高熱伝導ゴムローラの製造装置
【課題】ゴム注型時の圧力による熱伝導性フィラーの分離を小さくし、表面硬さのばらつきの小さい高熱伝導ゴムローラを製造できる高熱伝導ゴムローラの製造装置を提供する。
【解決手段】高熱伝導ゴムローラの仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有する円筒金型１２と、円筒金型１２内に同軸に配置されて高熱伝導ゴムローラのゴム層を形成するための空間１４を設ける芯軸１６と、端面１８と空間１４とに開口するゴム注入孔２０を有し、円筒金型１２の一端に嵌合されて芯軸１６の一端を保持するゴム注入側栓体２２と、端面１８と空間１４とに開口する排気孔２４を有し、円筒金型１２の他端に嵌合されて芯軸１６の他端を保持する排気側栓体２６とを備えている。ゴム注入孔２０を、複数の円弧状の長孔により形成した。
【解決手段】高熱伝導ゴムローラの仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有する円筒金型１２と、円筒金型１２内に同軸に配置されて高熱伝導ゴムローラのゴム層を形成するための空間１４を設ける芯軸１６と、端面１８と空間１４とに開口するゴム注入孔２０を有し、円筒金型１２の一端に嵌合されて芯軸１６の一端を保持するゴム注入側栓体２２と、端面１８と空間１４とに開口する排気孔２４を有し、円筒金型１２の他端に嵌合されて芯軸１６の他端を保持する排気側栓体２６とを備えている。ゴム注入孔２０を、複数の円弧状の長孔により形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子複写機やレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）の定着ローラ（加圧ローラを含む。以下同じ。）として使用される高熱伝導ゴムローラの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子複写機、ＬＢＰ等の電子機器では、ウォームアップタイムの短縮や、電源を入れた時、もしくはスタンバイ状態からの復帰に対して初期通紙を速くすることにより省エネ対策を行っている。その際、定着ローラの表面温度を速く設定値にまで上げることが課題となっている。
【０００３】
電子複写機やＬＢＰに使用される定着ローラで、表面温度を設定値に素早く立ち上げるためには、ローラ弾性層に高熱伝導ゴムを使用することが好ましい。高熱伝導ゴムとしては、例えば、シリコーンゴムに、熱伝導付加剤として熱伝導性フィラーを配合したものが使用される。
【０００４】
従来、高熱伝導ゴムローラを製造する場合は、図３に示す製造装置を使用している。すなわち、円筒金型３０及び円筒金型内に同軸に配置された芯軸３２を保持する栓体３４を備え、この栓体３４に、口径１〜３ｍｍの円形のゴム注入孔３６が栓体外周縁に沿って４〜１６個設けられている。これらの円形の各ゴム注入孔３６から、熱伝導性フィラーを配合したゴムを流し込み、円筒金型３０と芯軸３２との空間３８内にゴムを充填するようにしている。
【０００５】
なお、定着温度を低く設定でき、その結果、消費電力が少なく、ウォームアッブ時間も短くするために、定着ローラの被覆層に熱伝導性フィラーを配合することは、従来から知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２３７００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、図３に示した従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
熱伝導性フィラーを配合したゴムを、図３に示す従来の製造装置の円形の各ゴム注入孔３６から注入したときは、ゴム注入孔３６の口径が小さく、しかもゴム注入孔３６が細かく分離していることから、高比重の熱伝導性フィラーが注型圧力により分離してゴム硬さ（ローラの表面硬さ）のばらつきが発生する。すなわち、高比重のフィラーが分離することから、ローラ長手方向の、ゴム注入孔側とその反対側とでローラ表面の硬さに差が生じてしまう。これは、当然のことながら、ゴムローラ製品としては好ましくない。
【０００７】
本発明は、以上の点に着目してなされたもので、ゴム注型時の圧力による熱伝導性フィラーの分離を小さくし、表面硬さのばらつきの小さい高熱伝導ゴムローラを製造できる高熱伝導ゴムローラの製造装置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】
【０００８】
本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
ローラ仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有する円筒金型と、上記円筒金型内に同軸に配置されて上記ローラのゴム層を形成するための空間を設ける芯軸と、端面と上記空間とに開口するゴム注入孔を有し、上記円筒金型の一端に嵌合されて上記芯軸の一端を保持するゴム注入側栓体と、端面と上記空間とに開口する排気孔を有し、上記円筒金型の他端に嵌合されて上記芯軸の他端を保持する排気側栓体とを備え、上記ゴム注入孔を、複数の円弧状の長孔により形成したことを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【０００９】
ゴム注入孔を、複数の円弧状の長孔により形成したことにより、熱伝導付加剤である高比重のフィラーの分離が抑えられるから、製品硬さのばらつきの小さい高熱伝導ゴムローラを製造することができる。
【００１０】
〈構成２〉
構成１に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、上記複数の円弧状の長孔は、上記ゴム注入側栓体の外周縁に沿って定間隔に配設されていることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【００１１】
〈構成３〉
構成１又は２に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、上記ゴム注入孔の開口面積は、７〜２０ｍｍ2であることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１の高熱伝導ゴムローラの製造装置（以下、本装置という。）の説明図である。図２は同装置の細部を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線に沿う縦断面図である。
図示したように、本装置は、円筒金型１２と、芯軸１６と、ゴム注入孔２０を有するゴム注入側栓体２２と、排気孔２４を有する排気側栓体２６とを備えている。
【００１４】
円筒金型１２は、ローラ仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有している。ここで、円筒金型１２はローラ仕上り外径と大きい内径を有しているとは、円筒金型１２の内径がローラ仕上り外径と全く同じか、ローラ仕上り外径より僅かに大きいということを意味している。芯軸１６は、円筒金型１２内に同軸に配置されてローラのゴム層（図示せず）を形成するための空間１４を設ける。ゴム注入側栓体２２は、円筒金型１２の一端に嵌合されて芯軸１６の一端を保持している。排気側栓体２６は、円筒金型１２の他端に嵌合されて芯軸１６の他端を保持している。
【００１５】
ゴム注入孔２０は、図２（ａ）に示すように、複数の円弧状の長孔により形成されている。複数の円弧状の長孔は、ゴム注入側栓体２２の外周縁に沿って定間隔に配設されている。ゴム注入孔２０の開口面積、すなわち、すべての長孔の開口面積を積算した総面積は、７〜２０ｍｍ2とすることが望ましい。なお、各ゴム注入孔２０には、図示しないが、ゴム圧入機構のノズルが接続される。
【００１６】
ゴム注入側栓体２２のゴム注入孔２０から熱伝導性フィラーを配合したゴムを注入したとき、排気側栓体２６の排気孔２４から空気を大気に排出しながら、空間１４内にゴムが充填される。ゴム注入時、ゴム注入孔２０が複数の円弧状の長孔で開口面積が大きいため、高比重の熱伝導性フィラーの分離が抑えられ、表面硬さのばらつきの小さい高熱伝導ゴムローラが得られる。
【００１７】
次に、本装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合の表面硬さのばらつきの低減程度につき説明する。すなわち、図３に示した従来の製造装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合の表面硬さのばらつきは、３〜４ポイントであった。これは、アスカーＣ硬度計の１ｋｇｆ荷重で３〜４ポイントの差が生じていることを意味している。また、図３に示したゴム注入孔３６を栓体３４の周側面に設けてなる他の従来の製造装置（図示せず）を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合の表面硬さのばらつきは、同様に５ポイントであった。これに対して、本装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合、表面硬さのばらつきは、１〜２ポイントであった。
【００１８】
本装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造する場合は、以下の（１）、（２）の条件を満たすことがより好ましい。
（１）ゴム注入孔２０から注入されるゴムの注入圧力は、０．１〜１０ ＭＰａとする。
（２）ゴム注入孔２０から注入されるゴムとしては、熱伝導率が０．４〜１．５ Ｗ／ｍ・Ｋの付加反応型シリコーンゴムを用いる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の高熱伝導ゴムローラの製造装置の説明図である。
【図２】同装置の細部を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線に沿う縦断面図である。
【図３】従来の高熱伝導ゴムローラの製造装置の要部を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線に沿う縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１２ 円筒金型
１４ 空間
１６ 芯軸
１８ 端面
２０ ゴム注入孔
２２ ゴム注入側栓体
２４ 排気孔
２６ 排気側栓体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子複写機やレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）の定着ローラ（加圧ローラを含む。以下同じ。）として使用される高熱伝導ゴムローラの製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子複写機、ＬＢＰ等の電子機器では、ウォームアップタイムの短縮や、電源を入れた時、もしくはスタンバイ状態からの復帰に対して初期通紙を速くすることにより省エネ対策を行っている。その際、定着ローラの表面温度を速く設定値にまで上げることが課題となっている。
【０００３】
電子複写機やＬＢＰに使用される定着ローラで、表面温度を設定値に素早く立ち上げるためには、ローラ弾性層に高熱伝導ゴムを使用することが好ましい。高熱伝導ゴムとしては、例えば、シリコーンゴムに、熱伝導付加剤として熱伝導性フィラーを配合したものが使用される。
【０００４】
従来、高熱伝導ゴムローラを製造する場合は、図３に示す製造装置を使用している。すなわち、円筒金型３０及び円筒金型内に同軸に配置された芯軸３２を保持する栓体３４を備え、この栓体３４に、口径１〜３ｍｍの円形のゴム注入孔３６が栓体外周縁に沿って４〜１６個設けられている。これらの円形の各ゴム注入孔３６から、熱伝導性フィラーを配合したゴムを流し込み、円筒金型３０と芯軸３２との空間３８内にゴムを充填するようにしている。
【０００５】
なお、定着温度を低く設定でき、その結果、消費電力が少なく、ウォームアッブ時間も短くするために、定着ローラの被覆層に熱伝導性フィラーを配合することは、従来から知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２３７００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、図３に示した従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
熱伝導性フィラーを配合したゴムを、図３に示す従来の製造装置の円形の各ゴム注入孔３６から注入したときは、ゴム注入孔３６の口径が小さく、しかもゴム注入孔３６が細かく分離していることから、高比重の熱伝導性フィラーが注型圧力により分離してゴム硬さ（ローラの表面硬さ）のばらつきが発生する。すなわち、高比重のフィラーが分離することから、ローラ長手方向の、ゴム注入孔側とその反対側とでローラ表面の硬さに差が生じてしまう。これは、当然のことながら、ゴムローラ製品としては好ましくない。
【０００７】
本発明は、以上の点に着目してなされたもので、ゴム注型時の圧力による熱伝導性フィラーの分離を小さくし、表面硬さのばらつきの小さい高熱伝導ゴムローラを製造できる高熱伝導ゴムローラの製造装置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】
【０００８】
本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
ローラ仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有する円筒金型と、上記円筒金型内に同軸に配置されて上記ローラのゴム層を形成するための空間を設ける芯軸と、端面と上記空間とに開口するゴム注入孔を有し、上記円筒金型の一端に嵌合されて上記芯軸の一端を保持するゴム注入側栓体と、端面と上記空間とに開口する排気孔を有し、上記円筒金型の他端に嵌合されて上記芯軸の他端を保持する排気側栓体とを備え、上記ゴム注入孔を、複数の円弧状の長孔により形成したことを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【０００９】
ゴム注入孔を、複数の円弧状の長孔により形成したことにより、熱伝導付加剤である高比重のフィラーの分離が抑えられるから、製品硬さのばらつきの小さい高熱伝導ゴムローラを製造することができる。
【００１０】
〈構成２〉
構成１に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、上記複数の円弧状の長孔は、上記ゴム注入側栓体の外周縁に沿って定間隔に配設されていることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【００１１】
〈構成３〉
構成１又は２に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、上記ゴム注入孔の開口面積は、７〜２０ｍｍ2であることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１の高熱伝導ゴムローラの製造装置（以下、本装置という。）の説明図である。図２は同装置の細部を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線に沿う縦断面図である。
図示したように、本装置は、円筒金型１２と、芯軸１６と、ゴム注入孔２０を有するゴム注入側栓体２２と、排気孔２４を有する排気側栓体２６とを備えている。
【００１４】
円筒金型１２は、ローラ仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有している。ここで、円筒金型１２はローラ仕上り外径と大きい内径を有しているとは、円筒金型１２の内径がローラ仕上り外径と全く同じか、ローラ仕上り外径より僅かに大きいということを意味している。芯軸１６は、円筒金型１２内に同軸に配置されてローラのゴム層（図示せず）を形成するための空間１４を設ける。ゴム注入側栓体２２は、円筒金型１２の一端に嵌合されて芯軸１６の一端を保持している。排気側栓体２６は、円筒金型１２の他端に嵌合されて芯軸１６の他端を保持している。
【００１５】
ゴム注入孔２０は、図２（ａ）に示すように、複数の円弧状の長孔により形成されている。複数の円弧状の長孔は、ゴム注入側栓体２２の外周縁に沿って定間隔に配設されている。ゴム注入孔２０の開口面積、すなわち、すべての長孔の開口面積を積算した総面積は、７〜２０ｍｍ2とすることが望ましい。なお、各ゴム注入孔２０には、図示しないが、ゴム圧入機構のノズルが接続される。
【００１６】
ゴム注入側栓体２２のゴム注入孔２０から熱伝導性フィラーを配合したゴムを注入したとき、排気側栓体２６の排気孔２４から空気を大気に排出しながら、空間１４内にゴムが充填される。ゴム注入時、ゴム注入孔２０が複数の円弧状の長孔で開口面積が大きいため、高比重の熱伝導性フィラーの分離が抑えられ、表面硬さのばらつきの小さい高熱伝導ゴムローラが得られる。
【００１７】
次に、本装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合の表面硬さのばらつきの低減程度につき説明する。すなわち、図３に示した従来の製造装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合の表面硬さのばらつきは、３〜４ポイントであった。これは、アスカーＣ硬度計の１ｋｇｆ荷重で３〜４ポイントの差が生じていることを意味している。また、図３に示したゴム注入孔３６を栓体３４の周側面に設けてなる他の従来の製造装置（図示せず）を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合の表面硬さのばらつきは、同様に５ポイントであった。これに対して、本装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造した場合、表面硬さのばらつきは、１〜２ポイントであった。
【００１８】
本装置を使って高熱伝導ゴムローラを製造する場合は、以下の（１）、（２）の条件を満たすことがより好ましい。
（１）ゴム注入孔２０から注入されるゴムの注入圧力は、０．１〜１０ ＭＰａとする。
（２）ゴム注入孔２０から注入されるゴムとしては、熱伝導率が０．４〜１．５ Ｗ／ｍ・Ｋの付加反応型シリコーンゴムを用いる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１の高熱伝導ゴムローラの製造装置の説明図である。
【図２】同装置の細部を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＡＡ線に沿う縦断面図である。
【図３】従来の高熱伝導ゴムローラの製造装置の要部を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢＢ線に沿う縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１２ 円筒金型
１４ 空間
１６ 芯軸
１８ 端面
２０ ゴム注入孔
２２ ゴム注入側栓体
２４ 排気孔
２６ 排気側栓体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラ仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有する円筒金型と、
前記円筒金型内に同軸に配置されて前記ローラのゴム層を形成するための空間を設ける芯軸と、
端面と前記空間とに開口するゴム注入孔を有し、前記円筒金型の一端に嵌合されて前記芯軸の一端を保持するゴム注入側栓体と、
端面と前記空間とに開口する排気孔を有し、前記円筒金型の他端に嵌合されて前記芯軸の他端を保持する排気側栓体とを備え、
前記ゴム注入孔を、複数の円弧状の長孔により形成したことを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、
前記複数の円弧状の長孔は、前記ゴム注入側栓体の外周縁に沿って定間隔に配設されていることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、
前記ゴム注入孔の開口面積は、７〜２０ｍｍ2であることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【請求項１】
ローラ仕上り外径と同じもしくは大きい内径を有する円筒金型と、
前記円筒金型内に同軸に配置されて前記ローラのゴム層を形成するための空間を設ける芯軸と、
端面と前記空間とに開口するゴム注入孔を有し、前記円筒金型の一端に嵌合されて前記芯軸の一端を保持するゴム注入側栓体と、
端面と前記空間とに開口する排気孔を有し、前記円筒金型の他端に嵌合されて前記芯軸の他端を保持する排気側栓体とを備え、
前記ゴム注入孔を、複数の円弧状の長孔により形成したことを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、
前記複数の円弧状の長孔は、前記ゴム注入側栓体の外周縁に沿って定間隔に配設されていることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高熱伝導ゴムローラの製造装置において、
前記ゴム注入孔の開口面積は、７〜２０ｍｍ2であることを特徴とする高熱伝導ゴムローラの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−３２０２１７（Ｐ２００７−３２０２１７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５４３１５（Ｐ２００６−１５４３１５）
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【出願人】（３０６０１３１１９）昭和電線デバイステクノロジー株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２日（２００６．６．２）
【出願人】（３０６０１３１１９）昭和電線デバイステクノロジー株式会社 (118)
【Ｆターム（参考）】
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