(57)【要約】【課題】本発明は、アンダーカット部を有するロールを製造する際、分割型を使用することなく製造したロールを円滑に脱型させることを課題とする。                        【解決手段】  芯棒体９と、ゴム層１０とからなり、アンダーカット部有するロール１１をロール成形型１で製造し、該ロール成形型１および／または該ロール１１を加熱および／または冷却し、熱膨張量または熱収縮量の差によって該ロール成形型１と該ロール１１との間に間隙Ｃを形成した上で、該ロール１１を該ロール成形型１から脱型する。【選択図】  図６
2007090530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯棒体と、該芯棒体の外周に形成されるゴム層とからなるロールであって、該ゴム層の外径は一様でなく最大径と最小径とが存在するロールの製造方法であって、ロール成形型キャビティ内に上記芯棒体を同芯に挿入した状態で液状ゴム材料を注入し、該液状ゴム材料を硬化せしめてゴム層を形成し、その後上記ロール成形型および／または上記芯棒体および／または上記ゴム層を加熱または冷却して上記ロール成形型および／または上記ゴム層および上記芯棒体を熱膨張または熱収縮せしめ、上記ゴム層および／または芯棒体の熱膨張量および／または熱収縮量と上記ロール成形型の熱膨張量および／または熱収縮量との差によって上記ゴム層の外周と上記キャビティの内周との間に所定の間隙を形成し、この状態で上記キャビティの一端から上記ロールを引抜き脱型することを特徴とするロールの製造方法。
【請求項２】
上記ゴム層の外周と上記キャビティの内周との間に形成される間隙は、上記キャビティの内周の最大径と最小径との差の２分の１に等しいかまたはそれ以上に設定される請求項１に記載のロールの製造方法。
【請求項３】
上記ロール成形型のキャビティ内には上記芯棒体を挿入し、更にチューブ状の離型性フィルムを挿入し、該離型性フィルムを該キャビティ内周に密着させた状態で上記液状ゴム材料が注入される請求項１または請求項２に記載のロールの製造方法。
【請求項４】
上記芯棒体および／または上記ゴム層の材質として、上記ロール成形型の材質よりも線膨張係数において大きな材質が選択され、更に上記芯棒体および／または上記ゴム層は脱型時に冷却される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のロールの製造方法。
【請求項５】
上記芯棒体の材質として、上記ロール成形型の材質よりも線膨張係数において小さな材質が選択され、更に上記ロール成形型は脱型時に加熱される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のロールの製造方法
【請求項６】
上記ロール成形型の冷却温度は、０℃以下に設定される請求項４に記載のロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電子複写機やレーザープリンター等の定着ロールや加圧ロールとして使用されるロールに関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
この種のロールとしては芯棒体と、該芯棒体の外周に形成されるゴム層とからなり、加圧対象のシートの皺寄（しわより）防止のために、ロール形状として外径が一様でなく、中央部の外径が両端部の外径よりも大きな正クラウン形状や、中央部の外径が両端部の外径よりも小さな逆クラウン形状が付与されている。上記ロールはロール成形型のキャビティ内に芯棒体を挿入した状態で液状ゴム材料を注入し、加熱して該液状ゴム材料を硬化させてゴム層とすることによってロールを製造し、該ロールを該ロール成形型から脱型する方法によって製造される。  
上記ロールを上記ロール成形型から脱型させる方法としては、該ロール成形型のキャビティの一端から製造されたロールを引抜く方法が一般的であるが、該ロールは上記したように正クラウン形状あるいは逆クラウン形状を有しているので、最大径と最小径との差がアンダーカットとなって該ロールを該ロール成形型のキャビティから引抜くことができなくなる。  
ロール脱型対策として、従来はロール成形型を分割型とする手段が提供されている（例えば特許文献１）。この方法ではロール製造後にロール成形型を分割してロールを取り出すことができるから、アンダーカットが存在しても脱型は可能である
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら成形型を分割すると、分割型相互の境界線に沿って製品にパーティングラインが形成され、ロール表面が平滑にならないと云う問題が生ずる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、芯棒体９と、該芯棒体９の外周に形成されるゴム層１０とからなるロール１１であって、該ゴム層１０の外径は一様でなく最大径と最小径とが存在するロール１１の製造方法であって、ロール成形型キャビティ３内に上記芯棒体９を同芯に挿入した状態で液状ゴム材料を注入し、該液状ゴム材料を硬化せしめてゴム層１０を形成し、その後上記ロール成形型１および／または上記芯棒体９および／または上記ゴム層１０を加熱または冷却して上記ロール成形型１および／または上記ゴム層１０および上記芯棒体９を熱膨張または熱収縮せしめ、上記ゴム層１０および／または芯棒体９の熱膨張量および／または熱収縮量と上記ロール成形型１の熱膨張量および／または熱収縮量との差によって上記ゴム層１０の外周と上記キャビティ３の内周との間に所定の間隙を形成し、この状態で上記キャビティ３の一端から上記ロール１１を引抜き脱型するロールの製造方法を提供するものである。
【０００６】
上記ゴム層１０の外周と上記キャビティ３の内周との間に形成される間隙は、上記キャビティ３の内周の最大径と最小径との差の２分の１に等しいか、またはそれ以上に設定されることが望ましい。所望なれば、上記ロール成形型１のキャビティ３内には上記芯棒体９を挿入し、更にチューブ状の離型性フィルム８を挿入し、該離型性フィルム８を該キャビティ３内周に密着させた状態で上記液状ゴム材料が注入されることが望ましい。
【０００７】
また上記芯棒体９および／または上記ゴム層１０の材質として、上記ロール成形型１の材質よりも線膨張係数において大きな材質が選択され、更に上記芯棒体９および／または上記ゴム層１０は脱型時に冷却されることが望ましく、上記ロール成形型１の冷却温度は、０℃以下に設定されることが望ましい。
また上記芯棒体９の材質として、上記ロール成形型１の材質よりも線膨張係数において小さな材質が選択され、更に上記ロール成形型１は脱型時に加熱される。
【発明の効果】
【０００８】
〔作用〕
本発明ではロール成形型１と、製造されたロール１１の芯棒体９および／またはゴム層１０の膨張量および／または熱収縮量の差を利用して、該ロール１１外周（ゴム層１０外周）と該のロール成形型１の内周との間に所定の間隙Ｃを形成する。上記間隙Ｃの巾Ｗｃは上記ロール成形型１のキャビティ３の内径の最大径と最小径との差（Ｄmax −Ｄmin ＝ΔＤ）（上記ロール１１の最大径と最小径との差に略等しい）の１／２（ΔＤ／２）に等しいかまたはそれ以上に設定されていると、上記ロール１１は上記ロール成形型１のキャビティ３の一端から極めて円滑に引抜くことが出来る。
【０００９】
上記ロール成形型１のキャビティ３内周に上記離型性フィルム８を密着させた状態でゴム層１０を形成すると、該ゴム層１０表面が該離型性フィルム８によって被覆されるから、型離れが円滑に行なわれる。
【００１０】
上記ロール成形型１と製造されたロール１１の芯棒体９および／または熱収縮量に差を設けるには、ロール成形型１に及ぼす温度Ｔ１と、芯棒体９および／またはゴム層１０に及ぼす温度Ｔ2 との間に差（Ｔ1 ＞Ｔ2 ）を設けるか、あるいはそれと共にあるいはそれに代えて上記芯棒体９および／または上記ゴム層１０の材質として、上記ロール成形型１の材質によりも線膨張係数において大きな材質を選択する。この場合には該ロール成形型１を冷却、望ましくは０℃以下に冷却すれば、該ロール成形型１と該芯棒体９および／または該ゴム層１０との線膨張係数の差に基づく熱収縮量の差が大きくなり、脱型が容易になる。
〔効果〕
【００１１】
本発明ではアンダーカット部の存在するロールでも、分割型を使用することなく脱型することが出来、表面にパーティングラインのない平滑なロールを製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を図１〜図７に示すー実施例に基づいて以下に詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すようにロール成形型本体２のキャビティ３内にはチューブ状の離型性フィルム８が挿入され、図２に示すように該フィルム８と該成形型本体２のキャビティ３内周との間隙を真空引きすることによって、該フィルム８は該キャビティ３内周に密着せしめられる。
【００１４】
該離型性フィルム８としては、例えばフッ素樹脂のような離型性材料が使用される。
【００１５】
次いで図３に示すように、該成形型本体２のキャビティ３内には、キャビティ３中心軸に沿って鉄基金属あるいはアルミニウムを材料とするパイプ状の芯棒体９が挿入され、該成形型本体２の上下端にはキャップ４，５が装着され、ロール成形型１が組立てられる。該芯棒体９は上下キャップ４，５の軸受け６，７によって上下支持される。
【００１６】
このようにして芯棒体９を挿入したロール成形型１のキャビティ３内周と該芯棒体９との間隙内には、図４に示すように、上側のキャップ４の材料注入口４Ａから、液状ゴム材料１０Ａが充填される。
【００１７】
上記液状ゴム材料１０Ａとしては、例えばシリコンゴムプレポリマー、ウレタンゴムプレポリマー等が使用される。
【００１８】
この状態で該ロール成形型１は図５に示すように加熱炉１２内に導入され、所定温度に加熱して液状ゴム材料１０Ａを硬化せしめてゴム層１０を形成する。このようにして逆クラウン形状のロール１１が製造される。上記加熱条件は例えばシリコンプレポリマーの場合には１４０℃、２０分である。
【００１９】
〔実施例１〕
上記加熱工程の後は該成形型１を加熱炉１１から取出し室温（２５℃）に放置した場合、−２０℃の冷凍庫内に３０分、更に該成形型１を液体窒素中（−１６０℃）に該成形型１を浸漬して１分間冷却した場合について脱型の可不可を試験した。
【００２０】
上記冷却によって成形型１、ゴム層１０、芯棒体９共に収縮するが、成形型１の線膨張係数よりもゴム層１０および／または芯棒体９の線膨張係数の方が小さくなるように材料選定を行なうと、図６に示すように成形型１のキャビティ３内周（ゴム層１０の外周）との間に所定の間隙Ｃが形成される。
【００２１】
上記冷却状態における間隙Ｃの巾をＷｃとし、ロール１１の最大径Ｄmax と最小径Ｄmin との差、即ち成形型１のキャビティ３内径の最大径と最小径との差Ｄmax −Ｄmin ＝ΔＤとすると、Ｗｃ≧ΔＤ／２であれば、図７に示すようにロール１１は成形型本体２のキャビティ３の一端から容易に引抜いて脱型することが出来る。
【００２２】
具体的数値を示すと、下記の通りである
材質                  線膨張係数α（１４０℃）
成形型本体          鉄                      １３．６×１０-6
芯棒体              アルミニウム            ２５．３×１０-6
ゴム層              シリコンゴム          ２００．０×１０-6
キャビティ３内径（２５℃）      ６５．６ｍｍ
芯棒体外径      （２５℃）      ６５．０ｍｍ
芯棒体肉厚      （２５℃）        ５．０ｍｍ
離型性フィルム厚（２５℃）      ３０    μｍ
Ｄmax −Ｄmin ＝ΔＤ            ３００  μｍ
ΔＤ／２                        １５０  μｍ
【００２３】
〔脱型試験結果〕
Ｗｃ（２５℃）                  ４９．４μｍ←脱型不可
Ｗｃ（−２０℃）                ８９．６μｍ←脱型不可（冷凍庫で冷却）
Ｗｃ（−１６０℃）            ２１４．７μｍ←脱型可（液体窒素中に浸漬）
即ち、−１６０℃に冷却した場合は、Ｗｃ（−１６０℃）＞ΔＤ／２であるから、ロール１１の成形型本体２からの脱型は極めて容易に行なわれた。
【００２４】
〔実施例２〕
下記寸法、材質の材料を使用して実施例１と同様な方法でロールを製造した。
材質                  線膨張係数α（１４０℃）
成形型本体          鉄                      １３．６×１０-6
芯棒体              アルミニウム            ２５．３×１０-6
ゴム層              シリコンゴム          ２００．０×１０-6
キャビティ３内径（２５℃）      ２６．９ｍｍ
芯棒体外径      （２５℃）      ２６．５ｍｍ
芯棒体肉厚      （２５℃）        １．０ｍｍ
離型性フィルム厚（２５℃）        ３０  μｍ
Ｄmax −Ｄmin ＝ΔＤ            １００  μｍ
ΔＤ／２                          ５０  μｍ
【００２５】
上記ロールを室温（２５℃）に放置した場合、上記ロールの芯棒体内に−２０℃のグリセリンを１分間送通して冷却した場合、および上記ロールの芯棒体内に−８０℃のグリセリンを１分間送通して冷却した場合について、脱型の可不可を試験した。試験結果は下記の通りである。
〔脱型試験結果〕
Ｗｃ（２５℃）                  ２１．８μｍ←脱型不可
Ｗｃ（−２０℃）                ３８．９μｍ←脱型不可（冷凍庫で冷却）
Ｗｃ（−８０℃）                ６１．７μｍ←脱型可（冷凍庫で冷却）
【００２６】
−８０℃のグリセリンを送通した場合、Ｗｃ（−８０℃）＞ΔＤ／２であるから、ロール１１の成形型本体２からの脱型は極めて容易に行なわれた。
【００２７】
〔実施例３〕
下記寸法、材質の材料を使用して実施例１と同様な方法でロールを製造した。
材質                  線膨張係数α（１４０℃）
成形型本体          アルミニウム            ２５．３×１０-6
芯棒体              鉄                      １３．６×１０-6
ゴム層              シリコンゴム          ２００．０×１０-6
キャビティ３内径（２５℃）      ３０．０ｍｍ
芯棒体外径      （２５℃）      ２５．０ｍｍ
芯棒体肉厚      （２５℃）        ２．０ｍｍ
離型性フィルム厚（２５℃）        ３０  μｍ
Ｄmax −Ｄmin ＝ΔＤ              ３０  μｍ
ΔＤ／２                          １５  μｍ
【００２８】
加熱炉中で１４０℃、２０分の加熱により、シリコンプレポリマーを硬化させてシリコンゴムとした後、更に該金型を１８０℃，５分、２００℃，５分、２２０℃，５分で加熱して金型を膨張せしめた場合について、脱型の可不可を試験した。試験結果は下記の通りである。
〔脱型試験結果〕
Ｗｃ（１８０℃）                  ８．３μｍ←脱型不可
Ｗｃ（２００℃）                １２．５μｍ←脱型不可
Ｗｃ（２２０℃）                １６．６μｍ←脱型可
【００２９】
金型を２２０℃に加熱した場合は、Ｗｃ（２２０℃）＞ΔＤ／２であるから、ロール１１の成形型本体２からの脱型は極めて容易に行なわれた。
【００３０】
上記実施例以外、芯棒体９内に冷媒を導入した場合は、外側からロール成形型１を加熱してもよい。
またロールは正クラウン形状であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明にあっては、ロールを成形型から円滑に脱型することが出来るから、生産効率が向上する。したがって本発明は産業上利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】離型性フィルムを挿入した状態のロール成形型側断面図。
【図２】離型性フィルムをキャビティ内周に密着させた状態のロール成形型側断面図。
【図３】芯棒体を挿入した上下にキャップを装着した状態のロール成形型側断面図。
【図４】液状ゴム材料を充填した状態のロール成形型側断面図。
【図５】ロール成形型を加熱炉にいれ加熱して液状ゴム材料を硬化せしめてゴム層とした状態のロール成形型側断面図。
【図６】冷却した状態のロール成形型側断面図。
【図７】ロール脱型説明側断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１        ロール成形型
２        ロール成形型本体
３        キャビティ
４，５    上下キャップ
８        離型性フィルム
９        芯棒体
１０Ａ    液状ゴム材料
１１      ロール
Ｃ        キャビティ内周とロール外周との間の間隙
【図１】
2007090530.tif 000003
【図２】
2007090530.tif 000004
【図３】
2007090530.tif 000005
【図４】
2007090530.tif 000006
【図５】
2007090530.tif 000007
【図６】
2007090530.tif 000008
【図７】
2007090530.tif 000009