JP5046362B2 - スリーブ加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタの熱定着部や転写部のベルト基材として使用されるスリーブのスリーブ加工方法に関する。

近年、環境問題の重要性が高まる中、省エネルギ機器への要望が益々強まっている。複写機、プリンタの熱定着部に使用される部材も低熱容量化が求められ、ローラに代わってスリーブが多く使われるようになってきた。このスリーブは、シームレスあるいはエンドレスのベルトやチューブ、フィルム等を含むもので、不定形体である。一方、小型化、高速化、高画質化の要求の元、定着部品に求められる寸法精度は高い。定着部に使用されるスリーブを精度良く加工するためには、芯体に嵌合して円筒状あるいは円柱状のワークとして加工するのが有利である。
特開２００１−６２９０５号公報

定着用のスリーブとして電鋳法によって得られたニッケル電鋳ベルトは、寸法精度が高いことで知られているが、深絞りや、スピニング加工等の塑性加工により得られるステンレスのスリーブや、熱加工を経る合成樹脂スリーブは、内径のばらつきを有しており、芯体と隙間なく嵌合するのが難しいという問題がある。

なお、従来の技術として、予め筒状に成形したチューブを型に被せて加熱することによりチューブを収縮させ、型と円筒状フィルムとの間に気体を吹き込むことにより円筒状フィルムを型から外す円筒状フィルムの製造方法が開示されている（特許文献１参照）。しかしながら、このような製造方法はチューブを型に被せて熱収縮させることのみにより平滑性と所定寸法精度の円筒状フィルムを得るものであり、スリーブ表面を加工するスリーブ加工方法とは異なるものである。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、スリーブ表面を簡単かつ高精度に加工するスリーブ加工方法を提供することを目的とする。

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〉
内径がＤ１（ｍｍ）のスリーブ基材を、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１＋０．５ｍｍの関係を有する外径がＤ２（ｍｍ）の芯体に嵌入する工程と、上記芯体に嵌合された状態で上記スリーブ基材の外周面を表面加工する工程と、上記表面加工が終了した上記スリーブ基材を、上記芯体から取り出す工程とを備えたことを特徴とするスリーブ加工方法。

スリーブ基材が芯体にしっかり保持された状態でスリーブ基材の外周面を表面加工するので、高精度の加工を行うことができる。スリーブ基材の内径Ｄ１（ｍｍ）と芯体の外径Ｄ２（ｍｍ）との関係をＤ１＜Ｄ２＜Ｄ１＋０．５ｍｍとすることにより、スリーブ基材を損傷させない範囲で芯体に嵌入でき、あるいは離脱できる。

〈構成２〉
構成１に記載のスリーブ加工方法において、上記芯体として、先端の端面が閉塞されかつ先端部近傍に周面を貫通する細孔を設けた円筒体を使用し、上記スリーブ基材を上記芯体の先端部から嵌入する際、又は上記スリーブ基材を上記芯体から離脱する際に、上記細孔から上記スリーブ基材内面に向けて流体を噴出させることを特徴とするスリーブ加工方法。

円筒体とスリーブ基材との間に流体層が形成されることにより、芯体外周上のスリーブ基材をスムーズに移動できるので、作業性、生産性が大幅に向上する。

〈構成３〉
構成２に記載のスリーブ加工方法において、上記流体として空気を用いることを特徴とするスリーブ加工方法。

空気を使用すれば、簡易で作業性がよい。

〈構成４〉
構成２又は３に記載のスリーブ加工方法において、上記芯体として、一端面が閉塞された円筒体であって、閉塞された端面の近傍に、傾斜面を介して連設された小径部が設けられ、さらに、上記小径部近傍に、周面を貫通する細孔が設けられた円筒体を使用することを特徴とするスリーブ加工方法。

スリーブ基材を、小径部、傾斜部を経て漸次拡径しながらスムーズに芯体に嵌入できる。

〈構成５〉
構成４に記載のスリーブ加工方法において、上記スリーブ基材の内径をＤ１、上記芯体の外径をＤ２、上記小径部の外径をＤ３としたとき、上記スリーブ基材と上記芯体とは、Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ３の関係を有するものであることを特徴とするスリーブ加工方法。

スリーブ基材を芯体に適度の緊密性をもって嵌入できる。

〈構成６〉
構成２〜５のいずれかに記載のスリーブ加工方法において、上記芯体の後端側に、軸心が貫通しかつ端部にフランジを有する保持部を設け、上記スリーブ基材を上記芯体の先端部から嵌入する際に、上記フランジを流体供給機構の支持台とエアパイプにより挟持して上記芯体を上記支持台上に起立固定することを特徴とするスリーブ加工方法。

芯体を流体供給機構の支持台に簡単かつ堅固に固定できる。

〈構成７〉
構成１〜６のいずれかに記載のスリーブ加工方法において、上記表面加工が、コロナ放電処理、プラズマ表面処理、ブラスト処理、プライマー処理、ゴム成形加工、コーティング加工、離型層被覆加工、研削加工、表面平滑化加工から少なくとも１つ選ばれる加工であることを特徴とするスリーブ加工方法。

本発明では、スリーブ基材を芯体に保持した状態でスリーブ基材の外周面を高精度に表面加工するものであるが、スリーブ基材を芯体に嵌入するときや離脱するときに、スリーブ基材が挫屈したり嵌入困難状態とならないように、スリーブ基材の内径と芯体の外径とを所定の関係に設定している。
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。

図１〜図３は実施例１のスリーブ加工方法の説明図で、図１は全体構成を示す断面図、図２（ａ）は芯体を示す断面図、図２（ｂ）はスリーブ基材を示す断面図、図３は芯体を起立固定する支持台を示す平面図である。
本発明は、柔軟材質のスリーブ基材１２の表面を高精度に加工するために、スリーブ基材１２を、一旦、硬質の芯体１４に嵌入してスリーブ基材１２が芯体１４にしっかり保持された状態とするものである。このため、図２に示すように、スリーブ基材１２の内径をＤ１（ｍｍ）、芯体１４の外径をＤ２（ｍｍ）としたとき、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１＋０．５ｍｍの関係が成り立つように構成された芯体１４を使用する。

このような芯体１４を使用することにより、スリーブ基材１２は、芯体１４に嵌合したとき、適度に拡径して伸張するので、表面加工し易い状態となる。芯体１４の構成がスリーブ基材１２に対して上記の関係から外れて、芯体１４の外径がスリーブ基材１２の内径＋０．５ｍｍを越えるとスリーブ基材１２を芯体１４に嵌入することが実際上困難になる。また、芯体１４の外径がスリーブ基材１２の内径より小さくなると緩すぎて表面に適度な伸張状態が得られないため、加工面に斑が生じたり、真円度不良、挫屈の原因となる。

芯体１４にスリーブ基材１２を嵌合した状態で、スリーブ基材１２の外周面を所定の表面加工し、この表面加工が終了したスリーブ基材１２を、芯体１４から取り出すことにより、所望のスリーブを得る。

スリーブ基材１２は、ニッケル電鋳やステンレス等の金属製スリーブや、ポリイミドやポリアミドイミド、ＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone ）等の耐熱合成樹脂製スリーブの外表面に、耐熱弾性層や離型層、必要に応じて各層間接着層を積層して成形されたものである。

表面加工は、コロナ放電処理、プラズマ表面処理、ブラスト処理、プライマー処理、ゴム成形加工、コーティング加工、離型層被覆加工、研削加工、表面平滑化加工から少なくとも１つ選ばれる加工であり、スリーブ基材１２を高精度に加工できるものである。

ところで、スリーブ基材１２の内径が芯体１４の外径より若干小さいので、スリーブ基材１２をよりスムーズに芯体１４に嵌入できることが望ましい。また、スリーブ基材１２の外周面を表面加工するときに、芯体１４は、任意の部材に固定してもよいが、より簡単かつ堅固に固定できることが望ましい。

このため、図示したように、芯体１４として、先端の端面が閉塞されかつ先端部近傍に周面を貫通する細孔１６を設けた円筒体を使用する。また、芯体１４の後端側に、軸心が貫通しかつ端部にフランジ２４を有する保持部２６を設けた構成とする。図中、符号２２は、芯体１４の後端側外周に設けられた突起部で、芯体１４に嵌合されたスリーブ基材１２の下端を一定位置に支持するストッパを示している。

また、図示を省略したが、流体供給機構を用意する。
流体供給機構は、例えば圧縮空気を供給する周知設備であり、圧縮空気を生成する周知構成の本体（図示せず）と、この本体に接続されて圧縮空気を送出するエアパイプ３０と、芯体１４の保持部２６を固定する支持台２８とを備えている。支持台２８には、図３に示すように、板体の中央部に、大、小２つの貫通孔３２、３４と連通溝３５とがひょうたん型をなすように配設されている。大貫通孔３２の口径は保持部２６のフランジ２４の外径より若干大きく形成され、小貫通孔３４の口径は同フランジ２４の外径より小さく形成されている。連通溝３５は保持部２６が移動できる横幅とされている。

芯体１４を支持台２８に固定する際、最下端のフランジ２４を大貫通孔３２から挿入し連通溝３５を経由して小貫通孔３４に移動する。この状態でエアパイプ３０を上方向に移動してその端面を、図１に示すようにフランジ２４端面に連結する。すなわち、フランジ２４を支持台２８とエアパイプ３０により挟持して芯体１４を支持台上に起立固定した状態とする。

スリーブ基材１２を芯体１４の先端部から嵌入する際に、エアパイプ３０を介して芯体１４内に空気を供給し、さらに細孔１６から圧縮空気としてスリーブ基材１２の内面に向けて噴出させることにより、芯体１４とスリーブ基材１２との間に空気層が形成され、芯体外周上のスリーブ基材をスムーズに移動できるようになる。

スリーブ基材１２が芯体１４の所定位置に達したとき空気噴出を停止することにより、スリーブ基材１２が縮径し円筒体に堅固に嵌合されることになる。また、スリーブ基材１２を芯体１４から離脱する際にも、細孔１６からスリーブ基材１２内面に向けて圧縮空気を噴出させて芯体外周上のスリーブ基材を拡径してスムーズに移動できるようにしてもよい。

スリーブ基材１２が芯体１４にしっかり保持された状態でスリーブ基材１２の外周面を表面加工するので、高精度の加工を行うことができ、作業性、生産性がより一層向上する。

図４及び図５は実施例２のスリーブ加工方法の説明図で、図４は芯体の要部を示す断面図、図５（ａ）〜（ｃ）はスリーブ基材を芯体に嵌入する経緯を示す断面図である。これらの図には図１と共通する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。

この実施例では、図４に示すように、芯体１４として、一端面が閉塞された円筒体であって、閉塞された端面の近傍に、傾斜面１８を介して連設された小径部２０が設けられ、さらに、小径部２０近傍に、周面を貫通する細孔１６が設けられた円筒体を使用する。細孔１６は小径部２０にではなく、小径部２０近傍に設けられている。また、スリーブ基材１２の内径をＤ１（図５(ａ)）、芯体１４の外径をＤ２、小径部２０の外径をＤ３としたとき、スリーブ基材１２と芯体１４とは、Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ３の関係を有するものである。

図５（ａ）に示すように、スリーブ基材１２を芯体１４の先端部から嵌入するが、スリーブ基材１２の嵌入端が芯体１４先端の小径部２０に沿い、小径部２０から滑らかに設けられた傾斜面１８に沿って嵌入される。スリーブ基材１２は小径部２０、傾斜部を経て漸次拡径していく。図５（ｂ）に示すように、スリーブ基材１２の嵌入端が細孔１６の開口部を少し通過したとき細孔１６からスリーブ基材１２内面に向けて圧縮空気を噴出させる。芯体１４とスリーブ基材１２との間に空気層が形成され、スリーブ基材１２が拡径するので、スリーブ基材１２をスムーズに芯体１４上を移動できるようになる。図５（ｃ）に示すように、スリーブ基材１２を芯体１４の所定位置に移動したとき流体噴出を停止することにより、スリーブ基材１２が縮径し芯体１４に堅固に嵌合されることになる。この状態で、スリーブ基材１２の外周面の所定の表面加工を行う。この表面加工が終了したスリーブ基材１２を、芯体１４から取り出すことにより、所望のスリーブを得る。

＜実施例＞
図４に示すように、外径Ｄ２が６０．１５ｍｍ、先端小径部２０外径Ｄ３が５９．８ｍｍ、長さＬが３２０ｍｍで、口径１ｍｍの流体噴出用細孔１６を有するステンレス製の円筒形芯体１４を準傭した。図５に示すように、内径Ｄ１が６０．０ｍｍ、肉厚が７５μm、長さが３２０ｍｍ熱硬化性ポリイミド樹脂からなるスリーブ基材１２を嵌入し、細孔１６から外方に向けて圧縮空気を噴射しながら、芯体１４外周に嵌合した。この状態で、スリーブ基材１２の表面をコロナ放電処理した後、デュロメータタイプＡにおける硬さ２０度のシリコーンゴムをコーティングし熱硬化した。この後、細孔１６から圧縮空気を噴射しながらスリーブ基材１２を取り出し寸法精度に優れた定着用スリーブを得た。

実施例１のスリーブ加工方法の説明図で、全体構成を示す断面図である。 同実施例のスリーブ加工方法の説明図で、（ａ）は芯体を示す断面図、（ｂ）はスリーブ基材を示す断面図である。 同実施例のスリーブ加工方法の説明図で、芯体を起立固定する支持台を示す平面図である。 実施例２のスリーブ加工方法の説明図で、芯体の要部を示す断面図である。 同実施例のスリーブ加工方法の説明図で、スリーブ基材を芯体に嵌入する経緯を示す断面図である。

符号の説明

１２ スリーブ基材
１４ 芯体
１６ 細孔
１８ 傾斜面
２０ 小径部
２２ ストッパ
２４ フランジ
２６ 保持部
２８ 支持台
３０ エアパイプ
３２ 大貫通孔
３４ 小貫通孔

Claims (7)

1. 内径がＤ１（ｍｍ）のスリーブ基材を外径がＤ２（ｍｍ）の芯体に嵌入する工程と、
   前記芯体に嵌合された状態で前記スリーブ基材の外周面を表面加工する工程と、
   前記表面加工が終了した前記スリーブ基材を、前記芯体から取り出す工程とを備え、
   前記スリーブ基材は、熱硬化性ポリイミド樹脂からなるものであり、
   前記芯体として、一端面が閉塞された円筒体であって、閉塞された端面の近傍に傾斜面を介して連設された小径部が設けられ、さらに前記小径部近傍に周面を貫通する細孔が設けられた円筒体を使用し、
   前記小径部の外径をＤ３としたとき前記スリーブ基材と前記芯体とは、Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ３の関係を有するものとし、
   前記スリーブ基材を前記芯体の先端部から嵌入する工程において、前記スリーブ基材の嵌入端が前記小径部から前記傾斜面に沿って漸次拡径しながら嵌入され、前記細孔の開口部を通過したとき前記細孔から前記スリーブ基材内面に向けて流体を噴出させ、前記スリーブ基材の嵌入端を拡径させながら前記スリーブ基材の嵌入動作を行うことを特徴とするスリーブ製造方法。
2. 請求項１に記載のスリーブ製造方法において、
   前記スリーブ基材が前記芯体の所定位置に移動したとき前記流体の噴出を停止するようにすることを特徴とするスリーブ製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のスリーブ製造方法において、
   前記スリーブ基材を前記芯体から離脱する際に、前記細孔から前記スリーブ基材内面に向けて流体を噴出させることを特徴とするスリーブ製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のスリーブ製造方法において、
   前記流体として空気を用いることを特徴とするスリーブ製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のスリーブ製造方法において、
   前記芯体の後端側に、軸心が貫通しかつ端部にフランジを有する保持部を設け、
   前記スリーブ基材を前記芯体の先端部から嵌入する際に、前記フランジを流体供給機構の支持台とエアパイプにより挟持して前記芯体を前記支持台上に起立固定することを特徴とするスリーブ製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のスリーブ製造方法において、
   前記スリーブ基材と前記芯体とは、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１＋０．５ｍｍの関係を有することを特徴とするスリーブ製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のスリーブ製造方法において、
   前記表面加工が、コロナ放電処理、プラズマ表面処理、ブラスト処理、プライマー処理、ゴム成形加工、コーティング加工、離型層被覆加工、研削加工、表面平滑化加工から少なくとも１つ選ばれる加工であることを特徴とするスリーブ製造方法。

Images