(57)【要約】【課題】内部に充填部材を備える円筒状電子写真感光体において、薄肉素管であっても前記充填部材の固着前後において素管の変形がなく、真直度が優れ、良好な画像が得られる接触帯電方式のフルカラー電子写真装置に搭載される円筒状電子写真感光体を提供すること。【解決手段】両端の少なくとも一方に開口端５を備え、円筒状導電性基体１の外周面に感光層３が形成され、該基体１の内周面に充填部材２がシリコーン系１液型無溶剤接着剤４により固着される構成を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に開口端を有する円筒状導電性基体が外周面に感光層を備え、内周面にシリコーン系１液型無溶剤接着剤を用いて固着された充填部材を備えることを特徴とする円筒状電子写真感光体。
【請求項２】
円筒状導電性基体の厚さが１．５ｍｍ以下で、感光層表面の軸方向の真直度が１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の円筒状電子写真感光体。
【請求項３】
円筒状導電性基体の厚さが１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の円筒状電子写真感光体。
【請求項４】
充填部材が金属であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の円筒状電子写真感光体。
【請求項５】
接触帯電方式のカラー用電子写真装置に搭載されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の円筒状電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触帯電方式を採用する電子写真装置に搭載される円筒状電子写真感光体に関し、その場合の電子写真感光体に発生し易い帯電音やびびり音を低減するために円筒状電子写真感光体内面に固着される充填部材に係わり、特にカラー用電子写真装置に対応させた高精度な真直度を有する円筒状電子写真感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、円筒状電子写真感光体（以下単に感光体、電子写真感光体またはドラムとも称し、フランジなしを表すものとする）を構成する円筒状導電性基体（以下素管とも称す）の厚さは主として価格的観点から薄肉化（１．５ｍｍ厚以下）が進んでいる。一方、帯電装置の電源の低電圧化、装置の小型化が図れる接触帯電方式を採用する電子写真装置が普及している。また、該電子写真装置においてフルカラー化への対応も進展しつつある。前記フルカラーの電子写真装置に搭載される電子写真感光体に対しては、フルカラー化に必要な画像の重ねあわせ精度に対応させるために、高精度の真直度と外径振れ精度（フランジ付きドラムで外径振れ精度５０μｍ以下、フランジなしのドラムの真直度２０μｍ以下）を有する円筒状電子写真感光体が求められている。しかし、素管の薄肉化の影響もあって、最も一般的に用いられているアルミニウム系金属を用いた素管では、フルカラー化に対応する真直度を有するドラムを安定して製造することは決して容易ではない。素管の表面精度、真直度精度をあげるための最終加工は切削により行われるが、外周面の加工だけでなく、開口端部内面に中心軸保持や駆動力伝達機能を有するフランジを同心（同軸）に圧入させるためのインロー部を形成することが好ましい。１．５ｍｍ以下の厚さで、長さ２５０〜３５０ｍｍの素管では１５μｍ以下という真直度精度をさらに高くしようと、切削回数を増やしても、真直度はそれ以上良くなり難く、真直度１５μｍ以下というレベルは効率的、経済的な量産という観点からは現時点では限界と考えられている（真直度は測定表面の両端を結ぶ直線を基準として、測定した表面形状波形との差の最大値）。従って、素管における真直度精度をドラムの最終工程までできるだけ維持することが重要である。
【０００３】
一方、前記接触帯電方式を採用する電子写真装置に搭載される電子写真感光体（ドラム）は、帯電ローラや帯電ブレードによる帯電プロセスにおいて、均一帯電のために必要とされる振動電圧（直流電圧と交流電圧を重畳した電圧）は電子写真プロセスの高速化に対応させて、交流電圧の周波数を高くする必要がある。しかし、所定の周波数を超えて高くすると発生する帯電音あるいはブレード等のびびり音が騒音として問題になる。この騒音を低減させる目的のためにドラム内面に金属、プラスチック又はゴム類等の充填部材を接着剤によって固着させる工程が必須である。ところが、前記ドラム内部に充填部材を接着すると、接着前には良好な真直度（真直度１５μｍ以下）を有していたドラムの真直度が悪くなり、特にフルカラー用に要求される高精度の真直度に対応できなくなるという問題が発生した。
【０００４】
前記充填部材をドラム内部に接着することに関しては、円筒状導電性基体の外周面に感光層の形成後フランジの圧入前に、ドラム内における充填部材の固定位置に接着剤を適量塗布し、アルミニウム等からなる充填部材を固定した後、接着剤が完全に硬化するまで常温で絶対湿度４０％以上の環境に保存させること、および前記充填部材の固定に使用する接着剤として、シアノアクリレート系接着剤又は２液型エポキシ系接着剤を使用することが知られている（特許文献１、２、３、４）。また、前述のようなドラム内部の充填部材の接着に関する発明ではないが、接着剤自体に関しては、無溶剤型シリコーン系接着剤（スーパーＸ−セメダイン（株）、ＴＢ１５３０−（株）スリーボンド）など、環境温度の変動時にも固着強度維持する接着剤を使った発明が知られており、これらの接着剤を用いて樹脂フランジをドラムの開口端部内に固着した電子写真感光体も知られている（特許文献５、０００３、０００８段落）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１９７３２１号公報
【特許文献２】
特開平５−３５１６７号公報
【特許文献３】
特開平６−９５５６０号公報
【特許文献４】
特開平８−１４６６３７号公報
【特許文献５】
特開２００１−２８１８９７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようにドラム内部に充填部材をシアノアクリレート系接着剤または２液型エポキシ系接着剤により接着して固定した円筒状電子写真感光体は真直度が悪くなり、カラー化のために求められる高精度ドラムに対応できないので、その原因を分析したところ、次のような問題点が明らかになった。
（１）シアノアクリレート系瞬間接着剤は空気中の湿気により急激に収縮硬化するため、硬化時にドラム（および素管）の外径に目には見えないが、画像、特にカラー画像に影響する程度の変形を引き起こすことが分かった。素管の厚みを２ｍｍ以上にすれば、変形は改善されるが、素管の価格が上昇する。
（２）２液型エポキシ系接着剤は硬化後柔軟性があるため、充填部材の接着硬化時にドラム（および素管）の変形がなく印字画像、カラー画像も良好である。しかし、２液硬化型であるため使用時に硬化剤を混ぜる工程が必要であることと、硬化剤を混ぜた接着剤は保存がきかないので、接着剤の使用量が必要以上に多くなることが避けられず、製品価格上昇に影響する。
【０００７】
電子写真装置における画像形成は、前記ドラム（電子写真感光体）を回転させながら、ドラムの外周面上の近傍に配置された電子写真プロセス部材によって、電子写真プロセスを順次実施せしめることにより行われる。この際、良好な画像を安定して形成するにはドラム表面と前記プロセス部材との離間距離を一定に保つ必要がある。特にカラープリンタまたはカラー複写機においては、トナーを４色使用し、４色毎のイメージ像を正確に重ねる必要があるため、モノクロ機に比べて露光プロセスにおいて、露光距離の差が色ずれとなって表れ易い。そのため、前記のようなカラー機器においては、特にドラム内部に充填部材を固着させた後でも真直度の高精度なドラムが必要となってくる。ところが、実際には充填部材を固着するために用いられる接着剤により素管外径の変形が起こり、ドラムの真直度が２０μｍ以上に悪くなる結果、露光の移動距離に差が生じ、その結果印字した画像に歪み、色ずれが生じるのである。前述したように、カラー画像の画質には真直度だけでなく、外径振れ精度の影響もあるが、本発明においては、外径振れ精度は画像に影響しない精度で一定とする。真直度は測定表面の両端を結ぶ直線を基準として、測定した表面形状波形との差の最大値であり、真直度が大きい場合は、前述の露光プロセスにおける露光の移動距離の差が大きくなるので、画像の歪み、色ずれが大きくなる。外径振れ精度は回転軸を中心にドラムを回転させた時の外径の振れを表す値であり、ドラムの外周表面形状の中心軸を基準とした対称性を表す。真直度が悪くても対称性が良好なドラムは振れが小さくなる。言い換えると中心軸周りにドラムを回転させた時のドラムの軸方向の一点における外径軌跡の最大値と最小値の差が振れとなる。この振れを軸方向に亘って測定したときの前記差の最大値が外径振れである。
【０００８】
本発明は、以上述べたことに鑑みてなされたものであり、その目的は、内部に充填部材を備える円筒状電子写真感光体において、薄肉素管であっても前記充填部材の固着前後において素管の変形がなく、真直度が優れ、良好な画像が得られる円筒状電子写真感光体を提供することであり、特には、カラー用の電子写真装置において必要とされる１５μｍ以下の真直度が、前記充填部材の固着前後において実質的に変形することがなく、良好なカラー画像の得られる円筒状電子写真感光体を提供することである。
【０００９】
【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、少なくとも一方に開口端を有する円筒状導電性基体が外周面に感光層を備え、内周面にシリコーン系１液型無溶剤接着剤を用いて固着された充填部材を備える円筒状電子写真感光体とすることにより、達成される。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、円筒状導電性基体の厚さが１．５ｍｍ以下で、感光層表面の軸方向の真直度が１５μｍ以下である請求項１記載の円筒状電子写真感光体とすることが好ましい。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、円筒状導電性基体の厚さが１．０ｍｍ以下である請求項１または２記載の円筒状電子写真感光体とすることがより好ましい。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、充填部材が金属である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の円筒状電子写真感光体とすることがいっそう好ましい。
【００１３】
請求項５記載の発明によれば、接触帯電方式のカラー用電子写真装置に搭載される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の円筒状電子写真感光体とすることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる円筒状電子写真感光体について、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、以下に説明する実施例に限定されるものではない。図１は、本発明に関わる円筒状電子写真感光体１０の一実施例を示す模式的断面図であり、円筒状導電性基体１は、両端の少なくとも一方に回転駆動力を受けるためのギヤ付きフランジを圧入されるようにインロー部を有する開口端５を備え、基体１の外周面上に有機系感光層３が形成され、該基体１の内部に充填部材２が接着剤４により固着される構成を有する。インロー部は無くてもよい。
【００１５】
（円筒状導電性基体）
円筒状導電性基体（または基体、素管とも称す）１は、感光体の電極としての役目と同時に感光層の支持体となっている。材質的にはアルミニウムおよびその合金、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属を使用できるが、中でもアルミニウム系合金が最も一般的である。素管１の厚みは価格的観点から、１．５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下にされる。さらに素管１の外周面における軸方向の真直度は、１５μｍ以下に切削加工される。必要に応じて圧入したフランジの軸のドラムの軸との同軸度や真円度を高めるために、インロー部が形成される。
【００１６】
（感光層）
前記感光層３は、基体１側から電荷発生層、電荷輸送層を備える積層感光層または主成分として電荷発生物質、正孔輸送性物質、電子輸送性物質および結着樹脂を単層に含有させた単層感光層のいずれでもよい。
【００１７】
前記電荷発生層または前記単層感光層に含まれる電荷発生物質としては、アゾ系顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、フタロシアニン系顔料等の公知材料をあげることができ、これら電荷発生物質を単独または、２種以上を組み合わせて使用することも好ましい。電荷発生物質の含有量は、電荷発生層または単層感光層の固形分に対して、０．１〜２０重量％から選ばれる。
【００１８】
前記電荷輸送層または前記単層感光層に含まれる正孔輸送性物質としては、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、ピラゾロン化合物、オキサジアゾール化合物、オキサゾール化合物、アリールアミン化合物、ベンジジン化合物、スチルベン化合物、スチリル化合物、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン等を使用することができ、これら正孔輸送性物質を単独または、２種以上を組み合わせて使用することが可能である。正孔輸送性物質の含有量は、電荷輸送層または単層感光層の固形分に対して、５〜８０重量％から選ばれる。前記電荷輸送層または前記単層感光層に電子輸送性物質を用いる場合は、電子輸送性物質の含有量として、前記各層の固形分に対して、１〜５０重量％から選ばれる。
【００１９】
前記各層に用いられる結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、メタクリル酸エステルの重合体およびこれらの共重合体などの樹脂を単独、もしくは２種以上を適宜組み合せて使用することが可能である。結着樹脂の含有量は、各層の固形分に対して、１０〜９０重量％、好適には、２０〜８０重量％である。感光層の膜厚は実用的に有効な表面電位を維持するためには３〜１００μｍの範囲が好ましい。電荷発生層の膜厚は０．１μｍ〜５μｍ、電荷輸送層は５〜５０μｍから選ばれる。
【００２０】
（感光層の形成方法）
感光体の各層を塗布によって形成する場合は、上記構成材料を適当な溶剤とともに、サンドグラインドミル、ペイントシェーカー、ボールミル、超音波分散等の公知の方法により、溶解、分散させ、塗布液を作製し、浸漬塗布、スプレー塗布、ブレード塗布、ロール塗布、スパイラル塗布、スライドホッパ塗布等の公知の塗布方法により形成したのち、乾燥すればよい。感光層の膜厚のバラツキは、通常数μｍ以下である。
【００２１】
（充填部材）
円筒状電子写真感光体１０の内部に固着する充填部材２の外径は円筒状導電性基体１の内径より５０〜２５０μｍ小さい円筒管材が好ましいが円柱体でもよい。充填部材２の長さは５０ｍｍ〜２００ｍｍとすることができる。充填部材２は、円筒状導電性基体１がアルミニウム系合金の場合は同系等のアルミニウム合金であることが望ましいが、真鍮などその他の金属であってもよい。プラスチックまたはゴム類等の異種材料であってもよい。また、充填部材２は、中心軸（回転軸）が貫通軸ではなく、ピンタイプの場合は、ムク材（円柱体）であってもよいが、貫通軸では、充填部材２は円筒管とする必要がある。前記充填部材２の接着方法は、充填部材２が固定される所定の位置に相当する基体１内面に接着剤４を塗布して固着する。固着位置はドラム１０の軸方向中心部に充填部材２の中心部を揃える位置が好ましい。接着剤４の内周塗布範囲は、内周の全面積に塗布する必要は必ずしもない。塗布面積の軸方向長さは充填部材の長さとして、周囲方向については合計４５°以上好ましくは１８０°〜３６０°の周角度の塗布パターンになるように塗布面積を選択できる。接着剤４はドラム１０の内周塗布領域の、充填部材２の挿入側の最も手前側に全塗布領域に塗布するに必要な量を前もって塗布しておき、ドラム１０の開口端５からの充填部材２の挿入時に挿入と共に接着剤を押し広げて塗布し、充填部材２が所定の位置に達したら充填部材２をその状態で維持して固着させる。この接着剤４は硬化反応時に微量の水分を必要とするので、接着剤４が完全に硬化するまで常温で絶対湿度４０％以上の環境に保存させることが好ましい。接着剤４としてはシリコーン系１液型無溶剤接着剤が好ましく、具体的には株式会社スリーボンド製ＴＢ１５３０またはセメダイン社のスーパーＸがあげられる。前記接着剤４を用いることで、接着工数が少なく、かつ充填部材２接着前後で円筒状基体１の変形がないため、素管１の外周面の切削加工時に得られた１５μｍ以下の真直度をそのまま維持した電子写真感光体１０（感光層の膜厚偏差を実質的に無いとして−実際には感光層の膜厚偏差は数μｍ以下あるが、真直度の測定範囲では実質無視できた。）を得ることができる。その結果、接触帯電方式を採用するフルカラー電子写真装置に搭載した場合にも安定的に画像品質を満足する円筒状電子写真感光体１０とすることができる。
【００２２】
（真直度測定）
素管と、素管に感光層を形成後、さらに充填部材を固着した電子写真感光体（ドラム）の真直度を、レーザーを用いた円筒物体の表面形状測定器（小坂研究所ＥＳ−２０２０Ａ）を用いて測定した。この真直度の測定は、測定開始と終了点を繋ぐ線を基準にして素管またはドラムの画像領域表面を軸方向にレーザー光を走査して表面形状波形として測定し、前記基準線から前記波形までの距離の最大値を真直度とする。測定値は同じ表面を３回測定した値の平均値をとり、円周上の異なる４個所の表面においてそれぞれ真直度を測定した。
【００２３】
（印字画像評価）
電子写真感光体の画像評価として市販のフルカラープリンタ装置（ＨＰ  ＬＪ４６００）を用い、印字画像により評価を行った。
【００２４】
（実施例１）
外周面の真直度１５μｍ以下（前記基準直線と表面形状波形との差の最大値以下）で、直径３０ｍｍ、長さ２６０．５ｍｍかつ肉厚１ｍｍで、両端に開口端５を有するＪＩＳ６０００系のアルミニウム合金製円筒状基体１の外周面に、感光層３を厚さ２５μｍにて形成した。感光層３の構成、厚さおよび材料組成については任意であり、本発明の効果には影響しないので、具体的な詳細説明を省略するが、前記感光層３の説明の項で記載した層構成、組成、材料を目的に合わせて適宜使うことができる。その後、上記基体１内面の所定の位置に接着剤ＴＢ１５３０（スリーボンド株式会社）を２７０度の周角度範囲に被覆するに足りる量で塗布し、ＪＩＳ６０００系のアルミニウム合金からなる円柱状の充填部材２（直径２７．８７ｍｍ、長さ６５ｍｍ）を挿入して接着剤４を塗布領域に引き延ばして固定した。接着後室温で少なくとも２４時間の保持後には硬化が完了し、実用強度に達した。前記と同仕様で作製した電子写真感光体１０の計１０本について、前記測定器により真直度を測定した結果、１０本とも充填部材２を挿入する前の真直度とほぼ同じ真直度１５μｍ以下（測定表面形状波形が実質的に変化せず）であり、前記素管１の真直度の精度がそのまま維持されており、ドラム１０内部への充填部材２の固着に起因する素管１外径の変形が見られないことが分かった。
【００２５】
次に、前記ドラム１０を前記フルカラープリンターに搭載して印字画像を評価するために、前記ドラム１０の両端開口５に、回転駆動力を伝達するポリカーボネート樹脂からなるギヤ付きフランジおよびギヤなしフランジをそれぞれ圧入し、前記プリンターのドラム搭載部にあるピン状の回転軸に前記フランジの中心軸孔をはめ込んで取り付けた。その後、このプリンターによりカラー印字画像出しをした。その結果、印字画像不良は１本もなかった。この結果から、ドラム１０内部に充填部材２を固着した前後でドラムの真直度に変化が無かったことが明らかになった。
【００２６】
（実施例２）
接着剤４として前記ＴＢ１５３０に代えて、スーパーＸ（セメダイン株式会社）を使用した以外は実施例１と同様に電子写真感光体１０を作製し、真直度測定とカラー印字画像評価を行った。その結果、充填部材２の固着前後での真直度変化はなく、１０本とも充填部材２固着前の真直度とほぼ同じ真直度１５μｍ以下であった。またカラー印字画像評価を行った結果、１０本とも印字画像不良、色ズレ不良は発生しなかった。
【００２７】
（比較例１）
接着剤としてＴＢ１５３０に代えて、シアノアクリレート系接着剤であるロックタイト４０３（ヘンケルジャパン株式会社）を使用した以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し評価をした。その結果、充填部材固着前後において真直度変化を伴い１０本中８本が真直度２０μｍ〜３０μｍ以下（充填部材の固着前は真直度１５μｍ以下）となった。また、カラー印字画像評価を行った結果、真直度２０μｍ以上となった８本については、素管外径の変形に伴った画像ムラ、色ズレ不良が観察された。
【００２８】
（比較例２）
接着剤としてＴＢ１５３０に代えて、２液性のエポキシ系樹脂ＥＰ−００１（セメダイン株式会社）を使用した以外は実施例１と同様に電子写真感光体を作製し評価をした。その結果、充填部材固着前後において真直度変化はなく、１０本とも充填部材の固着前の真直度とほぼ同じ真直度１５μｍ以下のままであった。またカラー印字画像評価を行った結果、１０本とも印字不良は発生しなかった。ただし、前記２液性のエポキシ系樹脂ＥＰ−００１はＴＢ１５３０に比べて、硬化材を混ぜる工程が増え、また硬化材を使用するため、混ぜてから１０分以上経過した接着剤は硬化が進んで使用できず、廃棄せざるをえないので、直材費も高くなり、管理工数が増加する問題があった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも一方に開口端を有する円筒状導電性基体が外周面に感光層を備え、内周面にシリコーン系１液型無溶剤接着剤を用いて固着された充填部材を備える円筒状電子写真感光体としたので、円筒状導電性基体の厚さが１．５ｍｍ以下の薄肉素管としても前記充填部材の固着前後において素管の変形がなく、真直度が優れ、良好な画像が得られる円筒状電子写真感光体を提供でき、特には、カラー用の電子写真装置において必要とされる１５μｍ以下の真直度が前記充填部材の固着前後において実質的に変形することがなく、良好なカラー画像の得られる円筒状電子写真感光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電子写真感光体の模式的断面図
【符号の説明】
１    円筒状導電性基体（素管）
２    充填部材
３    感光層
４    接着剤
５    開口端
１０  円筒状電子写真感光体（ドラム、感光体、電子写真感光体）
【図１】
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