JP2001249574A - 樹脂フランジ及びそれを備えた円筒形電子写真用感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂製フランジを採用した場合にもそれほど
径の寸法精度を気にすることなく、また接着剤を使用す
る場合のように接着不良やアース板の電気的導通不良を
無くすることができる樹脂フランジ及びそれを使用した
電子写真用感光体の提供。 【解決手段】円筒形電子写真用感光体の導電性基体の内
面に接する内側嵌合部と、この基体の外面に接する外側
嵌合部とを備え、両嵌合部により前記基体端部を挟むよ
うにして、感光体に同軸に結合される樹脂フランジであ
って、前記内側嵌合部の外径は前記感光体の基体内径よ
り大きく、前記外側嵌合部の内径は基体外径より０．１
mm以下の範囲で大きい寸法を有し、かつ中心軸に平行な
方向の外側嵌合部幅が２mm以上の構造を備えた樹脂フラ
ンジとする。

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、
電子プリンター、ファクシミリ等の電子写真技術を応用
した電子写真画像形成装置に用いられる円筒形電子写真
用感光体に関する

【０００２】

【従来の技術】電子写真用の感光体は、通常、アルミニ
ウム合金などからなる円筒形導電性基体の外表面に光導
電性物質を含む感光層を設けた構成と、それを電子写真
画像形成装置に装着した際に中心軸に支持されて回転駆
動ができるように、フランジが両端部に取り付けられた
構成からなる。

【０００３】電子写真画像形成プロセスにおいては、画
像形成装置内で回転駆動する感光体の表面を、先ず暗所
で帯電し、この帯電した表面に画像や文字などの像露光
を行って静電潜像を形成し、トナーにより現像し、この
トナー像を紙などの支持体に転写し定着することによ
り、画像あるいは印字を得る。トナー像転写後の感光層
表面は除電，クリーニングされて初期位置に戻るサイク
ルが予定されている。感光体が回転する間にこれらのプ
ロセスを順次行うことにより、連続して画像あるいは印
字を得ることができる。

【０００４】従来の感光体では、光導電性材料としてＣ
ｄＳ，Ｓｅ合金などの無機光導電性物質を用い、比較的
大きな寸法形状の円筒形基体の外周面上に感光層を形成
するものが主流であった。その頃は、その感光体に取り
付けられるフランジには通常アルミダイキャスト品が使
用されていた。近年、無機光導電性物質の代わりに有機
光導電性物質を用いた有機感光体（ＯＰＣ）が大幅に伸
長してきた。有機感光体は、一般に、ＣｄＳ，Ｓｅ合金
などの無機光導電性物質を用いた従来の感光体より形状
が小さく軽量なので、これに取り付けられるフランジ
も、軽量で安価な樹脂製のものが多く用いられる。フラ
ンジの取り付け方は、接着方式によれば、接着部分に加
えられる応力は接着面全体に分散されるために比較的容
易に良好な固着状態を得ることができるので、円筒状基
体の両端部内側にフランジの嵌合部を挿入し、接着剤で
接着することが一般的である。しかし、樹脂フランジは
通常、電気的に絶縁体であるので、そのままでは電子写
真プロセスにおいて必須の感光体のアースがとれない。
そのために別途金属板などからなるアース板を取り付け
る必要がある。

【０００５】また、いずれか一方のフランジは、電子写
真機能を奏する上で必要な装置側からの回転駆動力をギ
ヤを介して受けるために、その外周部にギヤ部が設けら
れている。ギヤ部を備えた駆動フランジは空転しないよ
うに、特に結合強度を大きくしなければならない。

【０００６】前述したＣｄＳ，Ｓｅ合金などの無機光導
電性物質を用いた従来の感光体ではフランジは基体と熱
膨張係数がほぼ同じのアルミダイキャスト製であったの
で、円筒状基体の内径とフランジの嵌合部の外径との嵌
合は、相互に極めて高い寸法精度が要求されるしばり嵌
めが適用されていた。しかし、合成樹脂製のフランジで
は基体との熱膨張係数の違いから、異なる使用温度環境
では寸法的に変動が大きいため、しばり嵌めのみで対応
するのが困難であった。

【０００７】他方、接着による方法では、瞬間接着剤又
は接着促進剤と嫌気性接着剤などが主に使用されてい
る。円筒形基体の開口端部内面にそれらの接着剤を塗布
して両者を固着させた後、接着剤が完全に硬化するまで
温度、湿度の影響を受けない環境に感光体を保管する必
要があり、そのための場所や時間がかかる。さらに接着
方式には接着剤が硬化するまでの間に液ダレの問題があ
り、特にアース板と基体の内面との接点に回りこんで電
気的な導通不良を起こす問題がたびたび生じた。

【０００８】そのような樹脂フランジを取り付けた従来
の感光体を図２の断面図に示す。

【０００９】アルミニウム合金製の円筒形基体１の外周
面には図示しない感光層１aが形成されている。基体１
の一方の端部には樹脂フランジ２が挿入され、接着剤６
で端部内側に固着されている。樹脂フランジ２には図示
しない中心軸が貫通する軸孔４が設けられ、基体外部の
フランジの外周には装置側から回転駆動力を受けるため
のギア部３が形成され、フランジの基体内側端面には基
体内面と中心軸とに接触して電気的導通をとり、感光体
のアースを確保するためのアース板５が取り付けられて
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の樹脂フラ
ンジ及び感光体における問題点をまとめると以下のよう
になる。 （１）接着剤の種類によっては、接着剤が硬化するまで
に長い時間が必要であり、又、その間、保管場所の確保
や保管環境を一定に保つための設備が必要になり、コス
トの面で不都合な点が多い。 （２）円筒形基体内面と接触して電気的導通を得るため
のアース板を採用する場合、接着剤が硬化するまでに、
接着剤のタレが発生し、円筒状基体とアース板との接点
のわずかな隙間に入り込み、導通不良を起こすことがあ
る。

【００１１】（３）樹脂の種類によっては、前記の接着
剤では充分な接着性が得られない。特に基体との線膨張
係数の違いにより低温環境に置くと、接着性が弱くなっ
て基体からフランジが抜け落ちる問題が発生することが
ある。

【００１２】本発明は、以上述べた問題点に鑑みてなさ
れてものであり、樹脂製フランジを採用した場合にも樹
脂とアルミニウムとの線熱膨張係数の差を気にすること
なく、また従来の樹脂フランジにおいて、接着剤を使用
する場合の問題点であった接着不良やアース板の電気的
導通不良を無くすることができる樹脂フランジ及びそれ
を使用した電子写真用感光体の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的は、円筒形電子写真用感光体の導電性基体の内面に接
する内側嵌合部と、この基体の外面に接する外側嵌合部
とを備え、両嵌合部により前記基体端部を挟むようにし
て、感光体に同軸に結合される樹脂フランジであって、
前記内側嵌合部の外径は前記感光体の基体内径より大き
く、前記外側嵌合部の内径は基体外径より０．１mm以下
の範囲で大きい寸法を有し、かつ中心軸に平行な方向の
外側嵌合部幅が２mm以上の構造を備えた樹脂フランジと
することにより達成される。

【００１４】また、前記フランジがポリアセタール樹脂
を主成分とする樹脂フランジとすることが好ましい。

【００１５】さらにまた、樹脂フランジを端部に嵌合し
て結合させた電子写真用感光体とすることが望ましい。

【００１６】本発明にかかる樹脂フランジは、常温時に
は内側嵌合部の外径が感光体の円筒形基体の内径より大
きい外径を有する、いわゆる、しばり嵌めの結合関係と
なり、かつ外側嵌合部の内径と基体の外径は、いわゆ
る、中間嵌めの結合関係を有する。フランジと基体の嵌
め合いを上記のような構造としたので、常温以上の環境
では、基体内面とフランジの内側嵌合部の結合は充分な
強度が得られる。低温時は、樹脂の線膨張係数が導電性
基体のそれより大きいので、内側嵌合部との結合強度は
十分では無くなるが、それに代わって、外側嵌合部の収
縮により外側嵌合部と基体の外周面との結合強度が充分
に強いものになり結合力が保持される。中間の温度のと
きは両部により結合強度が保持される特徴を持つ。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例について、図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明にかかる樹脂フランジ１２を
取り付けた感光体１０の一方の端部近傍を示す断面図で
ある。円筒形基体１１はアルミニウム合金（ＪIＳ Ａ
３０００系）からなり、その内径、外径寸法を変えた場
合の結合強度への影響を調べるために後述するような各
嵌合寸法の組み合わせによる実験を行った。

【００１９】フランジ１２はポリアセタール樹脂（ポリ
プラスチック社製:Ｍ９０-４４）を主要成分とし、樹脂
成形により作られる。前記アルミニウム合金と樹脂フラ
ンジの線熱膨張係数はそれぞれ、２〜３×１０^-5/Ｋと
１０×１０^-5/Ｋであり、樹脂の方がかなり大きいこと
が分かる。

【００２０】フランジの構造は基体１１の端部内側に嵌
合される内側嵌合部１３１と基体１１の外側に嵌合され
る外側嵌合部１３２を備えるので、基体１１は内側と外
側の各嵌合部に挟まれる形で結合される。外側嵌合部１
３２の外周には、図示しない装置側から回転駆動力を受
けるギヤ部１３が形成されている。フランジの基体外部
側の中心には図示しない中心軸が貫通する軸孔１４が形
成され、反対の基体内側端面には、基体１１の内表面と
中心軸とを電気的に導通させて感光体１０をアースする
ためのアース板１５が取り付けられている。

【００２１】本発明は接着剤を使用しない嵌合のみによ
る結合方式なので、嵌合する部分の寸法がやはり重要で
ある。そこで、図３に示す本発明にかかる感光体の嵌合
部分の断面図を用いて、嵌合部分の寸法と結合強度の関
係を調べるためにする実験について説明する。図３に示
すように樹脂フランジの内側嵌合部１３１の外径をa、
外側嵌合部１３２の内径をb、円筒形基体１１の内径を
d、外径をeとし、同じく外側嵌合部１３２の中心軸に平
行な方向の幅をcとする。

【００２２】上記したアルミニウム基体と樹脂フランジ
を用いて、実施例１，２と比較例１，２，３，４の各a
、b 、c、 dの寸法を表１に示す値にしたサンプルをそ
れぞれ作成し、各樹脂フランジを基体に圧入により結合
させた。

【００２３】

【表１】

【００２４】各サンプルを低温（１０℃）、常温（２３
℃）、高温(３５℃)の環境に放置して、その温度に到達
させた後、空転し始めるまでの最大トルク（Ｎ・m）を
測定した。その結果を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】判定の項に示す記号は、○は良品、△は使
用環境温度を制限すれば使用可能、×は不良を表す。空
転トルクは２（Ｎ・m）以上あれば、実用的に問題がな
い。表２の結果より、比較例１は従来のフランジと同様
の構造のものであり、外側嵌合部を持っていない。この
場合は常温以上ではしばり嵌めになるので、空転トルク
が大きく問題ないが、低温では樹脂の収縮により空転ト
ルクは０となり、結合力を失って直ぐにフランジは基体
から外れる。

【００２７】比較例２では、フランジと基体の内側嵌合
部が常温から高温にかけてしばり嵌めの関係にあり結合
強度が保たれるが、低温時にはその強度はほとんど無く
なり、外側嵌合部の結合力に依存することになる。しか
し、外側嵌合部の幅が１mmと小さいので、あってもその
結合力が小さいため、実用的には空転トルクに問題があ
る。比較例３は内側嵌合部外径が基体内径より小さいの
で、全温度帯で全くしばり嵌めの関係にならず、結合強
度が無い。低温時には外側嵌合部がその代わりに有効に
作用するので問題なく結合力を維持するが、結局、高温
時には両嵌合部とも結合力を示さないので、使用不可と
なる。比較例４は内側嵌合部外径が常温でしばり嵌めの
関係にあり、高温でもそのしばり嵌めの関係は維持さ
れ、結合強度も保たれるが、低温ではそのしばり嵌めの
効果は無くなる。一方、外側嵌合部の内径が大きすぎる
ため、低温時に樹脂が収縮しても、基体外表面との結合
力は弱く、実用的な結合強度は得られない。

【００２８】これに対して、実施例１では、図４（a）
に示すように常温から高温にかけてしばり嵌めの関係に
あって結合力は保持され、低温時には図４の（b）に示
すように、樹脂フランジが収縮して内側嵌合部外径と基
体との関係がしばり嵌めで無くなっても外側嵌合部によ
り結合力が維持されるので、結局、低温から高温にわた
って結合力が維持される。実施例１，２と比較例２から
はフランジの外側嵌合部の幅（mm）を３，２，１mmとそ
れぞれ変えた場合の結合力への影響を示す。すなわち、
嵌合幅が小さくなるほどその結合力が弱くなる傾向を示
し、実施例１，２のように、２mm以上では問題ないが、
比較例２のように１mmではトルクが弱く、結合力に問題
があることを示している。また、比較例４とそれ以外の
サンプルの測定結果から、基体外径とフランジの外側嵌
合部内径との差は０．１mm以下が良好であることが分か
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、円筒形電子写真用感光
体の導電性基体の内面に接する内側嵌合部と、この基体
の外面に接する外側嵌合部とを備え、両嵌合部により前
記基体端部を挟むようにして、感光体に結合される樹脂
フランジであって、前記内側嵌合部の外径は前記感光体
の基体内径より大きく、前記外側嵌合部の内径は基体外
径より０．１mm以下の範囲で大きい寸法を有し、かつ中
心軸方向の外側嵌合部幅が２mm以上の構造を備えた樹脂
フランジとしたので、樹脂製フランジを採用した場合に
も樹脂とアルミニウムとの線熱膨張係数の差を気にする
ことなく、また従来の樹脂フランジにおいて、接着剤を
使用する場合の問題点であった接着不良やアース板の電
気的導通不良を無くすることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施態様を示す樹脂フランジ及び電
子写真用感光体の断面図である。

【図２】従来の樹脂フランジ及び電子写真用感光体の断
面図である。

【図３】この発明の樹脂フランジ及び電子写真用感光体
の嵌合部を示す断面図である。

【図４】この発明の樹脂フランジ及び電子写真用感光体
の嵌合状態を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１０:電子写真用感光体、１１：円筒状基体、 １２ :
樹脂フランジ、 １３：ギヤ部、 １４：軸孔、
１５：アース板、 １３１: 内側嵌合部、１３２:外
側嵌合部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形電子写真用感光体の導電性基体の
   内面に接する内側嵌合部と、この基体の外面に接する外
   側嵌合部とを備え、両嵌合部により前記基体端部を挟む
   ようにして、感光体に同軸に結合される樹脂フランジで
   あって、前記内側嵌合部の外径は前記感光体の基体内径
   より大きく、前記外側嵌合部の内径は基体外径より０．
   １mm以下の範囲で大きい寸法を有し、かつ中心軸に平行
   な方向の外側嵌合部幅が２mm以上の構造を備えたことを
   特徴とする樹脂フランジ。
2. 【請求項２】 樹脂フランジがポリアセタール樹脂を主
   成分とすることを特徴とする請求項１記載の樹脂フラン
   ジ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の樹脂フランジを端部に嵌
   合して結合させたことを特徴とする円筒形電子写真用感
   光体。