JP4013831B2

JP4013831B2 - 電子写真感光体

Info

Publication number: JP4013831B2
Application number: JP2003154474A
Authority: JP
Inventors: 基海老塚; 輝寺沢
Original assignee: Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: US20040265003A1; JP2004354843A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真感光体（以下、単に「感光体」とも称する）に関し、詳しくは、プロセスカートリッジに組み込まれて使用される際に電子写真応用装置から感光ドラムへの回転駆動力の伝達を行うギアフランジの改良に係る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、一般に、導電性基体の外周面に感光層が設けられてなる感光ドラムの両端に、フランジまたはギアフランジが結合されて形成されている。このような感光体は、プロセスカートリッジに搭載され、更に複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真応用装置に装着されて使用される。
【０００３】
プロセスカートリッジとは、電圧を直接印加するための帯電部材（除電を含む）や現像、クリーニングなどの電子写真プロセスに必要な各種部材を電子写真感光体の周辺に配置し、これらを一体的に収納してカートリッジ化したもので、電子写真応用装置に着脱可能に装着されて、画像形成の中心的機能を果たすものである。
【０００４】
プロセスカートリッジを装着した電子写真応用装置においては、まず、帯電プロセスによって均一帯電させた電子写真感光体に対し、画像情報に対応する露光を行って潜像を形成する。次いで、その潜像を現像プロセスによりトナーを用いて現像して、感光体上にトナー像を形成する。更に、そのトナー像を転写プロセスにより紙などの支持体上に転写して、画像形成を行う。
【０００５】
従来から、電子写真プロセスを用いた電子写真応用装置においては、上記したようなプロセスカートリッジ方式が広く採用されている。このプロセスカートリッジによれば、装置本体のメンテナンスがほぼ不要となるので、装置のメンテナンス性が非常に簡便となるという利点がある。
【０００６】
ところで、プロセスカートリッジにおいては、電子写真感光体は、装置から回転駆動力を受けて回転することにより電子写真プロセスを遂行する。そこで、その駆動力の伝達のために、感光ドラムの開口端部には一般に、ギアを備えたフランジが結合される。
【０００７】
感光ドラムに結合されているギアフランジが感光体から脱落したり、その結合部が緩んだりすると、駆動力が伝達されずに感光体の回転がストップして、装置の機能停止若しくはジッタ等の画像障害の発生という重大事故が生ずることになる。そのため、ギアフランジに関しては、脱落や緩みが発生しないよう、感光体ドラムとの結合部における長期的信頼性を確保することが、重要な技術的課題である。
【０００８】
一方、フランジの駆動力伝達部と装置本体の駆動力伝達部との間の嵌合精度が悪い場合にも、駆動力の伝達不良が生じて、画像障害の発生を招く場合がある。そのため、フランジにおいては、感光ドラムとの結合信頼性を確保することに加え、駆動力伝達部の嵌合状態を最適化して回転駆動力の伝達を確実に行うことにより、高い回転精度を長期にわたり保持することも重要となる。
【０００９】
フランジの駆動力伝達部の改良に関しては、例えば、特許文献１に、装置本体ギアに所定のねじれた穴を設け、かつ、電子写真感光体ドラムの長手方向一端にねじれた突起を設けて、これらの嵌合により回転駆動力の伝達を行うことで、感光体ドラムの回転精度を向上する技術が記載されている。また、特許文献２には、装置本体およびプロセスカートリッジに夫々、装置本体側ギアに形成された連結穴および連結突起と、突出部およびこれに外接する当接部を設け、これらにより装置本体とプロセスカートリッジとの連結および調芯を行って、駆動力の確実な伝達およびプロセスカートリッジの振動防止を図る技術が記載されている。
【００１０】
また、特許文献３には、フランジの駆動力伝達部に係る成形加工を迅速に行うために、かかる駆動力伝達部の形状を改良した現像シリンダおよび駆動ギアに係る技術が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−３２８４４９号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】
特開２００１−３２４８４５号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】
米国特許第６１７３１４６号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、フランジの駆動力伝達部構造に関しては、これまでに種々検討がなされてきているが、さらに、駆動時の回転強度を高めて回転精度の長期信頼性を向上させるとともに、コスト性についても向上させることで、実用性を高めたフランジの実現が望まれていた。
【００１３】
そこで本発明の目的は、フランジの駆動力伝達部を改良することにより、実機使用時における回転精度が高く、かつ、その回転精度を長期にわたり保持することができ、さらに、製造コストの点でも優れた電子写真感光体を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子写真感光体は、プロセスカートリッジに組み込まれた状態で、電子写真応用装置の装置本体に着脱自在に装着されて使用される電子写真感光体であって、
円筒状導電性基体の外周面に、光導電性材料を含む感光層が形成されてなる感光ドラムと、該感光ドラムの開口端部に嵌合されて、前記装置本体からの回転駆動力を該感光ドラムに伝達するギアフランジと、を備える電子写真感光体において、
前記ギアフランジの、前記回転駆動力を受ける側の面上に、前記感光ドラムの回転方向と略反対方向に適宜傾きをもって該感光ドラムの中心軸を中心とする同心円上に配置された２個以上の突起部と、該２個以上の突起部間を補強する隆起部と、からなる駆動力伝達部が形成され、かつ、該ギアフランジの駆動力伝達部に対応する前記装置本体の駆動力伝達部が、前記突起部および隆起部と係合可能なねじれた形状の穴部からなることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１（イ）に、本発明の一例の電子写真感光体の端部拡大斜視図を、同（ロ）に、その長手方向端部側から見た正面図を、夫々示す。本発明の感光体１０は、プロセスカートリッジに組み込まれた状態で、電子写真応用装置の装置本体に着脱自在に装着されて使用されるプロセスカートリッジ用感光体であり、図示するように、感光ドラム２と、その開口端部に嵌合されたギアフランジ１とを備えている。このギアフランジ１を介して、装置本体から感光ドラム２に回転駆動力が伝達され、電子写真プロセスが行われる。
【００１６】
本発明の感光体においては、ギアフランジ１の、回転駆動力を受ける側の面上に、感光ドラム２の中心軸を中心とする同心円上に配置された複数個の突起部３と、この突起部３間に配設された隆起部４と、からなる駆動力伝達部が形成されている点が重要である。図示するように、突起部３は、図中に矢印で示す感光ドラム２の回転方向と略反対方向に適宜傾きをもって形成されており、主としてこの突起部３を介して、回転駆動力の伝達が行われる。
【００１７】
突起部３は、感光ドラム２に対し、中心軸のぶれを生ずることなく確実に回転駆動力を伝達するために、少なくとも２個設けることが必要であるが、好適には３個以上にて設ける。３個以上にて設けることにより、より安定して回転精度の確保を図ることが可能となる。これら複数個の突起部３は、上記したような同心円上に、周方向に等間隔で設けることが好ましいが、個数が多い場合には不等間隔でもよく、特に制限されるものではない。
【００１８】
突起部３の形状としては、回転駆動力を受けるための上記のような適宜傾きを持つものであれば、図示するような略円柱状のものには限定されず、例えば、略角柱状など、適宜形状とすることができる。また、その寸法についても特に制限はなく、ギアフランジ自体の寸法に応じ適宜定めることができる。但し、装置本体の駆動力伝達部との嵌合が可能な形状、寸法にて設計することが必要である。
【００１９】
隆起部４は、突起部３を補強するために設けられるものであり、突起部３の強度を補完できるものであれば、図示する形状には限定されない。その寸法についても、突起部３の形状等との関係で適宜設計すればよい。突起部３自体の寸法や形状にもよるが、突起部３には駆動時に大きな回転トルクがかかるため、隆起部４を設けないと実使用時に突起部３の破損等を招くおそれがあり、長期使用時の信頼性が損なわれてしまう。
【００２０】
本発明に係るフランジ１０の上記駆動力伝達部は、射出成形等により容易に形成することが可能である。また、構造上成形材料が少なくてすむので、コスト性にも優れるという利点を有する。
【００２１】
本発明においては、ギアフランジ１に関して上述の要件を満足するものであれば所期の効果を得ることができ、材質、構造等のその他の構成については特に制限されるものではないが、例えば、以下のような構成とすることができる。
【００２２】
ギアフランジ１の材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレートなどの汎用の各種樹脂材料を挙げることができ、これらの１種または２種以上を適宜混合して用いることができる。
【００２３】
感光ドラム２は、円筒状導電性基体（以下、単に「基体」とも称する）の外周面に光導電性材料を含む感光層が形成されてなる。本発明においては、基体および感光層の材料としては、感光体の要求特性を満たすものであればよく、特に制限されるものではない。例えば、基体の材質としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金等からなるものや、円筒状プラスチックの表面にアルミニウムフィルムを蒸着したものなどを用いることができる。また、感光層の光導電性材料としては、各種フタロシアニン化合物等の公知の電荷発生材料およびヒドラゾン化合物等の公知の電荷輸送材料を夫々使用することができ、層構成に応じてこれらを他の添加材等とともにバインダに分散または溶解させて、浸漬塗布法等の公知の手法により、感光層を形成する。感光層は電荷発生層と電荷輸送層とからなる積層型、または単一の層からなる単層型のいずれでもよく、また、基体と感光層との間に下引き層を設けてもよい。
【００２４】
図２に、図１に示すギアフランジ１の駆動力伝達部と係合可能な装置本体の駆動力伝達部の一例を概略的に示す。図中の（イ）はかかる駆動力伝達部近傍のみを取り出して示す拡大斜視図であり、同（ロ）はその嵌合方向から見た正面図である。図示するように、装置本体の駆動力伝達部にはギアフランジ１の突起部３および隆起部４と係合可能なねじれた形状の穴部５が設けられている。これら突起部３および隆起部４と穴部５とが互いに嵌合して、駆動力の伝達が行われる。
【００２５】
【実施例】
以下、具体的な実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
ＪＩＳ６０００台のアルミニウム合金からなる外径３０ｍｍφ、長さ２６０．５ｍｍのドラム状基体の外周面上に、下引層、電荷発生層および電荷輸送層を、この順に浸漬塗布法により形成して、感光ドラムを作製した。電荷発生層の材料としては、よく知られた電荷発生材料であるチタニルフタロシアニンを、ポリビニルブチラール樹脂中に分散させた塗布液を用いた。また、電荷輸送層の材料としては、同様によく知られた電荷輸送材料であるヒドラゾンを、ポリカーボネート樹脂に溶解させた塗布液を用いた。
【００２６】
（実施例１）
まず、図１に示す形状のギアフランジを１０個作製した。次いで、上記感光ドラムを１０本用意して、その開口端部の内側表面にシアノアクリレート系接着剤（商品名：ロックタイト（登録商標）４０３、日本ロックタイト（株）製）を夫々同量塗布してから、作製したギアフランジを嵌め込んで接着し、感光ドラムとギアフランジとからなる１０本の感光体を得た。
【００２７】
接着後２４時間常温常湿で放置した後、感光体をプロセスカートリッジに組み込んで、プリンタ（４５枚機）に搭載し、初期および１００００枚耐刷後に夫々２５％ハ−フト−ンを印字して、ジッタなどの画像障害が発生するかどうかを調べた。なお、上記実機内での実使用上必要な感光体駆動トルクは３．８Ｎ・ｍであった。また、使用したプリンタにおける駆動力伝達部の構造は図２に示すようなものを用いた。その画像評価結果を下記の表１中に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
上記表１の結果より、図１に示す形状のギアフランジを用いた感光体ではジッタの発生がなく、高品質の画像が安定的に得られることが確かめられた。また、耐刷中において、その他の画像障害は見られなかった。
【００３０】
（比較例１）
ギアフランジを、図３に示す形状にて作製した以外は実施例１と同様にして１０本の感光体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。図示するように、このギアフランジは１個の角柱状の突起６のみを有していた。なお、プリンタにおける駆動力伝達部の構造は図４に示すようなものであり、角柱状の突起６に係合可能な穴部７が設けられていた。その画像評価結果を下記の表２中に示す。
【００３１】
【表２】

【００３２】
上記表２の結果より、図３に示す形状のギアフランジを用いた感光体では、耐刷中にジッタが発生してしまう場合があることがわかった。また、このギアフランジは図１等に示すギアフランジのような突起部を有しないために、成形時の精度が出しにくいことが分かった。
【００３３】
（比較例２）
ギアフランジを、図５に示す形状にて作製した以外は実施例１と同様にして１０本の感光体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。図示するように、このギアフランジは突起部３のみを有し、隆起部４を有しないものであった。また、プリンタにおける駆動力伝達部の構造は図２に示すようなものを用いた。その画像評価結果を下記の表３中に示す。
【００３４】
【表３】

【００３５】
上記表３の結果より、図５に示す形状のギアフランジを用いた感光体では、耐刷中に突起部３が折れてしまう場合があることがわかった。この結果より、このギアフランジでは強度が低いために実機使用時の回転強度に耐えられないことが分かった。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ギアフランジの駆動力伝達部を改良したことにより、耐刷中における回転精度および回転強度が高く、かつ、製造コストの点でも優れた電子写真感光体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は本発明の一例の電子写真感光体を示す部分拡大斜視図であり、（ロ）はその長手方向端部側から見た正面図である。
【図２】（イ）は図１に係るギアフランジに対応する装置本体の駆動力伝達部の一例を示す部分拡大斜視図であり、（ロ）はその嵌合方向から見た正面図である。
【図３】比較例１に係るギアフランジを示す部分拡大斜視図である。
【図４】図３に係るギアフランジに対応する装置本体の駆動力伝達部を示す部分拡大斜視図である。
【図５】（イ）は比較例２に係るギアフランジを示す部分拡大斜視図であり、（ロ）はその長手方向端部側から見た正面図である。
【符号の説明】
１ギアフランジ
２感光ドラム
３突起部
４隆起部
５，７穴部
６突起
１０電子写真感光体

Claims

プロセスカートリッジに組み込まれた状態で、電子写真応用装置の装置本体に着脱自在に装着されて使用される電子写真感光体であって、
円筒状導電性基体の外周面に、光導電性材料を含む感光層が形成されてなる感光ドラムと、該感光ドラムの開口端部に嵌合されて、前記装置本体からの回転駆動力を該感光ドラムに伝達するギアフランジと、を備える電子写真感光体において、
前記ギアフランジの、前記回転駆動力を受ける側の面上に、前記感光ドラムの回転方向と略反対方向に適宜傾きをもって該感光ドラムの中心軸を中心とする同心円上に配置された２個以上の突起部と、該２個以上の突起部間を補強する隆起部と、からなる駆動力伝達部が形成され、かつ、該ギアフランジの駆動力伝達部に対応する前記装置本体の駆動力伝達部が、前記突起部および隆起部と係合可能なねじれた形状の穴部からなることを特徴とする電子写真感光体。
前記突起部が３個以上にて形成されている請求項１記載の電子写真感光体。