JP4233938B2 - 感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写装置、画像記録装置、プリンタ等の画像形成装置に適用される感光ドラム用の熱可塑性樹脂パイプの、円筒部の同軸度を改善する、感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、この種の感光ドラム用の樹脂パイプを射出成形によって成形した場合には、同一成形品に対する冷却速度の遅速等に起因して、同軸度にして３０〜６０μｍ程度の反りが発生することがしばしばあった。
このような反りの発生に対し、成形品が、たとえば中実のロッド状のものである場合には、成形品に、反りの外側から外力を作用させ、その成形品を塑性変形させてそれに永久歪を付与することによって反りを矯正する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この方法によれば、成形品の反り量および反りの方向に応じた外力の負荷が必要となることから、事前にそれらを正確に測定することが不可避となり、また、軸線方向の途中で反りの方向、程度等が変化している場合には、複数個所に外力を作用させることが必要となって矯正工程が複雑になるという問題があった。
しかも、中実の成形品を対象とするこのような矯正方法を樹脂パイプに適用した場合には、中空部分の大きな圧潰変形が余儀なくされて樹脂パイプの真円度が甚だしく損なわれるという問題もあった。
【０００４】
この発明は、これらの問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、成形品の反りの量および方向の、事前の正確な測定を不要にするとともに、一の成形品の複数個所での同時の矯正をもまた不要とし、さらには、樹脂パイプの真円度を損ねることなく、同軸度を効果的に改善できる、感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の、感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法は、成形キャビティ内で成形してそこから取出した、たとえば室温下の熱可塑性樹脂パイプが、そのパイプに対する、矯正工程を除く他の後処理工程、たとえば塗装工程および、そのパイプの使用に当って将来晒されることのある最高温度より１０℃以上高く、軟化温度より１０℃以上低い範囲内の特定温度に、その熱可塑性樹脂パイプを加熱するとともに、この加熱下で、その樹脂パイプ内へ、それのほぼ全長にわたる長さを有する矯正治具を挿入して一定時間保持し、その後の樹脂パイプの徐冷に伴う樹脂パイプの熱収縮に基づいて、樹脂パイプを、少なくとも、それの軸線方向に間隔をおく複数個所で矯正治具の周りに密着させる矯正工程を行うにある。
【０００６】
この方法によれば、熱収縮に基づいて矯正治具の周りに密着した樹脂パイプをその矯正治具から取り外すことにより、たとえば、同軸度が５μｍ程度の矯正治具を用いた場合、成形後の同軸度が３０〜６０μｍ程度であった樹脂パイプの同軸度を１０〜３０μｍまで低減させることができる。
【０００７】
ところで、このような矯正に当っては、樹脂パイプを、高精度に構成した矯正治具のほぼ全長にわたってその周りに密着させることがとくに好適であるが、少なくとも、軸線方向に間隔をおく、好ましくは、最も反り量の大きい部分を含む複数個所、たとえば三個所以上で矯正治具に密着させることによって、その樹脂パイプの、許容の範囲内への矯正を行うこともできる。
【０００８】
ここで、この矯正工程での樹脂パイプの加熱温度は、前記の温度範囲内で、将来晒される環境において、形状の戻りがない温度を低温側から設定することにより特定することができる。
【０００９】
このような加熱下で、樹脂パイプに矯正を施すことにより、パイプ内への矯正治具の挿入を容易かつ円滑にするとともに、少ない内部残留応力をもって、高い精度で矯正を行うことができ、樹脂パイプの、いわゆるスプリングバックによる矯正精度の低下を有利に抑制することができる。
【００１０】
またここでは、その加熱温度を、樹脂パイプが将来にわたって晒されることのある最高温度より１０℃以上高い温度とすることにより、その樹脂パイプが、事後処理もしくは使用に当ってその最高温度に達してなお、矯正を終えた樹脂パイプが、内部残留応力ないしは歪の除去もしくは緩和によって元形状に復帰するのを有効に防止することができる。
【００１１】
この一方で、加熱温度を、軟化温度に対し、それの１０℃未満まで高めた場合には、樹脂パイプの形状保持機能が低くなりすぎて、機能形状部（ギア、フランジ、軸穴等）の形状維持が困難となり、精度が悪化したり、変形が生じたりすることになる。
【００１２】
そしてこの方法では、樹脂パイプを、加熱温度に一定時間保持することで、樹脂パイプの内部残留応力をできるだけ解放しながら、そのパイプを矯正治具に無理なくなじませて、矯正精度を有利に向上させることができる。
【００１３】
この方法において、樹脂パイプ内へ、外接輪郭形状がほぼ円錐台状をなす矯正治具を挿入する場合には、矯正工程で治具に密着させた樹脂パイプからのその治具の取り外しを、樹脂パイプの成形に当っての、そこからのコア型の抜き取りの場合と同様にして円滑にかつ容易に行うことができる。
【００１４】
ここで、外接輪郭形状がほぼ円錐台状をなす矯正治具としては、樹脂パイプの内周面に、それのほぼ全長にわたって密着する柱状タイプの治具の他、パイプ内周面に、それの軸線方向の複数個所で局部的に密着するフランジタイプの治具を用いることができ、これらのいずれの治具にあっても、その外接輪郭形状により、矯正工程を経た樹脂パイプからのそれの取り外しを十分容易ならしめることができる。すなわち、後者のフランジタイプの治具を用いる場合にあっても、樹脂パイプの矯正温度を、それの軟化温度より１０℃以上低く設定することにより、矯正工程の終了時点で、そのパイプに、隣接フランジ間での括れ変形が生じることがなく、これがため、矯正治具の事後的な取り外しの容易性を十分に確保することができる。
【００１５】
ところで、樹脂パイプに対するこのような矯正は、樹脂パイプ内へ矯正治具を挿入してそのパイプに変形をもたらすことと併せて、一もしくは複数の外部矯正爪をもってパイプをその外側から押圧することによっても行うことができ、この場合には、パイプ内の矯正治具でそのパイプの圧潰変形を拘束しつつ、より効果的な矯正を行うことができる。
従って、この場合においても、外部矯正爪の押込み外力を矯正治具をもって十分に支持し得る限りにおいて、樹脂パイプの反り方向および反り量についての正確な測定は不要となる。
【００１６】
なおここで、樹脂パイプ内へフランジタイプの矯正治具を挿入する場合において、パイプの軸線方向に相互に間隔をおいて位置することになる三枚以上のフランジの少なくとも一枚を、他のフランジに対して幾分偏心させて位置させた場合には、たとえば、樹脂パイプ内への矯正治具の挿入によって、そのパイプを、成形時の反り方向とは逆方向にそらせることができ、これによれば、矯正工程を終えて治具を取り外した後の、その樹脂パイプへのスプリングバックの発生に伴って、そのパイプの同軸度を初期した通りのものとすることができる。
従って、このようなフランジタイプの治具を用いた矯正は、矯正温度が比較的低温で、パイプのスプリングバック量が比較的大きくなる場合にとくに有効である。
【００１７】
ここまで特に樹脂の熱収縮を利用した矯正について述べてきたが、用いる樹脂の種類によっては、徐冷する際に再結晶現象を同時に引きおこさせて矯正することもできる。熱収縮に加えて再結晶を引き起こす樹脂として、ナイロンやＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等が挙げられる。
再結晶併発の特徴として、矯正の際の収縮変化量が熱収縮だけのときに比較して幾分大きくなるので、これによれば、矯正精度もまた高まることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１はこの発明に係る方法の実施工程を示す図であり、図１（ａ）は、矯正の対象物としての樹脂パイプ成形品を示す。
【００１９】
ここで、図示のこの樹脂パイプ１は、それの一端を閉止する頂壁２および、その頂壁２と一体をなすフランジ３を具えてなり、全長にわたって実質上一定の外径を有するとともに、他端に向けて漸次増大する内径を有する。
【００２０】
このような樹脂パイプ１を感光ドラムとして用いるためには、そのパイプ１が、シームレスであって均一な外径を有するものであり、同軸度および真円度がともに良好であり、しかも、外周面が平滑であることが要求され、また、すぐれた同軸度の実現のための一般的な前提として、成形パイプの、内径と外径との同心性が高くまた、内径側での曲がり方向と、外径側での曲がり方向とが同一方向であることが必要とされる。
【００２１】
そこで、図示のように一定方向に湾曲する樹脂パイプ１の、感光ドラムへの適用を可能とするべく、ここでは図１（ｂ）に示すように、そのパイプ１の内側に、たとえば、全体として円錐台形状をなし、同軸度、真円度ともに優れる柱状タイプの矯正治具４の先端部を差し込み、併せて、その樹脂パイプ１を、それが将来晒されることのある最高温度より１０℃以上高く、それの軟化温度より１０℃以上低い範囲内の特定温度で加熱して、そのパイプ１を図１（ｃ）に示すように熱膨脹させるとともに、樹脂パイプ１の頂壁２等に圧下力Ｆを作用させて、矯正治具４のパイプ１内への完全なる入り込みをもたらして、パイプ内周面の、治具周面との接触部分を、治具４に倣った形状に変形させる。
【００２２】
その後は、治具４のこのような入り込み状態を一定時間保持することで、樹脂パイプ１を治具４に十分に馴染ませてパイプ１の、スプリングバックの少ない確実なる変形を担保する。
そして、一定時間の経過後は、樹脂パイプ１の加熱を停止して、そのパイプ１および治具４を徐冷することにより、樹脂パイプ１を図１（ｄ）に示すように、それの熱収縮に基づいて治具４の周りに全体的に密着させ、これにより、パイプ内周面を、治具４の周面に対応する矯正形状とする。
【００２３】
このようにして一連の作業を終えた後は、パイプ１から矯正治具４を取り外すことにより、そのパイプ１は、そこへの残留応力ないしは歪の存在下で同軸度を大きく改善され、また、パイプ外周面は、それの内周面に追従して、高い同心性の下で、均一にしてすぐれた真円度を実現することになる。
【００２４】
かくして、この方法によれば、樹脂パイプ１の特定温度への加熱と、そのパイプ１内への矯正治具４の挿入とにより、パイプ１の反りの方向および反り量の正確な測定を必要とすることなく、また、そのパイプ１が、たとえば複数方向に反っていたとしても、真円度を損ねることなく、そして、パイプ外周面に疵等をもたらすことなく、同軸度を簡易に、しかも効果的に改善することができる。
【００２５】
以上、柱状タイプの矯正治具４を用いてパイプ１を矯正する場合について述べたが、矯正治具としては、たとえば図２（ａ）に示すように、中心軸線方向に所定の間隔をおいて配設した複数枚、図では三枚のフランジ５ａ，５ｂ，５ｃを、パイプ内周面への接触部としたフランジタイプの治具５を用いることもできる。ここで、三枚のそれぞれのフランジ５ａ，５ｂ，５ｃはともに同心配置されて、図の上方側に向けて順次小径となる外径寸法を有しており、それらのフランジ５ａ，５ｂ，５ｃを辿る外接輪郭線は、図に仮想線で示すような円錐台形状をなす。
【００２６】
このような矯正治具５もまた図１に示す治具４と同様に使用し得ることはもちろんであるが、たとえば、成形終了後の樹脂パイプ１の、反りの傾向等との関連において、それぞれのフランジ５ａ，５ｂ，５ｃを、治具５によるパイプ１の直接的な変形が必要な個所に選択的に配設した場合には、矯正精度をより高めることができる。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示す矯正治具６は、三枚のフランジ６ａ，６ｂ，６ｃのうち、中間のフランジ６ｂを、他のフランジ６ａ，６ｃに対して、図に示すところでは幾分右側に偏心させて構成したものである。
かかる矯正治具６は、たとえば図３（ａ）に断面図で例示するように、図の左側へ凸となるように湾曲する樹脂パイプ１に対し、それの加熱下で治具６を挿入して、そのパイプ１を、図３（ｂ）に示すように、図の右側に凸となる湾曲形状に変形させ，その樹脂パイプ１の徐冷後に、パイプ１からの治具６の取り外しを行うことにより、樹脂パイプ１にその後に生じるスプリングバックに有効に対処することができる。
【００２８】
すなわち、矯正治具６によって、当初の湾曲方向とは逆方向に湾曲する形態に矯正された樹脂パイプ１は、その治具６の取り外しに起因するスプリングバックによって、当初の湾曲方向側へ幾分復元変形されることになるも、この場合の復元変形量を考慮して中間のフランジ６ｂの偏心量を予め選択することにより、スプリングバック後の矯正樹脂パイプ１を、すぐれた同軸度の真直形状とすることができる。
【００２９】
以上、矯正治具４，５，６を樹脂パイプ１内へ挿入することだけをもってそのパイプ１を矯正する場合について説明したが、このような挿入治具に加え、加熱した樹脂パイプ１をその外部から押圧する外部矯正爪をも用いてパイプ１の矯正を行うこともできる。
図４はその一例を示す断面図であり、これは、加熱した樹脂パイプ１内へ、たとえば柱状タイプの矯正治具４を挿入した状態の下で、そのパイプ１の反りの態様との関連において、パイプ１の、治具４からとくに大きく離隔するそれぞれの部分の外表面を、たとえば水平方向に進退変位されるそれぞれの外部矯正爪７ａ，７ｂ，７ｃをもって押圧変形させる場合を示すものである。
【００３０】
この方法によれば、それぞれの外部矯正爪７ａ，７ｂ，７ｃの押圧力を、挿入治具によって十分に支持することができるので、パイプ１の不測の圧潰変形等に起因するそれの真円度の低下を十分に防止できることはもちろん、挿入治具だけを用いてパイプ１の矯正を行う場合に比して、矯正精度、同軸度等を一層向上させることができる。
【００３１】
なお、この場合において、外部矯正爪７ａ，７ｂ，７ｃによるパイプ外周面の押圧によってその外周面に押疵等が発生するのを防止するためには、加熱下のパイプ１より軟質の樹脂材料、発泡材料等をパイプ１と外部矯正爪との間に介装させることが好ましく、この場合、たとえば、エッジがあるなどの荷重を集中させる形状を避け、パイプ円周に沿って広範囲な面を押圧するようにすることが効果的である。
【００３２】
ところで、このような外部矯正爪７ａ，７ｂ，７ｃをもって樹脂パイプ１を、常に適正に押圧矯正するためには、それらの矯正爪７ａ，７ｂ，７ｃを、図の上下方向および、パイプ１の円周方向の少なくとも一方向に変位可能とすることが好ましい。
また、この図では三個としている外部矯正爪の個数は、所要に応じて適正に増減できることはもちろんである。
【００３３】
ところで、以上に述べたそれぞれの矯正治具および外部矯正爪のそれぞれは、たとえば以下のようにして使い分けることができる。
すなわち、柱状タイプの矯正治具４は、原則として、どのような反り形態を有する成形品にも有利に適用できる一方で、フランジタイプの治具５は、矯正終了後の成形品からの治具抜取力をとくに低く抑えたい場合に有利であり、また、偏心タイプの矯正治具６は、成形品の反り方向が一方向であり、しかもその反りが明確に視認できる場合に用いて矯正効果をより高めることができる。
そしてさらに、外部矯正爪は、成形品の収縮力のみにては挿入治具に対する成形品の密着度が不足する場合に用いて有効である。
【００３４】
【実施例】
ポリアミド系樹脂およびポリエステル系樹脂の射出成形品からなり、外径が３０ｍｍ、厚みの平均値が１．７５ｍｍ（肉厚：１〜２．５ｍｍ）、長さがそれぞれ２４０ｍｍおよび２７０ｍｍの樹脂パイプであって、成形時の同軸度が３０〜１４４μｍで一方向に湾曲するものに対し、各種タイプの矯正治具を用いて、表１に示すような条件下で矯正を行ったところ、同表の最下段に下す同軸度を得た。
【００３５】
【表１】

【００３６】
上記表１に示すところによれば、いずれの治具を用いた矯正によっても、同軸度を大きく向上させることができるが、なかでも、偏心タイプの治具によるときは、他のいずれの治具を用いる場合よりも、同軸度が一層高まることが明らかになった。
【００３７】
【発明の効果】
かくしてこの発明によれば、所定の温度に加熱した樹脂パイプ内へ、高い寸法精度をもつ矯正治具を挿入してその樹脂パイプを矯正することにより、成形品段階の樹脂パイプの反り量等の測定、パイプに対する複数個所での矯正等を不要とし、また、そのパイプの真円度を損ねることなく、同軸度を大きく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る方法の実施工程を、樹脂パイプの初期形態とともに示す断面図である。
【図２】 フランジタイプの矯正治具を例示する図である。
【図３】 偏心治具の作用を例示する図である。
【図４】 外部矯正爪の作用を例示する図である。
【符号の説明】
１ 樹脂パイプ
２ 頂壁
３ フランジ
４，５，６ 矯正治具
５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃ フランジ
７ａ，７ｂ，７ｃ 外部矯正爪

Claims (5)

1. 成形キャビティ内で成形してそこから取出した熱可塑性樹脂パイプが、矯正行程を除く他の後処理工程および、そのパイプの使用に当って将来晒されることのなる最高温度より１０℃以上高く、軟化温度より１０℃低い範囲内の特定温度にその熱可塑性樹脂パイプを加熱するとともに、この加熱下で、その樹脂パイプ内へ、それのほぼ全長にわたる長さを有する矯正治具を挿入して一定時間保持し、その後の樹脂パイプの徐冷に伴う樹脂パイプの熱収縮に基づいて、樹脂パイプを、少なくとも、それの軸線方向に間隔をおく複数個所で、矯正治具の周りに密着させる矯正工程を行うことを特徴とする感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法。
2. 樹脂パイプ内へ、外接輪郭形状がほぼ円錐台状をなす矯正治具を挿入する請求項１に記載の感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法。
3. 樹脂パイプ内へ矯正治具を挿入するとともに、外接矯正爪でその樹脂パイプを外側から押圧する請求項1もしくは２に記載の感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法。
4. 樹脂パイプ内へ、それの軸線方向に相互に間隔をおいて位置することになる複数枚のフランジを有する矯正治具を挿入する請求項１〜３のいずれかに記載の感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法。
5. 樹脂パイプ内へ、それの軸線方向に相互に間隔をおいて位置することになる三枚以上のフランジを有し、少なくとも一枚のフランジを、他のフランジに対して幾分偏心させて位置させた矯正治具を挿入する請求項１もしくは２に記載の感光ドラム用樹脂パイプの矯正方法。

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