(57)【要約】【課題】金型内での溶融樹脂の圧力降下が非常に高い場合、適正な樹脂圧力および押出し量にて樹脂製チューブを成形することができなかった。【解決手段】本発明は、ノズルの先端面に開口する樹脂押出し口４２から複層構造の樹脂製チューブを押出し成形するための金型１００に関する。樹脂押出し口４２に連通する樹脂通路４１は、複数の溶融樹脂が合流する環状の合流部３４と、この合流部３４よりも下流側に位置すると共に径が溶融樹脂の流動方向に沿って次第に縮小する環状の絞り込み部４３とを有する。絞り込み部４３の上流端の通路断面積Ａに対する絞り込み部４３の下流端の通路断面積Ｂの断面積減少率Ａ/Ｂが５０以上かつ８０以下である。絞り込み部４３の少なくとも一部を画成すると共に金型の中心軸線に対して傾斜した樹脂通路４１の内周面および外周面が相互に平行であって、これらと中心軸線Ｃとのなす角が１０度以上かつ４５度以下である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルの先端面に開口する環状の樹脂押出し口と、この樹脂押出し口に連通する樹脂通路とが形成され、前記樹脂押出し口から複層構造の樹脂製チューブを押出し成形するための金型であって、
前記樹脂通路は、複数の溶融樹脂が合流する環状の合流部と、この合流部よりも下流側に位置して溶融樹脂が複層状態のまま通過し、金型の中心軸線に対して直交する通路断面積が溶融樹脂の流動方向に沿って次第に縮小して前記樹脂押出し口に続く環状の絞り込み部とを有し、
前記絞り込み部の上流端の通路断面積Ａに対し、前記絞り込み部の下流端の通路断面積Ｂの断面積減少率(Ａ/Ｂ)が５０以上かつ８０以下であり、
前記中心軸線と、前記絞り込み部の少なくとも一部を画成すると共に前記中心軸線に対して傾斜した前記樹脂通路の内周面とのなす角αが１０度以上かつ４５度以下であり、
前記中心軸線と、前記絞り込み部の少なくとも一部を画成すると共に前記中心軸線に対して傾斜した前記樹脂通路の外周面とのなす角βが、前記中心軸線と前記内周面とのなす角αと等しく設定されていることを特徴とする押出し成形用金型。
【請求項２】
心金部に嵌着された円筒状の弾性層の外周面を囲み、電子写真装置に用いられる帯電ローラの表面層であって、
この表面層が請求項１に記載の押出し成形用金型を用いて製造された樹脂製チューブにて形成されていることを特徴とする帯電ローラ用表面層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複層構造の樹脂製チューブを押出し成形するための金型およびこの金型を用いて製造される帯電ローラ用表面層に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に用いられる帯電器として、コロナ帯電方式によるものに代えて接触帯電方式によるものを採用することが進められている。この接触帯電方式による帯電器は、帯電させる必要がある被帯電体に対して接触する帯電部材を用い、この帯電部材に電圧を印加することによって被帯電体を所定の極性および電位に帯電させるものである。この接触帯電方式のものは、コロナ帯電方式のものよりも電源の電圧を低くすることができる上、オゾンなどのコロナ生成物の発生を少なくすることが可能であり、構造が簡単で低コスト化を図ることができるなどの利点もある。
【０００３】
このような接触帯電方式による帯電器の一つとして、帯電部材をローラ形状とし、軸受を介して回転自在に保持され、被帯電体に対して所定の圧力で圧接し、被帯電体の移動に伴って従動回転するローラ型帯電器が知られている。このローラ型帯電器は、中心に配されるシャフトと、このシャフトを囲む筒状をなす導電性の弾性層と、この弾性層の外周を囲む表面層とを一般に有する。表面層は、弾性層の表面に導電性塗料を塗布して形成するか、あるいは樹脂製チューブを表面層として弾性層に被せることによって形成していた。
【０００４】
上述したローラ型帯電器に用いられる樹脂製チューブは、表面が平滑であることが必要なため、樹脂の押出し成形によるシームレスチューブが一般に用いられている。このようなシームレスチューブを押出し成形する技術は、特許文献１に開示されている。これによると、通常は押出し成形用金型を用いて環状の樹脂押出し口から押し出されるシームレスチューブを所定の寸法形状に冷却し、これを引き取って所定の長さに切断している。
【０００５】
樹脂を成形するための押出し成形用金型の主たる機能として、次の３つの機能部が非特許文献１に示されている。すなわち、溶融樹脂を金型内に注入するトーナメント部などの導入部、および溶融樹脂を円周方向に展開するスパイダ式やスパイラル式などの展開部、ならびに展開された溶融樹脂を均して圧力および流量を制御する先端部である。複層構造の樹脂製チューブを押出し成形するための金型の形状を設定する場合、これら３つの機能部の設計が大きく関わっている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２３７５３号公報
【非特許文献１】プラスチック押出し成形の最新技術（著：沢田慶司,発行日：１９９３年６月２５日,発行所：株式会社ラバーダイジェスト社）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多層構造の樹脂製チューブの各層を構成する溶融樹脂が多層状態となって合流した後、これを所定の径まで小さく絞る先端部は、樹脂製チューブの寸法形状を決定する重要な部分である。つまり、先端部に形成された環状をなす樹脂押出し口の径を変更することにより、様々な寸法形状の樹脂製チューブを製造することが可能となる。
【０００８】
この先端部における樹脂通路の断面積減少率、つまり樹脂の合流後における樹脂通路の径が縮小し始める領域の通路断面積/径が最少となって樹脂押出し口に接続する領域の通路断面積は、１から５０未満までの範囲に収まるように設計する必要がある。これは、断面積減少率が大きくなるに連れて溶融樹脂の剪断速度が大きくなり、樹脂に負荷する応力も大きくなってしまう結果、圧力降下（圧力損失）も大きくなるからである。従って、高粘度の樹脂を押出し成形する場合や、単位時間当たりの押出し量が多い高速度成形時などの場合、金型内における溶融樹脂圧力降下が非常に大きくなり、成形時の樹脂圧力が高くなってしまうという問題が起こる。押出し成形中の樹脂の圧力が高くなりすぎると、成形されるチューブを高速度で引き出すことができなくなり、また溶融樹脂に高い剪断断応力が負荷すると、スパイラリングやメルトフラクチャーなどの押出し異常を引き起こす可能性が高くなってしまう。
【０００９】
一般に、押出し成形用の金型は製作に時間が掛かり、その製造コストも嵩む傾向があるため、先端部のみを交換して断面積減少率が５０を超えるような薄肉の樹脂製チューブを押出し成形しなければならないような場合もある。このような場合、上述したような問題がたびたび報告されていた。
【００１０】
金型の先端部を改良することで、任意の径の樹脂製チューブを成形することができれば、金型および部品の製作期間の短縮や、金型の共用化を行うことが可能となるため、このような要求に応えることができる押出し成形用金型の出現が待ち望まれている。
【００１１】
本発明の目的は、金型内での溶融樹脂の圧力降下が非常に高い場合であっても、スパイラリングやメルトフラクチャーなどの押出し異常が発生せず、適正な樹脂圧力および押出し量にて成形可能な樹脂製チューブ製造用の押出し成形用金型を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、このような押し出し形成用金型を用いて製造される帯電ローラの表面層を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の形態は、ノズルの先端面に開口する環状の樹脂押出し口と、この樹脂押出し口に連通する樹脂通路とが形成され、前記樹脂押出し口から複層構造の樹脂製チューブを押出し成形するための金型であって、前記樹脂通路は、複数の溶融樹脂が合流する環状の合流部と、この合流部よりも下流側に位置して溶融樹脂が複層状態のまま通過し、金型の中心軸線に対して直交する通路断面積が溶融樹脂の流動方向に沿って次第に縮小して前記樹脂押出し口に続く環状の絞り込み部とを有し、前記絞り込み部の上流端の通路断面積Ａに対し、前記絞り込み部の下流端の通路断面積Ｂの断面積減少率(Ａ/Ｂ)が５０以上かつ８０以下であり、前記中心軸線と、前記絞り込み部の少なくとも一部を画成すると共に前記中心軸線に対して傾斜した前記樹脂通路の内周面とのなす角αが１０度以上かつ４５度以下であり、前記中心軸線と、前記絞り込み部の少なくとも一部を画成すると共に前記中心軸線に対して傾斜した前記樹脂通路の外周面とのなす角βが、前記中心軸線と前記内周面とのなす角αと等しく設定されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第２の形態は、心金部に嵌着された円筒状の弾性層の外周面を囲み、電子写真装置に用いられる帯電ローラの表面層であって、この表面層が本発明の第１の形態による押出し成形金型を用いて製造された樹脂製チューブにて形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の押出し成形用金型によると、高粘度の樹脂を用いたり、単位時間当たりの押出し量が多い高速度成形を行う場合など、金型内を流れる溶融樹脂の圧力降下が非常に大きくなっても、スパイラリングやメルトフラクチャーなどの押出し異常が発生しない。この結果、適正な樹脂圧力および押出し量にて成形を行うことができ、形状や外観の優れた樹脂製チューブを押出し成形することができる。
【００１６】
心金部に嵌着された円筒状の弾性層の外周面を囲み、電子写真装置に用いられる本発明の帯電ローラ用表面層によると、この表面層が本発明による押出し成形金型を用いて製造された樹脂製チューブにて形成されている。このため、品質の良好な帯電ローラ用表面層を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による押出し成形用金型を電子写真装置の帯電ローラの表面層の製造に応用した実施形態について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、３層以上の複層構造を持つ樹脂製チューブに適用したり、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することができる。
【００１８】
対象となる接触式帯電ローラの外観を一部分解状態で図１に示す。この帯電ローラ１は、中心に配される金属製のシャフト２と、このシャフト２を囲む筒状をなす弾性層３と、この弾性層３の外周を囲む表面層４とを一般に有する。通常、弾性層３は導電性の合成ゴムにて形成され、表面層４の体積固有抵抗は、通常１０5〜１０13Ω・cmである。この表面層４を本発明による樹脂製チューブにて形成することができ、本実施形態では２層構造のものを採用している。
【００１９】
この２層構造の樹脂製チューブを押出し成形するための本実施形態における成形システムの概念を図２に示す。これは、後述する押出し成形用金型１００を含む押出し機と、図示しない樹脂供給装置と、冷却水槽２００と、引き取り機３００と、図示しない切断機とで主要部が構成されている。樹脂供給装置は、予め所定の配合状態に調整した２種類のコンパウンドをそれぞれ加熱して均一に混練し、可塑化および溶融状態にて押出し成形用金型１００に供給する。樹脂供給装置に供給されるコンパウンドは、予め重合体と導電材、さらに必要に応じて架橋剤や安定剤ならびにその他の添加剤を混合して調製される。冷却水槽２００は、押出し成形用金型１００から押し出された溶融状態の樹脂製チューブ４００を冷却して固化させるためのものであり、内部に冷却水が循環供給されている。引き取り機３００は、冷却水槽２００を通過する間に固化した樹脂製チューブ４００を冷却水槽２００から引き出して切断機側に送り出すものである。切断機は、引き取り機３００により連続的に引き取られる樹脂製チューブ４００を所定長さ毎に切断する。
【００２０】
本実施形態では、樹脂製チューブ４００の内層を構成する第１の樹脂として、以下のように調整したものを用いている。すなわち、１００重量部のエーテル系のウレタンエラストマー樹脂と、１５から１８重量部のカーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ/ライオンアクゾ株式会社の商品名）と、２０重量部の導電性酸化チタンと、１０重量部の酸化マグネシウムと、１重量部のステアリン酸カルシウムとを用意した。そして、これらを加圧式ニーダーを用いて１６０〜２００℃で混練し、冷却および粉砕を行い、単軸押出し機にて１６０℃から２１０℃に加熱して造粒したペレットを使用した。
【００２１】
また、樹脂製チューブ４００の外層を構成する第２の樹脂として、以下のように調整したものを用いている。すなわち、１００重量部のスチレン系の熱可塑性エラストマー樹脂（スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂：例えばダイナロン/ＪＳＲ株式会社の商品名）と、１２から２０重量部のポリエチレンと、１１から１４重量部のカーボンブラック１（ケッチェンブラックＥＣ/ライオンアクゾ株式会社の商品名）と、２０から２８重量部のカーボンブラック２（スペシャルブラック２５０/デグサジャパン社の商品名）と、１０から１５重量部の酸化マグネシウムと、１から１.５重量部のステアリン酸カルシウムとを用意した。そして、これら加圧式ニーダーを用いて２００から２２０℃に加熱溶融させて混練した後、冷却して粉砕機により粉砕し、マスターバッチを作成した。さらに、このマスターバッチにスチレン系の樹脂（スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂）とポリエチレンとを加え、再び２００℃から２２０℃に加熱して同様に混練および冷却ならびに粉砕を行った。そして、これを単軸押出し機にて１８０℃から２００℃に加熱して造粒したペレットを使用した。
【００２２】
なお、樹脂製チューブ４００を製造するための樹脂は、熱可塑性のエラストマーを含む押出し成形可能な熱可塑性樹脂であればよく、特に制限されるものではない。
【００２３】
本実施形態における押出し成形用金型１００の概略構造を図３に示し、その先端部を抽出拡大して図４に示す。この押出し成形用金型１００は、マンドレル１１と、このマンドレル１１を取り囲む中間マンドレル１２と、この中間マンドレル１２を取り囲むシリンダ１３と、マンドレル１１の先端部を取り囲むダイス１４とで主要部が構成されている。マンドレル１１は、筒状をなす中間マンドレル１２の中央部に形成された貫通穴１２ａに対して貫通状態で保持され、これらの間に樹脂製チューブ４００の内層となる第１の樹脂が通過する第１樹脂通路１５が画成される。
【００２４】
本実施形態におけるマンドレル１１は、中間マンドレル１２の貫通穴１２ａの基端側から取り外し可能に嵌着されるプラグ１６と、基端側がプラグ１６の先端部に交換可能に連結される樹脂分散駒１７と、ノズルチップ１８とで主要部が構成されている。
【００２５】
本実施形態におけるプラグ１６は、先端側に向けて先細りとなったテーパ状の外周面１６ａを有し、中間マンドレル１２の貫通穴１２ａの基端側のテーパ状をなす内周面との密着性が高まるように配慮している。これにより、中間マンドレル１２の貫通穴１２ａの内周面とプラグ１６の外周面１６ａとの間から第２の溶融樹脂が漏洩するような事故を未然に防ぐことができる。プラグ１６の先端部は、円錐状に窪んでおり、ここに樹脂分散駒１７の螺旋部１９の基端部が緊密に嵌め込まれ、プラグ１６に対する位置合わせを正確に行うことができるようになっている。このプラグ１６の外周面１６ａには、シリンダ１３の第１樹脂供給ポート２０に基端が連通すると共に先端側が周方向に沿って等間隔に分岐してシリンダ１３の貫通穴１３ａの内周面との間に第１樹脂通路２１を画成する溝部２２が形成されている。この溝部２２は、第１樹脂供給ポート２０からシリンダ１３の貫通穴１３ａ内に供給される溶融樹脂をマンドレル１１の外周面との間の環状の隙間、つまり第１樹脂通路２１全体に亙って均一に分散させるためのものである。溝部２２は、樹脂分散駒１７の外周面に形成された多条（本実施形態では３条または４条）の螺旋溝２３にそれぞれ連通している。
【００２６】
プラグ１６の基端には、フランジ部１６ｂが形成され、フランジ部１６ｂを貫通してシリンダ１３の基端部にねじ込まれる複数本の装着用ボルト２４により、プラグ１６がシリンダ１３に対して取り外し可能に固定される。フランジ部１６ｂには、複数の雌ねじ穴２５がさらに形成されている。中間マンドレル１２からプラグ１６を抜き外す際に、これら雌ねじ穴２５に図示しない取り外し用ボルトをねじ込み、各取り外し用ボルトの先端を強制的に中間マンドレル１２のフランジ部１２ｂの基端面１２ｃに押し当てる。これにより、中間マンドレル１２の貫通穴１２ａ内に緊密に嵌合したプラグ１６を中間マンドレル１２から浮き上がらせることができるように配慮している。
【００２７】
前記プラグ１６および螺旋部１９の中央部に挿通される連結管２６は、螺旋部１９に係止するフランジ部２６ａをその先端に有する。プラグ１６の基端面から突出するこの連結管２６の基端部の外周面には、ロックナット２７をねじ込むための雄ねじ部２６ｂが形成されている。つまり、プラグ１６と螺旋部１９とは、連結管２６とこの連結管２６の雄ねじ部２６ｂにねじ込まれるロックナット２７とによって一体的に連結される。この場合、プラグ１６の溝部２２と螺旋部１９の螺旋溝２３とが連続するように、プラグ１６および螺旋部１９の回転位相を合致させておく必要がある。連結管２６の基端にはそれぞれ図示しない空気供給源に接続する空気供給配管が連結され、所定圧に調圧された所定流量の空気が連結管２６内に供給されるようになっている。
【００２８】
本実施形態における樹脂分散駒１７は、基端部がプラグ１６に取り外し可能に連結される螺旋部１９と、基端部がこの螺旋部１９の先端部に取り外し可能に連結されると共に先端部にノズルチップ１８が取り外し可能に連結される延長部２８とに分解可能である。
【００２９】
樹脂分散駒１７の延長部２８の基端部には、螺旋部１９の内側に差し込まれる雄ねじ部２８ａが形成されている。この雄ねじ部２８ａを螺旋部１９の内周面に形成された雌ねじ部１９ａに対してねじ込むことにより、螺旋部１９に対して延長部２８が一体的に連結される。つまり、延長部２８は螺旋部１９に対してねじ部２８ａ，１９ａを介し取り外し可能に連結されている。シリンダ１３の貫通穴１３ａの内周面との間に隙間が形成された延長部２８の外周面には、円周方向に沿った溶融樹脂の圧力分布を均一化させるための複数（図示例では２つ）の環状溝２９がその長手方向に沿って相隔てて形成されている。ダイス１４の後述する貫通穴１４ａ内に位置する延長部２８の先端側は、ノズルチップ１８に続く先細りのテーパ状をなしている。延長部２８の中央部には、連結管２６に供給された空気をノズルチップ１８側に導くための空気供給通路３０が形成されている。
【００３０】
本実施形態におけるノズルチップ１８と延長部２８との連結構造は、上述した螺旋部１９と延長部２８とのねじ締結構造とほぼ同じ機構を採用している。つまり、ノズルチップ１８の基端部には延長部２８の空気供給通路３０の先端側に差し込まれる連結部３１が突設されている。そして、この連結部３１に形成された雄ねじ部３１ａが延長部２８の空気供給通路３０の先端部に形成された雌ねじ部３０ａに対してねじ込まれるようになっている。ノズルチップ１８の中央に形成された空気吹き出し口３２の開口端部は、図示しない棒スパナを装着するための多角形断面となっている。
【００３１】
中間マンドレル１２の貫通穴１２ａの基端部（図中、上端部）は、先端側（図中、下側）に向けて先細りとなるテーパ状をなし、ここにマンドレル１１の基端部が緊密に嵌合されて第１樹脂通路２１からの溶融樹脂の漏洩を防止している。中間マンドレル１２は、円筒状をなすシリンダ１３の中央部に形成された貫通穴１３ａ内に収容されており、これらの間に樹脂製チューブ４００の外層となる第２の樹脂が通過する第２樹脂通路３３が画成される。従って、中間マンドレル１２の先端よりも下流側が２つの溶融樹脂の合流部３４となる。中間マンドレル１２の外周面には、樹脂製チューブ４００の外層となる第２樹脂通路３３をシリンダ１３の貫通穴１３ａの内周面との間に画成する溝部３５および途中から分岐したこの溝部３５に連通する複数条の螺旋溝３６が形成されている。中間マンドレル１２の基端にはフランジ部１２ｂが形成され、このフランジ部１２ｂを貫通してシリンダ１３の基端部にねじ込まれる複数本の図示しない装着用ボルトにより、中間マンドレル１２がシリンダ１３に対して取り外し可能に固定される。フランジ部１２ｂには、複数の雌ねじ穴３７がさらに形成されている。シリンダ１３から中間マンドレル１２を抜き外す際、これら雌ねじ穴３７に図示しない取り外し用ボルトをねじ込み、各取り外し用ボルトの先端を強制的にシリンダ１３の基端面１３ｂに押し当てる。これにより、シリンダ１３の貫通穴１３ａ内に緊密に嵌合した中間マンドレル１２をシリンダ１３から浮き上がらせることができる。
【００３２】
シリンダ１３の貫通穴１３ａの基端部は、先端側に向けて先細りとなるテーパ状をなし、ここに中間マンドレル１２の基端部が緊密に嵌合されて第２樹脂通路３３からの溶融樹脂の漏洩を防止している。シリンダ１３の基端側には、その貫通穴１３ａの内周面にそれぞれ開口する第１および第２樹脂供給ポート２０，３８が形成されている。第１の溶融樹脂が供給される第１樹脂供給ポート２０は、中間マンドレル１２に形成された連通孔３９を介して中間マンドレル１２の貫通穴１２ａの内周面、つまり第１樹脂通路２１に連通している。同様に、第２の溶融樹脂が供給される第２樹脂供給ポート３８は、そのまま中間マンドレル１２とシリンダ１３との間に形成された第２樹脂通路３３に連通している。シリンダ１３の貫通穴１３ａの先端部は、先細りのテーパ状をなしてダイス１４の貫通穴１４ａに連通し、これらは合流部３４を介してほぼ連続したテーパ形状となるように設定されている。
【００３３】
本実施形態におけるダイス１４は、シリンダ１３の先端部にねじ込まれる複数本の固定用ボルト４０により、シリンダ１３の先端面１３ｃに対してダイス１４の基端面１４ｂが密着するように、シリンダ１３に対して一体的に連結されている。このダイス１４には、シリンダ１３の貫通穴１３ａに連通する先細りとなったテーパ状の貫通穴１４ａがその中央部に形成されている。ダイス１４の貫通穴１４ａの内周面と、延長部２８の先端部およびノズルチップ１８の外周面との間には、合流後の溶融樹脂が複層状態のまま通過する樹脂通路４１が画成され、ダイス１４の先端面１４ｃに開口する樹脂押出し口４２まで続いている。この樹脂押出し口４２は、空気吹き出し口３２に対して同心状をなすようにこれを取り囲んだ状態となっている。
【００３４】
上述した押出し成形用金型１００の材質として、溶融樹脂に接触しない連結管２６やダイスホルダ３２などは、主としてＳ４５ＣまたはＳ５５Ｃを利用することができる。溶融樹脂が接するそれ以外のマンドレル１１，シリンダ１３，ダイス１４，ノズルチップ１８などは、耐圧性および耐熱性が要求されるため、硬鋼，ニッケルクローム鋼，不銹鋼，工具鋼などで製作されている。そして、ロックウェル硬度が６０Ｃ〜６２Ｃ程度となるように焼き入れを行う。次いで、樹脂が接する面を表面研摩した後、１０μm〜５０μm程度の厚さの硬質クロームメッキ処理をこれらに施す。
【００３５】
合流部３４から樹脂押出し口４２に至る樹脂通路４１は、本発明における環状の絞り込み部４３を含む。この絞り込み部４３は、この押出し成形用金型１００の中心軸線Ｃに対して直交する通路断面積が溶融樹脂の流動方向に沿って次第に縮小する部分であり、本実施形態ではダイス１４の貫通穴１４ａのテーパ状をなす領域Ｚが該当する。
【００３６】
従って、樹脂製チューブ４００の内層となる第１の樹脂は、中間マンドレル１２の先端にて第２の樹脂と合流する。そして、そのまま第２の樹脂と共に樹脂押出し口４２から押し出され、同時に空気吹き出し口３２から噴出する所定圧および所定流量の空気により、所定の径に保持された２層構造の樹脂製チューブ４００となる。この樹脂製チューブ４００は、後続する冷却工程および引き取り工程，切断工程を経て所定寸法のシームレスチューブに加工され、先の表面層４として用いられる。樹脂製チューブ４００の径や肉厚は、樹脂押出し口４２の寸法形状によってほぼ決定され、引き取り機３００の引き取り速度を制御することにより、製品となる表面層４の寸法許容範囲内に収まるように調整される。
【００３７】
ここで、絞り込み部４３の上流端の通路断面積Ａに対し、絞り込み部４３の下流端の通路断面積Ｂの断面積減少率(Ａ/Ｂ)が５０以上かつ８０以下に設定することが有効である。断面積減少率(Ａ/Ｂ)が５０未満の場合、高粘度の樹脂を押出し成形することが困難となる。逆に、断面積減少率(Ａ/Ｂ)が８０を越えると、押出し用成形金型１００自体の寸法形状が大きくなってしまい、実用的ではなくなる。
【００３８】
また、中心軸線Ｃと、マンドレル１１の先端部のテーパ状をなす外周面とのなす角（以下、これを内側テーパー角と呼称する）αが１０度以上かつ４５度以下であることが有効である。換言すると、中心軸線Ｃと、樹脂分散駒１７の延長部２８の先端部およびノズルチップ１８の基端部の外周面とのなす角αを１０度以上かつ４５度以下に設定する。内側テーパ角αが１０度未満の場合、押出し成形用金型１００の寸法形状が長くなってしまう上、樹脂の圧力損失が増大してしまう。逆に、内側テーパ角αが４５度を越えると、樹脂通路４１が屈曲状態となる絞り込み部４３の両端にて樹脂の滞留が起こる可能性があり、また溶融樹脂が急激に絞られるため、その流動が不安定となってしまう。
【００３９】
前記中心軸線Ｃと、ダイス１４の貫通穴１４ａの内周面とのなす角（以下、これを外側テーパー角と呼称する）βもまた、先の内側テーパ角αと等しく設定することが好ましい。つまり、中心軸線Ｃと、絞り込み部４３の少なくとも一部を画成すると共に中心軸線Ｃに対して傾斜した樹脂通路４１の外周面とのなす角βを先の内側テーパ角αと等しく設定している。これは、樹脂分散駒１７の延長部２８の先端部およびノズルチップ１８の基端部のテーパ状をなす外周面と、ダイス１４の貫通穴１４ａのテーパ状をなす内周面とが平行であることを意味する。これらが非平行の場合、樹脂分散駒１７の延長部２８の先端部およびノズルチップ１８の基端部のテーパ状をなす外周面の近傍を流動する溶融樹脂の流速と、ダイス１４の貫通穴１４ａのテーパ状をなす内周面の近傍を流動する溶融樹脂の流速とがずれてしまう。この結果、樹脂製チューブ４００の２層構造の品質が低下してしまう不具合を生ずる。
【００４０】
本実施形態では、絞り込み部４３の上流端の内径ｄ1および外径Ｄ1が４３mmおよび５６.９mm、絞り込み部４３の下流端の内径ｄ2および外径Ｄ2を１２.５mmおよび１１.５mmに設定し、絞り込み部４３のテーパ角α，βを共に１５度に設定している。従って、断面積減少率（Ａ/Ｂ）は６０.５である。
【００４１】
次に、本実施形態における押出し成形用金型１００を用い、以下の表１に示す成形条件にて樹脂製チューブ４００を押出し成形した結果について比較例と共に説明する。
【００４２】
比較例で用いた押出し成形用金型は、絞り込み部の下流端の内径が５４.３mmに設定されており、それ以外は基本的に本実施形態の押出し成形用金型１００と同一である。絞り込み部の下流端の内径を５４.３mmに設定した結果、絞り込み部のテーパ角αが１４度となっており、絞り込み部の内周壁と外周壁とが平行から外れ、断面積減少率(Ａ/Ｂ)も３９に変化している。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１から明らかなように、本実施形態による成形では、樹脂製チューブ４００の引き取り速度や成形時の樹脂圧力および成形中ならびに成形後の外観検査など、特に問題となる項目は見当たらず、良好な結果を得ることができた。これに対し、比較例による成形では樹脂の押出し量に対して金型内の樹脂圧力が相対的に高くなり、樹脂の押出し量を増やすことができなかった。このため、引き取り速度が本実施形態の場合よりも遅くなってしまうことが分かった。また、得られる樹脂製チューブの表面にも、しわが発生してしまった。
【００４５】
なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の対象となった電子写真装置用帯電ロールの外観を分解状態で表す立体投影図である。
【図２】図１に示した帯電ロールの表面層に用いられる樹脂製チューブの製造システムを本発明に適用した一実施形態の概念図である。
【図３】図１に示した製造システムにおける押出し成形用金型の内部構造を表す拡大断面図である。
【図４】図３に示した押出し成形用金型の先端部分の抽出拡大図である。
【符号の説明】
【００４７】
α  内側テーパ角
β  外側テーパ角
Ｃ  押出し成形用金型の中心軸線
１１  マンドレル
１２  中間マンドレル
１３  シリンダ
１４  ダイス
１５  第１樹脂通路
１６  プラグ
１８  ノズルチップ
１９  螺旋部
２０  第１樹脂供給ポート
２１  第１樹脂通路
２８  延長部
３０  空気供給通路
３３  第２樹脂通路
３４  合流部
３８  第２樹脂供給ポート
４１  樹脂通路
４２  樹脂押出し口
４３  絞り込み部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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