(57)【要約】【目的】電子写真感光体用部品の共通化を図るとともに、金属アース板と支持ピンとの接触点から発生する摺動異常音、金属アース板の過剰摩耗による導通不良、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に基く画像障害等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すること。【構成】少なくとも円筒状導電性基体と、該基体の開口端部内に嵌合される樹脂フランジとを備え、導電性中心軸に支持される電子写真感光体において、前記基体内に、基体内周面と前記中心軸とに接触し、前記フランジとは別個独立の導電性部品を備える電子写真感光体とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも円筒状導電性基体と、該基体の開口端部内に嵌合される樹脂フランジとを備え、導電性中心軸に支持される電子写真感光体において、前記基体内に、基体内周面と前記中心軸とに接触し、前記フランジとは別個独立の導電性部品を備えることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記導電性部品が、円形プレートであり、前記基体の開口端部内に設けたインロー部端の段差と樹脂フランジの嵌合部端部とに挟まれて基体内に固定され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】
前記導電性部品が、前記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い前記中心軸と接触する導電性繊維集合体と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４】
前記枠体は、リング状枠体であり、その外径は前記フランジの嵌合部外径と略同一であることを特徴とする請求項３記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記導電性部品が、前記基体の内周面に接する部分に複数の突起を設けた導電性枠体と、該枠体から軸芯に向かい前記中心軸と接触する導電性繊維集合体とを備え、前記突起により基体内部に固定されることを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状導電性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た感光ドラムと、その開口端部に樹脂フランジを備える電子写真感光体に関し、特にはその接地機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、このドラムの両端開口部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。
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、装置側の回転駆動力が前記フランジと一体成形されたギヤ（歯車）を介して感光ドラムに安定して繰り返し伝達される必要がある。したがって、樹脂フランジの脱落や結合のゆるみ等がないように、感光ドラムの両端へのフランジの結合には極めて高い信頼性が求められる。
一方、電子写真装置における画像形成は、電子写真感光体を支持ピン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ドラム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。
【０００３】
図３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。
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、導電性ブラシを用いる方法（特許文献１〜５参照）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。
【０００４】
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、装置側の支持ピン５や支持軸をアース板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。これらをあわせて以下「中心軸」ともいう。
【特許文献１】特開平９−１１４１６８号公報
【特許文献２】特開２００１−７５４２３号公報
【特許文献３】特開２００１−３０５７６９号公報
【特許文献４】特開２００２−６２７５９号公報
【特許文献５】特開２００２−１１６６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のアース板を用いる方法ではフランジの種類毎に形状や固定方法が異なるため専用のアース板を製作しなければならず、それぞれについて専用の抜き型が必要となることからコストの増大を招いていた。また、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異常音（ノイズ）の発生、過剰摩耗による導通不良や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、さらには基体外表面の変形不良などが発生する問題がある。さらに従来の導電性ブラシを使う場合でも、組み立て時間の増大によりコストが上昇するという問題がある。
以上説明した問題点に鑑み、本発明の目的は、導電性基体を接地するための部品の共通化を図り、接地機構を簡単な構造とすることでコストを削減し、金属アース板と支持軸または支持ピンとの接触点から発生する摺動ノイズや金属アース板の過剰摩耗による導通不良、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る電子写真感光体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
特許請求の範囲の請求項１記載の発明によれば、前記目的は、少なくとも円筒状導電性基体と、該基体の開口端部内に嵌合される樹脂フランジとを備え、導電性中心軸に支持される電子写真感光体において、前記基体内に、基体内周面と前記中心軸とに接触し、前記フランジとは別個独立の導電性部品を備える電子写真感光体とすることにより達成される。
すなわち、本発明の電子写真感光体は、フランジの形状等に依存せず、ネジや係止部によりフランジに固定することのない導電性部品を用いることにより前記の目的を達するものである。
請求項２記載の発明によれば、前記導電性部品が、円形プレートであり、前記基体の開口端部内に設けたインロー部端の段差と樹脂フランジの嵌合部端部とに挟まれて基体内に固定される請求項１記載の電子写真感光体とすることが好ましい。
【０００７】
請求項３記載の発明によれば、前記導電性部品が、前記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い前記中心軸と接触する導電性繊維集合体とを備える請求項１記載の電子写真感光体とすることも好ましい。
請求項４記載の発明によれば、前記枠体は、リング状枠体であり、その外径は前記フランジの嵌合部外径と略同一である請求項３記載の電子写真感光体とすることが好適である。
請求項５記載の発明によれば、前記導電性部品が、前記基体の内周面に接する部分に複数の突起を設けた導電性枠体と、該枠体から軸芯に向かい前記中心軸と接触する導電性繊維集合体とを備え、前記突起により基体内部に固定される請求項１記載の電子写真感光体とすることも好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、少なくとも円筒状導電性基体と、該基体の開口端部内に嵌合される樹脂フランジとを備え、導電性中心軸に支持される電子写真感光体において、前記基体内に、基体内周面と前記中心軸とに接触し、前記フランジとは別個独立の導電性部品を備える電子写真感光体としたので、従来の金属アース板と中心軸との接触点から発生した摺動異常音を防止することができ、金属アース板の過剰摩耗による導通不良、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発生を抑制できた。さらには、導電性部品をフランジに取り付けず別部品としたので、部品の共通化が図れ、設計、作製期間などを短縮することができ、その結果コストダウンを図ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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２は本発明にかかる電子写真感光体の一部破断正面図であり、感光ドラムにフランジを嵌合し支持ピンで支持した状態を示す。図４、図５、図６は本発明にかかる電子写真感光体に用いられる導電性部品の好ましい実施例を示す。
電子写真感光体２０は、図１に示すように円筒状の導電性基体上に感光層が形成された感光ドラム１１と、このドラムに嵌合される樹脂フランジ１３と、導電性部品１２とを備えている。この電子写真感光体は、電子写真装置側に固定された支持ピン（中心軸）１５により回転自在となるよう装置内に支持される。この支持ピンは樹脂フランジの中心軸孔１４を介して感光体を支持し、また電子写真装置を介して接地されている。中心軸としては、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も用いられる。支持ピンは外径３０ｍｍ以下の比較的小径の軽い感光ドラムに多く用いられ、支持軸は大径で、重い感光ドラムに多く採用される傾向がある。支持ピン（中心軸）１５は、電子写真感光体内に固定された導電性部品と接触することにより接地機構を構成する。
【００１０】
導電性基体としては、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、その大きさは例えば直径２４ｍｍ、長さ２５７ｍｍである。このような形状に加工した円筒状基体（素管）の外周面上に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１１とする。
この感光ドラム１１の開口端部には、あらかじめインロー部１６が形成されており、その軸方向の深さは樹脂フランジ１３の嵌合部の軸方向長さと導電性部品１２の厚みの和に相当する。このインロー部１６は通常、ドラム端部のフランジを嵌合する部分の内径精度を高めるために形成されるが、本発明ではさらに、導電性部品をドラム内に固定するための位置決め（段差）を提供するものである。さらに、このインロー部の深さをフランジの嵌合部の軸方向長さに応じて調整することにより、異なるフランジを装着する様々な感光体に本発明の導電性部品を共通して適用することができる。但し、このインロー部１６を設けなくても、導電性部品側に突起部等を設けドラム内に固定できるようにすることもできるので、インロー部は本発明の必須の要件ではない。
【００１１】
なお、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がいずれか一方の端部に嵌合される場合には、他方側の樹脂フランジにはギヤ無しフランジを用いてもよい（図２の符号１７参照）。これら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。
導電性部品１２としては、円形プレートや導電性繊維集合体を備えるリング状導電性枠体（以下「導電性ブラシ」ともいう。）を用いることができる。円形プレートの形状を図４に、導電性ブラシの好適形状を図５（ａ）〜（ｄ）と図６（ｅ）に示す。これら部品の形状は、ドラム１１の内周面と摺動可能でドラム内に固定でき、かつ中心軸の周りに回転自在に接触するようなものとする。
【００１２】
円形プレート１２０と導電性ブラシのリング状枠体１２１、１２２、１２９、１３０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５（ｃ）に示すリング状枠体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は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。なお、図５（ｄ）に示すリング状枠体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、金属に加え、絶縁樹脂等も使用できる。
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。
【００１３】
円形プレート１２０の形状は、その外周形状については前述のとおりドラム内に固定できるようなものとすればよいが、中心軸と接触する部分については中心軸の種類により適宜変更する必要がある。すなわち、図１に示す支持ピン１５を用いる場合には円形プレートは板状で、支持ピンとの接触部位に凹部を適宜設けた形状とし、感光体を貫通する支持軸を用いる場合には円形プレートをドーナツ形状とする。ドーナツ形状とする場合には、その内径を支持軸と回転自在に、かつ電気的に接触するような径とする。むろん、支持ピンを用いる場合にも、その周りに回転自在に電気接触するような内径を有するドーナツ状円形プレートを用い、支持ピンを円形プレートに貫通させてもよい。
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１２３を植毛したリング状導電性ブラシである。繊維集合体は、リング状枠体の中心（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であり、均一に植毛される（植毛密度１００〜５０００本／ｃｍ２）。
【００１４】
導電性ブラシ（ｂ）は、導電性繊維集合体１２４としてその長さがリング状枠体１２１の内径の約２分の１より長い金属細線を用い、金属細線の側面で前記支持ピンと接触するようにしたリング状導電性ブラシである。この点で、主に金属細線の先端で支持ピンと接触する導電性ブラシ（ａ）と異なっている。
導電性ブラシ（ｃ）は、ドラムの内径より外径を大きくしたリング状枠体の一部を欠き取って切れ目１２６を設け、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を植毛した導電性ブラシである。
導電性ブラシ（ｄ）は、リング状枠体１２９から外方に向かいドラム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、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円筒状基体と中心軸との電気的導通を担うので、リング状枠体１２９の外径は前記円筒状基体の内径より小さくされる。
【００１５】
図６に示す導電性ブラシ（ｅ）は、導電性ブラシ（ａ）または（ｂ）のリング状枠体の側面に突起部を設けたものである。導電性ブラシ（ｅ）の枠体の外径と突起部の高さは、このブラシが基体内面に摺動可能に固定されるような大きさとする。なお、この導電性ブラシを用いる場合には、突起部によりこれを基体内に固定することができるので、インロー部付きの円筒状基体を用いなくてもよい利点がある。
なお、以上のリング状導電性ブラシ（ａ）〜（ｅ）の金属細線集合体は、図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。要するに、感光体が中心軸周りに回転する際、金属細線と中心軸との接触による異常摩耗や摺動異常音（ノイズ）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。
【００１６】
感光体を組み立てるには、上記のいずれかの導電性部品、例えば図５（ａ）の導電性ブラシを、感光ドラムの開口端部に形成したインロー部に樹脂フランジに先立って挿入し、その後樹脂フランジを圧入治具を用いて嵌合する。他方の開口端部にも樹脂フランジを嵌合すると電子写真感光体となる。感光体は、図１、２に示すように装置側に固定される支持ピン１５を中心軸孔１４に挿入することにより、電子写真装置に搭載される。
また、図５（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の内径より大きいので、リング状枠体１２２の切れ目１２６を利用してそ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、基体との電気的接触がいっそう確実になるメリットがある。
【００１７】
図５（ｄ）、図６（ｅ）の導電性ブラシを感光ドラムに挿入する時は、これらの導電性ブラシのリング状枠体１２９、１３０の外径はインロー部の内径より小さいので、前記導電性ブラシ（ａ）〜（ｃ）よりは容易に感光ドラムに挿入できる。しかし、感光ドラムの基体内面との接触はリング状枠体の外周に形成された金属細線１２７又は突起部１３１により行なわれるので、電気的導通は確実に確保できる。
また、上記導電性ブラシ（ａ）〜（ｅ）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ることはないので、組み立てが容易である。さらに感光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のやり直しと、高価な金型を新たに起こす必要があったが、本発明の導電性部品は中心軸径の異なるものに対しても共通して使用できる経済的メリットもある。
【００１８】
これらの導電性ブラシを備える電子写真感光体を装置に搭載すると導電性ブラシの金属細線と支持ピンが電気的に接触する。（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の各導電性ブラシを用いる場合には、金属細線の先端付近が支持ピンと接触するが、導電性ブラシ（ｂ）の場合には、金属細線が長いのでその先端付近ではなくサイドが支持ピンに接触する。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感光体を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。
円形プレートを用いる場合には、金属細線を用いることがないのでさらに簡単な接地機構により電気的接触を確保することができる。
つぎに本発明の電子写真感光体を評価した結果を以下に説明する。
（実験例１）
外径２４．００ｍｍ、長さ２５７ｍｍのアルミニウム製素管の端部に深さ１０ｍｍのインロー部を設け、その内径を２３．００ｍｍとし、その他の部分の内径を２２．５０ｍｍに加工して基体とした。この基体に感光層を積層させ感光ドラムとした。このドラムのインロー部を設けた端部に、厚さ５ｍｍ、外径２２．９８ｍｍのアルミニウム製円形プレートを挿入し、次いで嵌合部の軸方向長さが５ｍｍ、嵌合径が２３．０５ｍｍであるポリカーボネート製フランジを圧入、嵌合した。これにより円形プレートは、インロー部の段差とフランジの嵌合部端部に挟まれ感光ドラム内に固定された（図２参照）。このように電子写真感光体を作製した。
（実験例２）
実験例１の円形プレートの替わりに、図５（ａ）で示す導電性ブラシを用いた以外は実験例１と同じ構成で電子写真感光体を作製した。なお、導電性ブラシの枠体の材料にはアルミニウムを、導電性繊維にはＳＵＳ３０４を用いた。
（実験例３）
実験例１の円形プレートの替わりに、図６（ｅ）で示す導電性ブラシを用いた以外は実験例１と同じ構成で電子写真感光体を作製した。なお、導電性ブラシの枠体の材料にはアルミニウムを、導電性繊維にはＳＵＳ３０４を用い、枠体の外径、幅をそれぞれ２３．０３，２ｍｍとした。また、枠体の側面には径方向の高さが０．１ｍｍである突起を等間隔に４個設けた。
（比較実験例）
従来のアース板をフランジに取り付けて固定し、感光ドラムに圧入、嵌合した以外は実験例１と同じ構成で電子写真感光体を作製した。
【００１９】
以上の実験例１〜３と比較実験例で作製した電子写真感光体を市販のプリンター装置に搭載して、１万枚の連続繰り返し印刷を行った。そして、基体と装置との導通状態（接地状態）、摺動異常音（ノイズ）と画像障害について評価を行った。その結果、いずれの場合においても導通不良、異常音発生はなく、画像は良好であった。
以上のことから、本発明にかかる電子写真感光体によれば、従来のアース板を用いた感光体と同等の導通特性等を得られることが分った。さらに、導電性部品をフランジと別にすることが可能となり、導通部品の共通化が図れ、設計、作製期間などを短縮することができ、その結果コストダウンを図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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である。
【図２】本発明にかかる電子写真感光体の一部破断正面図である。
【図３】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。
【図４】本発明にかかる電子写真感光体に用いられる円形プレートの好ましい例の斜視図および上面図（Ａ矢視図）である。
【図５】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の好ましい例の上面図である。
【図６】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の好ましい例の斜視図および上面図（Ｂ矢視図）である。
【符号の説明】
【００２１】
１，１１  感光ドラム
１２  導電性部品
３，１３，１７  樹脂フランジ
４，１４  中心軸孔
５，１５  支持ピン（中心軸）
６，１６  インロー部
１０，２０  電子写真感光体
２  金属アース板
７  中心接触部
８  外周接触部
１２０  円形プレート
１２１，１２９，１３０  リング状枠体
１２２  切れ目付きリング状枠体
１２３〜１２５  導電性繊維
１２７，１２８，１３２  導電性繊維
１２６  切れ目
１３１  突起部
【図１】
2005215311.tif 000003
【図３】
2005215311.tif 000004
【図５】
2005215311.tif 000005
【図２】
2005215311.tif 000006
【図４】
2005215311.tif 000007
【図６】
2005215311.tif 000008