ材料：黄銅（BS）
ワイヤの送り速度：12mm/min
ワイヤのテンション：15N
１回の加工量：250μm
合計（４回）の加工量：1000μm
【００２１】
【表１】
2011083966.tif 000003
【００２２】
加工の結果、内面の同軸度がφ0.006〜0.01mmの金型を得ることができた。ワイヤガイドの移動速度を3mm/minとしたときの、加工に要したサイクルタイムは、パイプの取り替えを含んで40分であった。
【００２３】
なお、同軸度とは、共通の軸線をもつように配置された２つの部分の軸線（有限の長さを有する）が一致していない程度を表す物理量であり、その数値がφtのように表記された場合、図５に模式的に示すように、これらの部分の一方の軸線L１を中心とするφtの円筒CL内に他方の軸線L2があることを意味する。
【００２４】
また、同軸度の測定は、以下のようにして行った。すなわち、図６に金型１０を断面図で示すように、金型１０の軸方向の両端からそれぞれ5mmの位置を両側の測定位置(1)、(11)とし、これら両側の測定位置(1)、(11)の間の距離を１０等分して合計１１個の測定位置(1)〜(11)を設定する。同軸度の比較となる２つの軸線の一方を、測定位置(1)、(11)におけるそれぞれの円の中心を結んだ線分とし、他方の軸線を測定位置(2)〜(10)の各々の円の中心を通る軸線として、同軸度を表した。
【符号の説明】
【００２５】
１    ワイヤ
２    ワイヤガイド
３ａ、３ｂ    ワイヤの移動軌跡
１０、１０Ａ    金型
１０ａ    金型の内面
１１、１２    キャップ
１３    注入口
１４    ベント穴
１５    キャビティ
１６    芯金
１７    弾性層
２０    パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011083966.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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