(57)【要約】【課題】突き出しピンによる製品押し出し時において、突き出しピンにより製品が破損することがなく、かつ薄膜状などの成形品であっても皺や反りが発生しにくい軸受の製造方法および射出成形金型を提供する。【解決手段】軸受部とフィルム状外径部とをブリッジ部を介して保持する軸受を製造するために、固定側型板と、この固定側型板に衝合する可動側型板と、上記軸受部の軸方向と上記可動側型板の進退方向とが同一方向となるように上記固定側型板および上記可動側型板により形成されるキャビティ部と、上記可動側型板に肉抜部入子とを備えた射出成形金型であって、上記肉抜部入子が上記可動側型板の進退方向と同一方向に進退する。【選択図】      図１
2004314310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部とフィルム状外径部とをブリッジ部を介して保持する軸受を製造するために、固定側型板と、この固定側型板に衝合する可動側型板と、前記軸受部の軸方向と前記可動側型板の進退方向とが同一方向となるように前記固定側型板および前記可動側型板により形成されるキャビティ部と、前記可動側型板に肉抜部入子とを備えた射出成形金型であって、
前記肉抜部入子が前記可動側型板の進退方向と同一方向に進退することを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記軸受が画像形成装置のシート搬送用転動体であ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】
軸受部とフィルム状外径部とをブリッジ部を介して保持する軸受の製造方法であって、
固定側型板と、衝合方向と同一方向に進退する肉抜部入子を有する可動側型板とを衝合して、前記軸受部の軸方向と前記可動側型板の進退方向とが同一方向となるキャビティ部を形成する工程と、
前記キャビティ部に樹脂を注入する工程と、
成形品を押し出す前に前記可動側型板の肉抜部入子が後退する工程とを備えることを特徴とする軸受の製造方法。
【請求項４】
前記軸受が画像形成装置のシート搬送用転動体であることを特徴とする請求項３記載の軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特殊形状の軸受、特に画像形成装置のシート搬送用転動体の製造方法およびその製造に用いる射出成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルムやシートなどの薄状物を送り出す部位に軸受を用いた場合では、これら薄状物に軸受の押圧痕が残る場合がある。例えば、複写機やレーザービームプリンターなどの排紙部に排紙コロなどのシート搬送用転動体を用いた場合、シートにその転動体の押圧痕が残り画質が劣化することがあり、これらの押圧痕の発生を防止することは重要な技術課題となっている。
押圧痕の原因は、軸受によるシートへの局部的な接圧であり、軸受の外径摺接面に形成されるパーティングライン（以下「ＰＬ」と称す）や、摺接面端部のエッジ部との接触部で主に生じる。また、特に画像形成装置に用いられる排紙コロに限ると、上記問題に加えて、排紙コロで押し付けられた面のトナーが潰されるので他の部分と画質に差が発生するという問題、排紙コロと接した面が他の面より早く冷却されるために、冷却速度の差によって画質に差が発生するなどの問題などがあった。
【０００３】
従来このような問題に対応するため、ＰＬが排紙コロの長手方向の中央部に設けられ、長手方向の中央部の外径寸法が排紙コロ摺動面の両端部より小径とするシート搬送用転動体（特許文献１参照）や、発泡ゴムなど軟らかいゴムの表面にＰＦＡのチューブなどを被せたものなどが考案されていた。さらにこれらでは対応しきれない問題に対して、外径摺接部をフィルム状とすることにより、転動体とシート印字面との接圧を低減させた画像成形装置のシート搬送用転動体なども考案されている（特願２００２−３４０６４０）。
【０００４】
従来これらのシート搬送用転動体などの軸受を射出成形により製造する場合の射出工程を図６に示す。図６は射出工程におけるキャビティ周辺断面図を示したものである。
射出成形金型１２は、固定側型板１３と、可動側型板１４とが衝合されキャビティ１５を形成している。両型板には軸受の肉抜部を形成する肉抜部入子１３ａおよび１４ａが備えられている（図６（ａ））。
この金型を用いた射出成形工程手順を以下に示す。すなわち、まず固定側型板１３と、可動側型板１４とを衝合し型を閉じた状態で、成形用溶融樹脂１６をゲート１７を介してキャビティ１５内に射出充填する（図６（ｂ））。充填後、保圧工程、冷却工程を経てキャビティ１５内の樹脂１６が硬化した後、金型を開放する（図６（ｃ））。開放後、突き出しピン１８を前進させて、成形品１９を押し出して可動側型板１４から排出する（図６（ｄ））。
また、トナーの非接着性などに優れたシート搬送用転動体をフルオロカーボン樹脂などを用いて射出成形により製造する方法も考案されている（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３５５４３４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平１０−１１４４４３号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、射出成形金型を用いて上記の手順により軸受の射出成形を行なうと、突き出しピンなどによる押し出し時において、軸受外径部などのように入子とそれ以外の金型部で囲まれた部分で、摩擦抵抗が大きく、また軸受外径部が太鼓状などである場合には無理抜きとなるため、皺や反りが発生するという問題がある。
特に、軸受の外径部厚さが１  ｍｍ  にも満たないようなフィルム状である場合には、射出成形後の製品押し出し工程において、フィルム部に皺が寄る、あるいはフィルム部が破れる、さらには突き出しピンが製品を突き抜けてしまうなどの不具合が生じ、射出成形による製造が困難であるという問題がある。突き出しピンによる製品の突き抜けに関しては、ＰＦＡ、ＥＴＦＥおよびＦＥＰの射出成形可能なフッ素樹脂を成形する際に多く発生する。この原因は、これらの硬度がショアー硬度でＤ６０〜Ｄ８０（ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０）と低いことにある。
【０００７】
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、フィルム状シート搬送用転動体などの特殊形状の軸受を射出成形により製造する方法、および該成形に用いる射出成形金型であって、突き出しピンによる製品押し出し時において、突き出しピンにより製品が破損することがなく、かつ薄膜状などの成形品であっても皺や反りが発生しにくい軸受の製造方法および射出成形金型を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形金型は、軸受部とフィルム状外径部とをブリッジ部を介して保持する軸受を製造するために、固定側型板と、この固定側型板に衝合する可動側型板と、上記軸受部の軸方向と上記可動側型板の進退方向とが同一方向となるように上記固定側型板および上記可動側型板により形成されるキャビティ部と、上記可動側型板に肉抜部入子とを備えた射出成形金型であって、上記肉抜部入子が上記可動側型板の進退方向と同一方向に進退することを特徴とする。
また、上記軸受が画像形成装置のシート搬送用転動体であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の軸受の製造方法は、軸受部とフィルム状外径部とをブリッジ部を介して保持する軸受の製造方法であって、固定側型板と、衝合方向と同一方向に進退する肉抜部入子を有する可動側型板とを衝合して、上記軸受部の軸方向と上記可動側型板の進退方向とが同一方向となるキャビティ部を形成する工程と、上記キャビティ部に樹脂を注入する工程と、成形品を押し出す前に上記可動側型板の肉抜部入子が後退する工程とを備えることを特徴とする。
また、上記軸受が画像形成装置のシート搬送用転動体であることを特徴とする。
【００１０】
可動側型板と同一方向に進退可能な肉抜部入子を備えた射出成形金型を用い、製品押し出し前に、該肉抜部入子のみを後退させることにより、押し出し時には成形品は肉抜部入子から離型した状態となり、その分抵抗が少なく押し出せるため、軸受外径部がフィルム状などであっても、皺、外側への反りなどが発生しない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の軸受用の射出成形金型を図１を参照して説明する。図１は、射出成形金型のキャビティ周辺断面図を示す。
金型１は、固定側型板２と可動側型板３とが衝合され、それぞれの側に備えられた固定側肉抜部入子２ａおよび可動側肉抜部入子３ｃと合せてキャビティ４を形成している。なお、図中８がＰＬである。
固定側型板２には、溶融樹脂をキャビティ４に注入するためのゲート５が形成されている。また、可動側型板３には、軸受の軸孔を形成するためのセンターピン６および成形品を押し出すための突き出しピン７がそれぞれ備えられている。
キャビティ４は、外径摺接面を形成し、両端部がフィルム状である外径部４ａと、この外径部をブリッジ部４ｂを介して保持する軸受部４ｃとを備えてなる画像形成装置のシート搬送用転動体の形状を有する。
【００１２】
本発明の金型の可動機構を図２を参照して説明する。図２は、射出成形金型の一部断面図を示す。なお、図２では図１で示したゲート５を図示省略している。
ＰＬ８で型開きする金型１の開閉ストロークを決定するため、固定側型板２と可動側型板３とが引張リンク９により連結されている。また、両型板が正確に衝合できるようガイドピン（図示省略）が両型板に連通されている。
さらに可動側型板３は、キャビティ４を備えた右型板部３ａと、可動側肉抜部入子３ｃなどを備えた左型板部３ｂとからなり、右型板部３ａに固定されたストップボルト３ｄにより、その可動範囲Ｌ１だけ右型板部３ａと左型板部３ｂとが開閉可能な構造としている。なお、ストップボルト３ｄは、左型板部３ｂに固定されていてもよい。
【００１３】
上記引張リンク９は固定側型板２と、可動側型板３の右型板部３ａのみに連結されており、可動側型板３が図中左側に後退し、固定側型板２と右型板部３ａとが該引張リンク９により所定間隔で開かれた後も、左型板部３ｂは独立してさらに後退することができる。
【００１４】
可動側肉抜部入子３ｃは左型板部３ｂに固定されている。このため、左型板部３ｂが図中左側に後退すると、該入子３ｃはキャビティ４と独立して左型板部３ｂと同一方向に後退する。よって、可動側肉抜部入子３ｃは、右型板部３ａと左型板部３ｂとが開いている状態においては、ストップボルトの可動距離Ｌ１だけキャビティ４より引き抜かれた状態となる。なお、この可動距離Ｌ１は、可動側肉抜部入子３ｃと右型板部３ａとの間で形成される成形品と、該入子３ｃとが接触しなくなる距離であればよい。例えば軸受部外形がストレートであった場合、該入子３ｃは完全に軸受部から引き抜いた方が望ましいが、抜き勾配が形成されている場合は、例えば１ｍｍ程度後退させるだけでもよい。
【００１５】
左型板部３ｂの内部には、突き出しピン７を配置するための突き出し板７ａおよびセンターピン６を配置するためのセンターピン板６ａとが備えられている。
突き出し板７ａは、図２に示すように２枚の平面板で構成され、突き出し力に対してたわみを生じない強度を有する。また突き出し板７ａは、可動側肉抜部入子３ｃをキャビティ４より引き抜いた状態とした時に、右型板部３ａと左型板部３ｂとが開いている場合でも、キャビティ４に対する突き出しピン７の位置が変らないようにするために、突き出し板固定ピン７ｂによって右型板部３ａとの移動距離が拘束されている。
センターピン板６ａも、突き出し板７ａと同様に２枚の平面板で構成されており、右型板部３ａと左型板部３ｂとが開く場合において、センターピン６が連動して後退するのを防ぐため、センターピン板固定ピン６ｂによって右型板部３ａとの移動距離が拘束されている。
【００１６】
突き出し板７ａおよびセンターピン板６ａは、それぞれ独立した突き出し板固定ピン７ｂおよびセンターピン板固定ピン６ｂにより、可動側型板３の右型板部３ａに連結されるため、右型板部３ａと左型板部３ｂとが開く場合でも、突き出しピン７およびセンターピン６と、キャビティ４との距離を一定に保持でき、かつ製品押し出し時には、突き出しピン７のみを独立して移動させることができる。
【００１７】
キャビティ４に充填される軸受の成形材料としては、任意の合成樹脂を用いることができ、特に画像形成装置のシート搬送用転動体を成形する場合には、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰなどの射出成形可能なフッ素樹脂が好適に用いられる。ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰを用いても突き出しピンによって成形品を突き破ることがない。
【００１８】
ＰＬ８は、任意の位置とすることができるが、本発明の射出成形用金型は、軸受、特に画像形成装置のシート搬送用転動体の成形に用いられるものであるので、外周摺動面にバリや段差を無くし用紙への汚れを防止できるよう図１および図２に示すように、ＰＬ８を軸受外径部の片端部に設定することが好ましい。
【００１９】
本発明の射出成形による軸受の製造方法を図３および図４を参照して説明する。図３（ａ）〜（ｆ）は、キャビティ周辺断面図を用いて軸受の製造工程を示す図であり、図４（ａ）〜（ｄ）は、射出成形金型の一部断面図を用いて軸受の製造工程を示す図である。
射出成形に入る前は、可動側型板３の可動側肉抜部入子３ｃが前進し、突き出しピン７は後退している（図３（ａ））。以下図３（ｂ）〜（ｆ）、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して各工程順に説明する。
（１）型閉じ工程（キャビティ部形成工程）：固体側型板２と可動側型板３とが衝合され、固定側肉抜部入子２ａおよび可動側肉抜部入子３ｃと合せて軸受の形状であるキャビティ４を形成する（図３（ｂ）、図４（ａ））。
（２）射出工程（樹脂注入工程）：成形用溶融樹脂１０をゲート５を介してキャビティ４内に射出充填する（図３（ｃ））。
（３）型開き工程：保圧工程、冷却工程を経てキャビティ４内の樹脂１０が硬化した後、可動側型板３を図中左方向に後退させて金型を開放する（図３（ｄ））。また、図４（ｂ）に示すように型開きストロークは引張リンク９により決定される。なお、可動側型板３の駆動は図示されていない油圧シリンダ等の駆動手段により駆動される。
（４）肉抜部入子の抜き工程：引張リンク９により固定側型板２と、右型板部３ａとが所定の間隔で開かれ右型板部３ａが位置固定された後、左型板部３ｂが独立してさらに図中左方向に後退することにより、該左型板部３ｂに固定された可動側肉抜部入子３ｃが、樹脂１０部分から離型される（図４（ｃ）、図３（ｅ））。なお、引き抜かれる距離は図４（ａ）に示すストップボルト３ｄの可動距離Ｌ１である。
（５）成形品押し出し工程：突き出しピン７を図中右方向に移動し、樹脂１０が硬化した成形品１１を押し出してキャビティ４から排出する（図３（ｆ））。突き出しピン７の移動は、突き出し板７ａを図示されていない油圧シリンダ等の駆動手段により、センターピン板６ａと独立して移動させることにより行なう（図４（ｄ））。
（１）〜（５）の工程終了後、可動側型板３の可動側肉抜部入子３ｃおよび突き出しピン７を図３（ａ）の状態に戻す。
なお、上記各工程における射出圧力、保圧の成形条件は、使用する樹脂の最適条件で行なう。
また、（４）肉抜部入子の抜き工程は、保圧工程、冷却工程を経てキャビティ４内の樹脂１０が硬化した後であれば、（３）型開き工程前に行なってもよい。
得られた成形品１１であるシート搬送用転動体の斜視図を図５に示す。
【００２０】
肉抜部入子を引き抜くことなく突き出しピンにより成形品の押し出しを行なう場合、外径部１１ａが、肉抜部入子と金型との間で受ける摩擦抵抗が大きく、該形状がフィルム状などの薄形状であると、該部分に皺や反りなどが発生しやすい。また、シート搬送用転動体を成形する場合、図５に示すように外径部１１ａの形状が太鼓状であり製品の押し出しが無理抜きとなるため、特に皺や反りなどが発生しやすい。
これに対し、本発明の軸受の射出成形金型を用いた製造方法では、上記（２）射出成形工程後であって上記（５）成形品押し出し工程前に、上記（４）肉抜部入子を後退させ引き抜く工程を備えることにより、成形品押し出し工程時においては、肉抜部入子部分が空洞状態となり、該部分と接触していた分の摩擦抵抗が減るとともに、軸受外径部の内側方向への変形が許容されるため、軸受を容易に無理なくキャビティ４から取り出すことができる。
なお、この実施の形態では、軸受部が中空の軸孔付のものについて説明したが、中実で軸受部の両側にボス部を設けたものでもよい。
【００２１】
【実施例】
実施例１
図２に示した射出成形金型を用いて図５に示す軸受（軸方向長さが  １２  ｍｍ、フイルム状外形部直径が  ９  ｍｍ  、フイルムの末端部の肉厚が  ０．５  ｍｍ  、軸孔  ２  ｍｍ  、軸受径  ４．５  ｍｍ  ）を成形した。成形樹脂はＰＦＡのナチュラル材（ショアー硬度  Ｄ６４）である。
実施例２
成形樹脂をカーボン粉末が１５重量％配合されたＥＴＦＥ（ショアー硬度  Ｄ８３）に変更した以外は実施例１と同じである。
比較例１
可動側型板の可動側肉抜部入子が後退しない従来技術の射出成形金型を用いて実施例１と同じ形状の軸受を成形した。成形樹脂はＰＦＡのナチュラル材（ショアー硬度  Ｄ６４）である。
比較例２
成形樹脂をカーボン粉末が１５重量％配合されたＥＴＦＥ（ショアー硬度  Ｄ８３）に変更した以外は比較例１と同じである。
【００２２】
実施例１、２の軸受は、キャビティと同じ形状の軸受が得られたが、比較例１の軸受は、製品押し出し時において、突き出しピンによって成形体を破ってしまい製品を取り出すことができなかった。比較例２は突き出しピンによって成形体を破ることはなかったが、フィルム部にスジが付いており、使用に支障がでると判断された。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の射出成形金型は、軸受部とフィルム状外径部とをブリッジ部を介して保持する軸受を製造するために、固定側型板と、この固定側型板に衝合する可動側型板と、上記軸受部の軸方向と上記可動側型板の進退方向とが同一方向となるように上記固定側型板および上記可動側型板により形成されるキャビティ部と、上記可動側型板に肉抜部入子とを備えた射出成形金型であって、上記肉抜部入子が上記可動側型板の進退方向と同一方向に進退するので、製品押し出し時における製品への摩擦抵抗などを少なくでき、軸受外径部がフィルム状などであっても、皺、外側への反りなどがない成形品を得ることができる。
【００２４】
本発明の軸受の製造方法は、軸受部とフィルム状外径部とをブリッジ部を介して保持する軸受の製造方法であって、固定側型板と、衝合方向と同一方向に進退する肉抜部入子を有する可動側型板とを衝合して、上記軸受部の軸方向と上記可動側型板の進退方向とが同一方向となるキャビティ部を形成する工程と、上記キャビティ部に樹脂を注入する工程と、成形品を押し出す前に上記可動側型板の肉抜部入子が後退する工程とを備えるので、製品押し出し前に、該肉抜部入子のみを後退させることにより、押し出し時には成形品は肉抜部入子から離型した状態となり、その分抵抗が少なく押し出せるため、軸受外径部がフィルム状などであっても、皺、外側への反りなどが発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る射出成形金型のキャビティ周辺断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る射出成形金型の一部断面図である。
【図３】本発明の軸受の製造工程を示す図（キャビティ周辺断面図）である。
【図４】本発明の軸受の製造工程を示す図（射出成形金型の一部断面図）である。
【図５】本発明の製造方法より得られた成形品の斜視図である。
【図６】従来の軸受の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１    金型
２    固定側型板
３    可動側型板
４    キャビティ
５    ゲート
６    センターピン
７    突き出しピン
８    ＰＬ（パーティングライン）
９    引張リンク
１０  溶融樹脂
１１  成形品
【図１】
2004314310.tif 000003
【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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