(57)【要約】【課題】  ブレード鳴きが生じ難く、しかも充填部材を挿入しても支持体の変形による画像欠陥が生じ難く、繰り返し使用しても良好な画像特性が安定して得られるプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】  円筒状支持体上に感光層を有する電子写真感光体、該電子写真感光体の支持軸を基準として現像剤担持体との距離が調整位置決めされる現像手段、およびクリーニング手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、該電子写真感光体が、樹脂からなる充填部材を有し、該充填部材が、電子写真感光体の軸方向にスリットを有する円筒状であり、かつ、該充填部材が、該電子写真感光体の内面に接着剤によって固定される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状支持体上に感光層を有する電子写真感光体、該電子写真感光体の支持軸を基準として現像剤担持体との距離が調整位置決めされる現像手段、およびクリーニング手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
該電子写真感光体が、樹脂からなる充填部材を有し、該充填部材が、電子写真感光体の軸方向にスリットを有する円筒状であり、かつ、該充填部材が、該電子写真感光体の内面に接着剤によって固定されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロセスカートリッジに関し、詳しくは電子写真感光体、現像手段、およびクリーニング手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置には、電子写真感光体、一次帯電手段、現像手段およびクリーニング手段などの構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを電子写真装置に対して着脱可能として該電子写真装置のメンテナンス性、サービス性を高めているものがある。
【０００３】
ところで、電子写真装置に用いられる電子写真感光体は、一般に導電性の円筒状支持体上に光導電体の塗膜を形成することにより構成される。導電性支持体の支持体としては、通常アルミニウムが用いられることが多い。
【０００４】
また、クリーニング手段としては、シリコンやウレタンといったゴムを板状にしたクリーニングブレードが用いられるが、それらを用いた電子写真装置において、回転する電子写真感光体とクリーニングブレードとの摩擦力によって、特に、電子写真感光体の回転開始時や回転停止時といった低速回転時にスティックスリップ振動が増大し、電子写真感光体を過度に振動させて「ブレード鳴き」という現象を発生させることがある。
【０００５】
このような問題を解決するために、電子写真感光体の内部に充填部材を挿入する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
一方、電子写真装置に用いられる現像手段としては、例えば、現像スリーブから電子写真感光体に現像剤を飛翔させる方法や、現像剤を現像スリーブ上にブラシ状に形成し、電子写真感光体表面にこのブラシ状の現像剤を接触させる方法が挙げられる。このような現像手段は、良好な現像特性を維持するため現像スリーブ表面と電子写真感光体表面の間を高精度な微小間隔に保つ必要がある。
【０００７】
そこで、現像スリーブの軸方向両端に現像スリーブよりも大径の突き当て部材（以下、スペーサコロ）をそれぞれ設け、このスペーサコロを電子写真感光体の軸方向両端につき当てることによって電子写真感光体表面と現像スリーブ表面の間隔を一定に保つ方法が実用化されている。
【０００８】
しかしながら、スペーサコロを当接させた構成では、現像スリーブを駆動する時に発生する振動がスペーサコロを介して電子写真感光体に伝わってしまうため、この振動が電子写真感光体の定常な回転を阻止する負荷として作用し、電子写真感光体の回転ムラを生じさせ、結果としてピッチムラや画像伸縮等の画像欠陥を生じさせる。特に前記ピッチムラや画像伸縮等は複数のプロセスユニットを有するフルカラー画像形成装置にあっては色ムラや色ズレの原因となる。
【０００９】
このような問題を回避するため、スペーサコロを用いないで、電子写真感光体の支持軸を基準として現像剤担持体との距離を調整位置決めする方法が実用化されている。
【特許文献１】特開平０６−０１９３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の現像手段を用いた場合、電子写真感光体の円筒振れや、電子写真感光体の回転に伴う振れが、現像剤担持体との距離に影響するため、それらの振れが大きいと、画像ムラなどの欠陥となることがあった。
【００１１】
特に、充填部材を有する電子写真感光体を用いた場合は、充填部材の材質、形状、および固定方法などによって、電子写真感光体が変形することがあり、それが画像ムラなどの欠陥となることがあった。
【００１２】
本発明の目的は、ブレード鳴きが生じ難く、しかも充填部材を挿入しても支持体の変形による画像欠陥が生じ難く、繰り返し使用しても良好な画像特性が安定して得られるプロセスカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、本発明は、円筒状支持体上に感光層を有する電子写真感光体、該電子写真感光体の支持軸を基準として現像剤担持体との距離が調整位置決めされる現像手段、およびクリーニング手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
該電子写真感光体が、樹脂からなる充填部材を有し、該充填部材が、電子写真感光体の軸方向にスリットを有する円筒状であり、かつ、該充填部材が、該電子写真感光体の内面に接着剤によって固定されたことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明はブレード鳴きが生じ難く、しかも充填部材を挿入しても支持体の変形による画像欠陥が生じ難く、繰り返し使用しても良好な画像特性が安定して得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に用いられる充填部材について説明する。
【００１６】
図１は、充填部材を電子写真感光体の円周方向に切断したときの断面形状の具体例である。充填部材１は、電子写真感光体の軸方向にスリット１ａを有した円筒形状である。本発明においては、図１に示すようにスリット１ａの反対側に、電子写真感光体の軸方向にくびれ部１ｂを有することで径方向に撓みやすくした形状にしてもよい。該充填部材１は、電子写真感光体の支持体内径よりも外径が大きく形成されており、支持体内部に適度な圧がかかるように挿入されることで、接着したときの接着剤の収縮による支持体の変形や、環境変化によって充填部材が伸縮したときの支持体の変形を効果的に抑制することができる。具体的には、充填部材の挿入圧が０.２ｋｇｆ以上５ｋｇｆ未満であることが好ましく、特には、０.５ｋｇｆ以上２ｋｇｆ未満であることが好ましい。挿入圧が０.２ｋｇｆ未満であると、接着剤の収縮によって支持体が変形しやすくなる。一方、挿入圧が５ｋｇｆ以上であると、特に高温環境下において支持体の変形が起こりやすくなる。
【００１７】
充填部材１の材質としては、樹脂からなることがブレード鳴きに対する効果という点で好ましい。樹脂の種類としては、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリアセタール、アクリル、ポリフェニレンエーテル、ウレタンおよびナイロン（登録商標）などが挙げられる。
【００１８】
充填部材１の重量は、電子写真感光体の長さ、クリーニングブレードの設定条件などにより適宜選択される。
【００１９】
本発明においては、充填部材を接着剤によって接着することがブレード鳴き、および削れムラ抑制の点で好ましい。充填部材を接着しないと、充填部材が電子写真感光体の端部に移動しやすく、その結果、ブレード鳴きに対する効果が薄れ、更には、繰り返し使用によって削れムラが生じやすくなる。このような現象は、充填部材の長さが電子写真感光体の長さに対して１／２以下であると、特に顕著に生じる。
【００２０】
充填部材の接着位置としては、電子写真感光体の中央部に接着することが好ましい。具体的には、中央から±２０ｍｍ以内の位置に接着することが好ましい。
【００２１】
接着剤の種類としては、シアノアクリレート含有接着剤、及びエポキシ樹脂含有接着剤などが挙げられる。
【００２２】
接着剤の塗布量は、充填部材および接着剤の種類などによって適宜選択される。
【００２３】
以下、本発明に用いられる電子写真感光体の構成について説明する。本発明における電子写真感光体は、円筒状支持体上に感光層を有する。感光層は電荷輸送物質と電荷発生物質を同一の層に含有する単層型であっても、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と電荷発生物質を含有する電荷発生層を有する積層型でも良いが、電子写真特性からは、積層型が好ましい。
【００２４】
円筒状支持体は導電性を有するものであれば良いが、特にアルミニウムが好ましい。
【００２５】
本発明においては、支持体と感光層の間に、干渉縞を防止すること、また、支持体の傷を被服することを目的とした導電層を設けても良い。この導電層はカーボンブラックや金属粒子などの導電性粒子をバインダー樹脂に分散させて形成することができる。さらに干渉縞を抑制するためにシリカ微粒子を適量添加することも効果的である。導電層の膜厚は好ましくは０．１〜４０μｍ、より好ましくは０．５〜２５μｍが適当である。また、干渉縞抑制のために支持体表面を切削、粗面化、アルマイト処理などを行うこともできる。
【００２６】
支持体または導電層の上に、層の接着機能および電荷バリヤー機能を有する中間層を設けても良い。中間層の材料としては、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、カゼイン、ポリウレタンおよびポリエーテルウレタンなどが挙げられる。これらは適当な溶媒に溶解して塗布される。中間層の膜厚は好ましくは、０．０５μｍ〜５μｍ、より好ましくは０．３〜１．５μｍが適当である。
【００２７】
本発明に用いられる電荷発生物質としては特に限定はないが、例えば、セレンーテルル、ピリリウムおよびチアピリリウム系の染料、フタロシアニン、アントアントロン、ジベンズピレンキノン、トリスアゾ、シアニン、ジスアゾ、モノアゾ、インジゴ、キナクリドンおよび非対称キノシアニン系の各顔料が挙げられる。
【００２８】
機能分離型の場合、電荷発生層は前記電荷発生物質を質量比で０．３〜４倍量のバインダー樹脂および溶剤と共にホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミルおよび液衝突型高速分散機等の方法で均一に分散し、その分散液を塗布、乾燥することによって形成される。ただし、電荷発生物質の特性によってはバインダー樹脂を溶剤と電荷発生物質で分散した後に投入したり、バインダー樹脂を使用しなかったりすることも可能である。電荷発生層の膜厚は、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは０．１〜２μｍが適当である。
【００２９】
電荷輸送層は主として、電荷輸送物質とバインダー樹脂とを溶剤中に溶解し、得られた塗料を塗工、乾燥することによって形成する。用いられる電荷輸送物質としては、トリアリールアミン系化合物、ヒドラジン系化合物、スチルベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、トリアリルメタン系化合物およびチアゾール系化合物が挙げられる。
【００３０】
電荷輸送層および表面層に用いられるバインダー樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂あるいはこれらの樹脂の繰り返し単位のうち２つ以上を含む共重合体、例えばスチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマーなどが挙げられる。また、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセンおよびポリビニルビレンなどの有機光導電性ポリマーからも選択できるが、ポリアリレート樹脂を混合させることが耐久性およびムラ削れの点からより好ましい。
【００３１】
電荷輸送層の膜厚は、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍである。電荷輸送物質とバインダー樹脂との比率（質量）は５／１〜１／５、好ましくは３／１〜１／３程度である。なお、塗布する方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、ブレード塗布およびロール塗布など一般的な方法が挙げられる。
【００３２】
以下、本発明に用いられる現像手段の構成について説明する。
【００３３】
図２はプロセスカートリッジの装置本体内における支持形態を示す上視図で、電子写真感光体１３、及び現像手段１６が一体化されたプロセスカートリッジ２２が電子写真感光体軸４によって位置決め支持されている。電子写真感光体軸４は不図示の駆動源としてのモータにより回転駆動され、この電子写真感光体軸４と一体の電子写真感光体１３が回転される。
【００３４】
図２に示す様に、現像手段１６はフレーム部材５０で一体化され、このフレーム部材５０の手前側及び奥側の壁部にはボールベアリング２３、２４が取付けられている。そして、手前側が細径の異径軸構成の電子写真感光体軸４に対してボールベアリング２３、２４で位置決めされており、プロセスカートリッジ２２に対して電子写真感光体軸４が回転可能な様に構成されている。ここで、フレーム部材５０の前記手前側及び奥側の壁部を貫通する現像ローラ軸１６ｂに現像ローラ１６ａが設けられており、これにより現像ローラ１６ａと電子写真感光体１３との間隔が一様に保持される。
【００３５】
図３に本発明のプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成を示す。
【００３６】
図３において、１３はドラム状の電子写真感光体であり、電子写真感光体軸４を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光体１３は、回転過程において、一次帯電手段１４によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、ついで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段（不図示）からの露光光１５を受ける。こうして電子写真感光体１３の周面に静電潜像が順次形成されていく。
【００３７】
形成された静電潜像は、ついで、現像手段１６によりトナー現像され、現像されたトナー現像像は、不図示の給紙部から電子写真感光体１３と転写手段１７との間に電子写真感光体１３の回転と同期して給紙された転写材１８に、転写手段１７により順次転写されていく。
【００３８】
像転写を受けた転写材１８は、感光体面から分離されて像定着手段１９へ導入されて像定着を受けることにより複写物（コピー）として装置外へプリントアウトされる。
【００３９】
像転写後の電子写真感光体１３の表面は、クリーニング手段２０によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、さらに、前露光手段（不図示）からの前露光光２１により除電処理された後、繰り返し像形成に使用される。なお、一次帯電手段１４が帯電ローラなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
【００４０】
本発明においては、上述の電子写真感光体１３、一次帯電手段１４、現像手段１６およびクリーニング手段２０などの構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジ２２として一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジ２２を複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱可能に構成する。例えば、一次帯電手段１４、現像手段１６およびクリーニング手段２０を電子写真感光体１３とともに一体に支持してカートリッジ化して、装置本体のレール２５などの案内手段を用いて装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ２２とすることができる。
【００４１】
また、露光光１５は、電子写真装置が複写機やプリンターである場合には、原稿からの反射光や透過光、あるいは、センサーで原稿を読取り、信号化し、この信号にしたがって行われるレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動および液晶シャッターアレイの駆動などにより照射される光である。
【００４２】
本発明の電子写真感光体は電子写真複写機に利用するのみならず、レーザービームプリンター、ＣＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター、レーザー製版など電子写真応用分野にも広く用いることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例に従って説明する。なお、「部」とあるのは質量部を意味する。
【００４４】
（実施例１）
外径３０ｍｍ、内径２８.５ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアルミシリンダーを水系洗浄剤を用いて超音波洗浄した後、８０℃のイオン交換水に浸漬しついで引き上げることによって乾燥した清浄な面を得た。この基盤上に、以下の材料より構成される塗料を浸漬塗布法にて塗布し、１４０℃で３０分熱硬化することにより、膜厚が１５μｍの導電層を形成した。
【００４５】
2005292625.tif 000003
【００４６】
次に、この導電層上に、Ｎ―メトキシメチル化ナイロン（登録商標）３部および共重合ナイロン（登録商標）３部をメタノール６５部およびｎ−ブタノール３０部の混合溶剤に溶解した溶液を浸漬塗布法で塗布し、乾燥することによって、膜厚が１．０μｍの中間層を形成した。
【００４７】
次に、ＣｕＫαのＸ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の７．５°、９．９°、１６．３°、１８．６°、２５．１°および２８．３°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン４部をシクロヘキサノン９５部にブチラール樹脂（ブチラール化度６３モル％、重量平均分子量１００，０００）２部を溶かした液に加え、直径１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で温度２１±３℃の雰囲気下で２０時間分散した。その後、酢酸エチル６０部を加えて電荷発生層用分散液を調製した。前記中間層上に浸漬塗布後、１００℃で１０分乾燥し０．１５μｍの電荷発生層を形成した。
【００４８】
次に、下記式で示される電荷輸送材、
【００４９】
【化１】
2005292625.tif 000004
７部
【００５０】
下記式で示される電荷輸送材、
【００５１】
【化２】
2005292625.tif 000005
１部
【００５２】
下記式で示される繰り返し単位を有するポリアリレート樹脂
（Ｍｗ１２００００）
【００５３】
【化３】
2005292625.tif 000006
１０部
モノクロロベンゼン                                            ５０部
ジメトキシメタン                                              ３０部
になるように、塗料を調製した。
【００５４】
この塗料を浸漬塗布法で塗布して、１３０℃で１時間乾燥することによって膜厚２９μｍの電荷輸送層を形成した。
【００５５】
次に、この電子写真感光体の内面に、シアノアクリレート含有接着剤０.２ｇ（商品名：４３２ＦＴＷ  東亜合成製）を円周内部に均一に塗布し、次いで図１に示されるスリットを有する円筒形状で、ガラスを３０％含有した変性ポリフェニレンエーテルからなり、重さ５０ｇ、長さ１００ｍｍ、外径２８.６ｍｍの充填部材を電子写真感光体の中央部に挿入した。このときの充填部材の挿入圧は１ｋｇｆであった。
【００５６】
次に、評価について説明する。
【００５７】
まず、充填部材の接着性の評価を行った。評価は、電子写真感光体を５℃環境下に３日間放置し、その後、電子写真感光体を電子写真感光体の母線方向に高さ５０ｃｍの位置から繰り返し３回落下させ、充填部材が動くかどうかにより行った。判定は、充填部材が固定された位置を予め測定し、位置が変化しなかったものを○、変化したものを×とした。
【００５８】
次に、この電子写真感光体を５℃環境下および４０℃環境下に７日間ずつ放置した後、図３に示す電子写真装置に装着して、１枚プリントするごとに停止させる間欠モードにて繰り返し使用し、初期および２００００耐久後に画像ムラの評価を行った。評価は、目視にて行い、ハーフトーン画像上に電子写真感光体周期の画像ムラが確認できなかったものを○、僅かに確認できるものを△、明らかに確認できるものを×とした。
【００５９】
更に、２００００枚耐久終了直前にブレード鳴きの評価を行った。評価は、装置の前に立ち、停止時のブレード鳴きが聞こえなかったものを○、僅かに聞こえたものを△、明らかに聞こえるものを×とした。
【００６０】
（実施例２）
実施例１で用いた充填部材の代わりに、表１に示される条件の充填部材を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。
【００６１】
（実施例３）
実施例１で用いた充填部材の代わりに、表１に示される条件の充填部材を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。
【００６２】
（実施例４）
実施例１で用いた充填部材の代わりに、表１に示される条件の充填部材を用いた以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。
【００６３】
（比較例１）
充填部材を用いなかった以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。
【００６４】
（比較例２）
接着剤を用いなかった以外は、実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。
【００６５】
（比較例３）
スリットのない円筒状の充填部材を用いた以外は実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。
【００６６】
（比較例４）
外径２８．４５ｍｍのスリットのない円筒状で、アルミニウムからなる充填部材を用いた以外は実施例１と同様に感光体を作製し、評価した。評価結果を表１に示した。
【００６７】
【表１】
2005292625.tif 000007
なお、充填部材の挿入圧は、充填部材の外径およびくびれ部を変化させることで調整した。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の充填部材の断面形状の例を示す図である。
【図２】本発明の現像手段の概略構成の例を示す図である。
【図３】本発明のプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  充填部材
１ａ  スリット部
１ｂ  くびれ部
４  電子写真感光体軸
１３  電子写真感光体
１４  一次帯電手段
１５  露光光
１６  現像手段
１７  転写手段
１８  転写材
１９  像定着手段
２０  クリーニング手段
２１  前露光光
２２  プロセスカートリッジ
２３  ボールベアリング
２４  ボールベアリング
２５  レール
３０  奥側ドラムフランジ
３１  手前側ドラムフランジ
５０  フレーム部材
【図１】
2005292625.tif 000008
【図２】
2005292625.tif 000009
【図３】
2005292625.tif 000010