DE19611994A1

DE19611994A1 - Träger für Fotoleiter für elektrofotographische Anwendungen

Info

Publication number: DE19611994A1
Application number: DE19611994A
Authority: DE
Inventors: Noriaki Kawata; Kiyoshi Hikima
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1996-10-02
Also published as: JPH08328280A; US5890395A; US5768943A; KR960035180A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger (ein Substrat) für einen Fotoleiter für elektrofoto graphische Anwendungen und insbesondere einen zylindrischen, röhrenförmigen Träger, der hauptsächlich aus elektrisch leitfähigem Harz besteht und mit einem an seinem einen Ende angebrachten Mechanismus zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft von einem elektrofotogra phischen Gerät sowie einer Einrichtung zum Erden des Trägers versehen ist.

Ein Fotoleiter für ein elektrofotographisches Gerät (nachfolgend als ein "Hauptgerät" bezeichnet) wie eine Kopiermaschine oder einen Drucker, der elektrofotographische Techniken einsetzt, umfaßt einen elektrisch leitfähigen Träger und eine auf diesem angeordnete fotoleitfähige Schicht.

Gewöhnlich wird ein solcher Fotoleiter an dem Hauptgerät, also zum Beispiel einer Kopierma schine oder einem Drucker, mittels einer Welle drehbar um die Dreh- bzw. Zylinderachse des zylindrischen, röhrenförmigen Trägers montiert. Ein Bild wird erzeugt, während der Träger kontinuierlich um seine Achse gedreht wird, indem die Oberfläche des Fotoleiters aufgeladen wird, die aufgeladene Oberfläche des Fotoleiters zur Bildung eines latenten Bildes belichtet wird, das latente Bild mit einem Toner enthaltenden Entwickler entwickelt wird und das erhaltene Tonerbild auf ein Trägermittel übertragen und fixiert wird. Nachdem das Tonerbild übertragen wurde, wird die Oberfläche des Fotoleiters gesäubert und entladen, so daß der Fotoleiter wiederholt verwendet werden kann.

Um den Fotoleiter um seine Achse drehbar an dem Hauptgerät zu montieren und den montierten Fotoleiter zu drehen, wird ein Flansch (nachfolgend als "Antriebsflansch" bezeichnet) zur Über tragung der Antriebsdrehkraft an einem Ende des Trägers eingesteckt und befestigt. Der Antriebsflansch hat ein Durchgangsloch, in welches eine metallische Welle koaxial mit dem Träger eingesteckt wird, sowie ein Zahnrad zur Übertragung der Antriebsdrehkraft von dem Hauptgerät auf den Träger.

Ein weiterer Flansch zur Fixierung der Drehachse wird an dem anderen Ende in den Träger eingesetzt und an ihm fixiert. Der weitere Flansch weist ein Durchgangsloch auf, in die die vorgenannte metallische Welle eingeführt wird. Der Antriebsflansch muß auch die Funktion einer Elektrode zum Erden des Fotoleiters erfüllen. In der letzten Zeit sind, aufgrund ihres geringen Gewichts, Harz-Flansche, das heißt Flansche aus einem Harzwerkstoff, verwendet worden. In diesem Fall wird der Fotoleiter dadurch geerdet, daß eine metallische Feder eingebaut wird, über die der Träger und die Welle elektrisch miteinander verbunden sind.

Zum Erhalt einer Kopie oder eines Druckes guter Qualität ist es erforderlich, daß der Fotoleiter sehr genau und schwankungsfrei um seine Drehachse gedreht wird. Es ist wichtig, daß der Fotoleiter unter dem während des Kopier- oder Reinigungsprozesses auf ihn ausgeübten Druck keinen Lageabweichungen unterliegt. Daher soll der Antriebsflansch an dem Träger fest und in hohem Maß koaxial zu dessen Drehachse montiert werden. Das Zahnrad des Antriebsflansches muß ausreichende Ermüdungsbeständigkeit, Abnutzungsbeständigkeit und mechanische Festig keit aufweisen.

Aluminiumlegierung sind wegen ihrer guten maschinellen Bearbeitbarkeit, guten Oberflächen eigenschaften, niedriger Kosten und geringen Gewichts in weitem Umfang als Werkstoff für solche Träger verwendet worden. Es ist jedoch notwendig, die Umfangsfläche jedes zylindri schen Trägers aus einer Aluminiumlegierung sehr genau maschinell zu bearbeiten, so daß die erforderliche hohe Maßgenauigkeit und die bevorzugte Oberflächenrauheit erreicht werden. Es ist außerdem notwendig, einen Flansch zum Drehen eines Fotoleiters in jeden einzeln genau einzusetzen. Äußere Oberflächenverunreinigungen müssen von dem Träger abgewaschen werden, bevor die fotoleitfähige Schicht ausgebildet wird. Da die Oberfläche der Aluminiumle gierung in der Lagerhaltungsumgebung merklich altert, ist es ferner nötig, Maßnahmen gegen das Altern der Oberfläche zu ergreifen, wie etwa das Überziehen der Trägeroberfläche mit einem Oxidfilm. Die Herstellung der Träger aus einer Aluminiumlegierung erfordert daher viele Herstel lungsschritte und verursacht hohe Kosten.

Die Druckschrift JP O2-17026B offenbart einen zylindrischen, röhrenförmigen Träger, der ein geringeres Gewicht aufweist, chemisch und thermisch sehr beständig ist, an Luft weder oxidiert noch deformiert wird und für Fotoleiter geeignet ist. Der Träger wird durch Spritzgießen eines Polyphenylensulfidharzes (PPS-Harzes) hergestellt, dem Ruß zugesetzt wird, um dem Träger elektrische Leitfähigkeit zu verleihen.

Ein Antriebsflansch aus einem Harzwerkstoff ist für solche aus einem leitfähigen Harz herge stellte Träger bevorzugt. Der Harz-Flansch kann an dem Harz-Träger durch Einpressen in einen mit Klebstoff beschichteten Einsteckabschnitt des Trägers montiert werden. Es ist allerdings technisch schwierig, den Antriebsflansch an einem Ende des zylindrischen, röhrenförmigen Trägers genau koaxial mit dessen Dreh- oder Zylinderachse zu befestigen.

Wie zuvor beschrieben, ist es nötig, den Träger zu erden, so daß er als eine der Elektroden des Fotoleiters dienen kann. Gewöhnlich wird der Träger dadurch geerdet, daß, wenn der Harz- Antriebsflansch in den Träger eingesteckt und an ihm befestigt ist, beispielsweise eine metalli sche Feder montiert wird, so daß der Träger und die Welle elektrisch miteinander verbunden sind. Dies erhöht jedoch die Anzahl der Herstellungsschritte.

Die Kosten des Fotoleiters erhöhen sich weiter dadurch, daß ein leitfähiger Klebstoff zwischen dem Harz-Träger und dem nicht-leitfähigen Antriebsflansch wegen des hohen Kontaktwider stands zwischen dem Träger und dem Flansch aufgetragen werden sollte.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen zylindrischen, röhrenförmigen Träger zu schaffen, der hauptsächlich aus einem elektrisch leitfähigen Harz besteht und präzise koaxial mit einem Mechanismus zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft von dem Hauptgerät versehen ist, so daß der Träger präzise um seine Drehachse drehbar ist, wobei ferner Mittel zum zufrieden stellenden Erden des Trägers vorhanden sind, und dieser leicht und preiswert herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Träger gemäß Patentanspruch i, 2, 4 bzw. 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Träger in einem Stück dadurch herge stellt, daß ein zylindrisches Rohr und ein Antriebsflansch zum Drehen des Trägers, welcher ein Durchgangsloch zur Lagerung einer metallischen Welle koaxial mit dem zylindrischen Rohr sowie ein Zahnrad zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft aufweist, unter Verwendung eines als Hauptbestandteil ein elektrisch leitfähiges Harz enthaltenden Werkstoffs - vorzugsweise durch Spritzgießen - so geformt werden, daß der Antriebsflansch koaxial an einem Ende des zylindri schen Rohrs angeordnet ist, um so den Träger zu bilden. Der erfindungsgemäße Träger kann daher leichter hergestellt werden als der herkömmliche Träger, bei dem das zylindrische Rohr und der Antriebsflansch getrennt geformt werden und der Antriebsflansch mittels eines Kleb stoffs an einem Ende des zylindrischen Rohrs befestigt wird. Darüberhinaus können die Achse des zylindrischen Rohres und die Mittenachse des Wellen-Durchgangslochs des Flansches durch das Formwerkzeug (die Gießform) koaxial angeordnet werden. Da das zylindrische Rohr und der Antriebsflansch aus demselben elektrisch leitfähigen Harz bestehen, kann das zylindrische Rohr leicht über die metallische Welle geerdet werden. Außerdem können leicht Träger mit unter schiedlichen Arten von Flanschen, die verschiedene Formen und Abmessungen aufweisen, dadurch hergestellt werden, daß für das Flanschformteil eine Einsatzformaufbau verwendet wird und die Formen und Abmessungen des Flanschformteils entsprechend der Art des als nächstes herzustellenden Trägers geändert werden.

Durch einstückiges Formen des zylindrischen Rohres und des Antriebsflansches mit in das Formwerkzeug eingelegter Welle gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden das zylindrische Rohr, der Antriebsflansch und die Welle durch das Formwerkzeug sehr genau koaxial zueinander angeordnet. Durch Verschieben des Gleitabschnitts vom Bereich zwischen dem Träger und der Welle zum Bereich zwischen der Welle und dem Hauptgerät kann die Gleiteigenschaft des rotierenden Trägers leicht verbessert werden. Um dies zu ermöglichen, ist es wichtig, wenigstens eine Ausnehmung oder einen Vorsprung an der Kontaktfläche der Welle mit dem Flansch vorzusehen. Obwohl das Harz, aus dem der Flansch hergestellt wird, nicht so gut an der metallischen Welle haftet, wird durch solch eine Ausnehmung oder einen Vorsprung verhindert, daß sich die Welle vom Flansch löst oder eine Relativdrehung zwischen ihnen auftritt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Antriebsflansch in einem ersten Formschritt unter Verwendung eines Werkstoffs geformt, der eine niedrige Gleitreibung aufweist, wobei der Antriebsflansch ein Durchgangsloch zur Lagerung einer metallischen Welle und ein Zahnrad zur Übertragung der Antriebsdrehkraft von dem Hauptgerät aufweist. In einem zweiten Formschritt wird der Antriebsflansch mit einem zylindrischen Rohr und einem elektri schen Leiter zum elektrischen Verbinden des zylindrischen Rohres mit der Welle zu einem Stück integriert, wobei für das Rohr ein Werkstoff mit elektrisch leitfähigem Harz als Hauptbestandteil verwendet wird. Hierdurch wird die Abnutzung des Zahnrads und des Gleitabschnitts der Welle deutlich reduziert. Der erste und der zweite Formschritt lassen sich leicht in einem Formwerk zeug ausführen. Der zweistufige Formprozeß erübrigt die Arbeiten des Einsetzens des Flansches in das zylindrische Rohr und deren Verbindung mittels eines Klebstoffs. Der zweistufige Form prozeß ermöglicht darüberhinaus das Anordnen von Flansch und zylindrischem Rohr exakt koaxial zueinander. Das zylindrische Rohr und die Welle können leicht dadurch elektrisch mitein ander verbunden werden, daß das zylindrische Rohr, die Welle und ein elektrischer Leiter zu einer Einheit geformt werden. Bei diesem Aufbau ist es wichtig, wenigstens eine Ausnehmung oder einen Vorsprung an der Kontaktfläche des äußeren Umfangs des Flansches mit dem zylin drischen Rohr vorzusehen. Obwohl das Harz, aus dem der Flansch besteht, nicht stark an dem Harz haftet, das Bestandteil des zylindrischen Rohres ist, kann hierdurch verhindert werden, daß der Flansch während des Formens verschoben wird, aus dem zylindrischen Rohr herauskommt oder eine Relativdrehung zwischen ihnen auftritt.

Durch Integrieren von Flansch und Welle zu einer Einheit durch Einlegen der Welle in das Form werkzeug beim ersten Formschritt, d. h. vor dem zweiten Formschritt zum Zusammenfügen, wird gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung die koaxiale Anordnung der Welle mit dem zylindrischen Rohr weiter verbessert. Dabei ist es wie bei dem vorangehenden gleichzeiti gen einstufigen Formprozeß von zylindrischem Rohr, Flansch und Welle wichtig, an der Kontakt fläche der Welle mit dem Flansch wenigstens eine Ausnehmung oder einen Vorsprung vorzuse hen. Diese Ausnehmung oder dieser Vorsprung verhindert, daß die Welle aus dem Flansch herauskommt oder eine relative Drehung auftritt.

Polyphthaldiamid wird vorzugsweise zum Integrieren des Antriebsflansches und des zylindri schen Rohres zu einer Einheit verwendet, da Polyphthaldiamid hinsichtlich Ermüdungsbestän digkeit und Abnutzungsbeständigkeit besser als Polyphenylensulfid ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Hauptteiles eines ersten Ausführungsbei spiels eines Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt eines Hauptteiles einer zweiten Ausführungsform eines Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3(a) einen schematischen Längsschnitt eines Hauptteiles einer dritten Ausführungsform eines Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3(b) einen Querschnitt längs der Linie X-X in Fig. 3(a),

Fig. 3(c) einen Querschnitt längs de Linie Y-Y in Fig. 3(a),

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt eines Hauptteiles eines vierten Ausführungsbei spiels eines Träger gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 einen Längsschnitt eines Formwerkzeugs zum Formen des Trägers von Fig. 1,

Fig. 6 einen Längsschnitt eines Formwerkzeugs zum Formen des Trägers von Fig. 2,

Fig. 7 einen Längsschnitt eines Formwerkzeugs zum Formen des Antriebsflansches von Fig. 3(a),

Fig. 8 einen Längsschnitt des mit dem Formwerkzeug von Fig. 7 geformten Antriebsflan sches,

Fig. 9 einen Längsschnitt eines Formwerkzeugs zum Formen des Antriebsflansches von Fig. 4, und

Fig. 10 einen Längsschnitt des mit dem Formwerkzeug von Fig. 9 geformten Antriebsflan sches.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Hauptteiles eines ersten Ausführungsbeispiels eines Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1 weist ein Träger 1a (der zur Unterschei dung von Trägern späterer Ausführungsbeispiele auch als "erster Träger" bezeichnet wird) einen zylindrischen Rohrabschnitt 2a und einen Flanschabschnitt 3a für den Drehantrieb (Antriebs flanschabschnitt) auf. Der zylindrische Rohrabschnitt 2a und der Antriebsflanschabschnitt 3a bestehen hauptsächlich aus demselben elektrisch leitfähigen Harz und sind einstückig zu dem ersten Träger 1a geformt. Ein Zahnrad 4 ist an dem Antriebsflanschabschnitt 3a angeordnet, und ein Durchgangsloch zum Einstecken einer metallischen Welle ist in dem Antriebsflansch abschnitt 3a ausgebildet.

Der in Fig. 1 gezeigte erste Träger 1a wird mit einem Formwerkzeug (einer Gießform) - vorzugsweise durch Spritzgießen - hergestellt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Wie in Fig. 5 darge stellt, umfaßt das Formwerkzeug einen Formkern 9, ein Hohlformteil 10 und ein festes Formteil 11, welches einen nicht gezeigten Einspritzangießkanal aufweist. Ein Flanschformteil 12 ist an dem festen Formteil 11 montiert. Ein Zahnradformabschnitt 13 und ein Wellendurchgangsloch- Formabschnitt 14 sind an dem Flanschformteil 12 ausgebildet. Der Formkern 9 ist so oberflä chenbearbeitet, daß die maximale Rauhtiefe Rmax als Maß der Oberflächenrauheit 1 µm oder weniger beträgt. Die Umfangsfläche des Formkerns 9 ist in bezug auf dessen Mittenachse um 0,15 bis 0,26 Grad geneigt, um das Herausziehen des geformten Trägers zu erleichtern. Das Hohlformteil 10 weist keine Neigung zur Erleichterung des Herausziehens an seiner Innenfläche auf. Die Oberfläche des Hohlformteils 10 ist so bearbeitet, daß die maximale Rauhtiefe Rmax 1 µm oder weniger beträgt.

Ein erster Träger gemäß Fig. 1 wurde durch einstückiges Formen eines zylindrischen Rohrab schnitts 2a und eines Flanschabschnitts 3a hergestellt. Das in Fig. 5 gezeigte Formwerkzeug wurde auf 120 bis 150°C erhitzt, und ein elektrisch leitfähiges PPS-Harz, dem 10 bis 25 Gewichtsprozent Ruß zugesetzt waren, wurde auf 280 bis 330°C erhitzt. Das erhitzte Harz wurde durch das Seitenangußschema in das erhitzte Formwerkzeug gefüllt. Ein weiterer erster Träger wurde auf gleiche Weise hergestellt durch Erhitzen des Formwerkzeugs auf zwischen 130 und 160°C und eines elektrisch leitfähigen PPA-Harzes (Polyphthaldiamidharz), dem 10 bis 25 Gewichtsprozent Ruß zugesetzt waren, auf zwischen 280 und 330°C.

Diese ersten Träger können über eine in das Durchgangsloch 5 eingesteckte Welle leicht und zuverlässig geerdet werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Hauptteiles eines zweiten Ausführungsbei spieles eines Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 weist ein (zur Unterscheidung des ersten Trägers des ersten Ausführungsbeispiels nachfolgend auch als "zweiter Träger" bezeichneter) Träger 1b einen zylindrischen Rohrabschnitt 2b, einen Flanschabschnitt 3b für den Drehantrieb (Antriebsflanschabschnitt) und eine in den Antriebsflanschabschnitt 3b eingesteckte metallische Welle 6 auf. Der zylindrische Rohrabschnitt 2b und der Antriebsflanschabschnitt 3b sind aus demselben elektrisch leitfähigen Harz hergestellt und einstückig mit der metallischen Welle 6 zu dem zweiten Träger 1b geformt. Da ein Vorsprung an der Innenfläche des Antriebs flanschabschnitts 3b und eine Ausnehmung a, die in der Welle 6 ausgebildet ist, miteinander im Eingriff stehen, wird ein Herausfallen der Welle 6 oder eine Relativdrehung verhindert.

Der zweite Träger 1b von Fig. 2 wird mit einem Formwerkzeug (Gießform), das in Fig. 6 gezeigt ist, - vorzugsweise durch Spritzgießen - geformt. Gemäß dieser Darstellung umfaßt das Form werkzeug einen Formkern 9, ein Hohlformteil 10 und ein festes Formteil 11, das einen nicht gezeigten Angießkanal aufweist. Ein Flanschformteil 12 ist an dem festen Formteil 11 montiert. Ein Zahnradformabschnitt 13 ist an dem Flanschformteil 12 ausgebildet. Wellen-Einlageab schnitte 1 5 und 16 sind in der Mitte am oberen Ende des Formkerns 9 und im mittleren Teil des Flanschformteils 12 ausgebildet. Die Oberfläche des Formkerns 9 ist so oberflächenbearbeitet, daß die maximale Rauhtiefe Rmax 1 µm oder weniger beträgt. Die Umfangsfläche des Form kerns 9 ist in bezug auf seine Achse um einem Winkel von 0,15 bis 0,26 Grad geneigt, um das Herausziehen des geformten Trägers zu erleichtern. Der Hohlformteil 10 hat keine der Erleichte rung des Herausziehens dienende Neigung seiner Innenfläche. Die Innenfläche des Hohlformteils 10 ist so oberflächenbearbeitet, daß sie eine maximale Rauhtiefe Rmax von 1 µm oder weniger besitzt.

Ein zweiter Träger 1b gemäß Fig. 2 wurde in gleicher Weise wie der erste Träger mit dem in Fig. 6 gezeigten Formwerkzeug hergestellt, wobei eine Welle 6 in die Wellen-Einlageabschnitte 15, 16 des Formwerkzeugs eingelegt war. Da die Ausnehmung a an dem Teil der Umfangsfläche der Welle 6, der den Antriebsflanschabschnitt 3b kontaktiert, während des einstückigen Form vorgangs mit Harz gefüllt wird, wird verhindert, daß die Welle 6 herausfällt oder eine Relativ drehung auftritt.

Der zweite Träger kann über die Welle 6 leicht und zuverlässig geerdet werden.

Drittes Ausführungsbeispiel

Fig. 3(a) zeigt einen Längsschnitt eines Hauptteiles eines dritten Ausführungsbeispiels eines Trägers gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 3(b) ist ein Querschnitt längs der Linie X-X in Fig. 3(a), und Fig. 3(c) ist ein Querschnitt längs der Linie Y-Y in Fig. 3(a). Gemäß Darstellung in Fig. 3(a) weist ein (nachfolgend auch als "dritter Träger" bezeichneter) Träger 1c ein zylindri sches Rohr 2c, das hauptsächlich aus einem elektrisch leitfähigen Harz besteht, einen Flansch 3c für den Drehantrieb (Antriebsflansch) und einen elektrischen Leiter 8 zum elektrischen Verbinden des zylindrischen Rohrs 2c mit einer Welle auf. Der Antriebsflansch 3c ist unabhän gig von zylindrischen Rohr 2c aus einem Werkstoff mit geringer Gleitreibung geformt und weist ein Zahnrad 4 auf. Der Träger 1c wird dadurch hergestellt, daß der (in einem ersten Formschritt geformte) Flansch 3c, so wie er geformt wurde, und der Leiter 8 mit einem Ende des zylindri schen Rohrs 2c durch einen nachfolgenden zweiten Formschritt zu einem Stück integriert werden. Das heißt, der dritte Träger wird durch einen zweistufigen Formprozeß hergestellt. In den Fig. 3(a) und 3(b) bezeichnet das Bezugszeichen b eine Ausnehmung zur Verhinderung einer Relativdrehung zwischen Antriebsflansch 3c und Rohr 2c. In Fig. 3(a) bezeichnet die Bezugszahl 7 einen ringförmigen Vorsprung, der an dem äußeren Umfang des Antriebsflansches 3c ausgebildet ist um zu verhindern, daß der Antriebsflansch 3c aus dem zylindrischen Rohr 2c herausfällt.

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt eines Formwerkzeugs zum Formen des Antriebsflansches 3c von Fig. 3(a). Das Formwerkzeug von Fig. 7 weist einen Zahnradformabschnitt 17, einen Wellen lochformabschnitt 18, einen Leiter-Einlageabschnitt 19 und einen Formabschnitt 20 für den ringförmigen Vorsprung auf. Das Formwerkzeug hat außerdem einen Vorsprung B zur Ausbil dung der Ausnehmung b an dem Flansch 3c.

Der Antriebsflansch 3c, dessen Längsschnitt in Fig. 8 gezeigt ist, wird dadurch - vorzugsweise durch Spritzgießen - geformt, daß das in Fig. 7 gezeigte Formwerkzeug mit einer Mischung aus einem Werkstoff niedriger Gleitreibung, zum Beispiel Polyamidharz, und Kohlenstoffasern gefüllt wird und diese Mischung dann ausgehärtet wird.

Der dritte Träger 1c von Fig. 3 wird dann (mittels des zweiten Formschritts) dadurch erhalten, daß das zylindrische Rohr 2c unter Verwendung des gleichen oder eines ähnlichen Werkstoffs wie dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel - vorzugsweise durch Spritzgießen - geformt wird, wobei die Einheit aus Flansch 3c und Leiter 8 mit dem zylindrischen Rohr 2c in einer solchen Anordnung zu einem Stück integriert wird, daß der Flansch 3c an einem Ende des zylindrischen Rohrs 2c angeordnet ist.

Der so erhaltene dritte Träger kann leicht und zuverlässig über den Leiter 8 und die Welle 6 geerdet werden. Der ringförmige Vorsprung 7 verhindert, daß der Flansch aus dem zylindrischen Rohr herauskommt. Die Ausnehmung b verhindert, daß sich Flansch und zylindrisches Rohr relativ zueinander drehen.

Viertes Ausführungsbeispiel

Fig. 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines Hauptteiles eines vierten Ausführungsbei spiels eines Trägers gemäß der Erfindung. Wie in Fig. 4 gezeigt, besitzt (ein nachfolgend auch als "vierter Träger" bezeichneter) Träger 1d ein zylindrisches Rohr 2d, das hauptsächlich aus einem elektrisch leitfähigen Harz besteht, einen Flansch 3d für den Drehantrieb (Antriebsflansch) und einen elektrischen Leiter 8 zum elektrischen Verbinden des zylindrischen Rohres 2d mit einer Welle 6. Der Flansch besteht aus einem Werkstoff niedriger Gleitreibung und ist mit in das Formwerkzeug eingelegter metallischer Welle 6 vorab, vor dem Formen des zylindrischen Rohrs 2d, geformt und weist ein Zahnrad 4 auf. Der Träger 1d wird dadurch hergestellt, daß der Antriebsflansch 3d mit der Welle (die in dem ersten Formschritt zu einer Einheit integriert wurden) und der Leiter 8 mit einem Ende des zylindrischen Rohres 2d durch Formen (in einem zweiten Formschritt) vereinigt werden. Auch der vierte Träger ist somit durch einen zweistufi gen Formprozeß hergestellt. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen a eine an der Welle 6 ausgebildete Ausnehmung um zu verhindern, daß die Welle 6 herausfällt oder sich relativ zum Antriebsflansch dreht. Die Bezugszahl b bezeichnet eine Ausnehmung, die ausgebildet ist, um eine relative Drehung des Antriebsflansches 3d zu verhindern. Die Bezugszahl 7 bezeichnet einen ringförmigen Vorsprung, der an dem äußeren Umfang des Antriebsflansches 3d ausgebil det ist, um zu verhindern, daß der Antriebsflansch 3d herausfällt.

Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt eines Formwerkzeugs (Gießform) zum Formen des Antriebsflan sches 3d von Fig. 4. Das Formwerkzeug von Fig. 9 umfaßt einen Zahnradformabschnitt 17, einen Leiter-Einlageabschnitt 19, einen Formabschnitt 20 für den ringförmigen Vorsprung, einen Wellen-Einlageabschnitt 21 und einen Vorsprung B zur Ausbildung der Ausnehmung b an dem Flansch 3d.

Der Flansch 3d, dessen Aufbau in Fig. 10 gezeigt ist, wird dadurch (mittels des ersten Form schritts) in dem Formwerkzeug von Fig. 9 - vorzugsweise durch Spritzgießen - geformt, daß die Welle 6, an der die Ausnehmung ausgebildet ist, eingelegt wird und das Formwerkzeug mit einer Mischung aus einem Werkstoff niedriger Gleitreibung, zum Beispiel Polyamidharz, und Kohlenstoffasern gefüllt wird, und dieser ausgehärtet wird.

Der vierte Träger 1d von Fig. 4 wird dann durch Formen (in dem zweiten Formschritt) - vorzugsweise durch Spritzgießen - des zylindrischen Rohres 2d unter Verwendung des gleichen oder eines ähnlichen Werkstoffs, wie es bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wurde, erhalten, wodurch die Einheit von Flansch 3d, Welle 6 und Leiter 8 weiter mit dem zylindrischen Rohr 2d zu einem Stück integriert wird, und zwar so, daß der Flansch 3d an einem Ende des zylindrischen Rohres 2d angeordnet ist.

Der so erhaltene vierte Träger kann leicht und zuverlässig über den Leiter 8 und die Welle 6 geerdet werden. Der ringförmige Vorsprung 7 verhindert ein Herauskommen des Flansches aus dem zylindrischen Rohr. Die Ausnehmung b verhindert eine relative Drehung zwischen dem Flansch und dem zylindrischen Rohr. Die Ausnehmung a fixiert die Welle zuverlässig an dem Flansch, so daß sie nicht aus dem Flansch herausfallen kann und keine relative Drehung zwischen ihnen auftreten kann.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen können die Ausnehmungen a und b durch Vorsprünge ersetzt werden. Es reicht aus, für jede der Ausnehmungen a und b eine Ausneh mung oder einen Vorsprung auszubilden. Die Ausnehmung oder der Vorsprung kann beliebige Form aufweisen einschließlich einer quadratischen Säule, einer zylindrischen Säule, einer drei eckigen Säule etc.

Gemäß der Erfindung wird erreicht, daß die Drehachse des zylindrischen Rohres sehr präzise mit den Drehachsen von Antriebsflansch und Welle zusammenfällt. Bei dem zweiten Ausführungs beispiel, bei dem das zylindrische Rohr, der Antriebsflansch und die Welle zu einer Einheit inte griert werden, sind das zylindrische Rohr, der Antriebsflansch und die Welle im wesentlichen koaxial angeordnet, da ihre koaxiale Anordnung zueinander dadurch bestimmt wird, wie koaxial die Bestandteile des Formwerkzeugs zueinander sind. Die Toleranz gegenüber einer völlig koaxialen Anordnung beträgt 10 bis 30 µm bei dem Träger, dessen zylindrisches Rohr und mit eingelegter Welle geformter Flansch durch einen zweistufigen Formprozeß ausgebildet werden, 10 bis 30 µm bei dem Träger, bei dem das zylindrische Rohr und der Flansch, der nicht mit eingelegter Welle geformt, sondern bei dem die Welle in das Durchgangsloch des Flansches eingesteckt wird, durch einen zweistufigen Formprozeß ausgebildet werden und 30 bis 60 µm für den herkömmlichen Träger, bei dem der Flansch eingesteckt und mittels Klebstoffs mit dem zylindrischen Rohr verbunden wird und die Welle in das Durchgangsloch des Flansches gesteckt wird.

Mit dem Träger der Erfindung, der gemäß oben erläuterter Weise aufgebaut ist, ergeben sich die folgenden Wirkungen.

Durch koaxiale Anordnung eines Antriebsflansches mit einem Zahnrad zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft von dem Hauptgerät und einem Durchgangsloch zur Lagerung einer metalli schen Welle an einem Ende eines zylindrischen Rohres und durch einstückiges Formen des zylindrischen Rohres und des Antriebsflansches, die beide aus einem elektrisch leitfähigen Harz bestehen, kann leicht ein Träger erhalten werden, bei dem das zylindrisches Rohr und der Antriebsflansch mit hoher Genauigkeit koaxial gehalten werden, und der das gesonderte Vorse hen eines Leiters zum elektrischen Verbinden des zylindrischen Rohres und der Welle mit dem Antriebsflansch erübrigt.

Durch einstückiges Formen des zylindrischen Rohres und des Antriebsflansches zusammen mit der Welle, wird eine problemfreie Rotation erleichtert, da das zylindrische Rohr, der Antriebs flansch und die Welle sehr genau koaxial zueinander angeordnet sind. Durch Verlagern der Gleitabschnitte weg von dem Träger durch einstückiges Formen des zylindrischen Rohres und des Antriebsflansches zusammen mit der Welle wird die Lebensdauer des Trägers verlängert. Bei diesem Aufbau wird durch Ausbilden wenigstens einer Ausnehmung oder eines Vorsprungs in der Kontaktfläche zwischen Welle und Flansch verhindert, daß die Welle aus dem Flansch herausfällt oder eine relative Drehung auftritt.

Das Zahnrad kann an der Außen- oder Innenfläche des Antriebsflansches ausgebildet werden.

Durch einstückiges Formen, mittels eines zweistufigen Formprozesses, eines hauptsächlich aus einem elektrisch leitfähigen Harz bestehenden zylindrischen Rohres, eines aus einem Werkstoff niedriger Gleitreibung bestehenden Antriebsflansches, der koaxial an einem Ende des zylindri schen Rohres angeordnet ist und ein Wellendurchgangsloch zur Lagerung einer metallischen Welle, sowie ein Zahnrad zur Übertragung der Antriebsdrehkraft von dem Hauptgerät aufweist, und eines elektrischen Leiters, kann die Abnutzung des Zahnrads und von Gleitabschnitten stark verringert werden. Durch Ausbilden wenigstens einer Ausnehmung oder eines Vorsprungs an der Kontaktfläche zwischen der äußeren Umfangsfläche des Antriebsflansches und dem zylin drischen Rohr des in einem zweistufigen Formprozeß geformten Trägers wird verhindert, daß der Antriebsflansch aus dem zylindrischen Rohr herausfällt oder eine relative Drehung zwischen ihnen auftritt. Dadurch, daß die Welle durch Einlege-Formen mittels des ersten Formschritts an dem Antriebsflansch montiert wird und der Flansch und das zylindrische Rohr mittels des zwei ten Formschritts miteinander integriert werden, wird die Welle sehr genau koaxial mit dem Träger angeordnet. Durch Ausbilden wenigstens einer Ausnehmung oder eines Vorsprungs an der Kontaktfläche der Weile mit dem Flansch wird verhindert, daß die Welle aus dem Flansch herausfällt oder eine relative Drehung zwischen ihnen auftritt.

Durch Verwenden von Polyphenylensulfid oder Polyphthaldiamid als elektrisch leitfähiges Harz, dem Ruß zugesetzt wird, wird der Träger mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit und chemi scher Beständigkeit versehen.

Claims

1. Träger für einen Fotoleiter für elektrofotographische Anwendungen, umfassend:
ein zylindrisches Rohr (2a),
eine metallische Welle (6), und
einen Antriebsflansch (3a) zum Drehen des Trägers, wobei der Antriebsflansch ein Durchgangsloch (5) zur Lagerung der Welle koaxial mit dem zylindrischen Rohr sowie ein Zahn rad (4) zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft aufweist,
wobei das zylindrische Rohr und der Antriebsflansch hauptsächlich aus einem elek trisch leitfähigen Harz bestehen und zu einer Einheit geformt sind, bei der der Antriebsflansch koaxial an einem Ende des zylindrischen Rohrs angeordnet ist.

2. Träger für einen Fotoleiter für elektrofotographische Anwendungen, umfassend:
ein zylindrisches Rohr (2b),
eine metallische Welle (6), und
einen Antriebsflansch (3b) zum Drehen des Trägers, wobei der Antriebsflansch ein Zahnrad (4) zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft aufweist,
wobei das zylindrische Rohr und der Antriebsflansch hauptsächlich aus einem elek trisch leitfähigen Harz bestehen, das zylindrische Rohr, der Antriebsflansch und die metallische Welle zu einer Einheit geformt sind, bei der der Antriebsflansch koaxial an einem Ende des zylindrischen Rohres angeordnet ist, und die metallische Welle in den Antriebsflansch koaxial mit dem zylindrischen Rohr eingelegt ist.

3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kontaktfläche der metallischen Welle mit dem Antriebsflansch wenigstens eine Ausnehmung oder ein Vorsprung ausgebildet ist.

4. Träger für einen Fotoleiter für elektrofotographische Anwendungen umfassend:
ein hauptsächlich aus elektrisch leitfähigem Harz bestehendes zylindrisches Rohr (2c),
eine metallische Welle (6),
einen Antriebsflansch (3c), der in einem ersten Formprozeß hergestellt ist, zum Drehen des Trägers, wobei der Antriebsflansch aus einem Werkstoff mit niedriger Gleitreibung besteht und ein Zahnrad zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft sowie ein Durchgangsloch zur Lage rung der Welle koaxial mit dem zylindrischen Rohr aufweist, und
einen elektrischen Leiter (8) zum elektrischen Verbinden des zylindrischen Rohres mit der Welle,
wobei das zylindrische Rohr, der Antriebsflansch und der elektrische Leiter durch einen zweiten Formschritt zum Formen des zylindrischen Rohres zu einer Einheit integriert sind derart, daß der Antriebsflansch koaxial an einem Ende des zylindrischen Rohres angeordnet ist.

5. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kontaktfläche des Antriebsflansches mit dem zylindrischen Rohr wenigstens eine Ausnehmung oder ein Vorsprung ausgebildet ist.

6. Träger für einen Fotoleiter für elektrofotographische Anwendungen umfassend:
ein hauptsächlich aus elektrisch leitfähigem Harz bestehendes zylindrisches Rohr (2d),
eine metallische Welle (6),
einen Antriebsflansch (3d), der in einem ersten Formschritt hergestellt ist, zum Drehen des Substrats, wobei der Antriebsflansch aus einem niedrige Gleitreibung aufweisenden Werk stoff besteht und ein Zahnrad (4) zur Übertragung einer Antriebsdrehkraft aufweist, und wobei die metallische Welle bei dem ersten Formschritt in den Antriebsflansch eingelegt wird, und
einen elektrischen Leiter (8) zum elektrischen Verbinden des zylindrischen Rohres und der Welle,
wobei das zylindrische Rohr, der Antriebsflansch und der elektrische Leiter durch einen zweiten Formschritt zum Formen des zylindrischen Rohres zu einer Einheit integriert sind derart, daß der Antriebsflansch koaxial an einem Ende des zylindrischen Rohres angeordnet ist und die metallische Welle koaxial mit dem zylindrischen Rohr angeordnet ist.

7. Träger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kontaktfläche der metallischen Welle mit dem Antriebsflansch wenigstens eine Ausnehmung oder ein Vorsprung ausgebildet ist und an der Kontaktfläche des Antriebsflansches mit dem zylindrischen Rohr wenigstens eine Ausnehmung oder ein Vorsprung ausgebildet ist.

8. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (4) einstückig an der äußeren Umfangsfläche des Antriebsflansches (3a, 3b) ausgebildet ist.

9. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahn rad einstückig an der inneren Umfangsfläche des Antriebsflansches ausgebildet ist.

10. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitfähige Harz Polyphenylensulfid und diesem zugesetzten Ruß umfaßt.

11. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elek trisch leitfähige Harz Polyphthaldiamid und diesem zu gesetzten Ruß umfaßt.