橡胶辊制造设备和显影辊

摘要

橡胶辊制造设备和显影辊。该制造设备具有由至少筒状模具主体和分别装配到模具主体两端的定位块A和B构成的模具。其中，在模具的内部中央布置轴，通过一个定位块A将橡胶材料注入模具主体中，并且硬化橡胶材料以使其成形。该设备具有用于将定位块A和B固定到模具主体的合模装置，该合模装置具有合模端构件和滑动部件，该合模端构件能够与定位块B接触，该滑动部件能够使合模端构件在模具主体的圆筒中心轴线上滑动，以使合模端构件与定位块B接触，并且该滑动部件具有合模角度调整机构和合模位置调整机构，该合模角度调整机构调整合模端构件的角度，该合模位置调整机构调整合模端构件的沿与模具主体的圆筒中心轴线垂直的方向的位置。

权利要求

1.一种橡胶辊制造设备，其包括由至少三个构件构成的模 具，所述三个构件是筒状模具主体和分别装配到所述模具主体 两端的定位块A和B，其中，在所述模具的内部中央布置轴，通 过所述一个定位块A将橡胶材料注入所述模具主体中，硬化所 述橡胶材料以使其成形；其中：所述设备具有合模装置，所述合模装置用于在注入所述橡 胶材料时，将所述定位块A和B固定到所述模具主体；

所述合模装置具有合模端构件和滑动部件，所述合模端构 件能够与所述定位块B接触，所述滑动部件能够使所述合模端 构件在所述模具主体的圆筒中心轴线上滑动，以使所述合模端 构件与所述定位块B接触；以及所述滑动部件具有合模角度调整机构和合模位置调整机 构，所述合模角度调整机构利用球面轴承调整所述合模端构件 的角度以使所述合模端构件与所述定位块B接触，所述合模端 构件设置有插入所述球面轴承内部的轴，所述合模位置调整机 构利用沿所述合模端构件的所述轴的圆周方向环绕所述轴布置 的弹性构件来调整所述合模端构件的沿与所述模具主体的所述 圆筒中心轴线垂直的方向的位置。

2.根据权利要求1所述的橡胶辊制造设备，其特征在于， 所述弹性构件是O形环或者弹性密封。

3.根据权利要求1或2所述的橡胶辊制造设备，其特征在 于，所述滑动部件具有从由气缸、油压缸、弹簧和螺钉构成的 组中选取的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的橡胶辊制造设备，其特征在 于，所述橡胶材料是液体橡胶材料。

5.根据权利要求3所述的橡胶辊制造设备，其特征在于， 所述橡胶材料是液体橡胶材料。

6.一种安装到电子照相设备中的显影单元的显影辊，通过 使用权利要求1至5中任一项所述的橡胶辊制造设备制造所述 显影辊。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在电子照相系统的图像形成中使用的显影 辊。还涉及一种橡胶辊制造设备，将橡胶材料注入该橡胶辊制 造设备的模具中，然后使其硬化以获得橡胶辊。

背景技术

通常，通过将橡胶材料注入模具中来制造橡胶辊。因此， 使用的模具由至少三个构件即中空筒状模具主体(管模，pipe mold)和分别安装到管模的两端的定位块(dowel)构成。当 注入和硬化橡胶材料时，利用作动缸、弹簧、螺钉等，借助于 合模构件沿上下方向将定位块合模到管模的两端处。这里，模 具的两端面和合模构件平面接触。因此，如果模具的端面和合 模构件的面平行度差，则合模构件和模具的端面不能均匀地碰 上，从而处于单侧接触或者局部接触，使得不平衡的载荷可沿 模具的轴向施加到模具。在该情况下，在模具中产生弯矩使模 具弯曲，或者使模具的管模和定位块之间的装配状态变化。结 果，在某些情况下，成形的橡胶辊弯曲，导致差的摆动 (run-out)精度。在电子照相中使用的辊的情况下，该差的 摆动精度已经成为引起不均匀的电阻和有缺陷的图像的原因。
另外，模具和合模构件之间的任何不均匀的平面接触都会 在它们之间产生间隙，在某些最坏的情况下会引起材料泄漏的 问题。
作为背景技术，可采用使用球面轴承合模注射成形机(C 型)中的模具的方法(日本特开平10-217302号公报)。然而， 在该方法中，在每个球面轴承和模具之间设置进行合模的滑动 导轨，因此，球面轴承的移动量不可避免地受到滑动导轨的限制。
另外，在使用球面轴承合模模具的技术中，在某些情况下， 仅借助于球面方向的移动，无法抑制不平衡载荷施加到模具上。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种制造设备，其可以抑制合模 时不平衡载荷施加到模具上，可以防止模具偏转并且可以制造 具有良好的摆动精度的橡胶辊。
本发明的另一个目的是提供一种具有良好的摆动精度的显影辊， 因此，抑制具有不均匀的电阻，并且能够防止有缺陷的图像。
根据本发明，提供一种橡胶辊制造设备，该设备具有由至 少三个构件构成的模具，该三个构件是筒状模具主体和分别装 配到模具主体两端的定位块A和B，其中，在模具的内部中央布 置轴，通过一个定位块A将橡胶材料注入模具主体中，并且硬 化橡胶材料以使其成形；其中：该设备具有合模装置，该合模 装置用于在注入橡胶材料时，将定位块A和B固定到模具主体； 该合模装置具有合模端构件和滑动部件，该合模端构件能够与 定位块B接触，该滑动部件能够使合模端构件在模具主体的圆 筒中心轴线上滑动，以使该合模端构件与定位块B接触；以及， 该滑动部件具有合模角度调整机构和合模位置调整机构，该合 模角度调整机构利用球面轴承调整合模端构件的角度以使合模 端构件与定位块B接触，合模端构件设置有插入球面轴承内部 的轴，该合模位置调整机构利用沿合模端构件的轴的圆周方向 环绕轴布置的弹性构件来调整合模端构件的沿与模具主体的圆 筒中心轴线垂直的方向的位置。
根据本发明，还提供一种安装到电子照相设备中的显影单 元的显影辊，通过使用上述橡胶辊制造设备制造该显影辊。
从以下参照附图对典型实施例的说明中，本发明的进一步 特征将变得明显。

附图说明

图1是示出可用在本发明中的模具的例子的简图。
图2是示出可用在本发明中的模具和合模装置的配置的例 子的简图。
图3是图2所示的合模装置的局部放大图。
图4是图解比较例1中使用的合模装置的简图。
图5是图解比较例1中使用的合模装置中的由于单侧接触 导致的不平衡载荷的简图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。
根据本发明，提供一种制造设备，其可以抑制模具合模时 不平衡载荷施加到模具上，可以防止模具偏转并且可以制造具 有良好的摆动精度的橡胶辊。
根据本发明，提供一种具有良好的摆动精度的显影辊，因 此，抑制具有不均匀的电阻，并且能够防止有缺陷的图像。
本发明的橡胶辊制造设备具有模具和用于合模模具的合模 装置。该模具具有中空筒状模具主体和分别装配到模具主体两 端的定位块(至少两个定位块)。
一个定位块(这里是“定位块A”)是用于注入橡胶材料的 定位块。通过设置在定位块A中的某些通孔将用于形成橡胶辊 的橡胶材料注入模具中。
合模装置具有滑动部件，该滑动部件能够使合模端构件向 另一个定位块(这里是“定位块B”)滑动，以使前者与后者接 触。在借助于合模角度调整机构和合模位置调整机构将定位块 A和B合模到模具主体上时，滑动部件可在模具的圆筒中心轴线 上移动，并且可以实现合模。
该滑动部件具有合模角度调整机构和合模位置调整机构， 以在抑制合模时载荷不平衡的状态下，使合模端构件与定位块 B紧密接触。
就合模端构件与定位块B直接接触的部分而言，优选将合 模角度调整机构设置在合模端构件侧、尽可能靠近定位块B的 端面的位置周围，该合模角度调整机构可以调整合模端构件相 对于定位块B设定的角度。还优选将合模位置调整机构设置在 合模端构件侧、尽可能靠近定位块B的端面的位置，该合模位 置调整机构可以调整合模端构件的位置。由于具有该合模角度 调整机构和合模位置调整机构，所以，该设备可以处理对于每 个模具可能会改变的任何模具端面。
因此，模具和合模装置可以以模具端面和合模构件之间平 面且均匀接触的方式向模具的中心轴线上施加载荷，因此抑制 任何不平衡载荷施加到模具端面，以抑制在模具中产生任何弯 矩。因此，可以抑制模具弯曲，因此，获得的中央心轴(轴) 和橡胶辊都可以是直的，保证良好的摆动精度。
合模角度调整机构
在本发明中，作为合模角度调整机构，可采用球面轴承、 球面移动等。特别地，在由至少三个构件即筒状模具主体和分 别装配到模具主体两端的定位块A和B构成的模具中，合模时， 合模装置的合模端构件可能布置在以下位置：在设想沿长度方 向的模具中心轴线时，合模端构件的中心轴线和模具的中心轴 线相对于它们接触的定位块端面彼此不能很好地一致(发生错 位)。该情况导致在合模端构件和定位块之间形成角度。在该情 况下，根据组合可能发生角度的变化。因此，合模角度调整机 构可优选是球面轴承。
在合模角度调整机构中使用球面轴承的情况下，从滑动部 件的驱动单元依次通过球面轴承和合模端构件向定位块B施加 载荷。由于通过具有角度调节作用的球面轴承施加载荷，所以， 合模端构件可以布置成与定位块B的端面紧密接触。
作为得到合模角度调整机构的效果的另一种方法，也可采 用例如模具和合模装置彼此接触的部分形成为锥面和凸球面的 组合的方法。可以如此设定锥角，使得锥面的中心在凸球面的 切线处形成接点。
合模角度调整机构调整合模端构件相对于筒状模具的中心 轴线的角度。这可以使定位块B的向外端面和与之接触的合模 端构件之间的接触均匀。根据定位块B的外侧端面的角度对合 模端构件进行角度调整。
合模位置调整机构
合模位置调整机构使合模端构件可沿与模具中心轴线垂直 的方向移动。
为了设定合模位置调整机构，可采用以下方法：在接触定 位块B的合模端构件和能够角度调整的合模部主体接合的部分 形成间隙，并且在该间隙处设置弹性构件。
在合模角度调整机构中使用球面轴承的情况下，可以以如 下方式形成合模位置调整机构：在合模端构件上设置轴，在球 面轴承的内部设置插入轴的孔，并且在轴和孔之间保持设置间 隙，其中，可在该间隙中环绕轴沿轴的圆周方向布置弹性构件。 在该情况下，可在球面轴承的轴孔部中布置合模端构件的轴和 环绕该轴布置的弹性构件，使得合模端构件的合模中心轴线(合 模力的中心轴线)可以移动成与通过筒状模具主体和装配到该 筒状模具主体两端的定位块A和B延伸的中心轴线(模具主体的 圆筒中心轴线)一致。
作为弹性构件，从适于布置在形成于球面轴承内孔和合模 端构件的轴之间的筒状间隙的角度来看，可优选使用O形环。 可在形成于球面轴承内孔和合模端构件的轴之间的筒状间隙 中，沿圆周方向布置具有与O形环相同的作用和效果的任何构 件，如封装有弹性树脂、凝胶状材料或液体材料的构造体。
这里，弹性密封可以是封装有可以填充筒状间隙的弹性树 脂、凝胶状材料或液体材料的构造体。
该合模位置调整机构能够吸收合模端构件和模具之间的接 触部分处的、沿相对于模具主体的圆筒中心轴线的法线方向的 任何轴向偏移。
滑动部件
作为用于滑动部件的驱动单元，可使用气缸、油压缸、弹 簧和螺钉等。
如何制造橡胶辊
可通过以下方法制造橡胶辊：在模具的内部中央布置轴， 该模具由至少三个构件即筒状模具主体和分别装配到模具主体 两端的定位块A和B构成；通过一个定位块A将橡胶材料注入模 具主体中；以及硬化橡胶材料以使其成形。
橡胶材料
在本发明中，因为橡胶材料被注入筒状模具中，所以优选 液体橡胶材料作为该橡胶材料。液体橡胶材料可包括硅橡胶、 聚氨酯橡胶和氯丁二烯橡胶。特别优选制成辊时可以实现良好 布置(setting)性的硅橡胶。
显影辊
借助于本发明的橡胶辊制造设备，获得适于安装到电子照 相设备的显影单元上的显影辊的橡胶辊。
如上所述，在本发明的橡胶辊制造设备中，使用具有合模 角度调整机构和合模位置调整机构的滑动部件，使得合模时， 合模端构件可以与定位块均匀地紧密接触。这可以抑制任何不 平衡载荷施加到模具(定位块)上。这可以抑制模具变形，因 此可以获得具有良好的摆动精度的橡胶辊。另外，作为显影辊， 该橡胶辊具有高适用性。
下面，参照附图说明在成形用于电子照相的显影辊时使用 的本发明的橡胶辊制造设备的实施例。
实施例1
使用由三个组成构件构成的模具，如图1所示，该三个构 件即：模具主体(管模)2a，其内侧表面形状是具有12毫米内 径和240毫米长度的筒状形状；以及分别装配到模具主体两端 的上定位块1(定位块B)和下定位块3(定位块A)。在图中， 2b表示模具中心轴线。
在下定位块主体中设置有作为材料注入孔的直径均是1.8 毫米的孔(通孔)；该孔是沿圆周方向等间距制成的8个孔。在 下定位块(接触定位块)的中央还设置有直径是5毫米的孔。
模具的所有组成部件由顶硬钢(prehardened steel)制成。
将直径是6毫米、长度是250毫米的轴4插入模具的内部。
如图2所示，也如作为局部放大图的图3所示，合模装置具 有可滑动地与定位块B紧密接触的角度调整机构(球面轴承5： 其调整上定位块1和合模端构件6b之间的接触)和位置调整机 构(O形环9)。合模装置和模具之间的接触部分是平面的。因 为具有球面轴承5和O形环9，所以，上定位块1可以与合模端构 件6b良好地接触。使用Model No.SB8(由THK Co.，Ltd.制造) 作为球面轴承。
合模装置具有球面轴承5、O形环9、固定板(垫板)6a、 合模端构件6b、气缸6c、轴6d和固定板6e。固定板6a和合模端 构件6b是平板。
在上述合模装置的固定板6a和合模端构件(可动板)6b之 间将上定位块1、管模(模具主体)2a和下定位块3固定到一起， 并且迫使气缸6c沿合模装置的固定板中心轴8的方向伸出以实 现合模。合模力被设定为590N。
将热硬化液体硅橡胶注入模具中，在100℃硬化该橡胶， 从而获得橡胶辊。在成形时使用的液体硅橡胶是具有150Pa·s 粘度的双液混合型热硬化硅橡胶。该橡胶还与炭黑混合以提供 具有导电性的橡胶。
在橡胶辊的三个点，即距离橡胶辊的两端10毫米的点及其 中间点处测量获得的橡胶辊的摆动。为了测量该摆动，将该橡 胶辊放置在轴承上，并且利用激光尺寸测量仪器(由Keyence Corporation制造)在辊的沿圆周方向的100个点处测量从基准 面到辊的外径的间隙。通过从结果测定值的最大值中减去最小 值得到的值被看作评估的摆动。表1示出该结果。优选中间处 的摆动是小于等于25μm，两端处的摆动是小于等于15μm。
比较例1
使用具有图4所示的结构的装置作为合模装置。该合模装 置具有固定式系统，并且其与模具接触的部分是平面的。
除了使用上述装置之外，以与实施例1相同的方式制造橡 胶辊，并且以相同的方式测量其摆动。表1示出该结果。
如表1所示，实施例1的橡胶辊的摆动比比较例1中的小。 特别地，在比较例1中，辊在中间处具有大的摆动，表示模具 偏转。在比较例1中，如图5所示，由于合模端构件6b产生角度 θ，所以对于每个模具来说，合模端构件6b与上定位块1的接触 都是不同的。因此，难以使所有模具中的接触均匀。
表1
  端部(下)处   的摆动   中间处的摆   动   端部(上)处   的摆动   实施例1   9μm   10μm   10μm   比较例1   17μm   15μm   19μm
虽然已经参照典型实施例说明了本发明，但是应该理解的 是，本发明不限于公开的典型实施例。所附权利要求书的范围 符合最宽的解释，以包含所有这些变形以及等同结构和功能。