JP2017097020A - 電子写真感光体、その製造方法および識別方法、並びに、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成に対して実質的に影響を与えることなく、より適切な個体識別管理を行うことが可能な電子写真感光体、それを用いた画像形成装置、電子写真感光体の製造方法および電子写真感光体の識別方法を提供する。
【解決手段】円筒状の基体２０の外周に、少なくとも感光層２１を備える電子写真感光体１である。基体２０の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側に、周方向にわたり１本以上の加工線２０ａが設けられている。この電子写真感光体を備える画像形成装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は電子写真感光体（以下、単に「感光体」とも称する）、その製造方法および識別方法、並びに、画像形成装置に関し、詳しくは、複写機等の画像形成装置に搭載される電子写真感光体に用いられる円筒状基体に対する個体識別マーカーの形成技術に関する。

電子写真方式を採用した画像形成装置では、一般に、円筒状の基体の外周面上に感光層を含む機能層が成膜された電子写真感光体が採用されている。このような構成の電子写真感光体では、基体の状態および成膜時の条件によって、電子写真感光体ごとに感光層の特性が異なってくる場合がある。このような場合、これらの電子写真感光体を搭載する画像形成装置の画像特性に影響を与えてしまう。そこで、画像形成装置に合わせて専用に設計された電子写真感光体を搭載する必要がある。

電子写真感光体の識別方法としては、例えば、基体の軸方向端部に設けられたインロー部に、個体識別コードを設ける手法が提案されている（特許文献１，２を参照）。しかし、この場合、基体内部に識別コードが形成されることから、駆動用フランジを感光体の両端に取り付けた場合に個体識別が困難になることや、識別コードの形成のために専用の加工工程を設ける必要があるなどの問題があった。

国際公開第２００８／０７８７８３号パンフレット 特開２００９−４８２０６号公報

そこで本発明の目的は、上記問題を解消するために、画像形成に対して実質的に影響を与えることなく、より適切な個体識別管理を行うことが可能な電子写真感光体、それを用いた画像形成装置、電子写真感光体の製造方法および電子写真感光体の識別方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、感光体に用いる基体の外周面に個体識別のための加工線を設けることにより、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の電子写真感光体は、円筒状の基体の外周に、少なくとも感光層を備える電子写真感光体において、
前記基体の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側に、周方向にわたり１本以上の加工線が設けられていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記加工線が、２本以上で設けられていることが好ましく、前記加工線の線幅が、周方向にわたり一定であることも好ましい。また、前記２本以上の加工線の線幅が、それぞれ異なることも好ましい。さらに、前記基体の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部の両方側に、前記加工線が設けられ、前記加工線が、両方側について、端部から同じ距離の位置に同一線幅で設けられていることも好ましい。

また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の電子写真感光体を備えることを特徴とするものである。

さらに、本発明の電子写真感光体の製造方法は、円筒状の基体の外周に、少なくとも感光層を備える電子写真感光体の製造方法において、
円筒状に成形された未切削基体を、軸を中心にして回転させながら、前記未切削基体の外周面に切削バイトを当てて、前記未切削基体と前記切削バイトとを、未切削基体の軸方向に相対的に移動させることにより、前記未切削基体の外周面を切削して基体を作製する基体作製工程を含み、
前記基体作製工程において、前記未切削基体の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側で、前記未切削基体と前記切削バイトとの間の相対速度を遅くして、前記基体の外周面に、周方向にわたり１本以上の加工線を設けることを特徴とするものである。

さらにまた、本発明の電子写真感光体の識別方法は、円筒状の基体の外周に、少なくとも感光層を備える電子写真感光体の識別方法において、
識別すべき電子写真感光体に対応する基体ごとに、前記基体の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側に、周方向にわたり１本以上の加工線を設けて、前記加工線を用いて、前記電子写真感光体を識別することを特徴とするものである。

本発明によれば、画像形成に対して実質的に影響を与えることなく、より適切な個体識別管理を行うことが可能な電子写真感光体、それを用いた画像形成装置、電子写真感光体の製造方法および電子写真感光体の識別方法を実現することが可能となった。

本発明の電子写真感光体の一例を示す模式図である。 （ａ）は、図１に示す電子写真感光体の軸方向概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の電子写真感光体の他の例を示す軸方向概略断面図である。 本発明の電子写真感光体の製造方法に係る説明図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す説明図である。 本発明の画像形成装置の他の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の技術思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
図１に、本発明の電子写真感光体の一例を示す模式図を示す。また、図２（ａ）は、図１に示す電子写真感光体の軸方向概略断面図であり、（ｂ）は、本発明の電子写真感光体の他の例を示す軸方向概略断面図である。図示するように、本発明の電子写真感光体１は、円筒状の基体２０の外周に、少なくとも感光層２１を備えるものである。

本発明の感光体１は、基体２０の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側（図１、図２（ａ）参照）または両方側（図２（ｂ）参照）に、周方向にわたり１本以上の加工線（識別線）２０ａが設けられている点に特徴を有する。ここで、画像形成領域とは、感光体を画像形成装置に搭載した際に、現像器等と当接して画像形成に用いられる感光体表面の領域を意味する。

すなわち、本発明においては、感光体１の外周面に、異なる種類の感光体または基体ごとに、１本以上の異なる加工線が設けられていることで、目視または検出装置により、異なる種類の感光体または基体を同定することが可能となった。また、外周面に加工線が設けられているために、画像形成装置内の基体に対向する位置にカメラや光センサなどのライン検出装置を設けることで、目視に加えて、装置側でも感光体を判別することが可能となり、誤使用や別種の混入を予防することが可能となる。したがって、本発明においては、主として、光センサ等の検出器を搭載した装置の使用または目視のいずれか一方により検査を行い、いずれか他方を前記検査の補完として行うことにより、個体識別管理の確実性をより高めることができる。

さらに、本発明においては、画像形成領域外に加工線２０ａを設けていることから、画像形成に対して実質的に影響を与えることなく、容易に個体識別管理を行うことができる。さらにまた、従来技術では、基体内部に識別部が形成されることから、駆動用フランジを感光体の両端に取り付けた場合に個体識別が困難となっていたが、本発明によれば、基体の両端にフランジを取り付けた場合においても、目視等により個体識別が可能である。加えて、かかる本発明の感光体は、後述するように、基体２０の表面を平滑にするための切削加工工程において、加工速度を可変とすることにより形成することができるため、従来技術におけるような識別部形成のための専用の加工工程が不要であることから、生産コスト上も有利であるというメリットを有する。

以下、本発明の一実施の形態に係る電子写真感光体について、詳細に説明する。図示する電子写真感光体１は、円筒状の基体２０と、その外周に設けられた感光層２１とを、少なくとも有している。図示はしないが、感光体１は、さらに、基体２０と感光層２１との間に下引き層を有していてもよく、また、感光層２０上に、表面保護層を有していてもよい。

基体２０は、感光体１の骨格をなすものであり、外周面の、画像形成領域外のいずれか一方側または両方側に、周方向にわたり、個体識別のための加工線２０ａを有している。ここで、個体識別とは、複数種の基体２０、ひいては感光体１の個々を識別することを意味する。また、複数種の基体とは、寸法や表面性状などが異なる基体のそれぞれを意味し、複数種の感光体とは、寸法や、感光層等の機能層などが異なる感光体のそれぞれを意味する。

基体２０は、表面に導電性を有するものである。基体２０を構成する導電性材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ステンレススチール（ＳＵＳ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）およびこれらの合金などが挙げられる。これらの基体２０を構成する導電性材料の中でも、表面切削が容易であり、加工線を容易に形成できる観点から、Ａｌ合金材料が好適である。

感光層２１は、主成分として結着樹脂、電荷発生材料、並びに、電荷輸送材料としての正孔（ホール）輸送材料および電子輸送材料を含み、さらに、必要に応じて各種の添加剤を含むものである。感光層２１としては、単一の層で電荷発生および電荷輸送の双方の機能を備える単層型感光層、および、主として電荷発生に寄与する電荷発生層と、主として電荷輸送に寄与する電荷輸送層との積層からなる積層型感光層があるが、本発明においては、いずれのタイプの感光層を用いてもよい。

本発明に係る加工線２０ａは、実質的には、基体２０の外周面上に、周方向に沿って延びる浅溝であり、基体２０の外周面の他の部分とは異なる光学的反射特性を持つことにより、個体識別のマーカーとなり得るものである。なお、加工線２０ａは、例えば、Ａｌ合金材料からなる基体２０への形成時には、目視では黒色の線として認識されるが、その後に基体表面に陽極酸化処理を行って陽極酸化被膜を形成することで、白色の線となって認識しやすくなる。

本発明の感光体１において、加工線２０ａは、図２（ａ）に示すように画像形成領域外のいずれか一方側の軸方向端部に設けられているものであればよく、これにより本発明の所期の効果を得ることができるが、図２（ｂ）に示すように両側に設けてもよい。また、加工線２０ａを基体２０の両端部に設ける場合、両端部について同じ本数および線幅の加工線２０ａとしてもよく、または、両端部について異なる本数および線幅の加工線２０ａとしてもよい。すなわち、基体２０の両端部を区別しても、区別しなくてもいずれでもよい。さらに、画像形成領域外の軸方向端部の両方側に加工線２０ａを設ける場合、それぞれの加工線２０ａを、両方側について、基体２０の端部から同じ距離の位置に配置してもよい。

また、加工線２０ａは、少なくとも１本設けることが必要であり、図示するように、２本以上、例えば、２〜８本で設けてもよい。加工線の本数を基体または感光体の種類ごとに変更することで、個体識別力をより高めて、感光体の製造工程または使用時等における取り違えをより効果的に防止することができる。画像形成領域外のいずれか一方側に加工線２０ａを設けることにより、基体２０の両端に異なるフランジを取り付ける場合の作業ミスを防止できる。また、画像形成領域外の軸方向端部の両側に加工線２０ａを設けることにより、感光体の個体識別力の観点でさらに効果的であり、感光体の製造工程において基体２０の両端（上下端）が入れ替わっても種類を識別できる。

加工線２０ａの線幅は、後述する加工線の形成工程に依存して、周方向にわたり一定で設けることができる。また、加工線２０ａを２本以上で設ける場合には、２本以上の加工線２０ａの線幅は、同じであってもよく、または、図示するように、それぞれ異なるものとしてもよい。加工線の本数とともに、それぞれの加工線の線幅を基体または感光体の種類ごとに変更することで、個体識別力をより高めて、感光体の製造工程または使用時等における取り違えをより効果的に防止することができる。

加工線２０ａは、例えば、線幅０．４〜５ｍｍで設けることができる。加工線２０ａの線幅が、小さすぎると視認性が十分確保できず、大きすぎると生産性上のメリットがない。また、加工線２０ａを２本以上で設ける場合の、加工線２０ａ同士の間の距離は、任意で設定できるが、加工線２０ａ同士の間の距離が、近すぎても離れすぎても２本の加工線であると認識しにくく、０．３ｍｍ〜５ｍｍ程度が望ましい。ここで、本発明において加工線２０ａは、加工線２０ａが設けられていない部分の基体の外表面よりも窪んだ溝状の部分であり、その線幅は、実質的には、後述する加工線の形成のための加工時間、すなわち、切削バイトの送り速度を変更している時間、または、その時間内に切削バイトが進む距離により、決定される。

また、加工線２０ａは、画像形成領域外であればどのような位置に設けてもよいが、基体２０の端部から１ｍｍの位置より内側に設けることが好ましい。基体２０の端部に近すぎると、視認性が十分確保されないおそれがある。

（感光体の製造方法）
図３に、本発明の感光体の製造方法に係る説明図を示す。前述したように、本発明において加工線２０ａは、基体の外表面の切削加工工程において、切削と同時に形成することができる。すなわち、感光体の製造における基体作製工程においては、円筒状に成形された未切削基体の外周面を、目的の粗さまで平滑化するために、未切削基体の外周面について切削加工を行う。この切削加工工程では、図３に示すように、通常、未切削基体を、軸を中心にして回転させながら、未切削基体３０の外周面に切削バイト３１を当てて、未切削基体３０と切削バイト３１とを、未切削基体３０の軸方向に相対的に移動させる。この際、未切削基体３０の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側で、未切削基体３０と切削バイト３１との間の相対速度を遅くすることで、切削を行いつつ、得られる基体の外周面に、周方向にわたり１本以上の加工線を設けることができる。

具体的には例えば、未切削基体３０を、回転数４０００〜６０００ｒｐｍ程度で回転させながら、未切削基体の軸方向に沿って、送り速度０．２〜０．４ｍｍ／ｒｅｖ．にて、切削バイト３１を移動させることで、切削加工を行うことができる。この場合、未切削基体を回転させたまま、加工線２０ａの形成位置で切削バイトを停止させ、すなわち、送り速度をゼロにすることで、加工線２０ａを形成することができる。具体的には例えば、加工線２０ａの形成位置で送り速度を０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．から０ｍｍ／ｒｅｖ．にして切削バイトを停止させ、停止時間２秒後に再度、送り速度を０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．に戻すことで、１本の加工線２０ａを形成することができる。同様に、１本目の加工線２０ａの形成位置で送り速度を０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．から０ｍｍ／ｒｅｖ．にして切削バイトを停止させ、停止時間２秒後に再度送り速度を０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．に戻し、次いで、２本目の加工線２０ａの形成位置で送り速度を０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．から０ｍｍ／ｒｅｖ．にして切削バイトを停止させ、停止時間２秒後に再度送り速度を０．３０ｍｍ／ｒｅｖ．に戻し、これを繰り返すことで、２本以上の加工線２０ａを形成することができる。ここで、加工線２０ａの線幅は、加工線２０ａの形成位置で、切削バイトを停止させる代わりに、送り速度を通常の送り速度よりも低速、例えば、０．０５ｍｍ／ｒｅｖ．として、低速での加工時間を調整することで、任意に変更することが可能である。なお、停止時間のみを変更しても、線幅は変わらないが、停止時間が長いと、加工線２０ａの黒色の見た目が濃くなる傾向がある。

なお、上記の場合、切削バイトは、未切削基体の半径方向には移動させず、切り込み量一定で軸方向にのみ移動させればよいが、切削バイトを未切削基体の半径方向に移動させて、切り込み量を変えることもできる。

本発明に係る加工線２０ａは、切削加工により形成されるものであるため、線幅や深さについては、製造上の誤差を含み、例えば、上述したように、切削バイトを停止させて加工線２０ａを形成する場合、線幅のばらつきは±０．４ｍｍ程度となると考えられる。

本発明の感光体の製造方法においては、加工線２０ａの形成を未切削基体の切削加工工程と同時に行うものであればよく、それ以外の感光体形成工程等については、常法に従い適宜行うことができ、特に制限されるものではない。なお、本発明において、透過性を有する感光層を使用する場合には、加工線２０ａの形成部分にも、感光層を塗布形成することができる。

（画像形成装置）
本発明の画像形成装置は、上記本発明の感光体を備えることを特徴とするものである。すなわち、本発明の画像形成装置は、個体識別可能な加工線を有する感光体を搭載するので、本発明の画像形成装置においては、光センサなどにより感光体の種類を検知して、より適切な画像形成条件の調整を図ることができ、より適切な印刷を行うことができる。

本発明の画像形成装置は、本発明の感光体を搭載してなるものであればよく、各種マシンプロセスに適用することにより所期の効果が得られるものである。具体的には、本発明の画像形成装置は、ローラや、ブラシなどの帯電部材を用いた接触帯電方式、コロトロン、スコロトロンなどを用いた非接触帯電方式等の帯電プロセス、および、非磁性一成分、磁性一成分、二成分などの現像方式（現像剤）を用いた接触現像および非接触現像方式などの現像プロセスにおいても、十分な効果を得ることができる。

図４に、本発明の画像形成装置の一例を示す説明図を示す。図示する本発明の一例の画像形成装置１０は、感光体１の外周縁部に配置された、帯電装置１１と、露光装置１２と、現像ローラ１３１を備える現像装置１３と、転写装置１４と、クリーニングブレード等のクリーニング装置１６と、除電装置１７とを備える。また、符号１８は、給紙ローラを示す。図示するような画像形成装置の場合、例えば、感光体１の基体の外周面に対向する位置に識別センサ１５を配置して、加工線２０ａを検出することで、感光体１の個体識別を行うことができる。

図５に、本発明の画像形成装置の他の例を示す説明図を示す。図示する本発明の他の例の画像形成装置４０は、タンデム方式のカラープリンタであり、Ｋ：黒用、Ｃ：シアン用、Ｍ：マゼンダ用、Ｙ：イエロー用の４種の感光体１が搭載され、感光体１の外周縁部にはそれぞれ帯電装置４１と、露光装置４２と、現像装置４３とが配置されている。また、符号４４は転写ベルト、４５は紙等の記録媒体を示す。図示はしないが、このような画像形成装置の場合においても、各感光体１の加工線２０ａを検出できる位置に識別センサを配置することで、感光体１の個体識別を容易に行うことができる。

（感光体の識別方法）
本発明の感光体の識別方法は、識別すべき感光体に対応する基体ごとに、基体の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側に、周方向にわたり１本以上の加工線２０ａを設けて、この加工線２０ａを用いて、感光体を識別するものである。本発明によれば、前述したように、基体の両端部に駆動用フランジを取り付けたような場合でも、感光体の個体識別を行うことが可能である。

以下に、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
まず、円筒状に成形された未切削のアルミニウム基体を準備した。次に、この未切削基体の外表面を切削加工することにより、感光体用の基体を作製するとともに、基体の個体識別情報を示す加工線を形成した。

具体的には、切削バイト３１を備える超精密旋盤を用いて、未切削基体３０を、軸を中心にして回転数５８００ｒｐｍで回転させながら、その外周面に切削バイトを当てて、切削バイトを未切削基体の軸方向に沿って送り速度０．３ｍｍ／ｒｅｖ．にて移動させることにより、未切削基体の外周面を切削して、感光体用基体の作製を行った。この際、未切削基体の、画像形成領域外の一方側の軸方向端部で、基体の端部より３ｍｍの位置において切削バイトの送りを２秒停止し、線幅約１ｍｍの加工線２０ａを形成した後、送り速度０．３ｍｍ／ｒｅｖ．に戻し、さらに、基体の端部より３．５ｍｍの位置から５．５ｍｍの位置を切削バイトの送り速度を０．０５ｍｍ／ｒｅｖ．で加工して線幅約２ｍｍの加工線２０ａを形成した後、送り速度０．３ｍｍ／ｒｅｖ．に戻すことで、周方向にわたり２本の加工線を形成した。形成された２本の加工線２０ａの線幅は、いずれも、周方向にわたり一定であった。

得られたアルミニウム基体２０を、洗剤（商品名：エリーズ）を含有する４５℃の脱脂槽中で、超音波洗浄した。続いて、基体の表面に対し洗剤（商品名：カストロール）を噴射して、ブラシでこすり、温純水ですすいだ後、乾燥炉により水分を除去した。

次に、溶剤中に、結着樹脂としてのポリカーボネート樹脂を溶解させ、さらに、電荷発生材料、正孔輸送材料および電子輸送材料を分散させて、感光層形成用塗布液を調製した。上述のアルミニウム基体２０を、上記塗布液中に浸漬後、引き上げることにより、アルミニウム基体２０の表面に、基体両端部より５ｍｍまでの位置を除いて、上記塗布液をフィルム状に塗布し、１００℃、６０分間にて加熱、乾燥することにより溶剤を除去して、乾燥後の膜厚２０μｍの感光層２１を形成し、図１，２に示すような感光体１を作製した。

得られた感光体１においては、基体２０の外周面の、画像形成領域外の一方側の軸方向端部に、周方向にわたり２本の加工線２０ａが形成されていることが、目視またはセンサ等により明確に確認でき、加工線２０ａの形成状態により、感光体の個体識別を行うことが可能であることが確認された。また、この感光体１を、図４に対応する市販のプリンタに搭載して画像出しを行ったところ、印刷状態にも問題はなかった。

１ 電子写真感光体
１０，４０ 画像形成装置
１１，４１ 帯電装置
１２，４２ 露光装置
１３１ 現像ローラ
１３，４３ 現像装置
１４ 転写装置
１５ 識別センサ
１６ クリーニング装置
１７ 除電装置
１８ 給紙ローラ
２０ 基体
２０ａ 加工線
２１ 感光層
３０ 未切削基体
３１ 切削バイト
４４ 転写ベルト
４５ 記録媒体

Claims (8)

1. 円筒状の基体の外周に、少なくとも感光層を備える電子写真感光体において、
   前記基体の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側に、周方向にわたり１本以上の加工線が設けられていることを特徴とする電子写真感光体。
2. 前記加工線が、２本以上で設けられている請求項１記載の電子写真感光体。
3. 前記加工線の線幅が、周方向にわたり一定である請求項１または２記載の電子写真感光体。
4. 前記２本以上の加工線の線幅が、それぞれ異なる請求項２または３記載の電子写真感光体。
5. 前記基体の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部の両方側に、前記加工線が設けられ、前記加工線が、両方側について、端部から同じ距離の位置に同一線幅で設けられている請求項１〜４のうちいずれか一項記載の電子写真感光体。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一項記載の電子写真感光体を備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 円筒状の基体の外周に、少なくとも感光層を備える電子写真感光体の製造方法において、
   円筒状に成形された未切削基体を、軸を中心にして回転させながら、前記未切削基体の外周面に切削バイトを当てて、前記未切削基体と前記切削バイトとを、未切削基体の軸方向に相対的に移動させることにより、前記未切削基体の外周面を切削して基体を作製する基体作製工程を含み、
   前記基体作製工程において、前記未切削基体の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側で、前記未切削基体と前記切削バイトとの間の相対速度を遅くして、前記基体の外周面に、周方向にわたり１本以上の加工線を設けることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
8. 円筒状の基体の外周に、少なくとも感光層を備える電子写真感光体の識別方法において、
   識別すべき電子写真感光体に対応する基体ごとに、前記基体の外周面の、画像形成領域外の軸方向端部のいずれか一方側または両方側に、周方向にわたり１本以上の加工線を設けて、前記加工線を用いて、前記電子写真感光体を識別することを特徴とする電子写真感光体の識別方法。

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