弾性ローラ成形金型、および弾性ローラ成形方法
【課題】脱型時の剥離性が良好な状態を長期にわたって維持することが可能な弾性ローラ成形金型を提供する。
【解決手段】上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型２と、母型２の上端開口に取り付けられ、母型２の内部空間に配置される芯材８の上端を支持する第１の駒３と、母型２の下端開口に取り付けられ、芯材８の下端を支持する第２の駒４と、を有し、第１の駒３を母型２の上端開口に取り付けたときに、第１の駒３と母型２との間に、第１の空隙７ａと、第１の接触面６ａと、が母型２の周方向に連続して形成され、第２の駒４を母型２の下端開口に取り付けたときに、第２の駒４と母型２との間に、第２の空隙７ｂと、第２の接触面６ｂと、が母型２の周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している。
【解決手段】上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型２と、母型２の上端開口に取り付けられ、母型２の内部空間に配置される芯材８の上端を支持する第１の駒３と、母型２の下端開口に取り付けられ、芯材８の下端を支持する第２の駒４と、を有し、第１の駒３を母型２の上端開口に取り付けたときに、第１の駒３と母型２との間に、第１の空隙７ａと、第１の接触面６ａと、が母型２の周方向に連続して形成され、第２の駒４を母型２の下端開口に取り付けたときに、第２の駒４と母型２との間に、第２の空隙７ｂと、第２の接触面６ｂと、が母型２の周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に組み込まれる弾性ローラを成形するための弾性ローラ成形金型、および弾性ローラ成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の小型化、高画質化および低価格化の要求に伴い、画像形成装置に組み込まれているトナー供給ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等の機能性ローラは、高精度化および低価格化が要求されている。この要求に応えるために、これらの機能性ローラの品質を向上または維持しながら製造コストを下げる努力がなされている。
【０００３】
図７は、従来の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【０００４】
図７に示す弾性ローラ成形金型１０１では、円筒形状の内部空間１０５を有する母型１０２と芯材１０８が駒１０３、１０４により支持されている。母型１０２の内部空間１０５は、材料を充填するための内部空間である。この材料は、駒１０４に設けられた注入口（不図示）より内部空間１０５に圧入され、これにより、芯材１０８の周囲に材料が積層された弾性層が成形される。
【０００５】
弾性ローラ成形金型１０１では、母型１０２で成形された弾性ローラを脱型する時の剥離性を向上させるために、母型１０２の内面にフッ素樹脂などからなる離型膜（コーティング層）が形成されている。一般に、フッ素樹脂などからなる離型膜は、金属と比較して格段に柔らかく、耐摩耗性が低い。そのため、母型１０２と駒１０３との接触面１０６ａ、および母型１０２と駒１０４との接触面１０６ｂのように、成形工程において接触を繰り返す面では、形成された離型膜はすぐに磨耗してしまう。磨耗が進行すると、接触面１０６ａ、１０６ｂには材料が付着しやすくなり、その結果、成形品の形状や性能に悪影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、上述したような問題を解決するための弾性ローラ成形金型が特許文献１に開示されている。この弾性ローラ成形金型では、母型の内面のうち、母型と駒とが接触を繰り返す接触面には耐久性被膜が形成され、実際に弾性ローラを成形する面には離型膜が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９６００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された弾性ローラ成形金型では、耐久性被膜によって、母型と駒とが接触する接触面の磨耗を防止できるという効果を奏する。しかし、特許文献１に開示された弾性ローラ成形金型には、耐久性被膜と離型膜の境界部分が存在する。離型膜が形成されている母型の内面には材料が充填されるので、耐久性被膜と離型膜の境界部分に、材料が付着する可能性が高い。付着した材料を除去しようとすると、耐久性被膜および離型膜が損傷し、剥離することが考えられる。これらの膜が剥離すると、成形金型から成形品（ローラ）を脱型する時の剥離性が悪化するので成形品の品質低下が懸念される。
【０００９】
本発明は、脱型時の剥離性が良好な状態を長期にわたって維持することが可能な弾性ローラ成形金型、および弾性ローラの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明の弾性ローラ成形金型は、上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型と、前記母型の前記上端開口に取り付けられ、前記母型の前記内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、前記母型の前記下端開口に取り付けられ、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を有し、前記第１の駒を前記母型の前記上端開口に取り付けたときに、前記第１の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、前記第２の駒を前記母型の前記下端開口に取り付けたときに、前記第２の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している。
【００１１】
また、上述した目的を達成するために、本発明の弾性ローラ成形方法は、円筒形状の内部空間を有する母型と、前記母型の内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を用いるローラ成形方法において、前記第１の駒と前記第２の駒が前記芯材を前記内部空間で支持するように、前記第１の駒と前記第２の駒とを前記母型に取り付ける第１の工程と、前記第１の工程の後、前記内部空間に熱硬化性の材料を充填する第２の工程と、を有し、前記第１の工程では、前記母型と前記第１の駒との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の周方向に連続して形成され、かつ前記母型と前記第２の駒との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１および第２の接触面と、実際に材料が充填される母型の内部空間とが、第１および第２の空隙でそれぞれ隔てられている。そのため、第１および第２の接触面に材料が付着しにくくなる。これにより、第１および第２の接触面には離型膜が必要なくなり、第１および第２の空隙を構成する面に施した離型膜は母型と駒との接触がないため損傷が小さく離型膜が剥離しにくくなる。よって、脱型時の剥離性が良好な状態を長期にわたって維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【図２】空隙が接触面よりも上方に形成されている弾性ローラ成形金型の比較の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の弾性ローラ成形金型を用いて成形された弾性ローラの斜視図である。
【図４】成形金型の中心軸に対して平行な空隙が設けられている弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の弾性ローラ成形金型の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】比較例の弾性ローラ成形金型の実施形態を示す断面図である。
【図７】従来の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
図１は、本発明の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。図１（ａ）は、本実施形態の弾性ローラ成形金型１の断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）において円Ａ１で囲まれた領域の拡大断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）において円Ａ２で囲まれた領域の拡大断面図である。
【００１５】
弾性ローラ成形金型１は、円筒形状の内部空間を有する母型２と、母型２の内部空間５を内部空間５の中心軸Ｂに沿って延びている芯材８と、母型２の両端部に設けられ、芯材８を支持する一対の第１の駒３および第２の駒４と、を有している。第１の駒３は、芯材８の上端を支持し、母型２の内部空間５に入り込んで、母型２の上端開口を塞ぐように配置されている。一方、母型２の下端開口を塞ぐように配置されている第２の駒４は、上端部が開口した円筒状であり、芯材８の下端を支持している。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、母型２の上端側の内面および下端側の外面は、それぞれテーパ状に形成されており、これらの面に対向する第１の駒３の外面および第２の駒４の内面も、それぞれテーパ状に形成されている。これらが互いに接触することで、第１の接触面６ａと、第２の接触面６ｂとが形成されている。なお、各接触面は、気密性を有していない。
【００１７】
第１の接触面６ａに沿って隣接する位置には第１の空隙７ａが母型２の周方向に連続して形成されている（図１（ｂ）参照）。また、第２の接触面６ｂに沿って隣接する位置には、第２の空隙７ｂが母型２の周方向に連続して形成されている（図１（ｃ）参照）。第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂには、母型２の内部空間５に材料が充填される時に、内部空間５に存在する空気を、第１および第２の接触面６ａ、６ｂを通じて外部方向へ逃がす役割がある。第１の空隙７ａは、母型上端側内面のテーパ面と、前記テーパ面に対向する第１の駒３の壁面とで構成され、一端が内部空間５に向かって開口し、他端が第１の接触面６ａに接している。一方、第２の空隙７ｂは、母型下側外面のテーパ面と、前記テーパ面対向する第２の駒４の壁面とで構成され、一端が内部空間５に向かって開口し、他端が第２の接触面６ｂに接している。第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂを構成しているすべての面には、母型２の内面と同様に離型膜２０が形成されている。
【００１８】
弾性ローラ成形金型１では、第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂが気密性を有していないため、成形過程において、第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂに熱硬化性の材料が滲入してくる。しかし、この材料は、母型２からの熱を受けて第１の空隙７ａ内および第２の空隙７ｂ内で硬化して留まることになる。そのため、材料自体が、第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂを閉鎖するシール材となって、成型金型外部へ向けて材料の漏出することを阻止する。これにより、第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂに材料が付着することを防げるようになる。したがって、内部空間５の密閉性を良好な状態に保ち、成型品の不良発生を減少させることができる。また、母型２の内面に形成されている離型膜は母型２と、第１の駒３および第２の駒４の接触が無いため損傷が抑制されるので剥離しにくくなり、長期にわたり良質な成形品を安定して成形することが可能となる。さらに、第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂに適宜耐磨耗処理を施すことも可能となる。
【００１９】
第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂに求められる機能は、各空隙内に滲入してきた材料が第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂに到達する前に、材料を各空隙内で硬化させることである。そのためには、母型２の内部空間５から各空隙への材料滲入時の流動抵抗を大きくするとともに、材料に母型２からの熱を確実に伝えて材料自体の硬化を促進することが必要となる。したがって、第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂの大きさや形状は、使用する材料の熱特性、硬化特性、粘度等によって決定されることになる。各空隙の大きさおよび形状とは、具体的に、第１および第２の駒３、４と母型２との間隔８ａや第１および第２の接触面６ａ、６ｂと内部空間５との間隔である空間長さ８ｂを示す（図１（ｂ）参照）。
【００２０】
第１および第２の接触面６ａ、６ｂに材料を付着させないためには、第１および第２の空隙７ａ、７ｂは、間隔８ａを芯材８の外面から母型２の内面までの距離Ｒ（図１（ａ）参照）よりも狭くするのが好ましい。これは、間隔８ａを狭くすることで、母型２の内部空間５から第１および第２の空隙７ａ、７ｂへ材料が滲入しにくくなるとともに、母型２の熱を確実に材料に伝熱することができるからである。また、空間長さ８ｂは長いほうが好ましい。これは、空間長さ８ｂを長くすることで、第１および第２の空隙７ａ、７ｂ内に滲入した材料を硬化させる時間を稼ぐことができ、この材料が第１および第２の接触面６ａ、６ｂに到達することを阻止できるからである。ただし、間隔８ａを極端に狭くすると、金型加工の難易度が上がり、ひいてはコスト高に繋がってしまう。また、金型管理が容易ではなくなる。したがって、間隔８ａは、必要以上に狭くすることは避け、使用する材料により適宜選択すればよい。
【００２１】
なお、第１の空隙７ａは、第１の接触面６ａよりも下方に形成されていることが望ましい。また、第２の空隙７ｂは、第２の接触面６ｂよりも下方に形成されていることが望ましい。これは、例えば、第２の空隙７ｂが第２の接触面６ｂよりも上方に形成されている場合（図２参照）、材料の粘度によっては第２の接触面６ｂに材料が付着する場合があるからである。これは、材料の重力および表面張力と第２の空隙７ｂ内の空気の浮力が関係で、材料が第２の空隙７ｂに滲入した時に、第２の空隙７ｂの形成場所が第２の接触面６ｂの上方の方が下方の場合に比べ材料が第２の接触面６ｂに到達しやすくなるからである。使用する材料の粘度が低い場合は、材料付着に関して各空隙が各接触面よりも下方に形成されていることが特に有効である。
【００２２】
また、母型２の内面および第１および第２の空隙７ａ、７ｂをそれぞれ構成する第１の駒３、第２の駒４に形成されている離型膜２０は、特に限定されるものではなく、少なくとも２回以上の成形において離型性を維持できる膜であればよい。例えば、一般に公知であるフッ素樹脂等からなるコーティング層を使用することができる。また、ここでは、離型膜と表記したが、母型２の材料自体に離型性を有するフッ素樹脂等を用いてもよい。ただし、離型膜の役割は、単に離型性を向上させるだけでなく、ローラ弾性層の表面状態の調整もしているため、離型膜は、離型性とローラ弾性層の表面状態を維持する機能とを有する必要がある。
【００２３】
また、母型２の材質は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、鉄等の鋼材にニッケルやクロム等のメッキを施した金属材料や、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、プリハードン鋼等の金属材料等を用いることが可能である。また、これら以外にも、ポリカーボネート、ポリアミド等の合成樹脂やフッ素樹脂等の離型性が高い樹脂、セラミック等を使用することもできる。
【００２４】
次に、本実施形態のローラ成形金型を用いたローラ成形方法について、図１を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、第１の駒３と第２の駒４とが芯材８を内部空間５で支持するように、第１のこま３と第２の駒４とを母型２に取り付ける（第１の工程）。このとき、第１の駒３と母型２との間には、上述した第１の空隙７ａと第１の接触面６ａが形成されている。さらに、第２の駒４と母型２との間には、上述した第２の空隙７ｂと第２の接触面６ｂが形成されている。
【００２６】
その後、母型２の内部空間５に、第２の駒４に設けられた注入口（不図示）から熱硬化性の材料が注入すされる。注入された材料は、第１の駒３の方向（上方向）に向かって流動し、内部空間５の芯材８の周囲に充填されていく（第２の工程）。その後、母型２の温度を、第１の空隙７ａ内、および第２の空隙７ｂ内に滲入した材料が第１、第２の接触面６ａ、６ｂに到達する前に硬化する温度を保つように制御する。
【００２７】
母型２の熱により材料の硬化が完了し、第１の駒３および第２の駒４を芯材８から取り外し、硬化した材料を母型２から脱型すると、図３に示すように、芯材８を回転軸とし、弾性層１０を備えている弾性ローラ５０が成形されることになる。
【００２８】
本実施形態では、第１および第２の空隙７ａ、７ｂを構成する面には離型膜２０が形成されているため、各空隙に滲入した少量の材料は、容易に除去することができる。もちろん、材料の滲入は各空隙で食い止められる構造であるので、第１および第２の接触面６ａ、６ｂには材料付着等の汚れは発生しない。そのため、離型膜や金型に関する維持管理作業も大幅に削減することができ、コスト削減にも効果的となる。
【００２９】
本実施形態の弾性ローラ成形金型を使用すれば、金型通りに弾性ローラを成形できるようになるので、振れ、真円度、円筒度が高精度になる。よって、成形された弾性ローラは、要求精度の厳しい画像形成装置用の弾性ローラとして使用することができる。もちろん精度要求がそれほど厳しくない一般弾性ローラとして使用してもよい。弾性ローラに機能を付加する場合は、芯材８の周囲に積層された弾性層の上に、各用途のための機能に応じた機能層を付与する。例えば、帯電ローラとして機能するための表層等を機能層として付与することで、高精度な画像形成装置用の帯電ローラを得ることができる。機能層を付与する方法としては、塗工や薄膜チューブの被覆を施す等の公知技術を利用することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、第１および第２の接触面６ａ、６ｂが中心軸Ｂに対して傾斜するように母型２、第１の駒３、および第２の駒４がテーパ状に形成されている。しかし、本発明では、各接触面の形状は特に限定されるものではなく、例えば、図４に示すような勾配のない円筒状でもよい。なお、図４（ａ）は、第１および第２の接触面６ａ、６ｂが中心軸Ｂに平行に形成されている弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）において円Ｃ１で囲まれた領域の拡大断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）において円Ｃ２で囲まれた領域の拡大断面図である。
【００３１】
弾性ローラ成形金型が図４に示すような構造であっても、第１の接触面６ａと母型２の内部空間５との間に第１の空隙７ａ、第２の接触面６ｂと内部空間５との間に第２の空隙７ｂをそれぞれ形成することによって、各接触面への材料付着を阻止できる。
【００３２】
（実施形態２）
図５は、本発明の弾性ローラ成形金型の他の実施形態を示す断面図である。以下、本実施形態の弾性ローラ成形金型１１について説明する。なお、実施形態１で説明した弾性ローラ成形金型１と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
【００３３】
弾性ローラ成形金型１１は、図１に示す弾性ローラ成形金型１に比べ、発泡材料（例えば、熱硬化性ポリウレタン発泡体）を弾性ローラ成形用の材料として用いる場合に適している。発泡材料を用いてローラを成形する場合、弾性ローラ成形金型１では、材料を母型２の内部空間５へ圧入する方式なので、発泡時における発泡ムラを抑制するために高精度な圧力調整が要求される。そこで、弾性ローラ成形金型１１では、予めカップ１９に発泡材料を受けた後、第１の駒１３、第２の駒１４、および芯材１８が取り付けられた母型１２がカップ１９の上部に取り付けられる。弾性ローラ成形金型１１では、発泡材料を一旦カップ１９で受けることによって、発泡材料が平衡状態となり、発泡時に発泡ムラが生じにくくなる。
【００３４】
弾性ローラ成形金型１１では、弾性ローラ成形金型１と同様に、第１の駒１３が母型１２に取り付けられたとき、母型１２の内部空間１５に隣接する第１の空隙１７ａと、第１の空隙１７ａを挟んで内部空間１５から離れた第１の接触面１６ａとが形成される。また、第２の駒１４が母型１２に取り付けられたとき、母型１２の内部空間１５に隣接する第２の空隙１７ｂと、第２の空隙１７ｂを挟んで内部空間１５から離れた第２の接触面１６ｂとが形成される。さらに、内部空間１５に隣接する第３の空隙１７ｃと、第２の駒１４の外面とカップ１９の内面との接触面である第３の接触面１６ｃとが形成される。
すなわち、弾性ローラ成形金型１１では、弾性ローラ成形金型１と同様に、第１の駒１３と母型１２の内面とが接触する第１の接触面１６ａと、母型１２の内部空間１５とが、第１の空隙１７ａによって隔てられている。また、第２の駒１３と母型２の外面とが接触する第２の接触面１６ｂと、内部空間１５とが、第２の空隙１７ｂによって隔てられている。さらに、第３の接触面１６ｃと、内部空間１５とが、第３の空隙１７ｃによって隔てられている。なお、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃの形状および大きさは、第１、第２の空隙７ａ、７ｂと同様である。
【００３５】
したがって、弾性ローラ成形金型１１においても、発泡材料が内部空間１５の下部から上部に充填されていく際、発泡材料が第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃに滲入しにくい構造となっている。そして、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃに侵入した発泡材料が第１〜第３の接触面１６ａ〜１６ｃに到達する前に発泡材料が硬化するように母型２の温度が制御される。これにより、第１〜第３の接触面１６ａ〜１６ｃへの材料付着を阻止できるので、離型膜が剥離しにくくなる。よって、脱型時の剥離性が良好な状態を長期にわたって維持することが可能となる。
【００３６】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
本実施例では、図５に示すローラ成形金型１１を用いる。
【００３８】
本実施例において、母型１２、第１の駒１３、第２の駒１４、およびカップ１９の外径Ｄ１（図５参照）は、２６ｍｍとし、母型１２の内径Ｄ２（図５参照）は、１３ｍｍとする。また、第１〜第３の空隙１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、間隔８ａが０．０１０ｍｍで、空間長さ８ｂが１０ｍｍとなるようにそれぞれ形成されている。
【００３９】
また、本実施例において、母型１２の内面、各空隙１７ａ、１７ｂ、１７ｃを構成する第１および第２の駒１３、１４、およびカップ１９の面には、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））が離型膜２０として形成されている。なお、第１〜第３の接触面１６ａ、１６ｂ、１６ｃには、離型膜は形成されておらず、金属母体同士が接触している。
【００４０】
さらに、本実施例において、母型１２には、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用い、第１の駒１３、第２の駒１４、およびカップ１９には、プリハードン鋼（ＨＰＭ３８）を用いている。
【００４１】
次に、本実施例のローラ成形方法の手順について説明する。
【００４２】
まず、混合ポリオールとして複数の材料を準備してそれらを混合する。その後、２種類のイソシアネートをＮＣＯインデックス１００となるように混合攪拌してローラ成形用の材料を生成する。
【００４３】
次に、直径が５ｍｍで長さが２６０ｍｍの芯材１８を内部空間１５で支持するように、第１および第２の駒１３、１４を母型１２に取り付け（第１の工程）、７０℃に予熱する。その後、７０℃に予熱したカップ１９に混合攪拌した材料を注型し、直ちに、カップ１９に第２の駒１４を取り付ける。
【００４４】
カップ１９に注型した材料は、発泡材料であることから、自然発泡により内部空間１５は材料で充填される（第２の工程）。その後、母型１２を１０分間、７０℃に加熱することによって、材料を硬化させ、脱型する。すると、実施形態１と同様に弾性ローラ５０（図３参照）が得られた。本実施例では、弾性ローラ５０の弾性層外径は１３ｍｍであり、長さは２２０ｍｍである。
【００４５】
本実施例では、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃに滲入した発泡材料が各接触面１６ａ、１６ｂ、１６ｃに到達する前に硬化した状態で、成形を行うことができた。また、硬化した発泡材料も成形金型１１から容易に脱型することができた。脱型後、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃにて発生する薄いバリが若干除去しにくい傾向が見られたが、母型１２の内面における材料付着に起因した汚れは確認されなかった。この成形を繰り返し行っても、第１〜第３の接触面１６ａ〜１６ｃの汚れは確認されず、良好な成形を続行することができ、成形品にも特に影響は見られず、安定して良品を成形することができた。
【００４６】
（比較例１）
本比較例では、図６に示すローラ成形金型１１１を用いる。
【００４７】
ローラ成形金型１１１の構成は、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃが形成されていない点を除いてローラ成形金型１１と同様である。すなわち、ローラ成形金型１１１では、母型１１２の内部空間１１５と第１〜第３の接触面１１７ａ〜１１７ｃとが隣接している。各接触面１１６ａ〜１１６ｃおよび母型２の外面を除く部分に、実施例１と同じフッ素樹脂を離型膜として形成した。
【００４８】
ローラ成形金型１１１を用いて、上述した実施例１と同様の手順で弾性ローラの成形を行うと、離型膜の剥離は確認できなかった。しかし、各接触面１０６ａ〜１０６ｃと離型膜との境界部分の材料付着が成形毎に積み重ねられ、脱型時に成形品の端部を引きちぎってしまう等の現象が発生した。これは、ローラ成形金型１１１は、ローラ成形金型１１のように、内部空間１１５と第１〜第３の接触面１１７ａ〜１１７ｃとを隔てるもの（第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃ）が設けられていないからである。さらに、ローラ成形金型１１１では、付着した材料を除去するために清掃作業を行うと、処理した離型膜が削れてしまい、さらに材料が付着しやすくなるという悪循環が発生した。
【符号の説明】
【００４９】
１ ローラ成形金型
２ 母型
３ 第１の駒
４ 第２の駒
８ 芯材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に組み込まれる弾性ローラを成形するための弾性ローラ成形金型、および弾性ローラ成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の小型化、高画質化および低価格化の要求に伴い、画像形成装置に組み込まれているトナー供給ローラ、帯電ローラ、転写ローラ等の機能性ローラは、高精度化および低価格化が要求されている。この要求に応えるために、これらの機能性ローラの品質を向上または維持しながら製造コストを下げる努力がなされている。
【０００３】
図７は、従来の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【０００４】
図７に示す弾性ローラ成形金型１０１では、円筒形状の内部空間１０５を有する母型１０２と芯材１０８が駒１０３、１０４により支持されている。母型１０２の内部空間１０５は、材料を充填するための内部空間である。この材料は、駒１０４に設けられた注入口（不図示）より内部空間１０５に圧入され、これにより、芯材１０８の周囲に材料が積層された弾性層が成形される。
【０００５】
弾性ローラ成形金型１０１では、母型１０２で成形された弾性ローラを脱型する時の剥離性を向上させるために、母型１０２の内面にフッ素樹脂などからなる離型膜（コーティング層）が形成されている。一般に、フッ素樹脂などからなる離型膜は、金属と比較して格段に柔らかく、耐摩耗性が低い。そのため、母型１０２と駒１０３との接触面１０６ａ、および母型１０２と駒１０４との接触面１０６ｂのように、成形工程において接触を繰り返す面では、形成された離型膜はすぐに磨耗してしまう。磨耗が進行すると、接触面１０６ａ、１０６ｂには材料が付着しやすくなり、その結果、成形品の形状や性能に悪影響を及ぼす。
【０００６】
そこで、上述したような問題を解決するための弾性ローラ成形金型が特許文献１に開示されている。この弾性ローラ成形金型では、母型の内面のうち、母型と駒とが接触を繰り返す接触面には耐久性被膜が形成され、実際に弾性ローラを成形する面には離型膜が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９６００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された弾性ローラ成形金型では、耐久性被膜によって、母型と駒とが接触する接触面の磨耗を防止できるという効果を奏する。しかし、特許文献１に開示された弾性ローラ成形金型には、耐久性被膜と離型膜の境界部分が存在する。離型膜が形成されている母型の内面には材料が充填されるので、耐久性被膜と離型膜の境界部分に、材料が付着する可能性が高い。付着した材料を除去しようとすると、耐久性被膜および離型膜が損傷し、剥離することが考えられる。これらの膜が剥離すると、成形金型から成形品（ローラ）を脱型する時の剥離性が悪化するので成形品の品質低下が懸念される。
【０００９】
本発明は、脱型時の剥離性が良好な状態を長期にわたって維持することが可能な弾性ローラ成形金型、および弾性ローラの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明の弾性ローラ成形金型は、上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型と、前記母型の前記上端開口に取り付けられ、前記母型の前記内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、前記母型の前記下端開口に取り付けられ、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を有し、前記第１の駒を前記母型の前記上端開口に取り付けたときに、前記第１の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、前記第２の駒を前記母型の前記下端開口に取り付けたときに、前記第２の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している。
【００１１】
また、上述した目的を達成するために、本発明の弾性ローラ成形方法は、円筒形状の内部空間を有する母型と、前記母型の内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を用いるローラ成形方法において、前記第１の駒と前記第２の駒が前記芯材を前記内部空間で支持するように、前記第１の駒と前記第２の駒とを前記母型に取り付ける第１の工程と、前記第１の工程の後、前記内部空間に熱硬化性の材料を充填する第２の工程と、を有し、前記第１の工程では、前記母型と前記第１の駒との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の周方向に連続して形成され、かつ前記母型と前記第２の駒との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１および第２の接触面と、実際に材料が充填される母型の内部空間とが、第１および第２の空隙でそれぞれ隔てられている。そのため、第１および第２の接触面に材料が付着しにくくなる。これにより、第１および第２の接触面には離型膜が必要なくなり、第１および第２の空隙を構成する面に施した離型膜は母型と駒との接触がないため損傷が小さく離型膜が剥離しにくくなる。よって、脱型時の剥離性が良好な状態を長期にわたって維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【図２】空隙が接触面よりも上方に形成されている弾性ローラ成形金型の比較の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の弾性ローラ成形金型を用いて成形された弾性ローラの斜視図である。
【図４】成形金型の中心軸に対して平行な空隙が設けられている弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の弾性ローラ成形金型の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】比較例の弾性ローラ成形金型の実施形態を示す断面図である。
【図７】従来の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
図１は、本発明の弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。図１（ａ）は、本実施形態の弾性ローラ成形金型１の断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）において円Ａ１で囲まれた領域の拡大断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）において円Ａ２で囲まれた領域の拡大断面図である。
【００１５】
弾性ローラ成形金型１は、円筒形状の内部空間を有する母型２と、母型２の内部空間５を内部空間５の中心軸Ｂに沿って延びている芯材８と、母型２の両端部に設けられ、芯材８を支持する一対の第１の駒３および第２の駒４と、を有している。第１の駒３は、芯材８の上端を支持し、母型２の内部空間５に入り込んで、母型２の上端開口を塞ぐように配置されている。一方、母型２の下端開口を塞ぐように配置されている第２の駒４は、上端部が開口した円筒状であり、芯材８の下端を支持している。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、母型２の上端側の内面および下端側の外面は、それぞれテーパ状に形成されており、これらの面に対向する第１の駒３の外面および第２の駒４の内面も、それぞれテーパ状に形成されている。これらが互いに接触することで、第１の接触面６ａと、第２の接触面６ｂとが形成されている。なお、各接触面は、気密性を有していない。
【００１７】
第１の接触面６ａに沿って隣接する位置には第１の空隙７ａが母型２の周方向に連続して形成されている（図１（ｂ）参照）。また、第２の接触面６ｂに沿って隣接する位置には、第２の空隙７ｂが母型２の周方向に連続して形成されている（図１（ｃ）参照）。第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂには、母型２の内部空間５に材料が充填される時に、内部空間５に存在する空気を、第１および第２の接触面６ａ、６ｂを通じて外部方向へ逃がす役割がある。第１の空隙７ａは、母型上端側内面のテーパ面と、前記テーパ面に対向する第１の駒３の壁面とで構成され、一端が内部空間５に向かって開口し、他端が第１の接触面６ａに接している。一方、第２の空隙７ｂは、母型下側外面のテーパ面と、前記テーパ面対向する第２の駒４の壁面とで構成され、一端が内部空間５に向かって開口し、他端が第２の接触面６ｂに接している。第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂを構成しているすべての面には、母型２の内面と同様に離型膜２０が形成されている。
【００１８】
弾性ローラ成形金型１では、第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂが気密性を有していないため、成形過程において、第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂに熱硬化性の材料が滲入してくる。しかし、この材料は、母型２からの熱を受けて第１の空隙７ａ内および第２の空隙７ｂ内で硬化して留まることになる。そのため、材料自体が、第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂを閉鎖するシール材となって、成型金型外部へ向けて材料の漏出することを阻止する。これにより、第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂに材料が付着することを防げるようになる。したがって、内部空間５の密閉性を良好な状態に保ち、成型品の不良発生を減少させることができる。また、母型２の内面に形成されている離型膜は母型２と、第１の駒３および第２の駒４の接触が無いため損傷が抑制されるので剥離しにくくなり、長期にわたり良質な成形品を安定して成形することが可能となる。さらに、第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂに適宜耐磨耗処理を施すことも可能となる。
【００１９】
第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂに求められる機能は、各空隙内に滲入してきた材料が第１の接触面６ａおよび第２の接触面６ｂに到達する前に、材料を各空隙内で硬化させることである。そのためには、母型２の内部空間５から各空隙への材料滲入時の流動抵抗を大きくするとともに、材料に母型２からの熱を確実に伝えて材料自体の硬化を促進することが必要となる。したがって、第１の空隙７ａおよび第２の空隙７ｂの大きさや形状は、使用する材料の熱特性、硬化特性、粘度等によって決定されることになる。各空隙の大きさおよび形状とは、具体的に、第１および第２の駒３、４と母型２との間隔８ａや第１および第２の接触面６ａ、６ｂと内部空間５との間隔である空間長さ８ｂを示す（図１（ｂ）参照）。
【００２０】
第１および第２の接触面６ａ、６ｂに材料を付着させないためには、第１および第２の空隙７ａ、７ｂは、間隔８ａを芯材８の外面から母型２の内面までの距離Ｒ（図１（ａ）参照）よりも狭くするのが好ましい。これは、間隔８ａを狭くすることで、母型２の内部空間５から第１および第２の空隙７ａ、７ｂへ材料が滲入しにくくなるとともに、母型２の熱を確実に材料に伝熱することができるからである。また、空間長さ８ｂは長いほうが好ましい。これは、空間長さ８ｂを長くすることで、第１および第２の空隙７ａ、７ｂ内に滲入した材料を硬化させる時間を稼ぐことができ、この材料が第１および第２の接触面６ａ、６ｂに到達することを阻止できるからである。ただし、間隔８ａを極端に狭くすると、金型加工の難易度が上がり、ひいてはコスト高に繋がってしまう。また、金型管理が容易ではなくなる。したがって、間隔８ａは、必要以上に狭くすることは避け、使用する材料により適宜選択すればよい。
【００２１】
なお、第１の空隙７ａは、第１の接触面６ａよりも下方に形成されていることが望ましい。また、第２の空隙７ｂは、第２の接触面６ｂよりも下方に形成されていることが望ましい。これは、例えば、第２の空隙７ｂが第２の接触面６ｂよりも上方に形成されている場合（図２参照）、材料の粘度によっては第２の接触面６ｂに材料が付着する場合があるからである。これは、材料の重力および表面張力と第２の空隙７ｂ内の空気の浮力が関係で、材料が第２の空隙７ｂに滲入した時に、第２の空隙７ｂの形成場所が第２の接触面６ｂの上方の方が下方の場合に比べ材料が第２の接触面６ｂに到達しやすくなるからである。使用する材料の粘度が低い場合は、材料付着に関して各空隙が各接触面よりも下方に形成されていることが特に有効である。
【００２２】
また、母型２の内面および第１および第２の空隙７ａ、７ｂをそれぞれ構成する第１の駒３、第２の駒４に形成されている離型膜２０は、特に限定されるものではなく、少なくとも２回以上の成形において離型性を維持できる膜であればよい。例えば、一般に公知であるフッ素樹脂等からなるコーティング層を使用することができる。また、ここでは、離型膜と表記したが、母型２の材料自体に離型性を有するフッ素樹脂等を用いてもよい。ただし、離型膜の役割は、単に離型性を向上させるだけでなく、ローラ弾性層の表面状態の調整もしているため、離型膜は、離型性とローラ弾性層の表面状態を維持する機能とを有する必要がある。
【００２３】
また、母型２の材質は、特に限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、鉄等の鋼材にニッケルやクロム等のメッキを施した金属材料や、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス鋼、プリハードン鋼等の金属材料等を用いることが可能である。また、これら以外にも、ポリカーボネート、ポリアミド等の合成樹脂やフッ素樹脂等の離型性が高い樹脂、セラミック等を使用することもできる。
【００２４】
次に、本実施形態のローラ成形金型を用いたローラ成形方法について、図１を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、第１の駒３と第２の駒４とが芯材８を内部空間５で支持するように、第１のこま３と第２の駒４とを母型２に取り付ける（第１の工程）。このとき、第１の駒３と母型２との間には、上述した第１の空隙７ａと第１の接触面６ａが形成されている。さらに、第２の駒４と母型２との間には、上述した第２の空隙７ｂと第２の接触面６ｂが形成されている。
【００２６】
その後、母型２の内部空間５に、第２の駒４に設けられた注入口（不図示）から熱硬化性の材料が注入すされる。注入された材料は、第１の駒３の方向（上方向）に向かって流動し、内部空間５の芯材８の周囲に充填されていく（第２の工程）。その後、母型２の温度を、第１の空隙７ａ内、および第２の空隙７ｂ内に滲入した材料が第１、第２の接触面６ａ、６ｂに到達する前に硬化する温度を保つように制御する。
【００２７】
母型２の熱により材料の硬化が完了し、第１の駒３および第２の駒４を芯材８から取り外し、硬化した材料を母型２から脱型すると、図３に示すように、芯材８を回転軸とし、弾性層１０を備えている弾性ローラ５０が成形されることになる。
【００２８】
本実施形態では、第１および第２の空隙７ａ、７ｂを構成する面には離型膜２０が形成されているため、各空隙に滲入した少量の材料は、容易に除去することができる。もちろん、材料の滲入は各空隙で食い止められる構造であるので、第１および第２の接触面６ａ、６ｂには材料付着等の汚れは発生しない。そのため、離型膜や金型に関する維持管理作業も大幅に削減することができ、コスト削減にも効果的となる。
【００２９】
本実施形態の弾性ローラ成形金型を使用すれば、金型通りに弾性ローラを成形できるようになるので、振れ、真円度、円筒度が高精度になる。よって、成形された弾性ローラは、要求精度の厳しい画像形成装置用の弾性ローラとして使用することができる。もちろん精度要求がそれほど厳しくない一般弾性ローラとして使用してもよい。弾性ローラに機能を付加する場合は、芯材８の周囲に積層された弾性層の上に、各用途のための機能に応じた機能層を付与する。例えば、帯電ローラとして機能するための表層等を機能層として付与することで、高精度な画像形成装置用の帯電ローラを得ることができる。機能層を付与する方法としては、塗工や薄膜チューブの被覆を施す等の公知技術を利用することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、第１および第２の接触面６ａ、６ｂが中心軸Ｂに対して傾斜するように母型２、第１の駒３、および第２の駒４がテーパ状に形成されている。しかし、本発明では、各接触面の形状は特に限定されるものではなく、例えば、図４に示すような勾配のない円筒状でもよい。なお、図４（ａ）は、第１および第２の接触面６ａ、６ｂが中心軸Ｂに平行に形成されている弾性ローラ成形金型の一実施形態を示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）において円Ｃ１で囲まれた領域の拡大断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）において円Ｃ２で囲まれた領域の拡大断面図である。
【００３１】
弾性ローラ成形金型が図４に示すような構造であっても、第１の接触面６ａと母型２の内部空間５との間に第１の空隙７ａ、第２の接触面６ｂと内部空間５との間に第２の空隙７ｂをそれぞれ形成することによって、各接触面への材料付着を阻止できる。
【００３２】
（実施形態２）
図５は、本発明の弾性ローラ成形金型の他の実施形態を示す断面図である。以下、本実施形態の弾性ローラ成形金型１１について説明する。なお、実施形態１で説明した弾性ローラ成形金型１と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
【００３３】
弾性ローラ成形金型１１は、図１に示す弾性ローラ成形金型１に比べ、発泡材料（例えば、熱硬化性ポリウレタン発泡体）を弾性ローラ成形用の材料として用いる場合に適している。発泡材料を用いてローラを成形する場合、弾性ローラ成形金型１では、材料を母型２の内部空間５へ圧入する方式なので、発泡時における発泡ムラを抑制するために高精度な圧力調整が要求される。そこで、弾性ローラ成形金型１１では、予めカップ１９に発泡材料を受けた後、第１の駒１３、第２の駒１４、および芯材１８が取り付けられた母型１２がカップ１９の上部に取り付けられる。弾性ローラ成形金型１１では、発泡材料を一旦カップ１９で受けることによって、発泡材料が平衡状態となり、発泡時に発泡ムラが生じにくくなる。
【００３４】
弾性ローラ成形金型１１では、弾性ローラ成形金型１と同様に、第１の駒１３が母型１２に取り付けられたとき、母型１２の内部空間１５に隣接する第１の空隙１７ａと、第１の空隙１７ａを挟んで内部空間１５から離れた第１の接触面１６ａとが形成される。また、第２の駒１４が母型１２に取り付けられたとき、母型１２の内部空間１５に隣接する第２の空隙１７ｂと、第２の空隙１７ｂを挟んで内部空間１５から離れた第２の接触面１６ｂとが形成される。さらに、内部空間１５に隣接する第３の空隙１７ｃと、第２の駒１４の外面とカップ１９の内面との接触面である第３の接触面１６ｃとが形成される。
すなわち、弾性ローラ成形金型１１では、弾性ローラ成形金型１と同様に、第１の駒１３と母型１２の内面とが接触する第１の接触面１６ａと、母型１２の内部空間１５とが、第１の空隙１７ａによって隔てられている。また、第２の駒１３と母型２の外面とが接触する第２の接触面１６ｂと、内部空間１５とが、第２の空隙１７ｂによって隔てられている。さらに、第３の接触面１６ｃと、内部空間１５とが、第３の空隙１７ｃによって隔てられている。なお、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃの形状および大きさは、第１、第２の空隙７ａ、７ｂと同様である。
【００３５】
したがって、弾性ローラ成形金型１１においても、発泡材料が内部空間１５の下部から上部に充填されていく際、発泡材料が第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃに滲入しにくい構造となっている。そして、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃに侵入した発泡材料が第１〜第３の接触面１６ａ〜１６ｃに到達する前に発泡材料が硬化するように母型２の温度が制御される。これにより、第１〜第３の接触面１６ａ〜１６ｃへの材料付着を阻止できるので、離型膜が剥離しにくくなる。よって、脱型時の剥離性が良好な状態を長期にわたって維持することが可能となる。
【００３６】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
本実施例では、図５に示すローラ成形金型１１を用いる。
【００３８】
本実施例において、母型１２、第１の駒１３、第２の駒１４、およびカップ１９の外径Ｄ１（図５参照）は、２６ｍｍとし、母型１２の内径Ｄ２（図５参照）は、１３ｍｍとする。また、第１〜第３の空隙１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、間隔８ａが０．０１０ｍｍで、空間長さ８ｂが１０ｍｍとなるようにそれぞれ形成されている。
【００３９】
また、本実施例において、母型１２の内面、各空隙１７ａ、１７ｂ、１７ｃを構成する第１および第２の駒１３、１４、およびカップ１９の面には、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））が離型膜２０として形成されている。なお、第１〜第３の接触面１６ａ、１６ｂ、１６ｃには、離型膜は形成されておらず、金属母体同士が接触している。
【００４０】
さらに、本実施例において、母型１２には、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を用い、第１の駒１３、第２の駒１４、およびカップ１９には、プリハードン鋼（ＨＰＭ３８）を用いている。
【００４１】
次に、本実施例のローラ成形方法の手順について説明する。
【００４２】
まず、混合ポリオールとして複数の材料を準備してそれらを混合する。その後、２種類のイソシアネートをＮＣＯインデックス１００となるように混合攪拌してローラ成形用の材料を生成する。
【００４３】
次に、直径が５ｍｍで長さが２６０ｍｍの芯材１８を内部空間１５で支持するように、第１および第２の駒１３、１４を母型１２に取り付け（第１の工程）、７０℃に予熱する。その後、７０℃に予熱したカップ１９に混合攪拌した材料を注型し、直ちに、カップ１９に第２の駒１４を取り付ける。
【００４４】
カップ１９に注型した材料は、発泡材料であることから、自然発泡により内部空間１５は材料で充填される（第２の工程）。その後、母型１２を１０分間、７０℃に加熱することによって、材料を硬化させ、脱型する。すると、実施形態１と同様に弾性ローラ５０（図３参照）が得られた。本実施例では、弾性ローラ５０の弾性層外径は１３ｍｍであり、長さは２２０ｍｍである。
【００４５】
本実施例では、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃに滲入した発泡材料が各接触面１６ａ、１６ｂ、１６ｃに到達する前に硬化した状態で、成形を行うことができた。また、硬化した発泡材料も成形金型１１から容易に脱型することができた。脱型後、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃにて発生する薄いバリが若干除去しにくい傾向が見られたが、母型１２の内面における材料付着に起因した汚れは確認されなかった。この成形を繰り返し行っても、第１〜第３の接触面１６ａ〜１６ｃの汚れは確認されず、良好な成形を続行することができ、成形品にも特に影響は見られず、安定して良品を成形することができた。
【００４６】
（比較例１）
本比較例では、図６に示すローラ成形金型１１１を用いる。
【００４７】
ローラ成形金型１１１の構成は、第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃが形成されていない点を除いてローラ成形金型１１と同様である。すなわち、ローラ成形金型１１１では、母型１１２の内部空間１１５と第１〜第３の接触面１１７ａ〜１１７ｃとが隣接している。各接触面１１６ａ〜１１６ｃおよび母型２の外面を除く部分に、実施例１と同じフッ素樹脂を離型膜として形成した。
【００４８】
ローラ成形金型１１１を用いて、上述した実施例１と同様の手順で弾性ローラの成形を行うと、離型膜の剥離は確認できなかった。しかし、各接触面１０６ａ〜１０６ｃと離型膜との境界部分の材料付着が成形毎に積み重ねられ、脱型時に成形品の端部を引きちぎってしまう等の現象が発生した。これは、ローラ成形金型１１１は、ローラ成形金型１１のように、内部空間１１５と第１〜第３の接触面１１７ａ〜１１７ｃとを隔てるもの（第１〜第３の空隙１７ａ〜１７ｃ）が設けられていないからである。さらに、ローラ成形金型１１１では、付着した材料を除去するために清掃作業を行うと、処理した離型膜が削れてしまい、さらに材料が付着しやすくなるという悪循環が発生した。
【符号の説明】
【００４９】
１ ローラ成形金型
２ 母型
３ 第１の駒
４ 第２の駒
８ 芯材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型と、
前記母型の前記上端開口に取り付けられ、前記母型の前記内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、
前記母型の前記下端開口に取り付けられ、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を有し、
前記第１の駒を前記母型の前記上端開口に取り付けたときに、前記第１の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の周方向に連続して形成され、
前記第２の駒を前記母型の前記下端開口に取り付けたときに、前記第２の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、
少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している、弾性ローラ成形金型。
【請求項２】
前記第１の空隙および前記第２の空隙は、前記芯材の外面から前記母型の内面までの距離よりも狭い間隔で形成されている、請求項１に記載の弾性ローラ成形金型。
【請求項３】
前記第１の空隙は、前記第１の接触面よりも下方に形成され、かつ、前記第２の空隙は、前記第２の接触面よりも下方に形成されている、請求項１から請求項２までのいずれか１項に記載の弾性ローラ成形金型。
【請求項４】
上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型と、前記母型の内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を用いる弾性ローラ成形方法において、
前記第１の駒と前記第２の駒が前記芯材を前記内部空間で支持するように、前記第１の駒と前記第２の駒とを前記母型に取り付ける第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記内部空間に熱硬化性の材料を充填する第２の工程と、を有し、
前記第１の工程では、前記母型と前記第１の駒との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の周方向に連続して形成され、かつ前記母型と前記第２の駒との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している、ことを特徴とする弾性ローラ成形方法。
【請求項５】
前記材料が、熱硬化性ポリウレタン発泡体であることを特徴とする、請求項４に記載の弾性ローラ成形方法。
【請求項１】
上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型と、
前記母型の前記上端開口に取り付けられ、前記母型の前記内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、
前記母型の前記下端開口に取り付けられ、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を有し、
前記第１の駒を前記母型の前記上端開口に取り付けたときに、前記第１の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の周方向に連続して形成され、
前記第２の駒を前記母型の前記下端開口に取り付けたときに、前記第２の駒と前記母型との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、
少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している、弾性ローラ成形金型。
【請求項２】
前記第１の空隙および前記第２の空隙は、前記芯材の外面から前記母型の内面までの距離よりも狭い間隔で形成されている、請求項１に記載の弾性ローラ成形金型。
【請求項３】
前記第１の空隙は、前記第１の接触面よりも下方に形成され、かつ、前記第２の空隙は、前記第２の接触面よりも下方に形成されている、請求項１から請求項２までのいずれか１項に記載の弾性ローラ成形金型。
【請求項４】
上端開口と、下端開口と、円筒形状の内部空間と、を備えた母型と、前記母型の内部空間に配置される芯材の上端を支持する第１の駒と、前記芯材の下端を支持する第２の駒と、を用いる弾性ローラ成形方法において、
前記第１の駒と前記第２の駒が前記芯材を前記内部空間で支持するように、前記第１の駒と前記第２の駒とを前記母型に取り付ける第１の工程と、
前記第１の工程の後、前記内部空間に熱硬化性の材料を充填する第２の工程と、を有し、
前記第１の工程では、前記母型と前記第１の駒との間に、前記内部空間に隣接する第１の空隙と、該第１の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第１の駒と前記母型とが接触する第１の接触面と、が前記母型の周方向に連続して形成され、かつ前記母型と前記第２の駒との間に、前記内部空間に隣接する第２の空隙と、該第２の空隙を挟んで前記内部空間から離れた位置で前記第２の駒と前記母型とが接触する第２の接触面と、が前記母型の前記周方向に連続して形成され、少なくとも前記内部空間と、前記第１の空隙と、前記第２の空隙と、を構成する面に離型膜を有している、ことを特徴とする弾性ローラ成形方法。
【請求項５】
前記材料が、熱硬化性ポリウレタン発泡体であることを特徴とする、請求項４に記載の弾性ローラ成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−９８５１３（Ｐ２０１１−９８５１３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５４８６７（Ｐ２００９−２５４８６７）
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月６日（２００９．１１．６）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
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