(57)【要約】【課題】  円筒状導電性基体および感光層の熱収縮により生じる寸法のばらつきを抑えて、優れた画像の形成が可能な電子写真感光体を提供する。【解決手段】  円筒状導電性基体１４の外周面にアモルファスシリコン系感光層１６が形成されている電子写真感光体であって、アモルファスシリコン系感光層１６は、前記外周面に加えて、円筒状導電性基体１４の内面にも形成されている電子写真感光体を製造した。また、電子写真感光体を固定するためのフランジが接触する部分にも、アモルファスシリコン系感光層１６を形成した。【選択図】図１
2006330611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状導電性基体の外周面にアモルファスシリコン系感光層が形成されている電子写真感光体であって、
前記アモルファスシリコン系感光層は、前記外周面に加えて、前記円筒状導電性基体の内面にも形成されていることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記円筒状導電性基体の内面のうち、少なくとも電子写真感光体を固定するためのフランジが接触する部分に、前記アモルファスシリコン系感光層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記アモルファスシリコン系感光層は、前記円筒状導電性基体の外周面において、前記電子写真感光体に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像するための現像ローラと前記電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材が当接する外周面部分にも形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
円筒状導電性基体の外周面上にアモルファスシリコン系感光層が形成されており、かつ
電子写真感光体に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像するための現像ローラと前記電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材が電子写真感光体の外周面に当接する電子写真感光体であって、
前記接触部材が当接する部分の円筒状導電性基体の外径は、他の部分の外径よりも小さく、かつ、前記接触部材が当接する外周面部分にもアモルファスシリコン系感光層が形成されていることを特徴とする電子写真感光体。
【請求項５】
前記円筒状導電性基体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子写真感光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状導電性基体の外周面上にアモルファスシリコン膜を形成した電子写真感光体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ、複写機にて優れた耐摩耗性、光感度特性、また環境面より、電子写真用感光体としてアモルファスシリコン感光体が普及している。
【０００３】
このアモルファスシリコン感光体は、アルミニウム、アルミニウム合金からなる円筒状の導電性基体表面にアモルファスシリコン系光導電層を成膜した後に、基体の端部にフランジを装着して使用される。
【０００４】
図７に従来のアモルファスシリコン感光体１２３を示す。図７に示すように、円筒状導電性基体１１４の外周面にアモルファスシリコン系感光層１１６が形成されており、円筒状導電性基体１１４端部にはフランジ１２１が装着される。また、円筒状導電性基体１１４の端部の内面には削り込まれた部分（インロー部１２０）が設けられており、円筒状導電性基体１１４の内径とインロー部１２０の内径との段差にフランジ１２１は挿入されている。また、図７に示すように、アモルファスシリコン感光体表面と感光体に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像するための現像ローラとが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材１２２が、アモルファスシリコン感光体１２３の外周面に接触している。その接触部材１２２は、図７に示すように、アモルファスシリコン系感光層１１６が設けられていない感光体端部付近において、アモルファスシリコン感光体１２３に接触する。
【０００５】
上記従来のアモルファスシリコン感光体１２３は、円筒状導電性基体１１４を１５０〜３５０℃に加熱しながらアモルファスシリコン系感光層１１６を形成して、作製される。アモルファスシリコン感光体１２３は、アモルファスシリコン系感光層１１６の形成後、室温に戻される。しかし、この際に、アルミニウム等からなる円筒状導電性基体１１４と、成膜されたアモルファスシリコン系感光層１１６との熱膨張係数に起因する収縮量の差により応力が生じ、円筒状導電性基体１１４の端部が収縮するように変形して、外径および内径が小さくなる。アモルファスシリコン感光体の寸法（例えば外径および内径）は、できる限り一定であることが望ましいが、上記収縮が発生した場合、感光体端部の寸法がばらつくという問題点がある。さらに、このような収縮が発生した結果、フランジ挿入後の振れ精度、外周面で現像剤担持体、帯電ローラ等、該円筒状導電性基体とのギャップを設定するための接触部材が該円筒状導電性基体１１４に当接する部分の外径寸法精度などが悪くなり、濃度ムラ、帯電ムラ等、画像品質が悪化するという問題点がある。
【０００６】
上記課題に対して、下記特許文献１および２では、インロー部１２０の寸法または形状を規定して、端部変形に対する対処を行うことが提案を行っている。しかし、下記特許文献に記載の方法は、円筒状導電性基体１１４の内面に特定の形状を有するインロー部１２０を形成しなければならず、そのようなインロー部１２０の形成にはコストと手間がかかるという問題点がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３５４９６７号公報
【特許文献２】特開平８−１４６６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、円筒状導電性基体および感光層の熱収縮により生じる寸法のばらつきを容易にかつ効果的に抑えて、優れた画像の形成が可能な電子写真感光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アモルファスシリコン系感光層の形成箇所または円筒状導電性基体の形状を変更すれば、熱収縮により生じる寸法のばらつきの発生を抑制できることを見出して、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の電子写真感光体は、以下の特徴を有する。
（１）  円筒状導電性基体の外周面にアモルファスシリコン系感光層が形成されている電子写真感光体であって、前記アモルファスシリコン系感光層は、前記外周面に加えて、円筒状導電性基体の内面にも形成されていることを特徴とする電子写真感光体。
（２）  前記円筒状導電性基体の内面のうち、少なくとも電子写真感光体を固定するためのフランジが接触する部分に、前記アモルファスシリコン系感光層が形成されていることを特徴とする（１）に記載の電子写真感光体。
（３）  前記アモルファスシリコン系感光層は、前記円筒状導電性基体の外周面において、前記電子写真感光体に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像するための現像ローラと前記電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材が外周面に当接する部分にも形成されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の電子写真感光体。
（４）  円筒状導電性基体の外周面上にアモルファスシリコン系感光層が形成されており、前記電子写真感光体に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像するための現像ローラと前記電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材が外周面に当接する電子写真感光体であって、前記接触部材が当接する部分の外径は、他の部分の外径よりも小さく、かつ、前記接触部材が当接する部分にもアモルファスシリコン系感光層が形成されていることを特徴とする電子写真感光体。
（５）  前記円筒状導電性基体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の電子写真感光体。
【発明の効果】
【００１１】
上記（１）によれば、アモルファスシリコン系感光層を円筒状導電性基体の内面に形成することによって、電子写真感光体の寸法のばらつき（特に電子写真感光体の端部における寸法のばらつき）が発生するのを、容易にかつ効果的に抑制することができる。その結果、電子写真感光体の寸法精度を一定に保つことによって、優れた画像の形成が可能な電子写真感光体を提供することができる。
【００１２】
上記（２）によれば、フランジが挿入され接触する部分において、寸法のばらつきが発生するのを効果的に抑制することができるため、さらに優れた画像の形成が可能な電子写真感光体を提供することができる。
【００１３】
上記（３）によれば、現像ローラと前記電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材が接触する部分において、寸法のばらつきが発生するのを効果的に抑制することができるため、さらに優れた画像の形成が可能な電子写真感光体を提供することができる。
【００１４】
上記（４）によれば、現像ローラと前記電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材が当接する部分の外径を小さくすることによって、電子写真感光体の寸法のばらつき（特に電子写真感光体の端部における寸法のばらつき）の発生を、容易かつ効果的に抑制することができる。その結果、電子写真感光体の寸法精度を一定に保つことによって、優れた画像の形成が可能な電子写真感光体を提供することができる。
【００１５】
上記（５）によれば、軽量で低コストな電子写真感光体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第一の実施形態）
本発明の電子写真感光体について、図を用いて説明する。図１は、本発明における電子写真感光体の第一の実施形態を示す概略断面図である。図１の電子写真感光体は、まず、円筒状導電性基体１４の外周面にアモルファスシリコン系感光層１６が形成されている。そのアモルファスシリコン系感光層１６は、円筒状導電性基体１４の外周面の全面、端部、および内面に形成されている。このアモルファスシリコン系感光層１６の厚みｔ１は、帯電能力、耐圧、暗減衰特性、製造コスト、品質面等により、１０〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍであるのがよい。
【００１７】
上記のようにアモルファスシリコン系感光層１６を円筒状導電性基体１４の内面に形成すれば、電子写真感光体の寸法のばらつき（特に電子写真感光体の端部における寸法のばらつき）の発生を抑制することができる。その理由としては、アモルファスシリコン感光体は、基体を３００℃前後の高温に加熱しながら、アモルファス系感光層を基体上に成膜形成し、その後、作製されたアモルファスシリコン感光体は、室温に戻される際に、基体（通常はアルミニウム）とアモルファス系感光層の熱膨張係数の差に起因する収縮量の差により応力が生じ、基体の端部が収縮するように変形するが、端部内面にもアモルファスシリコン層を成膜形成することにより、基体がアモルファスシリコンでサンドウィッチ構造となるため、変形を防止することが可能と推測される。
【００１８】
図１に示す電子写真感光体では、円筒状導電性基体１４の端部から内面にかけて削り込まれた部分（インロー部２０）が設けられている。本発明の電子写真感光体では、円筒状導電性基体１４の内面のうち、少なくとも電子写真感光体を固定するためのフランジ２１が接触する部分には、アモルファスシリコン系感光層１６が形成されている。なお、図１に示すように、アモルファスシリコン系感光層１６を、インロー部２０の全面に形成することが好ましい。外径が約３０ｍｍの円筒状導電性基体１４場合では、インロー部２０については、インロー部２０における円筒状導電性基体１４の内壁と、その他の部分における円筒状導電性基体１４の内壁との段差ｄ１は０．０１〜５ｍｍ、好ましくは０．０５〜２ｍｍであるのがよい。０．０１ｍｍよりも少なければ加工が難しく、５ｍｍを超えると、基体端部の強度が下がる場合がある。図１に示す円筒状導電性基体１４の端部からの深さｄ２は、０．３〜５０ｍｍ、好ましくは０．５〜３０ｍｍであるのがよい。０．３ｍｍよりも少なければインロー部２０を形成する効果が少なく、５０ｍｍを超えると、加工が難しくコストが上がる可能性がある。また、円筒状導電性基体１４の厚みｔ２は、０．５〜２０ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍであるのがよい。０．５ｍｍよりも少なければ、基体の強度が下がり、２０ｍｍを超えると、基体が重くなる、コストがかかるなどの不具合を生じる恐れがある。
【００１９】
円筒状導電性基体１４としては、一定の強度と導電性とを有する各種の材料が使用可能であり、例えば、鉄、アルミニウム、銅、スズ、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼、真鍮などの金属単体、上記金属が蒸着もしくはラミネートされたプラスチック材料、さらにヨウ化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウムなどで被覆されたガラスなどが挙げられる。本発明において、円筒状導電性基体１４の材料は、軽量で低コストな電子写真感光体を製造することができる点で、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることが好ましい。また、円筒状導電性基体１４の外径Ｄ１が１５〜２００ｍｍの円筒状導電性基体１４が適宜使用できる。
【００２０】
図２は、図１に示す電子写真感光体が画像形成装置に用いられた場合の様子を表す概略断面図である。図２に示すように、電子写真感光体のインロー部２０にはフランジ２１が挿入され、電子写真感光体は固定される。また、円筒状導電性基体１４の内面部分においては、アモルファスシリコン系感光層１６が成膜される長さを、フランジ２１が挿入される部分よりも長く設定している。つまり、円筒状導電性基体１４の内部であって、電子写真感光体を固定するためのフランジ２１が接触する部分には、アモルファスシリコン系感光層１６が形成されている。このような部分にアモルファスシリコン系感光層１６を形成すれば、上記と同様に円筒状導電性基体１４がアモルファスシリコンでサンドウィッチ構造となるとの理由により、フランジ２１が挿入される部分において、寸法のばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００２１】
また、図２に示す電子写真感光体では、現像ローラと前記電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材２２が、電子写真感光体２３の外周面に接触している。図２に示す電子写真感光体では、接触部材２２が電子写真感光体２３に接触する部分には、前記アモルファスシリコン系感光層が形成されている。よって、接触部材２２が接触する部分において、寸法のばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００２２】
（第二の実施形態）
図３に、本発明における電子写真感光体の第二の実施形態を示す。なお、図３中、図１および図２と同一の部材については同一の符号を付して、その説明を省略する。図３は、電子写真感光体２４が画像形成装置に用いられた場合の様子を表す概略断面図である。図３に示す電子写真感光体では、図２と同様、現像ローラと電子写真感光体表面とが所定の間隔を保持するように設けられた接触部材２２が接触しているが、接触部材２２が当接す
る部分の外径は、他の部分の外径よりも小さく、かつ、接触部材２２が当接する部分にもアモルファスシリコン系感光層１６が形成されている。つまり、接触部材２２が接触する部分に該当する円筒状導電性基体１４の外周面には、凹部が設けられている。このような凹部を設けて接触部材２２が接触する部分の外径を小さくすれば、その部分において、円筒状導電性基体の熱膨張時と熱収縮時との寸法差を小さくすることができ、電子写真感光体の寸法のばらつき（特に電子写真感光体の端部における寸法のばらつき）の発生を抑制して、電子写真感光体の寸法精度を一定に保つことができる。なお、図３に示す凹部の深さｄ３は、０．１〜３ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍ未満であれば凹部を形成する効果が少なく、３ｍｍを越えると基体の強度が弱くなる場合がある。
【００２３】
（電子写真感光体の製造方法）
図４および図５を用いて、電子写真感光体の製造方法を説明する。なお、以下、図１に示す電子写真感光体の製造方法について説明する。
【００２４】
図４は、電子写真感光体の製造に用いるグロー放電分解装置の概略図である。図５は、図１に示す電子写真感光体において、アモルファスシリコン系感光層１６の形成前および形成後を示す断面図である。
【００２５】
図４に示すように、グロー放電分解装置１は、円筒状の金属製反応炉２と、感光体ドラム装着用の円筒状の導電性基体支持体３と、基板加熱用ヒーター４と、アモルファスシリコンの成膜に用いられる円筒状のグロー放電用電極板５とを備えており、このグロー放電用電極板５にはガス噴出口６が形成されている。また、グロー放電分解装置１は、金属製反応炉２の内部へガスを導入するためのガス導入口７と、グロー放電により反応させられたガスの残余を排気するためのガス排出口８と、導電性基体支持体３およびグロー放電用電極板５の間でグロー放電を発生させる高周波電源９とを備えている。金属製反応炉２は、円筒体２ａと蓋体２ｂと底体２ｃとからなり、円筒体２ａと蓋体２ｂとの間、および円筒体２ａと底体２ｃの間にはそれぞれ絶縁リング１０，１１が設けられており、これによって高周波電源９の一方の端子は円筒体２ａを介して導電性基体支持体３と導通している。また、蓋体２ｂの上に付設したモータ１２により回転軸１３を介して導電性基体支持体３が回転駆動され、これに伴って導電性基体支持体３に装着したアルミニウムなどからなる円筒状導電性基体１４も回転する。
【００２６】
そして、図５（ａ）に示すように、円筒状導電性基体１４の上端または下端に、それぞれリング状基板１５が装着される。このリング状基板１５は円筒状導電性基体１４に冠着され、リング状基板１５と円筒状導電性基体１４内面との間に、隙間３１が、リング状基板１５と円筒状導電性基体１４の端部との間に、隙間３２が形成される。
【００２７】
そして、電子写真感光体を作製する場合には、図４に示すように、円筒状導電性基体１４を導電性基体支持体３に装着し、アモルファスシリコン生成用ガスをガス導入口７より金属製反応炉２の内部に導入し、ガス噴出口６を介して基板面に噴出し、基板加熱用ヒーター４により円筒状導電性基体１４を所定の温度（例えば１５０〜３５０℃、好ましくは２５０〜３５０℃）まで加熱し、さらにグロー放電を発生させて円筒状導電性基体１４を
回転させることによって、円筒状導電性基体１４の外周面にアモルファスシリコン系感光層１６が成膜形成される。かくして上記構成のグロー放電分解装置１により製作した電子写真感光体は、図５（ｂ）に示すような成膜状態になり、さらに図１に示すような電子写真感光体（アモルファスシリコン感光体）が得られる。なお、図３に示す電子写真感光体を得たい場合には、接触部材２２が接触する部分の外径が小さい円筒状導電性基体１４を用いれば、同様の方法で得ることができる。このように、本発明は、従来のものと比べて、加熱処理、特に高温（３００℃以上）で処理する場合においても、効果的に寸法のばらつきを抑制することができる。
【００２８】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明の電子写真感光体をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２９】
図１に示す電子写真感光体を製造した。なお、図１に示す外径Ｄ１は３０ｍｍ、厚みｔ２は１．５ｍｍ、インロー部の段差ｄ１は０．０５ｍｍ、インロー部の深さｄ２は１０ｍｍ、長さは２５４ｍｍでアルミニウム製の円筒状導電性基体を用いた。
【００３０】
製造には、図４に示すグロー放電分解装置を用い、円筒状導電性基体の温度を３００ ℃とし、厚み２・ｍのＢ添加アモルファス・シリカ（ａ−Ｓｉ）系キャリア注入阻止層と厚み２０・ｍのａ−Ｓｉ系光導電層と厚み 0.5・ｍのアモルファス・炭化ケイ素（ａ−ＳｉＣ）表面層とを順次成膜形成した。
【実施例２】
【００３１】
図３に示す電子写真感光体を製造した。なお、接触部材が接触する部分（凹部）は、円筒状導電性基体の端部から１０ｍｍ〜１５ｍｍの部分に、幅１０ｍｍで設けて、深さｄ３は１ｍｍとした。その他の条件は、実施例１と同様とした。
【００３２】
［比較例１］
図７に示す電子写真感光体を製造した。なお、用いた円筒状導電性基体、製造条件等は、実施例１と同様とした。また、端部におけるアモルファスシリコン系感光層が形成されていない部分の寸法Ｌ１は、２０ｍｍとした。
【００３３】
（外径の測定）
製造した電子写真感光体の外径をレーザーマイクロメータを用いて測定し、外径の最大値と外径の最小値との差を計算した。つまり、外径と内径の差が大きい程、円筒状導電性基体の変形が大きいことを示す。その結果を図６に示す。なお、図６の横軸は、電子写真感光体の端部からの位置を示している。
【００３４】
図６によれば、実施例１および２では、比較例１と比べて、外径の最大値と外径の最小値との差が小さく、円筒状導電性基体の変形が小さいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における電子写真感光体の第一の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明の電子写真感光体を画像形成装置に装着したときの状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明における電子写真感光体の第二の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】本発明の電子写真感光体の製造に用いられるグロー放電分解装置の概略図である。
【図５】図１に示す電子写真感光体において、アモルファスシリコン系感光層１６の形成前および形成後を示す概略断面図である。
【図６】実施例および比較例で製造した電子写真感光体の外径差を示すグラフである。
【図７】従来のアモルファスシリコン感光体を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１４  円筒状導電性基体
１５  リング状基板
１６  アモルファスシリコン系感光層
２０  インロー部
２１  フランジ
２２  接触部材
【図１】
2006330611.tif 000003
【図２】
2006330611.tif 000004
【図３】
2006330611.tif 000005
【図４】
2006330611.tif 000006
【図５】
2006330611.tif 000007
【図６】
2006330611.tif 000008
【図７】
2006330611.tif 000009