JP2000194231A

JP2000194231A - 電子写真用円筒状部材の支持方法

Info

Publication number: JP2000194231A
Application number: JP10372091A
Authority: JP
Inventors: Takanao Suzuki; 孝尚鈴木; Junichi Shibata; 順一柴田; Toru Asahi; 徹朝日
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真法に用いられる筒状部材の長期に亘
る振れ性能が向上した電子写真用円筒状部材の支持方法
を提供する。【解決手段】電子写真用円筒状部材の両端部位の外周
面部に、被摺動用中間体をかしめにより結合し、さらに
該被摺動用中間体の外周面部上を回転する摺動部品を摺
動可能に嵌合させることにより、該電子写真用円筒状部
材を支持して駆動させることを特徴とする電子写真用円
筒状部材の支持方法である。そのかしめとしては、焼き
ばめによる結合が好ましく、また、被摺動用中間体と摺
動部品としては、転がり軸受用内輪と転がり軸受からな
るものが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機や
レーザープリンタ等に搭載される電子写真用円筒状部
材、特に、円筒状電子写真感光体の使用時の支持方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンター等の電子写真
方式を採用した画像形成装置に使用される円筒状部材と
しては、円筒状電子写真感光体及び円筒状現像スリーブ
等が知られている。その円筒状電子写真感光体（以下、
単に「感光体」ともいう）は、中空状の円筒状ドラム
（基体）の上に感光層が形成されていて、その基体の一
端にはフランジが取り付けられ、それに回転支持部が固
定されており、また、その他端には駆動伝達部を有する
フランジが取り付けられ、それに回転支持部が固定され
て駆動されるようになっている。この円筒状ドラム本体
には、その寸法や平面の平滑性に優れた形状精度の高い
円筒形状であることが要求されるため、従来より感光体
用基体には、種々の方法で作製されたものが使用されて
いる。すなわち、感光体用基体としては、アルミニウム
又はアルミニウム合金をインゴットからビレットにし、
熱間押し出しにより得られる押し出し管、その押し出し
管を常温で引き抜いた引き抜き管、棒状ビレットから冷
間衝撃押し出しをした後、しごき加工を施したインパク
トアイオニング管（以下、「ＩＩ管」という）、金属条
または金属板より形成された打ち抜き及び深絞り管（以
下、「ＤＩ管」という）等が用いられている。

【０００３】一般に、感光体の基体は、その外周面が駆
動支持体となるフランジ軸心を中心として円滑に回転し
機能することが必要である。そのため、基体自体の形成
公差は、内径をデータムとして外径との同軸度、外径の
真円度、円筒度、すなわち、内径をデータムとしたとき
の全振れは、非常に精度の高いものであることが求めら
れる。また、このようにして作製された基体を用いて感
光層を形成した電子写真感光体ドラムは、基体端部にフ
ランジを結合させて、そのフランジを回転軸中心として
回転駆動されるものである。

【０００４】従来、そのフランジは、図３に示すよう
に、基体１の端部の内周部にフランジ７の外周部を嵌合
させて基体と結合されている。その場合、フランジの結
合方法としては、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹
脂、アクリル系樹脂等の一液性もしくは二液性の接着剤
８を使用した結合があり、また、その他に、機械的な圧
入後のしまりばめ嵌合による弾性・塑性変形を利用した
摩擦結合、或いは、スティーとワッシャ・ナットを用い
た挟み込みによる機械的結合等が採用されている。特に
近年において、その利用が急速に増大している小型感光
体ドラムでは、コスト低減を図るために、フランジを基
体に接着する方式が主流である。

【０００５】ところで、一般にフランジ付き感光体ドラ
ムでは、その振れ性能の程度によっても、良好な画像を
形成できるか否かを決定するものである。そのフランジ
を嵌合させたフランジ付き感光体ドラムに振れが発生す
る要因は、感光体ドラムの基体及びフランジに関するも
のとして、複数の要素に分解することができ、例えば、
基材外径部分の円筒度、基材嵌合部内径と外径の同軸度
（偏肉）、基材嵌合部内径の真円度、フランジ回転中心
と外径の真円度、フランジ回転中心と嵌合部外径との同
軸度、基材嵌合部内径とフランジの嵌合部外径との差異
等が挙げられる。これらの各要素がそれぞれ複雑に絡み
合ってフランジ付き感光体ドラムの振れが発生する。

【０００６】そこで、従来よりフランジ付き感光体ドラ
ムを製造するには、これら各々の要素について精度向上
を計るために、加工工程数を増したり、検査頻度を増加
させることにより、良好な振れ性能の維持に努力が払わ
れてきた。しかし、部品を加工する工程数の増大や検査
頻度の増加は、結果的に高コストを招くという問題を有
していた。また、同様に、フランジ付きの現像スリーブ
においても、その振れ性能によって、良好な画像の形成
に深く関与することが知られており、上記のフランジ付
き感光ドラムと同様の問題があった。

【０００７】これらの問題を解決する手段として、様々
な方法が提案されている。例えば、特開平５−３１７９
９２号公報には、円筒の少なくとも一端に、端部係合部
材を有する円筒部材において、円筒部材に端部係合部材
を圧入し、さらに、円筒端部が端部係合部材の円筒端部
への挿入部分の凹部内に曲げ切られて結合することによ
り、円筒への係合部材の結合精度を良好にする方法が開
示されている。また、特開平７−３１９３２６号公報に
は、基体上に感光層を設けた円筒状電子写真感光体の端
部に形成されたスリット状の切り欠きや両端外周部を直
接支持して直接感光体を駆動し、振れ性能を良好にする
方法が開示されている。

【０００８】特に、円筒状電子写真感光体の両端外周部
を支持して感光体を駆動して振れ性能を良好にする方法
においては、その駆動軸と直接接合させると、振れ性能
の向上効果が大きいことが知られている。例えば、特開
平７−３１９３２６号公報中には、感光ドラム端にスリ
ット状の切り欠きを形成し、ここに駆動軸に取り付けら
れた駆動伝達ピンを嵌入して駆動軸の駆動回転を与える
ことにより、感光ドラムを回転させる例が開示されてい
る。これは、この構造によりフランジ等の部材の結合を
無くし、振れ性能の悪化を押えることを目的としたもの
である。

【０００９】さらには、そのフランジの代わりに、感光
体へ直接転がり軸受等の摺動部材を挿入して支持する方
法も提案されている。この場合、使用できる転がり軸受
の種類としては、円筒ころ軸受、複列円筒ころ軸受、ソ
リッド形針状ころ軸受、シェル形針状ころ軸受等があ
り、この方法では、上記した例に比べると、基材へのス
リット追加工等が不要な点で有効な手段と考えられる。

【００１０】しかし、上記した支持方法を実現させるに
は幾つかの問題があり、実用的なものとはいえない。例
えば、ころ軸受用ころの材質は、ＪＩＳＢ１５０６に
規定されているように、高炭素クロム軸受鋼鋼材（ＪＩ
ＳＧ４８０５）を用いるのが一般的であり、その硬度
はＨＲＣ５８〜６６とされており、極めて硬度の高いも
のであるから、このような材質の部品を、電子写真感光
体用基材に用いられているアルミニウム管に挿入して摺
動させた場合、鋼材と比べて軟質のアルミニウムが磨耗
して、嵌合部の隙間の発生やアルミニウム切削粉異物の
発生等の問題を引き起こす場合があり、実用できない。

【００１１】また、軸受鋼鋼材と同等の硬度をもつ基
材、例えば、ＳＵＳステンレス鋼等を材料とする基材を
用いると、上述の磨耗の発生は免れることができるもの
の、同時にコストの上昇を招き、あまり有効ではない。
また、電子写真感光体の中でも、例えば、膜の干渉縞防
止処理が不可欠であるようなもの、例えば、デジタルカ
ラー複写機やプリンタ等のようなものに用いる場合に
は、通常、基体表面や下引き層界面を高粗度にするが、
その方法としては、ホーニング法、エッチング法、剛体
球落下／衝突法、凹凸形状円筒体圧接法、研削／切削
法、レーザ照射法、高圧水噴射法等の機械的に基体表面
を荒くする工法が用いられているが、これらの工法の適
用が難しいという問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記した実情に鑑みてなされたものである。す
なわち、本発明の目的は、電子写真法に用いられる筒状
部材の長期に亘る全振れを改善して、振れ性能が向上し
た電子写真用円筒状部材の支持方法を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真感光体
の支持方法は、電子写真用円筒状部材の両端部位の外周
面部に、被摺動用中間体をかしめにより結合し、さらに
該被摺動用中間体の外周面部上を回転する摺動部品を摺
動可能に嵌合させることにより、該電子写真用円筒状部
材を支持して駆動させることを特徴とする。

【００１４】上記円筒状部材の両端部位の外周面部と被
摺動用中間体とのかしめが、焼きばめによる結合である
ことが好ましい。また、上記の摺動部品は、転がり軸受
であることが好ましく、より好ましくは、針状ころ軸受
である。さらに、上記の被摺動用中間体は、針状ころ軸
受用内輪であることが好ましい。本発明において、電子
写真用円筒状部材としては、電子写真感光体又は現像ス
リーブであることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明における電子写真用円筒状部材の支持方法
について、図面を参酌して説明する。図１は、本発明に
おける電子写真感光体の支持方法の一例を示す概略断面
構造図である。図１において、１は感光体ドラム用基
体、２は被摺動用中間体、３は摺動部品、４は感光層で
ある。感光体ドラム用基体１の表面には、感光層４が形
成されているが、その感光層４の両端部位の外周面部に
は、感光層の端部が取り除かれて、その感光層が除去さ
れた箇所に被摺動用中間体２が、かしめ結合により円筒
状の感光体ドラム用基体１と結合されており、さらに、
その被摺動用中間体２の外周面の表面には、摺動部品３
が摺動可能に嵌合されている。

【００１６】図２は、本発明における円筒状現像スリー
ブの支持方法の一例を示す概略断面構造図である。図２
において、２は被摺動用中間体、３は摺動部品、５は機
能層、６は円筒状の現像スリーブ用基体である。現像ス
リーブ用基体６の表面には、機能層５が形成されている
が、その機能層５の両端部位の外周面部には、機能層の
端部が取り除かれて、その機能層の除去された箇所に被
摺動用中間体２が、かしめ結合により円筒状の現像スリ
ーブ用基体６と結合されており、さらに、その被摺動用
中間体２の外周面の表面には、摺動部品３が摺動可能に
嵌合されている。

【００１７】本発明におれる電子写真用円筒状部材の感
光体ドラム用基体及び現像スリーブ用基体としては、従
来より使用されている公知の如何なる材質のものであっ
てもよい。本発明に用いる被摺動用中間体としては、か
しめにより円筒状基材の外周表面に結合できる円筒形状
の金属、樹脂等からなるものであればよく、例えば、軸
受用内輪が挙げられ、なかでも、針状ころ軸受用内輪が
好ましい。また、本発明において、被摺動用中間体の外
周面部上を回転させる摺動部品としては、上記の被摺動
用中間体を内輪とする転がり軸受が挙げられるが、なか
でも、円筒ころ軸受、複列円筒ころ軸受、ソリッド形針
状ころ軸受、シェル形針状ころ軸受等の針状ころ軸受が
好ましい。

【００１８】本発明において、電子写真用円筒状部材を
支持するには、その円筒状部材の両端部位の外周面部に
被摺動用中間体をかしめにより結合するが、そのかしめ
は、焼きばめによる結合が好ましく、その際の焼きばめ
は、被摺動用中間体が加熱された状態で円筒状部材の両
端部位に嵌めた後、これを冷却することにより結合させ
ることが望ましく、その加熱温度としては、９０〜１３
０℃の範囲であり、１００〜１２０℃の範囲が好適であ
る。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるも
のではない。実施例１感光ドラム用基材として、ポートホール方式にて押出加
工した後、抽伸加工されたアルミニウム合金Ａ６０６３
製の素管を準備した。この素管の寸法は、外径３０．５
ｍｍφ、長さ３００ｍｍ、内径２７．６ｍｍφであっ
た。この素管を旋盤において、ダイヤモンド・バイトを
使用して鏡面切削し、外径が３０ｍｍφとなるようにし
た。この基材の表面をホーニング処理により粗面化した
後、感光層を浸漬塗布法により順次塗布し形成した。感
光層としては、バナジルフタロシアニンをポリエステル
樹脂に分散させた電荷発生層と、その上にベンジジン化
合物とポリカーボネート樹脂からなる電荷輸送層を設け
た積層構造のものを用いた。次に、このようにして感光
層を設けた感光体ドラムの塗布下端側に形成された塗膜
から、被摺動用中間体を嵌合させる部位を有機溶剤とし
てテトラヒドロフランを用いて感光層の両端部を溶解除
去した。

【００２０】一方、被摺動用中間体として、内輪：ＩＲ
−３０−３５−２０（ＮＴＮ社製）を用意し、この内輪
をオーブンで１２０℃に加熱して、熱膨張により内輪の
穴径を拡大させ、充分に加熱された内輪をオーブンから
取り出し、上記の感光ドラムの両端に挿入した。次に、
その内輪を挿入した感光ドラムを、３分間室温に放置し
て充分に温度を下げたところ、熱膨張した内輪が再度収
縮して感光体ドラムの両端に密に結合した。このように
して作製された電子写真用感光ドラム基体の円筒度は、
ロンコム５２Ｂ／７５０（東京精密社製）で測定したと
ころ、２４μｍであった。さらに、内輪の外周面をデー
タムとした全振れは、特開平１０−１３２５５２号に示
されている円筒体の形状特性測定装置を用いて測定した
結果、３０μｍであった。次に、被摺動用中間体を両端
に嵌合された電子写真用感光体ドラムの被摺動用中間体
部に、摺動部品として針状ころ軸受（ＮＫ３５／２０
Ｒ、ＮＴＮ社製）を挿入し、その後、これを画像形成用
の実験装置に装着して画像を形成し、それらを官能的に
評価した。その結果、濃度差のない良好な画像が得られ
た。

【００２１】実施例２現像スリーブ用基体として、ポートホール方式にて押出
加工した後、抽伸加工されたアルミニウム合金Ａ３００
３製の素管を準備した。この素管の寸法は、外径１７．
５ｍｍφ、長さ３００ｍｍ、内径１４．６ｍｍφであっ
た。この素管を旋盤において、ダイヤモンド・バイトを
使用して鏡面切削し、外径が１７ｍｍφとなるようにし
た。この基体の表面をブラスト処理して粗面化した後、
機能層を浸漬塗布法により形成した。その機能層として
は、アクリル系樹脂溶液中に二硫化モリブデン粉体を分
散させた溶液を塗布して形成されたものを用いた。次
に、このようにして機能層を設けた現像スリーブに形成
された塗膜から、被摺動用中間体を嵌合する部位を有機
溶剤としてメチルエチルケトンを用いて機能層の両端部
を溶解除去した。

【００２２】一方、被摺動用中間体として、内輪：ＩＲ
−１７−２１−１６（ＮＴＮ社製）を用意し、この内輪
をオーブンで１２０℃に加熱して、熱膨張により内輪の
穴径を拡大させ、充分に加熱された内輪をオーブンから
取り出し、上記の現像スリーブの両端に挿入した。次
に、その内輪を挿入した現像スリーブを、３分間常温下
に放置して充分に温度を下げたところ、熱膨張した内輪
が再度収縮して現像スリーブの両端に結合した。

【００２３】得られた現像スリーブの基材円筒度は、ロ
ンコム５２Ｂ／７５０（東京精密社製）で測定したとこ
ろ、１２μｍであった。さらに、内輪の外周面をデータ
ムとした全振れは、実施例１と同様にして測定したとこ
ろ、１９μｍであった。次に、被摺動用中間体を両端に
嵌合された現像スリーブの被摺動用中間体部に、摺動部
品として針状ころ軸受（ＮＫ２１／１６Ｒ、ＮＴＮ社
製）を挿入し、その後、現像スリーブ内にマグネットロ
ーラーを挿入して画像形成用の実験装置に装着して画像
を形成し、それらを官能的に評価した。その結果、濃度
差のない良好な画像が得られた。

【００２４】比較例１電子写真用感光体の感光ドラム用基材として、ポートホ
ール方式にて押出加工した後、抽伸加工されたアルミニ
ウム合金Ａ６０６３製の素管を準備した。この素管は、
外径３０．５ｍｍφ、長さ３００ｍｍ、内径２７．６ｍ
ｍφであった。この素管を旋盤において、ダイヤモンド
・バイトを使用して鏡面切削し、外径が３０ｍｍφとな
るようにした。この基体表面をホーニング処理により粗
面化した後、感光層を浸責塗布法により順次塗布した。
感光層としては、バナジルフタロシアニンをポリエステ
ル樹脂に分散させた塗布液を用いて形成した電荷発生層
と、ベンジジン化合物とポリカーボネート樹脂からなる
塗布液を用いて形成した電荷輸送層を積層した構造のも
のを用いた。

【００２５】一方、フランジとしては、ポリカーボネー
ト樹脂をインジェクション成形により加工し、嵌合部の
外径が２７．６ｍｍφのポリカーボネート製フランジを
用意した。このフランジを感光体ドラムの両端部に嵌合
させた。そのフランジの結合方法には、エポキシ系樹脂
の二液性接着剤を用いた。このようにして作製した電子
写真用感光ドラム基体の円筒度は、ロンコム５２Ｂ／７
５０（東京精密社製）で測定したところ、２４μｍであ
った。さらに、内輪の外周面をデータムとした全振れ
は、実施例１と同様にして測定したところ、８６μｍで
あった。さらに、このフランジ付きドラムを画像形成用
の実験装置に装着して、画像を形成して官能的に評価し
た。その結果、濃度差が目立ち、不鮮明な画像が得られ
た。

【００２６】比較例２現像スリーブ用基体として、ポートホール方式にて押出
加工した後、抽伸加工されたアルミニウム合金Ａ３００
３製の素管を準備した。この素管の寸法は、外径１７．
５ｍｍφ、長さ３００ｍｍ、内径１４．６ｍｍφであっ
た。この素管を旋盤において、ダイヤモンド・バイトを
使用して鏡面切削し、外径が１７ｍｍφとなるようにし
た。この基体の表面をブラスト処理により粗面化した
後、機能層を浸漬塗布法により形成した。その機能層と
しては、アクリル系樹脂溶液に二硫化モリブデン粉体を
分散させた塗布液を塗布して形成されたものを用いた。
次に、その現像スリーブ内にマグネットローラーを挿入
した後、フランジとして、ポリカーボネート樹脂をイン
ジェクション成形にて加工し、嵌合部の外径が１４．６
ｍｍφのポリカーボネート製のものを用意し、このフラ
ンジを現像スリーブの両端部に嵌合させた。そのフラン
ジの結合方法としては、エポキシ系樹脂の二液性の接着
剤を使用して結合させた。

【００２７】得られた現像スリーブの基体円筒度は、ロ
ンコム５２Ｂ／７５０（東京精密社製）で測定したとこ
ろ、１２μｍであった。さらに、内輪の外周面をデータ
ムとした全振れは、実施例１と同様にして測定したとこ
ろ、３５μｍであった。次に、このフランジ付き現像ス
リーブを画像形成のための実験装置に装着し、画像を形
成し、それらを官能的に評価した。その結果、濃度差が
目立っており、不鮮明な画像が得られた。

【００２８】

【発明の効果】本発明の電子写真用円筒部材の支持方法
は、円筒状電子写真感光体や円筒状現像スリーブ等の電
子写真用円筒状部材に直接転がり軸受等の摺動部材を挿
入して支持することにより、振れ性能の向上効果が得ら
れるものであり、従来から用いているアルミニウム管基
体においても容易に実現することが可能であり、長期に
亘って安定した画像を得ることができ、極めて有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における電子写真感光体ドラムの支持
方法の一例を示す概略断面図である。

【図２】本発明における円筒状現像スリーブの支持方
法の一例を示す概略断面図である。

【図３】従来の電子写真感光体ドラムの支持方法の一
例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム用基体、２…被摺動用中間体（軸受け
内輪）、３…転がり軸受（摺動部品）、４…感光層、５
…機能層、６…現像スリーブ用基体、７…フランジ、８
…接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者朝日徹神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H035 CB03 CB04 CD07 2H071 CA02 DA08 DA15 EA14 2H077 AD02 AD06 BA03 FA03 FA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真用円筒状部材の両端部位の外周
面部に、被摺動用中間体をかしめにより結合し、さらに
該被摺動用中間体の外周面部上を回転する摺動部品を摺
動可能に嵌合させることにより、該電子写真用円筒状部
材を支持して駆動させることを特徴とする電子写真用円
筒状部材の支持方法。
【請求項２】かしめが、焼きばめによる結合であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の電子写真用円筒状部材
の支持方法。
【請求項３】摺動部品が、転がり軸受であることを特
徴とする請求項１又は２に記載の電子写真用円筒状部材
の支持方法。
【請求項４】転がり軸受が、針状ころ軸受であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子
写真用円筒状部材の支持方法。
【請求項５】被摺動用中間体が、針状ころ軸受用内輪
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に
記載の電子写真用円筒状部材の支持方法。
【請求項６】電子写真用円筒状部材が、電子写真感光
体又は現像スリーブである請求項１〜５のいずれか１項
に記載の電子写真用円筒状部材の支持方法。