(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の基体上に感光層を設けてなる感光ドラムに接着剤を用いることなく樹脂製フランジを取り付けてなる感光体の製造方法であって、
該金属製の基体の内径に対して該フランジ嵌合部の外径が、０．２％〜０．４％大きいフランジを用い、
該フランジを予め冷却した後、ドラム基体に嵌合させることを特徴とする感光体の製造方法。
【請求項２】
前記フランジの冷却が、該フランジを温度−７０℃以下の液状冷媒と接触させることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の感光体の製造方法。
【請求項３】
金属製の基体上に感光層を設けてなる感光ドラムに接着剤を用いることなく樹脂製フランジを取り付けてなる感光体の再生方法であって、
該金属製の基体の内径に対して該フランジ嵌合部の外径が、０．２％〜０．４％大きいフランジを用い、
請求項１記載の製造方法によって感光ドラムに接着剤を用いることなく樹脂製フランジを取り付けて製造された感光体のフランジ嵌合部分近傍を冷却することによってフランジを離脱させ、該感光ドラム及び/ 又は樹脂製フランジを再生工程に供することを特徴とする感光体の再生方法。
【請求項４】
前記冷却が、当該部分を温度−７０℃以下の液状冷媒と接触させることにより行われることを特徴とする請求項４に記載の感光体の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンター等の電子写真機器に使用されるドラム基体にフランジを取り付けてなる感光体において、接着剤を用いずにドラム基体にフランジを取り付ける感光体の製造方法、およびそれが使用済みとなったものを再生して有効利用する感光体の再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＰＣドラム等の感光ドラムは、電子写真機器に使用される際には、回転の支持や駆動のために一般的には樹脂製のフランジが取り付けられる。この感光体を構成する感光ドラムは通常、アルミニウムやステンレス等の金属製の基体の表面に感光層が形成されており、所定期間使用された後の、使用済みとなった感光ドラムは、資源の有効利用の観点から、再生（リサイクル）することが好ましく、嵌合されるフランジも、磨耗や変形などがないかぎり、再使用されることが好ましいものである。
【０００３】
フランジは、例えば、特公平４−９３１１号や特開平５−１５０５７１号に記載されているように、接着剤によって取り付ける方法が行われている。この方法でフランジつきの感光ドラムを製造する際には、特開平４−３５７６２号や特開平７−３３３８６６号に記載されているようなフランジまたはドラム基体内面に接着剤を塗布する装置が必要であるほか、はみ出た接着剤がフランジや感光層の表面に付着して不良品を発生させる懸念があった。
【０００４】
接着剤を使用しない嵌合方法として、特開平５−２００４６２号や特開平８−６２８７７号に記載されているように、フランジをドラム基体にはめた後に、基体の一部を機械的に曲げたり、かしめたりして固定する方法がある。この方法によれば、感光ドラムに機械的な応力を加えるための装置が必要となり、また、一旦変形されて取り付けられたドラムから非破壊的にフランジをはずすことは困難である。
【０００５】
前述の如く、感光ドラムは資源の有効利用の観点から再生（リサイクル）することが好ましいが、従来の感光体のように感光ドラムにフランジが接着や機械的変形により取り付けられていると、再生利用が困難である。そこで従来はフランジは機械的に破壊して取り除かれていた。
【０００６】
しかしながら、機械的に破壊する方法では、除去のための時間や工数が非常に多くかかるほか、きれいに除去ができないため不純物が混ざる等の問題があった。このような不純物が混入したものは、そのままでは当然再利用することはできず、素材として再生するにしても、有用な原料とはなり得ないものであった。また、感光ドラムの再生方法においても、金属製の基体に変形がなければ、感光層を溶解等によって除去することにより、基体としてそのまま再利用することもできるのであるが、機械的に破壊する方法では基体は変形するため、金属材料として再生するしかなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、接着剤を用いたり、機械的応力を加えて変形させる等、感光ドラムに対して影響を与える虞なく、ドラム基体にフランジを取り付けうる感光体の製造方法、およびその感光体が使用済みとなった場合にフランジを機械的に破壊することなく、感光ドラムからフランジを離脱させ、再生工程に供することができる感光体の再生方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の感光体の製造方法は、金属製の基体上に感光層を設けてなる感光ドラムに接着剤を用いることなく樹脂製フランジを取り付けてなる感光体の製造方法であって、該フランジを予め冷却した後、ドラム基体に嵌合させることを特徴とする。ここで、前記フランジの冷却が、該フランジを温度−７０℃以下の液状冷媒と接触させることにより行われることが好ましく、感光ドラムの変形防止の観点から、前記金属製の基体の内径に対して前記フランジ嵌合部の外径が、０．２％〜０．４％大きいことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の感光体の再生方法は、金属製の基体上に感光層を設けてなる感光ドラムに接着剤を用いることなく樹脂製フランジを取り付けてなる感光体の再生方法であって、該金属製の基体の内径に対して該フランジ嵌合部の外径が、０．２％〜０．４％大きいフランジを用い、請求項１記載の製造方法によって感光ドラムに接着剤を用いることなく樹脂製フランジを取り付けて製造された感光体のフランジ嵌合部分近傍を冷却することによってフランジを離脱させ、該感光ドラム及び/ 又は樹脂製フランジを再生工程に供することを特徴とする。この再生方法における冷却は、当該部分を温度−７０℃以下の液状冷媒と接触させることにより行われることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明における感光体を構成する感光ドラム及び樹脂製フランジには、特に制限はなく、例えば、汎用のものに任意に適用することができる。
【００１１】
感光ドラムの基体はとしては、通常用いられる円筒状に成形されたアルミニウムやステンレス等の金属製のものが挙げられる。また、樹脂製フランジは一般にエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂類、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂で成形されており、これらはすべて本発明の方法を適用することができる。
【００１２】
本発明は、その特性上高度な寸法精度を要求され、変形などの欠陥が容認されない感光体のドラムを製造するための方法であり、各々の構成要素の材料および寸法の相関が重要となる。具体例を挙げて説明すれば、金属製基体、例えば外径３０ｍｍ、内径２８．５ｍｍの円筒体に樹脂製フランジを接着剤を用いて接着する場合、通常はフランジの嵌合部外径は基体内径に対して＋０．０１ｍｍ〜＋０．０５ｍｍ（＋０．０３％〜＋０．１８％）程度の大きさであるが、フランジ嵌合部外径を基体内径に対して＋０．０６ｍｍ〜＋０．１２ｍｍ  （＋０．２％〜＋０．４％）程度の大きさにすれば、接着剤がなくても摩擦力によってフランジは外れることがなくなるのである。ところが基体内径よりフランジ嵌合部外径がこれだけ大きいと、フランジを嵌めるのが非常に困難であり、機械的に無理をすれば、基体やフランジを変形させる虞がある。
【００１３】
ところで、アルミニウムの熱膨張係数（線膨張率）は、合金の種類にもよるが、２１〜２５×１０-6／℃であり、ステンレスのそれは、やはり種類にもよるが、１０〜１８×１０-6／℃である。
【００１４】
また、フランジに用いられる熱可塑性樹脂のうち、ポリアセタールの熱膨張係数は９０〜１００×１０-6／℃、ポリアミドのそれは７０〜９０×１０-6／℃、ポリカーボネートのそれは７０〜９０×１０-6／℃、ＡＢＳのそれは６０〜１３０×１０-6／℃である。このようにフランジの成型に使用される樹脂の熱膨張係数は上記金属のそれより少なくとも２倍以上であり、数倍大きい。
【００１５】
一方、アルミニウムの弾性係数（ずれ弾性率）は、合金の種類にもよるが、２７〜２９ＧＰａ、ステンレスのそれは７３〜７５ＧＰａであり、樹脂の弾性係数（曲げ弾性係数）はそれぞれ、ポリアセタールが２．７〜２．８ＧＰａ、ポリアミドが１．６〜１．８ＧＰａ、ポリカーボネートが２．３〜２．５ＧＰａ、ＡＢＳが２．５〜２．７ＧＰａである。樹脂は弾性係数が金属の１０分の１以下であり、変形しやすいことがいえる。
【００１６】
そこで本発明ではこれら双方の物性に着目し、金属製の基体の内径より樹脂製のフランジ嵌合部の外径が＋０．２％〜＋０．４％程度大きい場合でも、フランジを冷却することによって基体の内径より収縮させ、嵌合または離脱させようとするものである。嵌合後は、金属製フランジを嵌合させた場合と異なって、樹脂製フランジが変形（弾性収縮）するので、基体の嵌合部分が膨らむことはないのである。
【００１７】
フランジを冷却する温度は、嵌合部外径が基体の内径に対して、＋０．２％〜＋０．４％程度大きいものが、＋０．１８％程度以下になるような温度であればよい。フランジを冷却し、基体に嵌めて常温に戻せば、摩擦力によってフランジは固定される。また、フランジを基体との嵌合部ごと再び冷却すれば、樹脂は金属より数倍収縮するので、フランジは容易に離脱される。
【００１８】
フランジを冷却する方法としては、フランジを構成する樹脂材料を収縮させ、フランジの外径をドラムに嵌合可能とし得るものであれば特に制限はなく、ドライアイスに接触させる方法、十分に冷却された液体または気体の冷媒に接触させる方法等が挙げられるが、簡単な方法としては約−１９６℃の液体窒素、約−１９４℃の液体空気等に代表される−７０℃以下の液体状の冷媒を用いることである。即ち、液体窒素等の液状冷媒にフランジを浸漬することにより、瞬時に冷却が行われる。
【００１９】
また、感光ドラムが使用済みとなった場合や生産時の不良品感光ドラムからフランジを離脱させる際は、嵌合させる場合と同様にフランジ嵌合部及び所望によりその近傍を冷却すると容易にはずすことができる。フランジが離脱された感光ドラムは、基体に傷や変形がある場合はつぶして金属材料として再生するしかないが、それがなければ、例えば特開平５−１８１２８９号や特開平５−３４１５３７号に記載されているように、感光層を除去して基体として再利用することができる。
【００２０】
フランジは、駆動のためのギアが形成されている場合は、ギア部分が磨耗しているとそのままの再生は困難であるが、そうでなければそのまま再利用することができる。感光ドラムに電気的導通をとるための金属板は、駆動ギアがない方に取り付けることが好ましい。
【００２１】
そのまま利用できない場合は、プラスチック素材として再生すればよく、材質別に分類すれば十分に再生可能である。
【００２２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、本発明を詳細に説明するが、本発明をこれらに制限されるものではない。
（実施例１）
感光体の製造
感光ドラムとして、表面をホーニング加工によって粗面化した外径３０ｍｍ、内径２８．５ｍｍ、長さ２５８ｍｍのアルミニウム基体（熱膨張係数２１〜２５×１０-6／℃、弾性係数２７〜２９ＧＰａ）を用い、表面にタイプ８ナイロン樹脂の下引き層を形成した後、クロロガリウムフタロシアニンとポリビニルブチラール樹脂を含むＣＧＬの上に、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（ｍ−トリル）ベンジジン化合物３６部とポリカーボネートＺ樹脂６４部を含むＣＴＬを形成したＯＰＣドラムを使用した。この両端部に、ポリカーボネート樹脂（熱膨張係数７０〜９０×１０-6／℃、弾性係数２．３〜２．５ＧＰａ）製のフランジを取り付ける。フランジは、嵌合部外径が２８．６ｍｍで、ドラム基体内径より０．１ｍｍ（０．３５％）大きい。嵌合長さは１５ｍｍであり、一つは嵌合部の外部に回転駆動用のはすばギアが形成されており、他の一つにはギアが形成されておらず、嵌合部内側に基体と接触する金属板が取り付けられている。
【００２３】
フランジを液体窒素に浸漬したところ、嵌合部外径は約２８．４５ｍｍと０．５％ほど収縮し、ドラム基体内径より内径より小さくなった。次いで、それぞれドラムの端部に嵌め、常温に戻したところ、フランジはしっかりと固定された。フランジには霜が付着したので、後で拭き取った。
【００２４】
このＯＰＣドラムをドラムカートリッジに組み込み、レーザープリンターに使用したところ、ドラムの平面性は損なわれず、フランジも堅固に固定されてはずれることはなく、良好なプリント画像を得ることができた。
（比較例１）
上記フランジを冷却せずにドラムに嵌めようとしたところ、まずフランジが傾いてしまって入れることができず、それでもハンマーでたたいて入れたところ、ドラムの端部が膨らんでしまった。そのドラムはもはや正常に使用することはできなかった。
（実施例２）
感光体の再生
実施例１で得られた感光体を組み込んだプリンターにて８０００枚のプリントを行った後、トナーが消費されてドラムカートリッジは使用済みとなったので、ドラムカートリッジから感光体（ＯＰＣドラム）を取り外した。
【００２５】
図１は、感光体１０の感光ドラム１２とフランジ１４との嵌合部を液体窒素１６に浸漬した状態を示す概略図である。図１に示すように、ＯＰＣドラム１２と嵌合して固定されているギアつきフランジ１４を下側にして、液体窒素１６中に浸漬した。液体窒素１６は断熱容器１８内に保持されている。数秒以内の浸漬後、ＯＰＣドラム１２を引き上げたところ、フランジ１４は容易にはずすことができた。液体窒素の消費量は１０ｇ以下であった。浸漬時間を長くしすぎるとフランジが液体窒素中に落下するので、その前に取り出すのが好都合であった。もう一方のギアなしフランジ１５も同様にしてはずすことができた。
【００２６】
フランジがはずされたＯＰＣドラムは、表面の検査を行い、傷や変形があるものはアルミニウムの回収業者に販売し、問題ないものは感光層の剥離をして、基体として再利用することができた。はずされたギアなしフランジは、そのまま再利用することができた。ギアつきフランジは、ギアの部分の磨耗があるので、粉砕してペレット化し、再生できた。感光ドラムもフランジも接着剤の残留がないため、良好に再生工程に供することができた。
（比較例２）
実施例１で、用いたＯＰＣドラムを回収し、ＯＰＣドラムからフランジをはずすのに、従来法である、機械的にたたいてはずす方法を適用したところ、かなりの力と工数がかかった。ドラム基体は変形してそのまま再利用することはできなかった。また、フランジの破片が混入するため、アルミニウムの回収品としても質が低いものであった。フランジは破壊されるためにもちろんそのまま再利用することはできず、樹脂の原料として使用するための再生工程に付した。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の感光体の製造方法は、接着剤を用いたり、機械的応力を加えて変形させる等、感光ドラムに対して影響を与える虞なく、ドラム基体にフランジを取り付けうる感光体の製造方法、およびその感光体が使用済みとなった場合にフランジを機械的に破壊することなく、感光ドラムからフランジを離脱させ、再生工程に供することができる感光体の再生方法を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の再生方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０  感光体
１２  感光ドラム（ＯＰＣドラム）
１４  フランジ（ギア付きフランジ）
１５  ギアなしフランジ
１６  液体窒素
１８  断熱容器
【図１】
0003691604.tif 000002