JPH0531977A - 印字装置のローラとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】機械的条件の容易確立とともに軽量化と低コス
ト化を図る。 【構成】所定寸法外径（Ｄ）のローラ部〔２、（１
Ｌ）〕と所定寸法外径（ｄ）のシャフト部（１Ｓ）とを
有し、両者〔１Ｌ（２），１Ｓ〕をフランジ部（１Ｆ）
を介して同芯でかつ中空部（１ＬＥ，１ＳＥ）を連通さ
せて一体成形したローラ（１Ｓ，１Ｆ，１Ｌ，１Ｆ，１
Ｓ）である。また、所定寸法（Ｄ，ｄ）の大径部（１
２）と小径部（１３）とを有する金型〔１０（１１Ａ，
１１Ｂ）〕に中空部（ＷＳ）を有する素材（Ｗ）を挿入
し、その中空部（ＷＳ）内に圧力流体を吹き込んで製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字装置のローラとそ
の製造方法に関する。ローラ・プラテン，ペーパーフィ
ードローラ等に利用される。

【０００２】

【従来の技術】印字装置には、ローラ・プラテン，ペー
パーフィードローラ，ピンチローラ等の各種ローラが装
着されている。かかるローラは、印字品質保障，円滑運
転保障のために、外径が所定寸法とされ、かつ偏心なく
回転できなければならない。一方において、印字装置の
小型・軽量化，コスト低減を図るための諸条件も満す必
要がある。

【０００３】ここに、従来ローラの代表的構成を、図４
〜図６に示す。図１のローラは、主に金属製の軸部材１
に、硬質ゴム等からなるローラ部２を被嵌装着した構造
であり、軸部材１の両側端１Ｓ，１Ｓが軸受（図示省
略）で回転支持されるシャフト部を形成する。したがっ
て、構造がシンプルであり、シャフト部１Ｓ，１Ｓの外
径ｄも所定寸法に正確に仕上げることができる。しか
し、軸部材１に被嵌装着されるローラ部２の外径Ｄを所
定寸法とし、かつ軸線Ｚに偏心，傾斜なく取付けること
が難しい。

【０００４】そこで、軸部材１自体を、図５に示す如
く、大径部１Ｌとシャフト部１Ｓ，１Ｓを形成する小径
部とを一体形成し、必要によって薄肉円筒形状の硬質ゴ
ム等の摩擦体３を被嵌装着してローラ部（１Ｌ，３）を
構成したローラが用いられている。このローラによれ
ば、軸部材１の小径部（１Ｓ）の外径ｄ，大径部１Ｌの
外径Ｄ１およびローラ部２の外径Ｄも正確に所定寸法に
仕上げることができ、かつ軸線Ｚに同芯となる。したが
って、ローラ部を偏心なく円滑に回転できる。つまり、
同芯確保，偏心防止等の機械的条件を図４の構造に比較
して大幅に改善できる。

【０００５】ところが、上記いずれのローラも、一体中
実構造であるから、全体重量が重い。このため、駆動モ
ータに対するイナーシャが増大し、印字高速化，節電を
阻害する要因となる。特に、非常に大径のローラ・プラ
テンには採用し難くなっている。

【０００６】そこで、ローラ重量を小さくする工夫とし
て、図６に示す中空組立構造が提案されている。すなわ
ち、大径部１Ｌを薄肉円筒部材から形成し、シャフト部
１Ｓ（１Ｓ）と一体のフランジ部１Ｆ（１Ｆ）をその内
側に嵌挿装着する構成である。つまり、中空部１Ｅを有
する大径部１Ｌとフランジ部１Ｆ，１Ｆを有するシャフ
ト部１Ｓ，１Ｓとから、見掛け軸部材１を形成し、大径
部１Ｌに必要によって摩擦体３を被嵌してローラ部２を
形成している。

【０００７】したがって、ローラ部２内に大きな中空部
１Ｅを有するので、大径のローラ・プラテンでもイナー
シャを大幅に小さくすることができる。しかし、この構
造だと、シャフト部１Ｓの外径ｄ，フランジ部１Ｆの外
径Ｄ２，大径部１Ｌの内径（Ｄ２）および外径Ｄ１を高
精度に仕上げ、かつ慎重で正確な組立を行わなければ上
記機械的条件を満すことができず、結果として非常にコ
スト高となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
構造には、一長一短があるため、小型印字装置には図４
の構造，機械的条件の厳しい印字装置には図５の構造，
特に高速印字型や装置全体の電源容量に制限ある型ある
いは小型軽量型の場合には図６の構造というように、選
択採用されているのが実情である。

【０００９】一方、ほとんどの印字装置では、ペーパー
のピックアップローラは図４の構造，印字精度に直接影
響するペーパーフィードローラには図５の構造，大径の
ローラ・プラテンには図６の構造の如く，各構造を組合
せ使用していることも、これまた実情である。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、その目的は良好な機械的条件を確保しつつ大幅な軽
量化を低コスト化を達成できる印字装置のローラとその
製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ローラの機械
的条件確立と低コスト化は、ローラ部とシャフト部とを
同芯一体としなければ満され難いこと、一方、機械的条
件はローラ部とシャフト部との各外径を所定寸法とすれ
ばそれら内径等は適宜寸法であっても差支えないこと、
必要によって摩擦体を被嵌装着するローラでもその大径
部の外径を所定寸法としておけばローラの外径を所定寸
法とすることは容易であること、という印字装置の固有
的技術分析結果に着目し、両外径を所定寸法とする中空
一体成形構造とし前記目的を達成する、とともに圧力流
体の吹き込み方法により簡単に低コスト製造できるよう
したものである。

【００１２】すなわち、請求項１の発明は、外径が所定
寸法に仕上げられた薄肉円筒形状のローラ部と外径が所
定寸法に仕上げられた薄肉円筒形状のシャフト部とを有
し、ローラ部とシャフト部とが円板形状のフランジ部を
介し同芯でかつ中空部を連通させて一体成形されている
ことを特徴とする。

【００１３】また、請求項２の発明は、同芯の内径が所
定寸法に仕上げられた大径部と内径が所定寸法に仕上げ
られた小径部とを有する金型内に中空素材を挿入し、こ
の素材の中空部に圧力流体を吹き込んで中空部容積を拡
大しつつ外周面を該大径部と小径部とに同時的に押圧し
てローラ部とシャフト部とを一体成形し、ローラ部とシ
ャフト部との各外径が固定化した後に金型を分割して取
り出すことを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１の発明では、ローラ部とシャフト部と
の各外径が所定寸法とされたフランジ部を介して同芯で
一体であるから、偏心のない円滑回転ができる、また、
ローラ部とシャフト部とに連通する中空部を有するから
非常に軽量であり、駆動モータに対するイナーシャが小
さく高速印字できる。

【００１５】また、請求項２の発明では、中空素材を金
型内に挿入し、その中空部に圧力流体を吹き込んで中空
部容積を拡大する。すると、素材外周面は、内径が所定
寸法に仕上げられた金型内の大径部と小径部とに押圧さ
れるので、ローラ部とシャフト部とを同時に所定形状に
一体成形できる。そして、ローラ部とシャフト部との各
外径が固定化した後に、金型を分割して取り出せば、所
定寸法の中空一体成形構造のローラを簡単かつ低コスト
に製造できる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （第１実施例）図１は、ローラの側断面図であり、図２
は、このローラを製造するに好適な製造装置とその方法
を説明するための図である。

【００１７】図１において、ローラは、中空一体成形構
造の軸部材１として形成され、その材質は熱可塑性合成
樹脂〔例えば、コポリエステル系熱可塑性エラストマ
（ＴＰＥ）…積水化学工業製〕である。また、ローラ・
プラテンを形成するものとされ、この実施例ではローラ
部２（大径部１Ｌ）に硬質ゴム等の摩擦体は設けない構
造としてる。

【００１８】軸部材１は、ローラ部２を形状する大径部
１Ｌと両シャフト部１Ｓ，１Ｓを形成する小径部とが一
体に成形され、大径部１Ｌの中空部１ＬＥと小径部（１
Ｓ，１Ｓ）の中空部１ＳＥ，１ＳＥとは連通している。

【００１９】すなわち、大径部１Ｌつまりローラ部２
は、外径Ｄが所定寸法に仕上げられた薄肉円筒形状とさ
れ、両シャフト部１Ｓ，１Ｓは、外径ｄが所定寸法に仕
上げられた薄肉円筒形状とされ、各部１Ｓ，１Ｌ，１Ｓ
は円板形状のフランジ部１Ｆ，１Ｆを介して軸線Ｚを中
心として同芯で一体である。したがって、各部１Ｓ，１
Ｆ，１Ｌ，１Ｆ，１Ｓが薄肉であっても大きな剛性を確
保できる。また、同芯構造であるから、両シャフト部１
Ｓ，１Ｓを所定の軸受（図示省略）に支持すれば、偏心
のない真円回転ができる。

【００２０】但し、大径部１Ｌの内径Ｄｉｎ，シャフト
部１Ｓ，１Ｓの内径ｄｉｎは、具体的寸法精度を規制す
る必要がない。却って、特に、大径部１Ｌの内径Ｄｉｎ
に内周方向に連る凸形状の乱れ等が生じると、全体とし
ての剛性を高められる。

【００２１】さて、かかるローラは、図２に示す製造装
置と製造方法によって簡単に低コスト量産できる。図２
（Ａ）において、製造装置は、分割型金型１０（１１
Ａ，１１Ｂ）と射出機２０とからなるブロー成形機とさ
れている。

【００２２】金型１０は、軟鋼製で一対の２つ割方式の
金型要素１１Ａ，１１Ｂからなり、両者１１Ａ，１１Ｂ
は左右に開閉できる。各金型要素１１Ａ（１１Ｂ）は、
内径（Ｄ）が所定寸法に仕上げられた大径部１２と内径
（ｄ）が所定寸法に仕上げられた小径部１３，１３とを
有し、各小径部１３，１３の途中には形成後の外端部
５，５を切断容易化のための首部６，６を形成する凸状
円環部１４，１４が設けられている。また、各上方に
は、射出部２２を装着する凹部１６，１６が形成されて
いる。各下方にはエッジ部１５，１５が設けられてい
る。

【００２３】ここに、両金型要素１１Ａ，１１Ｂを、図
２（Ａ）に示すように結合すれば、内部にキャビティー
１７を形成できる。このキャビティー１７は、同（Ｃ）
に示す如く、大径部（１２）の内径がＤで、小径部（１
３）の内径がｄの同芯段付円筒空間となる。

【００２４】一方、ブロー成形機を形成する射出機２０
は、溶融樹脂の吐出流路２４と圧力流体の吹き出し流路
２４と上記射出部２２とを有する。したがって、溶融樹
脂を図２（Ａ）で下方に射出しつつ圧力流体を吹き出せ
ば、中空円筒形の素材Ｗを金型１０（１１Ａ，１１Ｂ）
内に挿入できる。さらに、詳しくは、同（Ａ）の状態か
ら同（Ｂ）の状態において、同芯の内径Ｄの大径部（１
２，１２）と内径ｄの小径部（１３，１３）、（１３，
１３）とを有する金型１０（１１Ａ，１１Ｂ）内に中空
部ＷＳを有する素材Ｗを挿入したことになる。

【００２５】なお、この実施例では、両金型要素１１
Ａ，１１Ｂを同（Ｂ）のように結合させた状態におい
て、ローラのシャフト部１Ｓ，１Ｓは所定の外径ｄ，ｄ
に近い値となっている。また、下端部は、エッジ部１
５，１５で閉塞されるので、素材Ｗの下端部１７は盲と
なりその中空部ＷＳは密閉空間となっている。

【００２６】したがって、この中空部ＷＳ内に吹き出し
流路２４から、やや高圧Ｐの圧力流体（空気）を吹き込
めば、中空部ＷＳの容積を拡大しつつ素材Ｗの外周面を
大径部１２，１２と小径部１３，１３とに同時的に押圧
して、図２（Ｃ）に示すような外径Ｄの大径部１Ｌ（ロ
ーラ部）と小径部（シャフト部）１Ｓ，１Ｓとを一体成
形できる。この際、中空部ＷＳは、ローラ（１Ｓ，１
Ｆ，１Ｌ，１Ｆ，１Ｓ）の形状に応じかつ連通する中空
部１ＳＥ，１ＬＥ，１ＳＥとなる。

【００２７】かくして、図２（Ｃ）のようにローラ部２
（１Ｌ）とシャフト部１Ｓ，１Ｓとが一体成形された
ら、各外径ｄ，Ｄ，ｄが固定化するまで冷却し、しかる
後に同（Ａ）に示すように金型１０（１１Ａ，１１Ｂ）
を分割して取り出す。その後に、両首部６，６で切断す
れば、直ちに図１に示すローラ・プラテンを製造でき
る。

【００２８】しかして、この実施例によれば、外径Ｄの
ローラ部２（大径部１Ｌ）と外径ｄのシャフト部（小径
部）１Ｓ，１Ｓとをフランジ部１Ｆ，１Ｆを介して同芯
でかつ中空部１ＳＥ，１ＬＥ，１ＳＥを連通させた一体
成形品であるから、軽量で低コストに製造できる。ま
た、同芯確保，偏心防止等の機械的条件を正確に確立保
持できる。

【００２９】また、大径部１Ｌ，小径部（１Ｓ，１Ｓ）
は、薄肉円筒形状で円板形状のフランジ部１Ｆ，１Ｆで
一体であるから、全体を軽量化，材料節減を図りつつ剛
性を大きく保てる。

【００３０】また、全体（１Ｓ，１Ｆ，１Ｌ，１Ｆ，１
Ｓ）が軽量であるから、駆動モータに対するイナーシャ
を大幅に小さくでき、負荷を小さくしつつ高速応答性の
運転が可能となる。

【００３１】また、製造装置は、図２に示す如く、射出
機２０と２分割型金型１０（１１Ａ，１１Ｂ）とからな
るブロー成形機であるから、大径部１２の内径Ｄと小径
部１３，１３の内径ｄ，ｄとを正確に仕上げておくだけ
で、図１に示す所定形状のローラを簡単に低コストで製
造できる。

【００３２】また、被成形品たるローラは、その大径部
（ローラ部２）１Ｌと小径部（シャフト部）１Ｓ，１Ｓ
との各外径Ｄ，ｄ，ｄを正確に仕上げれば、各部１Ｓ，
１Ｆ，１Ｌ，１Ｆ，１Ｓの肉厚や内径寸法等を特に規定
しなくともよいから、ブロー成形機（１０，２０）の特
性を高級化しなくてもよく、設備コストも低く実用性が
高い。

【００３３】また、同理由で、金型１０（１１Ａ，１１
Ｂ）内への素材Ｗの供給量を高精度制御する必要がない
ので、製造運転制御が楽で取扱い容易である。

【００３４】（第２実施例）この第２実施例は、素材Ｗ
をゴルフウッドクラブ等で知られる超塑性加工特性を有
するチタン合金（例えば、チタンＴｉ，アルミニウムＡ
ｌ，バナジウムＶ，モリブデンＭｏ，鉄Ｆｅ，炭素Ｃ）
として、図２に示すブロー成形機（１０，２０）と同様
構造のブロー成形機を用いて、図１に示すローラ（１
Ｓ，１Ｆ，１Ｌ，１Ｆ，１Ｓ）を一体成形した場合であ
る。

【００３５】この実施例では、成形温度を７８０〜８３
０℃，吹き込み空気圧力Ｐを３０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ²
とすることにより、素材（Ｗ）を伸延させることによ
り、図２（Ｃ）に示すように成形できた。

【００３６】したがって、この第２実施例の場合にも第
１実施例の場合と同様な作用効果を得られる他，さらに
素材Ｗがチタン合金であるから、ローラ（１Ｓ，１Ｆ，
１Ｌ，１Ｆ，１Ｓ）の剛性を一段と高めることができ
る。

【００３７】なお、以上の実施例では、ローラ（１Ｓ，
１Ｆ，１Ｌ，１Ｆ，１Ｓ）がローラ・プラテンとされて
いたが、印字装置に使用される限りにおいてその用途は
不問である。例えば図３に示すように多数のローラ部２
Ａ，２Ｂ，２Ｃとシャフト部１Ｓ，１Ｓ，１Ｓ，１Ｓを
有するピンチローラ等であってもよい。また、材料も熱
可塑性プラスチックやチタン合金に限定されない。

【００３８】さらに、ローラの製造方法はブロー成形に
ついて例示したが、中空部１ＳＥ，１ＬＥ，１ＳＥを有
する同芯一体に成形できればよいので、スライドコア
法，ロストコア法，ガスインジェクション法，振動溶接
を用いた２シェル法でも実施できる。

【００３９】

【発明の効果】以上の通り、請求項１の発明によれば、
外径が所定寸法に仕上げられた薄肉円筒形状のローラ部
と外径が所定寸法に仕上げられた薄肉円筒形状のシャフ
ト部とを有し、ローラ部とシャフト部とが円板形状のフ
ランジ部を介し同芯でかつ中空部を連通させて一体成形
された構成とされているので、次の優れた効果を奏す
る。

【００４０】 中空部を有する同芯一体成形品である
から、非常に軽量ができる。したがって、大径ローラで
も駆動モータに対するイナーシャを小さくすることがで
き、一層の印字高速化と装置全体の小型・軽量化を達成
できる。

【００４１】 同芯一体成形品であるから、製造が簡
単で材料も節約でき、偏心のない円滑運転ができる。

【００４２】 ローラ部とシャフト部との外径を所定
寸法にしておくだけでよいので、製造容易でコストを大
幅に引下げられる。

【００４３】 ローラ部とシャフト部とは、円筒形状
でフランジ部を介して一体とされているので、その重量
を軽量化しつつ剛性を高められる。

【００４４】 ローラ部の外径とシャフト部の外径と
が所定寸法とされているので、所定の軸受に装着するだ
けで真円回転を保障でき、ローラ部の外周面を所定の位
置にセットできる。

【００４５】また、請求項２の発明によれば、同芯の内
径が所定寸法に仕上げられた大径部と内径が所定寸法に
仕上げられた小径部とを有する金型内に中空素材を挿入
し、この素材の中空部に圧力流体を吹き込んで中空部容
積を拡大しつつ外周面を該大径部と小径部とに同時的に
押圧してローラ部とシャフト部とを一体成形し、ローラ
部とシャフト部との各外径が固定化した後に金型を分割
して取り出すことを特徴とするから、ローラ部とシャフ
ト部との各外径のみを所定寸法とするだけでよいことと
相俟って、迅速に製造できコストを大幅に引下げられ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るローラを示す側断面図で
ある。

【図２】同じく、本ローラを製造するに好適な製造装置
と製造方法を説明するための図である。

【図３】同じく、ローラの変形例を示す側断面図であ
る。

【図４】中実構造の従来例（１）を示す側断面図であ
る。

【図５】中実構造の従来例（２）を示す側断面図であ
る。

【図６】中空組立構造の従来例を示す側断面図である。

【符号の説明】 １ 軸部材（ローラ） １Ｌ 大径部（ローラ部） １ＬＥ 中空部 １Ｓ 小径部（シャフト部） １ＳＥ 中空部 １Ｆ フランジ部 ２ ローラ部 ３ 摩擦体 ５ 外端部 ６ 首部 １０ 金型（ブロー成形機） １１Ａ，１１Ｂ 金型要素 １２ 大径部 １３ 小径部 １５ エッジ部 ２０ 射出機（ブロー成形機） ２２ 射出部 ２３ 射出流路 ２４ 吹き出し流路 Ｄ ローラ部の外径 ｄ シャフト部の外径 Ｗ 素材 ＷＳ 素材の中空部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外径が所定寸法に仕上げられた薄肉円筒
   形状のローラ部と外径が所定寸法に仕上げられた薄肉円
   筒形状のシャフト部とを有し、ローラ部とシャフト部と
   が円板形状のフランジ部を介し同芯でかつ中空部を連通
   させて一体成形されていることを特徴とする印字装置の
   ローラ。
2. 【請求項２】 同芯の内径が所定寸法に仕上げられた大
   径部と内径が所定寸法に仕上げられた小径部とを有する
   金型内に中空素材を挿入し、 この素材の中空部に圧力流体を吹き込んで中空部容積を
   拡大しつつ外周面を該大径部と小径部とに同時的に押圧
   してローラ部とシャフト部とを一体成形し、ローラ部と
   シャフト部との各外径が固定化した後に金型を分割して
   取り出すことを特徴とする印字装置のローラ製造方法。