(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状基体の硬度がビッカース硬度３９ＨＶ以下であり、円筒状導電性基体の肉厚が0.75mm〜1.75mmであり、かつ振動減衰率が８×１０-4以上であることを特徴とする電子写真感光体用円筒状導電性基体（ただし基体が、アルミニウム含有量９９．５％以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金である場合を除く。）。
【請求項２】
素材がアルミニウム合金であり、かつ、当該アルミニウム合金は、軟化熱処理されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の電子写真感光体用円筒状導電性基体。
【請求項３】
円筒状基体の直径が16mm〜50mmであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の電子写真感光体用円筒状導電性基体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光体用円筒状導電性基体を用いた電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その硬度や肉厚、径等を制御し、ノイズを防止した電子写真感光体用円筒状導電性基体（以下単に「円筒状導電性基体」、「導電性基体」とも言う。）、およびそれを用いた電子写真感光体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真感光体は、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの画像形成装置に組み込まれて画像形成のために利用される。円筒状の電子写真感光体を用いて画像を形成する場合、露光、現像等のプロセスにおいて、電子写真感光体がその両端を保持されつつ回転する。その場合に、クリーニングブレードや現像ローラーといった感光体に当接する部材との擦れにより異常振動が発生し、音鳴りや画像ノイズが生じることがある。
【０００３】
このような問題を解決すべく、例えば、特開平１０−１０４９９９号公報や、特開平５−１８８８３９号公報、特開平８−２０２２０４号公報にあるように、電子写真感光体用円筒状導電性基体内に充填物を基体内部全体につめて異常振動を防止する技術がある。
【０００４】
また、特開平５−１９７３２１号公報や特開平５−３５１６７号公報に記載されるように、所定の大きさのおもりを充填して円筒状電子写真感光体の回転を安定させ、異常振動を防止しようとする技術がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、異常振動の問題を解決するために、上記のように円筒状基体内に充填物を充填することが望ましいと考えられていた。
しかしながら、これら従来の技術によれば、充填物やおもりを電子写真感光体内に挿入しなければならず、充填物分の費用が高くなるのみならず、充填物を電子写真感光体内に挿入する手間がかかるという問題がある。
また、特に基体の径が小さい場合には、電子写真感光体の固有振動数が高いことに関係すると考えられるが充填物による防振効果が不十分となりやすく、寸法的な制約から充填物の選択適用範囲も狭くなる点からも、十分な防振効果を得にくい場合が多い。
また、異常振動のするような電子写真感光体においては、画像形成時に電子写真感光体が振動することに起因すると思われる画像欠陥が生ずるという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子写真感光体内に充填物やおもりを入れることなく、所定の円筒状導電性基体を用いることで、上記円筒状電子写真感光体における異常振動の問題を解消するものである。すなわち、上記課題は電子写真感光体に用いられる円筒状導電性基体であって、その硬度がビッカース硬度３９ＨＶ以下であり、円筒状導電性基体の肉厚が0.75mm〜1.75mmであり、かつ振動減衰率が８×１０-4以上である円筒状導電性基体、および該円筒状導電性基体を用いた電子写真感光体により解決される。このような円筒状導電性基体であれば、たとえ振動が発生した場合であっても、振動減衰率が大きいので、音なりが迅速に解消されるのである。また、好ましい素材を選択することにより異常振動を防止し、又は好適な電子写真特性を示す電子写真感光体を得ることができるのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【０００８】
導電性基体としては種々公知のものが使用できる。例えば、アルミニウム合金、銅、ニッケル、ステンレススチール等の金属ドラムなどが挙げられる。これらの中でもアルミニウム合金が好ましい。導電性基体は、陽極酸化処理が施されていてもい。
【０００９】
アルミニウム合金としては、公知のものを用いることができ、特に１０００番系、３０００番系、５０００番系、６０００番系のものが好ましい。これらの中で、成形加工性の面より３０００番系、５０００番系又は６０００番系のものがより好ましく、画像欠陥を減らす意味から５００５番系、６０６３番系のものが更に好ましい。
【００１０】
電子写真感光体に用いられるアルミニウム合金製の導電性基体は、通常押し出し、引き抜き加工することで大凡の形状に成形されるが、成形後は追加熱処理を行わずに加工硬化だけの状態で使用される場合がほとんどである。これは、そのままでも特に強度や材料組織に問題が生じないことや、熱処理分のコストを抑える理由によるが、軟化熱処理を施し適度に硬度を下げることにより、振動減衰率を向上させ、異常振動を効果的に防止することが可能となる。
【００１１】
導電性基体の硬度としては画像形成装置において電子写真感光体として用いられる際に、へこみ等が起こらない硬度が必要であることは勿論であるが、硬度が高すぎると振動減衰率が低くなり好ましくないため、ビッカース硬度が４５ＨＶ以下のものが好ましく、４２ＨＶ以下であればより好ましく、４０ＨＶ以下であればさらに好ましく、３９ＨＶ以下であれば特に好ましい。
【００１２】
導電性基体の肉厚によっても振動の状況が変化する。導電性基体の肉厚としては、0.75mm〜2mmが好ましく、0.8mm〜1.75mmであればより好ましく、0.85mm〜1.2mm又は1.3mm〜1.6mmであれば更に好ましく、0.9mm〜1.1mm又は1.4mm〜1.55mmであれば特に好ましい。肉厚があまりに薄いと、強度が保てず、また加工時の残留応力の開放による精度悪化の問題が発生し、あまりに厚いと材料費が高くなる等の問題が生ずるからである。
【００１３】
導電性基体の径（直径）によっても振動の状況が変化する。特に、径が小さな場合に振動の問題が生ずるが、本発明によればこのような場合に特に有効に用いられる。導電性基体の径としては、16mm〜50mmが好ましく、20mm〜45mmであればより好ましく、25mm〜30mmであれば特に好ましい。
【００１４】
音なりは、振動減衰率が高い場合ほど早く減衰し消滅するため、導電性基体の振動減衰率が高い方が好ましい。振動減衰率は、アルミニウム合金を用いるとある一定以上にはならないが、振動減衰率が８×１０-4以上であることが好ましく、振動減衰率が９×１０-4以上であればより好ましく、振動減衰率が１×１０-3以上であれば更に好ましく、振動減衰率が1.2×１０-3以上であれば特に好ましい。
なお、本明細書において振動減衰率とは、宙吊りにした基体の中央部に衝撃力を加えた際に発生する基体の振動音を集音装置にて取り込み、減衰する音強度より計算したものを意味する。具体的には、ある時点での音強度をX[t0]、t秒後の音強度をX[t0+t]、音の基幹周波数をｆ[Hz]としたときに、
１／(２πft）・ln（X[t0]／X[t0+t]）
にて表される値とする。なお、基幹周波数とは、複数存在する振動周波数成分のうち、最も減衰が遅い周波数成分を意味する。
【００１５】
本発明の着目する振動は、円筒の周方向の環振動成分が支配的であり、長さ方向の面振動や梁振動成分はあまり発現せず、導電性基体の長さによってはそれほど振動の状況が変化しない。本発明は、特に小さな電子写真感光体に好適に用いられるため、円筒状導電性基体の長さとしては、Ａ４〜Ａ３用紙に相当する２３０ｍｍ〜４００ｍｍが挙げられる。
【００１６】
なお、本発明の導電性基体と併せて従来技術の欄に記載した文献に記載されるような充填物又はおもりを導電性基体内につめて用いることも本発明の好ましい実施の態様の一つである。
【００１７】
本発明の電子写真感光体は、上述のような導電性基体の上に感光層が形成される。感光層は、電荷発生層と電荷移動層をこの上に積層した積層型のものが好適に用いられる。電荷発生層には、電荷発生物質が含まれ、さらに結着樹脂等が含まれる。電荷移動層には、電荷移動物質と結着樹脂が含まれ、更に酸化防止剤やレベリング材等の副資材が添加されていてもよい。
【００１８】
本発明に使用される電荷発生物質としては、フタロシアニン系化合物が使用できる。フタロシアニン系材料としてCu、Fe、Mg、Si、Ge、Sn、Pb、InCl、GaCl、AlCl、TiO等の金属原子含有のフタロシアニン、や無金属フタロシアニンなどがあげられる。フタロシアニンは、置換基を有していても良く置換基としては、低級アルキル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、ハロゲン原子などがあげられ、ｍは０から４の整数をあらわす。特に、オキシチタニウムフタロシアニンが好適である。
【００１９】
電荷発生物質としてのオキシチタニウムフタロシアニンは、２種以上の結晶型のものをもちいることが好ましい。オキシチタニウムフタロシアニンとしては、ＣｕＫα線によるＸ線回折においてブラッグ角（２θ±０．２度）９．７度、２４．２度及び２７．３度に回折ピークを示すオキシチタニウムフタロシアニンまたはブラッグ角（２θ±０．２度）９．３度、１０．６度、１３．２度、１５．１度、１５．７度、１６．１度、２０．８度、２３．３度及び２７．１度に回折ピークを示すオキシチタニウムフタロシアニンのいずれかまたは両方を用いることが特にこのましい。また、電荷発生物質としてアモルファス状のオキシチタニウムフタロシアニンのみを用いてもよいし、上記結晶型オキシチタニウムフタロシアニンとともに用いても良い。
【００２０】
電荷発生物質は積層構造の場合には電荷発生層を構成する主成分として使用されることが望ましい、例えば蒸着、スパッターの様な方法で成膜した均一な層として用いられてもよく、また微粒子の形でバインダー樹脂に分散された形で用いられてもよい。
【００２１】
この場合バインダー樹脂としてはポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、メタクリレート樹脂、ポリエスエル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール等のポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、セルロースエステル、セルロースエーテル、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂など各種バインダー樹脂が使用できる。電荷発生物質とバインダー樹脂との組成比は通常重量比で100対10ないし５対100の範囲が好ましく、またこの層には電荷移動物質が混合されていてもよい。電荷発生層の膜厚は通常0.1〜10μｍで使用されることが好ましい。
【００２２】
電荷移動物質としては公知のものを用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、ポリアセナフチレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリビニルカルバゾール等の有機高分子化合物およびその誘導体、スチレン、スチルベン等の芳香属炭化水素化合物およびその誘導体、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、ジフェノキノン等のキノン化合物およびその誘導体、アリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物等の窒素化合物およびその誘導体、カルバゾール、アクリジン、ピラゾリン、イミダゾール、ベンズイミダゾール、イミダゾリジン、イミダゾロン、フェナジン、トリアゾール等の含窒素複素環式化合物およびその誘導体、チアゾール、チアジアゾール、ベンゾチアゾール等の含窒素含硫黄複素環式化合物およびその誘導体、キサゾール、オキサジアゾール等の含窒素含酸素複素環式化合物およびその誘導体等が挙げられる。。
【００２３】
電荷移動物質とともに使用されるバインダー樹脂としては種々の公知の樹脂が使用できる。ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリレート樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂などの熱可塑性樹脂や硬化性の樹脂が使用できる。とくに摩耗、傷の発生の少ないポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリカーボネート樹脂は、そのビスフェノール成分としてビスフェノールＡ、ビスフェノールＣ、ビスフェノールＰ、ビスフェノールＺ、あるいは、公知の種々の成分が使用出来る。また、これらの成分からなる共重合物であってもよい。
【００２４】
電荷移動物質とバインダー樹脂の配合比率は、樹脂100重量部に対して例えば10〜200重量部、好ましくは30〜150重量部の範囲で配合される。積層感光体の場合電荷移動層として上記の成分を主成分として形成されるが電荷移動層の膜厚としては通常５〜50μｍ、好ましくは10〜40μｍで使用される。
【００２５】
更に本発明の感光層には成膜性、可とう性、機械的強度等を向上させるための公知の可塑剤、残留電位の蓄積を抑制するための添加剤、分散安定性向上のための分散補助剤、塗布性を改善するためのレベリング剤、例えばシリコーンオイル、その他の添加剤が添加されていてもよい。
【００２６】
本発明の電子写真感光体は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いることができるが、発光ダイオード又はレーザー光を用いた画像形成装置に特に好適に用いることができる。さらに、本発明によれば、電子写真感光体の揺れに起因するわずかな印刷ずれをも解消できるため、特に高解像度（１２００ｄｐｉ以上）の画像形成装置に好適に用いることができる。
【００２７】
【実施例】
次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例によって限定されるものではない。
【００２８】
［実施例１]
６０６３系のアルミニウム合金に押し出し、引き抜き加工を施し、軟化熱処理して質別をＨ２４とした後、切削加工により最終的な寸法を径が３０mm、長さが３４０mm、肉厚１mmとした円筒状導電性基体を製造した。電荷発生層と、電荷移動層をこの順に塗布・感光し感光層を形成した。このようにして１０本の電子写真感光体を製造した。
【００２９】
導電性基体のビッカース硬度をＪＩＳに則って測定したところ。基体の硬度は、硬度３７ＨＶであった。
【００３０】
電子写真感光体の振動減衰率を以下のようにして測定した。測定系を図１に示す。
電子写真感光体の両端に軸受け部、駆動用ギヤ部を持ったポリアセタール製のフランジ材を圧入により組み付け、フランジ材の中央に糸を粘着テープにて貼り付けた後、糸の他端を支持台に貼り付けて感光体を吊り下げる。また、フランジ材にも同様に糸を粘着テープで貼り付け、糸の他端を床部に固定することにより、感光体が揺れることを防いだ。次に傾斜部に直径１０ｍｍの鋼球を転がし感光体中央部に衝突させ、発生する音を感光体より５ｃｍ離れた集音装置にて採取した。採取した音はアナログ出力として取り出した。なお、この際に必要に応じてアンプを介させ、微弱な検出信号を増幅しても良い。アナログ出力はオシロスコープ（キーエンス社製NR-2000）にて５０kHzにてサンプリングし、接続したコンピュータにより減衰波形から振動減衰率を計算するとともに、サンプリングデータをフーリエ変換して振動周波数を計算した。
なお、これに先立ち、電子写真感光体を画像形成装置に組み込み、環境試験室にて気温３５゜Ｃ、湿度８５％の環境下で画像を形成した際に発生する異常振動音の程度を調べた。
【００３１】
［比較例１］
材料として材質が３００３-Ｈ１６であるアルミニウム合金を用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を１０本製造し、実施例１と同様にして画像形成時の音発生および振動減衰率を測定した。
【００３２】
［比較例２］
電子写真感光体の肉厚を３mmとした以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を１０本製造し、実施例１と同様にして画像形成時の音発生および振動減衰率を測定した。
【００３３】
［実施例２］
材料として材質が５００５-Ｈ３２であるアルミニウム合金を用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を１０本製造し、実施例１と同様にして画像形成時の音発生および振動減衰率を測定した。
［実施例３］
導電性基体の肉厚が0.8mmである以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を１０本製造し、実施例１と同様にして画像形成時の音発生および振動減衰率を測定した。
【００３４】
［実施例４］
材料として材質が６０６１−Ｏであるアルミニウム合金を用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を１０本製造し、実施例１と同様にして画像形成時の音発生および振動減衰率を測定した。
【００３５】
［参考例］材料として材質が３００３−Ｈ１４（硬度４０ＨＶ）であるアルミニウム合金を用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体を１０本製造し、実施例１と同様にして画像形成時の音発生および振動減衰率を測定した。
【００３６】
【表１】
0004019646.tif 000002
【００３７】
なお、振動減衰率は、電子写真感光体ごとにふれがあるため、１０本の平均の値を採用した。
硬度は、導電性基体のビッカース硬度を表す。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、電子写真感光体内に充填物やおもりを入れることなく、所定の円筒状導電性基体を用いることで、上記円筒状電子写真感光体における音なりの問題を解消するものである。
従来の技術によれば、充填物やおもりを電子写真感光体内に挿入しなければならず、充填物分の費用が高くなるのみならず、充填物を電子写真感光体内に挿入する手間がかかったが、本発明によれば充填物を必ずしも必要としないため、余分な費用を節約することができ、手間を省くこともできる。
また、音なりのするような電子写真感光体においては、画像形成時に電子写真感光体が振動することに起因すると思われる画像欠陥が生ずるという問題があったが、本発明によれば振動が抑えられる結果このような画像ぶれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】振動減衰率の測定系
【符号の説明】
１  導電性基体
２  フランジ
３  フランジ
４  支持台
５  床部
６  傾斜部
７  鋼球
８  集音装置
９  オシロスコープ
１０  コンピューター
【図１】
0004019646.tif 000003