JP3738407B2 - Pfaチューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の例えば定着装置に使用するための、PFAチューブを被覆したロールの製造方法及び製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる定着装置の定着ロールとして、芯金上にシリコーンゴム発泡体層を形成し、更にPFAチューブを被覆したものが使用されている。このようなPFAチューブを被覆したシリコーンゴムローラを製造する方法としては、従来より、金型の内周面にPFAチューブを固定し、次いで金型の中に芯金を挿入してから、芯金とPFAチューブの間にシリコーンゴムを注入硬化させて一体形成させる方法が知られてる。しかし、この様な従来方法ではロールの中心軸線と金型内周面の中心軸線とを正確に一致させなければ、製造後の円筒度がずれ、使用時に定着ローラの振れ回り現象が発生して好ましくない。この様に、定着ローラの振れ回りを所定の範囲にするために、ロールの中心軸線と金型内周面の中心軸線とを高い精度で一致させなければならず、高い形状精度の金型が必要になり、製造コストが高価になるといった問題があった。
【0003】
このような、高精度の金型を不要とし、簡単な工程でゴムローラにPFAチューブを安価に被覆する方法として、近年、特公平8−15758号公報に開示されているように、減圧容器内にPFAチューブの一端部を懸吊して保持し、他端部側から減圧容器内のガスを吸引しつつ、前記PFAチューブの内径より僅かに大きい外径を有する、外周面に接着剤を塗布したゴムローラを挿入し、その後接着剤を硬化させる方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなPFAチューブの被覆方法では、減圧容器を使用して、負圧によりゴムローラをPFAチューブ内に挿入する様にしているため、挿入時に、減圧容器内の圧力を一定にしてゴムローラを引き込む事が出来ない状態にある。また、挿入時に、ゴムローラの外周に予め塗布した接着剤とPFAチューブの内周面とが摩擦係合し、ゴムローラの挿入に際して負荷として作用すると共に、接着剤の膜厚等の変動に応じて、この負荷が変化する。
【0005】
この結果、この公報記載の技術では、ゴムローラのPFAチューブ内への挿入速度が不均一になり、懸吊しているPFAチューブがゴムローラによって伸ばされて部分的に厚さが異なったり、円周方向にしわが入る等の不具合が発生する問題が指摘され、改善が要望されている。
【0006】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、この発明の主たる目的は、PFAチューブ内にゴムローラを挿入する際に、PFAチューブにかかる負荷を一定にして、PFAチューブにしわ等が発生しない、均一な膜厚を達成するPFAチューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供することである。
【0007】
また、この発明の他の目的は、PFAチューブ内にゴムローラを挿入する際に、ゴムローラへの加圧力を制御することにより、PFAチューブにしわ等が発生しない、均一な膜厚を達成するPFAチューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供することである。
【0008】
また、この発明の別の目的は、PFAチューブ内にゴムローラを挿入する際に、その挿入速度を制御することにより、PFAチューブにしわ等が発生しない、均一な膜厚を達成するPFAチューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造方法は、請求項1の記載によれば、挿入型内にPFAチューブの一端部を保持して懸吊した状態で配置する第1の工程と、前記PFAチューブより僅かに外径を大きく設定された外周面に接着剤を塗布したゴムローラを、該PFAチューブの前記一端部の周縁に密着した状態で当接させる第2の工程と、前記ゴムローラを加圧容器で気密状態で覆う第3の工程と、前記加圧容器内を加圧して前記ゴムローラを前記PFAチューブ内に挿入する第4の工程と、前記接着剤を硬化させる第5の工程とを具備することを特徴としている。
【0010】
また、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造方法は、請求項2の記載によれば、挿入型内にPFAチューブの一端部を保持して懸吊した状態で配置する第1の工程と、前記PFAチューブより僅かに外径を大きく設定されたゴムローラの外周面に接着剤を塗布する第2の工程と、前記ゴムローラの外径と少なくとも同一に設定された最大外径及び前記PFAチューブの内径より小さく設定された最小外径を有するテーパ面を先細状態で先端に有する挿入ジグを、前記ゴムローラの先端に取り付ける第3の工程と、前記ゴムローラの先端に取り付けられた挿入ジグのテーパ面を、前記PFAチューブの前記一端部の周縁に密着した状態で当接させる第4の工程と、前記ゴムローラを加圧容器で気密状態で覆う第5の工程と、前記加圧容器内を加圧して前記ゴムローラを前記挿入ジグを介して前記PFAチューブ内に挿入する第6の工程と、前記接着剤を硬化させる第7の工程とを具備することを特徴としている。
【0011】
また、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造装置は、請求項3の記載によれば、円筒状に形成され、この中にPFAチューブがこれの一端部が保持されて懸吊された状態で配置される挿入型と、前記PFAチューブより僅かに外径を大きく設定された外周面に接着剤が塗布されたゴムローラの先端に取り付けられ、該ゴムローラの外径と実質的に同一に設定された最大外径及び前記PFAチューブの内径より小さく設定された最小外径を有するテーパ面を先細状態で先端に有する挿入ジグと、前記ゴムローラの先端に取り付けられた挿入ジグのテーパ面を、前記PFAチューブの前記一端部の周縁に密着させた状態の前記ゴムローラを気密状態で覆う加圧容器と、前記加圧容器内を加圧して前記ゴムローラを前記挿入ジグを介して前記PFAチューブ内に挿入させる加圧手段とを具備することを特徴としている。
【0012】
また、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造装置は、請求項4の記載によれば、 前記ゴムローラの前記PFAチューブ内への挿入時の負荷を一定に制御する為の制御手段を更に具備することを特徴としている。
【0013】
また、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造装置は、請求項5の記載によれば、前記制御手段は、前記ゴムローラの挿入速度を一定に制御する速度制御手段を備えることを特徴としている。
【0014】
また、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造装置は、請求項6の記載によれば、前記制御手段は、前記ゴムローラへの加圧力を一定に制御する加圧力制御手段を備えることを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置の一実施例を詳細に説明する。
【0016】
{製造装置の説明}
先ず、このPFAチューブ被覆ロール(例えば、定着ロール)の製造装置10は、ゴムローラRの外周にPFAチューブCを被覆させる装置であって、図1に示すように、内部でPFAチューブC内にゴムローラRが挿入されるように構成された挿入型12と、この挿入型12に連接される加圧容器14と、この加圧容器14内に所定の圧力の圧縮空気(加圧エアー)を供給するための圧力供給機構16とを備えて構成されている。
【0017】
ここで、挿入型12は、両端が開放された円筒状に形成され、最終製品(即ち、定着ロール)の外径寸法よりも僅かに大きく設定された内径寸法を有して形成されている。この挿入型12は、使用時に於いては例えばこれの中心軸線を上下方向に合致させた状態で載置され、この挿入型12内には、その一端を徐々に拡径した状態で折り返されたPFAチューブCが、挿入型12の上端に懸吊された状態で支持されるように設定されている。
【0018】
ここで、挿入型12としては、上述したように、内径寸法が最終製品の外径寸法より僅かに大きいものが使用される。そして、挿入型12はPFAチューブCの一端部のみを支持して、内部に懸吊する形態でなければならない。これはPFAチューブC内にゴムローラRを挿入する際に、PFAチューブCを挿入ジグ20を介して圧縮空気の圧力でチューブの弾性伸びの範囲内でその径を拡大させると共に、PFAチューブCとゴムローラRとの間に圧縮空気の流れを発生させる事で、ゴムローラRをPFAチューブC内にスムーズに挿入することを許容させるためである。
【0019】
ここで、挿入型12の内面にPFAチューブCを密着させたり、PFAチューブCの両端を挿入型12に対して固定すると、チューブの拡径が円滑に達成されず、圧縮空気の流れを利用したスムーズなゴムローラRのPFAチューブC内への挿入が困難となる。
【0020】
一方、上述した加圧容器14は、下端が開放され、上端が閉塞された有底円筒形状に形成され、その上端に、圧力供給機構16に接続される導入ポート18が形成されている。ここで、加圧容器14は、挿入型12の内径寸法と同径か、これよりも僅かに大きく設定された内径寸法を有して形成されている。また、加圧容器14の下端周縁と挿入型12の上端周縁とは、間にPFAチューブCの折り返し端部を挟み込んだ状態で、全周に渡り気密状態を維持した状態で、互いに当接することができるように形成されている。
【0021】
この加圧容器14は、先端に挿入ジグ20が嵌め込まれた(連結された)ゴムローラRが内側に挿入されので、加圧容器14の内周面はゴムローラRと接触しない内径寸法となる必要となる。また、加圧容器14内は圧縮空気で圧力を一定に保つことができ、設定した圧力以上に成らないように周知の圧力調整機構(図示せず)が備えられている。
【0022】
このようにして、常に一定の圧力でゴムローラRのPFAチューブC内への挿入が可能となる。圧縮空気の圧力は0.01MPa以上が好ましく、この一実施例では、0.05MPaに設定されている。即ち、これ以上に圧力が高くなると、ゴムローラRの挿入速度が速くなりすぎて挿入時にPFAチューブCにしわが発生する恐れがあるので、処理するローラの種類によって適切な圧力の選択が必要となる。また、これ以下に圧力が低くなると、ゴムローラRがPFAチューブC内に挿入されなくなり、動作不能な状態となる。
【0023】
ここで、上述したゴムローラRは、芯金の外周に所定厚さのシリコンゴム等の発泡体を被覆したもので、最終製品としての定着ロールの外径寸法と同等の外径寸法を有する有芯円柱状に形成されており、外周面には、接着剤が塗付されている。この接着剤としては、熱硬化性でシランカップリング剤等の接着成分を含有している液状又はペースト状のシリコーンゴム系の接着剤が好ましい。
【0024】
このゴムローラRの下端には、挿入用の挿入ジグ20が取り外し自在に連接されている。この挿入ジグ20は、ゴムローラRの外径寸法と同一に設定された外径寸法を有する円柱状に形成された本体20Aと、この本体20Aの下端に連結されたテーパ部20Bとから一体に形成されている。
【0025】
ここで、テーパ部20Bは、これの本体20Aへの連結部(上端縁)が、ゴムローラRの下端部がPFAチューブC内への挿入時に引っかからないようにするために、ゴムローラRと外径寸法が同じか若干大きめ(即ち、少なくともゴムローラRの外径寸法と同じ)の外径寸法を最大外径として有するように設定されいる。また、テーパ部20Bの先端部(下端縁)は、PFAチューブCの内径寸法よりも小さい外径寸法を最小外径として有する様に設定されている。
【0026】
そして、このように最大及び最小外径を有する状態で、フラットなテーパ面を先細状態で有するように形成されている。尚、ゴムローラRと挿入ジグ20との外径は、PFAチューブCの弾性伸びの領域を越えないように設定されていることは言うまでもない。
【0027】
一方、圧力供給機構16は、この一実施例に於いては、上述したように0.05MPaの圧縮空気を加圧容器14内に供給することができるように、周知のコンプレッサ、畜圧タンク等を備えて構成されている。
【0028】
この一実施例で使用されるPFAチューブCは、厚さ20〜150μmの内面がエッチング処理されたものが使用されている。このPFAチューブCの外径寸法は、PFAチューブCを被覆した最終製品としての定着ローラの外径より2〜10%小さいものが使用されている。即ち、PFAチューブCの外径寸法が製品外径よりも2%以下の範囲で小さい(実質的にほぼ等しい)ものを使用すると、PFAチューブCとゴムローラRとの間の密着が不良となり、PFAチューブCとゴムローラRとの間の接着に不具合が発生する。一方、これが10%以上小さいものを使用すると、成型時にPFAチューブCの弾性伸び範囲を越えてしまうために、最終製品にしわが発生し易くなり好ましくない。
【0029】
{製造方法の説明}
以上のように構成される製造装置10における定着ロールの製造方法(即ち、ゴムローラRの外周にPFAチューブを被覆する方法)を、以下に詳細に説明する。
【0030】
この製造方法においては、先ず、PFAチューブCを、これの拡径して折り返された一端部で挿入型12内に懸吊されるように、挿入型12の上端縁に支持させる。一方、ゴムローラRの下端に挿入ジグ20を連結させると共に、ゴムローラRの外周面に接着剤を塗布する。このように接着剤を塗布し、挿入ジグ20を連結させたゴムローラ4を挿入型12の挿入口(上端開口)に配置する。即ち、拡径されたPFAチューブCの折り返し端部を挿入型12の上端縁との間で挟み込む状態となる様に、挿入ジグ20を配置する。
【0031】
そして、ゴムローラRに被さるように加圧容器14を挿入型12の上部に連結して、加圧容器14とPFAチューブCと挿入ジグ20とゴムローラRとで囲まれる空間を気密状態とする。この後、このような気密空間内に圧縮空気を供給して加圧し、ゴムローラRを圧縮空気の加圧力でPFAチューブC内に強制的に挿入する。その後。全体を加熱することで接着剤を硬化させることでPFAチューブ被覆ロールを製造する。
【0032】
ここで、気密空間内が加圧状態となると、ゴムローラRが圧縮空気の圧力で押される為、PFAチューブCは挿入ジグ20を介して圧縮空気の圧力により弾性伸びの範囲でその径を拡大され、PFAチューブCの内面とゴムローラRとの間に圧縮空気の流れが発生することになる。このような圧縮空気の流れにより、ゴムローラRがPFAチューブC内に抵抗なくスムーズに挿入されることになり、従って、ゴムローラRの外周に被覆されたPFAチューブCにしわの発生する恐れが効果的に除去されると共に、このPFAチューブの膜厚が均一に維持されることになる。
【0033】
この発明は、上述した一実施例の構成に限定される事無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。
【0034】
例えば、上述した一実施例においては、圧力供給機構16から供給される圧縮空気の圧力のみによりゴムローラRはPFAチューブC内に挿入されるように説明したが、ゴムローラRの重量が重かったり、自重による落下速度が加わる場合には、加圧力だけではPFAチューブC内へのゴムローラRの挿入速度を一定にすることが困難となる。このような場合には、ゴムローラRの芯金をエアーダンパと連結した芯金クランプ等で保持して、PFAチューブC内へのゴムローラRの挿入速度をエアーダンパで規制するように構成しても良い。
【0035】
以下に、この発明に係わるPFAチューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置におけるゴムローラRの挿入速度を制御する様に構成された他の実施例を説明する。尚、以下の説明において、上述した一実施例の構成と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【0036】
この実施例においては、ゴムローラRの外周面に接着剤を塗布し、ゴムローラRの下端に突出している芯金に挿入ジグ20を連結した後、ゴムローラRの上端に突出している芯金を、挿入速度制御用のエアーダンパ22に芯金クランプ24を介して連結する。ここで、このエアーダンパ22は、その減衰率(減衰係数)を適宜変更設定することにより、これに連結されたゴムローラRの挿入速度を制御することが出来るように構成されている。尚、この実施例においては、ゴムローラRの挿入速度が100mm/secに速度規制されるように設定されている。
【0037】
次に、上述した一実施例と同様にして、加圧容器14を挿入ジグ20とゴムローラRとを気密に覆う状態となるように、挿入型12に連接する。その後、圧縮空気を加圧容器14内に供給し、加圧容器14の内面とPFAチューブCと挿入ジグ20とゴムローラRとで形成される気密空間を加圧状態とする。
【0038】
このように加圧状態となると、ゴムローラRが圧縮空気の加圧力でPFAチューブCに向けて押されることになるが、ゴムローラRは上部を芯金クランプ24を介してエアーダンパ22に連結されている。従って、ゴムローラRの下降はエアーダンパ22によって100mm/secに速度規制されることになる。
【0039】
このようにゴムローラRを下降させると、PFAチューブCは挿入ジグ20を介して圧縮空気の加圧力により弾性伸びの範囲でその径を拡大され、PFAチューブCの内面とゴムローラRの外周との間に圧縮空気の流れが発生する。このようにして、上述した一実施例の場合と同様に、ゴムローラRがPFAチューブC内に抵抗なくスムーズに挿入できることになる。
【0040】
また、芯金クランプ24を介してゴムローラRをエアーダンパ22に連結しているので、ゴムローラRの挿入速度は、エアーダンパ22により制御されることになる。このようにして、例えば芯金の自重が重く、上述した一実施例の方法では挿入速度が不均一になるようなゴムローラRであっても、この実施例によれば、何回でも、一定速度でスムーズなゴムローラRの挿入が達成できることになる。
【0041】
尚、上述した他の実施例においては、ゴムローラRのPFAチューブC内への挿入時の負荷を一定に制御する為の制御手段として、ゴムローラRの挿入速度を一定に制御するためのエアーダンパ22を速度制御手段としてを備える例につき説明したが、この発明の制御手段は、このような構成に限定される事無く、例えば、ゴムローラRへの加圧力を一定に制御する加圧力制御手段を備えるものであっても良い。また、上述した速度制御手段としては、エアーダンパのみに限定される事無く、例えば、ステッピングモーター等の動力装置を使用しても良いことは言うまでもない。
以上詳述したように、この発明のPFAチューブ被覆ロールの製造方法及び製造装置は、高精度で複雑な金型が不要で有り、しかもPFAチューブを被覆する際のPFAチューブの部分的な伸びによる膜厚の不均一や円周方向のしわの発生を効果的に防止して、簡単な工程でありながら安価に且つ確実にPFAチューブ被覆ロールを製造することができる事になり、極めて有用である。
【0042】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わるPFA被覆ロールの製造装置の一実施例の構成を概略的に示す正面図である。
【図2】この発明に係わるPFA被覆ロールの製造装置の他の実施例の構成を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
C PFAチューブ
R ゴムローラ
10 製造装置
12 挿入型
14 加圧容器
16 圧力供給機構
18 導入ポート
20 挿入ジグ
20A 本体
20B テーパ部
f 芯金クランプ
g エアーシリンダ
Claims (6)
- 挿入型内にPFAチューブの一端部を保持して懸吊した状態で配置する第1の工程と、
前記PFAチューブより僅かに外径を大きく設定された外周面に接着剤を塗布したゴムローラを、該PFAチューブの前記一端部の周縁に密着した状態で当接させる第2の工程と、
前記ゴムローラを加圧容器で気密状態で覆う第3の工程と、
前記加圧容器内を加圧して前記ゴムローラを前記PFAチューブ内に挿入する第4の工程と、
前記接着剤を硬化させる第5の工程と、
を具備することを特徴とするPFAチューブ被覆ロールの製造方法。 - 挿入型内にPFAチューブの一端部を保持して懸吊した状態で配置する第1の工程と、
前記PFAチューブより僅かに外径を大きく設定されたゴムローラの外周面に接着剤を塗布する第2の工程と、
前記ゴムローラの外径と少なくとも同一に設定された最大外径及び前記PFAチューブの内径より小さく設定された最小外径を有するテーパ面を先細状態で先端に有する挿入ジグを、前記ゴムローラの先端に取り付ける第3の工程と、
前記ゴムローラの先端に取り付けられた挿入ジグのテーパ面を、前記PFAチューブの前記一端部の周縁に密着した状態で当接させる第4の工程と、
前記ゴムローラを加圧容器で気密状態で覆う第5の工程と、
前記加圧容器内を加圧して前記ゴムローラを前記挿入ジグを介して前記PFAチューブ内に挿入する第6の工程と、
前記接着剤を硬化させる第7の工程と、
を具備することを特徴とするPFAチューブ被覆ロールの製造方法。 - 円筒状に形成され、この中にPFAチューブがこれの一端部が保持され懸吊された状態で配置される挿入型と、
前記PFAチューブより僅かに外径を大きく設定された外周面に接着剤が塗布されたゴムローラの先端に取り付けられ、該ゴムローラの外径と実質的に同一に設定された最大外径及び前記PFAチューブの内径より小さく設定された最小外径を有するテーパ面を先細状態で先端に有する挿入ジグと、
前記ゴムローラの先端に取り付けられた挿入ジグのテーパ面を、前記PFAチューブの前記一端部の周縁に密着させた状態の前記ゴムローラを気密状態で覆う加圧容器と、
前記加圧容器内を加圧して前記ゴムローラを前記挿入ジグを介して前記PFAチューブ内に挿入させる加圧手段と、
を具備することを特徴とするPFAチューブ被覆ロールの製造装置。 - 前記ゴムローラの前記PFAチューブ内への挿入時の負荷を一定に制御する為の制御手段を更に具備することを特徴とする請求項3記載のPFAチューブ被覆ロールの製造装置。
- 前記制御手段は、前記ゴムローラの挿入速度を一定に制御する速度制御手段を備えることを特徴とする請求項4に記載のPFAチューブ被覆ロールの製造装置。
- 前記制御手段は、前記ゴムローラへの加圧力を一定に制御する加圧力制御手段を備えることを特徴とする請求項4に記載のPFAチューブ被覆ロールの製造装置。
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