(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型における丸孔状の成形孔の両端部を、エンドキャップをもってそれぞれ閉塞するとともに、各エンドキャップにおける前記成形孔に嵌合された嵌挿部の中央に嵌合孔を設け、この嵌合孔における前記成形孔内に開口する端部の内周面を、先端に向かって拡がる逆テーパ面とし、前記嵌合孔に、芯軸の両端部に嵌合したマスキングキャップを嵌合することにより、前記芯軸を成形孔の中央に配設し、いずれか一方のエンドキャップに穿設した注入孔より、弾性材料を成形孔における芯軸のまわりの空間内に充填して固化させることにより、芯軸のまわりに弾性体層を形成し、その後、前記エンドキャップを、マスキングキャップとともに、前記成形型、芯軸及び弾性体層から離脱し、次いで、芯軸及び弾性体層を成形型から離脱させることを特徴とするローラの製造方法。
【請求項２】
マスキングキャップを、エンドキャップと一体的に形成しておき、芯軸の端部を、エンドキャップの中央に形成したマスキング用の嵌合孔に直接嵌合することを特徴とする、請求項１記載のローラの製造方法。
【請求項３】
丸孔状の成形孔を有する成形型と、
前記成形型の成形孔の各端部に着脱自在に嵌合され、前記各端部を閉塞するとともに、成形孔内に嵌合される嵌挿部の中央に嵌合孔が設けられ、この嵌合孔における前記成形孔内に開口する端部の内周面を、先端に向かって拡がる逆テーパ面とし、かつ少なくとも一方に、成形孔に連通する材料注入孔が穿設された１対のエンドキャップと、
内面にローラの芯軸の端部を嵌合し、かつ前記各エンドキャップの嵌合孔に嵌合することにより、前記芯軸を成形孔の中央に配設するようにしたマスキングキャップとを備えることを特徴とするローラの製造装置。
【請求項４】
逆テーパ面の小径端と、マスキングキャップの内端とをほぼ一致させた、請求項３記載のローラの製造装置。
【請求項５】
丸孔状の成形孔を有する成形型と、
前記成形型の成形孔の各端部に着脱自在に嵌合され、前記各端部を閉塞するとともに、成形孔内に嵌合される嵌挿部の中央に嵌合孔が設けられ、この嵌合孔における前記成形孔内に開口する端部の内周面を、先端に向かって拡がる逆テーパ面とし、前記嵌合孔に、ローラの芯軸の端部を嵌合することにより、芯軸を成形孔の中央に配設するようにし、かつ少なくとも一方に、成形孔に連通する材料注入孔が穿設された１対のエンドキャップとを備えることを特徴とするローラの製造装置。
【請求項６】
材料注入孔を、エンドキャップの逆テーパ面に開口させた、請求項５記載のローラの製造装置。
【請求項７】
材料注入孔における成形孔側の開口縁部に、芯軸の方向を向く突起を設けた、請求項３〜６のいずれかに記載のローラの製造方法。
【請求項８】
複数の材料注入孔を、芯軸を中心とする円周方向に分散させて設けた、請求項３〜７のいずれかに記載のローラの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、パソコン用プリンタ、ファクシミリ等において、トナー搬送ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ、給紙ローラ、定着ローラ等として使用される弾性材料製のローラの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のローラの製造方法及び装置としては、例えば本出願人による特開平８−２０７１７２号公報に開示されているようなものがある。
【０００３】
この従来のローラの製造方法は、芯軸（芯金）の両端部にマスキングキャップ（キャップ）を嵌合し、そのままの状態で、芯軸のまわりに円筒状の弾性体層を成形し、さらに、その弾性体層の外周面への導電性膜の形成、その他の加工がすべて終了した後に、マスキングキャップを芯軸から外すことを特徴としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の従来の方法では、製造工程の最終段階で、芯軸の端部からマスキングキャップを外すという作業を行なわなければならず、その作業が煩雑であるとともに、その際、ナイフ等を用いなければ、弾性体層の端部にばり等が残存し、その後に、さらにばり取り作業が必要になる等の問題がある。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点に鑑み、製造工程の最終段階における芯軸からのマスキングキャップの離脱作業をなくすことにより、作業工程を低減できるとともに、弾性体層の端部に発生するばりを少なくすることができ、美麗な外観のローラを迅速に製造できるようにした、ローラの製造方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
（１）ローラの製造方法において、成形型における丸孔状の成形孔の両端部を、エンドキャップをもってそれぞれ閉塞するとともに、各エンドキャップにおける前記成形孔に嵌合された嵌挿部の中央に嵌合孔を設け、この嵌合孔における前記成形孔内に開口する端部の内周面を、先端に向かって拡がる逆テーパ面とし、前記嵌合孔に、芯軸の両端部に嵌合したマスキングキャップを嵌合することにより、前記芯軸を成形孔の中央に配設し、いずれか一方のエンドキャップに穿設した注入孔より、弾性材料を成形孔における芯軸のまわりの空間内に充填して固化させることにより、芯軸のまわりに弾性体層を形成し、その後、前記エンドキャップを、マスキングキャップとともに、前記成形型、芯軸及び弾性体層から離脱し、次いで、芯軸及び弾性体層を成形型から離脱させる。
【０００７】
（２）上記(１)項において、マスキングキャップを、エンドキャップと一体的に形成しておき、芯軸の端部を、エンドキャップの中央に形成したマスキング用の嵌合孔に直接嵌合する。
【０００８】
（３）ローラの製造装置において、丸孔状の成形孔を有する成形型と、前記成形型の成形孔の各端部に着脱自在に嵌合され、前記各端部を閉塞するとともに、成形孔内に嵌合される嵌挿部の中央に嵌合孔が設けられ、この嵌合孔における前記成形孔内に開口する端部の内周面を、先端に向かって拡がる逆テーパ面とし、かつ少なくとも一方に、成形孔に連通する材料注入孔が穿設された１対のエンドキャップと、内面にローラの芯軸の端部を嵌合し、かつ前記各エンドキャップの嵌合孔に嵌合することにより、前記芯軸を成形孔の中央に配設するようにしたマスキングキャップとを備えるものとする。
【０００９】
（４）上記(３)項において、逆テーパ面の小径端と、マスキングキャップの内端とをほぼ一致させる。
【００１０】
（５）ローラの製造装置において、丸孔状の成形孔を有する成形型と、前記成形型の成形孔の各端部に着脱自在に嵌合され、前記各端部を閉塞するとともに、成形孔内に嵌合される嵌挿部の中央に嵌合孔が設けられ、この嵌合孔における前記成形孔内に開口する端部の内周面を、先端に向かって拡がる逆テーパ面とし、前記嵌合孔に、ローラの芯軸の端部を嵌合することにより、芯軸を成形孔の中央に配設するようにし、かつ少なくとも一方に、成形孔に連通する材料注入孔が穿設された１対のエンドキャップとを備えるものとする。
（６）上記(５)項において、材料注入孔を、エンドキャップの逆テーパ面に開口させる。
【００１１】
（７）上記(３)〜(６)項のいずれかにおいて、材料注入孔における成形孔側の開口縁部に、芯軸の方向を向く突起を設ける。
【００１２】
（８）上記(３)〜(７)項のいずれかにおいて、複数の材料注入孔を、芯軸を中心とする円周方向に分散させて設ける。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
(１)は芯軸、(２)(３)は、上下方向を向く円筒形とした成形型(４)に形成された丸孔状の成形孔(4a)の上下の端部に嵌合され、かつ芯軸(１)が成形孔(4a)の中央に位置するように、芯軸(１)の上下の端部を保持するエンドキャップである。
【００１４】
成形型(４)は、その成形孔(4a)の内径が製造しようとする所望のローラ(Ｒ)の弾性体層(16)（図２及び図３参照）の外径に等しく、長さが弾性体層(16)の長さよりも若干長く、かつ両端が開口する円筒状の部材であり、その材質は特に限定されず、樹脂、金属等が使用でき、好適には、その内面をフッ素樹脂コート処理して離型性を良好なものとするのがよい。
【００１５】
上下のエンドキャップ(２)(３)は、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等の一般的な樹脂材料により成形された外筒部材(５)とマスキングキャップ(６)とからなっている。
図５及び図６に示すように、外筒部材(５)には、外筒部材(５)を上下方向に貫通し、かつ次第に縮径するノズル孔(７)が設けられている。ノズル孔(７)の外端部（図５の上端部）は弾性体層(16)形成用の材料の注入部(８)となっており、内端部（図５の下端部）は、マスキングキャップ(６)嵌合用の小径の嵌合孔(９)をなし、嵌合孔(９)の外端には内向きフランジ(10)が形成されている。
【００１６】
外筒部材(５)の内端部は、成形型(４)の成形孔(4a)の両端開口部に嵌合する嵌挿部(5a)となっており、嵌挿部(5a)の先端部の内周面は、先端に向かって拡がる逆テーパ面(11)となっている。
【００１７】
逆テーパ面(11)の先端部の外周は、全て同一径に加工されており、この部分が上述の成形型(４)の成形孔(4a)の内面に当接すると、逆テーパ面(11)は、段差なく成形孔(4a)の内面に接続する（図１及び図２参照）。
【００１８】
マスキングキャップ(６)は、外筒部材(５)と同様に、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等の一般的な樹脂材料により成形するのがよく、図７及び図８に示すように、上端（下方のマスキングキャップは下端）が閉じ、内部に芯軸(１)嵌合用の嵌合孔(6a)が形成されたもので、外側に３条以上、図示の例では６条の外リブ(13)が軸線方向に形成されており、外リブ(７)間には軸線方向に貫通する溝(14)が形成されている。
【００１９】
マスキングキャップ(６)の外径及び長さは、エンドキャップ(２)(３)の嵌合孔(９)の内径及び長さにほぼ等しく、マスキングキャップ(６)の内端は、逆テーパ面(11)の小径端に一致するように設定されている。この例では、嵌合孔(９)の内面と、溝(14)とにより、嵌合孔(6a)を中心とする円周方向に分散する６個の材料注入孔(15)が形成される(図９参照)。
【００２０】
次に、上述のような装置を用いて行われる、本発明のローラ製造方法について述べる。
【００２１】
まず、芯軸(１)の両端部にマスキングキャップ(６)を被せ、芯軸(１)を成形型(４)内に挿入し、マスキングキャップ(６)を外筒部材(５)の嵌合孔(９)にはめ込んで、マスキングキャップ(６)の外端縁を内向きフランジ(10)に当接させて定位させるとともに、嵌挿部(5a)を成形型(４)の成形孔(4a)の端部開口部に嵌合する。
この状態においては、マスキングキャップ(６)の内端は、逆テーパ面(11)の小径端に一致する(図１、図２及び図１０参照)。
【００２２】
この時、図９及び図１０に示すように、外リブ(13)が嵌合孔(９)の内面に当接し、溝(14)と嵌合孔(９)の内面とによって、材料注入孔(15)が形成され、これによって、注入部(８)と、成形型(４)と芯軸(１)との間に形成される材料の充填空間(Ｓ)とが連通する(図１参照)。
【００２３】
上方(または下方)のエンドキャップ(２)から弾性体層(16)形成用の硬化性の材料を注入すると、この材料は、図１０の矢印により示すように、注入部(８)から材料注入孔(15)を通って充填空間(Ｓ)に入り、下方(または上方)のエンドキャップ(３)の内部にまで充満する(図２参照)。
【００２４】
材料が固化することにより、弾性体層(16)が形成され、その後、上下のエンドキャップ(２)(３)を外方に引っ張ると、逆テーパ面(11)は、抵抗なく弾性体層(16)から剥離し、弾性体層(16)は、その厚さが最も薄い逆テーパ面(11)の小径端の部分できれいに切断される。このとき、マスキングキャップ(６)は、固化した材料との摩擦により、外筒部材(５)と一体となって、芯軸(１)の両端部から円滑に取り外される(図３参照)。
【００２５】
最後に、成形型(４)を離型すれば、図４に示すローラ(Ｒ)が得られる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態について、図１１〜図１６を参照しながら説明する。
なお、第１の実施形態と同じ部材には、同じ符号を付すに止めて、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
本実施形態のエンドキャップ(20)(21)は、第１の実施形態における外筒部材(５)とマスキングキャップ(６)とを一体的に成形したものであり、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン等の一般的な樹脂材料により成形するのがよい。
【００２８】
エンドキャップ(20)(21)の内端、すなわち、図１４に拡大して示すエンドキャップ(20)の下端には、先端に向かって拡がる逆テーパ面(22)が形成されている。
【００２９】
逆テーパ面(22)の小径端の中央には、有底の嵌合孔(23)が形成されており、逆テーパ面(22)における嵌合孔(23)を中心とする円周方向には、注入部(８)に連通する多数の材料注入孔(24)が等間隔をもって開口している。
【００３０】
図１６に示すように、各材料注入孔(24)における成形孔(4a)側の開口の縁には、嵌合孔(23)の内方に向かって尖先状に延出する微小な突起(25)が形成されている。この突起(25)によって、材料注入孔(24)を通って成形孔(4a)内に供給される材料の流れが、芯軸(１)寄りに、すなわち求心方向に反らされるとともに、材料の硬化後、エンドキャップ(20)(21)を外すとき、硬化した材料がこの突起(25)の部分で美麗に切断される。
【００３１】
次に、上述のような第２の実施形態の装置を用いた本発明のローラの製造方法について述べる。
まず、芯軸(１)を成形型(４)に挿通し、その両端部に、上下のエンドキャップ(20)(21)の嵌合孔(23)を嵌合して、上下のエンドキャップ(20)(21)を成形型(４)の両端開口部に嵌合する。
【００３２】
このようにすると、エンドキャップ(20)(21)の注入部(８)は、複数の材料注入孔(24)を介して、充填空間(Ｓ)に連通する(図１参照)。
【００３３】
上方(または下方)のエンドキャップ(20)に弾性体層形成用の材料を注入すると、その材料は、注入孔(24)を通って充填空間(Ｓ)に入り、下方のエンドキャップ(21)の内部にまで充満する(図２参照)。
【００３４】
材料の硬化により、弾性体層(16)が形成された後、エンドキャップ(20)(21)を外方に引っ張ると、逆テーパ面(22)は先開きであるので、抵抗なく弾性体層(16)から剥離し、弾性体層(16)は、その厚さが最も薄い逆テーパ面(22)の小径端の部分において、美麗に切断される(図１３参照)。
【００３５】
最後に、成形型(４)を離型すれば、図４に示すのと同様のローラ(Ｒ)が得られる。
【００３６】
なお、材料注入孔(15)(24)は、いずれか一方のエンドキャップ(２)(20)(または(３)(21))に設けるだけでもよい。両方に設けた場合は、その一方がエア抜き孔として作用する。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１及び３記載の発明によると、エンドキャップを成形型から離型する際に、マスキングキャップも芯軸から同時に離脱するので、従来のように、マスキングキャップを製造工程の最終段階で個別に芯軸から離脱させる必要がなく、作業工数を低減することができるとともに、作業時間を短縮することができる。
【００３８】
また、請求項１、３及び５記載の発明によると、エンドキャップの内面に逆テーパ面を形成したことにより、エンドキャップが、形成された弾性体層から剥離し易くなるとともに、逆テーパ面の小径端側の中央に芯軸が嵌合されるので、芯軸と弾性体層との境界部が美麗になるとともに、ばり等の発生を抑制することができる。
【００３９】
請求項２及び５記載の発明によると、芯軸を直接エンドキャップの嵌合孔に嵌合すればよいので、従来のように、芯軸の端部にマスキングキャップを嵌合し、さらにマスキングキャップをエンドキャップに嵌合させるといった２回の作業を１回の作業で済ませることができる。
【００４０】
請求項４記載の発明によると、逆テーパ面の小径端とマスキングキャップの内端とがほぼ一致するので、マスキングキャップを用いるものにおいても、ばり等の発生を効果的に抑制し、美麗な外観を呈することができる。
【００４１】
また、請求項５記載の発明によると、装置の構成を簡素化することができるとともに、装置の部品点数を低減することができる。
【００４２】
請求項６記載の発明によると、エンドキャップの離脱時に、弾性体層以外の材料が、逆テーパ面に沿って切り離されるので美麗な美麗な外観を呈することができる。
【００４３】
請求項７記載の発明によると、材料の注入時に、突起が材料の流れを芯軸側に向かって反せて、材料を注入方向と反対側にある成形孔内の空間部にも、均一に充填させることができ、しかも、材料の硬化後のエンドキャップの離脱時には、突起が余分な材料を切り離す鋭利な刃物として作用し、ばり等の発生を効果的に防止することができる。
【００４４】
請求項８記載の発明によると、材料注入孔を複数に分割して均一に分散させることにより、成形孔への材料の流れを均一化することができるとともに、ばり等の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のローラの製造装置の第１の実施形態の材料注入前の状態を示す縦断正面図である。
【図２】  同じく、材料を注入した後の状態を示す縦断正面図である。
【図３】  同じく、エンドキャップを成形型から取り外した状態を示す縦断正面図である。
【図４】  同じく、ローラの完成状態を示す縦断正面図である。
【図５】  同じく、エンドキャップの外筒部材の拡大縦断正面図である。
【図６】  同じく、拡大底面図である。
【図７】  同じく、マスキングキャップの拡大正面図である。
【図８】  同じく、マスキングキャップの拡大平面図である。
【図９】  同じく、エンドキャップをはめた状態におけるエンドキャップの拡大底面図である。
【図１０】  同じく、エンドキャップを芯軸の端部にはめた状態を示す要部の拡大縦断正面図である。
【図１１】  本発明の装置の第２の実施形態の材料注入前の状態を示す縦断正面図である。
【図１２】  同じく、材料を注入した後の状態を示す縦断正面図である。
【図１３】  同じく、エンドキャップを取り外した状態を示す縦断正面図である。
【図１４】  同じく、エンドキャップの拡大縦断正面図である。
【図１５】  同じく、拡大底面図である。
【図１６】  同じく、エンドキャップにおける注入孔の出口付近を示す拡大縦断正面図である。
【符号の説明】
(１)芯軸
(２)(３)エンドキャップ
(４)成形型
(4a)成形孔
(５)外筒部材
(5a)嵌挿部
(６)マスキングキャップ
(6a)嵌合孔
(７)ノズル孔
(８)注入部
(９)嵌合孔
(10)内向きフランジ
(11)逆テーパ面
(13)外リブ
(14)溝
(15)材料注入孔
(16)弾性体層
(20)(21)エンドキャップ
(22)逆テーパ面
(23)嵌合孔
(24)材料注入孔
(25)突起
(Ｒ)ローラ
(Ｓ)充填空間
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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