(57)【要約】【課題】空間容積を持たせた駒を用いることによって、液受けカップのコスト、さらには液受けカップの処理装置のコスト等が削減され、および、ウェルドやボイド等の異常発泡の少ない高品質な発泡ローラ成型金型を提供する。【解決手段】発泡ローラ成型金型の駒が従来成型で使用されていた液受けカップの役割機能を有している、すなわち駒が発泡弾性層を形成する材料を受けて溜めるための空間容積を有している、ローラ成型金型を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、該芯材の周囲に積層された発泡弾性層と、を有する発泡ローラの成型金型であって、
該芯材が配置されるパイプ金型と、
該パイプ金型の両端部に設けられ、該パイプ金型の中心軸上で該芯材を保持する芯材保持部を備えた２つの駒と、
を有し、
該２つの駒のいずれか一方は、該発泡弾性層を形成する材料を受けて溜めるための空間容積を有しており、および、該空間容積を有している駒の芯材保持部は、該駒の底面の中心軸上にあり、その底面部から突出している構造であることを特徴とする発泡ローラ成型金型。
【請求項２】
芯材と、該芯材の周囲に積層された発泡弾性層と、を有する発泡ローラの成型方法であって、
該芯材、該芯材が配置されるパイプ金型、および該芯材を保持する上駒および空間容積が設けられた下駒を予熱する第１工程と、
該下駒に該芯材を配置する第２工程と、
該下駒の内部に発泡材料を吐出する第３工程と、
該発泡材料が溜っている該下駒を該上駒と共に該パイプ金型に組み付ける第４工程と、
該パイプ金型の内部で発泡した該発泡材料を加熱硬化し、該パイプ金型より脱型する第５工程と、
を有することを特徴とする発泡ローラ成型方法。
【請求項３】
請求項２に記載の発泡ローラ成型方法によって製造されたことを特徴とする発泡ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載される発泡ローラの成型金型および成型方法に関する。詳しくは、本発明は、芯材と該芯材の周囲に設けられた円筒状の発泡ゴム材からなる発泡ローラの成型金型および成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真装置の小型化、高画質化および低価格化の要求に伴い、電子写真装置に組み込まれているトナー供給ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等の機能性ローラにおいては、高精度化および低価格化が要求されている。それに応じ、これらの機能性ローラの品質を向上または維持しながら製造コストを下げる努力がなされている。
【０００３】
こうした中、ローラを製造する方法として、従来の成型では芯材と該芯材を保持する駒とパイプ金型とを型組みし、次いで該駒に設置した注入口より発泡材料を圧入する製造方法が一般的に知られている（特許文献１）。また、パイプ金型の上方より発泡材料を注型する方法もある（特許文献２）。
【０００４】
しかし、特許文献１の方法では、発泡材料圧入時に発泡材料へストレスがかかってしまうので、使用できる材料が制限される。また、特許文献２の方法では、芯材とパイプ金型壁面との狭い空間に発泡材料を注型することが求められ、成型するローラ寸法によっては成型が困難である。
【０００５】
それらの問題を解決する製造方法として、芯材と該芯材を保持する駒とパイプ金型とを型組みし、次いで材料を受ける液受けカップに該材料を注入し、その後、型組みした該金型に組付け加熱硬化させる方法が提案された（特許文献３）。図１（ａ）を参照しながら説明すると、その方法ではまず、パイプ金型２内に芯材５を配置し、この芯材５の上下端部を上下駒の芯材保持部で保持し、所定温度で予熱する。一方、所定温度に予熱した液受けカップ４内に発泡材料を吐出した後、これをパイプ金型２に組み付ける。この液受けカップ４内の発泡材料が自然発泡により、パイプ金型２内に充填される。その後、所定温度で所定時間、温度制御して発泡材料を硬化させ、脱型することによって発泡ローラを得る。
【特許文献１】特開平５−３２９８５５号公報
【特許文献２】特開平５−３１８４９７号公報
【特許文献３】特開２００６−６８９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献３の方法には、液受けカップ部分の充填材料がそのまま廃材となる、および液受けカップの清掃・離型剤塗布等の処理装置が必要であり装置コストが大きいという課題があり、改善が求められていた。また、発泡ローラ成型金型の液受けカップ側の駒は、芯材の一端を保持するとともに発泡ローラ材料の流れを確保するために、流路としてリブが配置されている。このリブは成型される発泡ローラのウェルドやボイド巻き込み等の品質低下を引き起こす場合があり、改善が求められていた。
【０００７】
本発明は、液受けカップを廃止することで、液受けカップコスト、さらには液受けカップの処理装置コストを削減し、かつボイドやウェルドのない高品質な発泡ローラの成型金型および成型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】
【０００８】
本発明は、芯材と、該芯材の周囲に積層された発泡弾性層と、を有する発泡ローラの成型金型であって、該芯材が配置されるパイプ金型と、該パイプ金型の両端部に設けられ、該パイプ金型の中心軸上で該芯材を保持する芯材保持部を備えた２つの駒と、を有し、該２つの駒のいずれか一方は、該発泡弾性層を形成する材料を受けて溜めるための空間容積を有しており、および、該空間容積を有している駒の芯材保持部は、該駒の底面の中心軸上にあり、その底面部から突出している構造であることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明は、芯材と、該芯材の周囲に積層された発泡弾性層と、を有する発泡ローラの成型方法であって、該芯材、該芯材が配置されるパイプ金型、および該芯材を保持する上駒および空間容積が設けられた下駒を予熱する第１工程と、該下駒に該芯材を配置する第２工程と、該下駒の内部に発泡材料を吐出する第３工程と、該発泡材料が溜っている該下駒を該上駒と共に該パイプ金型に組み付ける第４工程と、該パイプ金型の内部で発泡した該発泡材料を加熱硬化し、該パイプ金型より脱型する第５工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記記載の成型方法によって製造されたことを特徴とする発泡ローラである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発泡ローラ成型金型および方法を用いることにより、従来において成型で使用されていた液受けカップを廃止することができ、よって液受けカップコスト、さらには液受けカップの処理装置コストを削減することが可能となる。また、成型において、従来において液受けカップに残存し、廃棄するしかなかった充填材料を削減することができる。さらには、本発明は、従来の液受けカップ側の駒のように材料流路内にリブが存在しない金型構造のため、ボイドやウェルドのない高品質な発泡ローラを安定して成型することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最初に、本発明の要旨を述べる。本発明では、発泡ローラ成型において、従来使用されていた液受けカップ４（図1（ａ））を使用しない。その代わりに、芯材５の一端を保持するための保持部を有し、かつ発泡弾性層を形成する材料を受けて溜めるための空間容積を持たせた、下駒６（駒カップ）（図１（ｂ））を使用する。そうすることで、ウェルドやボイド等の異常発泡が大幅に減少した良質の発泡ローラを得ることができる。さらに、従来の液受けカップが必要なくなるため、成型金型および周辺装置コストを削減することが可能となる。
【００１３】
これより、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
本発明の発泡ローラ成型金型の構成およびローラ成型方法を、図１（ｂ）を用いて説明する。本発明のローラ成型金型は、芯材５が配置されるパイプ金型２と、該パイプ金型２の両端部に設けられ、該パイプ金型２の中心軸上で該芯材５を保持する芯材保持部１０を備えた２つの駒（上駒１と下駒６）とを有している。
【００１５】
まず、パイプ金型２、芯材５、上駒１、下駒６を所定温度で予熱する。次いで、芯材５を、発泡材料を受けて溜めるための容積空間を持たせた下駒（以下、駒カップと呼ぶ）６に配置する。そして、所定温度に予熱された駒カップ６内に発泡材料を上方より吐出した後、これを上駒１と共にパイプ金型２に組み付ける。該駒カップ６内の発泡材料が自然発泡により、パイプ金型２の内部に充填される。その後、所定温度で所定時間、温度制御して発泡材料を加熱硬化させ、脱型することによって発泡ローラを得る。
【００１６】
次に、駒カップ６の構成について、図２を用いて説明する。図２（ｂ）は本発明の駒カップ６の概略図である。駒カップ６は、芯材５を保持する芯材保持部１０を備えている。その芯材保持部１０は、パイプ金型２の中心軸上で芯材５を保持することができるように、駒カップ６の底面の中心軸上に設けられており、その底面部から突出している構造をしている。もう一方の駒である上駒１も、駒カップ６と同様にしてその中心軸上に芯材保持部１０を備えているが、駒カップ６のように突出した構造をしている必要はない。また、駒カップ６は、発泡弾性層を形成する材料を受けて溜めるための空間容積８を有している。従来の下駒３（駒B）は、図２（ａ）に示すように、芯材保持部１０を固定するために該芯材保持部１０の外周にリブ１１が配置されている。このリブ１１は発泡弾性層を形成する材料流路内にあるため、成型される発泡ローラのウェルドやボイド等の発生率が高くなる。それに対し、本発明においては、芯材保持部１０は駒カップ６底面の中心軸より突き出た構造で芯材を固定するため、リブ１１は必要ない。本発明の駒カップ６は、材料流路内にリブ１１のような遮蔽物がないため、発泡の流れを阻害することがない。また、空間容積８は成型する発泡ローラの形状によって該駒カップ６の高さおよび径を変えることで、容積を増減させ、ローラの形状に合った最適な容積にすることが可能である。また、材料を上方より空間容積８に吐出する際のし易さを考慮し、芯材保持部１０と駒カップ内径側面部との間隔ｄは広くすることが好ましい。しかし、間隔ｄが広すぎても成型金型を大きくしてしまい、それに従って成型金型を扱う周辺装置も巨大化・高コスト化するため、適切な値を選択することが求められる。
【００１７】
金型の材質は、金型部材として特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、鉄等の鋼材にニッケルやクロム等のメッキを施した金属部材や、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、プリハードン鋼等の金属部材等を用いることが可能である。またこれら以外にも、ポリカボネート、ポリアミド等の合成樹脂やセラミック等を使用することもできる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施例ついて説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００１９】
本実施例では成型金型として、図１（ｂ）に示す成型金型と基本的に同様の構成の金型を用いた。また、駒カップの空間容積を従来技術の液受けカップ容積と同量とした。金型の材質として、パイプ金型２にはＳＵＳ３０４を、駒Ａおよび駒カップ６にはＨＰＭ３８（プリハードン鋼）の化学ニッケルを表面処理で施したものを用いた。
【００２０】
次に成型した発泡ゴムローラの材料と成型条件、製造の手順を示す。実施にあたり、図３に示す形状をした発泡ローラを成型した。該発泡ローラは、芯材と、該芯材の周囲に積層された発泡弾性層とを有している。
【００２１】
まず、混合ポリオールとして、ＦＡ−９０８を１００重量部、ジエタノールアミンを０．５重量部、Ｌ５３６６を１重量部、ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴを０．１重量部、ＴＥＤＡ−Ｌ３３を０．５重量部、水（発泡剤）を２重量部用意し、それらを混合した。前記ＦＡ−９０８とは、三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオールである。前記Ｌ５３６６とは、日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤である。前記ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴとは、東ソー株式会社製第３級アミン触媒である。前記ＴＥＤＡ−Ｌ３３とは、東ソー株式会社製第３級アミン触媒である。その後、Ｔ８０（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝４８）２９．５重量部、Ｍ２００（三井武田ケミカル株式会社製イソシアネート、ＮＣＯ％＝３１）７．４部とをＮＣＯインデックス１００となるように混合攪拌したものを発泡材料とした。
【００２２】
本実施例の成型金型にシリコンオイル離型剤を塗布し、６５℃に予熱した。その後、混合攪拌した該発泡材料を６５℃に予熱した駒カップに吐出し、該駒カップにφ５×２６０ｍｍ（Ｌ）の芯金をセットしてパイプ金型と組付け、次いで該芯材他端側の駒をパイプ金型と組み付けた。その際、駒カップに吐出した上記成型材料が発泡材料であることから、自然発泡によりパイプ金型２内は上記材料で充填される。その後、１０分間、６５℃に温度制御された熱盤において硬化させ、脱型し、本実施例の発泡ローラを得た。該発泡ローラの発泡体外径はφ１２であり、発泡体部長さは２２０ｍｍである。
【００２３】
本実施例の成型金型によって制作された発泡ローラにおいては、ウェルドやボイド等の異常発泡が従来の金型で製造されたものと比べ、８０％減少した（但し、発泡体のセル連通化によるエア溜りを除く）。また、従来の成型金型において駒流路内で発生していた廃棄材料を削減することが出来た。さらには、液受けカップを用いていないことにより、液受けカップ処理装置が不要となった。  
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）従来の発泡ローラ成型金型、（ｂ）本発明の発泡ローラ成型金型。
【図２】（ａ）従来の発泡ローラ成型金型の駒、（ｂ）本発明の発泡ローラ成型用の駒。
【図３】発泡ローラの概略図。
【符号の説明】
【００２５】
１  上駒（駒Ａ）
２  パイプ金型
３  駒Ｂ
４  液受けカップ
５  芯材
６  下駒（駒カップ）
７  発泡体
８  材料溜め空間容積
１０  芯材保持部
１１  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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