(57)【要約】【課題】  回転の中心が偏ることを防止しすることにより軸部を相似円状に加工するときに軸中心のずれが生じないようにして良好な円筒振回り精度の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法、更に外周の速度ムラも少ないので濃度ムラ、色ずれがない良好な画像を得るプロセスカートリッジ、電子写真装置を提供すること。【解決手段】  電子写真感光体ドラム及び軸部を有する係合部材より構成される電子写真感光体ドラムユニットの製造方法であって、該感光体ドラムに該係合部材を結合した後、回転重量アンバランス量を測定し、結合された該軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内にする工程、該係合部材を結合した感光体ドラムを回転させて結合された係合部材の軸部を感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として相似円状に加工する工程、を有する電子写真感光体ドラムユニットの製造方法、該感光体ドラムユニットを有するプロセスカートリッジ、電子写真装置。【選択図】  図３
2006215347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも電子写真感光体ドラム及び軸部を有する係合部材より構成される電子写真感光体ドラムユニットの製造方法であって、該電子写真感光体ドラムに該係合部材を結合した後、回転重量アンバランス量を測定し、結合された該軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内にする工程と、該係合部材を結合した電子写真感光体ドラムを回転させて結合された係合部材の軸部を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として相似円状に加工する工程と、を有することを特徴とする電子写真感光体ドラムユニットの製造方法。
【請求項２】
前記係合部材を結合した後に回転重量アンバランス量を測定し、結合された前記軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内とするように該係合部材を結合した電子写真感光体ドラムを構成する各部材の重量、位置を設計し組み立てる請求項１に記載の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法。
【請求項３】
前記係合部材を結合した後に回転アンバランスを測定し、結合された前記軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内とする工程が、該回転バランス測定の結果に基いて回転バランス修正を行う工程である請求項１に記載の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法。
【請求項４】
前記係合部材を結合した後に回転重量アンバランス量を測定し、結合された前記軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内とする工程が、バランス重りを付加又は削る工程である請求項１に記載の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法により製造された電子写真感光体ドラムユニットを有し、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
電子写真感光体ドラムユニット、帯電手段、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置であって、該電子写真感光体ドラムユニットが請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法により製造されたことを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、レーザービームプリンター及びファクシミリ印刷機等の電子写真装置に用いる高精度の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法、更には該電子写真感光体ドラムユニットを具備するプロセスカートリッジ及び電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザービームプリンター等の電子写真方式を採用した画像形成装置、いわゆる電子写真装置は、電子写真感光体と、電子写真感光体の周面を帯電するための帯電手段と、帯電された電子写真感光体の周面に静電潜像を形成するための露光手段と、電子写真感光体の周面に形成された静電潜像を現像剤担持体に担持された現像剤により現像して現像像を形成するための現像手段と、電子写真感光体の周面に形成された現像像を転写材（紙等）に転写するための転写手段と、を有するものが一般的である。
【０００３】
このような電子写真装置においては図１に示すように電子写真感光体ドラムユニット１０１（以下文中では「電子写真感光体ドラムユニット」という）は、一般に電子写真感光体ドラム（円筒状の基体上に感光層１０３を設けたもの）、及び該電子写真感光体ドラムの両端又は片端に設けられた係合部材１０４、１０５より構成される。
【０００４】
係合部材は一般にフランジ、また歯車状の駆動力受け取り手段を有するものはギアとも言われ、係合部外周（円筒状結合部）で電子写真感光体ドラムに接続され、軸部１０６、１０７又は軸受部（以下文中、「軸部」と「軸部受」を含めて「軸部」ともいう）を有し、前記軸部を介して、電子写真感光体ドラムユニットを電子写真装置内の所定の位置に支を持し、更には駆動手段より駆動力を受け取り、電子写真感光体ドラムを所定の軸回り１０８を中心に高精度に回転させる作用を受け持つ。電子写真感光体ドラムユニットの円筒精度が良くない場合、また軸が偏心している状態（例えば軸中心が１０９）であると、電子写真感光体ドラムユニットを電子写真装置に組み込んで回転させた場合に電子写真感光体ドラムユニット外周が画像形成中に振れる等、電子写真感光体ドラムと現像手段１１０との距離が一定に保てず、現像時において画像濃度ムラが生じ良好な画像が得られない。更には電子写真感光体ドラムユニットの外周の周速にムラが発生するため、転写時等において画像ずれ（特にカラー画像において転写位置がずれ色がにじんでしまう現象）を生じ、良好な画像が得られないと言う問題が発生する。そのため、電子写真感光体ドラムユニットにおいて、特に円筒振回り精度（電子写真感光体ドラムユニット回転軸を基準として回転させたときの外周最大部と外周最小部二つの同軸外接円筒径の差、「ＪＩＳ−Ｂ００２１  １８．１６．１全振れ公差」に相当する）の値を小さくする必要がある。
【０００５】
モノトーンでかつ解像度の低い電子写真装置において、円筒振回り精度は１００μｍ程度で問題がなかったが近年の電子写真装置は高解像度化やフルカラー化が進んでおり、電子写真感光体ドラムユニットは高精度であることが要求されている。更にはカラー用電子写真装置においては、複数の電子写真感光体ドラムユニットを並べ、イエロー、シアン、マゼンダ及びブラックの各色のトナーに対してそれぞれ別の電子写真感光体ドラムユニットを使用するタンデム方式の電子写真装置が開発され電子写真感光体ドラムユニットに高い精度が要求されている。高解像度化やフルカラー化された電子写真装置では、電子写真感光体ドラムユニットに特に高い精度が要求されている。
【０００６】
高精度の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法において、従来の円筒状基体の製造方法としては、例えばアルミニウム合金を押し出し、引き抜き等の方法により円筒状に加工後、矯正手段により円筒精度を高め、所定の長さに切断する方法が挙げられる。更には、前記の方法で製造された部材の外周面を切削加工によって仕上げる方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、通常、旋盤加工とも呼ばれており、例えば円筒状基体の中心軸を一定に保ちながら回転させ、該円筒状基体の外周部に切削工具を当て中心軸と平行に一定の速度で送りながら切削加工する方法である。しかしながら、上記のような方法で製造した場合でも、円筒状基体の内周の心と外周の心が一致せず数μｍ〜数十μｍ程度の偏肉（円筒状基体の肉厚の不均一性）が存在している場合が多い。更に、製造工程中に精度により円筒状基体を選別して高精度の円筒状基体のみを使用して電子写真感光体ドラムユニットを作製する方法も知られているが、コスト高となることが避けられない。
【０００７】
このように偏肉が大きく外周の中心と内周の中心が一致しない電子写真感光体ドラムに係合部材を接合すると、係合部材の軸部の心と電子写真感光体ドラムの外周の心が必ずしも一致せず、電子写真感光体ドラムユニット外周が偏心して回転することとなり画像欠陥の原因となる。そのためにインロー加工と呼ばれ、円筒状基体の係合部材との接合部内周を円筒状基体の外周基準で加工する方法（例えば、特許文献２参照）が行われているが、円筒状基体の加工時間が増加しコスト高となることが避けられない。
【０００８】
従来の係合部材は、樹脂を成型加工することにより製造される例が多い。このような製造方法の場合は、成型後の収縮等による変形が避けられず、係合部材外周の心と軸の心は一致せずバラツキを有する。そのため、円筒振回り精度を高めるために、例えば、軸中心を基準として外周部に切削加工を行い、フランジの寸法精度、外周と軸の同心度を高めるのが普通である。しかし、このような加工を行うと、係合部材がコスト高となることが避けられない。更に、電子写真感光体ドラムと係合部材の接合に関しても高精度に接合することが必要とされている。つまり従来、電子写真感光体の支持体の外周基準中心軸と軸部の中心軸とが一致した、すなわち、回転精度が高い電子写真感光体ドラムユニットを得るための方法としては、（Ａ）精度が高い支持体や係合部材を作製し、更に精密な接合技術で支持体の端部に係合部材を係合させるということが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
一方、（Ｂ）電子写真感光体ドラムと係合部材の偏心を相殺するような角度で接合する方法（例えば、特許文献３参照）も知られているが設備投資が大きく、生産効率が低下しコスト高となることが避けられない。以上のように、高精度の電子写真感光体ドラム、係合部材、更には高い接合技術が要求されコスト高となる問題がある。
【００１０】
また、回転精度が高い電子写真感光体ドラムユニットを得るための別の方法として、（Ｃ）電子写真感光体ドラムの端部に係合部材を係合させた後に、電子写真感光体の外周基準中心軸と同心となるように軸部に加工を行う方法がある。この方法は、前記の（Ａ）、（Ｂ）の２つの方法より電子写真感光体ドラムや係合部材の精度が比較的低くても、回転精度が高い電子写真感光体ドラムユニットを得ることができる方法であり、製造コストにおいて有利である。従来になく、簡単な装置で精度測定等のコストのかかる工程無しに容易に軸部表面を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として相似円状に加工することが可能となる。
【００１１】
この方法を具体的に説明すると、図２に示すように、電子写真感光体ドラムの画像領域を避けるように配置された複数の支持ローラ２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａ及び２０３ｂによって、被加工物１０１（電子写真感光体ドラムに係合部材を結合したもの、加工後は電子写真感光体ドラムユニットとなる。）を支持する。次に、支持ローラ２０３ａ、２０３ｂを駆動することによって、被加工物を電子写真感光体ドラム１０２の外周基準中心軸１０８を中心として回転させる。次に、回転する被加工物１０１の係合部材１０４、１０５の軸部１０６、１０７に切削部材２０４、２０５を押し当てることによって、電子写真感光体１０２の外周基準中心軸１０８と同心の中心軸を軸部１０６、１０７に与えることができる（以下一連の加工を「芯出し加工」という）。なお、図２で示したのは「軸」の加工であるが、「軸受部」の加工も同様にして行うことができる。
【００１２】
しかしながら上記のような電子写真感光体ドラムユニットの製造方法において高精度の電子写真感光体ドラムユニットが低いコストで得られる利点があるが一方、電子写真感光体ドラムに係合部材を結合した状態で被加工物に重量の偏り（重量アンバランス）が存在すると回転により遠心力が発生し回転軸が偏ったり、振れたりして軸部を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として相似円状に加工しようとしても軸中心がずれてしまい良好な円筒振回り精度のドラムユニットが得られないという問題が発生していた。このような軸中心の偏りが発生した電子写真感光体ドラムユニットを電子写真装置に組み込んで回転させても電子写真感光体ドラムユニット外周が画像形成中に振れ、電子写真感光体ドラムと現像手段との距離を一定に保つことができず、画像濃度ムラが生じ良好な画像が得られないという問題が発生する。
【００１３】
回転中の重量アンバランス（回転重量アンバランス）は、回転数の二乗に比例するので軸部加工中の被加工物回転数を高くすることができず加工時間が長くなりコストが高くなるという問題が生じていた。
【００１４】
更に、回転重量バランスが崩れたまま回転させると振動が大きくなり、軸部の寸法精度、軸部の表面粗度が低下し電子写真装置内に支持したときに安定して十分な精度が得られないという問題を発生する。更に大きな荷重の偏りあると回転数によっては共振振動を起こし極端に大きな振動が発生することがある、このような共振振動は加工装置の寿命を縮めたり、ときに加工装置破損するというような問題が発生させていた。
【特許文献１】特開２００２−１６９４２１号公報
【特許文献２】特開平１１−２４２４０７号公報
【特許文献３】特開２００２−９１２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、上記従来の課題を解決することにあり、係合部材を結合した電子写真感光体ドラムを回転させて係合部材の軸部を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として回転させ相似円状に加工する工程を有する電子写真感光体ドラムユニットの製造方法において、回転の中心が偏ることを防止しすることにより軸部を相似円状に加工するときに軸中心のずれが生じないようにして良好な円筒振回り精度の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法を提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、上記方法により製造された電子写真感光体ドラムユニットは、電子写真装置に組み込んで画像形成を行った場合に外周が振れず電子写真感光体ドラムと現像手段との距離を一定に保つことができ、更に外周の速度ムラも少ないので濃度ムラ、色ずれ等の画像濃度欠陥がない良好な画像を得ることができるプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に従って、少なくとも電子写真感光体ドラム及び軸部を有する係合部材より構成される電子写真感光体ドラムユニットの製造方法であって、該電子写真感光体ドラムに該係合部材を結合した後、回転重量アンバランス量を測定し、結合された該軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内にする工程と、該係合部材を結合した電子写真感光体ドラムを回転させて結合された係合部材の軸部を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として相似円状に加工する工程と、を有することを特徴とする電子写真感光体ドラムユニットの製造方法が提供される。
【００１８】
また、本発明に従って、上記電子写真感光体ドラムユニットの製造方法により得られた電子写真感光体ドラムユニットを具備するプロセスカートリッジ及び電子写真装置が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法は、係合部材を結合した電子写真感光体ドラムを回転させて係合部材の軸部を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として回転させ相似円状に加工する工程を有する電子写真感光体ドラムユニットの製造方法において、回転の中心が偏ることを防止することにより軸部を相似円状に加工する工程において軸中心のずれが生じない良好な円筒振回り精度のドラムユニットが安定して製造することが可能となった。
【００２０】
更に、前記の方法により製造された電子写真感光体ドラムユニットは、電子写真装置に組み込んで画像形成を行ったときに外周が振れず電子写真感光体ドラムと現像手段との距離を一定に保つことができ、更に外周の速度ムラも少ないので濃度ムラや色ずれがない良好な画像を得ることができる。
【００２１】
更に、軸部を相似円状に加工する時に、回転による振動を抑え、軸部の寸法精度、軸部の表面粗度低下を防止することができ、更に共振振動の発生を防止し加工装置の寿命を縮めたり、加工装置を破損することがない。
【００２２】
更に、極めて高い円筒振回り精度を備えた電子写真感光体ドラムユニットを設備投資を含め低製造コストで、しかも不良発生率も大幅に低減するような製造方法を提供することができ、更に本発明の電子写真ユニットの製造方法においては、電子写真感光体ドラムの外周の精度が良好であれば、それ以外の精度、例えば円筒状基体の偏肉度、同心度、円筒状基体内径部分の寸法精度、真円度、係合部材の軸又は軸受部の偏心、寸法精度、真円度、表面粗さ係合部材の円筒状結合部の寸法精度、電子写真感光体ドラム及び係合部材を組みつけるときの軸部と円筒状基体外周の同軸度、寸法精度が大幅に緩和され、プロセスカートリッジ及び電子写真装置の高性能化と低価格化に大きく貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の電子写真感光体ドラムユニット製造方法の工程は、
（１）電子写真感光体ドラムに係合部材を結合する工程、
（２）回転重量アンバランスを測定し、動的偏重心距離を２５μｍ以内とする工程、
（３）電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心に回転させ、係合部材の軸部を前記電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸と同一中心軸を有する相似円状に加工する工程、
を有する。上記工程（２）の回転重量アンバランス測定は、全個数行う必要はなくバランスが確認されているものと同一の設計のものであれば省略できる。更に回転重量アンバランスを測定した結果、動的偏重心距離が２５μｍ以内になるように回転重量バランスにより被加工物を選別する、又は調整する工程を加えることもできる。
【００２４】
本発明の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法で用いる被加工物の回転重量アンバランス測定では、動的アンバランスを測定する必要がある。静的（静止中の）重量アンバランス量Ｕｓは、アンバランス質量ｍ（被加工物に存在するアンバランスな質量）に重力が作用するだけなので回転軸中心よりアンバランスな質量存在する位置の距離ｒをかけたもの、すなわちＵｓ＝ｍｒで表すことができ、被加工物を周方向に自由に回転できる台に載せ重量アンバランスを測定するだけで十分である。しかしながら回転体の場合は、アンバランス質量ｍに遠心力が作用してアンバランスが発生するための、本発明においては動的（回転中の）回転重量バランスを測定する必要がある。動的重量アンバランス量Ｕｄは、アンバランス質量ｍ、中心よりのアンバランスな質量（偏荷重）が存在する位置の距離ｒに回転速度ｗの二乗を掛けたものであり、Ｕｄ＝ｍｒｗ２で表すことができ、後の工程である軸部を相似円状に加工する工程と同じ回転数で回転させながら回転重量アンバランス量を測定する必要がある。動的重量アンバランス量Ｕｄを回転体の質量Ｍで割ったものが偏重心距離Ｅで表せる。動的偏重心距離Ｅは、概略電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心と軸加工で回転しているときの中心軸のずれに等しい。
【００２５】
つまり動的偏重心距離Ｅ＝Ｕｄ／Ｍ＝ｍｒｗ２／Ｍとなり、動的偏重心距離Ｅ≦２５μｍとなるように回転重量アンバランスをとることにより本発明の精度が良好な電子写真感光体ドラムユニットが製造できる。更に、動的重量アンバランスでは左右の軸でアンバランスが異なる場合にも問題となるので、両方の端部（二面）でそれぞれ回転重量バランスをとる必要がある。被加工物に質量の偏り（重量アンバランス）、つまり動的偏重心距離Ｅが２５μｍを超えると回転により遠心力が発生し回転軸が偏ったり、振れたりして軸部を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として相似円状に加工しようとしても軸がずれてしまい良好な円筒振回り精度の電子写真感光体ドラムユニットが得られない。
【００２６】
本発明における動的重量アンバランス量の測定方法としては、公知のアンバランス測定方法や装置を用いることができる。図３に動的重量アンバランス量を測定する装置の構成の例を示す。電子写真感光体ドラム１０２に係合部材１０４、１０５を組み付けた被加工物（電子写真感光体ドラムに係合部材を結合したもの）３０１の係合部材の軸部１０６、１０７を測定装置の軸受３０２、３０３で受ける、軸受３０２、３０３にはそれぞれ振動検出器３０４、３０５を設置する。振動検出器は、静電容量方式や渦電量方式の例が挙げられ、速度、加速度、変位を検出し振動の信号になおす例が挙げられる。検出器より発した信号は、それぞれデータ処理装置３０６に送られる。被加工物は駆動手段３０７により回転される。電子写真感光体ドラムの回転数や回転位相を検知するためのマーカー（例えば反射シール）３０８、回転検知器（光学反射センサ）３０９を設置し、信号はデータ処理装置３０６に送られ回転数や回転位相を算出する。振動検出器は、両側の軸受部に設置し両側の動的重量アンバランス量と偏重心距離をそれぞれ測定する。
【００２７】
次に、動的重量アンバランス量の測定工程の例を図３で説明する。電子写真感光体ドラムに係合部材を組み付けた被加工物３０１の軸部を測定装置の軸受３０２、３０３で受ける。被加工物を後の工程である軸部加工時と同じ回転数で回転させながら検出器で初期振動の振幅、位相を測定する。回転を一時止め、予め重量を測定した試し重り３１０を被加工物に付ける。試し重りは、動的重量アンバランス量とアンバランスの方向を求めるために仮に付ける重りである。再び軸部加工時と同じ回転数で回転させながら検出器で振動振幅や位相を測定し、初期と試し重り付加後の振動振幅や位相より動的重量アンバランス量とアンバランスの方向を求める。同様の測定を異なる端にも実施する。このようにして偏荷重（バランスを取るのに必要な重りの質量）及びその方向が割り出せる。更に、動的重量アンバランス量と電子写真感光体ドラムユニットの質量より動的偏重心距離Ｅを計算できる。
【００２８】
更に、前記に測定の結果に基づいて回転バランス修正を行って釣り合いをとるために必要な質量の方向、位置、大きさが割り出せる。測定の結果、指示された方向に指定の質量の錘を付加又は被加工物を削り質量を減じることにより重量バランスをとる。場合によっては再び軸部加工時と同じ回転数で回転させながら検出器で振動の振幅、位相を測定し重量バランスが改善し、動的偏重心距離Ｅが所定の規格内であることを確認する工程を加えても構わない。
【００２９】
回転体の回転重量アンバランス量を測定、修正し軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内とする方法としては、
（１）係合部材を結合した電子写真感光体ドラムを構成する各部材の重量、位置をバランスがとれるように設計し組み立てる、
（２）回転重量アンバランス量の測定してその結果に基づいて回転重量バランス修正を行う、
方法がある。例としては電子写真感光体ドラム、係合部材それぞれを回転重量バランスの取れた設計とするもので回転中心を軸対称とする各位置の回転重量バランスがとれるように始めから設計とするものである。上記（２）のバランス修正を行う方法は更にバランス重りを付加する方法、例えば電子写真感光体ドラム又はフランジに錘を貼り付ける、重りネジ込み付加する等の方法が挙げられる。更に、被加工物である電子写真感光体ドラム又はフランジの一部を削り質量を減じる方法も挙げられる。
【００３０】
また、一般的の電子写真感光体ドラムユニットは、電子写真感光体ドラム、係合部材、電子写真感光体ドラムと本体の導通をとるための導通手段（アースピン、アースばね等）で構成されるが、電子写真装置の構成によっては電子写真感光体ドラムユニット内に更に部品を付加する必要がある場合もある。例えば、画像流れを防止するために電子写真感光体ドラムの表面温度を高くして使用する必要があることがあり、更に電子写真感光体ドラムの温度を均一性にする必要がある場合、図４に示すような面状ヒーター４０１を電子写真感光体ドラム内に内面に密着するように挿入する例がある。この場合は、面状ヒーターの他に係合部材には本体より面状ヒーターに電力を供給するための電極４０２、４０３と電極と面状ヒーターを結ぶ導通体４０４、４０５（被覆銅線）が必要である。ヒーター及びその関連部品を含めた回転重量バランスが必要である。このように電子写真感光体ドラム内に部品を挿入する電子写真感光体ドラムユニットでは、バランスが崩れ易くの本発明が特に有効である。面状ヒーターに切り込み４０６を入れて電子写真感光体ドラム内面全体に密着させバランスを取り易くする例も知られている。
【００３１】
本発明の電子写真感光体ドラムユニット製造方法における係合部材の軸部を電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸を中心として相似円状に加工する工程は、同時にそれ以外に端部係合部材の軸部単体の外周部、内周部、端部それぞれの長さ、径、面取り、深さ、真円度、真直度、円筒度等の寸法精度、面粗さ等を所定の仕様に合わせる加工にも適用でき、そのときの軸部における動的偏重心距離を２５μｍ以内とすることにより回転軸の振れ、偏り、振動が少なくなり加工精度が高まる。
【００３２】
本発明にかかる電子写真感光体ドラムユニットは、電子写真感光体ドラム外周基準の中心軸と同一中心軸を有する相似円状に加工された後、係合部材の軸の中心軸基準での電子写真感光体ドラムユニットの円筒振回り精度が５０μｍ以下であることが好ましい。特に高精度が要求される電子写真感光体ドラムユニットにおいては、円筒振回り精度が３０μｍ以下であることが特に好ましい。
【００３３】
本発明において、円筒振回り精度は以下のように測定する。電子写真感光体ドラムユニットを左右の軸部に嵌まるような形状の軸又は軸受で固定し、レーザ振れ測定機（真直度３μｍ以下の基準ゲージと電子写真感光体ドラム外周の距離を分解能１μｍで測定するレーザ測長機（例えば、株式会社シンコウ製）で電子写真感光体ドラムユニット母線方向に１０点、周方向に１０点電子写真感光体ドラムユニット画像域の表面の変位を測定し、データ処理により円筒振回り精度を算出することにより）で精度測定する。
【００３４】
同軸度は、電子写真感光体ドラムユニットの電子写真感光体ドラム外周を真円度計で測定し電子写真感光体ドラムの軸を求め、前記電子写真感光体ドラム外周の軸中心に電子写真感光体ドラムユニットを回転させ電子写真感光体ドラム及び軸部の中心を真円度計で測定し軸を求め、それより算出する。
【００３５】
本発明において軸部の径寸法精度は、電子写真装置に組み込んだときにガタが発生しないように高精度に加工する必要がある。本発明において、電子写真感光体ドラムユニットに用いる円筒状基体は、外周の真円度、円筒度が高精度に仕上げてあれば、内径の真円度、円筒度に対する要求はそれほど高くないので、電子写真感光体ドラムユニットの製造はコストの低い方法で製造可能である。
【００３６】
本発明に用いる円筒状基体の製造方法の例としては、深絞り加工によってカップ状に加工し、次にカップの壁をしごき加工によって伸ばし、底付き円筒を製造する方法（ＤＩ法）、衝撃押出し加工によってカップ状に加工し、次いでカップの壁をしごき加工によって伸ばし、底付き円筒を製造する方法（ＩＩ法）、押出し加工によって得られた円筒をしごき加工によって伸ばし、薄肉円筒を製造する方法（ＥＩ法）、押出し加工の後、更に引抜き加工により薄肉円筒を製造する方法（ＥＤ法）等が挙げられる。また、ポートホール方式により押出し加工された中空パイプを１段又は２段以上の引き抜き加工により精度を高めて製造された円筒部材の例も挙げられる。上記の円筒部材を切断、更に両端部は必要に応じてバリ取加工、端部テーパー加工を行う例も挙げられる。
【００３７】
本発明に用いる円筒状基体は、アルミニウム合金の押出し加工の後、引き抜き加工によって精度を高めた円筒を得た後、端部を加工して用いても構わない。前記方法で得られた円筒状基体外周の真円度、円筒度を更に高めるために必要に応じて外周を切削加工、研削加工する方法を行ってもよい。特に外周の真円度や円筒度の高い円筒状基体を得るための手段としては、切削加工、特に旋盤加工が好ましい。
【００３８】
本発明において、円筒状基体の材料としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、チタン等の金属及びこれらの合金、またプラスチック、セラミック、ガラス等に導電性処理をしたものが挙げられる。好ましくは、ＪＩＳ３０００（Ａｌ−Ｍｎ）系、ＪＩＳ５０００（Ａｌ−Ｍｇ）系、ＪＩＳ６０００（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ）系のアルミニウム又はアルミニウム合金が用いられる。
【００３９】
本発明に用いる係合部材は、本発明の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法を用いた場合、従来の高精度の電子写真感光体ドラムユニットを製造する方法に用いるものより低レベルの精度のものを用いても、本発明の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法を適用することにより、高精度な電子写真感光体ドラムユニットが得られる。すなわち、接合部外周の真円度、寸法精度が所定の精度に仕上げてあれば、軸部の真円度は重要でなく通常の成型加工で得られるレベルで高精度の電子写真感光体ドラムユニットを製造することが可能である。
【００４０】
本発明の電子写真感光体ドラムユニットにおける係合部材の形状の例に関して図４を用いて説明する。係合部材は、軸部１０７を有しこれを介して、電子写真感光体ドラムユニットを電子写真装置内の所定の位置に支持される円筒状結合部４０７を有し、この部分を電子写真感光体ドラム内側に挿入し係合部材を固定する。円筒状結合部は、電子写真感光体ドラム内側に挿入したときに電子写真感光体ドラムを変形させないために外周部は真円度を整える必要がある。更に、係合部材は軸部と円筒状結合部を繋ぐフランジ部４０８よりなる。フランジ部は、電子写真感光体ドラムを所定の軸回り１０８に高精度に回転させるのに十分な強度が必要である。電子写真感光体の外周基準の中心軸を中心として回転させながら該軸又は該軸受部の芯出し加工を行うためには、加工時に軸部に振動が発生しないように十分な強度が必要である。そのためフランジ部や軸部には、強度を高めるために補強用梁（リブ）を設ける例も挙げられる。また、面ヒーター有する形状の例としては、係合部材には本体より面状ヒーターに電力を供給するための電極４０２、４０３を有す例も挙げられる。
【００４１】
本発明に用いる電子写真感光体ドラムと係合部材の接合精度は、従来の高精度の電子写真感光体ドラムユニットを製造する方法の基準より低レベルの精度でも、本発明の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法を適用することにより、高精度な電子写真感光体ドラムユニットが得られる。通常の接着、圧入で得られる精度レベルでも、より高精度の電子写真感光体ドラムユニットを製造することが可能である。
【００４２】
本発明に用いる円筒状基体は、注入防止、干渉縞防止、表面欠陥の保護等を目的として必要に応じた公知の表面処理、中間層や導電層の塗布を行ってもよい。
【００４３】
本発明に用いる電子写真感光体ドラムの感光層は、無機感光体又は有機感光体が用いられるが特に制限はなく、層構成としては単層型又は積層構造型のものを用いることができる。また、感光層上に保護層を有するもの等の例が挙げられる。
【００４４】
本発明の電子写真感光体ドラムユニットの円筒振回り精度は、フルカラー印刷等の用途においては、多色の画像ズレ、画像ムラ等を起こさないためには５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以下である。
【００４５】
尚、本発明の電子写真感光体ドラムユニットの製造方法は、電子写真装置に用いる他の円筒部材及び軸部を有する部材、例えば現像スリーブ、帯電ローラ、送りローラ及び定着ローラ等にも応用可能である。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明を以下の実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、実施例中「部」は質量部を示し、実施例中の精度測定公差の定義は、ＪＩＳ−Ｂ００２１、ＪＩＳ−Ｂ０６２１による。
【００４７】
（実施例１）
押出し加工、更に引抜き加工により製造された中空パイプ（アルミニウム合金ＪＩＳ−Ａ３００３製）を切断して、外径φ６０．４ｍｍ、内径φ５７．６ｍｍ、長さ３４４ｍｍの円筒部材を得た。次に、両端部を切削加工により削り全長、端面直角度を整え、更に内側、外側にそれぞれＣ０．３（直線的に０．３ｍｍ）の面取り加工を行った。
【００４８】
次に、旋盤加工装置によって前記円筒状基体の外周面を切削加工した。加工条件は円筒状基体回転速度３０００ｒｐｍ、円筒状基体１回転当たりの送りピッチは０．１２ｍｍ／ｒｅｖ、まず初めにＲ０．５（曲線的に０．５ｍｍ）の焼結ダイヤモンド製バイトで切り込み量０．２ｍｍとして粗切削を行った。更にダイヤモンド製ミラクルバイトで切り込み量０．０３ｍｍとして仕上げ加工を行った。得られた基体は外径φ５９．９４ｍｍ、長さ３４０ｍｍであった。表面粗さＲｚ＝０．１５μｍ（表面粗計：小坂研究所表面粗さ計サーフコーダーＳＥ３５００を用い、カットオフを０．８ｍｍ、測定長さを８ｍｍで測定）が得られた。
【００４９】
次に、以下の感光層を基体に形成した。ＳｎＯ２コート処理硫酸バリウム１０部、酸化チタン３部、フェノール樹脂６部、メタノール６部、メトキシプロパノール２０部の材料を分散して得られる導電層塗布液を調製、得られた円筒部材基体に塗布し、１４０℃で３０分間熱硬化し、膜厚が１５μｍの導電層を形成した。
【００５０】
次に、ポリアミド樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ社製）８部、メトキシメチル化６ナイロン樹脂（商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国化学社製）１２部をメタノール３００部／ｎ−ブタノール２５０部の混合溶媒中に溶解した塗料を塗布し、９５℃で１３分間熱風乾燥させることによって、膜厚が０．５μｍの中間層を形成した。
【００５１】
次に、オキシガリウムフタロシアニン顔料７部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：ＢＸ−１、積水化学工業社製）４部及びシクロヘキサノン７０部からなる溶液を、ガラスビーズを用いたサンドミルで６時間分散した後、エチルアセテート１００部を加えて電荷発生層用の分散液を調合した。この分散液を中間層上に塗布し、９５℃で１０分間加熱乾燥することによって、膜厚が０．１５μｍの電荷発生層を形成した。
【００５２】
次に、下記構造式で示されるアミン化合物８部、
【００５３】
【化１】
2006215347.tif 000003
下記構造式で示されるアミン化合物３部、
【００５４】
【化２】
2006215347.tif 000004
及びビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ−２００、三菱ガス化学社製）１０部をモノクロロベンゼン８０部／ジメトキシメタン２０部の混合溶媒に溶解した。この塗料を電荷発生層上に塗布し、１３０℃で１時間乾燥することによって、膜厚が１５μｍの電荷輸送層を形成した。
【００５５】
得られた感光層塗布後の電子写真感光体ドラムは、外径φ６０．０±０．０２ｍｍ、長さ３４０．０±０．２ｍｍ、質量４００±３０ｇとなった。真円度計（商品名：ＲＡ−６６２、株式会社ミツトヨ製）を用いて、得られた電子写真感光体ドラムの外周面両端部より５ｍｍ部分の真円度（最大外接円と最大内接円の差）を測定した結果は１５μｍ以内であった。更に、真円度計を用いて外周面一つの端部より５ｍｍより５０ｍｍおきに８点の外径形状を測定して円筒度を測定した結果は２０μｍ以内であった。
【００５６】
更に、電子写真感光体ドラムの精度として真円度計を用いて、内周精度測定した結果、端部より５ｍｍ部分の内径真円度は３０μｍ以下、真円度計を用いて測定した端部より５ｍｍ部分の外周、内周の形状より同心度（外周中心と内周中心の距離）を算出した結果、４０μｍ以下となった。
【００５７】
次に、成型加工により製造された図４に示すような面状ヒーター、該面状ヒーターに電力を供給するための電極、電極と面状ヒーターを結ぶ導通体（被覆銅線）を有する係合部材（ポリカーボネート製）用意した。
【００５８】
係合部材加工前の精度は以下の通りである。
・円筒状結合部φ５７．６±０．０５ｍｍ（マイクロメーター（株式会社ミツトヨ製）にて測定）
・円筒状結合部の高さ１４ｍｍ（ノギス（株式会社ミツトヨ製）にて測定）
・円筒状結合部の外周部真円度１５μｍ以下（真円度計を用いて端部より７ｍｍ部分を測定）
・円筒状結合部の外周部円筒度２０μｍ以下（真円度計を用いて端部より２ｍｍ、７ｍｍ、１２ｍｍ部分を測定）
・軸部加工前外径φ１９．４±０．２ｍｍ（マイクロメーター（株式会社ミツトヨ製）にて測定）
・フランジ部よりの張出た軸部長さ２１±０．５ｍｍ（ノギス（株式会社ミツトヨ製）にて測定）
・軸部外周真円度６０μｍ以内（真円度計を用いて軸端部より１５ｍｍ部分を測定）
・軸部外周円筒度６０μｍ以内（真円度計を用いて軸端部より５ｍｍ、１５ｍｍ、２５ｍｍ、３５ｍｍ部分を測定）
・軸部と円筒状結合部の同軸度６０μｍ以内（真円度計を用い軸部端部より２５ｍｍ部分を測定）
【００５９】
更に、ポリエステルフィルムに発熱体を貼付けた面状ヒーターを電子写真感光体ドラム内面に全体に密着するように挿入し、更に係合部材に電極を取り付け、電極と面状ヒーターは被覆銅線で結合した。面状ヒーター、被覆銅線を組み立て電子写真感光体ドラム内に挿入した後、係合部材をシアノアクリレート系接着材（商品名：アロンα、東亞合成（株）製）で固定した。十分に接着剤を硬化させた後この被加工物を上述の図３に示す構成の測定置に設置した。検出器及びデータ処理装置は、精密機械用フィールドバランサＳＢ７３００Ｒ、シグマ電子工業株式会社製を使用した。被加工物を後の工程である軸部加工時と同じ回転数１０００ｒｐｍで回転させながら検出器で初期振動の振幅、位相を測定した。回転を一時止め、予め重量を測定した試し重り（５ｇ）を被加工物に付けた後、再び軸部加工時と同じ回転数で回転させながら検出器で振動振幅や位相を測定し、初期と試し重り付加後の振動振幅や位相より両端（２面）の動的重量アンバランス量とアンバランスの方向を求め偏荷重（バランスを取るのに必要とする重りの質量）及びその方向を割り出した。更に、動的重量アンバランス量を被加工物の質量より動的偏重心距離Ｅを求め表１に示した。測定の結果指示された方向に指定の質量の重りを付加（係合部材円筒状結合部近傍に予め開けられていた穴にネジを挿入）することにより重量バランスを整えた。更に、再び軸部加工時と同じ回転数１０００ｒｐｍで回転させながら検出器で振動の振幅、位相を測定し動的偏重心距離Ｅが２５μｍ以内になったことを確認し表１に示した。
【００６０】
上述の図２に示す加工装置にて係合部材軸部を下記の仕様になるように修正し、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように斜線部分５０１を切削加工した。支持ローラは、被加工物端部より面端部より５ｍｍ部分に当接し被加工物を１０００ｒｐｍで回転させた。図５（Ｃ）の加工装置において切削部材２０５は、工具台５０２に取り付けられたレール５０３によりの回転軸と平行及びレール５０４により直角方向に移動可能である。まず、最初に切削部材２０５を軸部の端部に当接し、被加工物の回転軸と直角方向に移動させながら軸部長が所定の寸法になるように加工した。次に、切削部材２０５を軸部外周に当接し被加工物の回転軸と平行方向に移動させながら軸部外周が所定の寸法になるように加工した。軸部外径φ２０．００ｍｍ（公差−０／＋３０μｍ以内）となるようにマイクロメーターで測定しながら加工装置の加工部材２０５の位置を調整した。フランジ部よりの張出た軸部の長さ両側とも２０ｍｍ、更に電子写真感光体ドラムユニット全長３８０．０ｍｍ（公差−０／＋０．１ｍ以内）となるようにノギスで測定しながら加工装置の切削部材２０５の位置を調整した。
【００６１】
製造された電子写真感光体ドラムユニットの精度を加工前と同様に測定した結果、係合部材加工後の軸部外径はφ２０．００８ｍｍ、軸部フランジ部よりの張出た一方の軸部の長さ（以下Ａ側）は２０．０５ｍｍ、他方の軸部の長さ（以下Ｂ側）は２０．９５ｍｍであった。更に電子写真感光体ドラムユニット全長３８０．０ｍｍとなった。また、軸部外周真円度はＡ側６μｍ、Ｂ側７μｍ、軸部外径円筒度精度４μｍ、軸部外周と電子写真感光体ドラム外周の同軸度５μｍであった。
【００６２】
製造された電子写真感光体ドラムユニットを左右の軸部外径に嵌まるような形状の軸受けで固定し、レーザ振れ測定機（真直度３μｍ以下の基準ゲージと電子写真感光体ドラム外周の距離を分解能１μｍで測定するレーザ測長機（株式会社シンコウ製）で電子写真感光体ドラムユニット母線方向に１０点、周方向に１０点電子写真感光体ドラムユニットの表面の変位を測定し、データ処理により振れ精度を算出するもの。）で精度測定した。
【００６３】
以上の工程で電子写真感光体ドラムユニットを作製し電子写真感光体ドラムの両端部より２０ｍｍ部分を除いた３００ｍｍ部分の外周面振れ円筒振回り精度を測定し、結果を表１に示した。
【００６４】
＜評価＞
このようにして作製した電子写真感光体ドラムユニットをタンデム式カラー複写機（製品名：カラーレーザーコピア５０００、キヤノン株式会社製）に装着して、色ずれ、ハーフトーン画像ムラをそれぞれ出力し画像評価を行った。結果を表１に示す。
【００６５】
ハーフトーン画像は有効線１本と白線２本分が交互に連続しているものであり、縦方向、横方向にそれぞれ走査したものを使用した。評価基準は以下の通りである。評価結果は表１に示す。
（色ずれ）
◎：良好。
○：画像ムラがあるが製品として良好レベル。
×：不良、製品として使用不可。
（画像ムラ）
◎：良好。
○：画像ムラがあるが製品として良好レベル。
×：不良、製品として使用不可。
【００６６】
電子写真感光体ドラムユニットの円筒振回り精度に関しては、３０μｍ未満は特に良好、３０μｍ以上５０μｍ以下は製品として良好、５０μｍより大きい場合は不良と判断した。軸部外径寸法精度に関しては０μｍ以下−３０μｍ以上は良好、０μｍより大さい、−３０μｍより小さい場合は不良と判断した。
【００６７】
（実施例２〜５）
実施例１と同様の電子写真感光体ドラム及び係合部材、面状ヒーターを準備し組立て接合した。実施例１と同様の方法で回転重量アンバランス測定し、バランス修正を行い、バランス修正前後の測定結果を表１に示す。更に実施例１と同様に軸部を加工した。実施例１と同様に評価し、結果を表１に示す。更に高温高湿（３５℃／８５％ＲＨ）環境において連続１０００枚の画像出力を行ったが画像流れは発生せず良好な画像が得られた。
【００６８】
（実施例６）
実施例１と同様の電子写真感光体ドラム及び係合部材、面状ヒーターを準備し組立て接合した。実施例１と同様の方法で回転重量アンバランス測定し、バランス修正を行った（バランス修正はフランジ部をエンドミルで切削しバランス修正を行った。）。バランス修正前後の測定結果を表１に示す。更に実施例１と同様に軸部を加工した。実施例１と同様に評価し、結果を表１に示す。
【００６９】
（比較例１〜２）
実施例１と同様の電子写真感光体ドラム及び係合部材、面状ヒーターを準備し、接合した。実施例１と同様の方法で回転重量アンバランス測定し、バランス修正を行い、バランス修正前後の測定結果を表１に示す。更に実施例１と同様に軸受部を加工した。実施例１と同様に評価し、結果を表１に示す。
【００７０】
（比較例３）
実施例１と同様の電子写真感光体ドラム及び係合部材、面状ヒーターを準備し、接合した。実施例１と同様の方法で回転重量アンバランス測定したが、バランス修正は行わなかった。バランス修正前の測定結果を表１に示す。実施例１と同様に評価し、結果を表１に示す。
【００７１】
（比較例４）
実施例１と同様に感光層を塗布した円筒部材と係合部材、面状ヒーターを準備し、組立て接合した。係合部材の軸部を円筒部材への組み付け前に、係合部材の軸部を外径φ１９．９７０ｍｍの精度に切削加工した後、実施例１と同様に接合した。実施例１と同様に評価した結果、寸法精度は良好であったが、更に切削加工工程が増加し、円筒振回り精度が良くなく、更に画像評価の結果色ずれが生じ良好な画像が得られなかった。
【００７２】
【表１】
2006215347.tif 000005
【００７３】
（実施例７）
偏肉３０μｍ以内の重量バランスが良好な円筒状基体を１０００本準備し、実施例１と同様に感光層を形成した。面状ヒーターは挿入せず、係合部材は電力供給用の電極を有しないものを準備し、係合部材の質量の偏りができるだけ少なくなるように設計し係合部材は単体での偏荷重は両側共４ｇ以内であった。電子写真感光体ドラム、係合部材を組み立てた後、実施例１と同様の方法で回転重量アンバランス測定した結果、被加工物１０００本の動的偏重心距離Ｅは平均１３μｍ、最大で２０μｍであった。
【００７４】
更に実施例１と同様に軸受部を加工した。実施例１と同様に評価した結果、円筒振回りは平均２０μｍ、最大で３０μｍであった。画像評価の結果は、画像ムラ、色ずれ共に良好で製品として良好レベルであった。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の電子写真感光体ドラムユニットの構成を説明する図である。
【図２】係合部材の軸部を加工して芯出しを行う方法を説明する図である。
【図３】本発明の電子写真感光体ドラムユニットの回転重量バランスを測定する装置の模式図である。
【図４】本発明の電子写真感光体ドラムユニットの係合部材、面状ヒーターの模式図である。
【図５】本発明の電子写真感光体ドラムユニットの軸部加工の模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１  電子写真感光体ドラムユニット（被加工物）
１０２  電子写真感光体ドラム
１０３  感光層
１０４、１０５  係合部材
１０６、１０７  軸部
１０８  電子写真感光体ドラムユニット回転軸
１０９  偏心した係合部材軸中心
１１０  現像手段
２０１ａ、２０１ｂ  支持ローラ
２０２ａ、２０２ｂ  支持ローラ
２０３ａ、２０３ｂ  支持ローラ
２０４    切削部材
３０１    被加工物
３０２、３０３    回転重量バランス測定器軸受け
３０４、３０５    振動検出器
３０６    回転重量バランス測定器データ処理装置
３０７    回転重量バランス測定器回転手段
３０８    シール
３０９    回転計検出器
３１０    試し錘
４０１    面状ヒーター
４０２、４０３    電極
４０４、４０５    導通体（被覆銅線）
４０６    面状ヒーター切り込み
４０７    円筒状結合部
４０８    フランジ部
５０１    切削部分
５０２    工具台
５０３    工具台レールＸ軸
５０４    工具台レールＹ軸
【図１】
2006215347.tif 000006
【図２】
2006215347.tif 000007
【図３】
2006215347.tif 000008
【図４】
2006215347.tif 000009
【図５】
2006215347.tif 000010