(57)【要約】【課題】金属アース板と支持軸または支持ピンとの接触点からの摺動異常音の発生や金属アース板の過剰摩耗による導通不良や金属アース板の変形によるフランジの嵌合不良や基体外表面の変形不良等に基く画像障害の生じることが少ない接地機構を備えた電子写真感光体の提供。【解決手段】導電性円筒状基体の外周面に光導電性材料を含む感光層が形成された感光ドラムと、前記円筒状基体を電気的に接地するために前記感光ドラムの開口端部内に挿入される導電性ブラシと、中心軸を支持するための中心孔と前記感光ドラムの開口端部内に嵌合される嵌合部とを有する樹脂フランジとを備えた電子写真感光体において、前記導電性ブラシが、少なくとも軸芯に向かう導電性繊維集合体とこの導電性繊維集合体を支持する枠体とを備える電子写真感光体とする。【選択図】　　　図１
2004077913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性円筒状基体の外周面に光導電性材料を含む感光層が形成された感光ドラムと、前記円筒状基体を電気的に接地するために前記感光ドラムの開口端部内に挿入される導電性ブラシと、中心軸を支持するための中心孔と前記感光ドラムの開口端部内に嵌合される嵌合部とを有する樹脂フランジとを備えた電子写真感光体において、前記導電性ブラシが、少なくとも軸芯に向かう導電性繊維集合体とこの導電性繊維集合体を支持する枠体とを備えることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
導電性ブラシが枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体と、枠体から外方に向かう導電性繊維集合体とを備えていることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】
導電性繊維集合体の一端が軸芯に向かい他端が枠体を貫通して外方に向かう導電性ブラシを備えることを特徴とする請求項２記載の電子写真感光体。
【請求項４】
導電性ブラシが、円筒状基体の内周面に接する導電性枠体と、この導電性枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体を備えることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項５】
導電性枠体がフランジ嵌合部外径と略同外径のリング状枠体であることを特徴とする請求項４記載の電子写真感光体。
【請求項６】
リング状枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から中心点までの距離より短いことを特徴とする請求項５記載の電子写真感光体。
【請求項７】
リング状枠体から中心近傍に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から中心点までの距離より長いことを特徴とする請求項５記載の電子写真感光体。
【請求項８】
枠体が導電性弾性材料からなり、円筒状基体への嵌合前にはフランジ嵌合部の外径より大の外径を有するリング状枠体であって、このリング状枠体の一部に設けられた切れ目を利用して外径を縮めた状態で円筒状基体へ挿入される導電性ブラシを備えることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項９】
挿入された導電性ブラシのリング状枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から軸芯までの距離より短いことを特徴とする請求項８記載の電子写真感光体。
【請求項１０】
挿入された導電性ブラシのリング状枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から軸芯までの距離より長いことを特徴とする請求項８記載の電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は円筒状基体の外周面に有機材料を主成分とする感光層が形成され、その開口端部に樹脂フランジを備えた電子写真感光体の接地機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真感光体は円筒状の導電性基体上に光導電性を有する感光層を備えた感光ドラムとこのドラムの両端にそれぞれギヤ無しフランジ、平歯または斜歯ギヤ付きフランジ等のいずれかを強固に結合させたものからなる。
【０００３】
この電子写真感光体は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真装置またはこれらの装置に搭載されるプロセスカートリッジに装着される。画像形成を行う際には、前記フランジと一体成形されたギヤ（歯車）を介して装置側の回転駆動力が感光ドラムに安定して繰り返し伝達される必要があるため、フランジの脱落または結合のゆるみなどがないように、感光ドラムの両端への樹脂フランジの結合には極めて高い信頼性が求められる。
【０００４】
一方、電子写真装置における画像形成は電子写真感光体１０を支持ピン５の周りに回転させながら、その外周面近傍上に設置される電子写真プロセス部材（図示せず）の機能、すなわち、感光体表面の帯電、露光、現像、転写、（定着）、クリーニング、除電等を１サイクルとする電子写真プロセス機能を順に奏することにより実行される。さらにこれらの電子写真プロセス機能が支障無く実行されるには、アルミニウム合金などからなる感光体ドラム１の基体を接地することが重要である。そのためには装置側でアース電位に接続された支持ピン５と前記基体間の電気的導通を確実にとる必要がある。この支持ピン５と基体間の導通が充分でなく電気抵抗が大きくなると、画像濃度が下がるなどの画像障害が発生することがある。
【０００５】
図２は従来の電子写真感光体についてフランジの嵌合前の状態を示す一部破断正面図である。導電性基体上に感光層が形成された感光ドラム１と、このドラム１に嵌合される従来の金属アース板２を備えた樹脂フランジ３による接地機構と、感光ドラム１を樹脂フランジ３の中心軸孔４により支持するために電子写真装置側に接地されて固定されている支持ピン５とをそれぞれ分離させた状態の電子写真感光体１０を示す。金属アース板２としてはＳＵＳ３０４のステンレスやリン青銅などの弾性金属材料が用いられ、支持ピン５としてはステンレススチール材が主に採用される。
【０００６】
また、金属アース板を用いない接地機構としては、樹脂フランジを導電性にする方法、特開平９−１１４１６８号公報、特開２００１−７５４２３号公報、
特開２００１−３０５７６９号公報、特開２００２−６２７５９号公報、特開２００２−１１６６６０号公報等に示される導電性ブラシを用いる方法が知られている。しかし、いずれもアース板と導電性ブラシを組み合わせて用いるものであり、組み立てに時間を要したり、コストが高くなりすぎる傾向がある。
【０００７】
前記感光ドラム１への前記樹脂フランジ３の嵌合には圧入治具を使用し、樹脂フランジ３を感光体ドラム１の開口端部に形成されたインロー部６に嵌合させ、アース板２の外周接触部８をドラム１の基体内面に接触させて電子写真感光体１０とする。この電子写真感光体１０を図示しない複写機やプリンターなどの電子写真装置に搭載する際に、装置側の支持軸や支持ピン５をアース板２の中心接触部７に接触させることにより、感光体ドラム１上に帯電している不要の表面電荷を接地して除去していた。ここで、支持軸とは感光ドラムを貫通するタイプの軸体であり、支持ピンは感光ドラムの両端の樹脂フランジの中心軸孔を支持するために必要な長さの突起状ピンである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂フランジに金属アース板を取り付けて前述のように導電性基体と支持軸または支持ピンとの電気的導通を確保する場合は、金属アース板と支持軸または支持ピンとの接触点からの摺動ノイズの発生や過剰摩耗による導通不良、金属アース板を取りつけたフランジを感光ドラムに嵌合させる際の金属アース板の変形によるフランジの嵌合不良や基体外表面の変形不良の発生などの問題がある。さらに導電性ブラシを使う場合でも、組み立て時間が増大したり、コストが上昇するという問題がある。
【０００９】
以上説明した問題点に鑑み、本発明の目的は、金属アース板と支持軸または支持ピンとの接触点からの摺動ノイズの発生や金属アース板の過剰摩耗による導通不良や金属アース板の変形によるフランジの嵌合不良や基体外表面の変形不良等に基く画像障害の生じることが少ない接地機構を備え、かつ組み立て時間やコストの増大の少ない電子写真感光体の提供である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によれば、前記目的は、導電性円筒状基体の外周面に光導電性材料を含む感光層が形成された感光ドラムと、前記円筒状基体を電気的に接地するために前記感光ドラムの開口端部内に挿入される導電性ブラシと、中心軸を支持するための中心孔と前記感光ドラムの開口端部内に嵌合される嵌合部とを有する樹脂フランジとを備えた電子写真感光体において、前記導電性ブラシが、少なくとも軸芯に向かう導電性繊維集合体とこの導電性繊維集合体を支持する枠体とを備える電子写真感光体とすることにより、達成される。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、導電性ブラシが枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体と、枠体から外方に向かう導電性繊維集合体とを備えている請求項１記載の電子写真感光体とすることが好ましい。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、導電性繊維集合体の一端が軸芯に向かい他端が枠体を貫通して外方に向かう導電性ブラシを備える請求項２記載の電子写真感光体とすることも好ましい。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、導電性ブラシが、円筒状基体の内周面に接する導電性枠体と、この導電性枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体を備える請求項１記載の電子写真感光体とすることがよい。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、導電性枠体がフランジ嵌合部外径と略同外径のリング状枠体である請求項４記載の電子写真感光体とすることがより好ましい。
【００１５】
請求項６記載の発明によれば、リング状枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から中心点までの距離より短い請求項５記載の電子写真感光体とすることも好適である。
【００１６】
請求項７記載の発明によれば、リング状枠体から中心近傍に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から中心点までの距離より長い請求項５記載の電子写真感光体とすることもよい。
【００１７】
請求項８記載の発明によれば、枠体が導電性弾性材料からなり、円筒状基体への嵌合前にはフランジ嵌合部の外径より大の外径を有するリング状枠体であって、このリング状枠体の一部に設けられた切れ目を利用して外径を縮めた状態で円筒状基体へ挿入される導電性ブラシを備える請求項１記載の電子写真感光体とすることがいっそう好適である。
【００１８】
請求項９記載の発明によれば、挿入された導電性ブラシのリング状枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から軸芯までの距離より短い請求項８記載の電子写真感光体とすることが望ましい。
【００１９】
請求項１０記載の発明によれば、挿入された導電性ブラシのリング状枠体から軸芯に向かう導電性繊維集合体の長さが前記リング状枠体から軸芯までの距離より長い請求項８記載の電子写真感光体とすることがいっそう望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子写真感光体に関し、図を用いて詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下、説明する実施例に限定されるものではない。
【００２１】
図１は本発明にかかる電子写真感光体についてフランジの嵌合前の状態を示す一部破断正面図である。図３は本発明にかかる電子写真感光体２０に用いられる前記リング状導電性ブラシ１２の好ましい具体的実施例の上面図である。
【００２２】
電子写真感光体２０は、図１に示すように導電性基体上に感光層が形成された感光ドラム１１と、このドラム１１に嵌合されるリング状導電性ブラシ１２と樹脂フランジ１３からなる接地機構を備えている。この電子写真感光体２０は樹脂フランジ１３の中心軸孔１４において、電子写真装置側に接地されて固定されている支持ピン１５により両端部により支持され、支持ピン１５を軸として回転するようになっている。軸体としては、前記支持ピンの他に感光ドラムを貫通するタイプの支持軸でもよい。外径３０ｍｍ以下の比較的小径の軽い感光ドラムには支持ピンが多く用いられ、大径で、重い感光ドラムには支持軸が多くなる傾向がある。
【００２３】
導電性基体として一例をあげると、ＪＩＳ６０６３などで規定されるアルミニウム合金が好ましく用いられ、直径２４ｍｍ、長さ２５７ｍｍの円筒状素管に仕上げ、この素管の外周面上には所要の光導電性材料を含有する感光層を被覆して感光ドラムとされる。
【００２４】
この感光ドラムの開口端部にはあらかじめ樹脂フランジ１３およびリング状導電性ブラシ１２がそれぞれ嵌合される深さに相当するインロー部１６が形成されている。このインロー部１６は通常、フランジの嵌合のためにドラム１１の内径精度を高めるために形成されるが、本発明ではその目的の他、リング状導電性ブラシ１２の形状によっては位置決めにもなる場合もあるので好ましい。しかし、このインロー部１６は本発明においては必須の要件ではない。図１に示す電子写真感光体では樹脂フランジ１３は感光ドラム１１の一方の開口端部のみに嵌合されるようになっているが、実際には両端部に樹脂フランジが嵌合される。その際、図１に示すギヤ付き樹脂フランジ１３はいずれか一方の端部に嵌合され、他方側の樹脂フランジにはギヤ無しフランジでもよい。これらの樹脂フランジの材料としてはポリカーボネート樹脂やポリアセタール樹脂が好ましく用いられる。
【００２５】
リング状導電性ブラシ１２は図３の符号（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で示されるような形状が好ましい。導電性ブラシ（ａ）はリング状枠体１２１の内側に、導電性繊維集合体として、中心（軸芯）に向かいリングの内径の約２分の１弱の長さを持つステンレススチール金属細線集合体１２３を均一に植毛したリング状導電性ブラシ（植毛密度１００〜５０００本／ｃｍ２）である。
【００２６】
導電性ブラシ（ｂ）は前記金属細線の長さをリング状枠体１２１の内径の約２分の１より長い金属細線１２４を用い、前記支持ピンとの接触点を金属細線の先端ではなく、金属細線の側面での接触としたリング状導電性ブラシである。
【００２７】
導電性ブラシ（ｃ）は前記導電性ブラシ（ａ）、（ｂ）よりリング状枠体の外径を大きくしたリング状枠体の一部を切り取り、残るリング状枠体１２２の内側に導電性ブラシ（ａ）と同様の金属細線集合体１２５を植毛したリング状導電性ブラシである。
【００２８】
導電性ブラシ（ｄ）はリング状枠体１２９から、外方に向かい前記円筒状基体の内周面に接触する金属細線集合体１２７と、軸芯に向かい中心軸と接触する金属細線集合体１２８とを備える導電性ブラシである。金属細線集合体１２７、１２８はそれぞれリング状枠体１２９に別々に植毛されてもよいし、リング状枠体１２９の植毛面に形成した貫通孔を利用して形成してもよい。この導電性ブラシ（ｄ）は金属細線集合体が前記基体と中心軸との両方の電気的導通を担うので、リング状枠体１２９の直径は前記円筒状基体の内径より小さくされる。
【００２９】
以上のリング状導電性ブラシ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の金属細線集合体は図３では、リング状枠体の内周面、外周面に一様に植毛されるように示されているが、必ずしも全周に一様である必要はない。要は金属細線が回転する中心軸と接触しても、以上摩耗や異音が発生せず、また金属細線が互いに絡まなければよいのである。
【００３０】
前記図３に示すリング状枠体１２１、１２２には導電性樹脂や剛性を有する金属材料が用いられる。樹脂としては導電性ポリアセタール樹脂や導電性ポリカーボネート樹脂、金属としてはステンレススチールが好ましい。特に図３の（ｃ）の導電性ブラシで示されるリング状枠体１２２は円筒状基体に径を縮めて挿入するので、弾性力を有する金属が好ましい。そのような金属として冷間加工により弾性力を持たせたステンレススチールが好ましい。図３の（ｄ）の導電性ブラシで示されるリング状枠体１２９としては、導電性繊維集合体の支持体としての機能があればよいので、前記導電性樹脂、金属、絶縁樹脂等のいずれでも使用できる。導電性繊維としては、前述の金属細線の他、導電性ポリエチレンテレフタレート繊維、炭素繊維等を採用できる。
【００３１】
上記のいずれかのリング状導電性ブラシ１２、たとえば、図３の（ａ）の導電性ブラシを樹脂フランジに先立って感光ドラム１１のいずれかの開口端部に形成されたインロー部１６に１０ｍｍ程度挿入した後、樹脂フランジ１３を圧入治具を用いて嵌合させた。他方の開口端部にも樹脂フランジが嵌合された後、図１に示すように装置側に固定される支持ピン１５を電子写真感光体２０の中心軸孔１４に挿入することにより、電子写真感光体が電子写真装置に搭載される。
【００３２】
図３の（ｃ）の導電性ブラシを感光ドラム１１に挿入する時は、この導電性ブラシ（ｃ）のリング状枠体１２２の外径はインロー部１６の内径より大きくされているので、リング状枠体１２２の切れ目１２６を利用してリング状枠体１２２の外径を縮めてからインロー部１６へ挿入する。このようにして挿入された導電性ブラシはリング状枠体１２２の弾性力により、強固に感光ドラム１１の基体内面に接触するので、基体との電気的導通がいっそう確実になるメリットがある。
【００３３】
図３の（ｄ）の導電性ブラシを感光ドラム１１に挿入する時は、この導電性ブラシ（ｄ）のリング状枠体１２９の外径はインロー部１６の内径より小さくされているので、前記導電性ブラシ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）よりは容易に感光体ドラム１１に挿入できる。しかし、感光ドラム１１の基体内面との接触はリング状枠体１２９の外周に形成された金属細線１２７により行なわれるので、電気的導通は確実に確保できる。
【００３４】
また、上記導電性ブラシ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は従来のアース板のように樹脂フランジに固定され一体化されてはいないので、組み立てが容易である。さらに感光体ドラムの径が同一で中心軸の径が異なる場合、従来のアース板では設計し直しであり、高価な金型を新たに起こす必要性があったが、本発明では中心軸径の異なるものに対しては共通化できるという経済的メリットもある。
【００３５】
これらのリング状導電性ブラシと樹脂フランジが感光ドラムに嵌合された後、支持ピンを樹脂フランジの中心軸孔を介して導電性ブラシの金属細線に接触させる。（ａ）と（ｃ）と（ｄ）の各導電性ブラシでは支持ピンとブラシの接触は比較的金属細線の先端で行なわれるが、導電性ブラシ（ｂ）では金属細線が長いので、支持ピンとの接触は先端ではなく、金属細線のサイドで接触するようにされている。この導電性ブラシ（ｂ）の場合は金属細線の根元側から先端に向かう方向に回転するように中心軸を接触させると金属細線が絡まないので好ましい。
【００３６】
以上説明した導電性ブラシ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を用いてそれぞれ１０本づつ作製した計４０本の電子写真感光体を調べたところ、金属アース板を有するフランジを感光ドラムに嵌合させる際のような金属アース板の変形によるフランジの嵌合不良や基体外表面にまで及ぶ変形不良の発生等の問題は金属アース板を持たないので全く発生せず、さらに市販のプリンターに搭載して、１万枚の連続繰り返し印刷を行った後においても、４０本共、接地不良、摺動異常音、画像障害等についての発生が全くなく、正常に機能しており、本発明による優れた効果が確認できた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性円筒状基体の外周面に光導電性材料を含む感光層が形成された感光ドラムと、前記円筒状基体を電気的に接地するために前記感光ドラムの開口端部内に挿入される導電性ブラシと、中心軸を支持するための中心孔と前記感光ドラムの開口端部内に嵌合される嵌合部とを有する樹脂フランジとを備えた電子写真感光体において、前記導電性ブラシが、少なくとも軸芯に向かう導電性繊維集合体とこの導電性繊維集合体を支持する枠体とを備える電子写真感光体としたので、金属アース板と支持軸または支持ピンとの接触点からの摺動異常音の発生や金属アース板の過剰摩耗による導通不良や金属アース板の変形によるフランジの嵌合不良や基体外表面の変形不良等に基く画像障害の生じることが少ない接地機構を備えた電子写真感光体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電子写真感光体について、フランジの嵌合前の状態を示す一部破断正面図
【図２】従来の電子写真感光体について、フランジの嵌合前の状態を示す一部破断正面図
【図３】本発明にかかる電子写真感光体に用いられるリング状導電性ブラシ１２の好ましい具体的実施例の上面図
【符号の説明】
１１　　感光ドラム
１２　　導電性ブラシ
１３　　樹脂フランジ
１４　　中心軸孔
１５　　支持ピン
１２１　リング状枠体
１２２　切れ目付きリング状枠体
１２３　導電性繊維
１２４　導電性繊維
１２５　導電性繊維
１２７　導電性繊維
１２８　導電性繊維
１２６　切れ目
１２９　リング状枠体
【図１】
2004077913.tif 000003
【図２】
2004077913.tif 000004
【図３】
2004077913.tif 000005