JP6953154B2 - 成形品の製造方法、成形品、カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インサート成形に関する。

成形品の剛性やクリープ強度を向上させるために、金属部材等のインサート部材を成形型内のキャビティに設置し、溶融樹脂をインサート部材の周囲に射出して、インサート部材を樹脂部材で被覆するインサート成形が知られている。

インサート部材は、成形品の形状に倣って曲げ加工などを施した複雑な形状となることが多い。この種のインサート部材は、プレス加工等により塑性変形され、曲げ角度の加工ばらつきを有することとなる。加工ばらつきのあるインサート部材を成形型に確実に設置するには、正確な位置決め機能を有する高価なロボットや人手が必要になり、採算性や生産性が低いものであった。これに対し、特許文献１には、端子に当て板を押し当てながら挿入孔へ導くことで、生産性を向上させることが記載されている。

特開２００７−１５３８９号公報

しかし、特許文献１の方法では、加工ばらつきのあるインサート部材を成形型に設置するために、成形型とは別に当て板を射出成形機に組み込む必要があった。この当て板は、成形型の型締めを行うときには、成形型で挟み込まない位置に移動させ、インサート部材を成形型の溝部に設置するときには成形型の溝部の近傍の位置に移動させなければならず、当て板を駆動する機構が必要であった。よって、当て板のために射出成形機が大型化したり複雑化したりするなどの問題があった。

そこで、本発明は、簡単な構成で成形品の生産性を向上させることを目的とする。

本発明の一態様は、成形品に対応したキャビティが形成される成形型を用意し、前記成形型の前記キャビティの一部となる溝部にインサート部材を配置し、前記溝部に前記インサート部材が配置された状態で前記キャビティに溶融樹脂を充填する、成形品の製造方法であって、前記溝部の壁面は、第１面と、前記第１面に隣接し、前記第１面に対して傾斜した第２面とを有し、前記インサート部材を配置する際に、前記インサート部材を前記第２面に当接させながら前記第２面に沿って移動させた後、前記インサート部材を前記第１面に当接させながら前記第１面に沿って移動させる、ことを特徴とする成形品の製造方法である。
また、本発明の一形態は、第１及び第２成形型を含む複数の成形型を有すると共に、これら複数の成形型の間に、胴体部及び前記胴体部から延びるアーム部を有する成形品に対応したキャビティが形成されるインサート成形型を用意し、前記第１成形型は、前記キャビティの一部となる溝部を規定する壁面の内、前記胴体部に対応した部分に設けられた案内面を備え、基部及び前記基部に連結された凸部を有するインサート部材を、前記案内面により前記凸部を案内しつつ、前記第１成形型の溝部に設置し、前記複数の成形型を型締めして、前記インサート部材が配置された状態で前記キャビティを形成し、前記キャビティに溶融樹脂を充填する成形品の製造方法であって、前記基部は、屈曲部と、前記インサート部材を支持する支持部と、前記屈曲部と前記支持部とを連結する連結部と、前記連結部とは反対側に前記屈曲部から延びる平板部とを有し、前記凸部は、前記平板部に設けられており、前記平板部は、前記屈曲部から延びる第１延出部と、前記第１延出部に対して交差する方向に延びる第２延出部とを有しており、前記凸部は、前記第１延出部の延長上に設けられていることを特徴とする成形品の製造方法である。
更に、本発明の一形態は、第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、前記第１金属部から延びる第２金属部、及び前記第１樹脂部から延びる第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備える成形品であって、前記第１金属部は、第１部分と、前記第１部分から延びる第２部分と、を有し、前記第２部分は、外部に露出した露出部を有し、前記第１樹脂部は、前記第１部分のうちの前記露出部に隣接する部分を被覆する第３部分と、前記第１部分を前記第３部分とは反対側から被覆し、かつ、前記第２部分を前記露出部とは反対側から被覆する第４部分と、を有し、前記第３部分は、前記露出部に隣接するテーパ面を有することを特徴とする成形品である。
また、本発明の一形態は、第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、前記第１金属部から延びる第２金属部、及び第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備え、前記第１金属部は、基部と、前記基部から延びる凸部と、を有し、前記基部は、屈曲部と、前記屈曲部から前記アーム部の側に延びる平板部と、を有し、前記凸部は、前記平板部に設けられていることを特徴とする成形品である。
更に、本発明の一形態は、第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、前記第１金属部から延びる第２金属部、及び第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備え、前記第１金属部は、基部と、前記基部から延びる凸部と、を有し、前記胴体部は、円筒形状であり、前記アーム部は、前記胴体部の内周面から延びていることを特徴とする成形品である。
また、本発明の一形態は、感光ドラムと、前記感光ドラムの長手方向の端部に取り付けられ、前記感光ドラムに回転力を伝達する伝達部材と、を備え、前記伝達部材は、第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、前記第１金属部から延びる第２金属部、及び第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備え、前記第１金属部は、基部と、前記基部から延びる凸部と、を有する成形品であることを特徴とする画像形成装置用のカートリッジである。

本発明によれば、簡単な構成で成形品の生産性が向上する。

第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。 第１実施形態に係る画像形成装置本体に装着されるカートリッジの斜視図である。 第１実施形態における成形品の一例である伝達部材を示す斜視図である。 第１実施形態における伝達部材を製造する製造装置を示す説明図である。 第１実施形態におけるプレス加工後のフープ材の一部を示す部分斜視図である。 第１実施形態に係るインサート成形による伝達部材の製造工程を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は第１実施形態における金型を型締めした状態を示す射出成形機の模式図である。（ｂ）はキャビティに溶融樹脂を射出している状態を示す射出成形機の模式図である。 （ａ）は第１実施形態における金型に金属部材を設置した状態を示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う金型及び金属部材の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は第１実施形態に係る伝達部材の製造方法の第１工程を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る成形品の一例である伝達部材の斜視図である。 （ａ）は第２実施形態におけるプレス加工後のフープ材を示す斜視図である。（ｂ）は金型の溝部に金属部材が設置された状態を示す模式図である。 第２実施形態における成形加工後のフープ材を示す斜視図である。 （ａ）は第３実施形態に係る成形品の一例である伝達部材の斜視図である。（ｂ）は伝達部材の断面図である。 第３実施形態に係る伝達部材における金属部材の斜視図である。 （ａ）は、第３実施形態における伝達部材の平面図である。（ｂ）は伝達部材の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は第３実施形態における伝達部材を駆動軸に取り付ける際の説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。画像形成装置１０は、電子写真方式を採用するフルカラープリンタである。画像形成装置１０は、画像形成部１１と、シートＳを搬送する搬送部１２とを備える。画像形成部１１は、複数（本実施形態では４個）のカートリッジ２０を中間転写ベルト２７の走行方向に並べた、所謂タンデム型の構成を有する。各カートリッジ２０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像をそれぞれ形成する画像形成装置用のプロセスカートリッジである。

画像形成装置本体１には、複数のカートリッジ２０が着脱可能に装着される。ここで、各カートリッジ２０の構成は同様であるため、以下、図１中の左端のカートリッジ２０について説明し、他のカートリッジについては、符号及び説明を省略する。

カートリッジ２０は、感光ドラム２１、帯電ローラ２２、現像装置２３、ドラムクリーナ２４を備えている。感光ドラム２１は、画像形成装置本体１に配置された不図示のドラムモータによって、所定のプロセススピードで回転駆動される。感光ドラム２１の表面は、帯電ローラ２２により均一に帯電される。帯電された感光ドラム２１の表面には、スキャナユニット２５により、画像情報に基づいてレーザービームが照射されることで静電潜像が形成される。感光ドラム２１上の静電潜像は、現像装置２３によりトナーを付着させてトナー像として現像される。感光ドラム２１上のトナー像は、一次転写ローラ２６と感光ドラム２１との間に一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト２７に一次転写される。転写後に感光ドラム２１に残った転写残トナーは、ドラムクリーナ２４により除去される。

このような工程が各カートリッジ２０で実行されることで、各カートリッジ２０の感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト２７上に重ねて転写され、中間転写ベルト２７上にフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト２７上のトナー像は、中間転写ベルト２７と二次転写ローラ２８とで構成される二次転写部により、搬送部１２により搬送されたシートＳに二次転写される。転写後に中間転写ベルト２７に残ったトナーは、ベルトクリーナ２９により除去される。

搬送部１２は、複数の搬送ローラで構成されており、カセット１３に収容されたシートＳをピックアップして、画像形成部１１の二次転写部に搬送する。二次転写部へのシートＳの搬送は、レジストレーションローラ対１４により中間転写ベルト２７上のトナー像とタイミング合わせて行われる。二次転写部でトナー像が転写されたシートＳは、定着装置３０で加熱及び加圧されることでトナー像が定着される。トナー像が定着されたシートＳは、排出トレイ３１に排出される。

図２は、第１実施形態に係る画像形成装置本体１に装着されるカートリッジ２０の斜視図である。感光ドラム２１は、長手方向（±Ｚ方向）に延びる例えばアルミニウムの円筒部材と、円筒部材の表面に形成された感光層とを有する。感光ドラム２１の長手方向の端部には、画像形成装置本体１の不図示のドラムモータの回転力が伝達される伝達部材１００が取り付けられている。伝達部材１００は、ユーザがカートリッジ２０を画像形成装置本体１に着脱することにより、画像形成装置本体１側の駆動軸２に係合又は係合解除するように構成されている。例えば、カートリッジ２０を画像形成装置本体１に装着する場合には、図２中、伝達部材１００と駆動軸２とを同軸に揃えながら、＋Ｚ方向に移動させて伝達部材１００を駆動軸２に係合させる。また、カートリッジ２０を画像形成装置本体１から取り外す場合には、図２中、カートリッジ２０を−Ｚ方向に移動させて伝達部材１００を駆動軸２から係合解除させる。

図３は、第１実施形態における成形品の一例である伝達部材１００を示す斜視図である。伝達部材１００は、円筒形状の胴体部１０１と、胴体部１０１の内周面１０３及び外周面１０４のうち、内周面１０３から延びるアーム部１０２とを有する。カートリッジ２０が画像形成装置本体１に装着されたときには伝達部材１００のアーム部１０２が画像形成装置本体１の駆動軸２の不図示の溝部に係合される。また、カートリッジ２０が画像形成装置本体１から取り外されたときには伝達部材１００のアーム部１０２が画像形成装置本体１の駆動軸２の不図示の溝部に対して係合解除される。胴体部１０１の肉厚は、例えば１．５ｍｍ程度である。アーム部１０２の肉厚は、例えば０．９ｍｍ程度である。

第１実施形態における伝達部材１００は、インサート成形により製造される。伝達部材１００は、アーム部１０２の剛性及びクリープ強度を確保するため、補強としてインサート部材の一例である金属部材１２０と、金属部材１２０と一体の樹脂部材１４０とで構成された成形品である。金属部材１２０は、例えばステンレス等の金属板をプレス加工等に加工することにより形成されている。樹脂部材１４０は、熱可塑性樹脂であり、例えばＰＯＭ等のプラスチック材料である。

金属部材１２０は、胴体部１０１の構成要素であり第１金属部である金属部１２１と、アーム部１０２の構成要素であり、金属部１２１から延びる第２金属部である金属部１２２とを有している。樹脂部材１４０は、胴体部１０１の構成要素であり、金属部１２１と一体の第１樹脂部である樹脂部１４１と、アーム部１０２の構成要素であり、金属部１２２と一体の第２樹脂部である樹脂部１４２とを有している。このように、金属部材１２０は、胴体部１０１とアーム部１０２とに跨って配置されている。金属部１２２は、アーム部１０２の形状に倣った形状となっている。

図４は、第１実施形態における伝達部材１００を製造する製造装置を示す説明図である。図４に示す製造装置５０は、フープ成形を行う装置であり、アンコイラ６０、プレス機７０、射出成形機８０、及び切断機９０を有する。

アンコイラ６０は、ロール状に巻き取られた金属板であるフープ材４１を繰り出す機能を有している。アンコイラ６０より繰り出されたプレス加工前のフープ材４１は、プレス機７０に供給される。

プレス機７０は、プレス順送金型７１を有しており、不図示の材料フィーダーによりプレス加工前のフープ材４１をプレス順送金型７１に供給する。プレス順送金型７１でプレス加工を行い、不図示の繰出装置によりプレス加工後のフープ材４２を順次繰り出す。フープ材４２は、射出成形機８０に供給される。

図５は、プレス加工後のフープ材４２の一部を示す部分斜視図である。図５に示すように、プレス加工後のフープ材４２は、伝達部材１００の構成要素となるインサート部材である金属部材１２０と、金属部材１２０を片持ち状態で支持する支持部１５０とを含んでいる。即ち、金属部材１２０と支持部１５０とは、金属板で一体化されている。なお、金属部材１２０と支持部１５０とは、射出成形後の工程において切断機９０（図４）により、図５の破線Ｌに沿って切断される。なお、支持部１５０の一部が伝達部材１００に残るように切断してもよい。

射出成形機８０は、図４に示すように、複数の成形型として金型８１，８２を有するインサート成形型８００を備えている。第１成形型である金型８１は、可動側の成形型であり、第２成形型である金型８２は、固定側の成形型である。また、射出成形機８０は、不図示の金型温調機を有している。金型８１，８２は、不図示の流路を有しており、不図示の金型温調機から供給される液体等の流体が不図示の流路を通過することにより一定温度に保温されている。

図６は、第１実施形態に係るインサート成形による伝達部材１００の製造工程を説明するためのフローチャートである。型開きされている金型８１，８２の間にフープ材４２を搬送して、フープ材４２の金属部材１２０を、型開きされている金型８１，８２のうちの一方、第１実施形態では金型８１に設置する（Ｓ１：第１工程、設置工程）。

図７（ａ）は、金型８１，８２を型締めした状態を示す射出成形機８０の模式図である。図７（ａ）に示すように、金型８１，８２を型締めすることにより、金型８１，８２の間に、金属部材１２０が配置されたキャビティＲＡを形成する（Ｓ２：第２工程、型締め工程）。キャビティＲＡは、金型８１，８２を型締めすることにより金型８１，８２間に形成される空間であり、成形しようとする伝達部材１００の形状に対応した形状となっている。キャビティＲＡは、胴体部１０１を成形するための第１空間である空間Ｒ１と、空間Ｒ１に連通し、アーム部１０２を成形するための第２空間である空間Ｒ２とを含んでいる。金型８１，８２を型締めすることにより、金属部材１２０を片持ち状態で支持した支持部１５０が金型８１，８２に挟まれて固定される。金属部材１２０は、金型８１，８２に挟まれて固定された支持部１５０に片持ち支持された状態で、空間Ｒ１と空間Ｒ２とに跨って配置される。

図７（ｂ）は、キャビティＲＡに溶融樹脂Ｍを射出している状態を示す射出成形機８０の模式図である。図７（ｂ）に示すように、可塑化シリンダ８３から溶融樹脂Ｍを射出し、スプルー８４及びゲート８６を通じて溶融樹脂ＭをキャビティＲＡに充填する（Ｓ３：第３工程、射出工程）。ゲート８６は、キャビティＲＡの空間Ｒ１につながっており、射出された溶融樹脂Ｍは、空間Ｒ１を通じて空間Ｒ２に流動する。なお、ゲート８６の位置及び数は、金属部材１２０の裏表面に対して充填バランスが揃うように考慮して定めればよい。

金型８１，８２のキャビティＲＡ内で溶融樹脂Ｍを冷却固化させた後、金型８１，８２を型開きして、不図示のエジェクタピンにより成形品を取り出す（Ｓ４：第４工程、型開き工程）。以上のように、射出成形機８０により伝達部材１００のインサート成形が行われる。

最後に、樹脂部材１４０でモールドされた金属部材１２０が支持部１５０につながった状態の成形加工後のフープ材４３を不図示の繰出装置により射出成形機８０から排出して、切断機９０に搬送する。切断機９０は、切断型９１を有しており、切断型９１によってフープ材４３から伝達部材１００を切り離す。これにより、図３に示す成形品である伝達部材１００が得られる。

ここで、インサート部材である金属部材１２０は、図５に示すように、支持部１５０から延出方向に延びて形成されたアーム状の本体部１２０Ａを有する。本体部１２０Ａは、プレス加工により複数の屈曲部１２６，１２８，１３０で折り曲げられている。本体部１２０Ａの延出方向の基端１２０Ｂが支持部１５０に連結された固定端であり、本体部１２０Ａの延出方向の先端１２０Ｃが自由端である。そして、本体部１２０Ａの基端１２０Ｂから先端１２０Ｃに向かって順に、屈曲部１２６、屈曲部１２８、屈曲部１３０が配置されていることになる。これら複数の屈曲部１２６，１２８，１３０は折り曲げ加工により形成されるため、金属部材１２０、つまり屈曲部１２６，１２８，１３０には、加工ばらつきが生じる。特に、第１実施形態では、金属部材１２０、つまり本体部１２０Ａが、支持部１５０に片持ち状態で支持される。そのため、屈曲部１２６の加工ばらつきにより、金属部材１２０、つまり本体部１２０Ａの延出方向の先端１２０Ｃの位置のばらつきが大きくなる傾向にある。

なお、支持部１５０に最も近い屈曲部１２６と、屈曲部１２６の次に支持部１５０に近い屈曲部１２８は、成形品である伝達部材１００の胴体部１０１、即ち金属部１２１の構成要素である。屈曲部１３０は、胴体部１０１から延びるアーム部１０２、即ち金属部１２２の構成要素である。即ち、金属部１２１及び金属部１２２の各々は、少なくとも１つの屈曲部を有することになる。

第１実施形態では、上述したステップＳ１の第１工程において、加工ばらつきのある金属部材１２０が金型８１に容易に設置できるように構成したものである。以下、金属部材１２０及び金型８１について詳細に説明する。

まず、金属部材１２０について説明する。金属部材１２０は、本体部１２０Ａから突出する凸部１２４を有する。ここで、金属部材１２０は、上述したように、胴体部１０１の構成要素となる金属部１２１と、アーム部１０２の構成要素となる金属部１２２とで構成されている。胴体部１０１の構成要素となる金属部１２１は、本体部１２０Ａの一部である基部１２３を有している。よって、金属部１２１は、基部１２３に連結された凸部１２４を有している。つまり、凸部１２４は、胴体部１０１の構成要素となる。凸部１２４は、基部１２３から突出して配置されている。

基部１２３は、屈曲部１２６，１２８、連結部１２５、及び平板部１２７を有する。連結部１２５は、支持部１５０と屈曲部１２６との間に配置され、支持部１５０と屈曲部１２６とを連結する平板状の金属板である。平板部１２７は、連結部１２５とは反対側に屈曲部１２６から延びる平板状の金属板であり、屈曲部１２６と屈曲部１２８との間に配置されている。凸部１２４は、屈曲部１２６と屈曲部１２８との間の平板部１２７に突出して設けられた平板状の金属板である。凸部１２４は、平板部１２７の端から平板部１２７に対して水平に突出している。凸部１２４は、幅を例えば２ｍｍ程度とし、平板部１２７からの突出量を例えば２ｍｍ程度としている。

平板部１２７は、Ｌ字のクランク形状に形成された平板状の金属板であり、屈曲部１２６から延びる第１延出部である延出部１２７Ａと、延出部１２７Ａに対して交差する方向に延びる第２延出部である延出部１２７Ｂとを有している。即ち、延出部１２７Ｂは、延出部１２７Ａに対して水平に延びる金属板である。第１実施形態では、凸部１２４は、延出部１２７Ａの延長上に設けられている。なお、金属部１２２は、屈曲部１２８の側から金属部材１２０の先端側に向かって順に配置された、ストレート部１２９、屈曲部１３０及びストレート部１３１を有している。

次に、金型８１について説明する。図８（ａ）は、金型８１に金属部材１２０を設置した状態を示す斜視図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う金型８１及び金属部材１２０の断面図である。金型８１は、金型８２と共に形成するキャビティＲＡの一部である溝部ＲＡ１を有する。換言すると、金型８１は、溝部ＲＡ１を規定する壁面８１０を有する。溝部ＲＡ１は、胴体部１０１の一部及びアーム部１０２の一部に対応した形状の空間である。なお、図示は省略するが、金型８２も溝部を有しており、金型８１，８２を型締めしたときに、金型８１の溝部ＲＡ１と、金型８２の不図示の溝部とでキャビティＲＡが形成される。

壁面８１０は、胴体部１０１に対応した部分である壁面８１１と、アーム部１０２に対応した部分である壁面８１２とを有する。壁面８１１は、円筒形状の胴体部１０１の内周面１０３を形成するための側壁面８２１と、胴体部１０１の外周面１０４を形成するための側壁面８２２と、を有する。側壁面８２１は、主面８３０と、案内面であるテーパ面８３１と、テーパ面８３１に隣接する当接面であるストレート面８３２と、を有する。テーパ面８３１及びストレート面８３２は、主面８３０に対して側壁面８２２側に突出している。テーパ面８３１は、主面８３０及びストレート面８３２に対して傾斜した面である。テーパ面８３１及びストレート面８３２の幅は、凸部１２４の幅と同程度、例えば２ｍｍ程度としている。

テーパ面８３１の傾斜角度は、型耐久性や金属部材１２０の加工ばらつきによって生じる位置ずれ量などを考慮して設定すればよい。具体的には、テーパ面８３１の傾斜角度は、凸部１２４を効果的に案内することができる３０度以下が好ましく、例えば２０度程度がより好ましい。

次に、ステップＳ１の第１工程である設置工程について詳細に説明する。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１実施形態に係る伝達部材１００の製造方法の第１工程を説明するための模式図である。金型８１に対して金属部材１２０をＺ１方向に下降させて、金属部材１２０を金型８１の溝部ＲＡ１に設置する。図９（ａ）は、金型８１に対して金属部材１２０を下降させる前の状態を示している。図９（ａ）に示すように、Ｚ１方向でテーパ面８３１と凸部１２４とを対向させている。図９（ａ）の状態から金属部材１２０をＺ１方向に下降させると、図９（ｂ）に示すように、金属部材１２０の延出方向の基端に近い部分に設けた凸部１２４が最初に溝部ＲＡ１に挿入されることになる。そして、金属部材１２０のＺ１方向への移動を引き続き行うと、金属部材１２０の凸部１２４の先端が、金型８１のテーパ面８３１に接触する。

射出成形機８０に搬送される、ステップＳ１の前の金属部材１２０の屈曲部１２６の屈曲角度θは、公差を考慮して９０度以上９３度以下であるのが好ましい。例えばプレス機７０（図４）では、屈曲角度θを中央値９１．５度として屈曲部１２６の曲げ加工を行えばよい。そして、プレス機７０における曲げ加工のばらつきの公差が例えば±１度程度であれば、屈曲部１２６の屈曲角度θは、９０度以上９３度以下の範囲内に収まる。なお、屈曲部１２８の屈曲角度は、例えば７５度程度、屈曲部１３０の屈曲角度は、例えば３４度程度である。

図９（ｂ）の状態から金属部材１２０を更にＺ１方向に下降させると、テーパ面８３１により凸部１２４がストレート面８３２に向かって案内される。このとき、金属部材１２０の基部１２３、より具体的には屈曲部１２６は、凸部１２４がテーパ面８３１に案内されながら変形する。つまり、屈曲部１２６における加工のばらつきがキャンセルされるように屈曲部１２６が変形する。なお、このとき連結部１２５も歪むことがある。金属部１２１の基部１２３、特に屈曲部１２６が、加工ばらつきをキャンセルするように変形することで、金属部材１２０、特に先端１２０Ｃ（図５）の位置のばらつきが小さくなり、金属部材１２０が溝部ＲＡ１において所定の位置に案内されることになる。

そして、金属部材１２０を更にＺ１方向に下降させると、図９（ｃ）に示すように、凸部１２４の一部である面１２４Ａがストレート面８３２に摺接して金属部材１２０の溝部ＲＡ１への設置が完了する。

金属部材１２０の基部１２３、具体的には屈曲部１２６又は連結部１２５が変形しているとバネ力が生じ、金属部材１２０を溝部ＲＡ１に設置後は、凸部１２４の面１２４Ａがストレート面８３２に押し付けられた状態で当接することになる。面１２４Ａは、屈曲部１２６の優角側に配置されている面である。これにより、金属部材１２０を溝部ＲＡ１に設置後においても、溝部ＲＡ１内での金属部材１２０の位置ずれが防止される。

この状態でステップＳ２において金型８１，８２の型締めが行われる。次いで、ステップＳ３において溶融樹脂Ｍを射出してキャビティＲＡに充填し、溶融樹脂Ｍを固化することにより、金属部材１２０が変形した状態で成形が完了し、成形品としての伝達部材１００が得られる。ステップＳ３において、金属部材１２０は片持ち梁状に支持されているが、凸部１２４がストレート面８３２にばね力により付勢されて当接している。したがって、キャビティＲＡに充填される溶融樹脂Ｍの充填圧力が基部１２３に作用しても溝部ＲＡ１に対する金属部材１２０の位置ずれを防止することができる。

このように成形された伝達部材１００では、図３に示すように、胴体部１０１の内周面１０３において、凸部１２４の一部である面１２４Ａの一部又は全部が露出している。この露出した部分を露出部１５１とする。そして、テーパ面８３１に対応した形状の、露出部１５１に隣接するテーパ面１５２が形成される。露出部１５１は、ストレート面８３２が凸部１２４と接触することにより樹脂が被覆されなかった部分であるため、ストレート面８３２に対応した形状となっている。そして、アーム部１０２は、金属部材１２０の金属部１２２に倣った形状の、基端側から先端側に向かって順に、ストレート部１０５、屈曲部１０６及びストレート部１０７を有する。

以上、第１実施形態では、ステップＳ１において、凸部１２４がテーパ面８３１に沿ってストレート面８３２に案内されることで、金属部材１２０、特に金属部１２２の溝部ＲＡ１への設置不良を防止することができる。また、金属部１２２が溝部ＲＡ１内で片寄った状態で溝部ＲＡ１に設置されるのを防止することができる。そして、金型８１のテーパ面８３１により、別途、案内部材を金型８１の外部に設ける必要がなく、溝部ＲＡ１に金属部材１２０を容易に設置することができる。よって、金型８１にテーパ面８３１やストレート面８３２を設ける簡単な構成で、所望の形状の伝達部材１００を得ることができ、伝達部材１００の製造の歩留り、つまり伝達部材１００の生産性が向上する。

また、テーパ面８３１に凸部１２４を接触させて溝部ＲＡ１に案内することで、基部１２３、具体的には屈曲部１２６を金属部材１２０の加工のばらつきをキャンセルするように変形させることができる。特に、金属部材１２０が支持部１５０に片持ち状態で支持されているので、アーム部１０２の構成要素となる金属部１２２を溝部ＲＡ１に位置決めした状態で容易に設置することができる。

また、第１実施形態では、金属部材１２０の本体部１２０Ａが複数の屈曲部１２６，１２８，１３０を有している。屈曲部１２６と屈曲部１２８との間の平板部１２７を、屈曲部１２６を変形させながら溝部ＲＡ１に設置することで、より効果的に金属部１２２を溝部ＲＡ１に位置決めすることができる。

また、第１実施形態では、可動側の金型８１がテーパ面８３１等の形状を有しているため、可動側の金型８１に、より多くの離形抵抗を持たせることができる。これにより、固定側の金型８２に成形品の食いつきが発生するのを防止でき、離型不良を防止することができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る成形品及び成形品の製造方法について説明する。図１０は、第２実施形態に係る成形品の一例である伝達部材の斜視図である。伝達部材１００Ａは、第１実施形態と同様、インサート成形により製造される。したがって、第２実施形態では、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。図１０に示すように、伝達部材１００Ａは、胴体部１０１の内周面１０３から延びる、第１実施形態と同様のアーム部１０２を、複数、第２実施形態では３つ有している。伝達部材１００Ａは、上記第１実施形態と同様、図２に示すカートリッジ２０の感光ドラム２１の長手方向（±Ｚ方向）の端部に配置される。なお、伝達部材１００Ａにおいては、支持部１５０Ａの一部が残っており、支持部１５０Ａの一部が胴体部１０１の外周面１０４から突出しているが、外周面１０４に沿って支持部１５０Ａを切断加工により除去してもよい。

図１１（ａ）は、プレス加工後のフープ材４２Ａを示す斜視図である。フープ材４２Ａは、等間隔に配置された３つの金属部材１２０を有する。フープ材４２Ａは、支持部本体１５０Ｂと、３つの金属部材１２０の各々に連結された支持片１５０Ｃを有している。つまり、支持部本体１５０Ｂ及び複数の支持片１５０Ｃからなる支持部１５０Ａにより、複数の金属部材１２０を片持ち状態で支持している。

図１１（ｂ）は、金型８１Ａの溝部ＲＡ１に金属部材１２０が設置された状態を示す模式図である。ここで、金属部材１２０を金型８１Ａの溝部ＲＡ１に設置する際には、金属部材１２０の凸部１２４と、テーパ面８３１との位置決めが重要である。特に、第２実施形態では、金属部材１２０が複数あり、金型８１Ａも複数のテーパ面８３１を有している。したがって、各金属部材１２０の凸部１２４を各テーパ面８３１に位置決めしなければならない。

第２実施形態では、支持部本体１５０Ｂには、パイロット孔４２Ｂが形成されている。パイロット孔４２Ｂは、フープ材４２Ａの短手方向Ｙ１に２つ形成され、フープ材４２Ａの長手方向Ｘ１に等間隔に複数形成されている。各パイロット孔４２Ｂは、例えばφ４ｍｍ程度の貫通孔である。なお、パイロット孔４２Ｂは、射出成形機８０のみならず、図４のプレス機７０及び切断機９０においても位置決め用に利用される。

金型８１Ａには、パイロットピン４５が設定されており、パイロット孔４２Ｂに挿入されることで、金型８１Ａの各テーパ面８３１に対する各金属部材１２０の凸部１２４の位置決めがなされる。

具体的に説明すると、図６のステップＳ１の前に、フープ材４２Ａが金型８１Ａの上方に不図示の搬送装置等により搬送される。フープ材４２Ａの搬送完了後、図６のステップＳ１においてフープ材４２Ａを金型８１Ａに向けて下降させる。これにより、各金属部材１２０の凸部１２４が各テーパ面８３１に接触する前に、パイロットピン４５がパイロット孔４２Ｂに挿通されて、パイロットピン４５により、フープ材４２Ａ、即ち各金属部材１２０が、所定の位置に位置決めされる。これにより、図６に示すステップＳ１において、より確実に凸部１２４をテーパ面８３１に接触させることができる。したがって、金属部材１２０の溝部ＲＡ１への設置不良が発生するのを防止することができる。

各金属部材１２０を溝部ＲＡ１へ設置した後、型締めを行い、キャビティに溶融樹脂を充填する。溶融樹脂が固化した後、成形品の取り出しが行われる。図１２は、成形加工後のフープ材４３Ａを示す斜視図である。図１２に示すフープ材４３Ａから成形品である伝達部材１００Ａを、図４の切断機９０により切り離すことで、図１０に示す伝達部材１００Ａが得られる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る成形品の一例である伝達部材について説明する。図１３（ａ）は、第３実施形態に係る成形品の一例である伝達部材１００Ｅの斜視図である。図１３（ｂ）は、伝達部材１００Ｅの半径方向ＤＲに直交する軸線Ｃ０の方向に沿った伝達部材１００Ｅの断面図である。図１４は、第３実施形態に係る伝達部材における金属部材の斜視図である。図１４において、樹脂部材の図示を省略している。図１５（ａ）は、伝達部材１００Ｅを−Ｚ方向に見た平面図、図１５（ｂ）は、伝達部材１００Ｅの半径方向ＤＲに沿った伝達部材１００Ｅの断面図である。伝達部材１００Ｅは、上記第１及び第２実施形態と同様、図２に示すカートリッジ２０の感光ドラム２１の長手方向（±Ｚ方向）の端部に配置される。伝達部材１００Ｅは、第１及び第２実施形態と同様、インサート成形により製造される。なお、金型を用いた成形品の製造方法は、上記第１及び第２実施形態と同様であるため、製造方法及び金型の説明は省略する。

伝達部材１００Ｅは、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、円筒形状の胴体部１０１Ｅを有する。なお、図１３（ａ）に示す軸線Ｃ０は、円筒形状の胴体部１０１Ｅの中心を通る仮想線である。また、伝達部材１００Ｅは、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、胴体部１０１Ｅの内周面１０３Ｅから延びるアーム部１０２Ｅを複数有する。第３実施形態では、伝達部材１００Ｅは、アーム部１０２Ｅを３つ有する。３つのアーム部１０２Ｅは、円周方向ＤＣに等間隔（１２０度間隔）に配置されている。

胴体部１０１Ｅの外周面１０４Ｅには、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、感光ドラム２１の内周面に圧入される圧入部１０８Ｅと、圧入部１０８Ｅに感光ドラム２１の内周面を案内するガイド部１０９Ｅとが設けられている。ガイド部１０９Ｅは、圧入部１０８Ｅに対して−Ｚ方向側に配置されている。

圧入部１０８Ｅは、感光ドラム２１の内側に圧入されることで、不図示のカップリング部材を感光ドラム２１に固定する。具体的には、感光ドラム２１の内周面と圧入部１０８Ｅの外周面とは締り嵌めの関係となるような寸法としている。なお、カシメにより締結力を高める構成や、感光ドラム２１の内周面と圧入部１０８Ｅの外周面とを接着で固定する場合には、締り嵌めの関係でなくてもよい。

また、胴体部１０１Ｅの外周面１０４Ｅには、感光ドラム２１に圧入部１０８Ｅを圧入した際にストッパとなる鍔部１１０Ｅが設けられている。鍔部１１０Ｅは、圧入部１０８Ｅに対して＋Ｚ方向側に配置されている。

アーム部１０２Ｅは、図１５（ａ）に示すように、胴体部１０１Ｅの内周面１０３Ｅから延びるアーム本体１１６Ｅと、アーム本体１１６Ｅの先端に設けられた爪部１１７Ｅとを有する。アーム本体１１６Ｅが半径方向ＤＲに弾性変形することで、爪部１１７Ｅが半径方向ＤＲに移動可能である。

第３実施形態では、胴体部１０１Ｅ及びアーム部１０２Ｅに跨って金属部材１２０Ｅが配置されている。金属部材１２０Ｅは樹脂部材１４０Ｅと一体形成されている。図１４に示すように金属部材１２０Ｅは、アーム状の本体部１２０ＡＥを有する。本体部１２０ＡＥは、プレス加工により複数の屈曲部１２６Ｅ，１２８Ｅ，１３０Ｅ，１３２Ｅ，１３４Ｅで折り曲げられている。ここで、金属部材１２０Ｅは、胴体部１０１Ｅの構成要素であり第１金属部である金属部１２１Ｅと、アーム部１０２Ｅの構成要素であり、金属部１２１Ｅから延びる第２金属部である金属部１２２Ｅとで構成されている。図１５（ｂ）に示すように樹脂部材１４０Ｅは、胴体部１０１Ｅの構成要素であり、金属部１２１Ｅと一体の第１樹脂部である樹脂部１４１Ｅと、アーム部１０２Ｅの構成要素であり、金属部１２２Ｅと一体の第２樹脂部である樹脂部１４２Ｅとで構成されている。

図１４に示すように、インサート部材である金属部材１２０Ｅは、本体部１２０ＡＥから突出する凸部１２４Ｅを有する。胴体部１０１Ｅの構成要素となる金属部１２１Ｅは、本体部１２０ＡＥの一部である基部１２３Ｅを有している。よって、金属部１２１Ｅは、基部１２３Ｅに連結された凸部１２４Ｅを有している。つまり、凸部１２４Ｅは、胴体部１０１Ｅの構成要素となる。凸部１２４Ｅは、基部１２３Ｅから突出して配置されている。

基部１２３Ｅは、屈曲部１２６Ｅ，１２８Ｅ，１３０Ｅ、連結部１２５Ｅ、及び平板部１２７Ｅを有する。連結部１２５Ｅは、支持部１５０Ｅと屈曲部１２６Ｅとの間に配置され、支持部１５０Ｅと屈曲部１２６Ｅとを連結する平板状の金属板である。平板部１２７Ｅは、連結部１２５Ｅとは反対側に屈曲部１２６Ｅから延びる平板状の金属板であり、屈曲部１２６Ｅと屈曲部１２８Ｅとの間に配置されている。凸部１２４Ｅは、屈曲部１２６Ｅと屈曲部１２８Ｅとの間の平板部１２７Ｅに突出して設けられた平板状の金属板である。凸部１２４Ｅは、平板部１２７Ｅの端から平板部１２７Ｅに対して水平に突出している。図１３（ｂ）に示すように、胴体部１０１Ｅの内周面１０３Ｅにおいて、凸部１２４Ｅの一部である面の一部又は全部が露出している。この露出した部分を露出部１５１Ｅとする。露出部１５１Ｅは、金型のストレート面が凸部１２４Ｅと接触することにより樹脂が被覆されなかった部分であるため、金型のストレート面に対応した形状となっている。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、伝達部材１００Ｅを駆動軸２に取り付ける際の説明図である。駆動軸２の外周面２Ａには、爪部１１７Ｅに対応して配置された３つの溝部２Ｂが設けられている。各溝部２Ｂは、±Ｚ方向に延びている。各アーム部１０２Ｅの爪部１１７Ｅは、駆動軸２の溝部２Ｂに嵌る形状に形成され、溝部２Ｂに係合、即ち嵌合することによって駆動軸２からの回転力を受ける構成となっている。

図２に示すカートリッジ２０を画像形成装置本体１に装着するときには、ユーザが駆動軸２と図１６（ａ）に示す伝達部材１００Ｅとが同軸となるようにカートリッジ２０を配置して、カートリッジ２０を＋Ｚ方向に移動させる。これにより、図１６（ａ）に示すように、各アーム部１０２Ｅのアーム本体１１６Ｅが半径方向ＤＲの外側に弾性変形して、爪部１１７Ｅが駆動軸２の外周面２Ａに当接する。この状態で駆動軸２が回転すると溝部２Ｂが爪部１１７Ｅに対向したときに、図１６（ｂ）に示すように、弾性変形していたアーム本体１１６Ｅが半径方向ＤＲの内側に復元して爪部１１７Ｅが溝部２Ｂに嵌合する。なお、カートリッジ２０を画像形成装置本体１から取り外すときには、ユーザが−Ｚ方向にカートリッジ２０を移動させることで伝達部材１００Ｅが−Ｚ方向に移動する。これにより各アーム部１０２Ｅのアーム本体１１６Ｅが半径方向ＤＲの外側に弾性変形して爪部１１７Ｅが溝部２Ｂから係合解除される。

以上、第３実施形態の伝達部材１００Ｅによれば、金属部材１２０Ｅと樹脂部材１４０Ｅとが一体成形されているので、伝達部材１００Ｅにおける各アーム部１０２Ｅの剛性及びクリープ強度を高めることができる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。また、実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載されたものに限定されない。

上述した実施形態では、胴体部が円筒形状の場合について説明したが、この形状に限定するものではない。例えば胴体部が平板形状であってもよい。

また、上述した実施形態では、ステップＳ１において、可動型の成形型の溝部に金属部材を設置する場合について説明したが、これに限定するものではなく、固定側の成形型の不図示の溝部に金属部材を設置する場合についても本願発明は適用可能である。

また、上述した実施形態では、成形型の数が２つの場合について説明したが、これに限定するものではなく、３つ以上の成形型でキャビティを形成する場合についても本願発明は適用可能である。

１０…画像形成装置、８１…金型（成形型）、１００…伝達部材（成形品）、１０１…胴体部、１０２…アーム部、１０３…内周面、１２０…金属部材、１２３…基部、１２４…凸部、８２１…側壁面（胴体部に対応した部分）、８３１…テーパ面（案内面）、８３２…ストレート面（当接面）、Ｍ…溶融樹脂、ＲＡ…キャビティ、ＲＡ１…溝部

Claims (20)

1. 成形品に対応したキャビティが形成される成形型を用意し、
   前記成形型の前記キャビティの一部となる溝部にインサート部材を配置し、
   前記溝部に前記インサート部材が配置された状態で前記キャビティに溶融樹脂を充填する、成形品の製造方法であって、
   前記溝部の壁面は、第１面と、前記第１面に隣接し、前記第１面に対して傾斜した第２面とを有し、
   前記インサート部材を配置する際に、前記インサート部材を前記第２面に当接させながら前記第２面に沿って移動させた後、前記インサート部材を前記第１面に当接させながら前記第１面に沿って移動させる、
   ことを特徴とする成形品の製造方法。
2. 前記インサート部材は、第１部分と、前記第１部分に連結された第２部分とを有し、
   前記インサート部材を前記第２面に当接させながら前記第２面に沿って移動させるとき、前記第２部分を前記第２面に当接させながら前記第２面に沿って移動させ、
   前記インサート部材を前記第１面に当接させながら前記第１面に沿って移動させるとき、前記第１部分を前記第２面に対向させつつ、前記第２部分を前記第１面に当接させながら前記第１面に沿って移動させることを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方法。
3. 前記第１面に前記インサート部材を当接させた状態で、前記溝部のうちの前記インサート部材に対して前記第１面とは反対側の空間に前記溶融樹脂を充填することを特徴とする請求項１又は２に記載の成形品の製造方法。
4. 前記インサート部材が片持ち支持された状態で前記キャビティに前記溶融樹脂を充填することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
5. 前記インサート部材が前記第１面に沿って移動するとき、前記インサート部材は、前記第１面に押し付けられた状態で当接することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
6. 前記インサート部材を前記溝部に配置するときに、前記インサート部材が変形することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
7. 前記第２面の前記第１面に対する傾斜角度は、３０度以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載の成形品の製造方法。
8. 前記成形型は、胴体部及び前記胴体部から延びるアーム部を有する成形品の前記胴体部に対応した第１壁面と、前記アーム部に対応した第２壁面と、を有し、前記インサート部材は、前記第１壁面および前記第２壁面に対向し、前記第１面および前記第２面は前記第１壁面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
9. 前記第１壁面と前記第２壁面とが並ぶ方向が、前記第１面と前記第２面とが並ぶ方向に交差することを特徴とする請求項８に記載の成形品の製造方法。
10. 第１及び第２成形型を含む複数の成形型を有すると共に、これら複数の成形型の間に、胴体部及び前記胴体部から延びるアーム部を有する成形品に対応したキャビティが形成されるインサート成形型を用意し、前記第１成形型は、前記キャビティの一部となる溝部を規定する壁面の内、前記胴体部に対応した部分に設けられた案内面を備え、
    基部及び前記基部に連結された凸部を有するインサート部材を、前記案内面により前記凸部を案内しつつ、前記第１成形型の溝部に設置し、
    前記複数の成形型を型締めして、前記インサート部材が配置された状態で前記キャビティを形成し、
    前記キャビティに溶融樹脂を充填する成形品の製造方法であって、
    前記基部は、屈曲部と、前記インサート部材を支持する支持部と、前記屈曲部と前記支持部とを連結する連結部と、前記連結部とは反対側に前記屈曲部から延びる平板部とを有し、
    前記凸部は、前記平板部に設けられており、
    前記平板部は、前記屈曲部から延びる第１延出部と、前記第１延出部に対して交差する方向に延びる第２延出部とを有しており、
    前記凸部は、前記第１延出部の延長上に設けられていることを特徴とする成形品の製造方法。
11. 第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、前記第１金属部から延びる第２金属部、及び前記第１樹脂部から延びる第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備える成形品であって、前記第１金属部は、第１部分と、前記第１部分から延びる第２部分と、を有し、
    前記第２部分は、外部に露出した露出部を有し、
    前記第１樹脂部は、前記第１部分のうちの前記露出部に隣接する部分を被覆する第３部分と、前記第１部分を前記第３部分とは反対側から被覆し、かつ、前記第２部分を前記露出部とは反対側から被覆する第４部分と、を有し、
    前記第３部分は、前記露出部に隣接するテーパ面を有することを特徴とする成形品。
12. 前記第１金属部は、第５部分と、前記第５部分に接続された第１屈曲部と、前記第１屈曲部から第１方向に延びる第１延出部と、前記第１延出部から前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２延出部と、前記第２延出部と前記第２金属部とを接続する第２屈曲部と、を有し、前記第２部分と前記第３部分とが前記第１方向において隣接することを特徴とする請求項１１に記載の成形品。
13. 第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、
    前記第１金属部から延びる第２金属部、及び第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備え、
    前記第１金属部は、基部と、前記基部から延びる凸部と、を有し、
    前記基部は、屈曲部と、前記屈曲部から前記アーム部の側に延びる平板部と、を有し、
    前記凸部は、前記平板部に設けられていることを特徴とする成形品。
14. 前記平板部は、前記屈曲部から延びる第１延出部と、前記第１延出部に対して交差する方向に延びる第２延出部とを有しており、
    前記凸部は、前記第１延出部の延長上に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の成形品。
15. 第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、
    前記第１金属部から延びる第２金属部、及び第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備え、
    前記第１金属部は、基部と、前記基部から延びる凸部と、を有し、
    前記胴体部は、円筒形状であり、
    前記アーム部は、前記胴体部の内周面から延びていることを特徴とする成形品。
16. 前記胴体部は、前記凸部の一部が外部に露出した露出部を備えていることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の成形品。
17. 駆動軸からの回転力を受ける伝達部材であって、
    前記伝達部材が、請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の成形品であり、
    前記胴体部が前記駆動軸を取り囲み、前記アーム部が前記駆動軸の溝部に係合されることを特徴とする伝達部材。
18. モータと、前記モータの回転力が伝達される伝達部材と、を備える装置であって、
    前記伝達部材が、請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の成形品であることを特徴とする装置。
19. 感光ドラムと、前記感光ドラムの長手方向の端部に取り付けられ、前記感光ドラムに回転力を伝達する伝達部材と、を備え、
    前記伝達部材は、
    第１金属部、及び第１樹脂部を有する胴体部と、
    前記第１金属部から延びる第２金属部、及び第２樹脂部を有し、前記胴体部から延びるアーム部と、を備え、前記第１金属部は、基部と、前記基部から延びる凸部と、を有する成形品であることを特徴とする画像形成装置用のカートリッジ。
20. 画像形成装置本体と、
    前記画像形成装置本体に装着される請求項１９に記載のカートリッジと、を備えた画像形成装置。

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