(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体が内部に配置される筒状金型と、成形材料が流通する注入孔を有し、前記筒状金型の一方の端部に装着される第一端部金型と、排出孔を有し、前記筒状金型の他方の端部に装着される第二端部金型とを備え、
前記筒状金型は、内径が一定であり、かつ端部近傍の外径が端部に向かって小さくなっており、
前記第一端部金型は、円盤状基体と前記円盤状基体の周縁から軸線に沿って延在する環状の周壁とを有し、前記周壁は端部近傍の内径が端部に向かって大きくなっており、
前記周壁の端部内面と前記筒状金型の端部外面とが嵌合し、前記注入孔の下流側に環状ランナー部が形成され、
前記環状ランナー部は、扁平な環状空間であると共に前記注入孔の開口に面する堰止面を有し、かつ成形材料の流通を阻害する絞り部を有さず、リングゲートのゲート幅が０．２〜１．５ｍｍであることを特徴とする成形金型。
【請求項２】
前記環状ランナー部は、成形材料が注入されるキャビティと同心円状で前記キャビティよりも外側に配置されている請求項１に記載の成形金型。
【請求項３】
前記環状ランナー部は、前記ゲート幅と同じ高さを有する請求項１又は２に記載の成形金型。
【請求項４】
前記堰止面は、成形材料が注入されるキャビティまで延在する同心状の環状平坦面である請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形金型。
【請求項５】
前記堰止面は、前記筒状金型の端面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形金型。
【請求項６】
前記堰止面は、環状溝を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形金型。
【請求項７】
前記成形材料は、前記キャビティに注入されるときの粘度が５〜５００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形金型。
【請求項８】
請求項１に記載の成形金型における、前記軸体の周囲に画成されたキャビティに、成形材料を前記環状ランナー部を経由して注入する工程を有することを特徴とするローラ製造方法。
【請求項９】
前記注入する工程は、前記成形材料を前記キャビティの軸線方向に流通させ、次いで流通方向を変化させて前記軸体に向けて流通させることによって、前記環状ランナー部から前記キャビティに注入する工程であることを特徴とする請求項８に記載のローラ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形金型及びローラ製造方法に関し、さらに詳しくは、実質的にウェルドラインのない弾性層を軸体の周囲に形成できる成形金型及びローラ製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター及びビデオプリンター等のプリンター、複写機、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置は各種ローラを備えている。このようなローラとして、例えば、現像剤を担持搬送する現像ローラ、現像剤を現像ローラに供給する現像剤供給ローラ、記録体を搬送する搬送ローラ、現像剤を記録体に転写させる転写ローラ、記録体上の現像剤を記録体に定着させる定着ローラ、定着ローラを圧接する加圧ローラ等が挙げられる。これらのローラは、通常、軸体と、その外周に形成された弾性層とを備えている。
【０００３】
軸体と弾性層とを備えたローラの製造方法の１つとして成形金型を用いて軸体の外周面に弾性層を成形する方法がある。この製造方法で用いられる成形金型としては、例えば、図６に示されるように、円筒金型１０１と、円筒金型１０１の一方の端部に装着され、貫通形成された注入孔１０４を有する第一端部金型１０３と、円筒金型１０１の他方の端部に装着される第二端部金型１０２とを備えた成形金型１００が挙げられる。
【０００４】
成形金型の別の例として、「貫通した円筒孔を持つ成形金型と円筒孔の開口部に取り付けられて上記円筒孔を密閉する蓋体を有し上記蓋体はその外周部に同心状の溝を設けかつその溝のローラの端部側の壁が先梁になっていることを特徴とする成形装置」がある（特許文献１）。また、他の例として「円筒形の金型１内に芯金２を同軸状に固定する上部キャップ３及び下部キャップ４を嵌着させ」てなる成形金型が従来技術として記載されている（特許文献２の第３図等）。
【０００５】
ところで、特許文献３には「貫通した円筒孔を持つ成形金型と、該円筒孔と同心に軸状の芯金部材を保持する為に円筒孔の両端開口部に取り付けられる蓋体とからなり、該蓋体の少なくとも一方が成形材料の注入口とリングゲートを設けた可動蓋体で」ある「ローラ成形金型」が記載されている（例えば、請求項１及び図４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１７４４２３号公報
【特許文献２】特許第２８２０７４２号明細書の第３図
【特許文献３】特開２０００−２８９０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、成形金型を用いて軸体の周囲に弾性層を成形すると、成形金型と軸体とで形成されるキャビティに注入された成形材料に不均一な注入又は不十分な混合による合流跡が残存したまま成形材料が硬化して弾性層に所謂「ウェルドライン」が発生することがあった。特に、特許文献１の成形金型及び特許文献２の従来技術としての成形金型ではウェルドラインが顕著に発生することがあった。このようにウェルドラインが発生した弾性層はその軸線に垂直な平面で切断した断面の輪郭形状が均一な円形形状にならず、ローラとしての所期の機能を発揮できなくなる。
【０００８】
特許文献３のローラ成形金型はこのようなウェルドの発生を防止できると特許文献３に記載されているが（特許文献３の００１２欄等）、それでもウェルドの発生を効果的に防止できるものではなく、さらにウェルドラインの発生を抑制できることが望まれていた。
【０００９】
この発明は、実質的にウェルドラインのない弾性層を軸体の周囲に形成できる成形金型及びローラ製造方法を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための第１の手段として
請求項１は、軸体が内部に配置される筒状金型と、成形材料が流通する注入孔を有し、前記筒状金型の一方の端部に装着される第一端部金型と、排出孔を有し、前記筒状金型の他方の端部に装着される第二端部金型とを備え、前記筒状金型は、内径が一定であり、かつ端部近傍の外径が端部に向かって小さくなっており、前記第一端部金型は、円盤状基体と前記円盤状基体の周縁から軸線に沿って延在する環状の周壁とを有し、前記周壁は端部近傍の内径が端部に向かって大きくなっており、前記周壁の端部内面と前記筒状金型の端部外面とが嵌合し、前記注入孔の下流側に環状ランナー部が形成され、前記環状ランナー部は、扁平な環状空間であると共に前記注入孔の開口に面する堰止面を有し、かつ成形材料の流通を阻害する絞り部を有さず、リングゲートのゲート幅が０．２〜１．５ｍｍであることを特徴とする成形金型であり、
請求項２は、前記環状ランナー部は、成形材料が注入されるキャビティと同心円状で前記キャビティよりも外側に配置されている請求項１に記載の成形金型であり、
請求項３は、前記環状ランナー部は前記ゲート幅と同じ高さを有する請求項１又は２に記載の成形金型であり、
請求項４は、前記堰止面は成形材料が注入されるキャビティまで延在する同心状の環状平坦面である１〜３のいずれか１項に記載の成形金型であり、
請求項５は、前記堰止面は前記筒状金型の端面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形金型であり、
請求項６は、前記堰止面は環状溝を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形金型であり、
請求項７は、前記成形材料は前記キャビティに注入されるときの粘度が５〜５００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形金型である。
【００１１】
前記課題を解決するための第２の手段として
請求項８は、請求項１に記載の成形金型における、前記軸体の周囲に画成されたキャビティに、成形材料を前記環状ランナー部を経由して注入する工程を有することを特徴とするローラ製造方法であり、
請求項９は、前記注入する工程は、前記成形材料を前記キャビティの軸線方向に流通させ、次いで流通方向を変化させて前記軸体に向けて流通させることによって、前記環状ランナー部から前記キャビティに注入する工程であることを特徴とする請求項８に記載のローラ製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る成形金型は、前記筒状金型と注入孔を有する前記第一端部金型と前記第二端部金型とを備え、扁平な環状空間であると共に前記注入孔の開口に面する堰止面を有し、かつ成形材料の流通を阻害する絞り部を有さず、ゲート幅が０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部を注入孔の下流側に有しているから、注入孔を通過した成形材料を、一旦、環状ランナー部内で合流・混合させて環状ランナー部に充填した後に前記ゲート幅のリングゲートを通過してキャビティ内に進入させることによって、実質的にウェルドラインのない状態でキャビティに注入させることができる。また、この発明に係るローラの製造方法は、成形材料をキャビティに、扁平な環状空間であると共に前記注入孔の開口に面する堰止面を有し、かつ成形材料の流通を阻害する絞り部を有さず、ゲート幅が０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部を経由して注入する工程を有しているから、成形材料を実質的にウェルドラインのない状態でキャビティに注入させることができる。したがって、この発明によれば、実質的にウェルドラインのない弾性層を軸体の周囲に形成できる成形金型及びローラ製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、この発明に係る成形金型の一例である成形金型を示す概略図であり、図１（ａ）はこの発明に係る成形金型の一例である成形金型を示す概略断面図であり、図１（ｂ）は発明に係る成形金型の一例である成形金型のリングゲート部近傍を示す概略拡大断面図である。
【図２】図２は、この発明に係る成形金型の別の一例である成形金型のリングゲート部近傍を示す概略拡大断面図である。
【図３】図３は、参考例である成形金型のリングゲート部近傍を示す概略拡大断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る成形金型の一例である成形金型に軸体を配置した状態を示す概略断面図である。
【図５】図５は、この発明に係る成形金型及びローラ製造方法によって製造されるローラの一例を示す概略斜視図である。
【図６】図６は、従来の成形金型の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、この発明に係る成形金型及びローラ製造方法によって製造されるローラ（以下、この発明に係るローラと称することがある。）について説明する。この発明に係るローラは、軸体の外周面に弾性層が配置されたローラであればよく、軸体及び弾性層の他に例えば接着剤層又はプライマー層、表面層等を備えていてもよい。
【００１５】
この発明に係るローラは、軸体の外周面に形成された弾性層が実質的にウェルドラインがなく高い形状均一性を有している。例えば、弾性層をその軸線に垂直な平面で切断した断面における断面部の形状（断面形状と称することがある。）がほぼ真円形状であり、具体的には、２．０μｍ以下の真円度（算術平均値）を有し、ウェルドラインの発生がより一層抑えられている場合には１．０μｍ以下の真円度（算術平均値）を有している。ここで、真円度は、ＪＩＳ  Ｂ０６２１：１９８４によれば、「円形形体の幾何学的に正しい円（以下、幾何学的円という。）からの狂いの大きさをいう。円形形体を二つの同心の幾何学的円で挟んだとき、同心二円の間隔が最小となる場合の、二円の半径の差で表わし、真円度  μｍと表示する。」と記載されている。簡潔にいうと、真円度は、前記断面形状が真円に対してどの程度変位しているかを示す値である。この真円度は、真円度測定機（例えば、商品名「ＲＯＮＤＣＯＭ４４ＤＸ（株式会社東京精密製）」、及び、２ＲＣフィルタ（位置補償型デジタルフィルタ）を用い、中心法における最小二乗中心法（ＬＳＣ（最小二乗中心法））にて算出した中心と、同心の内接円と外接円との半径差によって算出され、弾性層の数個所を測定点として算出された算術平均値とすることができる。
【００１６】
この発明に係るローラの一例を図面に基づいて説明する。この一例としてのローラ７０は、図５に示されるように、軸体７１と弾性層７２とを備えている。
【００１７】
軸体７１は従来公知のローラにおける軸体と基本的に同様である。この軸体７１は、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で構成された所謂「芯金」と称される軸体であり、良好な導電特性を有している。軸体７１は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の絶縁性芯体にメッキを施して導電化した軸体であってもよい。
【００１８】
弾性層７２は、形状均一性が高いこと以外は従来公知のローラにおける弾性層と基本的に同様である。すなわち、弾性層７２は実質的にウェルドラインがなく２．０μｍ以下の真円度（算術平均値）を有する高い形状均一性を有している。この弾性層７２は、この発明に係る成形金型及びローラ製造方法によって、軸体５の外周面で後述するゴム成物を硬化して成る弾性を有する層である。この弾性層７２は用途等に応じて適宜の硬度、電気抵抗及び厚さ等に調整される。弾性層７２の厚さは通常１〜３０ｍｍであるのが好ましく、５〜２０ｍｍであるのがより好ましい。
【００１９】
この発明に係る成形金型は、軸体の外周面に弾性層を成形するための射出成形用金型の一種であって、筒状金型と筒状金型の両端部それぞれに装着される端部金型を備え、これら成形金型と軸体とで形成されるキャビティに開口するリングゲートのゲート幅すなわち筒状金型の軸線方向に沿う長さが０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部を一方の端部金型に穿孔された注入孔の下流側すなわち注入孔とキャビティとの間に有することを特徴とする。この発明に係る成形金型は、ウェルドラインの発生を高度に防止できる点で、ゲート幅は０．２〜１．０ｍｍであるのが好ましく、０．３〜０．８ｍｍであるのが特に好ましく、例えば０．５ｍｍ超とすることもできる。
【００２０】
この発明に係る成形金型の一例を、図面を参照して、説明する。この発明に係る成形金型の一例である成形金型１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、軸体が内部に配置される筒状金型１１と、筒状金型１１の一方の端部２１に装着される第一端部金型１５と、筒状金型１１の他方の端部２２に装着される第二端部金型１８とを備え、筒状金型１１、第一端部金型１５及び第二端部金型１８で形成されて成形材料が注入されるキャビティ５（図４参照。）に開口するリングゲート５１のゲート幅Ｇが０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部６を第一端部金型１５の注入孔３１の下流側に有している。
【００２１】
筒状金型１１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、両端部２１及び２２が開口する中空円筒体で管状金型とも称される。この筒状金型１１は、一定の内径の軸孔２３を有し、この軸孔２３に軸線方向に沿って軸体７１が配置される（図４参照。）。この筒状金型１１は、中央部の外径が一定で、端部２１及び２２近傍の外径が端部２１及び２２に向かって徐々に小さくなっており、両端部２１及び２２それぞれに好ましくは軸線に垂直な環状端面２４及び２５を有している。筒状金型１１は、その内表面の表面粗さが調整されているのがよく、鏡面とされているのが特によい。この筒状金型１１は成形する弾性層７２に応じて外径、内径、軸線長さ等が調整される。
【００２２】
第一端部金型１５は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、円盤状基体３３と円盤状基体３３の周縁から軸線に沿って延在する環状の周壁３２とを有する蓋体であり、有底管状をなしている。この第一端部金型１５は、円盤状基体３３における底面の少なくとも環状端面２４に対面する領域、この例においては後述する保持穴３４及び注入孔３１を除く領域が平坦になっている。周壁３２は開口端部近傍の内径が開口端部に向かって徐々に大きくなるように形成されている。周壁３２の漸次増大する内径は端部２１の漸次減少する外径と一致し、かつ筒状金型１１の環状端面２４と第一端部金型１５との間に環状空間すなわち後述する環状ランナー部６が形成されるように調整されている。したがって、第一端部金型１５は周壁３２と端部２１との嵌合によって環状ランナー部６が形成されるように筒状金型１１の一方の端部２１に装着される。このようにして第一端部金型１５は筒状金型１１の一方の端部２１を閉塞する。
【００２３】
第一端部金型１５は、同心円上に等間隔に配置された、成形材料を注入するときに成形材料が流通する注入孔（スプルーとも称される。）３１を複数具体的には８個有している。注入孔３１が配置される前記同心円は、後述するように、注入孔３１が筒状金型１１の環状端面２４に面するように、なっている。注入孔３１は同一形状及び同一寸法を有しているのが好ましく、形状及び内径は適宜に設定される。この第一端部金型１５において、注入孔３１はその軸線に沿って一定の内径Ｒ、例えば、０．３〜３．０ｍｍ、好ましくは０．３〜２．０ｍｍの内径を有している。この第一端部金型１５はその軸線上に軸体を保持する有底の保持穴３４を有している。
【００２４】
第二端部金型１８は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、成形材料が注入される際の通路として機能する注入孔３１の代わりに、同心円上に等間隔に配置された、成形材料が注入される際又は成形材料が硬化される際の気体又は成形材料の排出路として機能する排出孔（ベントとも称される。）４１を４個有していること以外は第一端部金型１５と基本的に同様である。したがって、この第二端部金型１８は、排出孔４１、周壁４２、円盤状基体４３及び保持穴４４を有する蓋体であり、筒状金型１１の他方の端部２２を閉塞する。
【００２５】
成形金型１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、筒状金型１１と第一端部金型１５とを組み立てると、筒状金型１１の環状端面２４と第一端部金型１５との間に、すなわち注入孔３１の下流側であって軸孔２３換言するとキャビティ５（図４参照。）の上流側に、周壁３２の内面に沿って周壁３２と環状端面２４と第一端部金型１５の円盤状基体３３の底面とで囲繞された環状空間すなわち環状ランナー部６が画成される。この環状ランナー部６は、半径方向における、環状端面２４と円盤状基体３３の底面との距離すなわち高さが後述するゲート幅Ｇと同じになっており、筒状金型１１の軸線方向に扁平な環状空間となっている。環状ランナー部６には注入孔３１が連通しており、注入孔３１の開口に面する、注入孔３１の軸線方向延長線上に配置された環状端面２４は軸孔２３すなわちキャビティ５まで延在する軸孔２３と同心状の環状平坦面であって、注入孔３１から注入された成形材料を一旦堰き止めてその注入方向を筒状金型１１の軸線方向からその周方向に変える堰止面２４として機能する。このように、この環状ランナー部６は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、高さ方向にも半径方向にも成形材料の流通を阻害する突起部例えば絞り部を有していない。環状ランナー部６は注入孔３１を通過した成形材料をキャビティ５に流入する前に流延させて合流・混合させる。この堰止面２４は好ましくは注入孔３１の軸線及び筒状金型１１の軸線に垂直になっている。
【００２６】
この環状ランナー部６は、図１（ａ）及び図１（ｂ）並びに図４に示されるように、軸孔２３すなわちキャビティ５と同心円状でキャビティ５よりも半径方向外側に配置され、キャビティ５の第一端部金型１５側の端部周面にリングゲート５１が開口している。このリングゲート５１はゲート幅Ｇすなわちキャビティ５への開口幅Ｇを含めて筒状金型１１と第一端部金型１５との離間距離が０．２〜１．５ｍｍになっている。ここで、ゲート幅Ｇは周方向に通常一定であり、リングゲート５１における筒状金型１１の軸線方向に沿う長さである。この発明においてゲート幅Ｇは平均値としてもよい。ゲート幅Ｇが０．２ｍｍ未満であると成形材料がキャビティ５に流入しにくく弾性層を成形できず、また、キャビティ５に成形材料を流入させるために成形材料の注入圧力を高くするとキャビティ５に流入した成形材料にウェルドラインが生じやすくなることがある。一方、ゲート幅Ｇが１．５ｍｍを超えると環状ランナー部６に流入した成形材料が環状に注入孔３１を通過した成形材料が環状ランナー部６内で合流・混合されることなく、すなわち環状ランナー部６に充填されることなく、リングゲート５１を通過してキャビティ５内に流入して、ウェルドラインの発生を防止できないことがある。この発明において、成形材料がキャビティ５に流入する際に発生し得るウェルドラインを高度に防止して実質的にウェルドラインのほとんどない弾性層を形成できる点で、ゲート幅Ｇは０．２〜１．０ｍｍであるのが好ましく、０．３〜０．８ｍｍであるのが特に好ましい。ここで、「実質的にウェルドラインのない」とは、ウェルドラインが皆無である場合に加えて、画像形成装置のローラとして用いられたときにローラとしての所期の機能を発揮できる程度にわずかなウェルドラインが生じている場合をも含む。
【００２７】
この発明に係る成形金型の別の一例を説明する。この成形金型２は、図２に示されるように、筒状金型１２が異なること以外は成形金型１と基本的に同様である。すなわち、成形金型２は、筒状金型１２と第一端部金型１５と第二端部金型１８（図２において図示しない。）とを備え、キャビティ５に開口するリングゲート５５のゲート幅Ｇが０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部７を第一端部金型１５の注入孔３１の下流側に有している。
【００２８】
筒状金型１２は、図２に示されるように、第一端部金型１５側の環状端面２６である堰止面２６に環状ランナー部７と同心状の環状溝２７を有していること以外は筒状金型１と基本的に同様である。この環状溝２７は、軸孔２３すなわちキャビティ５と同心円状となり、かつその底面が注入孔３１の開口に面するように環状端面２６に環状に形成されている。したがって、環状溝２７は注入孔３１の軸線方向延長線上に間隔をあけて配置された環状の堰止底面２８を有している。第一端部金型１５及び第二端部金型１８は前記したとおりである。
【００２９】
この成形金型２は、図２に示されるように、筒状金型１２と第一端部金型１５とを組み立てると、筒状金型１２の環状端面２６と第一端部金型１５の円盤状基体３３との間に周壁３２の内面に沿って周壁３２と環状端面２６及び堰止底面２８と第一端部金型１５の円盤状基体３３の底面とで囲繞された扁平な環状空間すなわち環状ランナー部７が画成される。そしてこの環状ランナー部７は環状端面２６に形成された環状溝２７を有している。この環状ランナー部７は、環状ランナー部６と同様に、注入孔３１を通過した成形材料を、キャビティ５に流入させる前に環状ランナー部７内に流延させて合流・混合させつつ充填させる。
【００３０】
環状ランナー部７は、図１及び図２に示されるように、環状溝２７の有無以外は環状ランナー部６と基本的に同様である。すなわち環状ランナー部７は軸孔２３すなわちキャビティ５と同心円状でキャビティ５よりも半径方向外側に配置され、キャビティ５にリングゲート５５が０．２〜１．５ｍｍのゲート幅Ｇで開口している。この環状ランナー部７における注入孔３１の開口と環状溝２７の堰止底面２８との間隔及び環状溝２７の幅は成形材料を環状ランナー部７内に充填させることができれば特に限定されることなく、例えば、それぞれ、０．５〜２．０ｍｍ及び０．３〜３．０ｍｍに設定されることができる。
【００３１】
参考例である成形金型を説明する。この成形金型３は、図３に示されるように、環状ランナー部８の形成態様が異なること以外は成形金型１と基本的に同様である。すなわち、成形金型１は筒状金型１１と第一端部金型１５とで環状ランナー部６が形成されるが、成形金型１は環状ランナー部８を有する第一端部金型１６を有し、筒状金型１３は環状ランナー部８の形成に関与しない。したがって、成形金型３は筒状金型１３と第一端部金型１６と第二端部金型（図３において図示しない。）とを備え、第一端部金型１６がキャビティ５に開口するリングゲート５７のゲート幅Ｇが０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部８を注入孔３１の下流側に有している。
【００３２】
筒状金型１３は、図３に示されるように、内径及び外径が共に一定の管状体であること以外は筒状金型１１と基本的に同一である。
【００３３】
第一端部金型１６は、図３に示されるように、円盤状基体３５と、円盤状基体３５の周縁から軸線に沿って延在する周壁３６と、この周壁３６の端縁から軸線に向かって環状に突出する環状堰止部３７とを有する蓋体であって、円盤状基体３５と周壁３６の内面と環状堰止部３７の内側面とで扁平な環状ランナー部８が画成されている。周壁３６は一定の内径及び外径を有しており、軸線長さは後述する環状ランナー部８のゲート幅Ｇと同寸になっている。環状堰止部３７は、周壁３６と同一の外径を有し、筒状金型１３の内径と同一の内径を有している。環状堰止部３７の頂面は平坦になっており、筒状金型１３の平坦な環状端面２９と接することによって筒状金型１３の一方の端部２１に装着される。第一端部金型１６の注入孔３１は環状堰止部３７の内側面に面するように同心円上に配置されており、第一端部金型１５の注入孔３１と基本的に同様に形成されている。第一端部金型１６において、環状ランナー部８には注入孔３１が連通し、注入孔３１の開口に面する、注入孔３１の軸線方向延長線上に配置された環状堰止部３７の内側面は軸孔２３すなわちキャビティ５まで延在する軸孔２３と同心状の環状平坦面であって堰止面３８として機能する。
【００３４】
成形金型３の第二端部金型は、図３に図示しないが、注入孔３１の代わりに排出孔を有していること以外は第一端部金型１６と基本的に同様である。
【００３５】
環状ランナー部８は、図１及び図３に示されるように、第一端部金型１６で形成されていること以外は環状ランナー部６と基本的に同様である。すなわち環状ランナー部８は軸孔２３すなわちキャビティ５と同心円状でキャビティ５よりも半径方向外側に配置され、キャビティ５にリングゲート５７が０．２〜１．５ｍｍのゲート幅Ｇで開口している。
【００３６】
筒状金型１１、１２及び１３、第一端部金型１５及び１６、並びに、第二端部金型１８及び成形金型３の第二端部金型はそれぞれ、ある程度の強度と成形材料を加熱硬化する際の温度における耐熱性を有する材料で作製される。このような材料として、例えば、銅、銅合金、黄銅、青銅、アルミニウム、アルミニウム合金、鋼、各種めっき鉄、鉄合金、ステンレス鋼等の金属等が挙げられる。これらの筒状金型、第一端部金型及び第二端部金型は同じ材料で形成されるのが好ましい。
【００３７】
このように、成形金型１、２及び３はいずれもゲート幅Ｇが０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部６、７及び８を有しているから、注入孔３１を通過した成形材料を、堰止面２４、２６及び２８並びに３８で堰き止めてキャビティ５内に流入させる前に環状ランナー部６、７及び８に流延させる。このように、成形金型１、２及び３は、成形材料を、一旦、環状ランナー部６、７及び８内で合流・混合させて環状ランナー部６、７及び８に充填させた後にゲート幅Ｇのリングゲート５１、５５及び５７を通過させてキャビティ５内に進入させる。したがって、成形金型１、２及び３は、実質的にウェルドラインのない状態で成形材料をキャビティ５に流入又は注入させることができる。したがって、この発明に係る成形金型の一例としての成形金型１、２及び３によれば、実質的にウェルドラインのない均一性の高い弾性層を軸体の周囲に成形できる。
【００３８】
この発明に係る成形金型は、前記した一例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。すなわち、成形金型１、２及び３は、いずれも、同一の構造を有する第一端部金型１５又は１６と第二端部金型１８とを備えているが、この発明に係る成形金型は、第一端部金型と第二端部金型とが同一の構造を有している必要はなく異なる構造であってもよい。
【００３９】
成形金型１、２及び３において、第一端部金型１５及び１６は８個の注入孔３１を有し、また第二端部金型１８は４個の排出孔４１を有しているが、この発明において、第一端部金型が有する注入孔の数及び第二端部金型が有する排出孔の数は特に限定されず、１個でも２個以上でもよく、またその形状も特に限定されずリング状であってもよい。
【００４０】
成形金型１、２及び３において、注入孔３１及び排出孔４１はいずれも軸線に沿って一定の内径を有しているが、この発明において、注入孔及び排出孔は軸線に沿って堰止面に向かって拡径又は縮径する内径を有していてもよい。この場合には注入孔の内径Ｒは開口径とする。
【００４１】
次に、軸体の外周面に配置された弾性層を有するローラを製造するこの発明に係るローラ製造方法を説明する。この発明に係るローラ製造方法は、成形材料を軸体の周囲に画成されたキャビティにゲート幅が０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部を経由して注入する工程を有している。このように成形材料を環状ランナー部を経由してキャビティに注入すると、成形材料は、キャビティ５内に注入される前に、一旦、環状ランナー部内で合流・混合されて環状ランナー部に充填されるから、実質的にウェルドラインのない状態でキャビティ５に流入又は注入する。この発明に係るローラ製造方法における注入する工程は、ゲート幅と同じ高さを有する突起等のない扁平な環状ランナー部を経由して０．２〜１．５ｍｍのゲート幅Ｇを有するリングゲートから成形材料をキャビティに注入するのが好ましい。この発明に係るローラ製造方法はこの発明に係る成形金型を用いて実施されるのが好ましい。
【００４２】
この発明に係るローラ製造方法の一例として成形金型１を用いて図６に示すローラ７０を製造するローラ製造方法（一ローラ製造方法と称することがある。）を説明する。
【００４３】
この一ローラ製造方法においては、まず、軸体７１を準備する。軸体７１は、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮又はこれらの合金等の金属、熱可塑性樹脂又は硬化性樹脂等の樹脂、及び前記樹脂等に導電性付与剤としてカーボンブラック又は金属粉体等を配合した導電性樹脂等の材料を用いて、公知の方法により所望の形状に作製される。軸体７１に導電性が要求される場合には前記金属及び前記導電性樹脂の他に前記樹脂等で形成した絶縁性芯体の表面に定法によりメッキを施すことにより、軸体７１を作製することができる。前記材料の中でも、容易に導電性を付与することができる点で、金属であるのが好ましく、アルミニウム又はステンレス鋼であるのが特に好ましい。この軸体７１は、所望により、その外周面に接着剤又はプライマーが塗布されてもよい。
【００４４】
一ローラ製造方法においては、次いで、図４に示されるように、成形金型１を組み立て、軸体７１を成形金型１内に配置する。具体的には、筒状金型１１の軸孔２３（図１参照。）内に挿入した軸体７１の端部それぞれを第一端部金型１５の保持穴３４と第二端部金型１８の保持穴４４に挿入して保持する。
【００４５】
一ローラ製造方法においては、次いで、成形金型１に注入孔３１を介して成形材料を注入する。成形材料は公知の射出成形機又は注型機等を用いて注入される。このようにして注入孔３１から成形材料を注入すると、実質的にウェルドラインのない状態で成形材料をキャビティ５に流入又は注入させることができる。具体的には、注入孔３１から注入された成形材料は注入孔３１を通過して堰止面２４に突き当って同方向への流れが堰き止められ、堰止面２４及び周壁３２に沿って流延して環状ランナー部６に充填されて合流及び混合され均一な状態になる。このようにして環状ランナー部６に充填された成形材料は次いでゲート幅Ｇのリングゲート５１を通過してキャビティ５内に進入する。このようにしてキャビティ５に進入した成形材料には合流等に起因するウェルドラインは実質的に存在しない。したがって、キャビティ５には実質的にウェルドラインのない状態で注入された成形材料が充填されている。
【００４６】
一ローラ製造方法において、成形材料はこのようにしてゲート幅が０．２〜１．５ｍｍの環状ランナー部６を経由してキャビティ５に注入されるから、成形材料を注入する工程は、成形材料を、注入孔３１内をキャビティ５の軸線方向すなわちリングゲート５１の幅方向に流通させ、次いで前記軸線方向の水平方向に流通方向を変化させて環状ランナー部６内に流通させた後にリングゲート５１すなわち軸体５１又はキャビティ５に向けて流通させることによって、環状ランナー部６からキャビティ５に注入する工程である。
【００４７】
一ローラ製造方法において、ウェルドラインがさらに発生しにくくなる点で、成形材料を注入するときの成形材料の温度は２０℃以上であるのが好ましい。すなわち、一ローラ製造方法において、成形材料を注入するときに成形材料が前記温度範囲となるように加熱又は保温されているのが好ましく、例えば、成形材料を注入するときの金型の予熱温度が１００〜１５０℃の範囲に加熱されて成形材料が加熱又は保温されているのが好ましい。
【００４８】
一ローラ製造方法において、弾性層７２を形成する成形材料は、室温で液状のゴムを含有するゴム組成物であればよく、液状のゴムとして、例えば、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等の液状ゴムが挙げられる。これらのゴムは、付加硬化型であるのが、加熱成形時の寸法精度に優れる点で、好ましい。
【００４９】
ゴム組成物は、ゴムに加えて、通常、ゴム組成物に含有される各種添加剤を含有していてもよく、各種添加剤としては、例えば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、導電性付与剤、分散剤、発泡剤、老化防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料、着色剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、乳化剤、硬化剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、受酸剤、熱伝導性向上剤、離型剤、溶剤等が挙げられる。これらの各種添加剤は、通常用いられる添加剤であってもよく、用途に応じて特別に用いられる添加剤であってもよい。
【００５０】
ゴム組成物は、実質的にウェルドラインのない状態でキャビティ５に注入できる点で、例えば、２５℃において、５〜５００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのがよく、１０〜２００Ｐａ・ｓの粘度を有しているのが特によい。
【００５１】
このようなゴム組成物として、例えば、付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物及び付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物等を好適に挙げることができる。付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物として、（Ａ）平均組成式：ＲｎＳｉＯ（４−ｎ）／２（Ｒは、同一又は異なっていてもよい、置換又は非置換の一価炭化水素基、好ましくは炭素原子数１〜１２、より好ましくは炭素原子数１〜８の一価炭化水素基であり、ｎは１．９５〜２．０５の正数である。）で示されるオルガノポリシロキサン、（Ｂ）充填材、及び、（Ｃ）上記（Ｂ）成分に属するもの以外の導電性材料を含有する付加硬化型ミラブル導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分（Ａ）〜（Ｃ）は、例えば、特開２００８−０５８６２２号公報に記載の「ミラブルタイプである以下のシリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。また、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物として、（Ｄ）一分子中にケイ素原子と結合するアルケニル基を少なくとも２個含有するオルガノポリシロキサンと、（Ｅ）一分子中にケイ素原子と結合する水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、（Ｆ）平均粒径が１〜３０μｍで、嵩密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３である無機質充填材と、（Ｇ）導電性付与剤と、（Ｈ）付加反応触媒とを含有する付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分（Ｄ）〜（Ｈ）は、例えば、特開２００８−０５８６２２号公報に記載の「液状シリコーン組成物」における各成分と基本的に同様である。
【００５２】
また、ゴム組成物として発泡剤を含有する発泡ゴム組成物を用いることもでき、このような発泡ゴム組成物として、例えば、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物好適に挙げることができる。この付加反応型発泡シリコーンゴム組成物として、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、導電性付与剤とを含有し、所望により有機過酸化物架橋剤と各種添加剤とを含有する付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が挙げられる。これらの各成分は、例えば、特開２００８−０７６７５１号公報に記載されている「付加反応型発泡シリコーンゴム組成物」における各成分と基本的に同様である。
【００５３】
一ローラ製造方法においては、次いで、キャビティ５に注入された成形材料を加熱硬化して弾性層７２を成形する。成形材料の加熱条件は成形材料が硬化可能な加熱条件であればよく、成形材料に応じて決定される。例えば、成形材料として付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を用いる場合には加熱温度は１００〜１５０℃に設定することができ、加熱時間は１０秒から１時間に設定することができる。この一ローラ製造方法において成形材料を前記範囲に加熱するには、例えば、成形金型の周囲に配置される熱盤温度を１００〜１５０℃に設定するのが好ましい。
【００５４】
このようにして、弾性層７２を軸体７１の外周面に成形して図５に示されるローラ７０を製造することができる。なお、弾性層７２の外周面に表面層等を形成する場合には表面層等を形成する材料を弾性層７２の外周面に塗布した後に硬化し、又は、表面層等となる薄層管体等で弾性層７２を被覆して、表面層等を形成できる。
【００５５】
このように、一ローラ製造方法においては、注入孔３１を通過した成形材料を、一旦、環状ランナー部６内で合流・混合させて環状ランナー部６に充填した後に、ゲート幅Ｇのリングゲート５１を通過させてキャビティ５内に進入させることができる。したがって、一ローラ製造方法によれば、成形材料を実質的にウェルドラインのない状態でキャビティ５に注入させることができる。このようにして実質的にウェルドラインのない状態でキャビティ５に注入された成形材料を加熱硬化してなる弾性層は実質的にウェルドラインがなく２．０μｍ以下の真円度を有する高い形状均一性を有している。
【００５６】
この発明に係るローラ製造方法においては、成形金型２及び３を用いても成形金型１を用いた一ローラ製造方法と同様に、成形材料を、一旦、環状ランナー部７又は８に充填した後にゲート幅Ｇのリングゲート５５又は５７を通過させてキャビティ５内に進入させることができるから、成形材料を実質的にウェルドラインのない状態でキャビティ５に注入することができる。したがって、実質的にウェルドラインのない状態でキャビティ５に注入された成形材料を加熱硬化してなる弾性層は実質的にウェルドラインがなく２．０μｍ以下の真円度（算術平均値）を有する高い形状均一性を有している。
【００５７】
この発明に係るローラ製造方法は、前記した例に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、この発明に係るローラ製造方法においては、所望により、成形材料を硬化する工程の後に成形材料を再度加熱（二次加熱）する工程を有していてもよく、また、所望により、成形材料を硬化する工程の後に成形された弾性層の端部を切除する工程及び／又は成形された弾性層の外径を調整する工程を有していてもよい。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
下記寸法を有する成形金型１をＮＡＫ材鋼で作製した。
筒状金型１１：軸線長さ２３７ｍｍ、外径２６ｍｍ、内径（鏡面加工済み）１２ｍｍ、平坦な環状端面（堰止面）２４の幅３ｍｍ、
第一端部金型１５：外径２６ｍｍ、保持孔３４の内径６ｍｍ、周壁３２の先端部厚さ１ｍｍ、周壁３２の軸線長さ１４ｍｍ、円盤状基体３３の軸線長さ２２ｍｍ、円盤状基体３３の平坦な底面の直径１８ｍｍ、注入孔３１の内径Ｒ１．５ｍｍ、注入孔３１の軸線長さ２２ｍｍ、８個の注入孔３１の軸線が配置された仮想円の直径１６ｍｍ、
第二端部金型１８：外径２６ｍｍ、保持孔４３の内径６ｍｍ、周壁４２の先端部厚さ１ｍｍ、周壁４２の軸線長さ１４ｍｍ、円盤状基体４３の軸線長さ１８ｍｍ、円盤状基体４３の平坦な底面の直径１８ｍｍ、排出孔４１の内径Ｒ１．５ｍｍ、排出孔４１の軸線長さ１８ｍｍ、４個の排出孔４１の軸線が配置された仮想円の直径１６ｍｍ、
ゲート幅Ｇ及び環状端面２５と円盤状基体４３との離間距離０．５ｍｍ
【００５９】
無電解ニッケルメッキ処理が施された軸体７１（ＳＵＭ２２製、直径６ｍｍ、長さ２８１．５ｍｍ）をトルエンで洗浄し、その表面にシリコーン系プライマー（商品名「プライマーＮｏ．１６」、信越化学工業株式会社製）を塗布した。プライマー処理した軸体７１を、ギヤオーブンを用いて、１５０℃の温度にて１０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、軸体７１の表面にプライマー層を形成した。
【００６０】
次いで、両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（Ｄ）（重合度３００）１００質量部、ＢＥＴ比表面積が１１０ｍ２／ｇである疎水化処理されたヒュームドシリカ（日本アエロジル株式会社製、Ｒ−９７２）１０質量部、平均粒径６μｍ、嵩密度が０．２５ｇ／ｃｍ３である珪藻土（Ｆ）（オプライトＷ−３００５Ｓ、北秋珪藻土株式会社製）４０質量部、及び、アセチレンブラック（Ｇ）（デンカブラックＨＳ−１００、電気化学工業株式会社製）５質量部をプラネタリーミキサーに入れ、３０分撹拌した後、３本ロールに１回通した。これを再度プラネタリーミキサーに戻し、架橋剤として、両末端及び側鎖にＳｉ−Ｈ基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン（Ｅ）（重合度１７、Ｓｉ−Ｈ量０．００６０ｍｏｌ／ｇ）２．１質量部、反応制御剤として、エチニルシクロヘキサノール０．１質量部、及び、白金触媒（Ｈ）（Ｐｔ濃度１％）０．１質量部を添加し、１５分撹拌して混練して、付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物を調製した。この付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の粘度は５０Ｐａ・ｓであった。
【００６１】
次いで、準備した成形金型１の内表面に離型剤（商品名「ダイフリー」、ダイキン工業株式会社製）を塗布して、第一端部金型１５の保持穴３４と第二端部金型１８の保持穴４４とで軸体７１を筒状金型１１内に配置して成形金型１を組み立て、２３℃の環境下で第一端部金型１５の注入孔３１から準備した成形材料を注入した。次いで、成形金型１の外部から１５０℃に加熱して同温度で１５分間保持し、成形材料を加熱した。成形金型１を放冷し成形金型１から成形体を取り出した。この成形体における付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の硬化物の軸線方向に沿う両端部それぞれから４ｍｍまでの領域を切断除去して、弾性層７２を備えたローラ７０を製造した。
【００６２】
（実施例２）
実施例１における第一端部金型１５における円盤状基体３３の軸線長さ２２ｍｍを２２．３ｍｍに変更してゲート幅Ｇを０．２ｍｍにしたこと以外は実施例１と基本的に同様にしてローラを製造した。
【００６３】
（実施例３）
実施例１における第一端部金型１５における円盤状基体３３の軸線長さ２２ｍｍを２１．０ｍｍに変更してゲート幅Ｇを１．５ｍｍに変更したこと以外は実施例１と基本的に同様にしてローラを製造した。
【００６４】
（実施例４）
前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物におけるヒュームドシリカの配合量を１質量部に変更して付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の粘度を５Ｐａ・ｓに調整したこと以外は実施例１と基本的に同様にしてローラを製造した。
【００６５】
（実施例５）
前記付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物におけるヒュームドシリカの配合量を６０質量部に変更して付加硬化型液状導電性シリコーンゴム組成物の粘度を５００Ｐａ・ｓに調整したこと以外は実施例１と基本的に同様にしてローラを製造した。
【００６６】
（比較例１）
第一端部金型１５における円盤状基体３３の軸線長さ２２ｍｍを２０．５ｍｍに変更してゲート幅Ｇを２．０ｍｍにしたこと以外は実施例１と基本的に同様にしてローラを製造した。
【００６７】
（弾性層の均一性評価）
このようにして製造したローラそれぞれを用いて弾性層の均一性を評価した。具体的には、各ローラにおける弾性層をローラの軸線方向に垂直な複数の平面での断面形状それぞれについて、前述の真円度測定機「ＲＯＮＤＣＯＭ４４ＤＸ（株式会社東京精密製）」を用いて前記方法に従って真円度（算術平均値）を算出した。その結果、実施例１〜５のローラはいずれも真円度が２．０μｍ以下で断面形状すなわち断面輪郭がほぼ円形であったのに対して、比較例１は真円度が４．０μｍで凸部及び凹部が存在する断面形状で円形を大きくはずれていた。このようにローラにおいて前記真円度（算術平均値）が２．０μｍ以下で断面形状がほぼ円形であると弾性層にウェルドラインが実質的に存在していないから、このようなローラを画像形成装置に装着したときに画像形成装置が高品質の画像、例えばこのようなローラを現像ローラとして画像形成装置に装着したときに印字濃度がほぼ均一な画像を、形成することに貢献することが容易に推測される。
【符号の説明】
【００６８】
１、２、３  成形金型
５  キャビティ
６、７、８  環状ランナー部
１１、１２、１３  筒状金型
１５、１６  第一端部金型
１８  第二端部金型
２１  一方の端部
２２  他方の端部
２３  軸孔
２４、２５  環状端面（堰止面）
２６  環状端面（堰止面）
２７、５３  環状溝
２８  堰止底面
２９  環状端面
３１  注入孔（スプルー）
３２、３６、４２  周壁
３３、３５、４３  円盤状基体
３４、４４  保持穴
３７  環状堰止部
３８  内側面（堰止面）
４１  排出孔（ベント）
５１、５５、５７  リングゲート
５２  堰止面
７０  ローラ
７１  軸体
７２  弾性層
１００  成形金型
１０１  円筒金型
１０２  第二端部金型
１０３  第一端部金型
１０４  注入孔
【図１】
0005809825.tif 000002
【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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