(57)【要約】【課題】寸法精度の高い円筒体を得ることができる円筒体の製造方法、像保持体、画像形成装置を得る。【解決手段】円筒材２０６の内部に、円筒型２３０を挿入する。次に、円筒型２３０の内部に円筒型２３０と同様の長さのヒータ２３２を配置し、このヒータ２３２を用いて、円筒型２３０を内周面側から加熱する。これにより、円筒型２３０を膨張させ、円筒型２３０の外周面を円筒材２０６の内周面の全体と接触させ、円筒材２０６が押し広げられる。これにより、円筒材２０６の内周面を円筒型２３０の外周面に倣わせて円筒材２０６を円筒体８０とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒材の内部に、円筒状の型材を挿入する工程と、
該円筒材の内部に該型材が挿入された状態で、該型材の内部から該型材を加熱し、該型材の外周面と該円筒材の内周面を接触させて該型材の外周面に該円筒材の内周面を倣わせて該円筒材を円筒体とする工程と、
該型材の加熱を停止し、該型材の外周面と該円筒体の内周面を離間させて、該円筒体の内部から該型材を引き抜く工程と、
を備える円筒体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の円筒体の製造方法により製造される円筒体と、
前記円筒体の外周面を覆っており、光が照射されて性質が変化する感光層と、
を備える像保持体。
【請求項３】
請求項２に記載の像保持体と、
前記像保持体の外周面を帯電させる帯電部材と、
帯電した前記像保持体の外周面に画像を形成する形成装置と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒体の製造方法、像保持体、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、薄肉円筒状の部材を得るために、インパクト加工により、金属又は合金製の被加工材料（スラグ）を円筒状に成形する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０３８１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、インパクト加工だけを用いることで得られた薄肉円筒状の部材の寸法精度は低くかった。
【０００５】
本発明の課題は、寸法精度の高い円筒体を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る円筒体の製造方法は、円筒材の内部に、円筒状の型材を挿入する工程と、該円筒材の内部に該型材が挿入された状態で、該型材の内部から該型材を加熱し、該型材の外周面と該円筒材の内周面を接触させて該型材の外周面に該円筒材の内周面を倣わせて該円筒材を円筒体とする工程と、該型材の加熱を停止し、該型材の外周面と該円筒体の内周面を離間させて、該円筒体の内部から該型材を引き抜く工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る像保持体は、請求項１に記載の円筒体の製造方法により製造される円筒体と、前記円筒体の外周面を覆っており、光が照射されて性質が変化する感光層と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る画像形成装置は、請求項２に記載の像保持体と、前記像保持体の外周面を帯電させる帯電部材と、帯電した前記像保持体の外周面に画像を形成する形成装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の円筒体の製造方法によれば、円筒材の内部に型材が挿入された状態で、型材の内部から型材を加熱し、型材の外周面と円筒材の内周面とを接触させて倣わせない場合と比して、寸法精度の高い円筒体を得ることができる。
【００１０】
請求項２の像保持体によれば、請求項１に記載の円筒体の製造方法により製造される円筒体を備えていない場合と比して、像保持体の寸法精度を高くすることができる。
【００１１】
請求項３の画像形成装置によれば、請求項２に記載の像保持体を備えていない場合と比して、像保持体の外周面に形成される画像に画像欠陥が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に円筒体の製造方法の一部を示した工程図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に円筒体の製造方法の一部を示した工程図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に円筒体の製造方法の一部を示した工程図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に円筒体の製造方法の一部を示した工程図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）本発明の実施形態に円筒体の製造方法の一部を示した工程図である。
【図６】本発明の実施形態に円筒体の製造方法により製造された（成形された）円筒体の寸法精度を表で示した図面である。
【図７】本発明の実施形態に係る像保持体を示した正面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置に備えられた帯電部材と像保持体とを示した正面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の実施形態に係るに円筒体の製造方法に用いることができる絞り加工、しごき加工、又は絞りしごき加工を示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係る円筒体の製造方法、像保持体、及び画像形成装置の一例を図１〜図１０に従って説明する。なお図中に示す矢印ＵＰは鉛直方向上方を示す。先ず、画像形成装置及び像保持体を説明し、その後に、円筒体の製造方法を説明する。
【００１４】
（全体構成）
図９に示されるように、画像形成装置１０の本体１０Ａの内部には、入力される画像データに対して画像処理を行なう画像処理部１２が設けられている。
【００１５】
この画像処理部１２は、入力された画像データをイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の階調データに処理するようになっている。そして、この処理された階調データを受け取って、レーザ光ＬＢによる画像露光を行う露光装置１４が本体１０Ａ内の中央側に設けられている。
【００１６】
また、露光装置１４の上方には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが、水平方向（図中左右方向）に間隔をおいて配置されている。なお、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを区別して説明する必要が無い場合は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略して記載することがある。
【００１７】
これらの各色の画像形成ユニット１６は、すべて同様に構成されている。そして、各画像形成ユニット１６は、予め決められた速度で回転駆動される円柱状の像保持体１８と、この像保持体１８の外周面を帯電する一次帯電用の帯電部材２０と、を備えている。図８に示されるように、帯電部材２０は、像保持体１８の下側に配置され、像保持体１８と接触して、回転する像保持体１８と従動して回転するようになっている。
【００１８】
さらに、各画像形成ユニット１６は、図９に示されるように、前述した露光装置１４の画像露光によって帯電した像保持体１８の外周面に形成された静電潜像を、予め決められた色のトナーで現像してトナー画像として可視化する現像装置２２を備えている。また、各画像形成ユニット１６は、像保持体１８の外周面を清掃する清掃ブレード２４と、を備えている。なお、像保持体１８については、詳細を後述する。      
【００１９】
また、露光装置１４には、各色の画像形成ユニット１６に構成された、図示しない４つの半導体レーザが設けられている。そして、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋが階調データに応じて出射されるようになっている。
【００２０】
なお、半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ−θレンズを介して回転多面鏡であるポリゴンミラー２６に照射され、このポリゴンミラー２６によって偏向走査されるようになっている。そして、このポリゴンミラー２６によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない結像レンズ及び複数枚のミラーを介して、像保持体１８上の露光ポイントに、斜め下方から走査露光されるようになっている。
【００２１】
また、この露光装置１４は、下方から像保持体１８上に画像を走査露光するものであるため、この露光装置１４には、上方に位置する各色の画像形成ユニット１６の現像装置２２等からトナー等が落下する虞が有る。そのため、露光装置１４は、その周囲が直方体状のフレーム２８によって密閉されている。また、フレーム２８の上部には、４本のレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各色の画像形成ユニット１６の像保持体１８上に向けて透過させる透明なガラス製のウインドウ３０が夫々設けられている。
【００２２】
一方、各色の画像形成ユニット１６の上方には、一次転写ユニット２１が設けられている。この一次転写ユニット２１は、無端状の中間転写ベルト３２と、中間転写ベルト３２が巻き掛けられ、回転駆動して中間転写ベルト３２を矢印方向に周回させる駆動ロール４０と、中間転写ベルト３２が巻き掛けられ、中間転写ベルト３２に張力を付与する張力付与ロール３６と、中間転写ベルト３２の外周面を清掃する清掃ブレード３８と、中間転写ベルト３２を挟んで各色の像保持体１８の反対側に夫々配置される一次転写ロール３４と、を含んで構成されている。
【００２３】
そして、この各色の一次転写ロール３４によって、画像形成ユニット１６の像保持体１８上に順次形成された各色のトナー画像が、中間転写ベルト３２上に、多重に転写される構成となっている。
【００２４】
また、中間転写ベルト３２を挟んで駆動ロール４０の反対側には、二次転写ロール４２（転写部材の一例）が設けられている。中間転写ベルト３２上に多重に転写された各色のトナー画像は、中間転写ベルト３２により搬送され、駆動ロール４０と二次転写ロール４２とに挟まれ、用紙搬送経路５６に沿って搬送される記録媒体としてのシート部材Ｐに二次転写されるようになっている。
【００２５】
さらに、二次転写ロール４２に対してシート部材Ｐの搬送方向の下流側（以下単に「搬送方向下流側」と言う）には、シート部材Ｐに転写されたトナー画像を熱及び圧力によりシート部材Ｐに定着する定着装置４４が設けられている。
【００２６】
また、定着装置４４の搬送方向下流側には、トナー画像が定着したシート部材Ｐを画像形成装置１０の本体１０Ａの上部に設けられた排出部４８に排出する排出ロール４６が設けられている。
【００２７】
一方、画像形成装置１０の本体１０Ａ内の下側には、シート部材Ｐが積載される給紙部材５０が設けられている。さらに、この給紙部材５０に積載されたシート部材Ｐを用紙搬送経路５６へ送り出す給紙ロール５２が設けられ、給紙ロール５２の搬送方向下流側には、シート部材Ｐを１枚ずつ分離して搬送る分離ロール５４が設けられている。また、分離ロール５４の搬送方向下流側には、搬送タイミングを合わせる位置合せロール５８が設けられている。これにより、給紙部材５０から供給されたシート部材Ｐは、予め決められたタイミングで回転する位置合せロール５８によって中間転写ベルト３２と二次転写ロール４２とが接する位置（二次転写位置）へ送り出される構成となっている。
【００２８】
さらに、排出ロール４６の隣りには、定着装置４４によって表面に画像が定着されたシート部材Ｐを、排出ロール４６によって排出部４８上にそのまま排出せずに、両面用搬送経路６２に搬送する搬送ロール６０が設けられている。これにより、両面用搬送経路６２に沿って搬送されるシート部材Ｐは、表裏が反転された状態で、位置合せロール５８へと再度搬送され、今度は、シート部材Ｐの裏面にトナー画像が転写・定着されて排出部４８上に排出されるようになっている。
【００２９】
（全体構成の作用）
この構成により、以下のようにシート部材Ｐに画像が形成される。
【００３０】
先ず、画像処理部１２から露光装置１４に各色の階調データが順次出力され、この露光装置１４から階調データに応じて出射された各色のレーザ光は、帯電部材２０によって帯電した像保持体１８の外周面に走査露光される。そして、像保持体１８の外周面に静電潜像が形成される。像保持体１８上に形成された静電潜像は、各色の現像装置２２によって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像として可視化される。
【００３１】
さらに、各色の画像形成ユニット１６の上方に渡って配置された一次転写ユニット２１の一次転写ロール３４によって、像保持体１８上に形成された各色のトナー画像が、周回する中間転写ベルト３２上に多重に転写される。
【００３２】
また、中間転写ベルト３２上に多重に転写された各色のトナー画像は、二次転写ロール４２により、位置合せロール５８によって用紙搬送経路５６に予め決められたタイミングで搬送されたシート部材Ｐに二次転写される。
【００３３】
さらに、トナー画像が転写されたシート部材Ｐは、定着装置４４へと搬送される。シート部材Ｐに転写されたトナー画像は、定着装置４４によってシート部材Ｐに定着され、定着された後、画像形成装置１０の本体１０Ａの上部に設けられた排出部４８に排出ロール４６によって排出される。
【００３４】
一方、シート部材Ｐの両面に画像を形成させる場合は、定着装置４４によって表面に画像が定着されたシート部材Ｐを、排出ロール４６によって排出部４８上にそのまま排出せず、搬送方向を切り替え、搬送ロール６０を介して両面用搬送経路６２へと搬送する。そして、両面用搬送経路６２に沿ってシート部材Ｐを搬送することで、シート部材Ｐの表裏が反転され、シート部材Ｐが再度位置合せロール５８へと搬送される。今度は、シート部材Ｐの裏面にトナー画像が転写・定着され、転写・定着された後、排出部４８上に排出ロール４６によって排出される。
【００３５】
（要部構成）
次に、像保持体１８について説明する。
【００３６】
像保持体１８は、図７に示されるように、円筒状の円筒体８０と、円筒体８０の両端部に嵌められて円筒体８０の開口を閉止する一対の閉止部材８２と、を備えている。さらに、像保持体１８は、円筒体８０の外周面を覆い、光が照射されて性質が変化する感光層８４を備えている。
【００３７】
閉止部材８２は、樹脂材料で成形され、閉止部材８２には、円筒体８０の回転軸を構成する軸部８２Ａが、一体的に形成されている。この軸部８２Ａが、像保持体１８の両端部に配置された支持部材９０（図８参照）に、回転可能に支持されている。さらに、図中右側の軸部８２Ａには、ギア８８が取り付けられており、このギア８８を介して図示せぬモータからの回転力が、像保持体１８に伝達されるようになっている。
【００３８】
また、感光層８４は、光が照射されて性質が変化する有機光半導体硫化カドミウムを含んだ材料を円筒体８０の外周面に蒸着することで形成されている。
【００３９】
さらに、円筒体８０は、アルミニウムを用いて円筒状に成形され、一例として、外径３０〔ｍｍ〕、長さ２５０〔ｍｍ〕、厚さ０．２〔ｍｍ〕以上０．８〔ｍｍ〕以下の任意の一定厚さとされている。
【００４０】
（円筒体の製造方法）
次に、円筒体８０の製造方法について説明する。円筒体８０は、円筒状の円筒材２０６を成形するインパクト加工、及び円筒材２０６を矯正して円筒体８０とする矯正加工を用いて成形（製造）される。
【００４１】
〔インパクト加工〕
先ず、円筒状の円筒材２０６を成形するインパクト加工について説明する。
【００４２】
インパクト加工には、図１（Ａ）に示されるように、アルミニウムの塊であるスラグ２０２が収められる凹状型２０４と、凹状型２０４に収められたスラグ２０２を押圧してスラグ２０２を円筒状とする円柱形状のパンチ型２００と、が用いられる。
【００４３】
インパクト工程では、先ず、スラグ２０２が凹状型２０４に収納され、さらに、パンチ型２００が、凹状型２０４の上方に配置される（図１（Ａ）参照）。
【００４４】
次に、図１（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、パンチ型２００が、下方に移動して凹状型２０４に収納されたスラグ２０２を押し潰して変形させる。これにより、スラグ２０２が、パンチ型２００の周面に沿うように有底で円筒状の有底筒材２０５に変形する。
【００４５】
次に、パンチ型２００が上方に移動して、図２（Ａ）に示されるように、パンチ型２００に密着した有底筒材２０５が凹状型２０４から離間する。
【００４６】
次に、図２（Ｂ）に示されるように、有底筒材２０５が、パンチ型２００から取り外される（脱型される）。
【００４７】
次に、有底筒材２０５の一端側（図中下端側）をカットし、図２（Ｃ）に示されるように、両端側が開放された円筒状の円筒材２０６が成形される。
【００４８】
〔矯正加工〕
次に、円筒材２０６を矯正し、円筒材２０６の寸法精度を向上させて円筒体８０とする矯正加工について説明する。
【００４９】
矯正加工には、図３（Ａ）に示されるように、円筒状の円筒型２３０（型材の一例）が用いられる。円筒型２３０は、アルミニウムを用いて予め決められた寸法精度で成形され、円筒型２３０の長さは、円筒材２０６の長さより長く、円筒型２３０の厚さ（板厚）は、円筒材２０６の厚さより厚くされている。また、同一の温度下（例えば、２０〔℃〕）で、円筒型２３０の外径は、円筒材２０６の内径に比して、数十μｍ程度小さくされている。
【００５０】
矯正加工では、先ず、図３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、円筒材２０６の内部に、円筒型２３０を挿入する（挿入工程）。この状態で、円筒型２３０の外周面と、円筒材２０６の内周面との間には、周方向の少なくとも一部に数十μｍの隙が生じている。
【００５１】
次に、図４（Ａ）に示されるように、円筒型２３０の内部に円筒型２３０と同様の長さのヒータ２３２を配置し、このヒータ２３２を用いて、円筒型２３０を内周面側から加熱する（加熱工程：例えば、円筒型２３０の内周面を２００〔℃〕に加熱し、この加熱状態を０．５〔ｈｒ〕保つ）。
【００５２】
円筒型２３０を内周面側から加熱することで、図４（Ｂ）に示されるように、円筒型２３０を膨張させ、円筒型２３０の外周面を円筒材２０６の内周面の全体と接触させ、円筒材２０６が押し広げられる。これにより、円筒材２０６の内周面を円筒型２３０の外周面に倣わせて円筒材２０６を円筒体８０とする。
【００５３】
次に、図５（Ａ）に示されるように、ヒータ２３２を円筒型２３０の内部から抜き取り、円筒体８０及び円筒型２３０を室温下（例えば、２０〔℃〕）でそのまま放置して自然冷却する。これにより、円筒型２３０が収縮することで、円筒型２３０の外周面と円筒体８０の内周面とが離間する。そして、円筒体８０の内部から円筒型２３０が引き抜かれる（冷却工程）。以上により、円筒材２０６の外周面を矯正して円筒体８０とする矯正加工が終了する。
【００５４】
（実施例）
次に、矯正加工によって、円筒材２０６を円筒体８０とした実施例１〜１２について、図６に示される表を用いて説明する。
【００５５】
〔仕様〕
実施例１〜１２の円筒材２０６の外径は、３０〔ｍｍ〕で、長さは、２５０〔ｍｍ〕である。また、厚さについては、実施例１、５、９の円筒材２０６が、０．８〔ｍｍ〕で、実施例２、６、１０の円筒材２０６が、０．６〔ｍｍ〕で、実施例３、７、１１の円筒材２０６が、０．４〔ｍｍ〕で、実施例４、８、１２の円筒材２０６が、０．２〔ｍｍ〕である。なお、円筒材２０６は、インパクト加工だけを用いて成形された円筒材である。
【００５６】
〔加熱条件〕
加熱条件については、加熱温度を２００〔℃〕、２５０〔℃〕、３００〔℃〕、又は３５０〔℃〕とし、加熱時間を０．３〔ｈｒ〕、０．５〔ｈｒ〕、１．０〔ｈｒ〕、又は２．０〔ｈｒ〕とした。
【００５７】
〔寸法精度〕
矯正加工前の寸法精度（円筒材２０６の寸法精度）と矯正加工後の寸法精度（円筒体８０の寸法精度）とを比較すると、円筒度、真円度、及び同軸度（ＪＩＳ  Ｂ００２４）の全てにおいて、向上している。特に、厚さが薄い円筒材２０６については、厚さが厚い円筒材２０６に比して、寸法精度の向上度合が大きい。
【００５８】
（まとめ）
以上説明したように、インパクト加工だけを用いて成形された円筒材２０６に挿入工程、加熱工程、及び冷却工程を実施することで、円筒材２０６の寸法精度を向上させることで円筒材２０６が円筒体８０とされる。換言すれば、挿入工程、加熱工程、及び冷却工程を用いることで、これらの工程を用いない場合と比して、寸法精度の高い円筒体８０が得られる。
【００５９】
また、像保持体１８のおいては、像保持体１８の構成部品として、円筒材２０６を用いる場合と比して、寸法精度の高い円筒体８０が用いられるため、像保持体１８の外周面に生じる帯電ムラが抑制される。
【００６０】
また、画像形成装置１０においては、像保持体１８の外周面に生じる帯電ムラが抑制されるため、出力画像に画像欠陥が生じるのが抑制される。
【００６１】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、円筒体８０の材料として、アルミニウムを用いたが他の金属材料を用いてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、円筒型２３０の型材として、アルミニウムを用いたが他の金属材料（例えば、マグネシウム、黄銅（Ｃｕ-Ｚｎ）等）を用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、インパクト加工後の円筒材２０６を用いたが、他の加工により円筒状とされた円筒材に、挿入工程、加熱工程、及び冷却工程を実施して、部材の寸法精度を向上させてもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、インパクト加工と矯正加工との間に、絞り加工、しごき加工、絞りしごき加工を実施してもよい。絞り加工とは、図１０（Ａ）に示されるように、型２２０を用いて、円筒材２０６の外径を小さくする加工であり、しごき加工とは、図１０（Ｂ）に示されるように、型２２２を用いて、円筒材２０６の厚さ（肉厚）を薄くする加工である。また、絞りしごき加工とは、図１０（Ｃ）に示されるように、型２２４を用いて、円筒材２０６の厚さ（肉厚）を薄くし、かつ、円筒材２０６の外径を小さくする加工である。
【符号の説明】
【００６５】
１０          画像形成装置
１４          露光装置（形成装置の一例）
１８          像保持体
２０          帯電部材
２２          現像装置（形成装置の一例）
８０          円筒体
８４          感光層
２０６        円筒材
２３０        円筒型（型材の一例）
【図１】
2015215419.tif 000003
【図２】
2015215419.tif 000004
【図３】
2015215419.tif 000005
【図４】
2015215419.tif 000006
【図５】
2015215419.tif 000007
【図６】
2015215419.tif 000008
【図７】
2015215419.tif 000009
【図８】
2015215419.tif 000010
【図９】
2015215419.tif 000011
【図１０】
2015215419.tif 000012