WO2010122957A1 - 押出加工方法及び押出加工装置 - Google Patents

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billet
stem
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陽一 百々
傳二郎 金子
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昭和電工株式会社
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C35/00—Removing work or waste from extruding presses; Drawing-off extruded work; Cleaning dies, ducts, containers, or mandrels
    • B21C35/04—Cutting-off or removing waste
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G5/00—Recording members for original recording by exposure, e.g. to light, to heat, to electrons; Manufacture thereof; Selection of materials therefor
    • G03G5/10—Bases for charge-receiving or other layers
    • G—PHYSICS
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    • G03G2215/00—Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/00953—Electrographic recording members
    • G03G2215/00957—Compositions

Definitions

  • the present invention relates to an extrusion method including a step of cutting a billet discard, an extrusion device used in the extrusion method, and a method for manufacturing a photosensitive drum substrate blank.
  • aluminum is used to include both pure aluminum and an aluminum alloy unless otherwise specified.
  • Upstream and downstream mean upstream and downstream in the extrusion direction, respectively.
  • Extruded materials are widely used for photosensitive drum substrate blanks, OA equipment parts, building materials, exterior materials, and the like.
  • quality requirements for the surface properties of extruded materials have become stricter.
  • the quality requirements for the appearance and surface roughness of the extruded material are particularly severe.
  • an air entrainment defect is cited.
  • This air entrainment defect is not only a problem with the appearance and surface roughness of the extruded material, but also when the plastic processing such as drawing or bending is performed in the next process, the appearance of the plastic processed product There is a problem of worsening or increasing the surface roughness.
  • the air entanglement defect is stretched in the drawing direction by the drawing process, and as a result, there is a problem that the range of the appearance defect and the surface roughness defect becomes large.
  • a drawn material that has been drawn is used in a photosensitive drum base tube, a surface roughness defect is stretched in the axial direction of the raw tube, causing a problem that a long linear defect appears in a printed image.
  • Patent Document 1 discloses that a recess is provided in the central portion of the upstream end face of an extrusion die (specifically, a port hole die) as an improvement on the shape of the extrusion die. Yes.
  • the discard is also called a press residue, and is a billet remaining in the container after the extrusion process.
  • the present inventors have found out that whether the state of the cut surface of the discard is good or bad is strongly influenced by the thickness of the discard. That is, as shown in FIG. 5 (a), when the discard 57 present on the upstream side of the upstream end surface 53a of the extrusion die 53 is thick, the discard 57 is removed as shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c). In the middle of cutting the discard 57 along the upstream end surface 53 a of the extrusion die 53 with the shear blade 54 for cutting, the discard 57 is put together with a part 58 of the remaining extruded material remaining in the extrusion die 53. It falls off 53. Therefore, a cavity (recess) x is generated in the extrusion die 53.
  • the present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object of the present invention is to provide an extrusion method for producing an extruded material having a good appearance and a small surface roughness, and an extrusion apparatus used in the extrusion method. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a photosensitive drum base tube using the extrusion method.
  • the present invention provides the following means.
  • the extrusion method is an aluminum alloy extrusion method, 4.
  • a stem that presses the billet disposed in the container; A shear blade for cutting out the billet discard, The stem is further configured to press the discard in the thickness direction so that the thickness decreases after or after the restraint of the outer peripheral surface of the discard by the container is released.
  • An extrusion apparatus characterized by that.
  • the present invention has the following effects.
  • the discard is easily curled when the discard is cut by reducing the thickness of the discard. Thereafter, the discard is cut off so that the discard does not fall off together with a part of the remaining extruded material in the extrusion die, thereby preventing a cavity from being formed in the extrusion die.
  • an appearance defect and a surface roughness defect do not occur in the extruded material, and thus an extruded material having a good appearance and a small surface roughness can be produced.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a state in which a discard is present in a container in the extrusion method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a constraint of the outer peripheral surface of the discard by the container. It is a schematic sectional drawing of the state which canceled.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of a state where the billet is pressed by a stem to reduce the thickness of the billet
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of a state immediately before the discard is cut by a shear blade. It is.
  • FIG. 3A is a schematic diagram of a state in the middle of cutting the discard with a shear blade
  • FIG. 3A is a schematic diagram of a state in the middle of cutting the discard with a shear blade
  • FIG. 3B is a schematic diagram of a state immediately before the cutting of the discard
  • FIG. 3C is the discard. It is the schematic of the state at the time of completion
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in the middle of pressing the discard while releasing the restraint of the outer peripheral surface of the discard by the container.
  • FIG. 5A is a schematic diagram of a state immediately before cutting the discard with a shear blade in a conventional extrusion method
  • FIG. 5B is a schematic diagram of a state in the middle of cutting the discard
  • FIG. FIG. 4 is a schematic view of a state at the end of cutting of the discard card.
  • FIGS. 1 to 3 are views for explaining an extrusion method and an extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 10 is an extrusion apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the extrusion processing apparatus 10 is a direct extrusion processing apparatus in detail, and manufactures a metal extruded material as the extruded material 8.
  • the material of the extruded material 8 is a metal, and specifically, for example, aluminum.
  • This extruded material 8 is a hollow extruded material (eg, pipe material) used for a photosensitive drum base tube, OA component, building material, exterior material, etc., and has a hollow portion extending continuously in the extrusion direction. It is.
  • the extruded material 8 is an extruded tube having an annular cross section, and the extruded tube is drawn to obtain an element tube used for the photosensitive drum base.
  • an OPC Organic-Photo-Conductor
  • the extruded material 8 is referred to as an extruded tube.
  • the extrusion processing apparatus 10 includes a container 1, a stem 2, an extrusion die 3, a shear blade 4, and the like.
  • the container 1 is loaded with an aluminum billet 6 therein.
  • the container 1 has a function of guiding and moving the billet 6 pressed by the stem 2 toward the extrusion die 3 and the outer peripheral surface of the billet 6 expands radially outward even when the billet 6 receives the pressing force from the stem 2. It has a function of restraining the outer peripheral surface of the billet 6 so as not to come out.
  • the billet 6 (and the discard 7) is indicated by dot hatching so as to be easily distinguished from other members.
  • the diameter and length of the billet 6 loaded in the container 1 are set according to the diameter, thickness and length of the extruded tube 8 and are not particularly limited. Is usually 155 to 205 mm, and its length is usually 300 to 790 mm.
  • the stem 2 presses the billet 6 in the container 1.
  • a driving device 5 such as a fluid pressure cylinder (for example, a hydraulic cylinder) that applies a pressing force to the stem 2 is connected to the proximal end portion of the stem 2.
  • a dummy block 2 a is provided at the tip of the stem 2. The dummy block 2a is used to prevent the billet material from flowing backward when the billet 6 is pressed by the stem 2.
  • the extrusion die 3 has a forming hole (not shown) which is a through hole for forming the billet 6 into a predetermined cross-sectional shape.
  • the extrusion die 3 is used for manufacturing the extrusion tube 8 and is composed of a porthole die or the like.
  • the upstream end surface 3 a of the extrusion die 3 is a cutting reference surface for cutting and removing (that is, cutting) the discard 7 composed of the billet 6 remaining in the container 1.
  • the shear blade 4 cuts and removes the discard 7 along the upstream end surface 3 a (that is, the cutting reference surface) of the extrusion die 3.
  • the shear blade 4 is disposed on the side with respect to the position of the upstream end surface 3 a of the extrusion die 3.
  • the stem 2 is placed in the thickness direction (that is, the length direction of the billet 6) after the restraint of the outer peripheral surface of the discard 7 by the container 1 is released or released by the driving device 5.
  • the thickness of the discard 7 is reduced by pressing it.
  • the billet 6 With the aluminum billet 6 loaded in the container 1 of the extrusion processing apparatus 10, the billet 6 is pushed into the extrusion die 3 by pressing the billet 6 in the length direction by the stem 2, whereby the billet 6 is The extruded tube 8 is manufactured by molding into a predetermined cross-sectional shape.
  • the outer peripheral surface of the billet 6 is constrained by the container 1 so as not to bulge radially outward even when the billet 6 receives a pressing force from the stem 2.
  • the extrusion apparatus 10 is a direct extrusion apparatus as described above, the pressing direction of the billet 6 by the stem 2 is the extrusion direction.
  • the pressing by the stem 2 is stopped.
  • the billet 6 remaining in the container 1 at this time becomes a discard 7 to be excised, and the length of the remaining billet 6 is the thickness of the discard 7.
  • the discard 7 contains a large amount of impurities.
  • the thickness of the discard 7 at this time is not limited, but is particularly preferably in the range of 20 to 60 mm. When the thickness of the discard 7 is 20 mm or more (including 20 mm), the discard 7 can surely contain impurities. When the thickness of the discard 7 is 60 mm or less (including 60 mm), waste of the extruded material can be reduced as much as possible.
  • the discard 7 is taken out from the container 1 to the outside of the container 1 through the downstream outlet of the container 1. Release the constraint on the outer peripheral surface. This process is called “discard restraint release process”.
  • the discard 7 is integrated with the residual extruded material in the extrusion die 3 in a state protruding from the upstream end surface 3a of the extrusion die 3 to the upstream side.
  • the discard 2 is pressed in the thickness direction (in the present embodiment, the extrusion direction) by the stem 2, thereby reducing the thickness of the discard 7 and making it thinner. That is, the discard 7 is plastically deformed so that its thickness decreases. As the thickness of the discard 7 decreases, the outer peripheral surface of the discard 7 bulges outward in the radial direction over the entire circumference, and the diameter of the discard 7 increases. This process is called “discard thickness reduction process”.
  • the temperature of the discard 7 when pressing the discard 7 with the stem 2 is as follows: It is desirable to set the temperature within the range of 400 to 520 ° C. When the temperature of the discard 7 is 520 ° C. or lower (including 520 ° C.), adhesion between the stem 2 and the discard 7 can be reliably prevented. On the other hand, when the temperature of the discard 7 is too low, the thickness of the discard 7 does not decrease so much even if the discard 7 is pressed by the stem 2, and impurities contained in the discard 7 are contained in the extrusion die 3.
  • the temperature of the discard 7 is preferably set within the range of 400 to 520 ° C.
  • the temperature of the discard 7 when pressing the discard 7 with the stem 2 is within a range of 420 to 490 ° C. It is desirable to be set to.
  • the discard 7 in the discard thinning process, it is desirable to reduce the discard 7 so that its thickness is in the range of 10 to 30 mm.
  • the thickness of the discard 7 is 10 mm or more (including 10 mm)
  • impurities contained in the discard 7 are added to the remaining extruded material in the extrusion die 3. It can be surely prevented from being pushed in.
  • the discard 7 has a thickness of 30 mm or less (including 30 mm)
  • the discard 7 is surely curled when the discard 7 is cut. As a result, the discard 7 remains in the extrusion die 3. It can be surely prevented from falling off with a part of the material.
  • the stem 2 is retracted to stop pressing the discard 7 with the stem 2, and the shear blade 4 is moved from the side toward the upstream end surface 3 a of the extrusion die 3. Move forward.
  • the shear blade 4 is advanced along the upstream end surface 3a of the extrusion die 3, so that the discard 7 is moved by the shear blade 4 to the upstream end surface 3a of the extrusion die 3. And cut along (i.e., excise).
  • the discard 7 is easily curled. Therefore, as the cutting of the discard 7 by the shear blade 4 progresses, the discard 7 curls toward the upstream side. Thereby, even if the discard 7 is cut, the discard 7 does not fall off together with a part of the remaining extruded material in the extrusion die 3. Accordingly, the discard 7 is cut so that the cut surface of the remaining extruded material in the extrusion die 3 becomes flat. This process is called “discard cutting process”. In FIGS. 3A to 3C, the container 1 and the stem 2 are not shown.
  • a new billet 6a (see FIG. 2B) is loaded into the container 1 and the container 1 is returned to the initial position. Thereafter, the stem 2 is advanced to press the new billet 6a in the length direction (that is, the extrusion direction), thereby pressing the new billet 6a against the remaining extruded material in the extrusion die 3 to be pressure-bonded. This process is called “new billet push-in process”. Then, the extrusion process is resumed. This process is referred to as an “extrusion restart process”.
  • the discard 7 is easily curled when the discard 7 is cut since the thickness of the discard 7 is already reduced and thinned in the discard cutting process. Therefore, the discard 7 can be cut so that the cut surface of the remaining extruded material in the extrusion die 3 becomes flat. As a result, even if the new billet 6a is pushed over, there is no appearance defect or surface roughness defect in the resulting extruded tube 8. Therefore, it is possible to obtain the extruded tube 8 having a good appearance and a small surface roughness.
  • the extruded tube 8 thus obtained is drawn by a known drawing device (not shown) to obtain a photosensitive drum substrate blank. This process is called “drawing process”. Since this raw tube is obtained by drawing the extruded tube 8 having a small surface roughness, the surface roughness is still small. Furthermore, since the surface roughness defect in the axial direction of the raw tube is not stretched, a long linear defect does not appear in the printed image, and a good printed image can be obtained. Therefore, this tube is preferably used for a photosensitive drum substrate.
  • the area of the pressing surface 2b to the billet 6 of the stem 2 is set to be smaller than the projected area in the extrusion direction of the discard 7 after the discard thinning process.
  • the shape of the pressing surface 2b of the stem 2 is circular.
  • the radius of the pressing surface 2b is set smaller than the minimum radius in the projection direction projection shape of the discard 7 after the discard thinning process. By doing so, the discard 7 can be curled reliably.
  • a “lubricant attaching step” for attaching the lubricant to at least a part of the pressing surface 2b of the stem 2 may be provided before the discard thickness reducing step.
  • a lubricant adhesion step adhesion between the stem 2 and the discard 7 in the discard thickness reducing step can be reliably prevented.
  • a lubricant containing graphite or a lubricant containing boron nitride (BN) is preferably used as the lubricant.
  • application or spray adhesion may be inexpensive.
  • a method of cooling the stem 2 and lowering its temperature can be used. If the cooling of the stem 2 and the lubricant adhesion step are used in combination, the adhesion between the stem 2 and the discard 7 can be more reliably prevented.
  • the discard 7 in the discard thickness reducing step, after releasing the restraint of the outer peripheral surface of the discard 7 by the container 1, the discard 7 is pressed by the stem 2 in its thickness direction, The thickness of the discard 7 is reduced.
  • the disc 7 is pressed by the stem 2 in the thickness direction while releasing the restraint of the outer peripheral surface of the discard 7 by the container 1.
  • the thickness of the card 7 may be reduced.
  • the discard 2 is pressed by the stem 2 in the thickness direction while releasing the restraint of the outer peripheral surface of the discard 7 by moving the stem 2 forward while retracting the container 1.
  • the extrusion die 3 is for manufacturing the extrusion tube 8
  • the extrusion die 3 is for manufacturing a solid extruded material
  • examples of the extrusion die 3 for producing a solid extruded material include a flat die and a flat die having a push plate attached thereto.
  • the extrusion apparatus 10 is a direct extrusion apparatus.
  • the extrusion apparatus may be an indirect extrusion apparatus.
  • the photosensitive drum base material tube is obtained by drawing the extruded tube 8.
  • the photosensitive drum base material is also cut by cutting the outer peripheral surface of the extruded tube 8. You may get a tube. In this case, since the surface roughness of the extruded tube 8 is small, the machining allowance for cutting is small, and the material yield is good.
  • the term present invention or inventory should not be construed inappropriately as identifying criticality, nor should it be construed as inappropriately applied across all aspects or all embodiments ( That is, it should be understood that the present invention has numerous aspects and embodiments) and should not be construed inappropriately to limit the scope of the present application or the claims.
  • the term “embodiment” is also used to describe any aspect, feature, process or step, any combination thereof, and / or any part thereof. It is done. In some examples, various embodiments may include overlapping features.
  • the abbreviations “e.g.,” and “NB” may be used, meaning “for example” and “careful” respectively.
  • the present invention can be used in an extrusion method, an extrusion apparatus, and a method for manufacturing a photosensitive drum base tube.

Abstract

　押出加工方法は、コンテナ１によるディスカード７の外周面の拘束を解除した後又は解除しながら、ディスカード７をその厚さ方向にステム２により押圧することにより、ディスカード７の厚さを減少させ、その後、ディスカード７をシャー刃４により切除する。

Description

押出加工方法及び押出加工装置
　本発明は、ビレットのディスカードを切除する工程を含む押出加工方法、該押出加工方法に用いられる押出加工装置、及び、感光ドラム基体用素管の製造方法に関する。
　なお本明細書では、「アルミニウム」の語は、特に示さない限り、純アルミニウムとアルミニウム合金との双方を含む意味で用いる。また、「上流」及び「下流」とは、それぞれ押出方向の上流及び下流を意味する。
　押出材は、感光ドラム基体用素管、ＯＡ機器用部品、建材、エクステリア材等に広く用いられている。近年、押出材の表面性状についてその品質要求が厳しくなっている。なかでも押出材の外観と表面粗さに対する品質要求は特に厳しくなっている。
　押出加工時に発生する押出材の外観不良と表面粗さ不良として、エアー巻込み不良が挙げられる。このエアー巻込み不良は、押出材の外観不良と表面粗さ不良上の問題だけでなく、次工程で引抜加工や曲げ加工等の塑性加工が行われた場合、塑性加工された製品の外観を悪化させる、あるいは表面粗さを大きくする問題がある。
　また、次工程で引抜加工が行われた場合、エアー巻込み不良が引抜加工によって引抜方向に引き伸ばされ、その結果、外観不良と表面粗さ不良の範囲が大きくなる不具合が発生する。特に、引抜加工された引抜材を感光ドラム基体用素管に用いる場合には、素管の軸線方向に表面粗さ不良が引き伸ばされるので、印刷画像に長い線状欠陥が表れる問題が発生する。
　エアー巻き込み不良の発生原因として、ディスカードの切断面の状態が悪いことが挙げられる。そのため、押出ダイスの形状について改良が行われてきた。例えば、特開２００２－１４２２号公報（特許文献１）は、押出ダイスの形状についての改良として、押出ダイス（詳述するとポートホールダイス）の上流端面の中央部に凹部を設けることを開示している。なお、ディスカードとは押残りとも呼ばれ、押出加工後にコンテナ内に残ったビレットである。
特開２００２－１４２２号公報
　ところで、ディスカードの切断面の状態の善し悪しは、ディスカードの厚さによる影響が強いことが本発明者の研究により判明した。すなわち、図５（ａ）に示すように、押出ダイス５３の上流端面５３ａよりも上流側に存在するディスカード５７が厚い場合、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すようにディスカード５７を切除するためにディスカード５７をシャー刃５４により押出ダイス５３の上流端面５３ａに沿って切断する途中で、ディスカード５７が押出ダイス５３内に残留した残留押出材料の一部５８と一緒に押出ダイス５３からもげ落ちてしまう。そのため、押出ダイス５３内に空洞（凹所）ｘが生じる。この状態で、新しいビレット（図示せず）を押出ダイス５３内の残留押出材料に押し付けて圧着し、押出加工を再開すると、この空洞ｘ内のエアーが押出材５８中に巻き込まれてしまい、その結果、押出材５８の外観や表面粗さが悪くなる。
　本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な外観と小さい表面粗さの押出材を製造するための押出加工方法、該押出加工方法に用いられる押出加工装置、及び、前記押出加工方法を用いた感光ドラム基体用素管の製造方法を提供することにある。
　本発明のその他の目的及び利点は、以下の好ましい実施形態から明らかにされるであろう。
　本発明は以下の手段を提供する。
　［１］　コンテナによるディスカードの外周面の拘束を解除した後で又は解除しながら、前記ディスカードをその厚さ方向にステムにより押圧することにより、前記ディスカードの厚さを減少させるディスカード減厚工程と、
　前記ディスカード減厚工程の後で、前記ディスカードをシャー刃により切除するディスカード切除工程と、
　を含むことを特徴とする押出加工方法。
　［２］　前記ディスカード切除工程の後で、前記コンテナ内に装填された新たなビレットを押出ダイス内の残留押出材料に押し付けて圧着する新ビレット押継ぎ工程と、
　前記新ビレット押継ぎ工程の後で、押出加工を再開する押出加工再開工程と、
　を含む前項１記載の押出加工方法。
　［３］　前記ディスカード減厚工程で、前記ディスカードの厚さが１０～３０ｍｍの範囲内になるように前記ディスカードの厚さを減少させる前項１又は２記載の押出加工方法。
　［４］　前記押出加工方法は、アルミニウム合金の押出加工方法であり、
　前記ディスカード減厚工程における前記ディスカードの温度が４００～５２０℃の範囲内である前項１～３のいずれかに記載の押出加工方法。
　［５］　前項１～４のいずれかに記載の押出加工方法を行った後、前記押出加工方法で得られた押出管を引抜加工することを特徴とする感光ドラム基体用素管の製造方法。
　［６］　コンテナ内に配置されたビレットを押圧するステムと、
　前記ビレットのディスカードを切除するシャー刃と、を具備し、
　前記ステムは、更に、前記コンテナによるディスカードの外周面の拘束が解除された後で又は解除されながら、前記ディスカードをその厚さが減少するように厚さ方向に押圧するものとなされていることを特徴とする押出加工装置。
　本発明は以下の効果を奏する。
　［１］の発明では、ディスカードの厚さを減少させることにより、ディスカードの切断時にディスカードがカールし易くなる。その後、ディスカードを切除することにより、ディスカードが押出ダイス内の残留押出材料の一部と一緒にもげ落ちなくなり、これにより、押出ダイス内に空洞が生じるのを防止できる。その結果、押出材に外観不良や表面粗さ不良が発生しなくなり、もって良好な外観と小さい表面粗さの押出材を製造することができる。
　［２］の発明では、良好な外観と小さい表面粗さの押出材を確実に製造することができる。
　［３］の発明では、良好な外観と小さい表面粗さの押出材を更に確実に製造することができる。
　［４］の発明では、良好な外観と小さい表面粗さのアルミニウム合金製押出材を確実に製造することができる。
　［５］の発明では、本発明に係る押出加工方法で得られた押出管は表面粗さが小さいことから、この押出管を引抜加工することにより、小さい表面粗さの感光ドラム基体用素管を得ることができる。
　［６］の発明では、本発明に係る押出加工方法に好適に用いられる押出加工装置を提供できる。
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る押出加工方法においてコンテナ内にディスカードが存在している状態の概略断面図、図１（ｂ）はコンテナによる同ディスカードの外周面の拘束を解除した状態の概略断面図である。 図２（ａ）は同ビレットをステムにより押圧してビレットの厚さを減少させた状態の概略断面図、図２（ｂ）は同ディスカードをシャー刃により切断する直前の状態の概略断面図である。 図３（ａ）は同ディスカードをシャー刃により切断する途中の状態の概略図、図３（ｂ）は同ディスカードの切断終了直前の状態の概略図、図３（ｃ）は同ディスカードの切断終了時の状態の概略図である。 図４は、コンテナによるディスカードの外周面の拘束を解除しながら、ディスカードを押圧する途中の状態の概略断面図である。 図５（ａ）は従来の押出加工方法においてディスカードをシャー刃により切断する直前の状態の概略図、図５（ｂ）は同ディスカードの切断途中の状態の概略図、図５（ｃ）は同ディスカードの切断終了時の状態の概略図である。
　次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
　図１～３は、本発明の一実施形態に係る押出加工方法及び押出加工装置を説明するための図である。図１において、１０は、本発明の一実施形態に係る押出加工装置である。この押出加工装置１０は、詳述すると直接押出加工装置であり、押出材８として金属押出材を製造するものである。押出材８の材質は、金属であり、詳述すると例えばアルミニウムである。この押出材８は、感光ドラム基体用素管、ＯＡ用部品、建材、エクステリア材等に用いられる中空押出材（例：パイプ材）であり、押出方向に連続して延びた中空部を有するものである。本実施形態では、押出材８は、断面円環状の押出管であり、この押出管が引抜加工されることにより、感光ドラム基体に用いられる素管が得られる。感光ドラム基体の製造時にはこの素管の外周面に例えばＯＰＣ（Organic Photo Conductor）層が塗工される。以下では、押出材８を押出管という。
　押出加工装置１０は、コンテナ１、ステム２、押出ダイス３、シャー刃４等を具備している。
　コンテナ１は、その内部にアルミニウムビレット６が装填されるものである。このコンテナ１は、ステム２により押圧されたビレット６を押出ダイス３に向かって案内移動させる機能と、ステム２からの押圧力をビレット６が受けてもビレット６の外周面が半径外方向へ膨出しないようにビレット６の外周面を拘束する機能とを有している。なお、これらの図において、ビレット６（及びディスカード７）は、他の部材と区別し易くするため、ドットハッチングで示している。
　コンテナ１内に装填されるビレット６の直径及び長さは、押出管８の直径、肉厚及び長さに応じて設定されるものであり、特に限定されるものではないが、ビレット６の直径は通常１５５～２０５ｍｍであり、その長さは通常３００～７９０ｍｍである。
　ステム２は、コンテナ１内のビレット６を押圧するものである。ステム２の基端部には、該ステム２に押圧力を付与する流体圧シリンダ（例：油圧シリンダ）等の駆動装置５が接続されている。ステム２の先端部にはダミーブロック２ａが設けられている。なお、ダミーブロック２ａとは、ステム２でビレット６を押圧した際にビレット材料の逆流を防止するためのものである。
　押出ダイス３は、その内部に、ビレット６を所定の断面形状に成形する貫通孔であるところの成形孔（図示せず）を有している。本実施形態では、押出ダイス３は、押出管８を製造するために用いられるものであり、ポートホールダイス等からなる。また、押出ダイス３の上流端面３ａは、コンテナ１内に残ったビレット６からなるディスカード７を切断除去（即ち切除）するときの切断基準面である。
　シャー刃４は、押出ダイス３の上流端面３ａ（即ち切断基準面）に沿ってディスカード７を切断除去するものである。このシャー刃４は、押出ダイス３の上流端面３ａの位置に対して側方側に配置されている。
　さらに、ステム２は、駆動装置５によって、コンテナ１によるディスカード７の外周面の拘束が解除された後で又は解除されながら、ディスカード７をその厚さ方向（即ちビレット６の長さ方向）に押圧することにより、ディスカード７の厚さを減少させるものとなされている。
　次に、上記押出加工装置１０を用いてアルミニウムの押出加工をする方法について以下に説明する。
　押出加工装置１０のコンテナ１内にアルミニウムビレット６を装填した状態で、ステム２によってビレット６をその長さ方向に押圧することにより、ビレット６を押出ダイス３内に押し込み、これにより、ビレット６を所定断面形状に成形して押出管８を製造する。ビレット６がコンテナ１内に装填された状態では、ビレット６がステム２からの押圧力を受けてもビレット６の外周面はコンテナ１によって半径外方向に膨出しないように拘束されている。なお本実施形態では、押出加工装置１０は上述したように直接押出加工装置であるから、ステム２によるビレット６の押圧方向が押出方向となる。
　図１（ａ）に示すように、コンテナ１内に残存するビレット６の長さが所定長さになったら、ステム２による押圧を停止する。このときのコンテナ１内に残ったビレット６が、切除すべきディスカード７となり、また残ったビレット６の長さがディスカード７の厚さとなる。このディスカード７中には、押出加工中にコンテナ壁面抵抗で後方に流動したビレット表皮の不純物層が巻き込まれている。そのため、ディスカード７には多量の不純物が含有されている。このときのディスカード７の厚さは、限定されるものではないが、２０～６０ｍｍの範囲内であることが特に望ましい。ディスカード７の厚さが２０ｍｍ以上（２０ｍｍを含む）であることにより、ディスカード７に不純物を確実に含有させることができる。ディスカード７の厚さが６０ｍｍ以下（６０ｍｍを含む）であることにより、押出材料の無駄を極力少なくすることができる。
　次いで、図１（ｂ）に示すように、コンテナ１を後退させることにより、ディスカード７をコンテナ１内からコンテナ１の下流出口を通じてコンテナ１外側へ出し、これにより、コンテナ１によるディスカード７の外周面の拘束を解除する。この工程を「ディスカード拘束解除工程」という。ディスカード７は、押出ダイス３の上流端面３ａから上流側へ突出した状態で押出ダイス３内の残留押出材料と一体になっている。
　その後、図２（ａ）に示すように、ステム２によってディスカード７をその厚さ方向（本実施形態では押出方向）に押圧し、これによりディスカード７の厚さを減少させて薄くする。すなわち、ディスカード７をその厚さが減少するように塑性変形させる。このようなディスカード７の厚さの減少に伴い、ディスカード７の外周面がその全周に亘って半径外方向に膨出してディスカード７の直径が増大する。この工程を「ディスカード減厚工程」という。
　ディスカード減厚工程において、アルミニウムビレット６がアルミニウム合金ビレットである場合、すなわち押出加工方法がアルミニウム合金の押出加工方法である場合、ステム２でディスカード７を押圧する時のディスカード７の温度は４００～５２０℃の範囲内に設定されることが望ましい。ディスカード７の温度が５２０℃以下（５２０℃を含む）である場合には、ステム２とディスカード７との凝着を確実に防止することができる。一方、ディスカード７の温度が低すぎる場合には、ステム２でディスカード７を押圧してもディスカード７の厚さがあまり減少せず、ディスカード７に含有された不純物が押出ダイス３内の残留押出材に押し込まれる不具合が発生する虞がある。したがって、ディスカード７の温度は４００～５２０℃の範囲内に設定されることが良い。特に、アルミニウムビレット６がアルミニウム濃度が９０％以上（９０％を含む）のアルミニウム合金からなる場合では、ステム２でディスカード７を押圧する時のディスカード７の温度は４２０～４９０℃の範囲内に設定されることが望ましい。
　さらに、ディスカード減厚工程では、ディスカード７は、その厚さが１０～３０ｍｍの範囲内になるように減少させることが望ましい。ディスカード７の厚さが１０ｍｍ以上（１０ｍｍを含む）であることにより、ディスカード７を切断し易くなるし、更には、ディスカード７に含有された不純物が押出ダイス３内の残留押出材料に押し込まれるのを確実に防止できる。ディスカード７の厚さが３０ｍｍ以下（３０ｍｍを含む）であることにより、ディスカード７の切断時にディスカード７が確実にカールするものとなり、その結果、ディスカード７が押出ダイス３内の残留押出材料の一部と一緒にもげ落ちるのを確実に防止できる。
　次いで、図２（ｂ）に示すように、ステム２を後退させることでディスカード７をステム２で押圧するのをやめるとともに、シャー刃４を押出ダイス３の上流端面３ａに向かって側方から前進させる。
　そして、図３（ａ）～（ｃ）に示すように、シャー刃４を押出ダイス３の上流端面３ａに沿って前進させることにより、シャー刃４によってディスカード７を押出ダイス３の上流端面３ａに沿って切断除去する（即ち切除する）。このとき、ディスカード７の厚さが既に減少して薄くなっているため、ディスカード７はカールし易くなっている。そのため、シャー刃４によるディスカード７の切断が進行するに伴い、ディスカード７は上流側に向けてカールする。これにより、ディスカード７を切除してもディスカード７が押出ダイス３内の残留押出材料の一部と一緒にもげ落ちることはない。したがって、押出ダイス３内の残留押出材料の切断面が平坦になるように、ディスカード７が切断される。この工程を「ディスカード切除工程」という。なお図３（ａ）～（ｃ）では、コンテナ１とステム２は図示省略されている。
　次いで、図示していないが、新しいビレット６ａ（図２（ｂ）参照）をコンテナ１内に装填するとともに、コンテナ１を初期位置に戻す。その後、ステム２を前進させて新ビレット６ａをその長さ方向（即ち押出方向）に押圧することにより、新ビレット６ａを押出ダイス３内の残留押出材料に押し付けて圧着する。この工程を「新ビレット押継ぎ工程」という。そして、押出加工を再開する。この工程を「押出加工再開工程」という。
　上記押出加工方法によれば、ディスカード切除工程ではディスカード７の厚さが既に減少して薄くなっているので、ディスカード７の切断時にディスカード７がカールし易くなっている。そのため、押出ダイス３内の残留押出材料の切断面が平坦になるようにディスカード７を切除することができる。これにより、新ビレット６ａの押継ぎを行っても、得られる押出管８に外観不良や表面粗さ不良が発生しない。したがって、良好な外観と小さい表面粗さの押出管８を得ることができる。
　さらに、こうして得られた押出管８を公知の引抜加工装置（図示せず）によって引抜加工することにより、感光ドラム基体用素管が得られる。この工程を「引抜加工工程」という。この素管は、小さい表面粗さの押出管８を引抜加工することにより得られたものであるから、その表面粗さはやはり小さい。さらに、素管の軸線方向の表面粗さ不良が引き伸ばされることもないので、印刷画像に長い線状欠陥が表れず、良好な印刷画像を得ることができる。したがって、この素管は感光ドラム基体に好適に用いられる。
　さらに、本実施形態の押出加工装置１０では、ステム２のビレット６への押圧面２ｂの面積が、ディスカード減厚工程後のディスカード７の押出方向投影面積よりも小さく設定されている。本実施形態では、ステム２の押圧面２ｂの形状は円形である。押圧面２ｂの半径は、ディスカード減厚工程後のディスカード７の押出方向投影形状における最小半径よりも小さく設定されている。こうすることにより、ディスカード７を確実にカールさせることができる。
　また、上記押出加工方法において、ディスカード減厚工程では、ディスカード７の塑性変形による加工発熱のためにステム２の押圧面２ｂの温度が上昇し、ステム２とディスカード７とが凝着し易くなる。この不具合を防止するために、ディスカード減厚工程の前に、ステム２の押圧面２ｂの少なくとも一部に潤滑剤を付着させる「潤滑剤付着工程」を設けても良い。この潤滑剤付着工程を設けると、ディスカード減厚工程でのステム２とディスカード７との凝着を確実に防止することができる。潤滑剤として、黒鉛を含む潤滑剤、または窒化ホウ素（ＢＮ）を含む潤滑剤を用いるのが良い。潤滑剤の付着の手段は、塗布または噴霧付着が安価で良い。また、ディスカード減厚工程でのステム２とディスカード７との凝着を防止するその他の方法としては、ステム２を冷却してその温度を下げる方法を用いることもできる。ステム２の冷却と潤滑剤付着工程とを併用すると、ステム２とディスカード７の凝着を更に確実に防止することができる。
　以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、様々に変更可能である。
　例えば、上記実施形態によれば、ディスカード減厚工程では、コンテナ１によるディスカード７の外周面の拘束を解除した後で、ディスカード７をその厚さ方向にステム２により押圧することにより、ディスカード７の厚さを減少させている。しかるに、本発明では、その他に、図４に示すように、コンテナ１によるディスカード７の外周面の拘束を解除しながら、ディスカード７をその厚さ方向にステム２により押圧することにより、ディスカード７の厚さを減少させても良い。図４では、コンテナ１を後退させながらステム２を前進させることによって、ディスカード７の外周面の拘束を解除しながらディスカード７をその厚さ方向にステム２により押圧している。
　また上記実施形態では、押出ダイス３は押出管８を製造するためのものであるが、本発明では、押出ダイス３は、その他に、中実な押出材を製造するためのものであっても良い。中実な押出材を製造するための押出ダイス３としては、平ダイスや、平ダイスに押継ぎプレートが付設されたものが例示される。
　また上記実施形態では、押出加工装置１０は直接押出加工装置であるが、本発明では、押出加工装置は、その他に、間接押出加工装置であっても良い。
　また上記実施形態では、押出管８を引抜加工することにより感光ドラム基体用素管を得たが、本発明では、その他に、押出管８の外周面を切削加工することにより感光ドラム基体用素管を得ても良い。この場合、押出管８の表面粗さが小さいので切削加工の加工代が小さくなり、材料歩留まりが良好である。
　本願は、２００９年４月２０日付で出願された日本国特許出願の特願２００９－１０１９８０号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。
　ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなく、ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、この発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。
　本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものであるが、この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきであって、それら実施例は、本発明をここに記載しかつ／または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。
　本発明の図示実施形態を幾つかここに記載したが、本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではなく、この開示に基づいていわゆる当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ（例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び／又は変更を有するありとあらゆる実施形態をも包含するものである。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではなく、そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、この開示において、「preferably」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。この開示および本願のプロセキューション中において、ミーンズ・プラス・ファンクションあるいはステップ・プラス・ファンクションの限定事項は、特定クレームの限定事項に関し、ａ）「means for」あるいは「step for」と明確に記載されており、かつｂ）それに対応する機能が明確に記載されており、かつｃ）その構成を裏付ける構成、材料あるいは行為が言及されていない、という条件の全てがその限定事項に存在する場合にのみ適用される。この開示および本願のプロセキューション中において、「present invention」または「invention」という用語は、この開示範囲内における１または複数の側面に言及するものとして使用されている場合がある。このpresent inventionまたはinventionという用語は、臨界を識別するものとして不適切に解釈されるべきではなく、全ての側面すなわち全ての実施形態に亘って適用するものとして不適切に解釈されるべきではなく（すなわち、本発明は多数の側面および実施形態を有していると理解されなければならない）、本願ないしはクレームの範囲を限定するように不適切に解釈されるべきではない。この開示および本願のプロセキューション中において、「embodiment」という用語は、任意の側面、特徴、プロセスあるいはステップ、それらの任意の組み合わせ、及び／又はそれらの任意の部分等を記載する場合にも用いられる。幾つかの実施例においては、各種実施形態は重複する特徴を含む場合がある。この開示および本願のプロセキューション中において、「e.g.,」、「NB」という略字を用いることがあり、それぞれ「たとえば」、「注意せよ」を意味するものである。
　本発明は、押出加工方法、押出加工装置、及び、感光ドラム基体用素管の製造方法に利用可能である。
１：コンテナ
２：ステム
３：押出ダイス
４：シャー刃
６：ビレット
７：ディスカード
８：押出管（押出材）
１０：押出加工装置

Claims (6)

  1. 　コンテナによるディスカードの外周面の拘束を解除した後で又は解除しながら、前記ディスカードをその厚さ方向にステムにより押圧することにより、前記ディスカードの厚さを減少させるディスカード減厚工程と、
    　前記ディスカード減厚工程の後で、前記ディスカードをシャー刃により切除するディスカード切除工程と、
    　を含むことを特徴とする押出加工方法。
  2. 　前記ディスカード切除工程の後で、前記コンテナ内に装填された新たなビレットを押出ダイス内の残留押出材料に押し付けて圧着する新ビレット押継ぎ工程と、
    　前記新ビレット押継ぎ工程の後で、押出加工を再開する押出加工再開工程と、
    　を含む請求項１記載の押出加工方法。
  3. 　前記ディスカード減厚工程で、前記ディスカードの厚さが１０～３０ｍｍの範囲内になるように前記ディスカードの厚さを減少させる請求項１又は２記載の押出加工方法。
  4. 　前記押出加工方法は、アルミニウム合金の押出加工方法であり、
    　前記ディスカード減厚工程における前記ディスカードの温度が４００～５２０℃の範囲内である請求項１～３のいずれかに記載の押出加工方法。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の押出加工方法を行った後、前記押出加工方法で得られた押出管を引抜加工することを特徴とする感光ドラム基体用素管の製造方法。
  6. 　コンテナ内に配置されたビレットを押圧するステムと、
    　前記ビレットのディスカードを切除するシャー刃と、を具備し、
    　前記ステムは、更に、前記コンテナによるディスカードの外周面の拘束が解除された後で又は解除されながら、前記ディスカードをその厚さが減少するように厚さ方向に押圧するものとなされていることを特徴とする押出加工装置。
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