(57)【要約】    【目的】長期に繰り返し使用しても感光体の電気的接地が安定して得られ、それゆえ高品質の画像が得られ、特に少量生産に適し、製造上の問題が生じないような電子写真感光体と、これを用いた画像形成装置を提供すること。    【構成】アルミニウム円筒状基体上に少なくともアルマイト層と光導電層とを有する感光体ドラムと、その端部に固定されるフランジとを備える電子写真感光体において、前記基体内面の一部に非アルミニウム導電層を有する電子写真感光体とする。非アルミニウム導電層としては、導電性を有する加熱硬化型シリコーン組成物、特には１成分加熱硬化型導電・接着性液状シリコーンゴムを硬化させたものが好ましい。【選択図】        図１
2005292558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム円筒状基体上に少なくともアルマイト層と光導電層とを有する感光体ドラムと、その端部に固定されるフランジとを備える電子写真感光体において、前記基体内面の一部に非アルミニウム導電層を有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記非アルミニウム導電層が、導電性を有する加熱硬化型シリコーン組成物を硬化させたものである請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記非アルミニウム導電層が、１成分加熱硬化型導電・接着性液状シリコーンゴムを硬化させたものである請求項１又は２のいずれか一項に記載の電子写真感光体。
【請求項４】
アルミニウム円筒状基体上に少なくともアルマイト層と光導電層とを有する感光体ドラムと、その端部に固定されるフランジとを備える電子写真感光体を支持軸を介して回転可能に備える画像形成装置において、前記感光体は基体内面の一部に非アルミニウム導電層を有し、該基体は、フランジに固定され該導電層と支持軸とに接触するアース板により接地され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】
本発明は複写機、プリンタに用いられる電子写真感光体とそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を用いた複写機やプリンタなどの画像形成装置の発展は目覚しいものがある。画像情報の高精度な再現性の要求から、より高精細でより高解像度の画像形成が強く求められている。電子写真方式の中心を担う電子写真感光体は特性の変化が画像の変化に直結するため、低温・低湿下や高温・高湿環境下における信頼性がより一層求められている。
電子写真に使用される感光体ドラムは、導電性の円筒状基体表面（外周面）に光導電層を設けて形成される。光導電層の材料としては有機材料を使用したものが主流であり、層構成は電荷発生層と電荷輸送層を積層する積層分離型が一般的である。光導電層は基体表面上に直接形成される場合もあるが、下引き層を介して形成されることが多い。下引き層にはポリアミドを代表とする樹脂系材料が用いられる場合とアルミニウム基体表面にアルマイト層を設ける場合があるが、低温・低湿環境下や高温・高湿環境下における信頼性の点で、アルマイト層を設ける方が一般的に有利である。
【０００３】
また、電子写真感光体は、感光体ドラムの両端部にフランジやギアフランジを接着又は圧入して固定したものである。感光体は、画像形成装置側の支持軸に回転可能に支持され、装置内で回転しながら帯電、露光（潜像形成）、現像、転写、定着、クリーニングと除電等を１サイクルとする電子写真プロセスに供され、繰り返し使用される。このため、アルミニウム基体を常に基準電位（接地、アース）に保つ必要がある。この接地方法は、感光体ドラム両端に装着するフランジ等に固定するアース板により、基体内面と支持軸を電気的に接触させて行うのが一般的である。ここで、アルマイト層を有するアルミニウム基体を使用する場合には、アルマイト層の電気抵抗が高いため、アルマイト層の一部分を除去する必要がある。
アルマイト層を除去する方法またはアルマイト層を部分的に形成しない方法としては、フランジを圧入することによりアルマイト層をはがす方法、レーザーにより破壊除去する方法やマスキング用治具を用いる方法が知られている。例えば、特許文献１にはフランジを基体端部に圧入し、しまりばめで固定することにより基体とフランジとの嵌め合い部のアルマイト層をはがして電気的導通をとる方法が開示されている。また、特許文献２には、陽極酸化皮膜をレーザーにより破壊し微粉末として除去する方法が開示され、さらに、特許文献３、４には、陽極酸化皮膜を形成する際、基体端部にマスキング用治具を挿入又は圧接して電解処理を行いアルマイト未処理部を形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２６５３５９号公報
【特許文献２】特開平６−１２４０５３号公報
【特許文献３】特開２０００−２０６７１９号公報
【特許文献４】特開平９−２９２７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、アルミニウム基体上に下引き層としてアルマイト層を設ける場合、アルマイト層が円筒状基体内（周）面にも形成され絶縁膜として機能するために、アース板との十分な導通が妨げられていた。この対策として、導通を確保するために上記の特許文献１乃至４に記載の方法が試みられているが、特許文献１，３，４に記載の方法では、様々な内径を有する基体に対応してフランジやマスキング治具を作製しなければならず、特許文献２に記載の方法では、アルマイト皮膜の破片が感光体表面に付着したり安全上の問題を有している。
ところで、プリンタなどの画像形成装置の市場では、小型化の要請から直径４０ｍｍ以下の感光体の需要は多く、多量に生産されている。これに対して、例えば直径６０ｍｍ以上の感光体は、現在では需要も小さく生産量も少ない。このような少量生産の機種で、その製造工程に専用のマスキング治具やフランジ等を使用するとコストに跳ね返ることから対策が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明は、長期に繰り返し使用しても感光体の電気的接地が安定して得られ、それゆえ高品質の画像が得られ、特に少量生産に適し、上記製造上の問題が生じないような電子写真感光体と、これを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上述の目的は、アルミニウム円筒状基体上に少なくともアルマイト層と光導電層とを有する感光体ドラムと、その端部に固定されるフランジとを備える電子写真感光体において、前記基体内面の一部に非アルミニウム導電層を有する電子写真感光体により達成される。
すなわち、アルミニウム基体の内面の一部に非アルミニウム導電層を形成し、アルマイト処理の際、アルマイト層の形成を阻止して、導電層を確保し、感光体と複写機やプリンタとの導通を確保するものである。
また、本発明では、前記非アルミニウム導電層を導電性を有する加熱硬化型シリコーン組成物を硬化させたものとすることが好ましく、さらには、１成分加熱硬化型導電・接着性液状シリコーンゴムを硬化させたものとすることが望ましい。
【０００７】
さらに、上述の目的は、前記感光体を支持軸を介して回転可能に備える画像形成装置において、前記感光体は基体内面の一部に非アルミニウム導電層を有し、該基体は、フランジに固定され該導電層と支持軸とに接触するアース板により接地される画像形成装置により達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、基体内周面に非アルミニウム導電層を形成し、この層を介して基体と画像形成装置の電気的接続を確保するようにしたから、長期に繰り返し使用しても感光体の電気的接地が安定して得られ、それゆえ高品質の画像が得られ、特に少量生産に適する電子写真感光体と、それを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。
図１は、本発明にかかる電子写真感光体を画像形成装置側の支持軸で支持した状態を、感光体の回転軸を含む平面で切断した断面図である。本発明では、電子写真感光体１は感光体ドラム２の両端にフランジ３、４を接着又は圧入により取り付け、固定したものをいう。感光体ドラム２はアルミニウムからなる円筒状基体上にアルマイト層と光導電性材料を含有する光導電層とをこの順に備えたものである。
光導電層は、後述する無機系光導電性材料を基体上に蒸着するか、または、有機系光導電性材料を含有する塗布液を塗布、乾燥して形成される。フランジ３、４は、電子写真感光体１を回転可能に支持するための支持軸５を挿入できるように取り付けられるものであり、感光体ドラム２の両端部に接着または圧入して取り付けられる。このようなフランジは、画像形成装置側の支持軸５が挿入される中心孔８と、支持軸（回転軸）の周りに感光体ドラム２を回転させるための回転駆動力を伝達するギア（歯車）部７と、電子写真プロセス中に感光体ドラム２で発生した不要電荷を逃がす（接地、アースする）ために感光体ドラム内面と支持軸５とを電気的に接続するアース板６とを備える。前記ギア部７とアース板６は、少なくともいずれか一方のフランジにあればよい。図１ではアース板６とギア部７が同じフランジに設けられているが、それぞれを別々の異なるフランジに設けてもよい。
【００１０】
アース板は、りん青銅やステンレス等からなり、感光体ドラム内面と支持軸に接触する部分を有する。そして、ネジや接着剤を用いるなど公知の方法によりフランジに固定される。また、前記フランジ３、４に使われる樹脂としては、特に制限されるものではないが、強度、成形性やコスト的観点からポリカーボネート樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂などが好ましい。
アース板６をフランジ３に固定する方法としては公知の方法を用いることができる。例えば、フランジの端面に突起部を設け、これをアース板側の穴に挿入して固定する方法、ネジを利用する方法や接着剤により固定する方法が挙げられる。
前記導電性基体は、感光体ドラム２の電極としての役目をすると同時に光導電層の支持体となっている。その材質は、アルミニウムであれば化学組成は特に限定されず、陽極酸化処理によりアルマイト層を形成できるものであれば採用できる。例えばＪＩＳ１０００系、３０００系、５０００系、６０００系等各種合金を用いることができる。アルマイト層は、導電性基体から光導電層への電荷の注入を制御し、導電性基体と光導電層との密着性を向上する等の目的で設けられる。また、基体の大きさに特に制限はないが、本発明の感光体はその直径が６０ｍｍ以上のとき顕著な効果を奏する。
【００１１】
アルマイト層を形成する方法としては陽極酸化による方法が好適である。本発明では、陽極酸化前に基体端部内面に非アルミニウム導電層を形成する。非アルミニウム導電層は、通常基体の端部近傍、例えば基体端部から１０ｍｍ程度の範囲に帯状に形成すればよい。アース板付きのフランジを装着した際、アース板が感光体ドラム内面に接する部分に非アルミニウム導電層が位置するように形成すればよいのである。図２は非アルミニウム導電層を形成した部分の模式的断面図であり、図１における感光体ドラムのＡで指し示す端部の近傍断面を表している。非アルミニウム導電層１１はアルミニウム円筒状基体１２の内面側に形成され、基体の外周側にはアルマイト層１３と、電荷発生層１４及び電荷輸送層１５からなる光導電層１６が形成される。なお、感光体ドラムのアース板と接触しない部分については、図３に示すようにアルミニウム基体１２’の内外周面にアルマイト層１３’を形成してよい。
【００１２】
そして、非アルミニウム導電層としては、加熱硬化型シリコーン組成物を硬化させたものが好ましく、特には１成分加熱硬化型導電、接着性液状シリコーンゴムを硬化させたものが好適である。
次に、光導電層には、電荷発生層と電荷輸送層を積層したものや電荷発生機能と電荷輸送機能を併せ持つ単層構造のものなどがある。これらの層を形成するための材料としては、セレン系合金、アモルファスシリコンなどの無機系光導電性材料や後述する有機系光導電性材料が知られており、選択の上、適宜採用することができる。
有機材料からなる電荷発生層は、電荷発生剤と樹脂バインダにより構成される。電荷発生剤としてはアゾ顔料やフタロシアニン顔料が使用される。樹脂バインダは、層形成機能を有する材料から選択でき、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミドその他の樹脂を単独または混合して用いることができる。
【００１３】
電荷輸送層は、電荷輸送剤と樹脂バインダにより構成される。電荷輸送剤としてはヒドラゾン化合物、ブタジエン化合物、ジアミン化合物、インドール化合物、インドリン化合物、スチルベン化合物、ジスチルベン化合物などが単独または混合して用いられる。樹脂バインダとしてはビスフェノールＡ型、ビスフェノールＺ型、ビスフェノールＡ型−ビフェニル共重合体等のポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレン樹脂等が単独または混合して用いられる。
単層型の光導電層は、電荷発生剤と電荷輸送剤（電子輸送剤と正孔輸送剤）及び樹脂バインダより構成される。これらの電荷発生剤、電荷輸送剤、樹脂バインダ等の材料としては、前述の材料等が単独または混合して用いられる。
更に光導電層には、感度の向上、残留電位の減少、耐環境性や有害な気体や光に対する安定性向上等を目的として、必要に応じて酸化防止剤、光安定剤等を添加することができる。このような目的で用いられる化合物としては、トコフェロールなどのクロマール誘導体やエーテル化化合物、エステル化化合物、ポリアリールアルカン化化合物、ハイドロキノン誘導体、ジエーテル化化合物、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チオエーテル化合物、フェニレンジアミン誘導体、ホスホン酸エステル、亜リン酸エステル、フェノール化合物、ヒンダードフェノール化合物、直鎖アミン化合物、ヒンダードアミン化合物等が挙げられる。
【００１４】
加えて、光導電層中には、形成した塗膜のレベリング性の向上や、更なる潤滑性の付与を目的としてシリコーンオイルやフッ素系添加剤等のレベリング剤を含有せしめることができる。また、光導電層表面に、機械的強度を向上させる目的で必要に応じて表面保護層を設けても良い。表面保護層は機械的ストレスに対する耐久性に優れた材料で構成され、電荷発生剤が感応する光をできるだけ低損失で透過させる性能を有していることが望まれる。
次に、本発明の画像形成装置について図４を用いて説明する。図４は、本発明にかかる電子写真感光体を用いた画像形成装置の電子写真プロセスを説明する概略図である。この装置では主に、アルマイト層を有する円筒状導電性基体２１とその外周面上に被覆された光導電層２２からなる電子写真感光体１の周面上に、ローラ帯電部材２３、像露光手段２４、現像器２５、給紙ローラと給紙ガイド２６、転写帯電器（直接帯電型）２７、クリーナ２８、除電手段２９が配置されている。
【００１５】
電子写真プロセスは、まず、電子写真感光体１上に接触配置されている帯電部材２３に電圧を印加して感光体表面を帯電し、像露光手段２４によって原稿に対応した静電潜像を感光体表面に形成する。このとき不要となった電荷は、主に非アルミニウム導電層とアース板を介して支持軸へ移動する。次に、現像器２５中のトナーを感光体１表面に付着させることにより感光体上の静電潜像を現像（可視化）する。さらに感光体１上に形成されたトナー像を給紙ローラと給紙ガイド２６を通して供給された紙などの転写材上に転写帯電器２７によって転写し、クリーナ２８によって、転写材に転写されずに感光体上に残った残トナーを回収する。なお、感光体に残留電荷が残るような場合には、除電手段２９によって感光体に適切な電圧を印加して除電するか、または光を用い除電をしたほうがよい。一方、トナー像が形成された転写材は搬送部３０によって図示しない定着器に送られ、トナー像が定着される。
【００１６】
なお、以上の説明では、帯電部材が感光体上に接触配置されている接触帯電法を用いた画像形成装置を説明したが、帯電部材をコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器としてもよい。また、像露光手段２４の光源はハロゲン光、蛍光灯、レーザー光などを用いることができる。また必要に応じて他の補助プロセスを加えてもよい。
そして、この画像形成装置は、複写機やレーザービームプリンタの他、電子写真製版システムなど電子写真応用分野に広く適用することができる。
（実施例）
φ３０ｍｍ×３４５ｍｍＬのアルミニウム円筒状基体を脱脂材（トップアルクリーン＃１０１（登録商標）／６０℃・３分：奥野製薬工業（株））で脱脂した後、水により洗浄した。基体端部（図１の端部Ａ）からの距離が０〜１０ｍｍの領域の内面に、１成分加熱硬化型導電・接着性液状シリコーンゴム（ＸＥ１６−Ｂ７７０２  ＧＥ東芝シリコーン（株）製）を帯状に塗布し、１５０℃／１時間で乾燥し、硬化させ非アルミニウム導電層を形成した。
【００１７】
続いて、電解液に硫酸（遊離硫酸濃度１８０ｇ／ｌ、アルミイオン量３ｇ／ｌ、温度２０℃）を使用し、電流密度０．７４Ａ／ｄｍ２で３０分間、基体に電解処理を施し、アルマイト膜を形成した。その厚みは８μｍであった。水による洗浄後、封孔処理（トップシールＥ１１０（登録商標）／８５℃・１４分：奥野製薬工業（株））を行い、アルミニウム基体上にアルマイト層を形成した。
次に、非アルミニウム導電層を含む端部を塗布開始側に装着し、電荷発生層用塗工液が非アルミニウム導電層に付着しないように、アルマイト層を形成したアルミニウム基体を電荷発生層用塗工液に浸漬した後、引上げ、乾燥を行ない、電荷発生層を形成した。
続いて、このアルミニウム基体を、電荷発生層形成時と同様の方法で、電荷輸送層用塗工液に浸漬した後、引上げ、乾燥を行ない、電荷発生層上に厚さ２５μｍの電荷輸送層を形成した。
【００１８】
このように作製した感光体ドラムの非アルミニウム導電層を形成した端部にアース板付きギアフランジを、もう一方の端部（図１のＢ）にギアフランジをそれぞれ圧入、嵌合させた。このように電子写真感光体を作製した。
（比較例）
比較例として、非アルミニウム導電層を形成しないこと以外は、実施例と同様の方法で電子写真感光体を作製した。
このように作製した電子写真感光体について非アルミニウム導電層の機能を比較確認するために、導通試験を行ったうえで、複写機に搭載し、画像試験を行なった。表１に導通試験結果を、表２に画像試験結果を示す。表１に示すように、非アルミニウム導電層を形成した感光体１０本の導通試験の結果、抵抗値は全数１Ω未満で、導通は十分に得られた。これに対し、非アルミニウム導電層を形成しなかった感光体では、１０本中１本でアース不良が見られた。また、表２に示すように、画像試験の結果、非アルミニウム導電層を形成した場合には初期、１０，０００枚後ともに、高品質な画像が得られたのに対し、形成しなかった場合には、１０本中１本にアース不良に伴う不具合画像が見られた。
【００１９】
【表１】
2005292558.tif 000003
【００２０】
【表２】
2005292558.tif 000004
【００２１】
以上の結果より、本発明にかかる電子写真感光体は繰り返し使用しても感光体の電気的接地が安定しており、高品質の画像を形成できることがわかる。しかし、比較例では、電気的接地および画質に問題が発生する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかる電子写真感光体を画像形成装置側の支持軸で支持した状態を感光体の回転軸を含む平面で切断した模式的断面図である。
【図２】感光体ドラム端部の近傍に非アルミニウム導電層を形成した部分の模式的断面図である。
【図３】感光体ドラムの、アルミニウム基体の内外周面にアルマイト層を形成した部分の模式的断面図である。
【図４】この発明にかかる電子写真プロセスの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    電子写真感光体
２    感光体ドラム
３，４    フランジ
５    支持軸
６    アース板
７    ギア（歯車）部
８    中心孔
１１    非アルミニウム導電層
１２，１２’    アルミニウム円筒状基体
１３，１３’    アルマイト層
１４，１４’    電荷発生層
１５，１５’    電荷輸送層
１６，１６’    光導電層
２１    円筒状導電性基体
２２    光導電層
２３    ローラ帯電部材
２４    像露光手段
２５    現像器
２６    給紙ローラと給紙ガイド
２７    転写帯電器
２８    クリーナ
２９    除電手段
３０    搬送部
【図１】
2005292558.tif 000005
【図２】
2005292558.tif 000006
【図３】
2005292558.tif 000007
【図４】
2005292558.tif 000008