(57)【要約】【課題】振れ精度を向上する、ゴムローラ成形金型およびゴムローラの製造方法を提供する。【解決手段】ゴムローラ成形金型において、該成形金型が、内部に円筒状空間を有する金型本体と、該金型本体の両端部に設置し芯金を金型本体内の円筒状空間の中心軸と同心となるように金型本体内に保持する金型駒からなり、金型駒の少なくとも一方は軸方向に摺動可能なスライド部材と押圧手段を具備し、芯金両端角部に形成した芯金面取り部を、金型駒および金型駒内のスライド部材に形成した金型駒面取り部で軸方向に押圧手段で押圧挟持し、且つ、押圧挟持する芯金面取り部および金型駒面取り部がそれぞれＲ面取りとＣ面取りの組合せであることを特徴とするゴムローラ成形金型およびこれを用いたゴムローラの製造方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムローラ成形金型において、該成形金型が、内部に円筒状空間を有する金型本体と、該金型本体の両端部に設置し芯金を金型本体内の円筒状空間の中心軸と同心となるように金型本体内に保持する金型駒からなり、金型駒の少なくとも一方は軸方向に摺動可能なスライド部材と押圧手段を具備し、芯金両端角部に形成した芯金面取り部を、金型駒および金型駒内のスライド部材に形成した金型駒面取り部で軸方向に押圧手段で押圧挟持し、且つ、押圧挟持する芯金面取り部および金型駒面取り部がそれぞれＲ面取りとＣ面取りの組合せであることを特徴とするゴムローラ成形金型。
【請求項２】
芯金面取り部または金型駒面取り部に形成したＣ面取り部の軸方向断面のＣ面斜面と軸方向とのなす角が４°〜４５°であり、Ｃ面斜面の長さが０．２ｍｍ以上であって、且つ、芯金面取り部または金型駒面取り部に形成したＲ面取り部のＲの大きさがＲ０．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のゴムローラ成形金型。
【請求項３】
スライド部材の押圧手段が、金型駒内部に配置したバネまたは空圧シリンダであることを特徴とする請求項１または２記載のゴムローラ成形金型。
【請求項４】
加熱した成形金型のキャビティに液状ゴムを注入し、硬化させた後に脱型してゴムローラを成形する工程を有するゴムローラの製造方法において、成形金型として、請求項１ないし３のいずれかに記載のゴムローラ成形金型を用いることを特徴とするゴムローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴムローラ成形金型およびゴムローラの製造方法に関する。詳しくは、例えば電子写真法、静電記録法、インクジェット法等のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の現像ローラ、帯電ローラ、加圧ローラ、転写ローラ、プラテンローラ等に用いられるゴムローラの成形に用いられるゴムローラ成形金型およびゴムローラの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴムローラは、内部に円筒状空間を有する金型本体と、金型本体の両端部に設置し芯金を保持する金型駒からなるゴムローラ成形金型を用い、金型本体内面および芯金外面との間に形成されるキャビティに液状ゴムを注入し、これを硬化し、脱型することにより成形されている。
【０００３】
このようなゴムローラの成形方法においては、芯金径よりも大径の穴を金型駒に設け一対の金型駒に芯金を挿入しこれを金型本体内の円筒状空間に保持する方式のものが一般的に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子写真法、静電記録法、インクジェット法等のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置におけるプリントの高画質化が進展しており、これに伴なって、これらに使用される各種ローラについても一層の高精度化と低コスト化とが要請されている。
【０００５】
しかしながら、従来のゴムローラ成形金型および成形方法においては、特開平１−７８８０５号公報の例に示す様に、芯金を金型駒に設けた穴に挿入して保持するため、芯金を金型駒に挿入する必要が有り、挿入するには芯金と金型駒に設けた穴との間に隙間が必要である。この隙間が存在するために、穴内で芯金が移動し金型本体の円筒状空間の中心軸と芯金の中心軸とを一致させるのが困難となり、同心度を悪化させる要因となる。同心度が低い状態で液状ゴムを金型のキャビティ内に注入し、硬化、脱型してゴムローラを成形すると、成形されたゴムローラの振れ精度が悪化する。また前述芯金と金型駒に設けた穴との隙間を小さくしてローラの振れ精度を向上しようとすると芯金の加工精度を上げなければならず、これによりコストアップとなる。
【０００６】
また、芯金と金型駒に設けた穴との隙間を小さくしすぎると、芯金を挿入する際、スムースに挿入作業を行うのが困難となり、芯金に曲げ応力や座屈応力を加えることとなり返ってローラの振れが増大する。また甚だしい場合には、芯金と金型駒が擦れ芯金外周に摺擦傷が付いたり、芯金表面にメッキが施こされている場合、メッキが剥がれるという難点が有った。
【０００７】
本発明は、これらに鑑みなされたものであり、低コストで、振れ精度に優れるゴムローラを製造することのできる、ゴムローラ成形金型およびゴムローラの製造方法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】
上記の課題を達成するため、本発明者等は鋭意検討を行い本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は次に記載する事項により特定することができる。
［１］　ゴムローラ成形金型において、該成形金型が、内部に円筒状空間を有する金型本体と、該金型本体の両端部に設置し芯金を金型本体内の円筒状空間の中心軸と同心となるように金型本体内に保持する金型駒からなり、金型駒の少なくとも一方は軸方向に摺動可能なスライド部材と押圧手段を具備し、芯金両端角部に形成した芯金面取り部を、金型駒および金型駒内のスライド部材に形成した金型駒面取り部で軸方向に押圧手段で押圧挟持し、且つ、押圧挟持する芯金面取り部および金型駒面取り部がそれぞれＲ面取りとＣ面取りの組合せであることを特徴とするゴムローラ成形金型。
［２］　芯金面取り部または金型駒面取り部に形成したＣ面取り部の軸方向断面のＣ面斜面と軸方向とのなす角が４°〜４５°であり、Ｃ面斜面の長さが０．２ｍｍ以上であって、且つ、芯金面取り部または金型駒面取り部に形成したＲ面取り部のＲの大きさがＲ０．２ｍｍ以上であることを特徴とする［１］記載のゴムローラ成形金型。
［３］　スライド部材の押圧手段が、金型駒内部に配置したバネまたは空圧シリンダであることを特徴とする［１］または［２］記載のゴムローラ成形金型。
［４］　加熱した成形金型のキャビティに液状ゴムを注入し、硬化させた後に脱型してゴムローラを成形する工程を有するゴムローラの製造方法において、成形金型として、［１］ないし［３］のいずれかに記載のゴムローラ成形金型を用いることを特徴とするゴムローラの製造方法。
【０００９】
すなわち、ローラの振れの原因の一つが芯金を保持する方法に有り、従来の、芯金の外径を金型駒の内径で保持する方法では、前述の通り芯金と金型駒の隙間が生じこれがローラの振れの原因となる。本発明では芯金の面取り部を金型駒の面取り部で軸方向に押圧挟持することにより、芯金面取り部および金型駒面取り部がそれぞれＲ面取りとＣ面取りで接するため芯金と金型駒の隙間による中心軸の振れを無くすることができまた芯金にセンターリング効果が生じるため、金型本体の円筒状空間と芯金の同心度が向上する。またＲ面と当接するＣ面と、軸方向のなす角度（θ４と表すことがある）は、芯金を押圧挟持する押圧力（Ｆと表すことがある）が一定の場合、θ４が小さい程芯金のセンターリング効果が強くなるがθ４を４°以上とすると芯金面取り部と金型駒面取り部が固着し脱型時に不都合が生じるといった虞がない。また、θ４を４５°未満とするとセンターリング効果が大きくなる傾向があり、４°≦θ４≦４５°の範囲が好適である。
【００１０】
芯金面取り部および金型駒面取り部に形成するＣ面或いはＲ面の大きさは、Ｃ面とＲ面が線接触しかつ座屈等変形しなことで足りＣ面の斜面の長さが０．２ｍｍ以上、且つ、Ｒ面取り部のＲの大きさがＲ０．２ｍｍ以上とするのが好適である。
【００１１】
芯金を挟持するスライド部材の押圧手段は、図１（ｂ）に示したような金型駒内部に組みこむバネや、または空圧シリンダが作業性に優れ好適である。
【００１２】
また、本願発明のゴムローラ成形金型を用いることにより、液状ゴムを、加熱したゴムローラ成形金型に注入し、硬化、脱型することで振れ精度に優れるゴムローラを得ることができる。
【００１３】
なお、芯金外周にゴムローラ成形金型が当接することが無いため、摺擦傷等の発生が無いゴムローラを製造することが可能となった。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例のゴムローラ成形金型の断面図である。
【００１６】
金型駒１と金型駒２が金型本体３の両端に中心が一致するように設置される。
【００１７】
金型駒１は、押圧手段であるバネ５および軸方向に摺動可能なスライド部材４を有し、スライド部材４にはＣ面取り部１ｂが形成されている。
【００１８】
金型駒２は、芯金保持材８を有し、芯金保持材８にはＣ面取り部２ｂが形成されている。
【００１９】
芯金６は、外周面と両端面とのなす角部にＲ面を有する芯金面取り部（Ｒ面取り部と表すことがある）６ａおよび６ｂが形成されている。
【００２０】
バネ５の押圧力でスライド部材４を摺動させることにより、芯金６に形成したＲ面取り部６ａおよび６ｂがスライド部材４のＣ面取り部１ｂ、金型駒２の芯金保持材８に設けたＣ面取り部２ｂに当接し、芯金６が金型本体の円筒状空間に位置決めされる。
【００２１】
金型駒１には、注入口１ｃが軸方向外側に、また注入口１ｃから複数の注入ゲート１ｄがスライド部材４の外環の駒本体１に周方向に等ピッチに配置され、キャビティ７に通じている。
【００２２】
また、金型駒２にはキャビティ７から複数のオーバーフロー細孔２ｄが金型駒２のＣ面取り部２ｂの外環の駒本体２に周方向に等ピッチに配置されオーバーフロー口２ｃに通じている。
【００２３】
芯金６の外周面と両端面とのなす角部に形成したＲ面取り部６ａ、６ｂのＲの大きさは、Ｒ面取り部が金型駒のＣ面取り部１ｂ、２ｂに当接すれば良くＲ０．２ｍｍ以上とするのが好ましい。芯金のＲ面加工は、通常ＮＣ旋盤で行うことができるが、芯金の外周をチャックしＲ面加工を行うため、Ｒ面と芯金外形の同心度を十分に確保することができる。また、芯金素材は、通常引抜き加工材あるいはみがき棒鋼が使用されるが外径寸法は許容差があり、公差分外径が変化することを考慮する必要がある。本発明における芯金製作時の旋削加工において、図４に示すようにＲ加工の中心を点Ｐｃとし基準径に接するようＲ加工を行った場合、スライド部材４に設けたＣ面とは点Ｐ１で当接し、また、芯金素材の外形が最小径の場合もＲ加工の中心を点Ｐｃと基準径と同一に加工すればスライド部材４に設けたＣ面とは点Ｐ１で当接し、また最大径においては基準径より大きい径に相当する部分が段差となるが、この段差の部分を図４に示すスライド部材のＣ面取り角度θ４と芯金Ｒの接線と軸のなす角度θ６がθ４＞θ６の条件でＲ終端に接するようθ６部を加工することにより、前述２例と同様スライド部材４に設けたＣ面とは点Ｐ１で当接でき段差の弊害を除去できる。
【００２４】
次に、本発明のゴムローラ成形金型を使用してゴムローラを製造する方法について説明する。
【００２５】
ゴムローラ成形金型として、図１に示すタイプのものを用いる場合を例として説明する。
【００２６】
図１において、芯金６はφ８の快削棒鋼の引抜き材で精度は８級材（ｈ８）を用いＲ面取り：Ｒ０．３ｍｍとした。前述の通り、芯金６に形成したＲ面取り６ａ、６ｂ部をバネ５の押圧力：５Ｎでスライド部材４を摺動させることにより、芯金６のＲ面取り部６ａ、６ｂを金型駒のＣ面取り部（勾配θ４：１５°（芯金軸方向とのなす角））１ｂ、２ｂに当接し位置決めする機構のため、芯金φ８の外径公差（ｈ８）の影響を受けず芯金６は金型駒にセンターリングされ、金型駒を介して金型本体の円筒状空間に位置決めされる。
【００２７】
ゴムローラの接着部にプライマが塗布・乾燥された芯金６と成形金型は予熱され、成形金型を垂直に立てて熱盤（不図示）に設置する。次に、吐出ノズル（不図示）を注入口１ｃに当接し加熱硬化型の液状シリコンゴムを複数の注入ゲート１ｄを経由しキャビティ７に注入する。この時余剰の液状シリコンゴムは複数のオーバーフロー細孔２ｄを経由しオーバーフロー口２ｃに至る。液状シリコンゴムが硬化するのに必要な所定時間経過後成形型を熱盤より取外し、冷却装置で成形金型およびワークを冷却し、両金型駒１、２を金型本体３より取外し、その後ゴムローラを脱型する。この時ゴム部は硬化収縮および冷却により外形が収縮し、ゴムローラを傷付けることなく容易に脱型できる。
【００２８】
上記のようにして成形したゴムローラ１０本について、芯金の外周両端部を支持し、ゴムローラ外周の振れをレーザ測長機で測定したところ、振れの最大値ｆｍａｘ＝１３μｍ、振れの最小値ｆｍｉｎ＝８μｍ、振れの平均値ｆａｖｅ＝１０．１μｍ、であり、高精度のゴムローラが得られた。
【００２９】
図３は、従来例の、芯金の外径を金型駒の内径で保持する方法である。
【００３０】
芯金は本発明と同じ快削棒鋼の引抜き材で外径精度は８級材（ｈ８）を又金型駒の内径Ｄｍは、芯金の外径Ｄｓの最大径に嵌合クリアランス１５μｍを設定し、前記と同様の方法でゴムローラを成形し、成形されたゴムローラについて前記と同様の方法でゴムローラ外周の振れを測定した。その結果は、振れ最大値ｆｍａｘ＝５９μｍ、振れの最小値ｆｍｉｎ＝３６μｍ、振れの平均値ｆａｖｅ＝４８．５μｍ、であった。
【００３１】
この場合、クリアランスが１５μｍより小さくなると芯金６は金型駒の内径Ｄｍと擦れ芯金外周面に傷が付いたり、メッキが剥がれる場合が生じる。又芯金は、金型と違い加工物であるため、芯金の高精度化による芯金加工費の増加がそのままローラコストに反映するため、芯金の外径加工精度を上げるのに限りがある。
【００３２】
なお、本発明に使用することのできる芯金６は、芯金の素材即ち、材質は、快削鋼に限定されるものではなく、他の素材、例えば、炭素鋼、不銹鋼、アルミ合金等も使用することができる。また、その加工方法は引抜き材に限定されるものではなく、みがき棒も同様の効果が得られることはいうまでも無い。
【００３３】
又、芯金６にＲ面取り部を、金型駒にＣ面取り部を設けたが、Ｒ面取りとＣ面取りが接すれば足り、何れか一方にＲ面取りを、他方にＣ面取りを設ける組合せとすれば良い。
【００３４】
又Ｒ面取りの大きさはＣ面にＲ面が接するＲ０．２以上で同様の効果が確認できた。
【００３５】
Ｃ面取り部の勾配θ４は、小さい程センターリング機能が向上し振れ精度が向上する傾向があるが、あまり小さいと芯金と金型駒が摩擦により固着する傾向にあり、４°≦θ４≦４５°が適当であった。
【００３６】
バネ５の押圧力は芯金と金型駒のＲ面取りとＣ面取りが当接し液状ゴム注入時浮かず、かつ芯金を座屈、曲げの発生しない程度の力で押圧する様設定する。
【００３７】
本発明に使用することのできるゴム材料としては、熱硬化型の液状シリコンゴムの他、エーテル系、エステル系等のポリウレタンゴムを挙げることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のゴムローラ成形金型は、芯金の位置決め精度にすぐれ、成形金型への芯金の取付作業をスムースに行うことが可能となり、ゴムローラの製造コストを低減し、振れ精度に優れたゴムローラの成形に使用することができる。また、本発明の製造方法により、低コストで、振れ精度に優れたゴムローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のゴムローラ成形金型の断面図である。
【図２】金型駒１と芯金との当接部を模式的に示す図である。
【図３】従来例のゴムローラ成形金型の一例の断面図である。
【図４】本発明の一実施例の金型駒と芯金との当接部の模式図である。
【符号の説明】
１　　　　金型駒
１ｂ　　Ｃ面取り
１ｃ　　注入口
１ｄ　　注入ゲート
２　　　　金型駒
２ｂ　　Ｃ面取り
２ｄ　　オーバーフロー細孔
３　　　　金型本体
４　　　スライド部材
５　　　　バネ
６　　　　芯金
６ａ　　Ｒ面取り部
６ｂ　　Ｒ面取り部
７　　　　キャビティ
８　　　　芯金保持材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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