JP2005092127A - 潜像担持体、その製造方法、画像形成装置、プロセスカートリッジおよびリサイクル方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 円筒状導電性基体上に感光層を有し、該円筒状導電性基体内側に、弾性材料より構成される円筒状部材を更にその内側に風船構造の円筒状部材を挿入し、該風船構造の円筒状部材内部に液体又は気体を圧入し外径を拡張させることにより、該円筒状導電性基体内側に弾性材料より構成される円筒状部材を密着固定していることを特徴とする潜像担持体。
【選択図】 図5
Description
画像形成装置において実行される画像形成処理の一つに帯電処理がある。この処理は、潜像担持体である感光体に対して一様な電荷を帯電させる処理であるが、その帯電方式として、コロナ放電による帯電あるいは接触帯電がある。コロナ放電は感光体との間に所定間隔を設けてコロナチャージャを配置し、チャージャワイヤに対して高電圧を印加することにより放電を行なう方式である。
この方式では、放電時にオゾンや窒素酸化物などの放電生成物が発生し、この生成物が環境悪化を招くため、近年では、低電圧の印加が可能で上述した不具合を発生させない接触帯電方式が採用されるようになっている。
接触帯電方式は導電性のローラやブラシあるいはブレードを感光体に接触させ、両者間に電圧を印加して感光体への電荷注入を行なう方式である。
接触帯電方式の場合には、低電圧の印加で済ませることができ、放電生成物の発生がないものの、帯電部材が感光体と直接接触するため、感光体上に残留したトナー等の付着物が逆転移しやすい。
しかも、長時間放置されたままになると、感光体に接触している帯電部材の一部が永久歪みを発生して変形し、再度帯電処理を行なう場合には感光体との間の接触状態が変化することがある。
この結果、感光体に対する一様接触が損なわれることにより帯電ムラを招く不具合があった。
機能分離型感光体においては、主に紫外部に吸収を持つ電荷輸送物質と、主に可視部に吸収を持つ電荷発生物質とを組み合わせて用いることが知られており、かつ有用である。
しかるに、低分子電荷輸送物質と不活性高分子からなる電荷輸送層は一般に柔らかく、機械的耐久性に乏しく、電子写真プロセスにおいては繰り返し使用による種々接触部材(現像・転写紙・クリーニングブラシ・クリーニングブレード等)から受ける機械的な負荷により、膜削れを生じやすい。
感光体は、電子写真プロセスにおいて、様々な機械的、化学的負荷を受けている。このような負荷により、感光体は摩耗し、膜厚減少による異常画像が発生する。この感光体の耐久性を向上させる手段として、感光体にフィラーを添加する技術、感光層表面にフィラーを分散させた表面保護層を設ける技術が、特開平1−205171号公報、特開平7−333881号公報、特開平8−15887号公報、特開平8−123053号公報、特開平8−146641号公報等に開示されている。
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性支持体として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズ、ITOなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。
このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
最近の電子写真方式を採用した複写機、プリンター、ファクシミリ等においては小型軽量化が進んでおり、潜像担持体の支持体に関しても小径、薄肉の軽量な物が多く採用されるようになってきている。
このような構成の感光体では、稼働中に騒音を発生する場合がある。つまり、感光体には、帯電、書き込み、現像、転写およびクリーニングの各処理を行なう装置が対向して配置されている。
これら装置のうちで、特に、帯電装置とクリーニング装置は、感光体の騒音発生源となることが多い。
帯電装置は、前述した帯電条件からも明らかなように、DC電圧に重畳させてAC電圧が印加されるため、AC電圧の印加時に薄肉の円筒部が共振しやすくなり、この共振が原因して周辺部に騒音を伝搬する。
クリーニング装置では、一般的に感光体表面を清掃するために感光体表面に接触するブレードが設けられており、ブレードが感光体の移動に伴う引きずりと元位置への復帰を繰り返すことにより薄肉の円筒部で振動し、感光体が共鳴して騒音を発生することになる。
特に、電子写真プロセスの高速化が進む中、クリーニング特性を確保するためにクリーニングブレードの感光体当接圧力等を高く設定する必要があり、この感光体の共鳴現象がより発生しやすくなっている。
さらに、電子写真プロセスを応用した画像型性装置の印字品質をさらに高画質するために、トナーの微粒子化、球形化という技術も開発されているが、これらもクリーニングブレードによる感光体の共鳴現象に対しては不利な方向へクリーニングブレード条件を設定せざるを得ないという課題を有している。
加えて、省エネルギーの観点からトナーの定着エネルギーを低下させる技術も開発されており、これもまた感光体の共鳴現象に対しては不利な方向へクリーニングブレード条件を設定せざるを得ないという課題を有している。
また上記課題は、本発明の(5)「薄肉の円筒体上に形成された潜像担持体の内側にまず、その内径よりも小さい外径を有する弾性材料より構成される円筒状部材を挿入し、その後更にその内側に風船構造の円筒状部材を挿入し、該風船構造の円筒状部材内部に液体又は気体を注入する外径拡張工程により、潜像担持体内部に弾性材料より構成される円筒状部材を密着固定することを特徴とする、あるいは、薄肉の円筒体上に形成された潜像担持体の内側に弾性材料より構成される円筒状風船部材を挿入し、該弾性材料より構成される風船構造の円筒状部材内部に液体又は気体を注入する外径拡張工程により、潜像担持体内側に弾性材料より構成される風船構造の円筒状部材を密着固定することを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の潜像担持体の製造方法」によって解決される。
また、前記円筒基体内側に配置される風船状円筒部材あるいは円筒状部材を、損失正接tanδが0.5以上の弾性体により構成することにより、潜像担持体全体の振動吸収特性を大幅に改善し、非常に優れた騒音防止効果が得られる。
加えて、前記円筒基体内側に配置される風船状円筒部材に液体又は気体を注入し外径を拡張させることにより弾性材料により構成される風船状円筒部材あるいは弾性材料よりなる円筒状部材を導電性基体内側と密着させるために該各部材を挿入する場合の挿入抵抗を低減させるとともに得られた潜像担持体の真直度や真円度等の機械精度へ及ぼす影響を小さくすることが出来、帯電、現像、転写等の均一な接触もしくは微小距離の状態を維持することができる。
また、薄肉の円筒体上に形成された潜像担持体の内側にまず、弾性材料からなる風船状円筒部材を有し、該部材中に液体又は気体を注入し、外径を拡張させることを特徴とする潜像担持体とすること、あるいは該円筒状導電性基体内側に弾性材料からなる円筒状部材と更にその内部に風船状円筒部材を有し、該風船状円筒部材中に液体又は気体を注入し、外径を拡張させて密着固定させることを特徴とする潜像担持体とすることにより、接着剤等を使用することなく弾性材料よりなる風船状円筒部材あるいは弾性材料よりなる円筒状部材を導電性支持体内側に密着させる潜像担持体の製造方法が得られる。また接着剤を用いていないことにより使用後等の際、容易に弾性材料よりなる風船状円筒部材あるいは弾性材料よりなる円筒状部材と風船状円筒部材を取り外すことができ、リサイクル可能な制振部材を得ることができる。
本発明の薄肉円筒状導電性基体上に感光層を有し、該円筒状導電性基体内側に弾性材料からなる風船状円筒部材を有し、該部材中に液体又は気体を注入し、外径を拡張させることを特徴とする潜像担持体とすること、あるいは該円筒状導電性基体内側に弾性材料からなる円筒状部材と更にその内部に風船状円筒部材を有し、該風船状円筒部材中に液体又は気体を注入し、外径を拡張させて密着固定させたことを特徴とする潜像担持体を採用することにより、帯電手段が帯電部材を感光体に接触もしくは近接配置した構成でありながら、騒音発生や微小振動の少ない画像形成装置を得ることができる。
また、本発明の薄肉円筒状導電性基体上に感光層を有し、該円筒状導電性基体内側に弾性材料からなる風船状円筒部材を有し、該部材中に液体又は気体を注入し、外径を拡張させることを特徴とする潜像担持体とすること、あるいは該円筒状導電性基体内側に弾性材料からなる円筒状部材と更にその内部に風船状円筒部材を有し、該風船状円筒部材中に液体又は気体を注入し、外径を拡張させて密着固定させたことを特徴とする潜像担持体を採用することにより、騒音発生や微小振動の少ない電子写真装置用プロセスカートリッジを得ることができる。
図1は、フルカラー画像形成装置の構成図である。図2は、図1に示す画像形成装置における作像装置の拡大図である。図3は、図2に示す作像装置における帯電装置の正面図である。
図1において、画像形成装置(20)は、次に挙げる各装置を備えている。原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置(21C)、(21Y)、(21M)、(21BK)と、各作像装置(21C)、(21Y)、(21M)、(21BK)に対向して配置された転写装置(22)と、各作像装置(21C)、(21Y)、(21M)、(21BK)と転写装置(22)とが対向する転写領域に各種シート状媒体を供給するシート状媒体供給手段としての手差しトレイ(23)、給紙カセット(24)、手差しトレイ(23)、給紙カセット(24)から搬送されてきたシート状媒体を作像装置(21C)、(21Y)、(21M)、(21BK)による作像のタイミングに合わせて供給するレジストローラ(30)と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行なう定着装置(1)である。
作像装置(21C)は、静電潜像担持体として、外径30mm、内径27.5mm、周壁の厚さが0.75mmの薄肉円筒体で構成された感光体ドラム(25C)の回転方向Aに沿って順に配置されている帯電装置(27C)、現像装置(26C)、クリーニング装置(28C)を有し、帯電装置(27C)と現像装置(26C)との間で露光光(29C)を受ける周知の構成が用いられる。
図1に示す画像形成装置(20)は、転写装置(22)が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置(22)の占有スペースを小さくすることができる。
各作像装置(21C)、(21Y)、(21M)、(21BK)は、図2に示すユニット構成とされて画像形成装置(20)内に装備されている。
帯電装置(27C)は、図3に示すように、ローラ状芯金が用いられ、その軸方向両端部近傍の周面には感光体ドラム(25C)との間で所定の微小間隔を持たせるための厚さを有したフィルム(27C1)が捲装されている。帯電装置(27C)は、回転軸(27C2)に設けられているバネ(27C3)によって感光体ドラム(25C)に向けて押圧付勢されており、フィルム(27C1)が感光体ドラム(25C)の周面に当接することにより感光体ドラム(25C)の周面との間に隙間Gを設定されて対向している。
帯電装置(27C)は、芯金に対して、例えば、DC−700Vを定電圧制御により印加されるとともに、AC電圧を定電流制御により印加されることにより、感光体ドラム(25C)に対して上記隙間Gを介して気中放電による一様帯電を行なうようになっている。
図2において、クリーニング装置(28C)は、感光体ドラム(25C)に接触して残留トナーを掻き落とすクリーニングブレード(28C1)と、クリーニングブレード(28C1)によって掻き落とされたトナーを回収するブラシ(28C2)と、ブラシ(28C2)によって回収されたトナーを廃トナー収容部に向けて搬送するためのスクリューオーガからなる廃トナー搬送手段(28C3)とで構成されている。
本発明で使用される潜像担持体としての感光体ドラム(25C)には、前述の通り種々の一般的な感光体が使用できるが、有機系感光体の場合、高信頼性、高耐久性のために感光体表面に保護層が形成されている等の耐久性向上対策が施されていることが望ましい。
感光体の導電性支持体としては前述のように電気、機械、化学的などの諸特性を満足するステンレス、銅、真鍮などの金属の他、圧縮紙や樹脂或いはガラスに、金やアルミ、白金、クロム等を蒸着或いはスパッタリングした導電層、さらにはカーボン、錫等の微粒子を分散した導電層を塗工したもの等が使用できるが、帯電及びクリーニングブレードで発生した帯電音や摺擦音等の振動音を効率よく解消するためには、振動が発生すると直ちに制振部材に伝達し、急速に減衰させるような音伝達速度の早い材料が望ましい。アルミニウム(P波速度:6420m/s(国立天文台編、丸善株式会社、理科年表に記載))やベリリウム(P波速度:12890m/s(国立天文台編、丸善株式会社、理科年表に記載))などは振動を伝達する速度が大きい材料である。この内、アルミニウムは感光体の支持体として簡単に入手できる一般的に使用され、薄肉に加工しやすい材料であるため、本発明には特に有効な感光体用の支持体として使用することができる。
電気抵抗は体積固有抵抗で、106Ω・cmオーダー以下の値であれば問題はない。
導電性支持体の形状はドラム状で、直径はφ20〜120mm程度が一般的に採用される。
導電性支持体の材質は、帯電で生じた帯電音、あるいはクリーニングブレードの摺擦で生じた摺擦音の振動を素早く制振部材に伝達するために、アルミニウム(例えばJIS3003系)が好適に使用できる。導電性支持体として使用されるアルミニウムの肉厚は、制振部材を内蔵して使用するため、本発明では振動の伝達を早めるためにできるだけ薄肉にするのが望ましい。しかし、余り薄いと、前記した加工時、及び感光層の乾燥時の温度(80〜160℃)や、フランジ取り付け時の厚入で変形し、真円度、真直度が保証されなくなる。φ20〜120mmの感光体であれば、導電性支持体の厚みは、0.5〜3mmが望ましく、さらには0.7〜1.5mm程度の厚みが望ましい。
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層である。
電荷発生層には、公知の電荷発生物質を用いることが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、他のフタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ用いられる。これら電荷発生物質は単独でも、2種以上混合してもかまわない。
中でもアゾ顔料および/またはフタロシアニン顔料が有効に用いられる。特に下記構造式(1)で表わされるアゾ顔料、およびチタニルフタロシアニン(特にCuKαの特性X線(波長1.541Å)に対するブラッグ角2θの回折ピーク(±0.2゜)として、少なくとも27.2゜に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン)が有効に使用できる。
必要に応じて電荷発生層に用いられる結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質100重量部に対し0〜500重量部、好ましくは10〜300重量部が適当である。
電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.1〜2μmである。
電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
ここで用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。
上述した電荷発生物質を結着樹脂中に分散した感光体が使用できる。単層感光層は、電荷発生物質および電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。さらに、この感光層には上述した電荷輸送材料を添加した機能分離タイプとしても良く、良好に使用できる。また、必要により、可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層で挙げた結着樹脂をそのまま用いるほかに、電荷発生層で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜150重量部である。単層感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を必要ならば電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単層感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
表面保護層に使用されるバインダー樹脂としてはABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂が有効に使用される。これらのバインダ−は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
これらのフィラーは、表面保護層中に分散されている。
このうち一般的な表面保護層の製膜方法としては、微小開口部を有するノズルより塗料を吐出し、霧化することにより生成した微小液滴を感光層上に付着させて塗膜を形成するスプレー塗工方法が用いられる。
ただし表面保護層の塗工方法は、スプレー塗工方法に限定されるものではない。
(3)式
ここで、R101とR102、R103とR104は、それぞれ同一でも異なってもよい。
各層に添加できる酸化防止剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トコフェロール類など。
(b)パラフェニレンジアミン類
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
(c)ハイドロキノン類
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
(d)有機硫黄化合物類
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
(e)有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
(a)リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
(b)フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
(c)芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
(d)脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルなど。
(e)脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
(f)オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
(g)エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
(h)二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラートなど。
(i)含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
(j)ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
(k)スルホン酸誘導体
p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−n−エチルアミド、p−トルエンスルホン−n−シクロヘキシルアミドなど。
(l)クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシルなど。
(m)その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
(a)炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
(b)脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
(c)脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
(d)エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
(e)アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
(f)金属石鹸
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
(g)天然ワックス
カルナウバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
(h)その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
(a)ベンゾフェノン系
2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾフェノンなど。
(b)サルシレート系
フェニルサルシレート、2,4−ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエートなど。
(c)ベンゾトリアゾール系
(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ3’−ターシャリブチル5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾールなど。
(d)シアノアクリレート系
エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレートなど。
(e)クエンチャー(金属錯塩系)
ニッケル(2,2’チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
(f)HALS(ヒンダードアミン)
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなど。
がある。
図4に、その基本的な一例が示されるように、本発明の潜像担持体(2)は、円筒状導電性基体(3)上に、感光層(4)を有し、この円筒状導電性基体(3)の内側(胴内)に弾性材料からなる風船状円筒状部材(5A)を有している。該弾性材料より構成される風船構造の円筒状部材はその内部に液体又は気体を圧入し外径を拡張させることで、簡便かつ確実に該円筒状導電性基体(3)の内側に密着固定されている。この弾性材料からなる風船状円筒状部材(5A)を円筒状導電性基体(3)内側に挿入する場合にはその内部に液体又は気体が圧入されていないため、簡単に挿入することができ、かつ一旦液体又は気体を圧入すると別段の力を加えないかぎり安定に保持することができ、また、圧入されている液体又は気体を抜き取ることにより大きな力を要することなく弾性材料からなる風船状円筒状部材(5A)を円筒状導電性基体(3)の内側から簡単に引き抜くことができる。
特別な逆止防止弁構造(図15、16に示すようなタイヤ等の空気注入弁類似構造)を設けたり、自己弾力性と粘着力を応用した簡便な注入・密封構造(図17、18に示すようなテニスボール、バレーボール等の空気注入口構造)等一般的に公知の技術を用いることが出来る。なお、図15〜図18はあくまでも一例であり、本発明がこの形状に限定されるものではない。また図17、18は注入&抜き取り口が一つしか存在しない例を示しているが、注入用と抜き取り用に複数の口を設けてもかまわない。
風船構造の円筒状部材の外径を拡張させ円筒状導電性支持体内側に密着させるために注入する液体の好適な例としてはシリコンオイルやフッ素オイルのように輸送時等想定される温度で凍結や沸騰せず、化学的に安定であるものが挙げられる。気体の例としては、空気、窒素ガス等無害で不活性なものならいずれも採用することが出来る。
本発明の潜像担持体は、図4あるいは図5、図6に示されるように、弾性材料より構成される風船状円筒状部材(5A)よりなる制振部材、あるいは弾性材料より構成される円筒状部材(5B)と更にその内部に風船構造の円筒状部材(6)とからなる制振部材を有する。これらを潜像担持体支持体に固定するには、図4の例の場合には図8に断面図を示すように、弾性材料より構成される風船状円筒部材(5A)を円筒状導電性基体(3)の取り付けた後に流体あるいは気体を注入口から内部に注入して円筒状導電性基体に密着させる。また図5、6の例の場合には図7に断面図を示すように、初めに弾性円筒状部材(5B)を円筒状導電性基体(3)に取り付けた後に風船状円筒部材(6)を弾性円筒状部材(5B)の胴内部に挿入してもよく、或いは初めに風船状円筒部材(6)を弾性円筒状部材(5B)の胴内部に取り付け一体化した後にこれを円筒状導電性基体(3)に取り付けてもよい。いずれの場合であっても、取り付け後に風船状円筒部材に注入口を介して液体あるいは気体を注入して円筒状導電性基体に密着させる。また図4〜6のいずれの例の場合であっても、円筒状導電性基体への挿入の際、弾性材料より構成される風船状円筒状部材(5A)や風船状円筒部材(6)の表面に対し、水又は揮発性の他の液体あるいは潤滑性粉体等により潤滑性を付与して一体化や引き抜きの場合の抵抗力を低下させることも出来る。
風船状円筒部材(6)の長さは、上記記載の弾性円筒状部材(5B)の長さに合わせ円筒状導電性基体(3)の長さに対して比率50%以上でフランジ固定幅をマイナスした長さに対して100%以下であることが好ましい。
交流電圧を重畳した直流電圧を、接触若しくは、非接触帯電装置に印加して、帯電を行なったときに発生する帯電音や、クリーニングブレードと感光体間の摩擦抵抗が大きくなったときにしばしば発生する摺擦音等、いわゆる振動音は感光体支持体に共鳴増幅されて不快な騒音として感じられる。これを防止するためには感光体支持体の共鳴を起こしにくくするためにドラム状感光体の内壁との間に空間ができないように制振部材を装着することが非常に効果がある。
本発明において、感光体支持体内壁に直接密着固定させる弾性材料よりなる風船状円筒部材あるいは弾性材料よりなる円筒状部材には、損失正接tanδのできるだけ大きい材質の弾性体を使用するのが共鳴を抑制するのに効果的である。具体的には、損失正接tanδの値として0.5以上であることが望ましい。
但し、ブチルゴムに限らず添加する材料や製法などによって、損失正接tanδは大きく変化するので、制振部材と使用する場合には、損失正接tanδはできるだけ大きいゴム材を選択することが望ましい。
また、ブチルゴムの他に、損失正接tanδが大きい材料としては、0.8〜2と高い数値を示すハネナイトの商品名で販売されている内外ゴム(株)の無反発ゴム部材なども振動吸収性能が高く、弾性円筒状部材の材料として好適に使用できる。
すなわち図11は、支持体としてφ30mm、長さ340mm(フランジ固定幅をマイナスした長さ300mm)、肉厚0.7mm(支持体内径28.6mm)のアルミ円筒を使用した感光体の内側に、図5の構造の制振部材[弾性材料よりなる円筒状部材(肉厚4mm、外径26.6mm、内径14.6mm、長さ240mm)に風船状円筒部材(長さ240mm、外径13mm)を挿入し、かつ風船状円筒部材中にシリコンオイルを注入し外径拡張して密着固定させた構造]を内蔵し、使用する弾性円筒状部材(5B)の損失正接tanδを変化させた場合の効果を示す。
横軸は弾性円筒状部材(5B)の損失正接tanδ、縦軸に感光体から300mm離れた位置で測定した暗騒音(ここでは46dB)に対して、実施例の感光体に接触させたローラー形状の帯電部材に−800Vの直流電圧と、1.5KV/1.35KHzの交流電圧から成る交流電圧を重畳した帯電電圧を印加したときに増加したの音圧との差(音圧差)をとり、夫々プロットしたものである。音圧差が4dB以内であれば、ほぼ不快を感じない領域である。数値は低いほど望ましい。
図11から、損失正接tanδは約0.5以上あれば良いことが判る。
横軸は制振部材の長さ(制振部材を固定することのできる支持体の有効長さ=300mmに対する割合%)、縦軸に感光体から300mm離れた位置で測定した暗騒音(ここでは46dB)に対して、実施例の感光体に接触させたローラー形状の帯電部材に−800Vの直流電圧と、1.5KV/1.35KHzの交流電圧から成る交流電圧を重畳した帯電電圧を印加したときに増加したの音圧との差(音圧差)をとり、夫々プロットしたものである。
図12から、制振部材長さは支持体の制振部材を固定できる有効長さに対し占める割合が大きくなるほど制振効果が増大し、支持体の制振部材を固定できる有効長さの50%以上であると良好な結果が得られることがわかる。
横軸は弾性材料よりなる円筒状部材の肉厚、縦軸に感光体から300mm離れた位置で測定した暗騒音(ここでは46dB)に対して、実施例の感光体に接触させたローラー形状の帯電部材に−800Vの直流電圧と、1.5KV/1.35KHzの交流電圧から成る交流電圧を重畳した帯電電圧を印加したときに増加したの音圧との差(音圧差)をとり、夫々プロットしたものである。
図13から、弾性円筒状部材の肉厚は大きくなるほど制振効果が増大し、3mm以上であると良好な結果が得られることがわかる。
図14は、支持体としてφ30mm、長さ340mm(フランジ固定幅をマイナスした長さ300mm)、肉厚0.7mm(支持体内径28.6mm)のアルミ円筒を使用した感光体の内側に、図6の構造の制振部材[弾性材料よりなる円筒状部材(5B)(肉厚4mm、外径26.6mm、内径14.6mm、長さ240mm、損失正接tanδ=0.83)に風船状部材(外径13mm、長さ240mm)を挿入し、かつ風船状円筒部材中にシリコンオイルを注入し外径拡張して密着固定させた構造]を内蔵した電子写真用感光体を寿命まで使用した後、風船状円筒部材に注入してあるシリコンオイルを抜き取ることにより感光体より制振部材(弾性材料よりなる円筒状部材と風船状円筒部材)を取り外し、新たな感光体に内蔵するという操作を繰り返した場合の制振効果を示したものである。
横軸は制振部材の繰り返し使用回数、縦軸に感光体から300mm離れた位置で測定した暗騒音(ここでは46dB)に対して、実施例の感光体に接触させたローラー形状の帯電部材に−800Vの直流電圧と、1.5KV/1.35KHzの交流電圧から成る交流電圧を重畳した帯電電圧を印加したときに増加したの音圧との差(音圧差)をとり、夫々プロットしたものである。
図14から、本発明の制振部材は繰り返し使用してもその制振効果が低下せず、リサイクル使用が可能であることがわかる。
損失正接tanδは、ある材料における応力と歪みの位相角δ(損失角)の正接を表わす。
この損失正接tanδは材料固有の値で、その材質の減衰効果を示している。すなわち、損失正接tanδの値が大きければ、より大きな減衰効果が得られる。一般的にはゴム材料の物理特性を表わすときに測定される特性だが、プラスチック、繊維、紙、セラミックス、セメントなどでも測定される。
2 潜像担持体
3 円筒状導電性基体
4 感光層
5A 弾性材料よりなる風船状円筒状部材
5B 弾性材料よりなる円筒状部材
6 風船状円筒部材
7 注入・抜き取り口
8A トップナット
8B プランジャー
8C 虫ゴム(ゴムチューブ)
8D ボディ
8E ゴム座
20 画像形成装置
21C、21M、21Y、21BK 作像装置
22 転写装置
23 手差しトレイ
24 給紙カセット
25C、25M、25Y、25BK 潜像担持体である感光体ドラム
26C、26M、26Y、26BK 現像装置
27C、27M、27Y、27BK 帯電装置
27C1 フィルム
27C2 回転軸
27C3 バネ
27C4 パット部材
28C クリーニング装置
28C1 クリーニングブレード
28C2 ブラシ
28C3 廃トナー搬送手段
29 露光装置
29C 露光光
30 レジストローラ
Claims (8)
- 円筒状導電性基体上に感光層を有し、該円筒状導電性基体内側に、弾性材料より構成される円筒状部材を更にその内側に風船構造の円筒状部材を挿入し、該風船構造の円筒状部材内部に液体又は気体を圧入し外径を拡張させることにより、該円筒状導電性基体内側に弾性材料より構成される円筒状部材を密着固定していることを特徴とする潜像担持体。
- 円筒状導電性基体上に感光層を有し、該円筒状導電性基体内側に、弾性材料より構成される円筒状風船部材を挿入し、該弾性材料より構成される風船構造の円筒状部材内部に液体又は気体を圧入し外径を拡張させることにより、該円筒状導電性基体内側に密着固定していることを特徴とする潜像担持体。
- 前記円筒基体内側に配置される円筒状部材もしくは風船状円筒部材が、損失正接tanδが0.5以上の弾性体により構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の潜像担持体。
- 前記円筒基体内側に配置される風船構造の円筒状部材がその中に液体または気体を注入する機構と注入した液体または気体を内部に保持・密封する機構を有していることを特徴とする請求項1乃至3に記載の潜像担持体。
- 薄肉の円筒体上に形成された潜像担持体の内側にまず、その内径よりも小さい外径を有する弾性材料より構成される円筒状部材を挿入し、その後更にその内側に風船構造の円筒状部材を挿入し、該風船構造の円筒状部材内部に液体又は気体を注入する外径拡張工程により、潜像担持体内側に弾性材料より構成される円筒状部材を密着固定することを特徴とする、あるいは、薄肉の円筒体上に形成された潜像担持体の内側に弾性材料より構成される円筒状風船部材を挿入し、該弾性材料より構成される風船構造の円筒状部材内部に液体又は気体を注入する外径拡張工程により、潜像担持体内側に弾性材料より構成される風船構造の円筒状部材を密着固定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の潜像担持体の製造方法。
- 帯電手段が帯電部材を感光体に接触もしくは近接配置したものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の潜像担持体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
- 少なくとも潜像担持体を具備してなる電子写真装置用プロセスカートリッジにおいて、該潜像担持体が請求項1乃至4のいずれかに記載の潜像担持体であることを特徴とする電子写真装置用プロセスカートリッジ。
- 潜像担持体の使用後に、薄肉の円筒体内側に請求項5に記載の製造方法にて密着固定されている弾性材料により構成される円筒状部材を、その内側に挿入されている風船構造の円筒状部材からその内部に注入されている液体又は気体を抜き取る外径縮小工程により潜像担持体内側から取り外し、新たな潜像担持体に繰り返し使用することを特徴とする、あるいは潜像担持体の使用後に、薄肉の円筒体内側に請求項5に記載の製造方法にて密着固定されている弾性材料により構成される風船状円筒状部材からその内部に注入されている液体又は気体を抜き取る外径縮小工程により潜像担持体内側から取り外し、新たな潜像担持体に繰り返し使用することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の弾性材料により構成される円筒状部材もしくは弾性材料により構成される風船状円筒状部材のリサイクル方法。
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JP2003328871A JP2005092127A (ja) | 2003-09-19 | 2003-09-19 | 潜像担持体、その製造方法、画像形成装置、プロセスカートリッジおよびリサイクル方法 |
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JP2009181076A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Kyocera Corp | 画像形成装置 |
JP2014038137A (ja) * | 2012-08-10 | 2014-02-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真感光体、画像形成装置およびプロセスカートリッジ |
-
2003
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