JP2018154102A - 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

Abstract

【課題】インサート成形により製造されるアーム部を有する成形品の歩留りを向上させる。【解決手段】複数の成形型で形成されるキャビティＲＡは、胴体部に対応する空間Ｒ１と、空間Ｒ２に連通する、アーム部に対応する空間Ｒ２とを有する。このキャビティＲＡにおいてアーム部に対応する空間Ｒ２に孔Ｈ１が位置するように型締めして、キャビティＲＡに金属部材１２０を配置する。この状態でキャビティＲＡに溶融樹脂Ｍを充填する。これにより胴体部、及び胴体部から延びるアーム部を有する成形品が製造される。【選択図】図９

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。

インサート成形においては、成形型のキャビティに溶融樹脂を充填すると、キャビティに配置したインサート部材に溶融樹脂の充填圧力が作用する。特許文献１には、金属薄板の周縁部に貫通孔を設け、貫通孔を通じて金属薄板の両面に樹脂層を形成する方法が開示されている。この貫通孔は、ゲートに対向するように配置されている。

特開平１１−１７９７５５号公報

しかしながら、胴体部から延びるアーム部を有し、胴体部とアーム部とに跨ってインサート部材を配置した成形品を製造する場合、貫通孔をインサート部材の周縁部に設けても、成形品において所望の形状が得られないことがあった。

即ち、キャビティは、胴体部を形成する空間と、アーム部を形成する空間を有している。溶融樹脂は、キャビティにおいて胴体部を形成する空間からアーム部を有する空間に流動するが、インサート部材をキャビティに配置すると、インサート部材のアーム部となる部分によって、アーム部を形成する空間が仕切られることになる。アーム部を形成する空間がインサート部材で仕切られているような状態においては、インサート部材の両面に沿ってアーム部を形成する空間を流動する溶融樹脂の充填速度が、インサート部材の一方の面側と他方の面側とで異なる場合がある。このような場合、インサート部材の一方の面側を流動する溶融樹脂の圧力と他方の面側を流動する溶融樹脂の圧力との差によりインサート部材が撓んだり、成形型の壁面にインサート部材が押しつけられて溶融樹脂の流路が塞がれたりすることがあった。そして、インサート部材が、アーム部を形成する空間において成形型の壁面に片寄せされると、インサート部材が樹脂で被覆されない部位が生じたり、インサート部材のスプリングバックにより成形品が変形したりするなど、所望の形状を得られない場合があった。

そこで、本発明は、インサート成形により製造されるアーム部を有する成形品の歩留りを向上させることを目的とする。

本発明は、貫通した孔を有するインサート部材を樹脂と一体成形することで、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を製造する成形品の製造方法であって、複数の成形型で形成されるキャビティにおいて前記アーム部に対応する空間に前記孔が位置するように、前記キャビティに前記インサート部材を配置する第１工程と、前記キャビティに溶融樹脂を充填する第２工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、インサート成形により製造されるアーム部を有する成形品の歩留りが向上する。

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。 （ａ）は第１実施形態における成形品の一例である伝達部材の平面図である。（ｂ）は（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う伝達部材の断面図である。 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実施形態において金型を型開きされている状態を示す射出成形機の模式図である。（ｂ）は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。（ｃ）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実施形態において金型が型締めされたときの金属部材の配置状態を説明するための模式図である。（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実施形態においてキャビティに溶融樹脂を充填する工程を説明するための模式図である。 （ａ）は第２実施形態に係る成形品の一例である伝達部材の平面図である。（ｂ）は（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿う伝達部材の断面図である。 （ａ）は第２実施形態に係る伝達部材を形成する金型のキャビティにおける要部の模式図である。（ｂ）は（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線に沿うキャビティの断面図である。 （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平面図である。（ｂ）は（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿う伝達部材の断面図である。 （ａ）は第３実施形態に係る伝達部材を形成する金型のキャビティにおける要部の模式図である。（ｂ）は（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿うキャビティの断面図である。 （ａ）は第４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。 （ａ）は第４実施形態に係る伝達部材の平面図、（ｂ）は伝達部材の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は第４実施形態において伝達部材を駆動軸に取り付ける際の説明図である。 第４実施形態において駆動軸が回転したときの伝達部材の説明図である。

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（ａ）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の平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う伝達部材１００の断面図である。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は、直線状に延出方向に延びている。アーム部１０２の延出方向をＸ１方向、アーム部１０２の幅方向をＹ１方向、アーム部１０２の厚み方向をＺ１方向とする。Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１方向は、互いに直交する。Ｘ１方向の長さは、例えば１０．０ｍｍ程度である。また、アーム部１０２のＺ１方向の肉厚は、例えば０．９ｍｍ程度、Ｙ１方向の幅は、例えば７．０ｍｍ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、熱可塑性樹脂である。樹脂部材１４０は、例えばＰＯＭ、ＰＰＳ、ＰＳ、ナイロン等の合成樹脂材料であり、ＰＯＭが好ましい。

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、即ち直線状となっている。したがって、金属部材１２０の金属部１２２の延出方向、幅方向、厚み方向もそれぞれＸ１，Ｙ１，Ｚ１方向である。金属部１２２は、Ｘ１方向の長さが例えば９．０ｍｍ程度、Ｙ１方向の幅が例えば４．０ｍｍ程度、Ｚ１方向の厚さが例えば０．２ｍｍ程度である。

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、図３に示すように、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、固定側の成形型であり、第２成形型である金型８２は、可動側の成形型である。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。図７（ａ）は、金型８１，８２を型開きされている状態を示す射出成形機８０の模式図である。まず、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：設置工程）。図７（ｂ）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（ｂ）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：型締め工程）。即ち、ステップＳ１，Ｓ２により、複数の金型８１，８２で形成されるキャビティＲＡに金属部材１２０を配置する（第１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。

なお、支持部１５０には、図５に示すようにパイロット孔１５０Ａが形成されており、金型８１に配置された不図示のパイロットピンがパイロット孔１５０Ａに挿通されることで、金型８１に対する金属部材１２０の位置決めがなされる。

図７（ｃ）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（ｃ）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、ランナー８５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２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：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（ａ）に示すように、金属部材１２０を樹脂と一体成形した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、金属部材１２０の延出方向の基端１２０Ｒが支持部１５０に連結された固定端であり、延出方向の先端１２０Ｔが自由端である。このように、第１実施形態では、金属部材１２０が、支持部１５０に片持ち状態で支持される。第１実施形態では、金属部材１２０においてアーム部１０２の構成要素となる金属部１２２は、貫通する孔Ｈ１を有する。

図８（ａ）は、金型８１，８２が型締めされたときの金属部材１２０の配置状態を説明するための模式図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う金型８１，８２及び金属部材１２０の断面図である。ステップＳ１，Ｓ２を実行することにより、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、キャビティＲＡの空間Ｒ２に孔Ｈ１が位置するように、金属部材１２０が片持ち支持された状態でキャビティＲＡに配置される。この状態で、ステップＳ３において、キャビティＲＡに溶融樹脂が充填される。空間Ｒ１と空間Ｒ２とは境界Ｂで連通している。境界Ｂは、空間Ｒ１を規定する壁面のうち、胴体部１０１の内周面１０３を形成する側壁面８３１を延長した仮想面である。

以下、ステップＳ３について詳細に説明する。図９（ａ）〜図９（ｃ）は、キャビティＲＡに溶融樹脂Ｍを充填する工程を説明するための模式図である。図９（ａ）に示すように、キャビティＲＡの空間Ｒ１に射出された溶融樹脂Ｍは、空間Ｒ１を経て境界Ｂから空間Ｒ２に流入することになる。溶融樹脂Ｍは、空間Ｒ２において、アーム部１０２の基端１０２Ｒに対応する空間Ｒ２の基端である境界Ｂから、アーム部１０２の先端１０２Ｔに対応する空間Ｒ２の先端ＲＴ２に向かって流動することになる。換言すると、溶融樹脂Ｍは、金属部１２２のＸ１方向の基端１２２Ｒから先端１２２Ｔに向かって流動することになる。この空間Ｒ２における溶融樹脂Ｍの流動方向をＤＭとする。

金属部材１２０のアーム部１０２の構成要素となる金属部１２２は、一対の面１２３，１２４を有する。溶融樹脂Ｍは、各面１２３，１２４に沿って流動方向ＤＭに流動することになるが、図８（ａ）のゲート８６に近い側、例えば面１２３側から先に溶融樹脂Ｍが空間Ｒ２に流入し、遅れて面１２４側から溶融樹脂Ｍが空間Ｒ２に流入することになる。境界Ｂにおいて面１２３側から空間Ｒ２に流入した溶融樹脂Ｍは、孔Ｈ１を通じて面１２４側にも流動する。その結果、図９（ｂ）に示すように、溶融樹脂Ｍが各面１２３，１２４に沿って均一に流れる。そして、図９（ｃ）に示すように、金属部材１２０の金属部１２２が撓み変形しない、又は撓み変形してもその変形量が小さい状態で、溶融樹脂Ｍの充填が完了する。このように製造された伝達部材１００の金属部材１２０の孔Ｈ１には、図３（ｂ）に示すように、樹脂部１４２の一部が配置されている。

このように金属部１２２の孔Ｈ１により、ステップＳ３において、面１２３側を流動する溶融樹脂Ｍと、面１２４側を流動する溶融樹脂Ｍとの圧力差を低減することができる。よって、金属部材１２０が撓んで溶融樹脂Ｍの充填不良が生じたり、金型８１，８２から成形品である伝達部材１００を取り出した際にスプリングバックによりアーム部１０２が変形したりすることが防止される。これにより、所望の形状の伝達部材１００を得ることができ、インサート成形により製造されるアーム部１０２を有する成形品である伝達部材１００の製造の歩留りが向上する。

ここで、上述したステップＳ１，Ｓ２においてキャビティＲＡに金属部材１２０を配置したときに、図８（ｂ）に示すように、空間Ｒ２において溶融樹脂Ｍが流入する箇所である境界ＢからＸ１方向の所定距離Ｄ１内に、孔Ｈ１が位置するのが好ましい。所定距離Ｄ１は、孔Ｈ１の端と境界ＢとのＸ１方向の離間距離であり、０〜２ｍｍ程度が好ましく、０であるのがより好ましい。境界Ｂから所定距離内に孔Ｈ１が位置することで、孔Ｈ１は境界Ｂの近傍に配置されたことになる。孔Ｈ１のＹ１方向の幅Ｗ１は、金属部１２２の面１２３と空間Ｒ２を規定する側壁面８１１とのＺ１方向の間隔Ｔ１と、面１２４と空間Ｒ２を規定する側壁面８１２とのＺ１方向の間隔Ｔ２のうち長い方と同等以上であるのが好ましい。また、孔Ｈ１のＹ１方向の幅Ｗ１は、金属部１２２のＹ１方向の幅ＷＡの９５％以下であることが好ましい。孔Ｈ１のＸ１方向の長さＬ１は、金属部１２２のＹ１方向の幅ＷＡと同等以上、金属部１２２のＸ１方向の長さＬＡの９５％以下であることが好ましい。なお、上述したいずれの寸法も、金型８１，８２のキャビティＲＡに対する寸法としたが、伝達部材１００においても図３（ｂ）に示すように同様の寸法となっている。即ち、図３（ｂ）に示すように、伝達部材１００において、孔Ｈ１は、胴体部１０１とアーム部１０２との境界Ｂ’、換言するとアーム部１０２の基端１０２ＲからＸ１方向に所定距離Ｄ１内に配置されている。

孔Ｈ１のＹ１方向の幅を０．４ｍｍ、Ｘ１方向の長さを８．０ｍｍとし、距離Ｄ１を０として、孔Ｈ１の有無によるアーム部１０２の先端のＺ１方向の変位を実験により計測した。その結果、孔Ｈ１有りの場合のアーム部１０２の先端のＺ１方向の変位は０．２２ｍｍであったのに対し、孔Ｈ１無しの場合のアーム部１０２の先端のＺ１方向の変位は０．１１ｍｍとなり、アーム部１０２の変形が５割程度軽減することを確認した。

［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（ａ）は、第２実施形態に係る成形品の一例である伝達部材の平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に沿う伝達部材の断面図である。図１１（ａ）は、第２実施形態に係る伝達部材を形成する金型のキャビティにおける要部の模式図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線に沿うキャビティの断面図である。

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。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異なる符号を付して説明する。

図１０（ａ）に示すように、伝達部材１００Ａは、胴体部１０１と、胴体部１０１の内周面１０３から延びるアーム部１０２Ａとを有する。アーム部１０２Ａは、屈曲した形状となっている。伝達部材１００Ａは、金属部材１２０Ａと、金属部材１２０Ａと一体の樹脂部材１４０Ａとで構成されている。

金属部材１２０Ａ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１０２Ａ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１２２Ａとを有している。樹脂部材１４０Ａ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１０２Ａの構成要素であり、金属部１２２Ａと一体の第２樹脂部である樹脂部１４２Ａとを有している。このように、金属部材１２０Ａは、胴体部１０１とアーム部１０２Ａとに跨って配置されている。金属部１２２Ａは、アーム部１０２Ａの形状に倣った形状、即ち屈曲した形状となっている。

具体的に説明すると、金属部１２２Ａは、ストレート部１２５Ａと、屈曲部１２６Ａと、延出部であるストレート部１２７Ａとを有する。ストレート部１２５Ａは、屈曲部１２６Ａからアーム部１０２Ａの基端１０２ＡＲ側に延び、ストレート部１２７Ａは、屈曲部１２６Ａからストレート部１２５Ａとは反対側、即ちアーム部１０２Ａの先端１０２ＡＴ側に延びている。第２実施形態では、ストレート部１２７Ａは、孔Ｈ２を有している。孔Ｈ２は、貫通孔であるが、樹脂部１４２Ａの一部が配置されて埋まっている。

インサート成形により成形品である伝達部材１００Ａを製造する際に、図６のステップＳ１，Ｓ２により、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、金属部材１２０ＡをキャビティＲＡに配置する。このとき、ストレート部１２７Ａが屈曲部１２６Ａに対して溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭの下流側となるように、キャビティＲＡに金属部材１２０Ａを配置する。

第２実施形態では、金属部１２２Ａが屈曲部１２６Ａを有する。金属部１２２Ａが屈曲部１２６Ａで屈曲することにより、屈曲部１２６Ａの下流側で溶融樹脂Ｍの流路の抵抗が変化する。このため、屈曲部１２６Ａの溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭの下流側に位置するストレート部１２７Ａの一対の面１２８Ａ，１２９Ａのうち、面１２８Ａ側を流動する溶融樹脂Ｍと、面１２８Ｂ側を流動する溶融樹脂Ｍとに流動長差が生じる。

第２実施形態では、ストレート部１２７Ａが孔Ｈ２を有しているので、第１実施形態と同様、孔Ｈ２により金属部１２２Ａの両側を流動する溶融樹脂Ｍの圧力差を低減することができる。したがって、金属部１２２Ａの撓み変形を防止することができる。これにより、インサート成形により製造されるアーム部１０２Ａを有する成形品である伝達部材１００Ａの製造の歩留りが向上する。

ここで、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、空間Ｒ２に配置された金属部材１２０Ａのストレート部１２７Ａの延出方向をＸ２方向とする。また、金属部材１２０Ａのストレート部１２７Ａの幅方向をＹ２方向、金属部材１２０Ａのストレート部１２７Ａの厚み方向をＺ２方向とする。

図６のステップＳ１，Ｓ２においてキャビティＲＡに金属部材１２０Ａを配置したときに、空間Ｒ２において屈曲部１２６ＡからＸ２方向の所定距離Ｄ２内に、孔Ｈ２が位置するのが好ましい。この距離Ｄ２は、孔Ｈ２の端と屈曲部１２６ＡとのＸ２方向の離間距離であり、０〜２ｍｍ程度が好ましく、０であるのがより好ましい。孔Ｈ２のＸ２方向の長さＬ２は、金属部１２２のＸ２方向の長さＬＢの９５％以下であることが好ましい。なお、上述したいずれの寸法も、金型のキャビティＲＡに対する寸法としたが、伝達部材１００Ａにおいても図１０（ｂ）に示すように同様の寸法となっている。

なお、ストレート部１２５Ａにおいても、第１実施形態と同様、孔Ｈ１を設けてもよい。即ち、ストレート部１２５Ａ，１２７Ａの各々が孔を有していてもよい。この場合、ストレート部１２５Ａが第１延出部、ストレート部１２７Ａが第２延出部ということになる。

［第３実施形態］
次に、第３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１２（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平面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線に沿う伝達部材の断面図である。図１３（ａ）は、第３実施形態に係る伝達部材を形成する金型のキャビティにおける要部の模式図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線に沿うキャビティの断面図である。

伝達部材１００Ｂ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１００Ｂ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。したがって、第３実施形態では、第１又は第２実施形態と異なる点について異なる符号を付して説明する。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、伝達部材１００Ｂは、胴体部１０１と、胴体部１０１の内周面１０３から延びるアーム部１０２Ｂとを有する。ここで、第１実施形態と同様、アーム部１０２Ｂの延出方向、幅方向、厚み方向をそれぞれＸ１方向、Ｙ１方向、Ｚ１方向とする。

アーム部１０２Ｂは、ストレート形状となっているが、Ｘ１方向において、アーム部１０２ＢのＺ１方向の厚みが変化する位置Ｐが存在する。具体的には、アーム部１０２Ｂは、Ｚ１方向の厚みＴＢ１である基端側の部分１０２Ｂ１と、厚みＴＢ１とは異なるＺ１方向の厚みＴＢ２である先端側の部分１０２Ｂ２と、で構成される。部分１０２Ｂ２の厚みＴＢ２は、部分１０２Ｂ１の厚みＴＢ１よりも厚い。

伝達部材１００Ｂは、金属部材１２０Ｂと、金属部材１２０Ｂと一体の樹脂部材１４０Ｂとで構成されている。金属部材１２０Ｂ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１０２Ｂ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１２２Ｂとを有している。樹脂部材１４０Ａ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１０２Ｂの構成要素であり、金属部１２２Ｂと一体の第２樹脂部である樹脂部１４２Ｂとを有している。このように、金属部材１２０Ｂは、胴体部１０１とアーム部１０２Ｂとに跨って配置されている。金属部１２２Ｂは、アーム部１０２Ｂの形状に倣った形状、即ちストレート形状となっている。なお、金属部１２２Ｂの延出方向、幅方向、厚み方向もそれぞれＸ１，Ｙ１，Ｚ１方向である。

第３実施形態では、金属部１２２ＢのＺ１方向の厚みはＸ１方向の各位置一定であり、樹脂部１４２ＢのＺ１方向の厚みがＸ１方向の位置Ｐで変化する。第３実施形態では、金属部１２２Ｂは、位置Ｐに対してアーム部１０２ＢのＸ１方向の先端１０２ＢＴ側に配置された孔Ｈ３を有している。孔Ｈ３は、貫通孔であるが、樹脂部１４２Ｂの一部が配置されて埋まっている。

以下、ステップＳ３について詳細に説明する。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、キャビティＲＡの空間Ｒ１に射出された溶融樹脂Ｍは、空間Ｒ１を経て空間Ｒ２に流入する。溶融樹脂Ｍは、空間Ｒ２において、アーム部１０２Ｂの基端１０２ＢＲに対応する空間Ｒ２の基端である境界Ｂから、アーム部１０２Ｂの先端１０２ＢＴに対応する空間Ｒ２の先端ＲＴ２に向かって流動方向ＤＭに流動することになる。換言すると、溶融樹脂Ｍは、金属部１２２ＢのＸ１方向の基端１２２ＢＲから先端１２２ＢＴに向かって流動方向ＤＭに流動する。なお、流動方向ＤＭとＸ１方向は同じである。

金属部材１２０Ｂのアーム部１０２Ｂの構成要素となる金属部１２２Ｂは、一対の面１２３Ｂ，１２４Ｂを有する。溶融樹脂Ｍは、各面１２３Ｂ，１２４Ｂに沿って流動方向ＤＭに流動することになる。

キャビティＲＡの空間Ｒ２を規定する壁面８０１Ｂは、Ｚ１方向で互いに対向する一対の側壁面８１１Ｂ，８１２Ｂを有する。側壁面８１１Ｂは、側壁面８１２Ｂとの距離ＴＢ１である部分８１１Ｂ１と、側壁面８１２Ｂとの距離ＴＢ２である部分８１１Ｂ２とで構成されている。部分８１１Ｂ２は、部分８１１Ｂ１に対して溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭの下流側に配置されている。溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭ、つまりＸ１方向において、部分８１１Ｂ１と部分８１１Ｂ２とが接続された箇所をＰ’とする。箇所Ｐ’は、空間Ｒ２においてＺ１方向の長さが溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭで変化する箇所であり、アーム部１０２Ｂにおける位置Ｐに対応している。金属部１２２Ｂの孔Ｈ３は、箇所Ｐ’に対して、溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭの下流側に位置している。

溶融樹脂Ｍが箇所Ｐ’を通過する場合、箇所Ｐ’の溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭの下流側に位置する一対の面１２３Ｂ，１２４Ｂのうち、面１２３Ｂ側を流動する溶融樹脂Ｍと、面１２４Ｂ側を流動する溶融樹脂Ｍとに流動長差が生じる。

第３実施形態では、箇所Ｐ’の溶融樹脂Ｍの流動方向ＤＭの下流側に孔Ｈ３が位置しているので、第１実施形態と同様、孔Ｈ３により金属部１２２Ｂの両側を流動する溶融樹脂Ｍの圧力差を低減することができる。したがって、金属部１２２Ｂの撓み変形を防止することができる。これにより、インサート成形により製造されるアーム部１０２Ｂを有する成形品である伝達部材１００Ｂの製造の歩留りが向上する。

図６のステップＳ１，Ｓ２においてキャビティＲＡに金属部材１２０Ｂを配置したときに、空間Ｒ２において箇所Ｐ’からＸ１方向の所定距離Ｄ３内に、孔Ｈ３が位置するのが好ましい。この距離Ｄ３は、孔Ｈ３の端と箇所Ｐ’とのＸ１方向の離間距離であり、０〜２ｍｍ程度が好ましく、０であるのがより好ましい。孔Ｈ３のＸ１方向の長さＬ３は、金属部１２２Ｂの箇所Ｐ’と先端との間のＸ１方向の長さＬＣの９５％以下であることが好ましい。なお、上述したいずれの寸法も、金型のキャビティＲＡに対する寸法としたが、伝達部材１００Ｂにおいても図１２（ｂ）に示すように同様の寸法となっている。

［第４実施形態］
次に、第４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１４（ａ）は、第４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１４（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〜第３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〜第３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〜第３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１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、円筒形状の胴体部１０１Ｅを有する。なお、図１４（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１４（ａ）及び図１４（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は、基端から先端に向かって順に配置された、ストレート部１０５Ｅ、屈曲部１０６Ｅ及びストレート部１０７Ｅ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４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と一体となっている。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。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。

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。

ここで、図１５（ｂ）に示すように、金属部１２２Ｅは、第２実施形態と同様、基端から先端に向かって順に配置された、ストレート部１２５Ｅ、屈曲部１２６Ｅ及びストレート部１２７Ｅを有する。ストレート部１２５Ｅは、屈曲部１２６Ｅからストレートに延びる第１延出部であり、ストレート部１２７Ｅは、屈曲部１２６Ｅからストレート部１２５Ｅとは反対側にストレートに延びる第２延出部である。金型に配置される場合には、ストレート部１２５Ｅは、屈曲部１２６Ｅに対して流動方向の上流側に位置し、ストレート部１２７Ｅは、屈曲部１２６Ｅに対して溶融樹脂の流動方向の下流側に位置する。

第４実施形態では、ストレート部１２５Ｅは、第１実施形態と同様、孔Ｈ１を有し、ストレート部１２７Ｅは、第２実施形態と同様、孔Ｈ２を有する。したがって、伝達部材１００Ｅを製造する図６のステップＳ３の工程において、第１及び第２実施形態と同様、溶融樹脂の流動を金属部１２２Ｅの両側で均一にすることができる。また、ストレート部１０７Ｅは、第３実施形態と同様、ストレート部１０５Ｅとは厚みが異なる。即ち、図１５（ａ）に示すように、ストレート部１０７Ｅの厚みＴＥ２は、ストレート部１０５Ｅの厚みＴＥ１よりも厚い。

図１７は、駆動軸２が回転したときの伝達部材１００Ｅの説明図である。図１７に示すように、爪部１１７Ｅが駆動軸２の溝部２Ｂにより回転力Ｆ１を受けると、爪部１１７Ｅには、爪部１１７Ｅとアーム本体１１６Ｅとの接合部を起点Ｐ_Ｅに半径方向外側に変形しようとするモーメントＭ_Ｚを受ける。このモーメントＭ_Ｚに対し、爪部１１７Ｅを支持するストレート部１０７Ｅの厚みＴＥ２を厚くすることで、アーム部１０２Ｅの変形を低減できる。

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、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、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（インサート部材）、１２１…金属部（第１金属部）、１２２…金属部（第２金属部）、１４１…樹脂部（第１樹脂部）、１４２…樹脂部（第２樹脂部）、Ｈ１…孔

Claims (13)

1. 貫通した孔を有するインサート部材を樹脂と一体成形することで、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を製造する成形品の製造方法であって、
   複数の成形型で形成されるキャビティにおいて前記アーム部に対応する空間に前記孔が位置するように、前記キャビティに前記インサート部材を配置する第１工程と、
   前記キャビティに溶融樹脂を充填する第２工程と、を備えたことを特徴とする成形品の製造方法。
2. 前記第２工程では、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に記載の成形品の製造方法。
3. 前記第１工程では、前記空間において前記溶融樹脂が流入する箇所から所定距離内に前記孔が位置するように、前記キャビティに前記インサート部材を配置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は、屈曲部、及び前記屈曲部から延び、前記孔を有する延出部を有しており、
   前記第１工程では、前記延出部が前記屈曲部に対して前記溶融樹脂の流動方向の下流側となるように、前記キャビティに前記インサート部材を配置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。
5. 前記第１工程では、前記空間において前記溶融樹脂の流動方向と直交する方向の長さが前記溶融樹脂の流動方向で変化する箇所に対して、前記溶融樹脂の流動方向の下流側に前記孔が位置するように、前記インサート部材を前記キャビティに配置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。
6. 前記インサート部材は、屈曲部、前記屈曲部から延びる第１延出部と、前記屈曲部から前記第１延出部とは反対側に延びる第２延出部と、を有しており、
   前記第１延出部及び前記第２延出部の各々が前記孔を有しており、
   前記第１工程では、前記第１延出部が前記屈曲部に対して前記溶融樹脂の流動方向の上流側となり、かつ前記第２延出部が前記屈曲部に対して前記溶融樹脂の流動方向の下流側となるように、前記キャビティに前記インサート部材を配置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。
7. 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２金属部は、前記第２樹脂部の一部が配置された孔を有することを特徴とする成形品。
8. 前記孔は、前記胴体部と前記アーム部との境界から所定距離内に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の成形品。
9. 前記第２金属部は、屈曲部と、前記屈曲部から前記アーム部の先端側に延びる延出部と、を有しており、
   前記延出部が前記孔を有していることを特徴とする請求項７に記載の成形品。
10. 前記孔は、前記アーム部の延出方向において前記アーム部の厚みが変化する位置に対して前記アーム部の先端側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の成形品。
11. 前記第２金属部は、屈曲部と、前記屈曲部から前記アーム部の基端側に延びる第１延出部と、前記屈曲部から前記アーム部の先端側に延びる第２延出部とを有しており、
    前記第１延出部及び前記第２延出部の各々が前記孔を有していることを特徴とする請求項７に記載の成形品。
12. 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、
    前記伝達部材が、請求項７乃至１１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画像形成装置用のカートリッジ。
13. 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１２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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