(57)【要約】【課題】ＯＡ機器に使用されるゴムローラの製造方法において、ゴムローラと一体となった軸体の一方より棒状の部材を押し当て成形後のゴムローラを成形金型より押し出す際、ゴムローラを容易に取出すことの出来る、ゴムローラの製造方法及び製造装置の提供を目的としている。【解決手段】円筒状内面を有する金型内に未加硫ゴム材料を注入する材料注入工程と、該未加硫ゴム材料を加熱硬化させてローラ型に形成してゴムローラにする形成工程と、該ゴムローラと一体となった軸体の一方より棒状の部材を押し当て該ゴムローラを該金型より押し出す、ゴムローラ取出し工程と、を有するゴムローラの製造方法において、該ゴムローラ取出し工程と同時に、該棒状の部材の先端より該ゴムローラの端部面と該金型の円筒状内面の界面に向けてエアを吹き出す工程を備えることを特徴とする、前記ゴムローラの製造方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状内面を有する金型内に未加硫ゴム材料を注入する材料注入工程と、該未加硫ゴム材料を加熱硬化させてローラ型に形成してゴムローラにする形成工程と、該ゴムローラと一体となった軸体の一方より棒状の部材を押し当て該ゴムローラを該金型より押し出す、ゴムローラ取出し工程と、を有するゴムローラの製造方法において、
該ゴムローラ取出し工程と同時に、該棒状の部材の先端より該ゴムローラの端部面と該金型の円筒状内面の界面に向けてエアを吹き出す工程を備えることを特徴とする、前記ゴムローラの製造方法。
【請求項２】
該ゴムローラ取出し工程と同時に、該ゴムローラと一体となった軸体の一方より該棒状の部材を押し当てた状態で、該軸体のもう一方を支持し、該成形金型より該ゴムローラを押出す方向に該ゴムローラを移動させる工程を更に有することを特徴とする、請求項１に記載のゴムローラの製造方法。
【請求項３】
該ゴムローラ取出し工程において、該金型の温度を該ゴムローラの硬化完了時の温度に保ったまま、又は加熱装置より該金型を取出した後に強制的に冷却しない状態で、該ゴムローラを押し出すことを特徴とする、請求項１及び２に記載のゴムローラの製造方法。
【請求項４】
円筒状内面を有する金型と、該金型内に未加硫ゴム材料を注入する手段と、該未加硫ゴムを加熱硬化させてゴムローラを成形する手段と、該ゴムローラを該金型より押し出す棒状の部材と、を有するゴムローラの製造装置において、
該棒状の部材の先端は、該ゴムローラの端部面と該金型の円筒状内面の界面に向けてエアを吹き出すための穴を有することを特徴とする、前記ゴムローラの製造装置。
【請求項５】
該棒状の部材の先端にあるエアを吹き出すための穴は、円周状に配置されており、かつ、少なくとも２つあることを特徴とする、請求項４に記載のゴムローラの製造装置。
【請求項６】
該棒状の部材の先端部にあるエアを吹き出すための穴は、リング状のスリット形状をしていることを特徴とする、請求項４に記載のゴムローラの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタや複写機等のＯＡ機器に使用されるゴムローラの製造方法及びその製造装置に関する。より詳しくは、成形金型内に未加硫ゴム材料を注入又は配置し、加熱硬化又は発泡させて成形するゴムローラの製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に成形金型を用いて製造されるゴムローラは、該成形金型内に未加硫ゴムを注入して、又はゴム押出し機を用いて押し出された未加硫ゴムを軸体と共に配置し、その後加熱硬化又は発泡させてゴムローラを成形する。成形後のゴムローラを成形金型から取出す際は、ゴムローラと一体となった軸体の一方より、棒状の部材を押し当てて成形金型内よりゴムローラを押し出す。成形金型内よりゴムローラを取出す際に、成形金型が熱いままだと、ゴムローラの熱膨張により成形金型から取出すのが困難となる。また、取出したゴムローラが破断や表面に傷、模様が生じるなど品質的に劣る場合もある。そこで金属材料から成る成形金型とゴム材料との熱膨張率の差を利用して、いったん成形金型及びゴムローラを冷却した後、成形金型内よりゴムローラを取出す方法がある（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−２８６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような、いったん成形金型を冷却する方法は、その後に成形金型を予熱する必要があり、熱効率の悪化、成形装置の肥大化、成形金型の必要本数増加などにつながる。
【０００４】
従って、本発明においては、成形金型を冷却せずに成形金型よりゴムローラを取出すことが容易なゴムローラの製造方法及び製造装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、円筒状内面を有する金型内に未加硫ゴム材料を注入する材料注入工程と、該未加硫ゴム材料を加熱硬化させてローラ型に形成してゴムローラにする形成工程と、該ゴムローラと一体となった軸体の一方より棒状の部材を押し当て該ゴムローラを該金型より押し出す、ゴムローラ取出し工程と、を有するゴムローラの製造方法において、該ゴムローラ取出し工程と同時に、該棒状の部材の先端より該ゴムローラの端部面と該金型の円筒状内面の界面に向けてエアを吹き出す工程を備えることを特徴とする、前記ゴムローラの製造方法により、課題を解決する。
【０００６】
また、円筒状内面を有する金型と、該金型内に未加硫ゴム材料を注入する手段と、該未加硫ゴムを加熱硬化させてゴムローラを成形する手段と、該ゴムローラを該金型より押し出す棒状の部材と、を有するゴムローラの製造装置において、該棒状の部材の先端は、該ゴムローラの端部面と該金型の円筒状内面の界面に向けてエアを吹き出すための穴を有することを特徴とする、前記ゴムローラの製造装置を用いることにより、課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のゴムローラの製造方法及びその製造装置によれば、成形金型よりゴムローラを押し出す際に、成形金型の円筒内面とゴムローラの界面にエアを吹き付けることにより該界面の温度を低下させることが出来る。及び該界面にわずかな隙間が生じた際に、該隙間に空気が流れ込むため、該界面の剥離を一気に進めることも出来る。それにより、成形金型を冷却せずにゴムローラを押し出すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
これより、好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳しく説明する。
【０００９】
図１に示されている、成形金型１４よりゴムローラ１２を押し出す棒状の部材１先端よりエアを吹き出す方法を次に説明する。それには、図２のように、棒状の部材１の根元より先端部近傍に向かって外径と同じ中心軸をもつ非貫通の穴２を開け、先端部近傍の円筒面より非貫通の穴２に向かってエア吹き出し穴３を開ける方法が挙げられる。この時、エア吹き出し穴３には、成形金型１４の内面とゴムローラ１２の界面近傍に当てるために、円周状に配分された少なくとも二つの穴を開けるとよい。また図３のように、ゴムローラ１２を押し出す棒状の部材として次のものが使われてもよい。それは、パイプ状の部材１ａ及び先端に外径と同じ中心軸をもつ非貫通の穴２が設けられ、且つ先端部近傍の円筒面より非貫通の穴２に向かってエア吹き出し穴３の空いた先端部材４を取り付けた、少なくとも２部材より構成された棒状の部材である。また、ゴムローラ１２を押し出す棒状の部材がゴムローラ１２を押し出す際に円周方向へとふらつかないように、棒状の部材先端部端面を、すり鉢状に加工してもよい。
【００１０】
また、ゴムローラ１２を押し出す棒状の部材先端よりリング状にエアを吹き出す方法としては、図４のように、パイプ状の部材１ａに内包される先端部材４を用い、少なくとも２部材よりゴムローラ１２を押し出す棒状の部材を構成する方法がある。この時、先端部材４とパイプ状の部材本体１ａにおいて、リング状にスリット３ａが生じるように、両部材の嵌合部においてパイプ状の部材本体１ａの内径に比べ先端部材４の外径をわずかに小さくすることで、リング状にエアを吹き出すことを可能としている。またその際、この円周状の隙間にエアを供給するための溝又は穴５が、パイプ状の部材１ａ本体又は先端部材４に開けられている。また、隙間に特に規定はなく、供給するエア流量と隙間を任意に変化させることにより、エア吹き出し口での流速を任意に変化させることも可能である。
【００１１】
また、エアを吹き出す穴３又はリング状のスリット３ａを、棒状の部材１の軸方向に対して任意の角度θ°に設定することにより、ゴムローラ１２と成形金型１４の界面近傍にエアを吹き出すことを可能としている。
【００１２】
更にゴムローラ１２を押し出す棒状の部材１全体又は先端部の外径を成形金型の内径に対してわずかに小さくすることにより、ゴムローラと棒状の部材１との隙間部分の内圧が高くなる。従って、棒状の部材１で押す力に加え、ゴムローラ端面をエア内圧で押すため、成形金型１４からゴムローラ１２を取出すことが容易になるとともに、ゴムローラの軸体１１とゴム部の剥離を抑えることが可能となる。この時、棒状の部材１の先端部は、成形金型内面を傷つけないように、成形金型１４の材質より柔らかい材質の先端部材４を用いるのが好ましい。また、棒状の部材１先端部の材質に特に規定はないが、成形金型が炭素鋼やステンレス、プリハードン鋼などの鉄系素材の場合は、真鍮やナイロン、ポリアセタールなどを用いるのが好ましい。また、先端部材４を樹脂やゴムの部材で覆っても傷防止の効果が同様に得られる。
【００１３】
また、棒状の部材１の駆動にエアシリンダを用いると、ゴムローラ１２と成形金型１４の界面が剥離する際にエアシリンダに加わった圧縮空気が一気に開放されるため、成形金型１４からゴムローラ１２が急激に飛び出す場合がある。この急激な飛び出しを防止するためには、ゴムローラの軸体１１のもう一方の端面を支持する方法がある。支持方法に特に規定はないが、例えばエアシリンダ２３などを用いて軸方向に一定の力を加える方法がある。この時軸方向に加える力は、（ゴムローラを押し出す棒状の部材の力）−（ゴムローラを押し出すのに必要な力）より小さくする必要がある。また、支持する方法としてはゴムローラを押し出す棒状の部材の動きに同期させて支持部材を動かす方法があり、同期させる方法としてはサーボモータを用いる方法が挙げられる。
【００１４】
また、ゴムローラを該金型から取出す際、成形金型を加熱装置に入れた状態のまま加熱温度で取出しても、該金型を加熱装置より取り外した直後に強制的に冷却しない状態で取出しても、いずれでもよい。
【実施例】
【００１５】
本発明のゴムローラの製造法を、電子写真用現像ローラの成形に適用した実施例を、図面を参照にして説明する。なお本発明は、以下の実施例に限られたものではない。
【００１６】
（実施例１）
外径φ２５ｍｍ、内面形状が内径φ１２ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円筒形状を有する成形金型本体１４と、成形金型本体の両端に嵌合される外径φ２５ｍｍの注入側駒１５、非注入側駒１３の３部品から構成される金型を用いた（図５参照）。成形金型本体１４と両端駒の嵌合部は、傾斜角１２°のテーパ形状をしている。成形金型の材質はプリハードン鋼である。注入側駒１５には材料注入用のゲート穴として、ピッチ円直径１１ｍｍでφ１．８ｍｍの穴が円周等配分で９箇所あけられている。非注入側駒には溢れた材料を金型外へ逃がすための穴として、ピッチ円直径１１ｍｍでφ１．５ｍｍの穴が円周等配分で４箇所あけられている。現像ローラの成形には、該成形金型内部に外径φ６ｍｍ、長さ２７０ｍｍのゴムローラの軸体１１（快削鋼ＳＵＭ２３Ｌ製）を配置し、熱硬化性液状シリコーンゴム材を２２．５ｃｃ該成形金型へ射出注入した。この時射出速度は、５ｃｃ／秒とした。成形に用いた液状シリコーンゴム材は、２液混合タイプの熱硬化性シリコーンゴムで、粘度１５０Ｐａ・ｓである。また、導電性を持たせるために、カーボンブラックが配合されている。液状シリコーンゴム材注入後は、該成形金型を１１０℃の加熱熱盤（不図示）内に５分間投入し、ゴム材料を硬化させた。
【００１７】
次に、成形金型１４よりゴムローラ１２を取出す際に成形金型を冷却しない状態で外径がφ１０ｍｍの先端よりエアが吹き出す棒状の部材１を用いてゴムローラ１２と一体となった軸体１１の端部を押し出した。棒状の部材先端は、成形金型の内面を傷つけないようにＭＣナイロン製の別部材とし、エアを吹き出す穴３は、内径がφ１ｍｍで先端部材４に円周等配分で４箇所あけた。また、成形金型１４とゴムローラの界面近傍にエアが当たるように、棒状の部材本体１の中心軸に対してθ＝３０°の角度をつけてある。またゴムローラの軸体１１が当たる先端部は１２０°のすり鉢状としている。棒状の部材１は次のようにして押し出す。市販の複動形ロッドレスシリンダ２１（ボア径φ５０ｍｍ、ストローク３００ｍｍ）を用い、アングル材及びカップリングを介してパイプ状の部材１ａを取付け、０．５ＭＰａの圧縮空気にてロッドレスシリンダ２１を駆動させた。また、ゴムローラを押し出す際にパイプ状の部材１ａがたわまないように市販のリニアガイドブッシュ２２を用いてガイドしている。
【００１８】
（実施例２）
実施例２として成形金型を冷却しない状態で、先端よりエアがリング状に吹き出す棒状の部材を用いて、ゴムローラと一体となった軸体１１の端部を押し出した。棒状の部材先端は、円周状のスリットを構成するためＭＣナイロン製の別部材４とし、パイプ状の部材１ａに内包し、０．５ｍｍの隙間が生じるようにパイプ状の部材１ａの先端部内径と先端部部材４の外径を設定した。また円周状のスリットは、エアの吹き出し方向がパイプ状の部材１ａの中心軸に対して３０°に広がるように出口に向かって径が大きくなっている。また、先端部材４には円周状のスリットにエアを導くφ２ｍｍのエア供給穴が４箇所あけられている。また、ゴムローラの軸体１１が当たる部分は実施例１と同様に１２０°のすり鉢状としてある。ゴムローラを押し出す方法は、実施例１と同じ装置を用いて、ゴムローラを押し出す棒状の部材だけを交換した。
【００１９】
（実施例３）
実施例３として、実施例２と同じ棒状の部材を用いて金型を押し出す際に、軸体１１の反対側端面を複動形エアシリンダ２３（ボア径φ４０ｍｍ、ストローク３００ｍｍ）を用いてガイドした。この時ガイド側の供給エアを０．０５ＭＰａとしてガイド力を約６０Ｎに設定した。
【００２０】
（比較例１）
比較例１として、成形金型を冷却しない状態で、先端面が１２０°のすり鉢形状をしたエアの吹き出し穴がない中実の棒材を用いて、ゴムローラを押し出した。ゴムローラを押し出す方法は、実施例１と同じ装置を用いて、ゴムローラを押し出す棒状の部材だけを交換した。
【００２１】
（比較例２）
比較例２として、成形金型の外径に合わせて半円状にくりぬいた１対のアルミ製板に２０℃の冷却水を流した冷却盤にて成形金型を挟み込み９０秒間冷却した後、比較例１と同じ棒状の部材及び装置を用いてゴムローラを押し出した。この時ゴムローラの温度は４０〜５０℃であった。
【００２２】
実施例及び比較例の方法を用いて、ゴムローラの取出し性及びゴムローラへの模様や傷等の影響を評価した。実施例１及び実施例２では、ゴムローラ１２の表面にわずかに周方向のスジ状の模様が発生したものの概ね取出し性は良好であった。しかし、ゴムローラ１２と成形金型１４の界面が剥離した際に一気にゴムローラ１２が押し出され、ゴムローラ１２が成形金型１４外へ飛び出した。実施例３においては、軸体１１の反対側をエアシリンダ２３にてガイドしていたため急激な飛び出しは防げたものの、実質的な押出し力が低下したため、取出しにやや時間を要する場合があった。一方、比較例１においては、ゴムローラ１２を取り出せる場合があるものの、ゴムローラ１２の表面に大きな模様や傷が付く、またゴムローラ１２が大きく破損し軸体１１から剥離する場合があった。比較例２においては、成形金型を冷却したため取出し性は良好であり表面の模様や傷、飛び出しは防げたものの、冷却に９０秒、再び成形金型が成形可能温度に達するまでに３分以上の時間を要した。以上の評価を下記の表１に記す。
【００２３】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明で考案及び実施例で用いたゴムローラを取出す装置の概略図である。
【図２】本発明で考案された棒状部材の先端部におけるエア吹き出し穴の詳細図である。
【図３】実施例１で用いた棒状部材の先端部断面図である。
【図４】本発明で考案及び実施例２で用いた棒状部材の先端部における円周状スリット部の詳細図である。
【図５】実施例及び比較例で用いた成形金型の概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  棒状の部材
１ａ  パイプ状の部材
２  非貫通穴
３  エア吹き出し穴
３ａ  リング状のスリット
４  先端部材
５  エア供給穴
１１  ゴムローラの軸体
１２  ゴムローラ
１３  非注入側駒
１４  成形金型
１５  注入側駒
２１  ゴムローラ押出し用ロッドレスシリンダ
２２  棒状の部材ガイド用リニアガイドブッシュ
２３  ゴムローラガイド用エアシリンダ
２４  金型ガイド
【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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