(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム状の感光体と、前記感光体を支持するためのフランジを結合した電子写真感光体において、
外周に感光層を有する中空円筒形の金属製の感光体と、
前記感光体の端部の内周に圧入された円筒部と、この円筒部の中心線に直角な平面部と、前記平面部に設けられた３つの第一穴と、前記第一穴と交互に前記平面部に設けられた３つの第二穴と、を有する金属製の結合部材と、
前記結合部材の平面部に接する端面と、前記端面に一体に設けられた、割りの入っている３つの第一ボスと、前記第一ボスと交互に前記端面に一体に設けられた、割りの入っていない３つの第二ボスと、を有し、前記結合部材に固定された樹脂製のフランジと、
を有し、
前記第一ボスを前記第一穴に圧入させ、かつ、前記第二ボスを前記第二穴に嵌合させた後に前記第二ボスを前記第二穴に溶着させることにより、前記フランジと前記結合部材とを結合させたことを特徴とする電子写真感光体。
【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、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置における電子写真感光体に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は後述の従来の技術を更に発展させたものである。
【０００３】
本発明は温度変化に対して結合力の変化が小さく、また感光体の精度に及ぼす影響の小さい感光体とフランジを結合した電子写真感光体を提供することを目的とする。
【０００４】
また本発明は感光体の全長を短くできる電子写真感光体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】
本出願に係る第１の発明はドラム状の感光体と、前記感光体を支持するためのフランジを結合した電子写真感光体において、
外周に感光層を有する中空円筒形の金属製の感光体と、
前記感光体の端部の内周に圧入された円筒部と、この円筒部の中心線に直角な平面部と、前記平面部に設けられた３つの第一穴と、前記第一穴と交互に前記平面部に設けられた３つの第二穴と、を有する金属製の結合部材と、
前記結合部材の平面部に接する端面と、前記端面に一体に設けられた、割りの入っている３つの第一ボスと、前記第一ボスと交互に前記端面に一体に設けられた、割りの入っていない３つの第二ボスと、を有し、前記結合部材に固定された樹脂製のフランジと、
を有し、
前記第一ボスを前記第一穴に圧入させ、かつ、前記第二ボスを前記第二穴に嵌合させた後に前記第二ボスを前記第二穴に溶着させることにより、前記フランジと前記結合部材とを結合させたことを特徴とする電子写真感光体である。
【００２４】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置における電子写真感光体には感光層を設けるために基体として表面が所定の粗さに仕上げられた円筒体が用いられる。もしこの基体の表面精度あるいは寸法精度が低い場合には感光層の厚さのバラツキや感光層表面の凹凸が生じこのため形成した画像に欠陥が生じる。
【００２５】
従って欠陥のない画像が得られる画像形成装置にするためには感光体に使用する基体の表面精度や寸法精度、例えば真直度、真円度、円筒度等に関して高い精度が要求される。
【００２６】
従来より感光体の基体である円筒部材とこの感光体を支持するために感光体の両端部に固定されるフランジ部材との結合においてはフランジ部材の軸心を感光体の軸心に対して曲げたり、偏心させたりすることなく高精度に結合する方法が種々試みられている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２８】
先ず、本発明における電子写真感光体が採用された電子写真画像形成装置に関して説明する。
【００２９】
図２８において１１０１は後述する製造方法で製作された電子写真感光体であり、軸１１０１ａを中心として矢印Ａ方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００３０】
電子写真感光体１１０１はその回転過程で帯電手段１１０２によりその周面に正又は負の所定電位の均一帯電を受け、ついで露光部１１０３にて不図示の像露光手段により光像露光Ｌ（スリット露光、レーザービーム走査露光、ＬＥＤ露光等）を受ける。これにより電子写真感光体１１０１の周面に露光像に対応した静電潜像が順次形成されていく。
【００３１】
その静電潜像はついで現像手段１１０４でトナーを用いて現像され、そのトナー像は転写手段１１０５により不図示の給紙部から電子写真感光体１１０１と転写手段１１０５の間に電子写真感光体１１０１の回転と同期取りされて給紙された転写材Ｐの面に順次転写されていく。１０２０は現像手段１１０４に備わる現像スリーブである。像転写を受けた転写材Ｐは電子写真感光体１１０１の面から分離されて像定着手段１１０８へ導入されて像定着を受けて複写物（コピー）として機外へ排出される。
像転写後の電子写真感光体１１０１の表面は、クリーニング手段１１０６にて転写残りトナーの除去を受けて清浄面とされ、さらに前露光手段１１０７により除電処理されて繰り返し像形成に使用される。電子写真感光体１１０１の均一帯電手段としては、コロナ放電によるもの導電性ローラーを接触させるもの、ブラシ状の帯電部材を接触させる方法によるもの等が一般に広く使用されている。
【００３２】
また電子写真装置として上述の感光体、現像手段、クリーニング手段、等の構成要素の内、感光体を含めて複数のものをカートリッジとして一体に結合してプロセスカートリッジとしこのプロセスカートリッジを装置本体に着脱自在に構成してもよい。
【００３３】
例えば帯電手段、現像手段、およびクリーニング手段の少なくとも１つを感光体と共に一体に支持したプロセスカートリッジとし、それを装置本体のレール等の案内手段を用いて着脱自在の構成としても良い。
【００３４】
また光像露光Ｌは電子写真装置を複写機やプリンターとして使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは原稿を読み取って信号化し、この信号によるレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動、または液晶シャッターアレイ駆動などにより行なわれる。
【００３５】
またファクシミリ、Ｄ．Ｔ．Ｐ、パソコン等のプリンターとして使用する場合には、光像露光Ｌは受信テータをプリントするための露光となる。
【００３６】
以下、本発明の好適な電子写真感光体１１０１の実施の形態について説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
ポリアセタール樹脂を材料として図１に示すような樹脂フランジ部材Ｗ１Ａを作成した。この樹脂フランジ部材Ｗ１Ａは片側に電子写真感光体１１０１を駆動するためのギアＷ１ｇ部分があり、このギアＷ１ｇと反対側の円形の端面Ｗ１ａに周方向を６等配して６本の円筒形のボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄを有している。この６本のボスのうち３本が割りＷ１ｅの入ったボスＷ１ｄであり、割りの入つたボスＷ１ｄと入っていないボスＷ１ｃが交互に配置されている。
【００３８】
この割りの入ったボスＷ１ｄの断面拡大図を図２に示す。割りボスＷ１ｄは直径をわたって割りＷ１ｅを有し、先端は面取りＷ１ｆされている。各ボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄの根本側の端面Ｗ１ａには各ボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄを囲繞して溝Ｗ１ｎが設けられている（ボスＷ１ｃについては図示されないが図２と同様に溝Ｗ１ｎが設けられている）。
【００３９】
フランジ部材Ｗ１Ａは軸方向にギアＷ１ｇ、円形のつばＷ１ｊ、円筒部Ｗ１ｋを有し、この円筒部Ｗ１ｋの端面Ｗ１ａに前記ボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄが設けられていて一体成形品である。
【００４０】
次にＪＩＳ規格Ａ３００３アルミニウム合金の円盤を用意しこの中心に丸く中心穴Ｗ１ｈ１（図３参照）を打抜いた後絞り加工により円筒形の嵌合部Ｗ１ｉと嵌合部Ｗ１ｉ端部に平板部Ｗ１ｊを有する外径φ２８．５２±０．０１ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウムリングＷ１Ｂを作製し、この平板部Ｗ１ｊに直径３ｍｍの穴Ｗ１ｈを６個、前記樹脂フランジ部材Ｗ１ＡのボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄに対応する位置に開けた。上記平板部Ｗ１ｊは嵌合部Ｗ１ｉに対して内つばとなる。
【００４１】
この結合部材であるアルミニウムリングＷ１Ｂの穴Ｗ１ｈに樹脂フランジ部材Ｗ１ＡのボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄを圧入し、さらに割りの入っていないボスＷ１ｃ部分を熱カシメで溶着して固定し割りの入ったボスＷ１ｄは圧入状態とし、図４に示すようなフランジＷ１とした。
【００４２】
次にＪＩＳＡ３００３アルミニウム合金をポートホール押出し法にて押圧し加工を行ない円筒状とし、さらに引き抜き加工することにより外径３０ｍｍ、内径２８．５ｍｍとし、これを長さ２５４ｍｍの長さに切削し、感光体Ｗ２用の基体（以下シリンダーとも呼ぶ）とした。
【００４３】
次に１０％の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した酸化チタン粉体５０部、レゾール型フェノール樹脂２５部、メチルセロソルブ２０部、メタノール５部およびシリコールオイル（ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、平均分子量３０００）０．００２部をφ１ｍｍガラスビーズを用いてサンドミル装置で２時間分散して導電層用塗料を調整した。
【００４４】
アルミニウムシリンダー上に上記塗料を浸漬塗布し、１４０℃で３０分間乾燥させ、膜厚２０μｍの導電層を形成した。この上に６−６・６−６・１０−１２四元系ポリアミド共重合体樹脂５部をメタノール７０部とブタノール２５部の混合溶媒に溶解した溶液をディッピング法で塗布乾燥して、１ｍｍ厚の下引き層を設けた。
【００４５】
次にオキシチタニウムフタロシアニン４部とポリビニルブチラール樹脂２部をシクロヘキサノン１００部に添加しφ１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで１時間分散し、これに１００部のメチルエチルケトンを加えて希釈し、下引き層上に塗布した後、８０℃で１０分間乾燥して、膜厚０．１５μｍ電荷発生層を形成した。
【００４６】
次に下記構造式
0003780078.tif 000002
で示される電荷輸送材料１０部とビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂１０部をモノクロルベンゼン６０部に溶解した溶液を作製し、電荷発生層上にディッピング法によりシリンダーＷ２外周に塗布した。
【００４７】
これを１１０℃の温度で１時間乾燥して２０μｍ厚の電荷輸送層を形成して感光体Ｗ２とした。
【００４８】
この感光体Ｗ２に対して前記のフランジ部材Ｗ１ＡにアルミニウムリングＷ１Ｂを固定したフランジＷ１を高周波加熱ばめ法により、後述するロボットハンドのフランジ把持方式か真空吸着によるタイプの装置を使用してアルミニウムリングＷ１Ｂを感光体Ｗ２に嵌合固定してこれらを結合した。実験試料は５本である。
【００４９】
これらの実施の形態１に係る試料の常温における感光体とフランジとの結合強度を調べたところ、いずれのフランジも回転による破壊強度及びフランジの引抜き破壊強度については十分な強度を有しており問題はなかった。
【００５０】
次にこれらの感光体の端部より３ｍｍの部分の真円度を測定した。フランジ結合前の真円度及び結合後の真円度測定の結果を表１に示す。表１より実施の形態１に係る試料は結合前後で感光体端部の真円度の変化は実質的になかった。
【００５１】
またこれらの実施の形態１のフランジを結合した感光体を４０℃９０％Ｒｈの環境に７日間放置した後、−２０℃の環境に７日間放置し、この後常温にもどして結合の状態を確認したところ、実施の形態１について問題はなかった。
【００５２】
なお実施の形態１を市販のレーザービームプリンターに設置して画像の確認を行なったところ良好な画像が得られた。
【００５３】
表  １
0003780078.tif 000003
〔実施の形態２〕
直径７ｍｍ、長さ２５ｍｍのステンレス製の円筒形の軸Ｗ１Ｃを用意し、これとポリカーボネート樹脂の樹脂製フランジ部Ｗ１Ｄをインサート成形により図５に示すような樹脂フランジ部材Ｗ１Ａを作製した。即ち、軸Ｗ１Ｃの端部を樹脂フランジＷ１Ａ中に埋め込み結合した樹脂製フランジ部Ｗ１Ｄは感光体Ｗ２の外径とほぼ等しい外径を有する円板状で中心に丸ボスＷ１ｐを有する。また、この樹脂フランジ部材Ｗ１Ａには実施の形態１と同様端面Ｗ１ａに割り入りボスＷ１ｄと割りの入っていないボスＷ１ｃがそれぞれ３本ずつ交互に一体に設けられている。成形後のステンレス軸Ｗ１Ｃの長さは２０ｍｍになるようにした。ボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄの径は３ｍｍとした。
【００５４】
次にＪＩＳ規格Ａ３００３アルミニウム合金を鍛造により加工して内径側、外径側ともにつば（平板部）Ｗ１ｊ，Ｗ１ｑを有するアルミニウムリングＷ１Ｅを作りさらに内径側のつばＷ１ｊに、図６に示すように樹脂フランジ部材Ｗ１ＡのボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄと対応する位置に穴Ｗ１ｈを開けた。
【００５５】
このアルミニウムリングＷ１Ｅの内径側つばＷ１ｊ部分に開けた穴にＷ１ｈに樹脂フランジ部材Ｗ１ＡのボスＷ１ｃ，Ｗ１ｄを圧入して結合し、割りの入ってないボスＷ１ｃを熱カシメにより溶解しアルミニウムリングＷ１Ｅをフランジ部材Ｗ１Ａに固着し、熱カシメと割りの入っているボスＷ１ｄのリング穴Ｗ１ｈへの圧入の２つの方法を併用して固定しフランジＷ１とした。さらにフランジＷ１の感光体Ｗ２との嵌合部Ｗ１ｉとなる円筒形の周面をバイトにより切削加工して図７に示すようなフランジＷ１とした。切削したフランジＷ１の嵌合部Ｗ１ｉの外径は３８．５２ｍｍ、嵌合面の幅Ｆは４ｍｍとした。
【００５６】
又このとき、アルミニウムリングＷ１Ｅの外径側のつばはＷ１ｑについても、感光体Ｗ２の端面１３２と当接する端面Ｗ１ｒも同時に切削を行ない、感光体Ｗ２の端面１３２とフランジ端面Ｗ１ｒの当接が高精度で行なわれるようにした。
【００５７】
次にＪＩＳＡ６０６３  アルミニウム合金をポートホール押出し法により押出し加工して外径４１．２ｍｍ、内径３８．５ｍｍの管状とし、これを切削加工して、外径４１ｍｍ、内径３８．５ｍｍ、長さ２８２ｍｍのシリンダーとした。
【００５８】
このシリンダー上に実施の形態１と同じ感光層を設け、感光体Ｗ２とした。
【００５９】
この感光体Ｗ２に上記フランジＷ１を加熱ばめ法により結合した。
【００６０】
フランジＷ１の把持方式は把持爪１６（図１２参照）による方式のものを用いた。
【００６１】
実施の形態２について感光体端部外周面を基準として回転させたときのフランジ軸部のふれを測定した。またこれらの実施の形態２について４０℃９０％Ｒｈの環境に７日間放置した後、−２０℃の環境下に７日間放置して環境試験を行なった。終了後フランジと感光体の結合状態を確認したところ何ら問題はなかった。さらに環境試験終了後のフランジ軸部のふれを測定して試験前と比較した。
【００６２】
この後残った実施の形態２の感光体を市販のカラーレーザービームプリンターに設置して画像出しを行なったところ均一な画像が得られた。
【００６３】
以上の結果を表２に示す。
【００６４】
表  ２
0003780078.tif 000004
〔感光体の製造装置〕
本発明におけるフランジの感光体への加熱ばめに使用する装置の一例について説明する。
【００６５】
図８は円筒体としての感光体の製造装置の側面図、図９はその製造装置の正面図、図１０はその製造装置の平面図である。
【００６６】
以下においては前述したフランジをＷ１、感光体をＷ２と呼ぶ。
【００６７】
これらの図においては１はＮＣ組立ロボット、２はロボットハンド、３はアルミニウムリングを固定したフランジＷ１を供給するためのストッカー、４は感光体Ｗ２の端部を加熱するための高周波加熱装置であって感光体Ｗ２の端部を囲繞する高周波コイル１１３を有する。５は図示していないコンベヤラインから感光体Ｗ２を搬入及び搬出するターンテーブルである。
【００６８】
図１１はロボットハンド２の概略構成を示す。
【００６９】
ロボットハンド２は水平コンプライアンスユニット（調芯ユニット）Ｙ１と、水平、角度調整ユニットＹ２と、フランジ把持ユニットＹ３とによって構成されており、クッションユニット９を介してロボット１のアーム１Ａに取り付けられている。
【００７０】
図１２はロボットハンド２の全体の断面図、図１３はロボットハンド２の下側部分の拡大断面図である。
【００７１】
図１２において、まず、クッションユニット９は、ロボット１のアーム１Ａから垂下するロッド８ａにプレート８ｂを介してロッド８ｃが複数垂下している。ロッド８ｃには直線摺動部材７が上下方向摺動自在にガイドされている。ロット８ｃにはプレート８ｂと直線摺動部材７間に縮設された圧縮コイルばね６が挿入されている。ロボットハンド２は、直線摺動部材７に取り付けられて、常時、下方に付勢されている。なお、ロッド８ｃに設けた不図示のストッパにより直線摺動部材７はロッド８ｃからぬけ出さないようになっている。１０は、ユニットＹ１としての水平方向コンプライアンスであり、例えば図１４（ａ）のように平行板状のエテンばね１０Ａによって３つの水平テーブル１０Ｂ間をＸＹ方向に変位可能に結合して水平方向の変位を許容する構成、あるいは図１４（ｂ）のように四角形の中間テーブル１０Ｄの上下面に夫々互いに直角な辺に平行に設けた不図示の直線ガイド例えばダブテイルに上下二つの水平テーブル１０Ｂを夫々ＸＹ方向に移動自在に嵌合して、引張りばね１０Ｃを水平テーブル１０Ｂと夫々中間テーブル１０Ｄ間に対辺でたすき掛けとなるように斜めに張設することによって上下二つの水平テーブル１０Ｂの水平方向の変位を許容する構成となっている。上下方向の剛性を必要とするときは、図１４（ｂ）のコンプライアンスを利用するとよい。ばね１０Ａ，１０Ｃによる水平テーブル１０Ｂの求心力は、０．１ｋｇ以下がよい。
【００７２】
図１２において最上位の水平テーブル１０Ｂに固定されたロックシリンダ、１２はロック板であり、最上位の水平テーブル１０Ｂとの間に水平コンプライアンス１０が構成されている。ロック板１２は、水平コンプライアンス１０の最下位の水平テーブル１０Ｂに相当する。ロックシリンダ１１は、図示しない電磁弁を介して圧縮空気が供給されたときに、ロックシリンダ１１のピストンロッドに結合したシリンダロッド１３を下方に突出させ、その先端をロック板１２のロック穴１４内に嵌入させることにより、ロック板１２つまりは水平コンプライアンス１０を固定する。したがって、ロボット１の高速動作中に、このように水平コンプライアンス１０を固定することにより、ロボットハンド２を振動させることなく位置決めできることになる。
【００７３】
１５は平行ハンドであり、フランジＷ１を把持するためのつめ１６が取り付けられている。１７は平行ハンド固定部材であり、平行ハンド１５を固定すると共に複数の平行ハンドロックシリンダー１８が取り付けられている。平行ハンドロックシリンダー１８のピストンロッドにはテーパーコマ２０が取り付けられている。そして、平行ハンドロックシリンダー１８は図示しない電磁弁を通して圧縮空気が供給された時にテーパーコマ２０を下方に引き込み、そのテーパーコマ２０をロック板１２の嵌入穴２１内に嵌入させテーパーコマ２０のテーパ部を嵌入穴２１の縁を圧することによって、ロック板１２に対して平行ハンド１５が引き込み固定される。
【００７４】
またロック板１２と平行ハンド固定部材１７との間にはスライドベアリング２２が挟み込まれており平行ハンドロックシリンダー１８によるテーパーコマ２０の引き込み動作により、平行ハンド１５の傾きも矯正される。
【００７５】
また、平行ハンド固定部材１７には、図１３に示すように、フランジＷ１を感光体Ｗ２に挿入して押し付けるための押付支持部材２３が取り付けられている。
【００７６】
この支持部材２３には、回転自在のボール２４Ａを有するスクリュウボール２４が取り付けられている。スクリュウボール２４の取り付け位置は、平行ハンド１５の中心とほぼ一致し、平行ハンド１５がフランジＷ１を把持したときに、そのフランジＷ１の中空穴２５の軸芯と一致するようになっている。
【００７７】
図８から図１０において、ストッカ３はロボット１にフランジＷ１を供給するための装置であり、図１０に示すパレット１２０を多段に収納しており、それらのパレット１２０内にはフランジＷ１がマトリックス状に多数収納されている。フランジＷ１がロボット１に供給されることによって空となったパレット１２０は自動的に排出され、それに代わって、フランジＷ１が敷き詰められた新たなパレット１２０が供給位置にセットされる。
【００７８】
図１５は、高周波加熱装置４の詳細図である。高周波加熱装置４は、後述するようにターンテーブル５によって感光体Ｗ２がコイル１１３内に位置されたときに、コイル１１３に高周波の電流Ｉ1が流される。これにより、そのコイル１１３に磁界１２１が発生し（図１５（ｃ）参照）、感光体Ｗ２に誘導電流Ｉ2が生じて、シリンダーＷ２が自己発熱する。また、電流Ｉ1の周波数を変化させることにより、コイル１１３内に位置する感光体Ｗ２の表面から中心方向への加熱状態を変えることができ感光体Ｗ２の肉厚が変わった場合の汎用性がある。
【００７９】
図１６及び図１７はターンテーブル５の詳細図である。
【００８０】
これらの図において、床ＦＬ上に立設したベース板１００に上下動シリンダ１０１、ガイドブロック１０２が固定されている。ガイドブロック１０２には、ガイド棒１０４を上下方向に摺動自在にガイドするリニアブッシュ１０３が内蔵されている。上下動シリンダ１０１のピストンロッドの先端には、ハイロータ（商品名）ブロック１０７の下部に連結する連結部材１０５が取り付けられている。ハイロータブロック１０７にはハイロータ（以下同じ商品名）１０６が収納されている。ハイロータブロック１０７は、ガイド棒１０４に連結されており、上下動シリンダ１０１によって精度よく上下動する。ハイロータ１０６は、カップリング１０８を介してターンテーブルベース１０９に連結されている。ターンテーブルベース１０９は、クロスローラベアリング１１０によりハイロータブロック１０７に支持されておりハイロータ１０６の回転が精度よくターンテーブルベース１０９に伝えられる。
【００８１】
ターンテーブルベース１０９上には、感光体Ｗ２を位置決めするための断面Ｖ字状の受け１１１（図１０参照）と、その受け１１１にスリーブＷ２を押圧して固定するためのロータリーシリンダ１１２が設置されており、ロータリーシリンダ１１２の動作に応じて、ロータリーシリンダ１１２に固定したアーム１１２ａが受け１１１に向って進退しスリーブＷ２の位置決め保持及び出入れが可能となっている。
【００８２】
また、図１７において１１３は、前述した高周波加熱装置４のコイルであり、受け１１１とローターリシリンダ１１２によって位置決め保持された感光体Ｗ２が、ターンテーブルベース１０９と共に上下動シリンダ１０１によって上下動されることによって、感光体Ｗ２の上端がコイル１１３内に位置されるようになっている。図１７において１１４は鉄製等の磁性板であり、後述するように感光体Ｗ２内にマグネットローラを挿入した後にフランジＷ１を結合するときに、マグネットローラを感光体Ｗ２内に片寄せして位置決めする。
【００８３】
ターンテーブルベース１０９はハイロータ１０６により回転駆動され、ターンテーブルベース１０９に取り付けられたストッパー１１５（図１７参照）がハイロータブロック１０７に固定された回転位置決め用ショックアブソーバー１１６（図１７参照）に当接することによって、ターンテーブルベース１０９の回転方向の位置が規制される。
【００８４】
図１８は本製造装置の制御系のブロック構成図である。
【００８５】
図１８において、５０は中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり、５２は、ＣＰＵ５０とパス結合されて、一連の制御アルゴリズムのプログラム及びマンマシーンインターフェースプログラムを含む不揮撥性のメモリ（ＲＯＭ）である。５４は、教示データを記憶可能な電源バックアップされたメモリ（ＲＡＭ）である。５６はカウンタであり、ロボット１を駆動するサーボモータ５８に連結されたエンコーダ６０に接続されて、サーボモータ５８の現在位置を検出すべくカウントする。６２は、トルクアンプ６４を介してサーボモータ５８に接続されるＤ／Ａコンバータであり、ＣＰＵ５０の制御下において電流指示をトルクアンプ６４へ出力する。６６は、高周波加熱装置４等の他の制御装置６８、ソレノイドバルブ７０、センサー７２等の情報をＣＰＵ５０へ取り込むためのＩ／Ｏインターフェースである。７４は、外部表示装置７６、表示装置（ＣＲＴ）７８、および入力キーボード８０と、ＣＰＵ５０とを結ぶ通信用インターフェースである。また、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５４、カウンタ５６、コンバータ６２、インターフェース６６、７４は、バス８２によってＣＰＵ５０に接続されている。
【００８６】
図１９（ａ）はフランジＷ１を略して示す側面図、図１９（ｂ）は感光体Ｗ２の側面図である。
【００８７】
フランジＷ１において感光体Ｗ２の端部の内径部分１３０に結合される結合部１３１と、先端の凸部１３４（軸Ｗ１Ｃ）はそれぞれ所望の真円度、同軸度がでるように加工が施されている。
【００８８】
また感光体Ｗ２の端面１３２に当接するフランジＷ１の外周部端面１３３（Ｗ１ｒ）は円筒形の結合部１３１（Ｗ１ｉ）に対して高精度に直角度が出るように加工されている。感光体Ｗ２の端部においてはその内径穴と外径は必要な精度にまで同軸度が高められているように作られている。
【００８９】
また内径１３０と感光体Ｗ２の端面１３２は高精度な直角度がでるように加工されている。
【００９０】
従ってこのようなフランジＷ１と感光体Ｗ２をかじることなく結合し、さらにフランジＷ１の外周部端面１３３と感光体Ｗ２の端面１３２とを当接させることによって感光体Ｗ２の両端部に対してフランジＷ１の凸部１３４の同軸度を所定の精度に定めることが可能となる。
【００９１】
次に、フランジＷ１と感光体Ｗ２との結合動作について説明する。
【００９２】
図２０は、ロボット１側の動作を説明するためのフローチャート、図２１はターンテーブル５側の動作を説明するためのフローチャートである。
【００９３】
まず、ストッカ３上の供給位置にフランジＷ１が納められたパレット１２０が図１０に示すようにセットされているとロボット１のアーム１Ａが旋回台１Ｂを中心に旋回して、ロボットハンド２の爪１６（図１２参照）がストッカ３上のフランジＷ１をクランプする（ステップＳＡ１）。その後、ロボットハンド２が高周波加熱装置４のコイル１１３の上方に移動し（ステップＳＡ２）、ロックシリンダ１１を付勢してシリンダロッド１３を上昇してロック穴１４との嵌合を解除してロック板１２のロックを解除して待機する（ステップＳＡ３）。
【００９４】
一方感光体Ｗ２がターンテーブル５にセットされると、ロータリーシリンダー１１２の動作により、アーム１１２ａが回動して図１０に示すように感光体Ｗ２をＶ字状の受け１１１に押圧して位置決めする（ステップＳＢ−１）。
【００９５】
その後、ハイローター１０６により、ターンテーブルベース１０９などとともに感光体Ｗ２が回転し（ステップＳＢ２）、ストッパー１１５がショックアブソーバー１１６に当接する。ストッパー１１５がショックアブソーバー１１６に当接したときに、感光体Ｗ２はコイル１１３の下方に位置する。その後、図１１に示す上下動シリンダー１０１がオンとなって、ターンテーブルベース１０９、ハイロータブロック１０７等が上昇し、図２２に示すように感光体Ｗ２の上端がコイル１１３の内部に位置決めされる（ステップＳＢ３）。
【００９６】
このような感光体Ｗ２の位置決めを待って高周波加熱装置４に駆動信号が送られ、コイル１１３が通電されて加熱を開始する。これにより前述したように感光体Ｗ２の開口部、すなわち上端側の内径部分１３０部分が誘導電流により自己発熱しその内径１３０が熱膨張により拡径する。
【００９７】
図２３は感光体Ｗ２の上端部が時刻ｔ１から加熱されたときの温度変化の様子を示し、また図２４は感光体Ｗ２の温度と膨張量との関係を示す。例えば時刻ｔ１から２秒間感光体Ｗ２を加熱すると感光体Ｗ１の端部の温度は２５℃から２００℃となり、感光体Ｗ２端部は拡径する。
【００９８】
感光体Ｗ２の端部内径部分１３０の拡径により、その下端部内径部分１３０とフランジＷ１の結合部１３１は隙間ばめの関係となり、以下のように端部内径１３０に対し結合部１３１が遊嵌状態に挿入できることになる。
【００９９】
時刻ｔ２において感光体Ｗ２の加熱終了後は、コイル１１３への通電が停止し、高周波加熱装置４からロボット１へ加熱終了信号が送られてロボットハンド２が下降する（ステップＳＡ４）。これにより爪１６にクランプされたフランジＷ１が感光体Ｗ２の端部に徐々に挿入され、そしてフランジＷ１の外周部端面１３３が感光体Ｗ２の端面１３２に当接した後、クッションユニット９内のばね６の力によってフランジＷ１が押圧されることになる。
【０１００】
感光体Ｗ２に対するフランジＷ１のはめあいの時に、両者の軸芯にずれがあった場合には、それらの面取り相当分内のずれであれば水平コンプライアンス１０により吸収されて、フランジＷ１の結合部１３１がスムーズに感光体Ｗ２の内径部分１３０内に挿入される。
【０１０１】
またフランジＷ１の挿入開始時は図２５（ｂ）のように平行ハンドロックシリンダー１８がテーパーコマ２０を嵌入穴２１内に嵌入固定しており、フランジＷ１の挿入後は、図２５（ａ）のように直ちに平行ハンドロックシリンダー１８がロック解除動作して（ステップＳＡ５）、ロック板１２と平行ハンド固定部材１７との間の相対変位を許容し、また平行ハンド１５がフランジＷ１のクランプを解除して（ステップＳＡ６）爪１６の間からフランジＷ１を離す。
【０１０２】
このときフランジＷ１はクッションユニット９のばね６の力Ｆによって下方に押圧され、その押圧力Ｆは、ボール２４Ａを支点として垂直力Ｆ１と水平力Ｆ２になる。
【０１０３】
また、このようにロボットハンド２における平行ハンドロック解除（ステップＳＡ５）と平行クランプ解除（ステップＳＡ６）により、フランジＷ１は、感光体Ｗ２の端面１３２に押圧されて位置規制され、それと同時に、常温のフランジＷ１が急速に感光体Ｗ２の上端部の温度に近付いて結合が終了する。このようにして、フランジＷ１と感光体Ｗ２の加工精度に応じた高精度な結合が行われる。
【０１０４】
このような結合終了後は、ロボットハンド２が上昇し（ステップＳＡ７）、平行ハンドロックシリンダー１８のロック動作によりロック板１２と平行ハンド固定部材１７とをロック状態とする。同時に、ターンテーブル５へフランジＷ１の挿入終了信号が送られ、ターンテーブル５は、上下動シリンダ１０１をオフにして下降し（ステップＳＢ４）、ハイロータ１０６が感光体Ｗ２の排出ステーションまで回転してから（ステップＳＢ５）、ロータリーシリンダ１１２がオフとなって感光体Ｗ２を離すことにより（ステップＳＢ６）、感光体Ｗ２を排出する（ステップＳＢ７）。一方、ロボットハンド２はロックシリンダ１１によってシリンダロッド１３をロック穴１４に嵌合して水平コンプライアンス１０をロック（ステップＳＡ８）してから次のフランジＷ１をクランプすべくストッカ３上に高速移動する（ステップＳＡ９）。
【０１０５】
なお、加熱装置４は、高周波加熱装置のみに限定されず、例えば、カートリッジヒータ、ハロゲンランプ、キセンノンランプ等によって加熱するものを用いることも可能である。
【０１０６】
また、これまで述べたロボットハンド２においてはフランジＷ１の凸部１３４をクランプして嵌合し、この凸部１３４の先端をスクリューボール２４Ａで押圧していたが、例えばフランジＷ１において凸部１３４がない場合にも同様にフランジＷ１を把持可能な構造であり、同様な嵌合が可能なロボットハンド１′を有する加熱ばめ装置について説明する。
【０１０７】
図２６においてロボットハンド１′には角度吸収機構が内蔵されている。
【０１０８】
ロボットハンド１′はフランジＷ１を真空吸着する吸着ヘッド１５１を有する。この吸着ヘッド１５１はフランジＷ１の感光体の組立体として外部にくる端面Ｗ１ｍに面接触しこの接触面に開口する負圧空間１５１ａを有する。負圧空間１５１ａは吸引口１５１ｂへ通じており、吸引口１５１は不図示の可撓管で真空ポンプへ通じている。この吸着ヘッド１５１には回転自在のボール１５０Ａを有するボールスクリウュウ１５０（発明者殿  ボールジョイントではないのでしようか、ボールスクリューとするとどのように取り付けられるのでしようか）が取り付けられ、その吸着ヘッド１５１に装着された複数の吸着ヘッドロックシリンダー１５２によってテーパーコマ１５３が下方に引き込まれることにより、そのテーパーコマ１５３が平行ハンド固定部材１７の嵌入穴１７Ａ内に嵌入固定される。
【０１０９】
すなわち吸着ヘッドロックシリンダー１５２によって吸着ヘッド１５１が平行ハンド固定部材１７に引き込み固定される。
【０１１０】
フランジＷ１の挿入開始時は図２７（ｂ）のように、平行ハンドロックシリンダー１８がテーパコマ２０を嵌入穴２１内に嵌入固定すると共に吸着ヘッドロックシリンダー１５２がテーパーコマ１５３を嵌入穴１７Ａ内に嵌入固定している。
【０１１１】
そしてフランジＷ１挿入後は図２７（ａ）のように直ちに平行ハンドロックシリンダー１８がロック解除動作して、ロック板１２と平行ハンド固定部材１７との間の相対変位を許容すると共に吸着ヘッドロックシリンダー１５２がロック解除動作して平行ハンド固定部材１７と吸着ヘッド１５１との間の相対変位を許容する。
【０１１２】
従ってフランジＷ１は感光体Ｗ２の内径部分１３０にならうようにして結合することになる。
【０１１３】
フランジＷ１の感光体Ｗ２との結合時にはクッションユニット９のばね６の力ＦによりフランジＷ１が下方に押圧され図２７（ｂ）のように平行ハンド固定部材１７はロック板１２に対してスライドベアリング２２を介してΔｘだけ位置ずれが吸収され、さらに吸着ヘッド１５１は平行ハンド固定部材１７に対してΔθだけ角度が吸収される。
【０１１４】
本発明の実施の形態によれば、感光体及びフランジに固定された結合部材により感光体とフランジを固定したため、感光体とフランジを直接結合する場合に感光体とフランジの熱膨張係数が異ったり、環境に対する対候性が異なるために両者間の接着剤の効果がなくなるということがなく、また感光体の一部を変形してフランジと感光体を固定する場合のような精度低下を生じないような感光体と結合部材の固定方法を選択できる。
【０１１５】
本発明の実施の形態によれば上記において感光体の端面はフランジの端面に接することができるのでフランジと感光体の中心が交叉することがない。また、結合部材に感光体の端面が接するようにした場合には、フランジと一体化された結合部材の円筒形嵌合部と上記端面を同時に機械加工ができるので結合部材は感光体に対して正確な位置に固定できる。上記端面は結合部材の外周につばを設けるだけであり容易に製作できる。
【０１１６】
本発明の実施の形態によれば上記において、結合部材にはフランジの端面に接する平面部を設けてあるため、フランジと結合部材の夫々の中心が一致し、交叉することがない。そして結合部材は平面部を円筒形嵌合部に内つばとして設けてあるので、平面部を加工後に円筒形嵌合部と端面を加工する際、内つば内径を正とすると共に内つばをクランプして固定できるため、平面部に対して嵌合部及び端面を正確に加工できる。
【０１１７】
本発明の実施の形態によれば外周に感光層を有する中空円筒形の金属製感光体と、前記感光体の端部内周に圧入された円筒部とこの円筒部の中心線に直角な平面部を有する金属製結合部材と、前記結合部材の平面部に接する端面を有し、前記結合部材に固定された樹脂製フランジと、を有することとしたことにより、環境安定性、画像特性の良い高品位な電子写真感光体を得ることができる。
【０１１８】
上記において、前記フランジと前記結合部材の結合部はフランジの端面に一体に突設したボスを結合部材の平面部に設けた穴に嵌入し、このボスの一部を熱カシメしたことにより、フランジと結合部材を正確な位置関係でもって強固に固定できる。
【０１１９】
上記において、実施の形態によれば、前記感光体と前記結合部材は同一の材質の金属材料または熱膨張係数がほぼ同一の金属材料を用いることにより、電子写真感光体の使用環境における温度変化によって結合部材と感光体との結合強度の変化が殆んどなく、従ってフランジと感光体との結合強度の変化は殆んどない。
【０１２０】
上記において、実施の形態によれば、感光体と結合部材を夫々アルミニウムまたはアルミニウム合金とすることにより好適な結果を得ることができた。
【０１２１】
上記において、実施の形態によれば、フランジをポリカーボネイトまたはポリアセタールとすることにより、結合部材とフランジの結合を熱カシメを好適に行えて強固にできる。
【０１２２】
本発明の実施に形態によれば外周に感光層を有する中空円筒形の金属製感光体と、前記感光体を支持するためのフランジと、前記感光体及び夫々フランジに固定可能な結合部材とを準備して、
（１）前記フランジに結合部材を固定する
（２）前記結合部材を前記感光体に固定する
工程により電子写真感光体を得る電子写真感光体の製造方法によれば、結合部材を介してフランジと感光体を結合するため、結合部材を適当に選択することにより、感光体及びフランジに対して結合部材を精度よく且つ大きな強度で結合でき且つ温度、環境によって結合強度の低下しない電子写真感光体を得ることができる。
【０１２３】
上記結合部材は金属材料を用いて絞り加工または鍛造により得ることができる。
【０１２４】
本発明の実施の形態によれば金属で作られ、前記感光体の内周にしまりばめで嵌合する嵌合部と、前記フランジ端面に接する平面部を有し、貫通穴を有する平板状のつば部とを設けた結合部材と、この結合部材の嵌合部と前記結合部材のつば部の貫通穴に嵌入するボスを設けたフランジと、外周に感光層を有する中空円筒形であって前記結合部材の材質の熱膨張係数とほぼ等しい熱膨張係数を持つ金属で作られた感光体と、を準備して、
（１）前記結合部材の貫通穴に前記フランジのボスを嵌合して結合部材の平面部とフランジ端面を接し
（２）前記ボスとの一部または全部を熱カシメしてフランジと結合部材を一体とし
（３）一体となった結合部材とフランジの結合部材を感光体に嵌合固定して一体とする
工程でもって電子写真感光体を得ることとしたことにより、環境安定性、画像特性のより高い高品位な電子写真感光体を得ることができる。
【０１２５】
上記において、前記結合部材と感光体の嵌合固定は
（１）感光体を加熱して拡径する
（２）感光体が冷却しない間に結合部材を感光体に嵌合する
（３）感光体の冷却
によって行うことにより、機械的に結合部材を感光体に圧入する際に生ずるおそれのある感光体、結合部材、フランジの夫々の変形が生ずることがなく高精度を維持して強固な結合強度を得る。また、圧入に対抗する剛性を製造装置に要求されないので、比較的小型、軽量の製造装置とすることが可能である。
【０１２６】
上記において前記感光体の加熱は高周波誘導加熱を採用することより、結合部材の嵌合に必要な範囲だけ加熱でき、精度に対する影響がほぼない。
【０１２７】
上記において感光体を竪置した状態で結合部材を感光体に嵌合することにより、この製造装置に用いられる装置の構成を容易にする効果がある。
【発明の効果】
本発明によれば、温度変化の環境下において結合部材とフランジとの間の位置精度の変化がほとんどない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に使用する樹脂製フランジ部材の図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に使用する樹脂製フランジ部材につけられた割り入りボス断面の拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態１に使用したアルミニウムリングの図であって、（ａ）は一部断面で示す側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図４】本発明の実施の形態１の電子写真感光体の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２で使用した金属と樹脂複合材製フランジ部材の図であって、（ａ）は一部断面で示す側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図６】本発明の実施の形態２で使用したつば付アルミニウムリングの図であって、（ａ）は一部断面で示す側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図である。
【図７】本発明の実施の形態２の電子写真感光体の縦断面図である。
【図８】本発明に係る感光体製造装置の側面図である。
【図９】本発明に係る感光体製造装置の正面図である。
【図１０】本発明に係る感光体製造装置の平面図である。
【図１１】図８に示すロボットハンドの概略構成を示す側面図である。
【図１２】図８に示すロボットハンドの縦断面図である。
【図１３】図１２に示すロボットハンドの先端部分の拡大断面図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は夫々が図１１に示すクッションユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図１５】図８に示す高周波加熱装置の拡大図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は高周波加熱原理を示す側断面図である。
【図１６】図８に示すターンテーブルの縦断面図である。
【図１７】図８に示すターンテーブルの側面図である。
【図１８】図８に示す製造装置の制御系のブロック図である。
【図１９】図８の製造装置によって結合されるフランジと感光体の夫々側面であって、（ａ）はフランジ、（ｂ）は感光体を示す。
【図２０】図８に示すロボットハンドの動作を説明するためのフローチャートである。
【図２１】図８に示す製造装置のターンテーブルの動作を説明するためのフローチャートである。
【図２２】図８に示す製造装置によって結合される感光体とフランジの縦断面図である。
【図２３】図８の製造装置による感光体の加熱時間と温度との関係を説明するための線図である。
【図２４】図８の製造装置によって加熱される感光体の温度と膨張量との関係を説明するための線図である。
【図２５】（ａ），（ｂ）は夫々が図８の製造装置による感光体とフランジの結合動作を説明するための要部の拡大側面図である。
【図２６】本発明に係る感光体製造装置の別の構造例のロボットハンドの縦断面図である。
【図２７】（ａ），（ｂ）は夫々が図２６の製造装置によるスリーブとフランジの結合動作を説明するための要部の拡大断面図である。
【図２８】画像形成装置の要部の概略縦断面図である。
【符号の説明】
Ｌ…光像露光
Ｐ…転写材
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３…ユニット
Ｗ１…フランジ  Ｗ２…感光体  Ｗ３…マグネットローラ
Ｆ…押圧力  Ｆ１…垂直力  Ｆ２…水平力
１…ロボット  １′…ロボットハンド  １Ａ…アーム  １Ｂ…旋回台
２…ロボットハンド
３…ストッカ
４…高周波加熱装置
５…ターンテーブル
６…ばね
７…直線摺動部材
８…ロッド  ８ａ…ロッド  ８ｂ…プレート  ８ｃ…ロッド
９…クッションユニット
１０…水平方向コンプライアンス  １０Ａ…エデンばね  １０Ｂ…水平テーブル  １０Ｃ…引張りばね
１１…ロックシリンダ
１２…ロック板
１３…シリンダロッド
１４…ロック穴
１５…平行ハンド
１６…爪
１７…平行ハンド固定部材  １７Ａ…嵌入穴
１８…平行ハンドロックシリンダー
２０…テーパーコマ
２１…嵌入穴
２２…スライドベアリング
２３…押付支持部材
２４…スクリュウボール  ２４Ａ…ボール
２５…中空穴
５０…中央演算処理装置（ＣＰＵ）
５２…不揮発性のメモリ（ＲＯＭ）
５４…電源バックアップされたメモリ（ＲＡＭ）
５６…カウンタ
５８…サーボモータ
６０…エンコーダ
６２…Ｄ／Ａコンバータ
６４…トルクアンプ
６６…Ｉ／Ｏインターフェース
６８…制御装置
７０…ソレノイドバルブ
７２…センサー
７４…通信用インターフェース
７６…外部表示装置
７８…表示装置（ＣＲＴ）
８０…入力キーボード
８２…バス
１００…ベース板
１０１…上下動シリンダ
１０２…ガイドブロック
１０３…リニアブッシュ
１０４…ガイド棒
１０５…連結部材
１０６…ハイロータ（商品名）
１０７…ハイロータブロック
１０８…カップリング
１０９…ターンテーブルベース
１１０…クロスローラベアリング
１１１…断面Ｖ字状の受け
１１２…ロータリーシリンダ  １１２ａ…アーム
１１３…コイル
１１４…磁性板
１１５…ストッパー
１１６…回転位置決め用ショックアブソーバー
１２０…パレット
１２１…磁界
１３０…内径部分
１３１…結合部
１３２…端面
１３３…外周部端面
１３４…凸部
１５０…ボールスクリュウ  １５０Ａ…ボール
１５１…吸着ヘッド  １５１ａ…負荷空間  １５１ｂ…吸引口
１５２…吸着ヘッドロックシリンダー
１５３…テーパコマ
１０２０…現像ローラ
１１０１…感光体  １１０１ａ…軸
１１０２…帯電手段
１１０３…露光部
１１０４…現像手段
１１０５…転写手段
１１０６…クリーニング手段
１１０７…露光手段
１１０８…像定着手段
Ｗ１Ａ…フランジ部材  Ｗ１ａ…円形の端面  Ｗ１ｃ，Ｗ１ｄ…ボス  Ｗ１ｅ…割り  Ｗ１ｆ…面取り  Ｗ１ｇ…ギア  Ｗ１ｈ…穴  Ｗ１ｉ…嵌合部  Ｗ１ｊ…円形のつば  Ｗ１ｋ…円筒部  Ｗ１ｍ…外側端面  Ｗ１ｎ…溝  Ｗ１Ｂ…アルミニウムリング  Ｗ１Ｃ…軸  Ｗ１Ｄ…樹脂製フランジ部  Ｗ１ｐ…丸ボス  Ｗ１ｑ…つば（平板部）  Ｗ１Ｅ…アルミニウムリング  Ｗ…嵌合面の幅  Ｗ１ｒ…端面
Ｉ1…電流
Ｉ2…誘導電流
【図１】
0003780078.tif 000005
【図２】
0003780078.tif 000006
【図４】
0003780078.tif 000007
【図５】
0003780078.tif 000008
【図６】
0003780078.tif 000009
【図７】
0003780078.tif 000010
【図８】
0003780078.tif 000011
【図９】
0003780078.tif 000012
【図１０】
0003780078.tif 000013
【図１１】
0003780078.tif 000014
【図１２】
0003780078.tif 000015
【図１３】
0003780078.tif 000016
【図１４】
0003780078.tif 000017
【図１５】
0003780078.tif 000018
【図１６】
0003780078.tif 000019
【図１７】
0003780078.tif 000020
【図１８】
0003780078.tif 000021
【図１９】
0003780078.tif 000022
【図２０】
0003780078.tif 000023
【図２１】
0003780078.tif 000024
【図２２】
0003780078.tif 000025
【図２３】
0003780078.tif 000026
【図２４】
0003780078.tif 000027
【図２５】
0003780078.tif 000028
【図２６】
0003780078.tif 000029
【図２７】
0003780078.tif 000030
【図２８】
0003780078.tif 000031
【図３】
0003780078.tif 000032