(57)【要約】【課題】断面形状が高い真円度を有するローラを製造することが可能なローラ成形型を提供する。【解決手段】両端にそれぞれ開口部２Ａ，２Ｂを有する円筒状のモールド本体３と、該モールド本体３の一方の開口部２Ａに嵌合された弾性層材料の注入側キャップ部４Ａと、前記モールド本体３のもう一方の開口部２Ｂに嵌合された弾性層材料の排出側キャップ部４Ｂとを備えるローラ成形型において、前記注入側キャップ部４Ａ及び前記排出側キャップ部４Ｂが、中央に開口部を有するキャップ本体５Ａ，５Ｂと、該キャップ本体５Ａ，５Ｂの開口部に嵌挿されてローラの軸１の端部を支持し且つローラの軸方向に可動自在な可動支持部材６Ａ，６Ｂとを有する構造とする。【選択図】図１
2007152893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と該軸の外周に形成された弾性層とを備えるローラの成形型であって、
該ローラ成形型は、両端にそれぞれ開口部を有する円筒状のモールド本体と、該モールド本体の一方の開口部に嵌合された弾性層材料の注入側キャップ部と、前記モールド本体のもう一方の開口部に嵌合された弾性層材料の排出側キャップ部とを備え、
前記注入側キャップ部及び前記排出側キャップ部が、中央に開口部を有するキャップ本体と、該キャップ本体の開口部に嵌挿されてローラの軸の端部を支持し且つローラの軸方向に可動自在な可動支持部材とをそれぞれ有し、
前記一対の可動支持部材は、ローラの軸の端部をそれぞれ支持して弾性層材料の排出側に移動した状態において、注入側キャップ本体と注入側の可動支持部材との間に注入口を形成すると共に、排出側キャップ本体と排出側の可動支持部材との間に排出口を形成する一方、ローラの軸の端部をそれぞれ支持して弾性層材料の注入側に移動した状態において、ローラの軸外面とモールド本体内面と両キャップ部との間に封鎖された円筒状のキャビティーを形成することを特徴とするローラ成形型。
【請求項２】
前記注入側キャップ部は、前記可動支持部材が排出側に移動した状態において、該可動支持部材と前記注入側キャップ本体との間に円形状の注入口を形成することを特徴とする請求項１に記載のローラ成形型。
【請求項３】
前記注入側キャップ部は、前記注入側キャップ本体の中央の開口部の周囲に、前記可動支持部材のローラの軸方向への移動を案内し、前記可動支持部材の外周面に対応する内周面を有する円筒状のガイド部を有することを特徴とする請求項１に記載のローラ成形型。
【請求項４】
前記排出側キャップ部は、前記排出側キャップ本体の中央の開口部の周囲に前記可動支持部材のローラの軸方向への移動を案内するガイド部を有し、該ガイド部は、前記可動支持部材の外周面に対応する内周面を有する円筒状部分と、該円筒状部分のローラの軸方向外側に位置し内表面にローラ軸方向に延びる溝を有する非円筒状部分とからなることを特徴とする請求項１に記載のローラ成形型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のローラ成形型を用いたローラの製造方法であって、
前記可動支持部材を排出側に移動し、形成された注入口から弾性層材料を注入し且つ過剰な弾性層材料を排出口から排出し、
前記弾性層材料の排出中に前記可動支持部材を注入側に移動して、注入口及び排出口を封鎖することを特徴とするローラの製造方法。
【請求項６】
前記排出側キャップ部を上方とし且つ前記注入側キャップ部を下方として、前記ローラ成形型を垂直に配置し、
前記可動支持部材を排出側に移動し、前記ローラ成形型の下方の注入口から弾性層材料を注入し且つ過剰な弾性層材料をローラ成形型の上方の排出口から排出し、
前記弾性層材料の排出中に前記可動支持部材を注入側に移動して、注入口及び排出口を封鎖することを特徴とする請求項５に記載のローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラ成形型及びそれを用いたローラの製造方法に関し、特に真円度の高いローラを製造することが可能なローラ成形型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置は、潜像を保持した感光ドラムの周辺に、現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等の導電性ローラを備えており、これらのローラは、通常、軸と該軸の外周に形成された弾性層とを備える構造を有している。そして、これらのローラの寸法精度が、形成される画像の品質に大きく影響するため、上記画像形成装置用のローラには、高い寸法精度、特に断面形状が真円に近いこと（真円度に優れること）が要求される。
【０００３】
この要求に対し、従来、上記画像形成装置用のローラは、円柱状のキャビティーを有するローラ成形型を用いて弾性層を形成し、その後、形成された弾性層を研磨して真円度を高める方法や、形成された弾性層の外周面に厚い塗膜層を形成して真円度を高める方法によって製造されてきた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２９８３５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、成形型を用いて弾性層を形成した後、研磨により弾性層の真円度を高める方法では、成形工程と研磨工程の両工程を必要とするため、工程数が多く、また、研磨装置等の付帯設備が必要となる上、仕損も多いため、製品の歩留まりが悪く、生産性の点で問題があった。
【０００６】
また、弾性層の外周面に厚い塗膜層を形成して真円度を高める方法では、得られるローラの耐久性が悪く、また、該ローラを画像形成装置に組み込んだ場合、ローラと隣接部材との接触圧が不均一になり易く、形成される画像に白黒の繰り返し、所謂、バンディング等の画像不良が発生し易いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、成形された弾性層を研磨したり、成形された弾性層の上に厚い塗膜層を配設しなくても、断面形状が高い真円度を有するローラを製造することが可能なローラ成形型を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかるローラ成形型を用いたローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、円筒状の本体部と該本体部の両端にそれぞれ位置するキャップ部とを有し、該キャップ部の中央にローラの軸端部を支持し且つ該軸方向に可動自在な可動支持部材を備えるローラ成形型を用いてローラを製造することで、真円度の高いローラが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明のローラ成形型は、軸と該軸の外周に形成された弾性層とを備えるローラの成形型であって、
該ローラ成形型は、両端にそれぞれ開口部を有する円筒状のモールド本体と、該モールド本体の一方の開口部に嵌合された弾性層材料の注入側キャップ部と、前記モールド本体のもう一方の開口部に嵌合された弾性層材料の排出側キャップ部とを備え、
前記注入側キャップ部及び前記排出側キャップ部が、中央に開口部を有するキャップ本体と、該キャップ本体の開口部に嵌挿されてローラの軸の端部を支持し且つローラの軸方向に可動自在な可動支持部材とをそれぞれ有し、
前記一対の可動支持部材は、ローラの軸の端部をそれぞれ支持して弾性層材料の排出側に移動した状態において、注入側キャップ本体と注入側の可動支持部材との間に注入口を形成すると共に、排出側キャップ本体と排出側の可動支持部材との間に排出口を形成する一方、ローラの軸の端部をそれぞれ支持して弾性層材料の注入側に移動した状態において、ローラの軸外面とモールド本体内面と両キャップ部との間に封鎖された円筒状のキャビティーを形成することを特徴とする。
【００１０】
上記ローラ成形型によれば、過剰の弾性層材料が上記排出口から排出されている際に、上記一対の可動支持部材を注入側に移動して、注入口及び排出口を封鎖することで、密閉されたキャビティーを形成することができ、この状態で、所定の温度に所定の時間保持して弾性層材料を硬化させることで、軸の周りに弾性層を形成することができる。ここで、ローラの軸外面とモールド本体内面と両キャップ部との間に形成されるキャビティーは、閉塞空間であるため、弾性層材料の硬化中に該弾性層材料が成形型外部に漏出することが無く、所謂、ひけを確実に防止することができる。
【００１１】
本発明のローラ成形型においては、前記注入側キャップ部は、前記可動支持部材が排出側に移動した状態において、該可動支持部材と前記注入側キャップ本体との間に円形状の注入口を形成することが好ましい。形成される注入口が円形状で、区切りが無ければ、注入口から弾性層材料を均一に注入することができ、ウェルドの発生を防止することができる。
【００１２】
本発明のローラ成形型においては、前記注入側キャップ部は、前記注入側キャップ本体の中央の開口の周囲に、前記可動支持部材のローラの軸方向への移動を案内し、前記可動支持部材の外周面に対応する内周面を有する円筒状のガイド部を有することが好ましい。この場合、可動支持部材が排出側に移動した状態において、注入側キャップ本体と可動支持部材との間に円形状の注入口を形成できる上、可動支持部材が注入側に移動した状態において、注入口を確実に封鎖することができる。
【００１３】
本発明のローラ成形型においては、前記排出側キャップ部は、前記排出側キャップ本体の中央の開口の周囲に前記可動支持部材のローラの軸方向への移動を案内するガイド部を有し、該ガイド部は、前記可動支持部材の外周面に対応する内周面を有する円筒状部分と、該円筒状部分のローラの軸方向外側に位置し内表面にローラ軸方向に延びる溝を有する非円筒状部分とからなることが好ましい。この場合、ローラの軸の軸方向への移動を確実に案内することができる上、可動支持部材を排出側に移動することで排出口を形成でき、可動支持部材を注入側に移動することで排出口を確実に封鎖することができる。
【００１４】
また、本発明のローラの製造方法は、上記ローラ成形型を用い、前記可動支持部材を排出側に移動し、形成された注入口から弾性層材料を注入し且つ過剰な弾性層材料を排出口から排出し、前記弾性層材料の排出中に前記可動支持部材を注入側に移動し、注入口及び排出口を封鎖することを特徴とする。過剰な弾性層材料を排出口から排出している際に、前記可動支持部材を注入側に移動して、注入口及び排出口を封鎖することで、エアーの混入を防止することができる。
【００１５】
本発明のローラの製造方法の好適例においては、前記排出側キャップ部を上方とし且つ前記注入側キャップ部を下方として前記ローラ成形型を垂直に配置し、前記可動支持部材を排出側に移動し、ローラ成形型の下方の注入口から弾性層材料を注入し且つ過剰な弾性層材料をローラ成形型の上方の排出口から排出し、前記弾性層材料の排出中に前記可動支持部材を注入側に移動して、注入口及び排出口を封鎖する。この場合、弾性層材料の粘度が低くても、エアーの混入を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、円筒状の本体部と該本体部の両端にそれぞれ位置するキャップ部とを有し、該キャップ部の中央にローラの軸端部を支持し且つ該軸方向に可動自在な可動支持部材を備えるローラ成形型を用いることで、真円度の高いローラを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明のローラ成形型を、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、弾性層材料注入時における本発明に従うローラ成形型の一例の断面図であり、図２は、弾性層材料注入後、封止時における本発明に従うローラ成形型の一例の断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すローラ成形型は、軸１と該軸１の外周に形成された弾性層とを備えるローラの成形型であって、両端にそれぞれ開口部２Ａ，２Ｂを有する円筒状のモールド本体３と、該モールド本体３の一方の開口部２Ａに嵌合された弾性層材料の注入側キャップ部４Ａと、上記モールド本体３のもう一方の開口部２Ｂに嵌合された弾性層材料の排出側キャップ部４Ｂとを備える。なお、上記モールド本体３の材質としては、特に限定されず、合成樹脂や金属等を使用することができる。また、上記キャップ部４Ａ，４Ｂの材質も、特に限定されず、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等の合成樹脂を用いることができる。
【００１９】
上記注入側キャップ部４Ａは、中央に開口部を有する注入側キャップ本体５Ａと、該注入側キャップ本体５Ａの中央の開口部に嵌挿することができ、ローラの軸１の一方の端部を支持し且つローラの軸方向に可動自在な可動支持部材６Ａとからなる。また、上記排出側キャップ部４Ｂは、中央に開口部を有する排出側キャップ本体５Ｂと、該排出側キャップ本体５Ｂの中央の開口部に嵌挿することができ、ローラの軸１のもう一方の端部を支持し且つローラの軸方向に可動自在な可動支持部材６Ｂとからなる。
【００２０】
ここで、図１に示すように、上記一対の可動支持部材６Ａ，６Ｂは、ローラの軸１の端部をそれぞれ支持して弾性層材料の排出側に移動した状態において、注入側キャップ本体５Ａと注入側の可動支持部材６Ａとの間に注入口７Ａを形成すると共に、排出側キャップ本体５Ｂと排出側の可動支持部材６Ｂとの間に排出口７Ｂを形成する。この状態で、弾性層用の材料を注入側キャップ部４Ａに形成された注入口７Ａから注入し、過剰な弾性層用の材料を排出側キャップ部４Ｂに形成された排出口７Ｂから排出する。
【００２１】
上記一対の可動支持部材６Ａ，６Ｂを弾性層材料の排出側に移動した状態に関連して、図３に、図１の３Ｘ−３Ｘ'線に沿うローラ成形型の断面図を示す。図３において、排出側キャップ本体５Ｂの中央の開口部には可動支持部材６Ｂが嵌挿されており、また、排出側キャップ本体５Ｂは、開口の周囲に可動支持部材６Ｂのローラの軸方向への移動を案内するガイド部８Ｂを有する。図３に示す断面図において、該ガイド部８Ｂは、可動支持部材６Ｂに接触する凸部９Ｂと、可動支持部材６Ｂに接触しない凹部１０Ｂとを内周面に有する。そして、過剰な弾性層材料は、ガイド部８Ｂの凹部１０Ｂと可動支持部材６Ｂとで形成された排出口７Ｂから排出される。
【００２２】
また、図２に示すように、上記一対の可動支持部材６Ａ，６Ｂは、ローラの軸１の端部をそれぞれ支持して弾性層材料の注入側に移動した状態において、ローラの軸１外面とモールド本体３内面と両キャップ部４Ａ，４Ｂとの間に密閉された円筒状のキャビティー１１を形成する。弾性層用の材料を注入した後、上記一対の可動支持部材６Ａ，６Ｂを注入側に移動して、注入口７Ａ及び排出口７Ｂを封鎖した後、使用する弾性層材料に応じて適宜選択した温度及び時間に保持してキャビティー１１内の弾性層材料を硬化させることで、軸１と該軸１の外周に形成された弾性層とを備えるローラを一体成形することができる。
【００２３】
上記一対の可動支持部材６Ａ，６Ｂを弾性層材料の注入側に移動した状態に関連して、図４に、図２の４Ｘ−４Ｘ'線に沿うローラ成形型の断面図を示す。図４において、排出側キャップ本体５Ｂの中央の開口部には可動支持部材６Ｂが嵌挿されており、また、排出側キャップ本体５Ｂは、開口部の周囲に可動支持部材６Ｂのローラの軸方向への移動を案内するガイド部８Ｂを有する。図４に示す断面図において、該ガイド部８Ｂは、内周面に凹凸を有さず、内周面全体が可動支持部材６Ｂに接触する。そのため、この状態では、弾性層材料が漏出することが無く、ひけを防止することができる。
【００２４】
上述したローラ成形型によれば、真円度の高いローラを成形することができ、成形後に弾性層を研磨する必要が無く、また、弾性層の外周面上に厚い塗膜層を配設する必要もない。ここで、ローラの真円度は、一般的な真円度測定機で測定でき、ローラの外周の外接円と内接円との半径差で定義され、本発明のローラ成形型によれば、真円度が15μm以下のローラを高い歩留まりで製造することが可能となる。
【００２５】
本発明のローラ成形型においては、上記注入側可動支持部材６Ａが排出側に移動した状態において、該可動支持部材６Ａと上記注入側キャップ本体５Ａとの間に円形状の注入口が形成されることが好ましい。注入側可動支持部材６Ａが注入側に移動した状態において、該可動支持部材６Ａの外周面と注入側キャップ本体５Ａの内周面とが全面で接触する一方、該可動支持部材６Ａが排出側に移動した状態において、注入側キャップ本体５Ａから可動支持部材６Ａが離れる構造とすることで、注入側キャップ本体５Ａの中央の開口部と可動支持部材６Ａとの間に円形状の注入口７Ａを形成することができる。ここで、注入口７Ａの形状が円形状であれば、注入口７Ａから、モールド本体３とローラの軸１との間に弾性層材料を均一に注入することができ、ウェルドの発生を確実に防止することができる。これに対し、例えば、リブによって注入口が仕切られている場合は、注入時に弾性層材料がリブを回り込むように注入されることとなるが、弾性層材料が完全且つ均一に回り込めないため、弾性層材料の密に注入された部分と、粗く注入された部分とが形成され、ローラにウェルドが発生してしまう。
【００２６】
上記注入側キャップ部４Ａは、注入側キャップ本体５Ａの中央の開口部の周囲に、上記可動支持部材６Ａのローラの軸方向への移動を案内し、該可動支持部材６Ａの外周面に対応する内周面を有する円筒状のガイド部８Ａを有することが好ましい。この構造の注入側キャップ部４Ａを用いることで、可動支持部材６Ａが排出側に移動した状態において、注入側キャップ本体５Ａと可動支持部材６Ａとの間に円形状の注入口７Ａを形成しつつ、可動支持部材６Ａが注入側に移動した状態において、注入口７Ａを確実に封鎖することができる。
【００２７】
また、上記排出側キャップ部４Ｂは、排出側キャップ本体５Ｂの中央の開口部の周囲に上記可動支持部材６Ｂのローラの軸方向への移動を案内するガイド部８Ｂを有し、該ガイド部８Ｂは、可動支持部材６Ｂの外周面に対応する内周面を有する円筒状部分１２Ｂと、該円筒状部分１２Ｂのローラの軸方向外側に位置し内表面にローラ軸方向に延びる溝を有する非円筒状部分１３Ｂとからなることが好ましい。この構造の排出側キャップ部４Ｂを用いることで、ローラの軸１の軸方向への移動を確実に案内することができる上、可動支持部材６Ｂが排出側に移動した状態において、排出側キャップ本体５Ｂと可動支持部材６Ｂとの間に排出口７Ｂを形成しつつ、可動支持部材６Ｂが注入側に移動した状態において、排出口７Ｂを確実に封鎖することができる。
【００２８】
上記ローラ成形型を用いて画像形成装置用のローラを成形するにあたって、該ローラの軸１としては、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフト、或いは良導電性のプラスチック製シャフト等を用いることができる。
【００２９】
一方、上記ローラの弾性層には、ウレタン原料を機械撹拌発泡して得られる発泡ウレタン、即ち、メカニカル・フロス法発泡成形ウレタンを用いることが好ましい。該発泡ウレタンは、発泡剤を用いることなく、ウレタン原料を機械的に撹拌して気泡を混入させる方法で製造される。ここで、ウレタン原料としては、ポリオール及びポリイソシアネート、又はポリオールとポリイソシアネートから合成したウレタンプレポリマー及び鎖延長剤が挙げられ、該ウレタン原料には、更に触媒、整泡剤並びに導電剤等を添加することができる。
【００３０】
また、本発明のローラの製造方法は、上述のローラ成形型を用いたローラの製造方法であって、上述の可動支持部材６Ａ，６Ｂを弾性層材料の排出側に移動し、形成された注入口７Ａから弾性層材料を注入し且つ過剰な弾性層材料を排出口７Ｂから排出し、該弾性層材料の排出中に可動支持部材６Ａ，６Ｂを注入側に移動して、注入口７Ａ及び排出口７Ｂを封鎖することを特徴とする。
【００３１】
可動支持部材を有さない従来の成形型を用いてローラを製造する場合、注入口及び排出口を封鎖することなく、弾性層材料を硬化させると、硬化中にひけが発生して、真円度の高いローラが得られなかった。この問題に対し、可動支持部材を有さない成形型を用いて、硬化中のひけを防止しつつローラを製造するには、何らかの方法で注入口及び排出口を封鎖する必要があるが、従来は、作業者が別途キャップをする等して注入口及び排出口を封鎖していたため、キャップをする際に、エアーが混入する問題があった。これに対し、上述のローラ成形型を用い、過剰な弾性層材料を排出口７Ｂから排出している際に、可動支持部材６Ａ，６Ｂを注入側に移動して、注入口７Ａ及び排出口７Ｂを封鎖することで、エアーの混入を防止することができる。
【００３２】
本発明のローラの製造方法においては、上記排出側キャップ部４Ｂを上方とし且つ注入側キャップ部４Ａを下方として上述のローラ成形型を垂直に配置し、可動支持部材６Ａ，６Ｂを排出側に移動し、ローラ成形型の下方の注入口７Ａから弾性層材料を注入し且つ過剰な弾性層材料をローラ成形型の上方の排出口７Ｂから排出し、該弾性層材料の排出中に可動支持部材６Ａ，６Ｂを注入側に移動して、注入口７Ａ及び排出口７Ｂを封鎖することが好ましい。弾性層材料の粘度が非常に低い場合、エアーの混入を防止しつつ注入口７Ａ及び排出口７Ｂを封鎖することが難しいことがあるが、ローラ成形型を垂直にし、下方の注入口７Ａから弾性層材料を注入し、上方の排出口７Ｂから過剰の弾性層材料を排出することで、注入口７Ａ及び排出口７Ｂの封鎖時におけるエアーの混入を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】弾性層材料注入時における本発明に従うローラ成形型の一例の断面図を示す。
【図２】弾性層材料注入後、封止時における本発明に従うローラ成形型の一例の断面図を示す。
【図３】図１の３Ｘ−３Ｘ'線に沿うローラ成形型の断面図を示す。
【図４】図２の４Ｘ−４Ｘ'線に沿うローラ成形型の断面図を示す。
【符号の説明】
【００３４】
１  軸
２Ａ，２Ｂ  モールド本体の開口部
３  モールド本体
４Ａ  注入側キャップ部
４Ｂ  排出側キャップ部
５Ａ  注入側キャップ本体
５Ｂ  排出側キャップ本体
６Ａ，６Ｂ  可動支持部材
７Ａ  注入口
７Ｂ  排出口
８Ａ，８Ｂ  ガイド部
９Ｂ  凸部
１０Ｂ  凹部
１１  円筒状キャビティー
１２Ｂ  円筒状部分
１３Ｂ  非円筒状部分
【図１】
2007152893.tif 000003
【図２】
2007152893.tif 000004
【図３】
2007152893.tif 000005
【図４】
2007152893.tif 000006