(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が開口した円筒状金型と、前記両端部の開口の一方と篏合する第一駒型及び他方と篏合する第二駒型と、前記円筒状金型内に配され前記第一駒型及び第二駒型に形成された芯材の保持部によって保持可能とされた芯材とを有し、前記芯材の外周に発泡体からなる円筒状の弾性ローラを成型する成型用金型であって、
前記第一駒型と前記円筒状金型の前記開口との嵌合面間に形成された、前記円筒状金型の内圧力調整とエア抜きを兼ねた第一エアベント溝と、
前記第一駒型に形成された前記芯材の保持部の該芯材側の面から該第一駒型の外周方向の少なくとも２方向に向けて該第一駒型の底面に形成された、該保持部で保持された芯材まわりのエアを外部に逃がすための溝部からなる第二エアベント溝と、
を有することを特徴とする発泡体からなる弾性ローラの成型用金型。
【請求項２】
前記円筒状金型の前記他方の開口に篏合された前記第二駒型側に、液受け部が配置され、前記第二駒型に設けられた発泡材料充填口を介して前記液受け部内の発泡材料を自然発泡により前記円筒状金型内に充填可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡体からなる弾性ローラの成型用金型。
【請求項３】
両端部が開口した円筒状金型と、前記両端部の開口の一方と篏合する第一駒型及び他方と篏合する第二駒型と、前記円筒状金型内に配され前記第一駒型及び第二駒型に形成された芯材の保持部によって保持可能とされた芯材とを有する金型を使用し、前記芯材の外周に発泡体からなる円筒状の弾性ローラを製造する弾性ローラの製造方法であって、
前記発泡体からなる弾性ローラの製造に際し、前記金型として請求項２に記載の発泡体からなる弾性ローラの成型用金型を用い、前記円筒状金型内に前記芯材を配し、該円筒状金型内で前記芯材の両端部を前記第一駒型及び第二駒型に形成された前記芯材の保持部によって保持してこれらを組み立て、所定温度で予熱する工程と、
前記予熱された円筒状金型内に発泡材料を充填する工程として、
前記液受け部を予熱し、該予熱された液受け部内に発泡材料を収容した後、該発泡材料の収容された液受け部を前記予熱された円筒状金型に組付け、前記第二駒型に設けられた発泡材料充填口を介して前記液受け部内の発泡材料を自然発泡により前記円筒状金型内に充填する工程と、
前記発泡材料が充填された前記円筒状金型を所定温度に温度制御し、前記発泡材料を硬化させて脱型する工程と、
を有することを特徴とする発泡体からなる弾性ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡体からなる弾性ローラの成型用金型、該ローラの製造方法に関するものである。特に、電子写真感光体や静電記録誘導体からなる像担持体上に形成した静電潜像を現像して、可視化するのに使用される現像装置に搭載される、発泡体からなる弾性ローラの成型用金型、該ローラの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真装置の小型化、高画質化、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対する、高精度化、低価格化が要求されてきた。
一方、これらの要求に対しては、機能性ローラの品質を維持しながら、製造コストを下げる努力が払われてきた。
また、ローラの量産においては、製造装置をある程度自動化することが不可欠であり、そのため、ローラの品質を維持しながら自動化が容易な製造装置が求められてきた。
【０００３】
こうした中で、このような機能性ローラの一つである発泡体からなる弾性ローラは、従来において成型用金型を用いて製造されるのが一般的であった。
このような成型用金型を用いたものとして、例えば、特許文献１では中心に芯金を配しパイプ状の成形金型の内部に、原料を注入して発泡、固化させて、発泡弾性体からなるローラを製造する方法が提案されている。この成型用金型は、図５（ａ）に示す両端が開口した円筒状金型３１と、円筒状金型３１の両端に篏合する蓋部３２，３３と、図５（ａ），（ｂ）に示す蓋部３３の挿入口３５から挿入可能としたローラの芯金となる軸３６と、によって構成されている。ここで、蓋部３２には原料である発泡材料を注入するための注入孔が設けられており、該注入孔から直接に円筒状金型３１内部に原料を注入し、発泡、固化させる。これを円筒状金型３１から取り出すことで、図５（ｃ）に示す軸３６を有するローラー用の発泡体が得られる。
【０００４】
ところで、このような成形金型への原料注入に際しては、発泡弾性体の発泡ムラや密度差を極力小さくするために高い精度での圧力調整が必要とされている。そのため、例えば特許文献２では、前述した図５の一方の蓋部に相当する個所にエアベントを施し、金型による成型に際してキャビティ内のエアを外部へ逃がし、且つ型内圧力を調整するようにした製造方法が提案されている。
【特許文献１】特開平５−３２９８５５号公報
【特許文献２】特開平１０−０７６５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来例のものにおいては、エアベントの隙間の面積（ベント断面積）が適正でないと、成型の際に、原料が隙間から金型外にオーバーフローしてしまったり、あるいは型内のエアを完全に外部へ逃がせなかったりするという問題を有していた。また、金型内圧の影響から成形品の鬆（セルの連結等による大きなエアだまり）や発泡ムラなどの異常発泡が生じるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、成形品の鬆や発泡ムラなどの異常発泡、原料の金型外へのオーバーフローなどを抑制し、成型品に対するエア溜りの発生をなくすようにした発泡体からなる弾性ローラの成型用金型、該ローラの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を達成するために、以下のように構成した発泡体からなる弾性ローラの成型用金型、該ローラの製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明の発泡体からなる弾性ローラの成型用金型は、
両端部が開口した円筒状金型と、前記両端部の開口の一方と篏合する第一駒型及び他方と篏合する第二駒型と、前記円筒状金型内に配され前記第一駒型及び第二駒型に形成された芯材の保持部によって保持可能とされた芯材とを有し、前記芯材の外周に発泡体からなる円筒状の弾性ローラを成型する成型用金型であって、
前記第一駒型と前記円筒状金型の前記開口との嵌合面間に形成された、前記円筒状金型の内圧力調整とエア抜きを兼ねた第一エアベント溝と、
前記第一駒型に形成された前記芯材の保持部の該芯材側の面から該第一駒型の外周方向の少なくとも２方向に向けて該第一駒型の底面に形成された、該保持部で保持された芯材まわりのエアを外部に逃がすための溝部からなる第二エアベント溝と、
を有することを特徴としている。
また、本発明の発泡体からなる弾性ローラの製造方法は、
両端部が開口した円筒状金型と、前記両端部の開口の一方と篏合する第一駒型及び他方と篏合する第二駒型と、前記円筒状金型内に配され前記第一駒型及び第二駒型に形成された芯材の保持部によって保持可能とされた芯材とを有する金型を使用し、前記芯材の外周に発泡体からなる円筒状の弾性ローラを製造する弾性ローラの製造方法であって、
前記発泡体からなる弾性ローラの製造に際し、前記金型として請求項２に記載の発泡体からなる弾性ローラの成型用金型を用い、前記円筒状金型内に前記芯材を配し、該円筒状金型内で前記芯材の両端部を前記第一駒型及び第二駒型に形成された前記芯材の保持部によって保持してこれらを組み立て、所定温度で予熱する工程と、
前記予熱された円筒状金型内に発泡材料を充填する工程として、
前記液受け部を予熱し、該予熱された液受け部内に発泡材料を収容した後、該発泡材料の収容された液受け部を前記予熱された円筒状金型に組付け、前記第二駒型に設けられた発泡材料充填口を介して前記液受け部内の発泡材料を自然発泡により前記円筒状金型内に充填する工程と、
前記発泡材料が充填された前記円筒状金型を所定温度に温度制御し、前記発泡材料を硬化させて脱型する工程と、
を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、成形品の鬆や発泡ムラなどの異常発泡、原料の金型外へのオーバーフローなどを抑制し、成型品に対するエア溜りの発生をなくすようにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態の成型用金型の一例として、発泡体からなる弾性ローラ（以下、発泡弾性体ローラと記す。）の成型用金型について、図を用いて説明する。
図１に本発明の実施の形態の一例である発泡弾性体ローラの成型用金型の構成を示す。
また、図２に本発明の実施の形態における上記成型用金型で成型された発泡弾性体ローラの構成を示す。
図１において、１は上部駒型、２は円筒状の成型金型、３は下部駒型、４は液受けカップ、５は芯材である。
この上部駒型１及び下部駒型３の中心部には、芯材５を保持する芯材の保持部が形成されている。
また、６は成型後に円筒状の成型金型２から取り出された芯材５を有する発泡体であり、７は下部駒型に形成された発泡材料充填口である。
【００１０】
最初に、このような構成の成型用金型を用いて発泡弾性体ローラを成型する際の概略を説明する。
先ず、成型金型２内に芯材５を配し、この芯材５の上下部を上部駒型１と下部駒型３の芯材の保持部で保持して芯材５をセットし、これらを所定温度で予熱する。一方、所定温度に余熱した液受けカップ４内に発泡材料を吐出した後、これを成型金型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、発泡材料充填口７を介して成型金型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弾性体ローラを得る。
【００１１】
以上が、本実施の形態における発泡弾性体ローラ成型過程の概略であるが、その際、本発明では上部駒型に第一エアベント溝と第二エアベント溝とを形成し、エア溜りを型外部に排出して、発泡ゴムローラを安定して成型するようにした点に、特徴を有するものである。
つぎに、これらの特徴的構成について、図３を用いて説明する。
図３は本実施の形態の発泡弾性体ローラの成型用金型の上部駒型の構成を示す図であり、
（ａ）は上部駒型に第一エアベント溝と第二エアベント溝とが形成された構成を示す図、
（ｂ）はエアベント溝によるエア溜りが型外部に排出される状態を説明する図である。 
図３において、１０ａは第一エアベント溝、１１ａは第二エアベント溝である。
また、２０は型内の発泡材料、２１は芯材まわりのエア溜り、２２は型壁面のエア溜りである。
上部駒型１は、円筒状の成型金型２の上部開口に形成された嵌合凹部に篏合するように構成されている。ここで、図３（ａ）に示に示されるように、この嵌合凹部と上部駒型１との嵌合面間には、型内圧力調整とエア抜きを兼ねた第一エアベント溝１０ａが形成されている。
また、上部駒型１の底面には、該底面に設けられた芯材５の保持部の該芯材側の面から外周方向の少なくとも２方向に向けて形成され、該保持部で保持された芯材まわりのエアを外部に逃がすための溝部からなる第二エアベント溝１１ａが設けられている。
【００１２】
本実施の形態においては、このように上部駒型１の底面に第二エアベント溝１１ａを形成し、該溝幅を例えば０．０３〜２ｍｍに設定することで、第二エアベント溝１１ａへの材料侵入時に抵抗を与え、材料が溝を充填する前に上部駒型１の保持部で保持された芯材５まわりのエア溜り２１を型外部へ排出することが可能となる。
【００１３】
これに対して、図４（ａ）に示す比較例のように、成型金型２の上部開口に形成された嵌合凹部と上部駒型１との嵌合面間には、型内圧力調整を兼ねた第一エアベント溝１０ｂだけが形成されものでは、エア溜りが型内部に残存することとなる。
このような比較例の構成によると、図４（ｂ）に示すように、型内に注入された発泡材料２０は型壁面と芯材壁面付近の材料の流れが遅くなり、それ以外の部分が盛り上がった形で型内を発泡充填していく。材料の盛り上がりは、発泡材料が高発泡である程大きくなる傾向がある。この状態で型内充填終了点まで発泡すると、芯材まわりと型壁面にエア溜り２１及び２２が発生する。型壁面のエア溜りは第一エアベント溝１０ｂにより型外部へ排出されるが、芯材まわりのエア溜り２１は排出されることなく残存することとなる。
【００１４】
また、本実施の形態においては第一エアベント溝１０ａの断面積を規制し圧力調整するように構成することで、鬆や発泡ムラなどの異常発泡を抑制することができる。この第一エアベント溝１０ａは、成型金型２の嵌合凹部との嵌合面間に少なくとも１溝以上、好ましくは４溝以上配置する。また、圧力調整の点から溝の総断面積は０．１〜１．０ｍｍ２、好ましくは０．０３〜０．０６ｍｍ２とするのがよい。
【００１５】
第一エアベント溝および第二エアベント溝の大きさは、使用する発泡材料の粘度や発泡倍率によって適宜選択することが好ましい。
該金型の材質は、金型部材として特に限定されるものではない。例えば、鉄などの鋼材にニッケルやクロムなどのメッキを施した金属部材、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、プリハードン鋼などの金属部材を用いることができる。またこれら以外にも、ポリカボネート、ポリアミドなどの合成樹脂やセラミックなどを適宜使用することができる。
【００１６】
以上の本実施の形態によれば、型内圧力調整とエア抜きを兼ねた第一エアベント溝の隙間を規制することにより、成形品の鬆や発泡ムラなど異常発泡をなくすことができ、隙間への原料侵入を最小限に抑え、また原料のオーバーフローを防止することができる。
更に、上部駒型１の下面に設けられたエアを外部に逃がすための溝部からなる第二エアベント溝により、エア溜りを型外部へ排出することにより、成型品に対するエア溜りの発生を抑制することが可能となる。
従来においては、成形した発泡ゴム部の両端部を芯材まわりのエア溜りを考慮して突っ切り代を設けていた。しかしながら、本実施の形態によればエア溜りが発生しないため、このような突っ切り代を減らすことができ、材料をムダなく有効に使用することとなる。
以上の本実施の形態における構成は、成型用金型内の充填に用いられる発泡材料の発泡倍率が高い程、より有効である。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明を適用した実施例における発泡ゴムローラの製造方法について説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら限定されるものではない。
本実施例では成型用金型として、図１に示す成型用金型と基本的に同様の構成のものを用いた。
本実施例では、成型金型２と上部駒型１との嵌合面間に、第一エアベント溝を円周等分４溝配置した。更に、上部駒型１の下面に、芯材５の中心軸から外周方向へ４方向に溝を切った第二エアベント溝を円周等分に配置した。
ここで、第一エアベント溝一本あたりの断面積は、０．０５５ｍｍ２であり総断面積は０．２２ｍｍ２とした。
また、第二エアベント溝は、幅１ｍｍ、深さ１ｍｍの半円溝構造とした。
金型の材質として、成型金型２にはＳＵＳ３０４を用い、上部駒型１、下部駒型３及び液受けカップ４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て製作した。
【００１８】
次に成型した発泡ゴムローラの材料と成形条件、製造の手順を示す。
実施にあたり、図２に示す形状をした発泡ゴムローラを成形した。
まず、混合ポリオールとして、ＦＡ−９０８（三洋化成株式会社製ポリエーテルポリオール）１００重量部、ジエタノールアミン０．５重量部、Ｌ５３６６（日本ユニカー株式会社製シリコーン系整泡剤）１重量部、ＴｏｙｏＣａｔ−ＥＴ（東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．１重量部、ＴＥＤＡ−Ｌ３３（東ソー株式会社製第３級アミン触媒）０．５重量部、水（発泡剤）２重量部を混合した。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。
【００１９】
本実施例の成型金型２にシリコンオイル離型剤を塗布し、金型にφ５×２６０ｍｍ（Ｌ）の芯金をセットして６５℃に予熱した。その後、混合攪拌した該発泡材料を６５℃に予熱した液受けカップに吐出し金型と組付けた。
その際、液受け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、充填口７を介して自然発泡により成型金型２内は上記材料で充填される。
その後、１０ｍｉｎ間、６５℃に温度制御された熱盤において硬化させ、脱型し、本実施例の発泡ゴムローラを得た。該発泡ゴム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。
従来の成型金型では必ず発生していたエア溜りが、本実施例の成型金型を使用することで、０％となった（但し、発泡体のセル連通化によるエア溜りを除く）。本実施例の金型により、型内圧力が保たれるため、鬆や発泡ムラなどの異常発泡がなく、且つエア溜りのない発泡ゴムローラを安定して成型することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の一例である発泡弾性体ローラの成型用金型の構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態における図１の発泡弾性体ローラの成型用金型で成型された発泡ゴムローラの構成を示す図。
【図３】本実施の形態の発泡弾性体ローラの成型用金型の上部駒型の構成を説明する図であり、（ａ）は上部駒型に第一エアベント溝と第二エアベント溝とが形成された構成を示す図、（ｂ）はエアベント溝によるエア溜りが型外部に排出される状態を示す図。
【図４】比較例における発泡弾性体ローラの成型用金型の構成を説明する図であり、（ａ）は上部駒型に第一エアベント溝だけが形成された構成を示す図、（ｂ）は芯材まわりのエア溜りが型内部に残存する状態を示す図。
【図５】従来例である特許文献１の発泡弾性体ローラの成型用金型の構成を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１：上部駒型
２：円筒状の成型金型
３：下部駒型
４：液受けカップ
５：芯材
６：発泡体
７：発泡材料充填口
１０ａ：第一エアベント溝
１０ｂ：第一エアベント溝
１１ａ：第二エアベント溝
２０：型内材料流れ
２１：芯材まわりのエア溜り
２２：型壁面のエア溜り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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