(57)【要約】【課題】  薄肉でかつ均一な肉厚を有する高精度のチューブ又はローラを成型することができる成型装置を提供する。【解決手段】  内壁円筒金型１６と、内壁円筒金型１６の外側に同軸に配置される外壁円筒金型１７と、内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７の各端部に嵌合されて両円筒金型１６，１７を固定する上部蓋体１９及び下部蓋体１２と、下部蓋体１２に設けられ、内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７の間に液状ゴムを注入する液状ゴム注入口とを備え、内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７の対向面における各端部の周上に、複数の突起１８，２０を放射状に設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁円筒金型と、
前記内壁円筒金型の外側に同軸に配置される外壁円筒金型と、
前記内壁円筒金型及び前記外壁円筒金型の各端部に嵌合されて前記両円筒金型を固定する上部蓋体及び下部蓋体と、
前記下部蓋体に設けられ、前記内壁円筒金型及び外壁円筒金型の間に液状ゴムを注入する液状ゴム注入口とを備え、
前記内壁円筒金型及び前記外壁円筒金型の対向面における各端部の周上に、複数の突起を放射状に設けたことを特徴とする成型装置。
【請求項２】
請求項１記載の成型装置において、
前記内壁円筒金型に設けられた突起の先端は、前記外壁円筒金型の内周面に当接し、前記外壁円筒金型に設けられた突起の先端は、前記内壁円筒金型の外周面に当接していることを特徴とする成型装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の成型装置において、
前記突起は、前記内壁円筒金型及び前記外壁円筒金型の各端部の、少なくとも２箇所に、断続的に設けられたことを特徴とする成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機あるいはプリンタ等の画像定着装置又は画像転写装置等に用いられる定着用又は転写用のベルトとして使用するチューブ又はローラを成型する成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のチューブ又はローラは、単層あるいは複数層に形成されるが、電子写真複写機等における高熱伝導高画質等の要請から肉厚の薄肉化、肉厚の均一化が求められている。
例えば、軸心となる芯体とその外周に同軸状に嵌合される円筒金型との間に、注型ノズルを介して液状ゴムを注入し、その後、その液状ゴムを加熱硬化して被覆層とする定着ローラの成型装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような成型装置をそのまま使って、肉厚が薄くかつ均一な高精度のチューブ又はローラを成型することは実際上できない。従って、薄肉でかつ均一な肉厚を備えたチューブ又はローラを成型するために、上記成型装置をモデファイして図２及び図３に示すようなチューブ又はローラ成型装置をそれぞれ構成し検討した。
【０００３】
図２の成型装置は、両端にジャーナル部３６Ａを有する内壁円筒金型３６、同軸状に配置された外壁円筒金型３７、両円筒金型３６、３７の両端を保持する上、下蓋体３９、３３等により構成されている。なお、ローラ成型のときは、内壁円筒金型３６はローラ芯軸を兼ねる。
下蓋体３３は蓋本体３３Ａに支持円筒体３３Ｂを組み合わせて構成されている。蓋本体３３Ａの中央部に、注型ノズル３１が装着されている。外壁円筒金型３７の両端外周面にはテーパ４０、４１が設けられ、これに接する、上、下蓋体３９、３３の各内周面にもテーパが設けられている。内壁円筒金型３６は、下蓋体３３の支持円筒体３３Ｂ内に配置された中子３４により位置決めされている。すなわち、中子３４の上面に、内壁円筒金型３６の下方のジャーナル部３６Ａを挿入できる円形の溝が二重に設けられ、これらの溝に内壁円筒金型３６のジャーナル部３６Ａを嵌合することにより、位置決めされる。なお、中子３４は液状ゴムの流通路を形成する役割も有しており、逆切頭円錐形の円筒体の外周面に、図２（ｂ）に示すように複数条の溝３８を設けた構成とされている。
【０００４】
このように構成された成型装置は、同軸状に嵌合された内壁円筒金型３６と外壁円筒金型３７との間の縦空間に、注型ノズル３１を介して液状ゴムを注入し、その後、その液状ゴムを加熱硬化して金型等の各部品を解体することにより、チューブ又はローラを得るものである。
肉厚の均一化を図るための内壁円筒金型３６、外壁円筒金型３７の同軸組立精度は、各円筒金型３６、３７と上下蓋体３９、３３との接触部４０、４１をテーパ状にすること、及び、内壁円筒金型のジャーナル部３６Ａのはめあい公差を厳密にすることにより確保される。
【０００５】
図３の成型装置は、上端にジャーナル部５６Ａを有する内壁円筒金型５６、同軸状に配置された外壁円筒金型５７、両円筒金型５６、５７の両端を保持する上下の蓋体５９、５２、上下のスペーサ６０、５５等により構成されている。
下蓋体５２は蓋本体５２Ａに支持円筒体５２Ｂを組み合わせて構成されている。蓋本体５２Ａの中央部に、注型ノズル５１が装着されている。上スペーサ６０は、円筒状をなし、図３（ｂ）に示されるように、下端面の周囲に複数の爪６１が設けられている。各爪６１の外面にテーパが設けられている。各爪６１のテーパに接する、外壁円筒金型５７の上端部の内周面にもテーパが設けられている。下のスペーサ５５は、下向きの円錐形をなし、図３（ｃ）に示されるように、上端面の周囲に複数の爪５４が設けられている。各爪５４の外面にテーパが設けられている。各爪５４のテーパに接する、外壁円筒金型５７の下端部の内周面にもテーパが設けられている。
【０００６】
外壁円筒金型５７及び内壁円筒金型５６は、上下の蓋体５９、５２と、上下のスペーサ６０、５５によって位置決めされている。
なお、下のスペーサ５５は液状ゴムの流通路を形成する役割も有しており、外周面に複数条の溝５８を設けた構成とされている。
このように構成された成型装置は、同軸状に嵌合された内壁円筒金型５６と外壁円筒金型５７との間の空間に、注型ノズル５１を介して液状ゴムを注入し、その後、その液状ゴムを加熱硬化して金型等の各部品を解体することにより、チューブ又はローラを得るものである。
肉厚の均一化を図るための、内壁円筒金型５６、外壁円筒金型５７の同軸組立精度は、各円筒金型５６、５７と、上下の蓋体５９、５２と、上下スペーサ６０、５５の爪との各接触部により得られる。
【特許文献１】特開平５−３２９８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の技術には、次のような解決すべき課題があった。
図２に示した成型装置では、次のような難点があることが分った。すなわち、テーパ接触のときは、接触圧の不均衡が起こり易く、しかも摩擦力が生じるので、幾何学的に予想される同軸度が得難い。また、はめあい公差により組立精度を確保するには、はめあい公差を厳密にし、はめあい区間を長くとる必要があるが、こうすると組立時、いわゆるカジリが生じ易く組立性が著しく低下することになる。
【０００８】
組立性を考慮した現実的なはめあい公差、区間では、下記例に示すように、必要な組立精度が得られない。
つまり、図２（ａ）に示すように、内壁円筒金型３６の上端ジャーナル部３６Ａと上蓋体３９との間のはめあい隙間２０μｍ、はめあい区間Ａを３０ｍｍ、拘束円筒長さＢを３００ｍｍとしたとき、単純に幾何学的な最大軸ずれ量は０．２ｍｍに達する。
さらに、上、下蓋体３９、３３が両円筒金型３６、３７を拘束する蓋と位置決めのための締付け部材を兼ねるため、大きな構造となり、両円筒金型３６、３７の締め付け時の比較的小さな力又はモーメントにより、両円筒金型３６、３７が変形し、組立精度が劣化するおそれがある。
【０００９】
また、図３に示した成型装置では、次のような難点があることが分った。すなわち、肉厚の均一化を図るために、上下のスペーサ６０、５５を外壁円筒金型５７及び内壁円筒金型５６との間に挿入して、内壁円筒と外壁円筒の間隔を保持しようとするものである。このため、外壁円筒金型５７及び内壁円筒金型５６との間隔を保持するための接触面は、外壁円筒金型５７の内面、上下のスペーサ６０、５５の爪６１、５４の外面と、内壁円筒金型５６の外面、上下のスペーサ６０、５５の内面と４面が存在する。このため、組立精度は、４面の加工精度の積み重ねとなり、接触面が単数のときより劣化する。さらに、スペーサ組立後の姿勢にばらつきが生じ易く組立精度をばらつかせるおそれがある。
【００１０】
本発明は、薄肉でかつ均一な肉厚を有する高精度のチューブ又はローラを成型することができる成型装置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】
【００１１】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
内壁円筒金型と、上記内壁円筒金型の外側に同軸に配置される外壁円筒金型と、上記内壁円筒金型及び上記外壁円筒金型の各端部に嵌合されて上記両円筒金型を固定する上部蓋体及び下部蓋体と、上記下部蓋体に設けられ、上記内壁円筒金型及び外壁円筒金型の間に液状ゴムを注入する液状ゴム注入口とを備え、上記内壁円筒金型及び上記外壁円筒金型の対向面における各端部の周上に、複数の突起を放射状に設けたことを特徴とする成型装置。
【００１２】
同軸状に配置された内壁円筒金型と外壁円筒金型との間の空間に、液状ゴムが注入され硬化されて成型層が形成されチューブ又はローラとなる。液状ゴムとしてはシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム弾性材が使用される。
構成１によれば、前記内壁円筒金型及び前記外壁円筒金型の各端部に設けられる複数の突起と両円筒金型との接触面が小さいため、すり合わせ摺動距離が短く組立性を損なわない。また、成型層の肉厚を決定する、両円筒金型間の間隔保持のための接触面が、前記複数の突起の各先端面とこれらに接する両円筒金型の各周面の２面のみであるので、組立加工精度を劣化させることが殆どない。構成１は、外径１０ｍｍ以上、肉厚０.１〜０.５ｍｍ、肉厚のばらつき±（１０〜２０）μｍ程度の、薄肉で肉厚変動の小さな高精度のチューブ又はローラを成型するのに適する。
【００１３】
〈構成２〉
構成１記載の成型装置において、上記内壁円筒金型に設けられた突起の先端は、上記外壁円筒金型の内周面に当接し、上記外壁円筒金型に設けられた突起の先端は、上記内壁円筒金型の外周面に当接していることを特徴とする成型装置。
【００１４】
前記内壁円筒金型に設けられた突起と前記外壁円筒金型に設けられた突起とは、同軸に配置された内壁円筒金型と外壁円筒金型の各端部に設けられている。
【００１５】
〈構成３〉
構成１又は２記載の成型装置において、上記突起は、上記内壁円筒金型及び上記外壁円筒金型の各端部の、少なくとも２箇所に、断続的に設けられたことを特徴とする成型装置。
【００１６】
前記内壁円筒金型及び前記外壁円筒金型の各端部の突起は、２箇所以上に設けられるが、ある程度、個数が多いほどチューブ又はローラの寸法精度が高まる。しかし、下方の突起と突起との空間が液状ゴムの流通路となるので、突起の個数や大きさは液状ゴムの粘度や注入作業性等を考慮して決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
図１（ａ）は本発明の成型装置の一実施例を示す断面図である。図１（ｂ）は同（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う横断面図、（ｃ）は同（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。
図１（ａ）において、内壁円筒金型１６と外壁円筒金型１７とは、同軸に配置されている。内壁円筒金型１６は両端面にジャーナル部１６Ａを有している。内壁円筒金型１６の上端部の外周面に、複数の突起２０が放射状に設けられている。これらの突起２０は、外壁円筒金型１７の上端部の内周面に接し外壁円筒金型１７の径方向の動きを拘束するものである。また、外壁円筒金型１７の下端部の外周面に、複数の突起１８が放射状に設けられている。これらの突起１８は、内壁円筒金型１６の下端部の外周面に接し内壁円筒金型１６の径方向の動きを拘束するものである。
【００１９】
また、これらの突起１８、２０は、図１（ｂ）、（ｃ）にも示すように、ほぼ定間隔で断続的に設けられ、内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７の間に所定間隔の隙間を形成している。この隙間の径方向の大きさが成型すべきチューブの肉厚となる。外壁円筒金型１７の下端部に設けられた複数の突起１８の間は後述する液状ゴムの流通路となるので、各突起１８の周方向の数、幅は、液状ゴムの粘性により決定される。突起の軸方向の長さは数ｍｍ以下とする。
突起１８、２０は内壁円筒金型１６と外壁円筒金型１７に互い違いに設けられる。つまり、図１（ａ）に示したものと異なるが、一方の突起２０を、外壁円筒金型１７の内周面の上端あるいは上端近傍に設けた場合は、他方の突起１８は、内壁円筒金型１６の外周面の下端あるいは下端近傍に設けられる。
【００２０】
内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７の両端部には、それぞれ上部蓋体１９及び下部蓋体１２が嵌合されている。内壁円筒金型１６の下端のジャーナル部１６Ａに中子１４が嵌合されている。中子１４は、下部蓋体１２と共に液状ゴムの流通路を形成する役割がある。上部蓋体１９は、外壁円筒金型１７の端部の外径と同一の内径の内孔とさらに外壁円筒金型１７のジャーナル部１６Ａを嵌合させる内孔とが二重に設けられている。下部蓋体１２は、外壁円筒金型１７の端部の外径と同一の内径を有する円筒体１２Ｂと、この円筒体１２Ｂの一端に嵌合された蓋本体１２Ａとを結合したものである。蓋本体１２Ａには注型ノズル１１が連結され、これらの中心に透孔が設けられている。この透孔が液状ゴムを注入する液状ゴム注入口となるものである。
【００２１】
このように構成された成型装置は、同軸状に嵌合された内壁円筒金型１６と外壁円筒金型１７との間の縦空間に、注型ノズル１１を介して液状ゴムを注入し、その後、その液状ゴムを加熱硬化して金型等の各部品を解体することにより、チューブ又はローラを得るものである。液状ゴムとしてはシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性を有するゴム弾性材が使用される。
【００２２】
上記構成の成型装置によれば、下記利点があり、肉厚のばらつきが±（１０〜２０）μｍのゴムチューブを成型できる。すなわち、内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７が互いの距離を直接拘束し合う簡易構成であることから、組立精度が劣化することがなく、より高精度に内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７を組み立てることができる。また、接触部が突起１８、２０の先端面であることから、拘束区間が短く、かつ組み立て時、この拘束区間部分のすり合わせ摺動距離を短くすることができるので、組立性を損なわない。また、内壁円筒金型１６及び外壁円筒金型１７が直接に接し、しかも２面の加工精度のみに依存するため、スペーサを用いた構造に比して組立精度がより向上する。また、注型時、あるいは射出時に、流体圧に抗するために予め金型軸方向に締付け力を加えるが、組立精度を劣化させる方向の、これに伴う応力の発生はない。
【００２３】
図４は、本発明の成型装置により、下記条件で成型したチューブの肉厚分布を示す図である。
すなわち、外径６０ｍｍ、肉厚３３０μｍ、長さ３００ｍｍのチューブを成型した。そして、このチューブの肉厚を、周方向の角度４５度の間隔、軸方向６０ｍｍの間隔に、１本のチューブにつき４８データ、６本のチューブから合計２８８点の測定結果をチューブ厚さの分布図として図４に示した。この測定により、チューブ肉厚の平均値は３３０μｍ、標準偏差が３.６μｍであることが分った。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の成型装置を示す図で、（ａ）は装置全体の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う横断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。
【図２】従来の成型装置を示す図で、（ａ）は装置全体の縦断面図、（ｂ）は中子の平面図である。
【図３】他の従来の成型装置を示す図で、（ａ）は装置全体の縦断面図、（ｂ）は上部のスペーサの平面図、（ｃ）は下部のスペーサの平面図である。
【図４】本発明の成型装置により成型されたチューブの肉厚分布状況を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２５】
１１  注型ノズル
１２  下部蓋体
１４  中子
１６  内壁円筒金型
１７  外壁円筒金型
１８、２０  突起
１９  上部蓋体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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