JP4038632B2

JP4038632B2 - 感光ドラム用基体の製造方法

Info

Publication number: JP4038632B2
Application number: JP24425898A
Authority: JP
Inventors: 宗紀飯塚; 陽一西室; 邦郎町田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000075529A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置等において、画像形成のために静電潜像を表面に形成するための感光ドラム用基体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
複写機、ファクシミリ、プリンター等における静電記録プロセスでは、まず、感光ドラムの表面を一様に帯電させ、この感光ドラム表面に光学系から映像を投射して光の当たった部分の帯電を消去することによって静電潜像を形成し、次いで、この静電潜像にトナーを供給してトナーの静電的付着によりトナー像を形成し、これを紙、ＯＨＰ、印画紙等の記録媒体へと転写することにより、プリントする方法が採られている。
【０００３】
このような静電記録プロセスに用いられる感光ドラムとしては、従来、図４に示した構造のものが一般に用いられている。
【０００４】
即ち、アルミニウム等の金属や導電性樹脂からなる円筒状基体１の両端に金属や樹脂で形成されたフランジ２ａ，２ｂを嵌合固定すると共に、該円筒状基体１の外周面に光導電層３を形成したものが一般に用いられており、通常、この感光ドラムは、図３に示されているように、静電記録装置の本体ａに設けられた支持軸４，４が両フランジ２ａ，２ｂに設けられた軸孔５，５に挿入されて回転自在に支持され、一方、フランジ２ｂに形成された駆動用ギア６にモータ等の駆動源と連結されたギア７を歯合させ、回転駆動される。
【０００５】
この場合、この感光ドラムの光導電層３を帯電させ、更にこの光導電層３上に露光によって静電潜像を形成するには、感光ドラムの接地が必要であり、このため両フランジ２ａ，２ｂを絶縁性の樹脂で形成した場合には、フランジの内面側に円筒状基体１と支持軸５とを導通させるアース用に金属板を取り付け、装置本体ａにアースすることが行われている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の感光ドラムは、円筒状基体１の両端にそれぞれフランジ２ａ，２ｂを嵌着固定して組み立てられるため、円筒状基体の両端に各フランジを組み付ける２回の組み付け作業が必要であり、また円筒状基体１と各フランジ２ａ，２ｂをそれぞれ別々に形成することとなるので、これら部品をそれぞれ形成する際に高度な加工精度が要求され、これらが製造コストを引き上げる原因になっている。
【０００７】
また、上述したアース用の金属板を必要とする場合には、このアース用金属板を組み付ける作業が必要となり、更に製造コストを引き上げることとなる上、ドラムの運転中に金属板が摩耗して支持軸５との間に良好な導通が得られなくなるおそれもあり、その信頼性が必ずしも十分でない。
【０００８】
このような課題に対し、本出願人は、外周面に光導電層が形成される円筒状基体の両端面にそれぞれフランジを設けてなり、両フランジを軸支することにより、回転自在に支持される感光ドラムにおいて、上記円筒状基体を導電性樹脂で成形すると共に、同導電性樹脂で一方のフランジを円筒状基体と一体に成形してなることを特徴とする感光ドラムを先に提案した（特願平９−３２３８０５号）。この感光ドラムは、円筒状基体の両端に設けられるフランジの一方が円筒状基体を形成する導電性樹脂で一体に成形されたものであるから、フランジの組み付け作業は少なくとも円筒状基体の一方の端部についてのみ行えばよく、また円筒状基体と一体に成形された導電性樹脂からなるこのフランジによって、ドラムを軸支する支持軸と円筒状基体との間に良好な導通を確実に得ることができ、アース用の金属板を用いる必要がない上、高い信頼性も得ることができる。更に、一方のフランジは、円筒状基体と一体に成形されるため、その加工精度にも優れるものである。
【０００９】
ところで、上記従来の図４に示す円筒状基体１は、通常、円筒状基体１を成形する円筒状キャビティの外側にゲートを設けたサイドゲート方式による金型を使用して射出成形することにより製造されているが、この方法では、成形された円筒状基体１の外周面にゲート跡が残るという問題があり、また円筒状キャビティに樹脂が均一に充填されず、得られた円筒状基体の真直度、真円度等の寸法精度に劣り、結果として感光体の印字、画像特性に影響を与えるという問題がある。この点は、上記の一方のフランジを一体成形した円筒状基体を成形する場合も、サイドゲート方式を用いた金型を使用する場合には同様の問題が生じる。
【００１０】
従って、本発明は、上記問題を解決し、寸法精度に優れ、良好な印字画像特性をもたらす感光ドラム用基体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、導電性樹脂により形成された円筒状本体の一端面内周縁に内方に突出するフランジが一体に突設された感光ドラム用基体を金型により射出成形するに際し、上記金型のフランジ形成用キャビティに連通して３〜６点のピンゲート又はディスクゲートを設け、このピンゲート又はディスクゲートを通って上記フランジ形成用キャビティから円筒状本体形成用キャビティに導電性樹脂材料を射出することを特徴とする感光ドラム用基体の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明によれば、導電性樹脂材料が円筒状本体形成用キャビティから射出されるものではなく、フランジ形成用キャビティから射出され、樹脂材料はこのフランジ形成用キャビティより円筒状本体形成用キャビティに流れるので、成形された基体は、その円筒状本体の外周部にゲート跡もなく、後述する実験例に示したように、真円度、真直度が良好で、寸法精度に優れたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明の感光ドラム用基体の製造方法は、図１に示したような円筒状本体１１の一端面内周縁に内方に突出するフランジ１２が導電性樹脂により一体成形された円筒状基体１０を得る方法である。この基体１０は、上記円筒状本体１１の他端開口部に別体に形成したフランジ１３を嵌着固定し、また円筒状本体１１の外周面に光導電層１４を形成して、先に説明した図４と同様の態様で使用される。なお、上記両フランジ１２，１３には、それぞれ軸孔１５，１５が形成される。
【００１４】
上記円筒状本体１１及びこれと一体に成形される一方のフランジ１２を形成する導電性樹脂は、通常は導電剤を配合して導電性を付与した導電性樹脂が用いられる。この場合用いられる樹脂としては、適度な強度を有し、射出成形法により成形可能なものであればよく、特に制限されるものではないが、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド樹脂（ナイロン６，ナイロン６６等）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアセタールなどが、熱可塑性で成形性に優れ、かつ機械強度、摺動特性等に優れる点から好ましく用いられる。
【００１５】
また、導電剤としては、上記樹脂中に均一に分散させることが可能なものであればいずれのものでもよく、特に制限されるものではないが、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム，銅，ニッケル等の金属粉、導電性ガラス粉などの粉体が好ましく用いられる。この導電剤の配合量は、５〜４０重量％、特に５〜２０重量％程度とすることが好ましく、これにより円筒状基体及びフランジの表面抵抗値を１０^４ Ω／□以下、特に１０^２ Ω／□以下に調整することが好ましい。
【００１６】
この導電性樹脂には、補強や増量の目的で各繊維等を充填材として用いることができる。この繊維としては、カーボン繊維、導電性ウィスカー、導電性ガラス繊維等の導電性繊維やウィスカー，ガラス繊維等の非導電性繊維が用いられる。この場合、上記導電性繊維は、導電剤としても作用することができ、導電性繊維を用いることにより、上記導電剤の使用量を減らすことができるが、コスト面を考慮すれば、非導電性繊維を用い、上記導電剤の使用量を多くすることが好ましい。
【００１７】
これら充填材の配合量は、樹脂の種類や用いる繊維の長さ、径などに応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常は２〜２５重量％、特に５〜１５重量％程度とすることが好ましい。
【００１８】
なお、導電性樹脂には、必要に応じて上記導電剤及び充填材の他に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、シリコーン、二硫化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の公知の添加剤を適量添加することができる。
【００１９】
また、光導電層は公知の材料、組成により形成することができる。
【００２０】
本発明において、上記本体１１と一方のフランジ１２が一体成形された基体は、３〜６点のピンゲート方式又はディスクゲート方式を用いた金型で射出成形することによって成形される。
【００２１】
図２は、このピンゲート方式による成形法を説明するもので、図中２０は、内部に円柱状中空部を有する金型本体２１と、この金型本体２１の一端面に当接し、上記中空部の一端開口部に閉塞する金型補助部材２２と、上記中空部にその他端開口部より軸方向移動可能に挿入される先端部を有するコア２３とを具備した金型であり、この金型２０には、上記金型本体２１内周面とコア２３外周面との間に上記基体１０の円筒状本体１１形成用の円筒状キャビティ２４が形成されると共に、上記補助部材２２の他端面とコア２３の一端面（先端面）との間に、上記円筒状キャビティ２４の軸方向一端部と連通して、上記フランジ１２形成用のキャビティ２５が形成されるものである。なお、上記コア２３の先端面中央部には小径円柱部２３ａが突設され、この小径円柱部２３ａ先端面が上記補助部材２２と当接することにより、上記フランジ形成用キャビティ２５が略円形リング状に形成されているものである。
【００２２】
そして、この金型２０にあっては、上記補助部材２２に互いに等間隔離間して３〜６本のピンゲート２６が設けられ、これらピンゲート２６の先端部はそれぞれ上記フランジ形成用キャビティ２５に連通していると共に、ピンゲート２６の基端部はスプルー２７に連結されているものである。なお、２８は上記補助部材２２に軸方向移動可能に設けられた突出ピンで、基体１０を成形し、コア２３を金型本体２１から抜き出した後に、突出ピン２８を突出するように作動させることにより、成形された基体１０を金型２０から脱型させるためのものである。また、２９は冷却水流通孔である。
【００２３】
上記金型２０を用いて感光ドラム用基体１０を成形する場合は、金型２０を図２に示す状態にセットし、成形材料（上記導電性樹脂材料）をスプルー２７を通って上記３〜６本のピンゲート２６よりフランジ形成用キャビティ２５に射出する。これにより、樹脂材料はフランジ形成用キャビティ２５から上記円筒状キャビティ（円筒状本体形成用キャビティ）２４に流れ、円筒状本体１１にフランジ１２が一体に連設された円筒状基体１０が射出成形されるものである。
【００２４】
従って、成形された基体は、そのフランジ端面に上記ピンゲート２６によるゲート跡が残ることがあっても、円筒状本体の外周面にはかかるゲート跡はなく、従ってこの上に光導電層を形成する場合にゲート跡による問題が生じるおそれがない。また、この方法による場合、上記金型構造によって、成形サイクルの中でゲートカットが自動的に行われるため、後加工工程が省略できる。これにより、サイドゲート方式が個別のゲート加工を必要とするのに比べて生産性が高く、製造コストも低減できるものである。
【００２５】
図３は、ディスクゲート方式による成形方法を説明するもので（なお、図３において、図２と同一構成部品については同一の参照符号を付してその説明を省略する）、この例にあっては、上記補助部材２２の他端面中央部に円柱状突起２２ａを一体に突設し、この突起２２ａを上記金型本体２１の中空部に突出させる（上記リング状のフランジ形成用キャビティ２５の中空部に突出させる）ようにしたものであり、上記補助部材２２に設けたスプルー２７をこの円柱状突起２２ａにまで延出させると共に、このスプルー２７先端にディスクゲート２６’をこのゲート２６’の外周部がフランジ形成用キャビティ２５の内周部に連通するように形成したものである。
【００２６】
この図３の金型を用いた場合も、導電性樹脂材料がスプルー２７を流れ、ディスクゲート２６’からフランジ形成用キャビティ２５の内周部に射出され、こののフランジ形成用キャビティ２５より円筒状キャビティ２４に流れて、円筒状基体１０が成形されるもので、従ってフランジ内周面にゲート跡が残ることがあっても、円筒状本体外周面にゲート跡が生じるおそれがない。また、このようなディスクゲートを用いた場合は、基体を取り出した後、打抜き加工するだけでスプルー切断が可能であり、生産性の高いものである。
【００２７】
上述した射出成形方法によれば、成形材料（導電性樹脂材料）がフランジ形成用キャビティ２５から円周方向に均一に流れて円筒状本体形成用キャビティ２４に均一に流入し、かつ該キャビティ２４の末端まで速やかに充填するので、円筒状本体の真円度、真直度などの寸法精度が向上する。
【００２８】
また、上述したようにゲートカット、スプルー切断などの後加工が省略又は簡略化され、生産効率が高いものである。
【００２９】
しかも、上記方法によれば、円筒状本体とその一端部に金属シャフト用貫通孔を有するフランジとが一体成形された円筒状基体が得られるので、フランジの取り付け作業が円筒状本体の片側だけになり、その作業が簡略化される。この場合、成形材料として導電性樹脂材料を用いて一体成形していることにより、フランジ及びシャフトとの導通のための金属部品を組み込むことを省略できる。
【００３０】
なお、上述した射出成形法によって成形を行う場合、成形温度や射出圧力などの成形条件は、用いる樹脂の種類などに応じた通常の条件とすることができる。
【００３１】
次に、実験例により上記成形法による効果を具体的に説明する。
［実験例］
下記組成
ナイロン６６８０重量部
カーボン繊維１０重量部
カーボンブラック１０重量部
の導電性樹脂材料を用いて下記条件
成形温度２６０〜２９０℃
射出圧力５００〜９００Ｋｇ／ｃｍ^２
にて射出し、図１に示すような長さ２３０ｍｍ，外径３０ｍｍ，内径２６ｍｍの円筒状本体の一端にリング状フランジが一体成形された円筒状基体を製造した。
【００３２】
この場合、金型としては、図２に示すピンゲート方式（ピン数３本）の金型（本発明例１）、図３に示すディスクゲート方式の金型（本発明例２）、及びサイドゲート方式の金型（比較例）を用いた。なお、サイドゲート方式の金型の場合、円筒状本体形成用キャビティの外周部一端部にサイドゲートを連通し、これにより樹脂材料を射出するように構成したものである。
上記方法で成形された円筒状基体につき、その真円度を真円度測定機を用いて測定し、また真直度をレーザースキャンマイクロメーターを用いて測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
以上の結果より、本発明に係る成形法は、真円度、真直度に優れた感光ドラム用の円筒状基体を成形し得ることが認められる。なお、サイドゲート方式の場合、樹脂が最初に流れ込むスプルーは、本発明例のようなパイプ中心部の位置でなく、パイプの側面の位置からの１点で、そこから樹脂が流れ込む構造となる。そのため、本発明例１，２がパイプの周方向に均一に樹脂が充填されるのに対して、サイドゲート方式はパイプ全体に樹脂が充填される過程において充填速度に偏りが見られ、周方向に均一な充填は行われない。また、パイプのゲートと反対側の位置（図でいうパイプの下側全体）に、ウェルドラインが発生してしまう場合がある。ウェルドラインは成形品の強度低下の恐れがあり、またその部分の表面性は位置著しく低下する。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、真円度、真直度等の寸法精度に優れ、しかもフランジの組み付け作業が簡略化され、アース用の金属板などの取り付け作業を省略し得る感光ドラム用の円筒状基体を生産性よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって製造される基体を用いた感光ドラムの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明で用いるピンゲート方式による金型の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明で用いるディスクゲート方式による金型の一例を示す概略断面図である。
【図４】従来の感光ドラムを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１１円筒状本体
１２フランジ
１０円筒状基体（感光ドラム用基体）
２６ピンゲート
２６’ ディスクゲート
２０金型
２４円筒状本体形成用キャビティ
２５フランジ形成用キャビティ

Claims

導電性樹脂により形成された円筒状本体の一端面内周縁に内方に突出するフランジが一体に突設された感光ドラム用基体を金型により射出成形するに際し、上記金型のフランジ形成用キャビティに連通して３〜６点のピンゲート又はディスクゲートを設け、このピンゲート又はディスクゲートを通って上記フランジ形成用キャビティから円筒状本体形成用キャビティに導電性樹脂材料を射出することを特徴とする感光ドラム用基体の製造方法。