(57)【要約】【課題】慣性力や環境温度変動によっても帯電音吸収性能が低下しない電子写真用感光体を提供する。【解決手段】感光ドラムと、感光ドラムに嵌挿され、かつ、軸方向に平行に両端間にわたり延在するスリット２を有する樹脂製円筒状部材１と、樹脂製円筒状部材１に内蔵され、樹脂製円筒状部材１を感光ドラム内面に圧着させる金属製バネと、を具備する電子写真用感光体である。樹脂製円筒状部材１の内周面に、軸方向に平行に延在する複数のリブ３を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光ドラムと、該感光ドラムに嵌挿され、かつ、軸方向に平行に両端間にわたり延在するスリットを有する樹脂製円筒状部材と、該樹脂製円筒状部材に内蔵され、該樹脂製円筒状部材を前記感光ドラム内面に圧着させる金属製バネと、を具備する電子写真用感光体において、
前記樹脂製円筒状部材の内周面に、軸方向に平行に延在する複数のリブを設けたことを特徴とする電子写真用感光体。
【請求項２】
前記金属製バネが、軸方向に垂直な断面がＣ字形状である板バネである請求項１記載の電子写真用感光体。
【請求項３】
前記金属製バネがＣ字リングである請求項１記載の電子写真用感光体。
【請求項４】
前記金属製バネがコイル状バネである請求項１記載の電子写真用感光体。
【請求項５】
前記複数のリブの本数が３〜１２本である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の電子写真用感光体。
【請求項６】
前記複数のリブが、前記樹脂製円筒状部材の内周面に等間隔に配置されている請求項１〜５のうちいずれか一項記載の電子写真用感光体。
【請求項７】
前記複数のリブの軸方向に垂直な断面形状が、中心軸に向かって狭まった台形をなす請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真用感光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用感光体（以下、単に「感光体」とも称する）に関し、詳しくは、接触方式の帯電装置において帯電音（ノイズ）吸収性能を付与するために、樹脂製円筒状部材を内蔵してなる円筒状電子写真用感光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置における帯電装置には、接触方式の帯電装置が広く用いられている。接触方式の帯電装置は、高電圧を印加した帯電部材を直接電子写真用感光体表面に接触させて感光層を帯電させるものであり、かかる帯電部材にはローラー方式やブラシ方式が応用されている。
【０００３】
接触方式の利点としては、非接触方式であるコロナ放電方式の帯電装置と比較してオゾンの発生が大幅に少ないことや、装置の構造が比較的シンプルでコンパクトな設計ができることなどが挙げられる。
【０００４】
一方で、接触方式の帯電装置が抱える問題の一つに、帯電動作中に発生するノイズがある。接触帯電方式の場合、帯電部材に印加する電圧としては、基本となる直流に適正な交流を重畳させて感光体表面の帯電の均一性を高めている。しかし、交流を重畳することで、帯電部材と感光体の間に印加交流電圧の周波数に応じた振動が発生し、ノイズとなることが知られている（特許文献１）。
【０００５】
従来、この帯電音を抑制する方法として、感光体ドラムの内部に音吸収性能を有する部材を配置する手法が知られている（特許文献２〜５）。
【０００６】
図６は、音吸収性能を有する従来の樹脂製円筒状部材１１を示す断面図である。図示する樹脂製円筒状部材１１には、軸方向にスリット１２および溝１３が設けられており、樹脂部材にバネ性を持たせて、このバネ性を利用して感光体ドラム内面に押接固定される仕組みになっている。しかし、樹脂部材のバネ性は強くないため、強い慣性力あるいは環境温度の変動により押接力が不足して、樹脂製円筒状部材１１が感光ドラム内を移動してしまうという問題があり、これを回避するためには接着剤等で固定することが必要であった。
【０００７】
これに対し、本出願人は、図７に示す断面構造を有する樹脂製円筒状部材２１を提案している（特許文献６）。図示する軸方向にスリット２２を有する樹脂製円筒状部材２１には金属製バネ２４が内蔵されており、この金属製バネ２４の作用による感光体ドラム内面との強い押接力により、樹脂製円筒状部材２１が固定される仕組みとなっている。この場合、金属製バネ２４のバネ性が強いため、慣性力または環境温度変動によっても樹脂製円筒状部材２１の押接力は一定以上に保たれることになり、樹脂製円筒状部材２１が感光ドラム内部で移動することはなく、接着剤などによる固定は不要となる。
【特許文献１】特開平４−８６６８２号公報
【特許文献２】特開平５−３５１６６号公報
【特許文献３】特開平５−３５１６７号公報
【特許文献４】特開平５−３５０４８号公報
【特許文献５】特開平８−５４８０４号公報
【特許文献６】特開２０００−３２１９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、特許文献６に記載の金属製バネ２４を装着した樹脂製円筒状部材２１を使用することにより、慣性力または環境温度変動によってもその押接力を一定以上に保って、感光ドラム内部での移動を抑制することが可能となったが、なお十分とはいい得ないことが判明した。即ち、金属製バネ２４を装着した樹脂製円筒状部材２１では、金属製バネ２４が押接する部分のみ外側に向かう力がかかるため、図８に示すように当該部分のみ外径が大きくなり、その結果、感光ドラム内部との接触面積が小さくなって、ノイズ抑制効果が減退することが分かった。また、金属製バネの押圧力が大き過ぎると感光ドラムが変形して外径が大きくなり、一方、金属製バネの押圧力が小さ過ぎると環境放置により樹脂製円筒状部材が離脱してしまうという問題があるため、金属製バネの押圧力のみに左右されない感光体を実現することが望まれていた。
【０００９】
金属製バネ２４との当接部における樹脂製円筒状部材２１の外径変化を防ぐためには、単に樹脂製円筒状部材２１の肉厚を大きくすることも考えられるが、肉厚が大きくなると、金属製バネ２４のバネ作用に対して樹脂製円筒状部材２１の全体が変形しにくくなり、金属製バネ２４の効果そのものが薄れてしまうことから、結果として、感光ドラム内での樹脂製円筒状部材２１の保持力が小さくなってしまうことは避けられなかった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、金属製バネを内蔵する樹脂製円筒状部材を具備する電子写真用感光体において、当該樹脂製円筒状部材の部分的な変形を抑制して、感光ドラム内面と樹脂製円筒状部材の外面との接触面積を増大させ、慣性力や環境温度変動によってもその押接力が一定以上に保たれるようにすることで、帯電音吸収性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下のような知見に至った。即ち、金属製バネを樹脂製円筒状部材内に挿入すると、金属製バネの押圧力はその当接部のみにおいて樹脂製円筒状部材に伝達されることとなるが、一般に樹脂製円筒状部材は、その材質上、金属製バネの外面形状に対して歪を有するため、樹脂製円筒状部材に対する力の伝達は、場所により不均一になりやすい。本発明者らは、この問題に対し、金属製バネと樹脂製円筒状部材との接触点を限定することで、金属製バネによる外面に向かう押圧力を、樹脂製円筒状部材、ひいては感光ドラムに均一に伝達できることを見出し、これにより上記問題についても解消し得ることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明の電子写真用感光体は、感光ドラムと、該感光ドラムに嵌挿され、かつ、軸方向に平行に両端間にわたり延在するスリットを有する樹脂製円筒状部材と、該樹脂製円筒状部材に内蔵され、該樹脂製円筒状部材を前記感光ドラム内面に圧着させる金属製バネと、を具備する電子写真用感光体において、
前記樹脂製円筒状部材の内周面に、軸方向に平行に延在する複数のリブを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明においては、前記金属製バネとして、軸方向に垂直な断面がＣ字形状である板バネ、Ｃ字リング、またはコイル状バネを好適に用いることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記複数のリブの本数が、好ましくは３〜１２本であり、また、前記複数のリブが、前記樹脂製円筒状部材の内周面に等間隔に配置されていることが好ましい。さらに、前記複数のリブの軸方向に垂直な断面形状が、中心軸に向かって狭まった台形をなすことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂製円筒状部材の内周面に複数のリブを設けたことで、金属製バネを内蔵する樹脂製円筒状部材の部分的な変形が抑制され、感光ドラム内面と樹脂製円筒状部材の外面との接触面積が向上して、慣性力や環境温度変動によってもその押接力を一定以上に保つことができ、結果として、帯電音吸収性能をこれまで以上に向上した電子写真用感光体を実現することが可能となった。したがって本発明によれば、従来に比して環境変動等に対する耐性により優れた感光体が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の電子写真用感光体の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の電子写真用感光体の一例の概略断面図を示す。図示するように、本発明の感光体は、感光ドラム１０と、感光ドラム１０に嵌挿された樹脂製円筒状部材１と、この樹脂製円筒状部材１に内蔵され、樹脂製円筒状部材１を感光ドラム１０内面に圧着させる金属製バネ４と、を具備する。
【００１７】
図２に、本発明に係る樹脂製円筒状部材１の一好適例を示す軸方向に垂直な断面図（ａ）、および、斜視図（ｂ）を示す。図示するように、本発明に係る樹脂製円筒状部材１には、軸方向に垂直な断面がＣ字形状となるように、軸方向に平行に、両端間にわたり延在するスリット２が設けられている。これにより、樹脂部材のバネ性が作用することで、感光体ドラム１０内面との押接力によって、樹脂製円筒状部材１が固定される。なお、樹脂製円筒状部材１に用いる樹脂の材質および厚さ、スリット２の幅等については、同様の目的で使用される既知の部材と同様に構成することができ、特に制限されるものではない（特許文献６参照）。
【００１８】
また、本発明においては、図示するように、樹脂製円筒状部材１の内周面に、軸方向に平行に、好ましくは両端間にわたり延在する複数のリブ３が設けられていることが肝要である。樹脂製円筒状部材１の内周面にかかるリブ３を設けたことで、金属製バネ４を内蔵させた際に、その押接力が当接部だけでなく樹脂製円筒状部材１の長手方向に均一に分散されて、結果として、その全体が押し広げられることになる。これにより、金属製バネ４が当接する部分の外径拡大を抑制して、感光ドラム１０の内面と樹脂製円筒状部材１の外面との接触面積の減少を防止することができるとともに、金属製バネ４により樹脂製円筒状部材全体の外径を拡大させて、感光ドラム内面と一様な力で接触できるものとすることができる。その結果、慣性力または環境温度変動によってもその押接力が一定以上に保たれ、安定して帯電音吸収性能の向上を図ることが可能な感光体が得られたものである。
【００１９】
リブ３の本数および寸法については、金属製バネ４の作用による樹脂製円筒状部材１の部分的な変形が抑制できるものであれば、特に制限されるものではないが、変形抑制効果と重量増加防止の観点から、好適には３〜１２本である。また、リブ３は、変形抑制効果をより良好に得る観点から、樹脂製円筒状部材１の内周面に等間隔に配置することが好適である。さらに、リブ３の断面形状については、金属製バネ４の配置のし易さおよびリブ３自体の耐久性の観点から、図示するように、樹脂製円筒状部材１の中心軸に向かって狭まった台形、または、図示はしないが、かまぼこ形などとすることが好ましい。かかるリブ３は、一体成形により容易に形成することができる。
【００２０】
図３に、本発明に用いる金属製バネ４の一例の斜視図を示す。また、図４および図５は、この金属製バネ４を内蔵した樹脂製円筒状部材１を示す、軸方向に垂直な断面図、および、一部透視の斜視図である。
【００２１】
樹脂製円筒状部材１に内蔵される金属製バネ４は、その拡張作用により、樹脂製円筒状部材１に、感光体ドラム１０の内面に対する強い押接力を付与する。かかる拡張作用を有する金属製バネ４としては、軸方向に垂直な断面がＣ字形状である板バネ、Ｃ字リング、またはコイル状バネを好適に挙げることができる。本発明においては、上述のように、樹脂製円筒状部材１の内周面にリブ３を設けたことにより、金属製バネ４を内蔵させても、その部分のみ樹脂製円筒状部材１が拡張することはなく、均一に樹脂製円筒状部材１が拡張されて、スリット幅が拡げられることになる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
（外径変形量評価）
図２に示すスリット２およびリブ３を備える樹脂製円筒状部材１（ポリプロピレン製，外径２８．０ｍｍ，長さ１００ｍｍ，リブの本数：８本（等間隔に配置），リブ形状：中心軸に向かって狭まった台形）に、図３に示す金属製の板バネ４（ステンレス製，板厚０．５ｍｍ，長さ１５ｍｍ）を挿入して、部材Ａとした（図４および図５参照）。また、図７に示すように、従来形状の樹脂製円筒状部材２１（ポリプロピレン製，外径２８．０ｍｍ，長さ１００ｍｍ）に同様の板バネ２４を挿入したものを部材Ｂとし、何も挿入しない樹脂製円筒状部材２１を、比較のため部材Ｃとした。なお、部材Ａ，Ｂともに、樹脂製円筒状部材と板バネとの間に接着剤は使用しなかった。
【００２３】
上記部材Ａ，Ｂを、常温（２３℃５０％ＲＨ）環境に２４時間放置した後における、樹脂製円筒状部材の外径の変形量の比較を、下記の表１に示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
上記表１の結果から、部材Ａは、常温で放置した後においても端部と板バネ当接位置とで外径に変化がなく、感光ドラムに対し広い面積で密着できるものであることが確かめられた。
【００２６】
（保持力評価）
次に、感光ドラム（アルミニウムパイプの表面に有機感光層を形成したもの，外径３０ｍｍ，長さ２６０．５ｍｍ）に各部材Ａ，Ｂを挿入して感光体を作製し、常温（２３℃５０％ＲＨ），低温（−２０℃２０％ＲＨ），高温（５０℃４０％ＲＨ）の各環境に放置した後における各部材の保持力について評価した。保持力は、感光ドラム内の部材Ａ，Ｂに対し、軸方向に９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の力を加えて、部材が動くか否かにより評価した。その結果を、下記の表２に示す。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
上記表２に示すように、部材Ａは、常温、低温および高温のいずれの環境に放置した後において力を印加した場合でも移動しなかった。その一方、部材Ｂは、高温環境放置後において力を印加することにより、移動してしまった。
【００２９】
（ノイズ測定）
感光ドラム（アルミニウムパイプの表面に有機感光層を形成したもの，外径３０ｍｍ，長さ２６０．５ｍｍ）に各部材Ａ，Ｂを挿入して感光体を作製し、常温（２３℃５０％ＲＨ），低温（−２０℃２０％ＲＨ），高温（５０℃４０％ＲＨ）の各環境に放置した後におけるノイズ抑制効果について評価した。評価は、各感光体を、接触帯電方式を用いた画像形成装置に組み込んで、無騒音の部屋で、帯電時におけるノイズを測定することにより行った。ノイズ測定器は、画像形成装置から約５０ｃｍ離れた一定の場所に設置した。ノイズを数値化するために、帯電時のノイズの大きさ（ｄＢ）から、帯電ローラに印加する電圧を切って帯電音がない状態で測定した画像形成装置の駆動音の大きさ（ｄＢ）を差し引いたものを帯電ノイズの大きさとして定義した。この帯電ノイズが３ｄＢ以下であれば、使用上問題ないレベルである。その結果を、下記の表３に示す。
【００３０】
【表３】
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【００３１】
結果として、部材Ａを用いた感光体では、部材Ｂを用いた感光体よりもノイズ抑制の効果が高かった。これは、部材Ａが部材Ｂよりも感光ドラムとの接触面積が大きく、板バネによる押圧力が同じでも、より大きな力で保持されているためと考えられる。また、上記表３に示すように、部材Ｂは高温環境放置後にノイズが大きくなっているが、部材Ａにおいてはこの現象は確認されなかった。これは、部材Ｂの感光ドラムに対する接触面積が部材Ａと比較して小さいために、高温環境放置により部材Ｂが変形したことで押接力が不足し、ノイズ抑制効果が小さくなったものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の電子写真用感光体の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る樹脂製円筒状部材の一例を示す、（ａ）軸方向に垂直な断面図および（ｂ）斜視図である。
【図３】金属製バネの一例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る樹脂製円筒状部材に金属製バネを挿入した状態を示す軸方向に垂直な断面図である。
【図５】本発明に係る樹脂製円筒状部材に金属製バネを挿入した状態を示す一部透視の斜視図である。
【図６】従来の樹脂製円筒状部材を示す軸方向に垂直な断面図である。
【図７】従来の他の樹脂製円筒状部材に金属製バネを挿入した状態を示す軸方向に垂直な断面図である。
【図８】金属製バネの挿入による樹脂製円筒状部材の外径変形を軸方向に平行な断面にて示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，１１，２１  樹脂製円筒状部材
２，１２，２２  スリット
３  リブ
４，２４  金属製バネ
１０  感光ドラム
１３  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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