JP2018163338A - 電子写真感光体および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面層の成膜段階においては、基体端部から膜が剥離・脱落する等の異常の発生を抑制することができ、製品化後の使用段階においても、安定した印画品質を維持・再現することのできる電子写真感光体およびそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】電子写真感光体は、基体外周面１ａと基体端面１ｄとの間に、２段階の面取り面を有する円筒状基体１と、基体外周面１ａ上に位置している表面層とを備え、円筒状基体１は、外側面取り面１ｂと、外側面取り面１ｂよりも端面１ｄの側に位置する内側面取り面１ｃとを含み、円筒状基体１の回転軸線を通る側断面視において、内側面取り面１ｃの長さＬ２が、外側面取り面１ｂの長さＬ１より長い（Ｌ１＜Ｌ２）。【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真感光体およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置に用いられる電子写真感光体は、たとえば、円筒状の基体などの外周面の表面（外表面）に、電荷注入阻止層，光導電層，表面保護層等からなる表面層を形成した構成をとる。この電子写真感光体に関し、本出願人は、特許文献１において、電子写真感光体の円筒状基体の端部の面取り部を２段以上の複数段（複数の面取り面）にして、表面層の成膜時に、面取り面にも表面層を付着させることにより、この成膜時に円筒状基体の外周面に形成した表面層に発生する微小突起などの成膜欠陥を抑制することができる電子写真感光体を、提案している。

特開２００８−１４９６４号公報

ところで、電子写真感光体を作製する過程において、表面層（電荷注入阻止層，光導電層，表面保護層）を形成する成膜中に、形成途中の膜の一部が基体の端部、特に面取り面から剥離すると、この剥離片が成膜チャンバー内で飛散して、最終製品において印画部となる基体の外周面に付着し、印画部表面の平坦性不良を引き起こして、印画後に異常スジが発生する等の画像異常の原因となってしまう場合があった。

そこで、表面層の成膜段階において、基体端部から膜が剥離・脱落する等の異常の発生を抑制することができ、製品化後の使用段階においても、安定した印画品質を維持・再現することのできる電子写真感光体およびそれを用いた画像形成装置が求められている。

本発明の実施形態に係る電子写真感光体は、外周面と端面との間に面取り面を有する円筒状基体と、前記外周面上に位置している表面層と、を備え、
前記円筒状基体は、外側面取り面と、前記外側面取り面よりも前記端面の側に位置する内側面取り面と、を含み、
前記円筒状基体の回転軸線を通る側断面視において、前記内側面取り面の長さが、前記外側面取り面の長さより長い。

一方、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、前記電子写真感光体を備える。

本発明の実施形態に係る電子写真感光体および画像形成装置は、表面層の成膜時における、円筒状基体の端部の面取り面からの膜の剥離や脱落等が抑制されているため、これらに起因する製品化後の異常の発生を抑制することができる。その結果、製品化後の使用段階においても、安定した印画品質を維持・再現することができる。

（ａ）は本発明の実施形態に係る電子写真感光体を示す半断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＱ部を拡大した模式的断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態の電子写真感光体に用いられる円筒状基体の半断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＲ部を拡大した模式的断面図、（ｃ）はさらにその一部を拡大した模式図である。 電子写真感光体の製造に用いられる堆積膜形成装置の概略構成図である。 堆積膜形成装置中における電子写真感光体の積み重ねの様子を示す半断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る電子写真感光体およびこれを備えた画像形成装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の内容は、本発明の実施形態を例示するものであって、本発明はこれらの実施形態の例に限定されるものではない。

図１に示す電子写真感光体１０は、図３に示す堆積膜形成装置（２０）を用いて、図２に示す円筒状基体１を、図４に示すように堆積膜形成装置の中で縦（鉛直）方向に積み重ねた状態で、これら２本の円筒状基体１の表面（主に基体外周面１ａ）に、耐圧層１１，電荷注入阻止層１２，光導電層１３，表面保護層１４からなる表面層２を順次積層（成膜）したものである。なお、電荷注入阻止層１２と光導電層１３とを合わせて「感光層」と呼ぶ場合もある。また、図１，図４に記載の表面層２は、各層（膜）の厚みを強調して描いているため、膜厚比や凹凸比は実際のものとは異なる（図３，図５も同様）。

図２に示す成膜前の円筒状基体１は、表面層２の支持体となるものであり、少なくとも円筒状基体１の表面は導電性を有する。円筒状基体１は、たとえばアルミニウム（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），マグネシウム（Ｍｇ）およびマンガン（Ｍｎ）などの金属材料、あるいはこれら例示した金属材料を含む合金によって、全体が導電性を有するものとして形成されている。

また、円筒状基体１は、樹脂，ガラスあるいはセラミックスなどの表面に、例示した金属材料ならびにＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）あるいはＳｎＯ_２（２酸化すず）などの透明導電性材料による導電性膜を被着したものであってもよい。

これらの例示した材料のうち、円筒状基体１を形成するための材料としては、アルミニウム（Ａｌ）系材料を用いればよく、円筒状基体１の全体をアルミニウム（Ａｌ）系材料で形成すればよい。そうすれば、電子写真感光体１０を軽量かつ低コストで製造可能であり、その上、電荷注入阻止層１２および光導電層１３をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成する場合には、それらの層と円筒状基体１との間の密着性が高くなって信頼性を向上させることができる。

円筒状基体１の表面（基体外周面１ａ）は、粗面化されていてもよい。基体外周面１ａの表面粗さは、粗面化後で、たとえば算術平均高さＳａが５０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下となるようにすればよい。また、粗面化を行なう方法としては、たとえば、ウェットブラスト、スパッタエッチング、ガスエッチング、研磨、旋削加工、ウェットエッチング、ガルバニック電喰などを用いればよい。上記表面粗さ（Ｓａ値）を満たす抽伸管であれば、表面形状を調整するための表面処理をせずにそのまま用いることもできる。なお、本実施形態においては、表面の算術平均高さＳａが２５ｎｍ以上の部位（面領域）を「粗面」と呼ぶ。

また、基体外周面１ａは、上述の粗面化の前に、鏡面加工を行なってもよい。その場合には鏡面加工の後で粗面化の前に油分除去を行なうようにすればよい。さらに、円筒状基体１の表面粗さは、鏡面加工後で、たとえば、算術平均高さＳａが２５ｎｍ未満となるようにすればよい。なお、本実施形態においては、表面の算術平均高さＳａが２５ｎｍ未満の部位（面領域）を「鏡面」という。

なお、本明細書において用いる算術平均高さＳａとは、ＩＳＯ２５１７８によって定義される３次元の表面性状を表すパラメータの一つであって、測定対象領域中の表面の平均面からの高さの絶対値の算術平均（単位：ｎｍ）を示す。また、当該測定は、オリンパス株式会社製３次元測定レーザ顕微鏡ＯＬＳ４１００により、ＩＳＯ２５１７８に準拠した３次元粗さパラメータにて表面形状を計測した。なお、電子写真感光体１０（表面層）の測定は、そのまま製品表面を計測し、表面層２下の円筒状基体１の外表面（基体外周面１ａ）の測定は、電子写真感光体の製品からＣｌＦ_３やＣＦ_４等を用いたドライエッチングで表面層を除去した後、計測を行った。

また、電子写真感光体１０の表面性状は、必ずしも表面保護層１４の全面において、所定の範囲を満たす必要はない。たとえば、円筒状基体１の軸方向両端部等においては、表面性状が範囲外の値となってもよい。

表面層２を構成する各層を簡単に説明すると、図１（ｂ）に示すように、最も円筒状基体１側でかつ円筒状基体１に密着する耐圧層１１は、表面被覆層における耐電圧特性を向上させるためのものであり、アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）を含有する層である。耐圧層１１（アモルファス窒化シリコン含有層）における窒素原子数とシリコン原子数との合計に対する窒素原子数の比率（Ｎ／（Ｓｉ＋Ｎ））は、０．３２以下とされる。このような範囲にシリコン原子と窒素原子の比率を設定することにより、表面層における耐電圧特性を適切に確保することができるとともに、残留電位の発生を適切に抑制することができる。たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に、ドーパントとして少なくとも窒素（Ｎ）を含有するものを用いることができ、その厚さは０．５〜１５μｍとされている。なお、耐圧層は、耐電圧層または耐圧保持層とも呼ばれる。

電荷注入阻止層１２は、円筒状基体１からのキャリア（電子）の注入を阻止する役割を有するものであり、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成されている。この電荷注入阻止層１２は、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）と場合により窒素（Ｎ）か酸素（Ｏ）またはその両方を含有させたもの、あるいはリン（Ｐ）と場合により窒素（Ｎ）か酸素（Ｏ）またはその両方を含有させたものを用いることができ、その厚さは２〜１０μｍとされている。

光導電層１３は、レーザ光などの光照射によってキャリアを発生させる役割を有するものであり、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料ならびにＳｅ−ＴｅあるいはＡｓ_２Ｓｅ_３などのアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）系材料で形成されている。本例の光導電層１３は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ならびにアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に炭素（Ｃ），窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）などを加えたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料で形成されており、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）あるいはリン（Ｐ）が含有されている。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いて光導電層１３を形成する場合、その厚さは５〜１００μｍ程度、より具体的には１０〜８０μｍに設定すればよい。

表面保護層１４は、光導電層１３の表面を保護する役割を有するものであり、たとえばアモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）あるいはアモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）などのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料または、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）を用いるか、あるいはそれらの多層構造とすればよい。本例では、成膜後に最外表面となる表面保護層１４は、画像形成装置内での摺擦に対する耐摩耗性の観点から、耐性の高いアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）が採用されている。表面保護層１４の厚さは、電子写真感光体１０の必要耐久枚数に合わせて調整すればよく、必要以上に厚くする必要はない。たとえば、その厚さは０．１〜２μｍ、より具体的には０．５〜１．５μｍに設定すればよい。

つぎに、図２を用いて、電子写真感光体１０の円筒軸線方向の角部、すなわち、成膜前の円筒状基体１の基体外周面１ａと基体端面１ｄとの間に、エッジ角度を緩和する２段階の面取り面（図中の１ｂ，１ｃ）が形成された円筒状基体１について説明する。なお、先にも述べたように、図２に記載の円筒状基体１は、後記するプラズマＣＶＤ（化学気相成長：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置２０等を用いて、基体表面上に表面層２が形成される前の状態を示している。なお、本実施形態では、２段階の面取り面を有する電子写真感光体１０を例にとって説明するが、３段階以上の面取り面を有するようにしてもよい。

図２（ｂ）に拡大して示す円筒状基体１の軸方向端部には、基体外周面１ａと基体端面１ｄとの間に、異なる傾斜角を有する、斜面（Ｃ面）状の外側面取り面１ｂと、同様の斜面状の内側面取り面１ｃとが、切削等を用いた面取り加工により形成されている。

外側面取り面１ｂは、基体外周面１ａに連続して形成されており、図２（ｂ）のように円筒状基体１の回転軸線を通る側断面視で見た場合、その長さＬ１（ｍｍ）は、たとえば０．０３〜０．２０ｍｍとなっている。なお、本実施形態では、基体外周面１ａと外側面取り面１ｂとが連続している構成であるが、両者が完全に連続していない構成を採用してもよい。

また、内側面取り面１ｃは、一端（図示上側）が外側面取り面１ｂに連続しており、他端（図示下側）が基体端面１ｄに連続するよう形成されている。さらに、内側面取り面１ｃは、図２（ｂ）のように円筒状基体１の回転軸線を通る側断面視で見た場合、その長さＬ２（ｍｍ）が、たとえば０．２〜０．５ｍｍ程度となっている。なお、本実施形態では、外側面取り面１ｂと内側面取り面１ｃとが連続している構成であるが、両者が完全に連続していない構成を採用してもよい。同様に、内側面取り面１ｃと基体端面１ｄとが両者が完全に連続していない構成を採用してもよい。

ここで、内側面取り面１ｃの傾斜方向の長さＬ２と、外側面取り面１ｂの傾斜方向の長さＬ１とを比較すると、本実施形態の円筒状基体１では、内側面取り面１ｃの長さＬ２が、外側面取り面１ｂの長さＬ１より長く形成されている（Ｌ１＜Ｌ２）。

また、同じ円筒状基体１の回転軸線を通る側断面視で見た場合、基体端面１ｄの円筒径方向の長さＬ３は、内側面取り面１ｃの傾斜方向の長さＬ２より長く形成されている（Ｌ２＜Ｌ３）。

すなわち、本実施形態の円筒状基体１は、これら側断面視で見た場合、基体端面１ｄの長さＬ３，内側面取り面１ｃの長さＬ２，外側面取り面１ｂの長さＬ１の３者の間に、下記式（１）の関係が成り立つように形成されている。
Ｌ１ ＜ Ｌ２ ＜ Ｌ３ ・・・・・（１）

以上の構成により、本実施形態の電子写真感光体１０は、図３に示すようなプラズマＣＶＤ装置２０中で、図４に示すように縦方向に積み重ねた状態で表面層２を形成（成膜）する場合でも、基体端部の２段面取り面１ｂ，１ｃからの膜の剥離や脱落等が少なく、これに起因する製品化後の画像異常の発生を、抑制することができる。また、剥離や脱落等が発生したとしても、その脱落片等が大きなものとはならず、小片であるため、製品化後の画像異常の発生を、抑制することができる。

一方、円筒状基体１の端部を、各面どうしの交差角度の観点から見ると、同じく円筒の回転軸線を通る側断面視〔図２（ｂ）〕で見た場合の、基体外周面１ａと最も外径側に位置する外側面取り面１ｂとのなす内角をθ１、外側面取り面１ｂとそれに連続する内側面取り面１ｃとのなす内角をθ２、内側面取り面１ｃと最も内径側に位置する基体端面１ｄとのなす内角をθ３、とした場合、円筒状基体１は、内角θ１が内角θ２より小さくなるよう形成されている（θ１＜θ２）。

また、円筒状基体１において、基体外周面１ａと外側面取り面１ｂとのなす内角θ１の角度は、９０°を超え１３５°以下になっている。なお、図２（ｃ）に示すように、内角θ１を基体外周面１ａを基準として見た場合、すなわち、外側面取り面１ｂの基体外周面１ａに対する交差角（交差角度）θ４は、４５°以上９０°未満になっている。

これらの構成によっても、先に述べた式（１）の構成と同様、成膜中における、基体端部の２段面取り面１ｂ，１ｃからの膜の剥離や脱落等を抑制することができる。また、脱落片等が小片となるため、製品化後の画像異常の発生を抑制することができる。

なお、円筒状基体１の端部は、２段階の面取り加工（あるいは鏡面加工）に続いて、先に述べたウェットブラスト等のよる粗面化加工が施される。そのため、外側面取り面１ｂの表面粗さ（算術平均高さＳａ）は、基体外周面１ａの算術平均高さＳａより大きく、かつ、内側面取り面１ｃの算術平均高さＳａは、基体外周面１ａの算術平均高さＳａより大きくなっている。

これにより、円筒状基体１の各面取り面（特に、外側面取り面１ｂ）は、面荒れによるアンカー効果により、表面層２に対する密着性が、より向上している。したがって、表面層２の成膜段階における、基体端部からの膜の剥離や脱落が、より抑制されている。

つぎに、前記のような端部構成を有する円筒状基体１を用いた、表面層２の成膜方法について説明する。

表面層２は、先にも述べたように、耐圧層１１，電荷注入阻止層１２，光導電層１３，表面保護層１４を順次積層して形成されており、その積層には、たとえば図３に示したプラズマＣＶＤ装置２０が用いられる。

図３に示すプラズマＣＶＤ装置２０は、支持体３を真空反応室４に収容したものであり、回転部５、原料ガス供給部６および排気部７等をさらに備えている。

支持体３は、円筒状基体１（図中では成膜後の電子写真感光体１０，１０’で表示）を積み重ねた状態で支持する役割を有するものである。この支持体３は、フランジ部３０を有する中空状に形成されているとともに、円筒状基体１と同様な導電性材料で全体が導体として形成されている。

導電性支柱３１は、円筒状基体１と同様な導電性材料で全体が導体として形成されており、真空反応室４（後述する円筒状電極４０）の中心において、後述するプレート４２に対して絶縁材３２を介して固定されている。導電性支柱３１には、導板３３を介して直流電源３４が接続されている。制御部３５は、直流電源３４を制御することにより、導電性支柱３１を介して、支持体３にパルス状の直流電圧を供給するように構成されている。

導電性支柱３１の内部には、セラミックパイプ３６を介してヒータ３７が収容されている。

ここで、支持体３の温度は、ヒータ３７をオン・オフさせることによって、たとえば２００℃以上４００℃以下から選択される一定の範囲に維持される。

真空反応室４は、円筒状基体１に対して堆積膜を形成するための空間であり、円筒状電極４０および絶縁部材４３，４４を介して接合された一対のプレート４１，４２によって規定されている。

円筒状電極４０は、支持体３に支持させた円筒状基体１（図では電子写真感光体１０，１０’）と円筒状電極４０との間の距離が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下となるような大きさに形成されている。

円筒状電極４０は、ガス導入口４５ａ，４５ｂおよび複数のガス吹き出し孔４６が設けられているとともに、その一端において接地されていてもよく、接地されていない場合は、直流電源３４とは別の基準電源に接続してもよい。

ガス導入口４５ａは、真空反応室４に供給すべき光導電層１３のドーパント専用の原料ガスを導入する役割を有するものであり、ガス導入口４５ｂは、真空反応室４に供給すべき原料ガスを導入する役割を有するものである。いずれのガス導入口４５ａ，４５ｂも原料ガス供給部６に接続されている。

複数のガス吹き出し孔４６は、円筒状電極４０の内部に導入された原料ガスを円筒状基体１に向けて吹き出す役割を有するものであり、図の上下方向に等間隔になるように配置されているとともに、円筒状電極４０の周方向にも等間隔で配置されている。

プレート４１を開閉することによって真空反応室４に対する支持体３の出し入れが可能とされている。プレート４１は、下面側に防着板４７が取着され、プレート４１に対して堆積膜が形成されるのを防止している。

プレート４２は、真空反応室４のベースとなるものである。プレート４２と円筒状電極４０との間に介在する絶縁部材４４は、円筒状電極４０とプレート４２との間にアーク放電が発生するのを抑える役割を有するものである。

プレート４２および絶縁部材４４には、ガス排出口４２Ａ，４４Ａおよび圧力計４９が設けられている。ガス排出口４２Ａ，４４Ａは、真空反応室４の内部の気体を排出する役割を有するものであり、排気部７に接続されている、圧力計４９は、真空反応室４の圧力をモニタリングする役割を有するものであり、公知の種々のものを使用することができる。

回転部５は、支持体３を回転させる役割を有するものであり、回転モータ５０および回転力伝達機構５１を有している。

回転モータ５０は、円筒状基体１に回転力を付与するものである。回転モータ５０としては、公知の種々のものを使用することができる。

回転力伝達機構５１は、回転モータ５０からの回転力を円筒状基体１に伝達・入力する役割を有するものであり、回転導入端子５２、絶縁軸部材５３および絶縁平板５４を有している。

回転導入端子５２は、真空反応室４内の真空を保ちながら回転力を伝達する役割を有するものである。

絶縁軸部材５３および絶縁平板５４は、支持体３とプレート４１との間の絶縁状態を維持しつつ、回転モータ５０からの回転力を支持体３に入力する役割を有するものであり、たとえば絶縁部材４４などの同様な絶縁材料で形成されている。

絶縁平板５４は、プレート４１を取り外しするときに上方から落下するゴミや粉塵などの異物が円筒状基体１へ付着するのを防止する役割を有するものである。

原料ガス供給部６は、複数の原料ガスタンク６０，６１，６２，６３、光導電層１３のドーパント専用ガスタンク６４、複数の配管６０Ａ，６１Ａ，６２Ａ，６３Ａ，６４Ａ、バルブ６０Ｂ，６１Ｂ，６２Ｂ，６３Ｂ，６４Ｂ，６０Ｃ，６１Ｃ，６２Ｃ，６３Ｃ，６４Ｃおよび複数のマスフローコントローラ６０Ｄ，６１Ｄ，６２Ｄ，６３Ｄ，６４Ｄを備えたものであり、配管６５ａ，６５ｂおよびガス導入口４５ａ，４５ｂを介して円筒状電極４０に接続されている。

各原料ガスタンク６０〜６４は、たとえばＢ_２Ｈ_６（またはＰＨ_３）、Ｈ_２（またはＨｅ）、ＣＨ_４あるいはＳｉＨ_４が充填されたものである。バルブ６０Ｂ〜６４Ｂ，６０Ｃ〜６４Ｃおよびマスフローコントローラ６０Ｄ〜６４Ｄは、真空反応室４に導入する各原料ガス成分または光導電層１３のドーパント専用ガス成分の流量、組成およびガス圧を調整する役割を有する。

排気部７は、真空反応室４のガスをガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して外部に排出する役割を有するものであり、メカニカルブースタポンプ７１およびロータリーポンプ７２を備えている。これらのポンプ７１，７２は、圧力計４９でのモニタリング結果に応じて動作制御されるものである。

このようなプラズマＣＶＤ装置２０は、１つの装置にて真空反応室４内の真空状態を維持したまま連続的に粗面化処理、および各層の形成処理を行なうことが可能である。

つぎに、プラズマＣＶＤ装置２０を用いた堆積膜の形成方法について説明する。

まず、円筒状基体１に堆積膜（ａ−Ｓｉ膜）を形成するにあたっては、プラズマＣＶＤ装置２０のプレート４１を取り外した上で、複数の円筒状基体１（図面上は２つ）を支持した支持体３を真空反応室４の内部にセットし、再びプレート４１を取り付ける。なお、円筒状基体１どうしの接続部分を図４に示す。

支持体３に対する２つの円筒状基体１の支持にあたっては、フランジ部３０上に、支持体３の主要部を覆って下ダミー基体３８Ａ、円筒状基体１、中間ダミー基体３８Ｂ、円筒状基体１および上ダミー基体３８Ｃが順次積み上げられる。なお、ここでは円筒状基体１どうしの間に、中間ダミー基体３８Ｂを配置した例を示しているが、この中間ダミー基体３８Ｂは、必ずしも必要ではない。図４に示すように、円筒状基体１どうしを直接、積み上げてもよい。

各ダミー基体３８Ａ〜３８Ｃとしては、製品の用途に応じて、導電性または絶縁性基体の表面に導電処理を施したものが選択されるが、通常は、円筒状基体１と同様な材料で円筒状に形成されたものが使用される。

ここで、下ダミー基体３８Ａは、円筒状基体１の高さ位置を調整する役割を有する。中間ダミー基体３８Ｂは、隣接する円筒状基体１の端部間で生じるアーク放電に起因する円筒状基体１に成膜不良が発生するのを抑制する役割を有する。上ダミー基体３８Ｃは、支持体３に堆積膜が形成されるのを防止し、成膜中に一旦被着した成膜体の剥離に起因する成膜不良の発生を抑制する役割を有する。

ついで、真空反応室４を密閉状態とし、回転部５によって支持体３を介して円筒状基体１を回転させるとともに、円筒状基体１を加熱し、排気部７によって真空反応室４を減圧する。

円筒状基体１の加熱は、たとえばヒータ３７に対して外部から電力を供給してヒータ３７を発熱させることによって行う。円筒状基体１の温度は、たとえばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜を形成する場合には２５０℃以上３００℃以下の範囲に設定される。

一方、真空反応室４の減圧は、排気部７によってガス排出口４２Ａ，４４Ａを介して真空反応室４からガスを排出することによって行う。真空反応室４の減圧の程度は、圧力計４９でモニタリングしつつ、たとえば１０^−３Ｐａ程度とすればよい。

ついで、円筒状基体１の温度が所望温度となり、真空反応室４の圧力が所望圧力となった後、原料ガス供給部６によって真空反応室４に原料ガスを供給するとともに、円筒状電極４０と支持体３との間にパルス状の直流電圧を印加する。これにより、円筒状電極４０と円筒状基体１との間にグロー放電が起こり、原料ガス成分が分解され、原料ガスの分解成分が円筒状基体１の表面に堆積する。

一方、排気部７においては、真空反応室４におけるガス圧を目的範囲に維持する。真空反応室４におけるガス圧は、たとえば１Ｐａ以上１００Ｐａ以下とすればよい。

真空反応室４への原料ガスの供給は、バルブ６０Ｂ〜６４Ｂ，６０Ｃ〜６４Ｃの開閉状態を適宜制御しつつ、マスフローコントローラ６０Ｄ〜６４Ｄを制御することにより、原料ガスタンク６０〜６４の原料ガスを所望の組成および流量で配管６０Ａ〜６４Ａ，６５ａ，６５ｂおよびガス導入口４５ａ，４５ｂを介して円筒状電極４０の内部に導入することによって行う。そして、原料ガスの組成を適宜切り替えることによって、円筒状基体１の表面には、耐圧層１１，電荷注入阻止層１２，光導電層１３，表面保護層１４が順次積層形成される。

円筒状電極４０と支持体３との間へのパルス状の直流電圧の印加は、制御部３５によって直流電源３４を制御することによって行う。

円筒状基体１側が負の極性になるようなパルス状の直流電圧を印加してカチオンを加速させて円筒状基体１に衝突させ、その衝撃によって表面の微細な凹凸をスパッタリングしながらアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）の成膜を行なった場合には、大きな突起状の成長が抑制された均一性の高い凹凸を有する表面を備えるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）が得られる。なお、全ての電圧が正負いずれかの極性になるように調整された交流電圧などでも同様の効果が得られる。

また、耐圧層１１を、アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ_４（シランガス）などのシリコン（Ｓｉ）含有ガス、ＮＨ_３やＮ_２などの窒素（Ｎ）含有ガス、および水素（Ｈ_２）あるいはヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。

電荷注入阻止層１２をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ_４（シランガス）などのシリコン（Ｓｉ）含有ガス、Ｂ_２Ｈ_６やＰＨ_３などのドーパント含有ガスおよび水素（Ｈ_２）あるいはヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。ドーパント含有ガスとしては、ホウ素（Ｂ）含有ガスと場合により窒素（Ｎ）含有ガスか酸素（Ｏ）含有ガスまたはその両方を含有させたもの、あるいはリン（Ｐ）含有ガスと場合により窒素（Ｎ）含有ガスか酸素（Ｏ）含有ガスまたはその両方を含有させたものを用いることもできる。

光導電層１３をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系の堆積膜として形成する場合には、原料ガスとして、ＳｉＨ_４（シランガス）などのシリコン（Ｓｉ）含有ガスおよび水素（Ｈ_２）あるいはヘリウム（Ｈｅ）などの希釈ガスの混合ガスが用いられる。光導電層１３においては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）あるいはハロゲン元素（フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ））を膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させるように、希釈ガスとして水素ガスを用い、あるいは原料ガス中にハロゲン化合物を含ませておいてもよい。

表面保護層１４は、ａ−ＳｉＣ層とａ−Ｃ層との多層構造として形成する。この場合、原料ガスとしては、ＳｉＨ_４（シランガス）などのシリコン（Ｓｉ）含有ガスおよびＣ_２Ｈ_２（アセチレンガス）あるいはＣＨ_４（メタンガス）などの炭素（Ｃ）含有ガスが用いられる。ここで、表面保護層１４の第３層であるａ−Ｃ層は、その膜厚が、通常０．０１μｍ以上２μｍ以下、具体的には０．０２μｍ以上１μｍ以下、より具体的には０．０３μｍ以上０．８μｍ以下に設定すればよい。また、表面保護層１４は、その膜厚が、通常０．１μｍ以上６μｍ以下、具体的には０．２５μｍ以上３μｍ以下、より具体的には０．４μｍ以上２．５μｍ以下に設定すればよい。

以上のようにして膜形成が終了した場合の、円筒状基体１どうしの接続部（端部）の様子を、図４に示す。図４に示す例においては、円筒状基体１どうしを直接積み上げている。そして、支持体３から円筒状基体１（成膜後の電子写真感光体１０，１０’）を抜き取ることにより、図１に示したような電子写真感光体１０を得ることができる。

つぎに、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図５を用いて説明する。

図５に示す画像形成装置は、画像形成方式としてカールソン法を採用したものであり、電子写真感光体１０、帯電器１１１、露光器１１２、現像ローラ１１３Ａおよび未使用トナー撹拌用のトナー搬送スクリュー１１３Ｃを含む現像器１１３、転写器１１４、定着器１１５（１１５Ａおよび１１５Ｂ）と、電子写真感光体に接触するクリーニングローラ１１６Ｂとクリーニングブレード１１６Ａと残留トナー排出用のトナー搬送スクリュー１１６Ｃとを含むクリーニング器１１６、および、除電器１１７を備えている。なお、図中の矢印ｘは、記録媒体Ｐである用紙の移動方向を示す。

帯電器（帯電ローラ）１１１は、電子写真感光体１０の表面を負極性に帯電させる役割を有するものである。本実施形態において帯電器１１１は、たとえば芯金を導電性ゴムあるいはＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）によって被覆して構成される接触型帯電器が採用されている。

露光器１１２は、電子写真感光体１０に静電潜像を形成する役割を有するものである。露光器１１２としては、たとえば複数のＬＥＤ素子（波長：６８０ｎｍ）を配列させてなるＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッドを採用することができる。

現像器１１３は、電子写真感光体１０の静電潜像を現像してトナー像を形成する役割を有するものである。本例における現像器１１３は、現像剤（以下、トナー）Ｔを磁気的に保持する磁気ローラ１１３Ａを備えている。

トナーＴは、電子写真感光体１０の表面上に形成されるトナー像を構成するものであり、現像器１１３において摩擦帯電する。トナーＴとしては、たとえば、磁性キャリアおよび絶縁性トナーを含んでなる２成分系現像剤と、磁性トナーを含んでなる１成分系現像剤とが挙げられる。

磁気ローラ１１３Ａは、電子写真感光体１０の表面（現像領域）にトナーＴを搬送する役割を有するものである。磁気ローラ１１３Ａは、現像器１１３において摩擦帯電したトナーＴを一定の穂長に調整された磁気ブラシの形で搬送する。この搬送されたトナーＴは、電子写真感光体１０の現像領域において、静電潜像との静電引力によって電子写真感光体１０の表面に付着してトナー像を形成する（静電潜像を可視化する）。

なお、現像器１１３は、本例においては乾式現像方式を採用しているが、液体現像剤を用いた湿式現像方式を採用してもよい。また、現像器１１３内には、未使用トナーＴ撹拌用の搬送スクリュー１１３Ｃ（スパイラル形）が配設される場合もある。

転写器１１４は、電子写真感光体１０と転写器１１４との間の転写領域に供給された、紙等の記録媒体Ｐに、電子写真感光体１０のトナー像を転写する役割を有するものである。本例における転写器１１４は、転写用チャージャ１１４Ａおよび分離用チャージャ１１４Ｂを備えている。

転写器１１４としては、電子写真感光体１０の回転に従動し、かつ、電子写真感光体１０とは微小間隙（たとえば０．５ｍｍ以下）を介して配置された転写ローラを用いることも可能である。この転写ローラは、たとえば直流電源により、電子写真感光体１０上のトナー像を記録媒体Ｐ上に引きつけるような転写電圧を印加するように構成される。

定着器１１５は、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させる役割を有するものであり、一対の定着ローラ１１５Ａ、１１５Ｂを備えている。定着ローラ１１５Ａ、１１５Ｂは、たとえば金属ローラ上に四フッ化エチレンなどで表面被覆したものである。

クリーニング器１１６は、電子写真感光体１０の表面に残存するトナーＴを除去する役割を有するものであり、クリーニングローラ１１６Ｂおよびクリーニングブレード１１６Ａを備えている。クリーニングローラ１１６Ｂは、中央部が太径となるクラウン状であり、電子写真感光体１０の外周に摺接して、これらの間に、残留トナーＴからなる表面掃除用のトナー膜を形成する。クリーニングブレード１１６Ａは、電子写真感光体１０の表面から残留トナーを掻きとる役割を有するものである。クリーニングブレード１１６Ａは、たとえばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料で形成されている。

除電器１１７は、電子写真感光体１０の表面電荷を除去する役割を有するものであり、特定波長（たとえば６３０ｎｍ以上）の光を出射可能とされている。除電器１１７は、たとえばＬＥＤなどの光源によって電子写真感光体１０の表面の軸方向全体を光照射することにより、電子写真感光体１０の表面電荷（残余の静電潜像）を除去するように構成されている。

本実施形態の画像形成装置１００では、電子写真感光体１０の有する上述の効果を奏することができる。

（実施例）
つぎに、円筒状基体１の端部の２段階面取りの形状を種々変更して、その形状による、成膜時に基体端部で発生する膜の剥離や脱落等への寄与を評価した。

円筒状基体１は、アルミニウム合金の素管（外径：３０ｍｍ、長さ３６０ｍｍ）を用いて作製した。まず、この素管に対して、面取り加工、鏡面加工を行ない、洗浄した。

面取り加工は、旋削チップを用いた切削加工により、円筒状基体１の両端部に、図２に示すような２段階の面取り面として、外側面取り面１ｂと内側面取り面１ｃとを形成した。ここで、加工旋盤のプログラムを変更することによって、円筒状基体１の外側面取り面１ｂの傾斜に沿った長さＬ１（ｍｍ）、内側面取り面１ｃの傾斜に沿った長さＬ２（ｍｍ）、基体端面１ｄの円筒径方向の長さＬ３（ｍｍ）、基体外周面１ａと外側面取り面１ｂとのなす内角θ１（角度°）、および、外側面取り面１ｂと内側面取り面１ｃとのなす内角θ２（角度°）を変化させて、円筒状基体１の面取り面および端面が調整されたサンプル１〜９を作製した。

ついで、円筒状基体１の表面の鏡面加工として、円筒状基体１を両端保持し、１５００〜８０００ｒｐｍにて高速回転させた状態で、ダイヤモンドバイトを押し当てて、送り０．０８〜０．５ｍｍにてバニシング（Ｖａｎｉｓｈｉｎｇ）加工した。すなわち、バイトの仕上げ面に、ワーク回転方向に奥行きを持たせたダイヤモンドバイトを円筒状基体１の表面に押し当てることで、滑らかな仕上げ面（鏡面）を得た。

このようにして用意された円筒状基体１を、クリーンルーム内に搬送し、油分等を取り除く精密洗浄を経た後、図３に示すプラズマＣＶＤ装置２０にセットし、実施形態に記載の成膜方法を用いて、前記各形状の端部を有する円筒状基体１（サンプルＮｏ．１からＮｏ．９）の表面に、表面層２を形成（積層）した。

各層の具体的な構成はつぎの通りである。
＜耐圧層＞
耐圧層１１は、アモルファス窒化シリコン（ａ−ＳｉＮ）の堆積膜である。耐圧層１１の膜厚は６μｍとした。

＜電荷注入阻止層＞
電荷注入阻止層１２は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）を加えたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料に、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）を含有させたものである。電荷注入阻止層１２の膜厚は４μｍとした。

＜光導電層＞
光導電層１３は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）に、ドーパントとしてホウ素（Ｂ）を含有させたものである。光導電層１３の膜厚は１４μｍとした。

＜表面保護層＞
表面保護層１４は、アモルファス炭化シリコン（ａ−ＳｉＣ）とアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）とを積層した２層構成である。表面保護層１４の膜厚は、２層合計１μｍとした。

以上のようにして得られた電子写真感光体１０のサンプル１〜９について、円筒の回転軸線を通る側断面視〔図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照〕における円筒状基体の端部の各寸法（サイズ）、すなわち、外側面取り面１ｂの長さＬ１（ｍｍ）、内側面取り面１ｃの長さＬ２（ｍｍ）、基体端面１ｄの長さＬ３（ｍｍ）、基体外周面１ａと外側面取り面１ｂとのなす内角θ１（角度°）、および、外側面取り面１ｂと内側面取り面１ｃとのなす内角θ２（角度°）、を測定した。

また図１（ｂ）に示すように、基体外周面１ａと外側面取り面１ｂとの境界部（θ１に対応する部位：θ１部）における基体外周面１ａに垂直な方向であるＤ１−Ｄ１’の膜厚（μｍ）、および、外側面取り面１ｂと内側面取り面１ｃとの境界部（θ２に対応する部位：θ２部）における外側面取り面１ｂに垂直な方向であるＤ２−Ｄ２’の膜厚（μｍ）を測定した。当該測定は、オリンパス株式会社製３次元測定レーザ顕微鏡ＯＬＳ４１００により、倍率１０倍のレンズを使用し、形状寸法の評価を実施した。

得られたサンプルごとの、各面の長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３（ｍｍ）と内角θ１，θ２（°）を以下の表１に、各部における膜厚Ｄ１−Ｄ１’，Ｄ２−Ｄ２’（μｍ）を後記の表２に示す。

ついで、電子写真感光体１０のサンプル１〜９について、欠陥の個数（個）を以下の方法で評価した。

作製した電子写真感光体１０の各サンプルを、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製のカラー複合機ＴＡＳＫａｌｆａ ３５５０ｃｉ改造装置に組み込み、印画を実施した。その印画結果から画像欠陥を判定し、画像欠陥の画像位置と、その画像位置に対応する電子写真感光体１０の欠陥位置とを照合して、表面層の剥離・脱落による欠陥を検出した。

検出した欠陥について、オリンパス株式会社製３次元測定レーザ顕微鏡ＯＬＳ４１００により、倍率１０倍のレンズを使用して、欠陥のサイズを測定した。欠陥のサイズは、その欠陥で一番長い部分の長さとした。また、欠陥のサイズ毎にクラス分けしてカウントし、０．０４ｍｍ以上０．０６ｍｍ未満，０．０６ｍｍ以上０．０８ｍｍ未満，０．０８ｍｍ以上０．１０ｍｍ未満，０．１０ｍｍ以上，の４クラスに分けて分類した。なお、０．０４ｍｍ未満の欠陥は、集合しない限り製品品質（印画画質）に影響しないため、カウントしていない。

この結果から電子写真感光体としての品質を判定した。評価は、膜剥がれによる欠陥の発生がほとんど見られない製品を「Ａ」で、膜剥がれによる小さな欠陥が見られるが印画品質に問題のない製品を「Ｂ」で、膜剥がれの痕跡が見られるが印画品質に問題のない製品を「Ｃ」、膜剥がれが発生し印画品質に影響が及んでいる物を「Ｆ」で評価した。

評価結果と、膜厚の計測結果とを表２にまとめて示す。

これらの評価結果によると、電子写真感光体１０は、成膜前の円筒状基体１の端部が、側断面視で見た場合、基体端面１ｄの長さＬ３，内側面取り面１ｃの長さＬ２，外側面取り面１ｂの長さＬ１の３者の間に、〔Ｌ１＜Ｌ２、さらにはＬ２＜Ｌ３〕の関係式が成り立つように形成されていると、円筒状基体の端部からの膜の剥離や脱落等が少なく、これに起因する製品化後の画像異常の発生を、抑制することができる。また、剥離や脱落等が発生したとしても、その脱落片等が大きなものとはならず、小片であるため、製品化後の画像異常の発生を、抑制することができる。

さらに、電子写真感光体１０は、成膜前の円筒状基体１の端部が、側断面視で見た場合に、基体外周面１ａと外側面取り面１ｂとのなす内角θ１が、外側面取り面１ｂとそれに連続する内側面取り面１ｃとのなす内角θ２より小さくなる（θ１＜θ２）よう形成されていると、円筒状基体の端部からの膜の剥離や脱落等がより少なくなる。θ１＜θ２の場合には、外側面取り面１ｂと内側面取り面１ｃとによって形成される部分であるθ２部のエッジが緩やかになり、膜応力の集中が少なくなるため、膜の剥離や脱落等をより効果的に抑制することができる。

以上のように、上記実施例において、サンプルＮｏ．６は最大径０．１０ｍｍ以上の欠陥が複数存在し、不良（Ｆ）と判定された。サンプルＮｏ．１，７，８では最大径０．１０ｍｍ以上の欠陥が１つ見つかったものの、サンプルＮｏ．２からＮｏ．５およびＮｏ．９のサンプルでは小さな欠陥が少数見つかっただけであり、サンプルＮｏ．６以外は製品使用に耐える良品であった。

また、本発明は上述の実施形態に示したものだけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更ができることは言うまでもない。

１ 円筒状基体
１ａ 基体外周面
１ｂ 外側面取り面
１ｃ 内側面取り面
１ｄ 基体端面
２ 表面層
１０ 電子写真感光体
１１ 耐圧層
１２ 電荷注入阻止層
１３ 光導電層
１４ 表面保護層

３ 支持体
４ 真空反応室
５ 回転部
６ 原料ガス供給部
７ 排気部
２０ プラズマＣＶＤ装置
３０ フランジ部
３１ 導電性支柱
３２ 絶縁材
３３ 導板
３４ 直流電源
３５ 制御部
３６ セラミックパイプ
３７ ヒータ
３８ ダミー基体
３８Ａ 下ダミー基体
３８Ｂ 中間ダミー基体
３８Ｃ 上ダミー基体
４０ 円筒状電極
４１，４２ プレート
４３，４４ 絶縁部材
４２Ａ，４４Ａ ガス排出口
４５ａ，４５ｂ ガス導入口
４６ ガス吹き出し孔
４９ 圧力計
５０ 回転モータ
５１ 回転力伝達機構
５２ 回転導入端子
５３ 絶縁軸部材
５４ 絶縁平板
６０〜６３ 原料ガスタンク
６４ ドーパント専用ガスタンク
６０Ａ〜６４Ａ，６５ａ，６５ｂ 配管
６０Ｂ〜６４Ｂ，６０Ｃ〜６４Ｃ バルブ
６０Ｄ〜６４Ｄ マスフローコントローラ
７１ メカニカルブースタポンプ
７２ ロータリーポンプ

１００ 画像形成装置
１１１ 帯電器
１１２ 露光器
１１３ 現像器
１１３Ａ 磁気ローラ
１１３Ｃ トナー撹拌用搬送スクリュー
１１４ 転写器
１１４Ａ 転写用チャージャ
１１４Ｂ 分離用チャージャ
１１５ 定着器
１１５Ａ，１１５Ｂ 定着ローラ
１１６ クリーニング器
１１６Ａ クリーニングブレード
１１６Ｂ クリーニングローラ
１１６Ｃ トナー排出用搬送スクリュー
１１７ 除電器
Ｐ 記録媒体
Ｔ トナー（現像剤）

Claims (12)

1. 外周面と端面との間に面取り面を有する円筒状基体と、
   前記外周面上に位置している表面層と、を備え、
   前記円筒状基体は、
   外側面取り面と、
   前記外側面取り面よりも前記端面の側に位置する内側面取り面と、を含み、
   前記円筒状基体の回転軸線を通る側断面視において、前記内側面取り面の長さが、前記外側面取り面の長さより長い、電子写真感光体。
2. 前記円筒状基体の回転軸線を通る側断面視において、前記端面の円筒径方向の長さが、前記内側面取り面の長さより長い、請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 前記外周面と前記外側面取り面とは連続している、請求項１または２に記載の電子写真感光体。
4. 前記外側面取り面と前記内側面取り面とは連続している、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
5. 前記内側面取り面と前記端面とは連続している、請求項１〜４のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
6. 前記円筒状基体の回転軸線を通る側断面視において、前記外周面と前記外側面取り面とがなす内角は、前記外側面取り面と前記内側面取り面とがなす内角より小さい、請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
7. 前記円筒状基体の回転軸線を通る側断面視において、前記外周面と前記外側面取り面とがなす内角の角度は、９０°を超え１３５°以下である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
8. 前記外側面取り面および前記内側面取り面上にも表面層が位置しており、
   前記外側面取り面および前記内側面取り面上に位置している表面層の厚さは、前記外周面上に位置している表面層の厚さより薄い、請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
9. 前記表面層は、前記円筒状基体の側から順に位置している、耐圧層，電荷注入阻止層，光導電層，および表面保護層を有する、請求項１〜８のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
10. 前記表面層は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を含む、請求項１〜９のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
11. 前記表面層は、有機材料を含む、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の電子写真感光体。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の電子写真感光体を備える画像形成装置。