(57)【要約】【課題】コストアップを招くことなく簡単な層構成で感光層の絶縁破壊を防ぐことができる電子写真感光体を提供することにある。【解決手段】導電性基材２５の上に下引層２６、該下引層２６の上に感光層２７を順次形成して成る感光ドラム（電子写真感光体）２ａにおいて、前記導電性基材２５の非画像領域に段落とし部２５ａを形成し、該段落とし部２５ａの深さｄよりも厚さの厚い前記下引層２６を前記導電性基材２５の上に形成する。例えば、円筒状の前記導電性基材２５の軸方向両端の非画像領域の外径φＤ２を画像領域の外径φＤ１よりも小さくして該導電性基材２５の非画像領域に前記段落とし部２５ａを形成し、導電性基材２５の上に形成される前記下引層２６の外径φＤを軸方向に沿って一定とする。【選択図】図２
2011191462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基材の上に下引層、該下引層の上に感光層を順次形成して成る電子写真感光体において、
前記導電性基材の非画像領域に段落とし部を形成し、該段落とし部の深さよりも厚さの厚い前記下引層を前記導電性基材の上に形成したことを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
円筒状の前記導電性基材の軸方向両端の非画像領域の外径を画像領域の外径よりも小さくして該導電性基材の非画像領域に前記段落とし部を形成し、導電性基材の上に形成される前記下引層の外径を軸方向に沿って一定としたことを特徴とする請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】
請求項１又は２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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式によって画像情報に応じた潜像を形成するための電子写真感光体とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光ドラム等の電子写真感光体の表面が帯電ローラ等によって一様に帯電され、この帯電された電子写真感光体の表面が露光走査されることによって該表面には原稿画像に応じた静電潜像が形成される。そして、電子写真感光体上に形成された静電潜像は現像装置において現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、トナー像は、適当なタイミングで供給される用紙上に転写された後、定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着される。
【０００３】
ところで、感光ドラム等の電子写真感光体は、例えば金属等の導電性基材の表面に感光層を形成することによって構成されているが、導電性基材と感光層との間に中間層として下引き層を設けたものがある。斯かる電子写真感光体は画像形成プロセスにおいて前述のようにその表面が一様に帯電されるが、非接触帯電方式では、大きな電圧によってコロナ放電させて電子写真感光体の表面を帯電させるために多量のオゾンや窒素酸化物が発生するという問題がある。
【０００４】
そこで、近年はオゾンや窒素酸化物が発生しにくい接触帯電方式が広く採用されている。この接触帯電方式は、帯電ローラ等の接触帯電部材を電子写真感光体の表面に接触させる方式であるため、接触帯電部材が電子写真感光体の感光層に常に接触し続ける。このため、接触帯電部材と感光層との間に異物が存在している場合には、異物を基点として電界が集中し、感光層に絶縁破壊が生じる。感光層に絶縁破壊が発生すると、その部位から電流がリークして感光層に帯電不良部分が生じ、これが原因となって画像不良が引き起こされる。これを防ぐために電子写真感光体の導電性基材と感光層との間に中間層として下引き層が設けられている。
【０００５】
ところで、電子写真感光体の感光層に絶縁破壊が発生する原因としては、上記異物による他、寿命に連れて感光層が摩耗によって薄くなる際に長手方向に均一に削れないことによる偏摩耗がある。例えば、帯電ローラが電子写真感光体の感光層に接触し続けることによって、帯電ローラの荷重がローラエッジによって感光層に強く掛かるため、感光層の両端部（帯電ローラのエッジが接触する箇所）に偏摩耗が発生する。この偏摩耗によって薄くなった感光層は絶縁破壊を引き起こす大きな要因となる。
【０００６】
又、薄くなった感光層に帯電ローラのエッジからの放電が集中し易いため、感光層の薄膜部と相俟って感光層の長手方向端部に絶縁破壊が発生し易い傾向がある。このため、感光層の画像領域では膜厚が薄くないにも拘わらず、偏摩耗によって薄い部分が局所的に生ずると絶縁破壊が起こる可能性があるために電子写真感光体の交換が必要になる。
【０００７】
そこで、特許文献１には、電子写真感光体の絶縁破壊が発生し易い軸方向両端部（帯電部材の軸方向両端部と対向する部位）に絶縁被覆層を形成する提案がなされている。具体的には、円筒状の導電性基材の軸方向両端部に軸方向中央部よりも小径の小径部（段落とし部）を形成し、この小径部の外周面上に絶縁被服層を形成し、その上に下引層と感光層を順次形成する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−０３３８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献１において提案された構成では、下引層の他に絶縁被服層が必要であるため、層構成が複雑化するとともに、絶縁被覆層を形成するために余分な工数を要するためにコストアップを招くという問題がある。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コストアップを招くことなく簡単な層構成で感光層の絶縁破壊を防ぐことができる電子写真感光体と画像不良の発生を防いで高質画像を安定的に得ることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、導電性基材の上に下引層、該下引層の上に感光層を順次形成して成る電子写真感光体において、前記導電性基材の非画像領域に段落とし部を形成し、該段落とし部の深さよりも厚さの厚い前記下引層を前記導電性基材の上に形成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、円筒状の前記導電性基材の軸方向両端の非画像領域の外径を画像領域の外径よりも小さくして該導電性基材の非画像領域に前記段落とし部を形成し、導電性基材の上に形成される前記下引層の外径を軸方向に沿って一定としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１又は２記載の電子写真感光体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電子写真感光体において感光層の絶縁破壊が発生し易い軸方向両端の非画像領域（接触帯電部材のエッジに対向する部位）の下引層の厚さを軸方向中央の画像領域での厚さよりも厚くしたため、感光層の偏摩耗に起因する絶縁破壊の発生を防ぐことができ、電子写真感光体の耐久寿命を延ばすことができるとともに、絶縁破壊による電流リークに起因する画像不良の発生を防ぎ、高質画像を安定的に得ることができる。そして、本発明においては、導電性基材と感光層との間に設けられる中間層としては下引層の１層のみであって、該下引層の厚さを部分的に変えるだけの簡単な構成で感光層の絶縁破壊を防ぐことができるため、コストアップを伴うことなく所期の目的を達成することができる。
【００１５】
又、下引層の厚さを厚くする部分は電子写真感光体の軸方向両端の非画像領域であるため、軸方向中央部の画像領域での帯電特性が下引層によって悪影響を受けることがなく、画像領域では高い帯電特性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置（カラーレーザープリンタ）の側断面図である。
【図２】本発明に係る電子写真感光体（感光ドラム）の層構成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明に係る電子写真感光体に対する絶縁破壊に関する実験装置の構成図である。
【図４】本発明に係る電子写真感光体に対する絶縁破壊の実験結果を従来の電子写真感光体との比較において示す感光層膜厚とリーク電圧との関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。
【００１９】
上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、本発明に係る電子写真感光体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。
【００２０】
ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電ローラ３ａ〜３ｄは、各感光ドラム２ａ〜２ｄに接触して従動回転することによって各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面をそれぞれ所定の電位に均一に帯電させるものである。
【００２１】
更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
【００２２】
又、前記転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。
【００２３】
ところで、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの上方には、前記各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。
【００２４】
又、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。
【００２５】
又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラ対２０が適当な間隔で設けられている。
【００２６】
ところで、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３，２４が設けられている。
【００２７】
次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。
【００２８】
画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電ローラ３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナユニット１３は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。
【００２９】
そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。
【００３０】
上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。
【００３１】
以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。
【００３２】
そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。
【００３３】
而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３，２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。
【００３４】
［電子写真感光体］
次に、本発明に係る電子写真感光体としての前記感光ドラム２ａ〜２ｄの構成を図２に基づいて説明する。尚、４つの感光ドラム２ａ〜２ｄの構成は全て同じであるため、以下、マゼンタの感光ドラム２ａについてのみ図示及び説明する。
【００３５】
図２は感光ドラム２ａの層構成を示す模式的断面図であり、感光ドラム２ａは、円筒状の導電性基材２５の上に中間層としての下引層２６、該下引層２６の上に感光層２７を順次形成して構成されている。
【００３６】
上記導電性基材２５は、例えばアルミニウム合金等の金属によって構成されており、その軸方向両端の非画像領域の外径φＤ２は軸方向中央の画像領域の外径φＤ１よりも小さく設定されており（φＤ２＜φＤ１）、該導電性基材２５の軸方向両端の非画像領域の外周には小径（外径φＤ２）の段落とし部２５ａがそれぞれ形成されている。
【００３７】
前記下引層２６は、感光層２７の下地層としての機能を果たすものであって、金属酸化物微粒子等の導電性粒子と結着樹脂を含んで構成されている。この下引き層２６は、導電性機材２５の上に塗布法等によって形成されるが、その厚さは導電性基材２５の軸方向両端の非画像領域に形成された段落とし部２５ａの深さｄ（＝（φＤ１−φＤ２）／２）よりも厚く設定されている。具体的には、下引層２６の画像領域の厚さｔ１は２〜４５μｍとされており、下引層２６の外径φＤは軸方向に沿って一定とされている。
【００３８】
前記感光層２７は、図示しないが、下引層２６の上に形成される電荷発生層と、この電荷発生層の上に形成される電荷輸送層を有しており、その厚さｔは３０〜４５μｍに設定されている。
【００３９】
而して、上記のように構成された感光ドラム２ａによれば、感光層２７の絶縁破壊が発生し易い軸方向両端の非画像領域（帯電ローラ３ａのエッジに対向する部位）の下引層２６の厚さｔ２を軸方向中央の画像領域での厚さｔ１よりも厚くしたため（ｔ２＞ｔ１）、感光層２７の偏摩耗に起因する絶縁破壊の発生が防がれ、感光ドラム２ａの耐久寿命が延びるとともに、絶縁破壊による電流リークに起因する画像不良の発生を防ぐことができ、図１に示すカラーレーザープリンタにおいて高質なフルカラー画像を安定的に得ることができる。
【００４０】
そして、本発明に係る感光ドラム２ａおいては、導電性基材２５と感光層２７との間に設けられる中間層としては下引層２６の１層のみであって、該下引層２６の厚さを部分的に変えるだけの簡単な構成で感光層２７の絶縁破壊を防ぐことができるため、コストアップを伴うことなく所期の目的を達成することができる。
【００４１】
又、下引層２６の厚さを厚くする部分は感光ドラム２ａの軸方向両端の非画像領域であるため、軸方向中央部の画像領域での帯電特性が下引層２６によって悪影響を受けることがなく、画像領域では高い帯電特性が確保される。
【実施例】
【００４２】
本発明の効果を確認するため、感光ドラム２の表面を帯電ローラによって帯電させ、図３に示すような装置（回路）を用いて感光ドラム２の感光層２７の膜厚を変えながら電源３０によって感光ドラム２に電圧を印加し、感光層２７に絶縁破壊が発生するリーク電圧を測定した。
【００４３】
この実験に供された感光ドラム２の導電性基材２５の段落とし部の深さは５μｍ、下引層２６の画像領域の厚さは１０μｍ、下引層２６の非画像領域の厚さは１５μｍに設定されている。
【００４４】
実験は温度３２℃、湿度８０％の環境下において、感光層２７の所期膜厚を２０μｍとし、実際の耐久で感光層２７の膜厚が薄くなる過程で各膜厚において絶縁破壊が発生するリーク電圧を測定した。その測定結果を図４に示す。
【００４５】
図４において、本発明に係る感光ドラム２に対する測定結果はカーブＡで示され、従来の感光ドラムに対する測定結果はカーブＢで示されるが、何れの場合も摩耗によって感光層２７の膜厚が小さくなるに従いリーク電圧が下がり、絶縁破壊が起き易いことが分かる。又、同じ膜厚で比較すると、本発明に係る感光ドラム２の方がリーク電圧が高くなり、絶縁破壊が発生しにくいことが分かる。
【００４６】
尚、以上は本発明をカラーレーザープリンタとこれに備えられた感光ドラムに対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラー複写機等の他の任意のカラー画像形成装置、或いはモノクロの画像形成装置及びこれに備えられた感光ドラムに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【００４７】
又、本発明は、感光ドラムの他、感光ベルト等の他の電子写真感光体に対しても同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１Ｍ            マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ            シアン画像形成ユニット
１Ｙ            イエロー画像形成ユニット
１Ｋ            ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ      感光ドラム（電子写真感光体）
３ａ〜３ｄ      帯電ローラ
４ａ〜４ｄ      現像装置
５ａ〜５ｄ      転写ローラ
６ａ〜６ｄ      ドラムクリーニング装置
７              中間転写ベルト
８              駆動ローラ
９              テンションローラ
１０            二次転写ローラ
１１            ベルトクリーニング装置
１２ａ〜１２ｄ  トナーコンテナ
１３            レーザースキャナユニット（ＬＳＵ）
１４            給紙カセット
１５            ピックアップローラ
１６            フィードローラ
１７            リタードローラ
１８            搬送ローラ対
１９            レジストローラ対
２０            搬送ローラ対
２１            排紙トレイ
２２            定着装置
２３，２４      排紙ローラ対
２５            導電性基材
２５ａ          導電性基材の段落とし部
２６            下引層
２７            感光層
３０            電源
１００          画像形成装置本体
ｄ              導電性基材の段落とし部の深さ
φＤ            下引層の外径
φＤ１          導電性基材の画像領域の外径
φＤ２          導電性基材の非画像領域の外径
ｔ              感光層の厚さ
ｔ１            下引層の画像領域の厚さ
ｔ２            下引層の非画像領域の厚さ
Ｓ，Ｓ’        搬送パス
【図１】
2011191462.tif 000003
【図２】
2011191462.tif 000004
【図３】
2011191462.tif 000005
【図４】
2011191462.tif 000006