(57)【要約】【課題】  薄肉の円筒状芯体に薄肉の被覆層を、短時間で成型することができる定着ローラの成型方法を提供する。【解決手段】  外壁円筒金型１１の一端に円筒状芯体１２の先端部を挿入する工程と、外壁円筒金型１１の一端に円筒状芯体１２の先端部を挿入した状態を維持したままで、液状被覆材１３を外壁円筒金型１１内の円筒状芯体１２の上端に注入する工程と、外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２とを相対的に移動させて外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２との間の隙間に液状被覆材１３が流れ込むように嵌合する工程と、外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２との隙間の液状被覆材１３を固化して円筒状芯体１１の外周上に被覆層を設ける工程とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁円筒金型の一端に円筒状芯体の先端部を挿入する工程、
前記外壁円筒金型の一端に前記円筒状芯体の先端部を挿入した状態を維持したままで、液状被覆材を前記外壁円筒金型内の前記円筒状芯体の上端に注入する工程、
前記外壁円筒金型と前記円筒状芯体とを相対的に移動させて前記外壁円筒金型と前記円筒状芯体との間の隙間に前記液状被覆材が流れ込むように嵌合する工程、
前記外壁円筒金型と前記円筒状芯体との隙間の前記液状被覆材を固化して前記円筒状芯体の外周上に被覆層を設ける工程を有することを特徴とする定着ローラの成型方法。
【請求項２】
外壁円筒金型の内壁に、予め成型された樹脂チューブを添装する工程、
前記外壁円筒金型の一端に円筒状芯体の先端部を挿入する工程、
前記外壁円筒金型の一端に円筒状芯体の先端部を挿入した状態を維持したままで、液状被覆材を前記外壁円筒金型内の前記円筒状芯体の上端に注入する工程、
前記外壁円筒金型と前記円筒状芯体とを相対的に移動させて前記外壁円筒金型と前記円筒状芯体との間の隙間に前記液状被覆材が流れ込むように嵌合する工程、
前記外壁円筒金型と前記円筒状芯体との隙間の前記液状被覆材を固化して前記円筒状芯体の外周上に被覆層を設ける工程を有することを特徴とする定着ローラの成型方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の定着ローラの成型方法において、
前記円筒状芯体の端面周縁部が面取りされていることを特徴とする定着ローラの成型方法。
【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に用いられる定着ローラの成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
定着ローラには、例えば図２に示されるように強度部材である円筒状芯体１の外周に、高弾性部材である被覆層２を設けたものがある。このような定着ローラには、使用時の省エネルギのための高熱伝導の要請があり、このために円筒状芯体１及び被覆層２共に薄肉化が求められている。
一方、このような定着ローラを成型する装置として、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被覆材を注入し、その後、その被覆材を加熱硬化して被覆層とする成型装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この定着ローラ成型装置は、同軸状に配置された円筒状芯体と円筒金型とは両端に蓋体が嵌着されて一体とされ、芯体下側から液状被覆材を注入する方式である。
【特許文献１】特開平５−３２９８４８号公報
【特許文献２】特開平２００２−９１０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の定着ローラ成型装置は、薄肉化が求められている定着ローラを成型するに当たっては、次のような課題があった。
すなわち、注型時間を短縮する目的で液状被覆材の注入圧力を高くすると、円筒状芯体１が薄肉で強度が弱いと変形する。一方、円筒状芯体１の変形を避けるため、注入圧力を低くすると注入時間が大幅に増大するという問題が顕在化する。
【０００４】
液状被覆材を円筒金型内に注入する際、被覆材流動の駆動力は、圧力として成型金型の液状被覆材注入口に集中して付与される。このため、高粘度の液状被覆材で、薄肉被覆層を有する定着ローラを成型するとき、高圧力を注入口の１点に付加しなければならない。そして、薄肉の円筒状芯体に被覆層を成型する場合、円筒状芯体の挫屈変形を招き易いという難点がある。
例えば、材質アルミニウム、外径４０ｍｍ、肉厚０.４ｍｍの円筒状芯体１の挫屈圧力を概算すると、０.１５ＭＰａ（約１.５Ｋｇｆ／ｃｍ2）
となる。
【０００５】
この圧力の８０％の圧力で、円筒状芯体１上に、肉厚０.３ｍｍ、長さ２３０ｍｍの被覆層を設けるために、粘度５０Ｐａ・ｓの液状被覆材、例えばシリコーンゴムを注入するものとすると、その注入時間は２５分と概算できる。しかし、この注入時間では、量産性を著しく阻害する。なお、上記概算には、樹脂の流動はナビエストークスの方程式に従い、被覆層肉厚が外径に比して著しく小さいことから、平面ポアズイユの流れとみなすことができるものとした。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目してなされたもので、薄肉の円筒状芯体に薄肉の被覆層を、短時間で成型することができる定着ローラの成型方法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】
【０００７】
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〉
外壁円筒金型の一端に円筒状芯体の先端部を挿入する工程、上記外壁円筒金型の一端に上記円筒状芯体の先端部を挿入した状態を維持したままで、液状被覆材を上記外壁円筒金型内の上記円筒状芯体の上端に注入する工程、上記外壁円筒金型と上記円筒状芯体とを相対的に移動させて上記外壁円筒金型と上記円筒状芯体との間の隙間に上記液状被覆材が流れ込むように嵌合する工程、上記外壁円筒金型と上記円筒状芯体との隙間の上記液状被覆材を固化して上記円筒状芯体の外周上に被覆層を設ける工程を有することを特徴とする定着ローラの成型方法。
【０００８】
外壁円筒金型内での液状被覆材の流動は、円筒状芯体を駆動し、液状被覆材の粘性を利用することにより生じる。円筒状芯体の駆動力は、円筒状芯体に接する液状被覆材に対して、均一に、つまり分散して付与される。このため、前述した従来装置のように液状被覆材に対してその一部にのみ集中して圧力が加わることがないから、液状被覆材を、外壁円筒金型と円筒状芯体との間に短時間で充填することができる。また、円筒状芯体にも集中圧力が加わらないことから、薄肉の円筒状芯体を使用することができる。従って、薄肉の円筒状芯体に、薄肉の被覆層を有する定着ローラを短時間に成型することができる。
被覆層としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等のゴム又は樹脂であって、液状態から、加熱あるいは放置により、適度に硬化する材料からなるものである。円筒状芯体は上下方向に配置された外壁円筒金型の下から挿入される。液状被覆材は最初に必要量注入され、円筒状芯体が外壁円筒金型内に完全に収まったとき、所定肉厚の被覆層を形成する。円筒状芯体に被覆層が一体となったものが製品となる。
本発明は、外径１０ｍｍ以上、肉厚０.０１〜２ｍｍの円筒状芯体の周上に、肉厚０.１〜０.５ｍｍの被覆層を有する定着ローラを成型するのに適する。
【０００９】
〈構成２〉
外壁円筒金型の内壁に、予め成型された樹脂チューブを添装する工程、上記外壁円筒金型の一端に円筒状芯体の先端部を挿入する工程、上記外壁円筒金型の一端に円筒状芯体の先端部を挿入した状態を維持したままで、液状被覆材を上記外壁円筒金型内の上記円筒状芯体の上端に注入する工程、
上記外壁円筒金型と上記円筒状芯体とを相対的に移動させて上記外壁円筒金型と上記円筒状芯体との間の隙間に上記液状被覆材が流れ込むように嵌合する工程、上記外壁円筒金型と上記円筒状芯体との隙間の上記液状被覆材を固化して上記円筒状芯体の外周上に被覆層を設ける工程を有することを特徴とする定着ローラの成型方法。
【００１０】
構成１との相違点は、被覆層が樹脂チューブを含む多層の場合も本発明の対象としたことである。構成２によれば、薄肉で多層の被覆層を有する定着ローラを短時間で成型できる。
【００１１】
〈構成３〉
構成１又は２記載の定着ローラの成型方法において、上記円筒状芯体の端面周縁部が面取りされていることを特徴とする定着ローラの成型方法。
【００１２】
円筒状芯体の端面の周縁部が面取りされていれば、液状被覆材の外壁円筒金型と円筒状芯体との隙間への流れ込みは、よりスムーズになされる。
【実施例１】
【００１３】
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は本発明の定着ローラの成型方法を示す縦断面図である。
図１（ａ）は、最初の段階で、液状被覆材１３を注入した状態、（ｂ）は液状被覆材１３を均している状態、（ｃ）は液状被覆材１３の全量を均した状態をそれぞれ示している。
【００１４】
図１において、外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２とは、両者が同一方向に相対移動が可能で、かつ同軸に嵌合可能なように配設されている。すなわち、外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２とは、両者が可動でもよく、あるいは、いずれか一方が固定されかつ他方が可動でもよいように、図示を省略した他の支持部材により支持されている。外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２とを同軸に嵌合されたときに生じる隙間には、成型すべき被覆層が形成される。被覆材としてはシリコーンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂等のゴム又は樹脂が用いられる。
【００１５】
成型を行うに際しては、最初に、図１（ａ）に示すように外壁円筒金型１１の一端に円筒状芯体１２の先端部を挿入すると共に、この先端部挿入の状態を維持したままで、液状被覆材１３の必要量が外壁円筒金型１１内に上方から注入される。
次に、図１（ｂ）に示すように外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２とを相対的に嵌入方向に移動させる。このとき、液状被覆材１３が外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２との間に生じた隙間に順次流れ込む。液状被覆材１３の流動には液状被覆材の粘性を利用しているが、円筒状芯体の駆動力は、円筒状芯体に接する液状被覆材に対して、均一に、つまり分散して付与される。円筒状芯体１２の上端面の周縁部が面取りされていれば、液状被覆材１３の外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２との隙間への流れ込みは、よりスムーズになされる。円筒状芯体１２上端面の周縁部に面取りすることの代りに、液状被覆材１３の流れを促進する適宜形状のアダプタを設け、これを円筒状芯体１２上端面に装着するようにしてもよい。
【００１６】
図１（ｃ）に示すように、円筒状芯体１２を外壁円筒金型１１に挿入し終えた時点で、被覆材の注型作業が終了する。円筒状芯体の駆動力は、円筒状芯体に接する液状被覆材１３に対して分散して付与されるから、液状被覆材１３を、外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２との間に短時間で充填することができる。この後、外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２との隙間の液状被覆材１３を常法により固化することにより、円筒状芯体１２の外周上に被覆層が形成される。円筒状芯体１２に被覆層が一体となったものが製品となる。
【００１７】
液状被覆材１３として、粘度５０Ｐａ・ｓのシリコーンゴムを使用し、円筒状芯体１２として、外径４０ｍｍ、長さ２３０ｍｍのアルミニウム製の円筒状芯体１２を使用して、肉厚０.３ｍｍの被覆層を備えた定着ローラを成型する場合の駆動力を概算する。
液状被覆材１３の注入時間を１０秒とすると、外壁円筒金型１１と円筒状芯体１２の相対駆動速度は２３ｍｍ／ｓｅｃであり、概算駆動力は１１０Ｎ（約１１.２ｋｇｆ）である。すなわち、小さな駆動力でごく短時間に注型を行うことができ、つまり十分実施可能である。なお、概算するに当たって、円筒状芯体１２の外径に比べて被覆層の肉厚がきわめて小さいことから、液状被覆材１３の流れはクエットの流れを仮定した。
【００１８】
なお、いわゆるダイスコーティング法として、例えば円柱又は円筒状の被塗布物上に塗布液を塗布する浸漬塗布方法であって、円柱又は円筒の断面の外周外径よりも大きな円形の孔を設けたフロート（ダイス）を塗布液に浮かべ、該孔を通して被塗布物を塗布液に浸漬し、次いで引き上げる工程を有する浸漬塗布方法が知られている（特許文献２参照）。しかし、このような方法は被塗布物に付着した塗布液の外面が拘束されていないため自由表面となり、長さ方向に均一な肉厚でかつ平滑な外表面を備えた精度の高い定着ローラが得られない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の定着ローラの成型方法を示す図で、（ａ）は、液状被覆材を注入した状態を示す縦断面図、（ｂ）は液状被覆材を均している状態を示す縦断面図、（ｃ）は液状被覆材の全量を均した状態を示す縦断面図である。
【図２】定着ローラを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  円筒状芯体
２  被覆層
１１  外壁円筒金型
１２  円筒状芯体
１３  液状被覆材
【図１】
2005031531.tif 000003
【図２】
2005031531.tif 000004