(57)【要約】【課題】外径寸法の振れを小さくできる上、弾性層端部にピンホール不良を発生させ難いローラ成形型を提供する。【解決手段】両端に開口部２Ａ,２Ｂを有するモールド本体３と該モールド本体３の開口部２Ａ,２Ｂに嵌合されたキャップ部４Ａ,４Ｂとを備えるローラ成形型において、キャップ部４Ａ,４Ｂが中央に円筒状開口部５Ａ,５Ｂを有するキャップ本体６Ａ,６Ｂと該キャップ本体の円筒状開口部５Ａ,５Ｂの中に配置されローラの軸１の端部を支持する支持部７Ａ,７Ｂとを有し、キャップ本体６Ａ,６Ｂと支持部７Ａ,７Ｂとがローラの軸方向に延びるリブ８Ａ,８Ｂにより連結された構造とした上、キャップ本体の円筒状開口部５Ａ,５Ｂの外周と支持部７Ａ,７Ｂの内周との同心度を10μm以下とし、モールド本体３の内面の同軸度を10μm以下とし、嵌合前の（キャップ本体の円筒状開口部５Ａ,５Ｂの外径）−（モールド本体３の内径）の値を0〜50μmとする。【選択図】図１
2007155097.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、該モールド本体の開口部にそれぞれ嵌合されたキャップ部とを備え、
前記キャップ部が、中央に円筒状の開口部を有するキャップ本体と、該キャップ本体の円筒状開口部の中に配置されローラの軸の端部を支持する支持部とをそれぞれ有し、前記キャップ本体と前記支持部とが該支持部の外周上に配設されたローラの軸方向に延びるリブにより連結されており、
前記キャップ本体の円筒状開口部の外周と前記支持部の内周との同心度が10μm以下であって、
前記モールド本体の内面の同軸度が10μm以下であって、
前記モールド本体と前記キャップ部とが、嵌合前において、下記式(I)：
（キャップ本体の円筒状開口部の外径）−（モールド本体の内径）＝0〜50（μm）
の関係を満たすことを特徴とするローラ成形型。
【請求項２】
前記キャップ部のローラ軸方向内側端部がローラ軸に対して直角な面に対して傾斜しており、前記キャップ本体の円筒状開口部外周のローラ軸方向最内端点と前記支持部内周のローラ軸方向最内端点とを結んだ直線と前記ローラ軸に対して直角な面との角度が10〜45°であ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】
前記キャップ本体と前記支持部とを連結するリブの数が３個以上であり、且つ該リブのローラ軸方向の長さが3〜10mmであ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】
前記キャップ部の前記リブを通るローラの軸に対して直角な面による切断面における各リブ間の面積の合計が6mm2以上であることを特徴とする請求項１に記載のローラ成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、特にローラの弾性層端部にピンホールを発生させ難い上、ローラの弾性層の外径寸法の振れを小さく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】
一般に、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、これら導電性ローラは、通常、軸と該軸の外周に形成された弾性層とを備えている。そして、これら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、特に弾性層の外径寸法の振れが小さいことが要求される。
【０００３】
これに対し、従来、上記導電性ローラは、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外径寸法の振れを小さくする方法によって製造されてきた。しかしながら、この方法では、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。
【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】
このような状況下、本発明者は、円筒状の本体部と該本体部の両端にそれぞれ嵌合されたキャップ部とからなり、該キャップ部が中央に円筒状の開口部を有するキャップ本体と該キャップ本体の円筒状開口部の中に配置されローラの軸の端部を支持する支持部と該支持部の外周に配設されキャップ本体と支持部とを連結するリブとからなるローラ成形型を用いてローラを製造することで、研磨工程を省略した上で、従来のローラよりも外径寸法の振れが小さいローラが得られることを見出した。しかしながら、かかるローラ成形型を用いても、依然として外径寸法の振れを十分に低減できないことがあり、更なる改良の余地があることが分った。また、上記ローラ成形型を用いてローラを製造した場合において、製造されるローラの弾性層の端部にピンホール不良が見られるものがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、弾性層の外径寸法の振れを十分に小さくできる上、ローラの弾性層端部にピンホール不良を発生させ難いローラ成形型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、該キャップ部が、中央に円筒状の開口部を有するキャップ本体と、該キャップ本体の円筒状開口部の中に配置されローラの軸の端部を支持する支持部と、該支持部の外周に配設されキャップ本体と支持部とを連結するリブとからなる上、上記キャップ本体の円筒状開口部の外周と上記支持部の内周との同心度が一定以下で、上記モールド本体の内面の同軸度が一定以下で、上記キャップ本体の円筒状開口部の外径と上記モールド本体の内径とが特定の関係を満たすローラ成形型を用いてローラを製造することで、弾性層端部にピンホールが無い上、弾性層の外径寸法の振れが小さいローラを高い歩留まりで製造できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
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、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、該モールド本体の開口部にそれぞれ嵌合されたキャップ部とを備え、
前記キャップ部が、中央に円筒状の開口部を有するキャップ本体と、該キャップ本体の円筒状開口部の中に配置されローラの軸の端部を支持する支持部とをそれぞれ有し、前記キャップ本体と前記支持部とが該支持部の外周上に配設されたローラの軸方向に延びるリブにより連結されており、
前記キャップ本体の円筒状開口部の外周と前記支持部の内周との同心度が10μm以下であって、
前記モールド本体の内面の同軸度が10μm以下であって、
前記モールド本体と前記キャップ部とが、嵌合前において、下記式(I)：
（キャップ本体の円筒状開口部の外径）−（モールド本体の内径）＝0〜50（μm）
の関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
上記ローラ成形型によれば、ローラの軸の端部を支持する支持部と、モールド本体の内面に接するキャップ本体の円筒状開口部とがリブによって固定されているため、成形されるローラの軸と弾性層との同心度を十分に高くすることができ、成形されたローラを更に研磨する必要がない。そのため、上記ローラ成形型によれば、弾性層の外径寸法の振れが小さいローラを高い歩留まりで製造することができる。
【００１０】
また、上記ローラ成形型は、キャップ本体の円筒状開口部の外周と支持部の内周との同心度φが10μm以下であるため、製造されるローラの軸と弾性層との同心度を十分高くすることができ、更に、モールド本体の内面の同軸度が10μm以下であるため、製造されるローラの弾性層の同軸度を十分高くすることができる。その上、モールド本体とキャップ部とが、嵌合前において上記式(I)の関係を満たし、モールド本体の開口部に対してキャップ部がきつ過ぎたり緩過ぎたりすることがないため、モールド本体に対してキャップ部がずれたり、モールド本体にキャップ部を嵌合する際にキャップ部の同心度を悪化させることがなく、結果として、ローラの弾性層の端部にピンホールを発生させることなく、ローラの外径寸法の振れを十分に小さくすることができる。
【００１１】
本発明のローラ成形型の好適例においては、前記キャップ部のローラ軸方向内側端部がローラ軸に対して直角な面に対して傾斜しており、前記キャップ本体の円筒状開口部外周のローラ軸方向最内端点と前記支持部内周のローラ軸方向最内端点とを結んだ直線とローラ軸に対して直角な面との角度が10〜45°である。この場合、ローラの弾性層の端部にピンホールが更に発生し難くなる。
【００１２】
本発明のローラ成形型の他の好適例においては、前記キャップ本体と前記支持部とを連結するリブの数が３個以上であり、且つ該リブのローラ軸方向の長さが3〜10mmである。この場合、キャップ部の強度を十分に確保しつつ、弾性層材料を均一に注入することができるため、ウェルドの発生を防止することができる。
【００１３】
本発明のローラ成形型の他の好適例においては、前記キャップ部の前記リブを通るローラの軸に対して直角な面による切断面における各リブ間の面積の合計が6mm2以上である。この場合、弾性層材料の注入時の圧力損失が十分に小さいため、ローラの連続成形が可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
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嵌合されたキャップ部とを有するローラ成形型であって、該キャップ部が、中央に円筒状の開口部を有するキャップ本体と、該キャップ本体の円筒状開口部の中に配置されローラの軸の端部を支持する支持部と、該支持部の外周上に配設されキャップ本体と支持部とを連結するリブとからなり、前記キャップ本体の円筒状開口部の外周と前記支持部の内周との同心度が10μm以下で、前記モールド本体の内面の同軸度が10μm以下で、（キャップ本体の円筒状開口部の外径）−（モールド本体の内径）が0〜50μmであるローラ成形型を用いることで、弾性層端部にピンホールが無く、弾性層の外径寸法の振れが小さいローラを高い歩留まりで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】
【００１５】
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、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、図１のII−II線に沿うローラ成形型の断面図であり、図３は、図１に示すローラ成形型の注入側キャップ部の拡大図である。
【００１６】
図１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の開口部２Ａ，２Ｂにそれぞれ嵌合されたキャップ部４Ａ，４Ｂとを備える。
【００１７】
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。
【００１８】
図示例のローラ成形型において、上記キャップ部４Ａ，４Ｂは、中央に円筒状の開口部５Ａ，５Ｂを有するキャップ本体６Ａ，６Ｂと、該キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの中に配置されローラの軸１の端部を支持する支持部７Ａ，７Ｂとをそれぞれ有し、更に、上記キャップ本体６Ａ，６Ｂと上記支持部７Ａ，７Ｂとは、支持部７Ａ，７Ｂの外周上に配設されたローラの軸方向に延びるリブ８Ａ，８Ｂにより連結されている。なお、キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂは、モールド本体３の開口部２Ａ，２Ｂ内に嵌合される。また、支持部７Ａ，７Ｂの形状は、一端が封鎖された円筒状であることが好ましい。
【００１９】
キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの中に配置された支持部７Ａ，７Ｂは、図２に詳しく示すように、リブ８Ａ，８Ｂによってキャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂに連結され一体化している。図２において、支持部７Ａの外周上には、複数のリブ８Ａが配置されており、各リブ８Ａの間が弾性層材料の注入口９となる。一方、図示しないが、ローラ成形型のもう一方の端に位置するキャップ部４Ｂも、同様の構造を有し、各リブの間が過剰な弾性層材料の排出口となる。
【００２０】
ここで、上記キャップ部４Ａ，４Ｂは、上記キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの外周と上記支持部７Ａ，７Ｂの内周との同心度φが10μm以下である。ここで、上記同心度φは、キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状の開口部５Ａ，５Ｂの外周の中心点と、支持部７Ａ，７Ｂの内周の中心点との距離の２倍として定義される。キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの外周はモールド本体３の開口部２Ａ，２Ｂの内周面に接し、また、支持部７Ａ，７Ｂの内周はローラの軸１の外周面に接するため、キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの外周と、支持部７Ａ，７Ｂの内周との同心度φを10μm以下にすることで、製造されるローラの軸１と弾性層との同心度を十分に小さくすることができ、ローラの外径寸法の振れを十分に小さくすることができ、外径寸法の振れが30μm以下のローラの歩留まりを向上させることができる。なお、ローラの外径寸法の振れは、ローラを基準棒に対して平行に配置して回転させてローラと基準棒との距離を測定し、該距離の最大値と最小値の差として定義され、一般的な振れ測定機を用いて測定することができる。
【００２１】
また、本発明のローラ成形型は、モールド本体３の内面の同軸度が10μm以下である。モールド本体３の内面の同軸度が10μmを超えると、製造されるローラの外径寸法の振れが大きくなる。
【００２２】
更に、本発明のローラ成形型は、上記モールド本体３と前記キャップ部４Ａ，４Ｂとが、嵌合前において、上記式(I)の関係を満たす。ここで、嵌合前のキャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの外径がモールド本体３の内径よりも小さいと、モールド本体３の開口部２Ａ，２Ｂに対してキャップ部４Ａ，４Ｂが緩く嵌合されるため、キャップがずれてしまい、製造されるローラの外径寸法の振れが大きくなる。また、嵌合前のキャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの外径がモールド本体３の内径より0.05μmを超えて大きいと、製造されるローラの弾性層の端部にピンホールが発生し易くなる。なお、嵌合前のキャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの外径がモールド本体３の内径より0.1μmを超えて大きいと、モールド本体３にキャップ部４Ａ，４Ｂを嵌合する際に、キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂの外周と上記支持部７Ａ，７Ｂの内周との同心度が悪化して（大きくなり）、製造されるローラの外径寸法の振れが大きくなる。
【００２３】
図１及び図２に示すローラ成形型においては、弾性層材料を注入口９から注入し、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との間の円筒状のキャビティー１０に弾性層材料を充填し、更に、過剰な弾性層材料をキャップ部４Ｂの排出口から排出する。キャビティー１０内に弾性層材料が十分に充填された後、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１０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。
【００２４】
本発明のローラ成形型においては、図３に示すように、前記キャップ部４Ａ，４Ｂのローラ軸方向内側端部がローラ軸１に対して直角な面Ｓに対して傾斜しており、前記キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状開口部５Ａ，５Ｂ外周のローラ軸方向最内端点Ｐ1と支持部７Ａ，７Ｂ内周のローラ軸方向最内端点Ｐ2とを結んだ直線Ｌとローラ軸１に対して直角な面Ｓとの角度θが10〜45°であることが好ましい。この場合、製造されるローラの弾性層の端部にピンホールが更に発生し難くなる。なお、上記角度θが10°未満では、弾性層端部におけるピンホールの発生率を十分に低減できないことがあり、一方、上記角度θが45°を超えると、キャップの外周と内周に軸方向のズレが大きくなることから、同心度（10μm）が達成しずらくなる。
【００２５】
本発明のローラ成形型においては、上記キャップ本体６Ａ，６Ｂと上記支持部７Ａ，７Ｂとを連結するリブ８Ａ，８Ｂの数が、キャップ部４Ａ，４Ｂのそれぞれにおいて３個以上であり、且つ該リブ８Ａ，８Ｂのローラ軸方向の長さが3〜10mmであることが好ましい。キャップ部１つ当りのリブ数が３未満では、キャップ部の強度が不足してしまう。また、リブのローラ軸方向長さが3mm未満では、キャップ部の強度が不足し、一方、10mmを超えると、弾性層材料を均一に注入することが難しくなり、ウェルドが発生し易くなる。なお、特に限定されるものではないが、リブの幅は、0.3〜1mmの範囲が好ましく、リブの高さ（即ち、支持部７Ａ，７Ｂの外周から、キャップ本体６Ａ，６Ｂの円筒状の開口部５Ａ，５Ｂの内周までの距離）は、3〜5mmの範囲が好ましい。
【００２６】
本発明のローラ成形型においては、上記キャップ部４Ａ，４Ｂのリブ８Ａ，８Ｂを通るローラの軸１に対して直角な面による切断面における各リブ間の面積の合計（即ち、図２における、支持部７Ａと、リブ８Ａと、キャップ本体６Ａの円筒状開口部５Ａとで区画される注入口９の総面積）が6mm2以上であることが好ましい。各リブ間の面積の合計が6mm2未満では、弾性層材料の注入時の圧力損失が大きく、ローラの連続成形が困難になる。
【００２７】
本発明のローラ成形型を用いて導電性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。ここで、軸１の外径は、4〜8mmの範囲が好ましく、6mm程度が特に好ましい。
【００２８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に従うローラ成形型の一例の断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿うローラ成形型の断面図である。
【図３】図１に示すローラ成形型の注入側キャップ部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  軸
２Ａ，２Ｂ  モールド本体の開口部
３  モールド本体
４Ａ，４Ｂ  キャップ部
５Ａ，５Ｂ  キャップ本体の円筒状開口部
６Ａ，６Ｂ  キャップ本体
７Ａ，７Ｂ  支持部
８Ａ，８Ｂ  リブ
９  注入口
１０  キャビティー
Ｓ  ローラ軸に対して直角な面
Ｐ1  キャップ本体の円筒状開口部外周のローラ軸方向最内端点
Ｐ2  支持部内周のローラ軸方向最内端点
Ｌ  Ｐ1とＰ2とを結んだ直線
θ  直線Ｌとローラ軸に対して直角な面Ｓとの角度
【図１】
2007155097.tif 000003
【図２】
2007155097.tif 000004
【図３】
2007155097.tif 000005