JPH11327183A

JPH11327183A - 電子写真感光体及び電子写真装置

Info

Publication number: JPH11327183A
Application number: JP13224598A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ebara; 俊幸江原; Hironori Owaki; 弘憲大脇; Yuji Nakayama; 雄二中山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-05-14
Filing date: 1998-05-14
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体のコスト低減、と同時に、高精度温調
による画像濃度変動防止、流れ防止。【解決手段】ドラム状金属基体の外径がΦ２０ｍｍ以
上Φ６０ｍｍ以下のものを使用することにより、ドラム
状金属基体の厚さを０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ未満にす
る。また、感光体の内部に継ぎ目のない正抵抗温度係数
発熱体をヒーターとして用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ａ−Ｓｉ感光体を
用いた電子写真装置に関するものであり、さらに詳しく
は薄肉シリンダーによる低コスト感光体を用いた電子写
真装置に関するものである。

【０００２】また、薄肉シリンダーを用い、ヒーターを
内蔵する電子写真装置において、継ぎ目のない構成のＰ
ＴＣヒーターを用い、オーバーシュート、リップルの弊
害なく、大パワー入力が可能となる電子写真装置に関す
るものである。

【０００３】

【従来の技術】像形成分野における電子写真用像形成部
材における光導電層を形成する光導電材料としては、高
感度で、ＳＮ比［光電流（Ｉｐ）／（Ｉｄ）］が高く、
照射する電磁波（ここでは広義の光で、紫外光線、可視
光線、赤外光線、Ｘ線、γ線等を示す）のスペクトル特
性にマッチングした吸収スペクトル特性を有すること、
光応答性が速く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時
において人体に対して無公害であること等の特性が要求
される。殊に、事務機としてオフィスで使用される電子
写真装置内に組み込まれる電子写真用像形成部材の場合
には、上記の使用時における無公害性は重要な点であ
る。

【０００４】このような観点に立脚して、水素（Ｈ）や
ハロゲン原子（Ｘ）等の一価の元素でダングリングボン
ドが修飾されたアモルファスシリコン（以後ａ−Ｓｉ
（Ｈ，Ｘ）と表記する）は、例えば独国公開第２７４６
９６７号公報、同第２８５５７１８号公報にも電子写真
用像形成部材への応用が記載されており、その優れた光
導電性、耐摩耗性、耐熱性及び大面積化が比較的容易で
あることから電子写真用像形成部材へ応用されている。

【０００５】一般に、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）を含有する光
導電材料を有する電子写真用の感光体ドラムを製造する
場合には、良好な光導電特性を得るために、ａ−Ｓｉ
（Ｈ，Ｘ）膜堆積装置内で、ドラム状金属基体を２００
℃〜３５０℃のＳｅ系の場合に比べて極めて高い温度に
加熱し続けるという条件でドラム状金属基体上にａ−Ｓ
ｉ（Ｈ，Ｘ）膜堆積を１〜１００μの膜厚に形成してい
る。この基体の高温加熱維持は電子写真特性に優れたａ
−Ｓｉ系感光ドラムを製造する上で必要であり、ａ−Ｓ
ｉ（Ｈ，Ｘ）膜の堆積速度を考慮すれば、この高温加熱
維持は、数時間から十数時間までに及ぶのが現状であ
る。

【０００６】電子写真用光導電部材は、その好ましい実
施態様例においては、電子写真用光導電部材の金属製の
支持体としてのドラム状、すなわち円筒状のＡｌもしく
はＡｌ合金等の金属基体（以下Ａｌ系基体という）と、
このドラム状Ａｌ系金属基体上に設けられ、ケイ素原子
を母体とし、好ましくは水素原子及びハロゲン原子のい
ずれか少なくとも一方をその構成原子として含む非晶質
材料を含有する光導電層とが形成されて構成される。該
光導電層は、ドラム状金属基体に接して障壁層、さらに
は該光導電層の表面に表面障壁層を有してもよい。

【０００７】図１０に本発明のａ−Ｓｉ感光体の概略図
を示す。

【０００８】（Ａ）は概観図であり、２１００は、肉厚
を示している。

【０００９】（Ｂ）は模式的断面図であり、図におい
て、アルミ等の導電性支持体２１０１には、該導電性支
持体２１０１からの電荷の注入を阻止するための、電荷
注入阻止層２１０２、光照射により電子と正孔を発生
し、画像情報を電位情報に変換するための光導電層２１
０３が順次積層されており、これらはいずれもアモルフ
ァスシリコンを母体とし、必要に応じて水素原子、ハロ
ゲン原子等のダングリングボンドの中和剤、III 族、Ｖ
族等の価電子制御剤、酸素原子、炭素原子、窒素原子等
の修飾物質等を含有させた材料により構成されている。
前記光導電層２１０３の図示上面には現像剤、転写紙、
クリーニング装置等による摩擦等から光導電層を保護
し、かつ表面から光導電層への電荷注入を防止するため
の表面保護層２１０４が設けられており、該表面保護層
２１０４は、光導電層への優れた透光性をもち、機械的
強度、上部からの電荷注入防止等に優れたａ−ＳｉＣ：
Ｈの材料を用いている。

【００１０】ドラム状金属基体の基材として好ましく用
いられるのは、例えば、ＮｉＣｒ，ステンレス、Ａｌ，
Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ｐｔ，Ｐｄ
等の金属またはこれらの合金が挙げられ、殊に、Ａｌ及
びＡｌ系合金が好適に用いられる。

【００１１】ドラム状基体の基材としてアルミニウムま
たはアルミニウム系合金を使用するのが好ましいのは、
比較的簡易に真円性、表面平滑性等の精度のよいものが
得られ、製造時のａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）の堆積表面部の温
度制御が容易であり、かつ経済的であるからである。

【００１２】光導電部材の光導電層中に含有されてもよ
いハロゲン原子（Ｘ）としては、具体的にはフッ素、塩
素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、特に塩素、とりわけ
フッ素を好適なものとして挙げることができる。光導電
層中に含有されるケイ素原子、水素原子、ハロゲン原子
以外の成分としては、フェルミ準位や禁止帯幅等を調整
する成分として、ホウ素、ガリウム等の周期律表第III
族原子、（III 族原子という）、窒素、リン、ヒ素等の
周期律表第Ｖ族原子、（Ｖ族原子という）、酸素原子、
炭素原子、ゲルマニム原子等を単独もしくは適宜組み合
わせて含有させることができる。

【００１３】障壁層は、光導電層とドラム状金属基体と
の密着性向上あるいは電荷受容能の調整等の目的で設置
されるものであり、該障壁層は目的に応じてIII 族原
子、Ｖ族原子、酸素原子、炭素原子、ゲルマニウム原子
等を含むａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）層もしくは多結晶−Ｓｉ層
で、一層あるいは多層に構成される。

【００１４】また、光導電層の上部に表面電荷注入防止
層あるいは保護層として、シリコン原子を母体とし、炭
素原子、窒素原子、酸素原子等を、好ましくは多量に含
有し、必要に応じて水素原子またはハロゲン原子を含有
する非晶質材料からなる層あるいは高抵抗有機物質から
なる層を設置してもよい。

【００１５】ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）で構成される光導電層
を形成するには、例えばグロー放電法、スパッタリング
法、あるいはイオンプレーティング法等の従来公知の種
々の放電現象を利用する真空堆積法が適用される。

【００１６】次にグロー放電分解法によって作成される
電子写真用の光導電部材の製造方法の例について説明す
る。

【００１７】図１にグロー放電分解法による電子写真用
光導電部材の製造装置を示す。堆積槽１は、ベースプレ
ート２と槽壁３とトッププレート４とから構成され、こ
の堆積槽１内には、カソード電極５が設けられており、
ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜が形成されるドラム状金属基
体６はカソード電極５の中央部に設置され、アノード電
極も兼ねている。

【００１８】この製造装置を使用してａ−Ｓｉ（Ｈ，
Ｘ）堆積膜をドラム状金属基体上に形成するには、ま
ず、原料ガス流入バルブ７及びリークバルブ８を閉じ、
排気バルブ９を開け、堆積槽１内を排気する。真空計１
０の読みが約５×１０^-6ｔｏｒｒになった時点で原料ガ
ス流入バルブ７を開いて、マスフローコントローラ１１
内で所定の混合比に調整された、例えばＳｉＨ₄ ガス、
Ｓｉ₂ Ｈ₆ ガス、ＳｉＦ₄ガス等の原料混合ガスを堆積
槽１内に流入させる。このとき堆積槽１内の圧力が所望
の値になるように真空計１０の読みを見ながら排気バル
ブ９の開口度を調整する。そしてドラム状金属基体６の
表面温度が加熱ヒーター１２により所定の温度に設定さ
れていることを確認した後、高周波電源１３を所望の電
力に設定して堆積槽１内にグロー放電を生起させる。

【００１９】また、層形成を行っている間は、層形成の
均一化を計るためにドラム状金属基体６をモーター１４
により一定速度で回転させる。このようにしてドラム状
金属基体６上に、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜を形成する
ことができる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ドラム状金
属基体とａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の熱膨張係数に差がある
ことと、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の内部応力が大きいこと
とから、前記のようにドラム状金属基体を高温加熱維持
するａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の堆積中だけでなく、堆積後
外気温度まで冷却する際にも、堆積したａ−Ｓｉ（Ｈ，
Ｘ）膜がドラム状金属基体から剥離することが認められ
ることが少なくなかった。さらに、電子写真用の感光ド
ラムとしての使用時に使用環境温度如何によってはドラ
ムが加熱されることによってもａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜が
剥がれる場合が少なくはなかった。本発明者らの多くの
実験によれば、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の場合の膜剥がれ
は、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の膜厚が厚くなればなるほど
生じ易く、また従来のＳｅ系電子写真用感光ドラムでは
膜剥がれが生じない程度のドラム状金属基体の熱変形
（殊に、光導電層の形成時に起こり易い）によっても、
ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）系感光体ドラムの場合には前記熱膨
張係数の差とａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の内部応力の大きさ
との理由から膜剥がれが生じる場合が少なくはなかっ
た。ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の内部応力については、ａ−
Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の製造条件（原料ガスの種類、ガス流
量比、放電パワー、基体の加熱温度、製造装置の内部構
造等）によって、ある程度は緩和することはできるが、
生産性、量産性のことを考慮すると未だ不充分である。
そして、この膜剥がれは、電子写真用感光体ドラムとし
て使用した場合には、画像欠陥の原因となり致命的なも
のである。

【００２１】また、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の製造時にお
けるドラム状金属基体の長時間にわたる高温加熱は、上
記の膜剥がれの原因となるばかりでなく、ドラム状金属
基体の熱変形をも生じさせ易く、この熱変形は、ａ−Ｓ
ｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜の製造時の放電の不均一を引き起こ
して、これによりａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜の膜厚の均
一性が失われ、画像欠陥の原因となる。

【００２２】上記の諸点に鑑み、例えば、特公平６−１
４１８９号公報に記載されているように、ドラム状金属
基体がアルミニウムまたはアルミニウム系合金からな
り、２．５ｍｍ以上の厚さにすることで、画像欠陥を低
減する電子写真用光導電部材が開示されている。

【００２３】しかし、近年の熾烈な価格競争、特に中低
速機への展開を考慮すると、ランニングコストが安いだ
けでは不充分であり、イニシャルコストを何処まで下げ
られるかが争点になるため、該光導電部材のコストを大
きく引き下げることが、急務であった。

【００２４】光導電部材のコストに占める原材料費の割
合は大きく、ドラム状金属基体の肉厚を薄くすること
は、単純な原材料費低減だけでなく、薄肉であるが故の
低熱容量から、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜の製造時における
加熱時間短縮による省電力化及びタクト短縮、高温維持
電力の削減、そして冷却時間短縮によるタクト短縮、等
のコストダウンが見込まれるため、ドラム状金属基体の
薄肉化が急がれていた。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ａ−Ｓｉ
（Ｈ，Ｘ）に関し電子写真用像形成部材に使用される光
導電部材としての適用性とその応用性という観点から総
括的に鋭意研究検討を重ねた結果、特定の外径を有する
ドラム状金属基体をａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜の支持体
として使用することによって、薄肉基体においても膜剥
がれ等の上記問題点を解決できることを見出し、それに
基づいて、本発明に至ったものである。

【００２６】本発明は、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜の膜
剥がれによる白抜け等の画像欠陥が少なく、高品質な画
像を得ることができ、かつ低コストの光導電部材を用い
た電子写真装置を提供することを目的とする。

【００２７】本発明の他の目的は、電気的、光学的、光
導電的特性が常時安定し、繰り返し使用に際しても劣化
現象を起こさず、耐久性に優れた電子写真用光導電部材
を用いた電子写真装置を提供することにある。

【００２８】本発明におけるドラム状金属基体は、その
厚さが０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ未満、外径がΦ２０ｍ
ｍ以上Φ６０ｍｍ以下のものである。すなわち、外径が
Φ２０ｍｍ以上Φ６０ｍｍ以下のものを使用することに
よって、光導電部材の製造時にａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）膜堆
積装置内で、あるいは電子写真用の感光体ドラムとして
の使用時にドラム状金属基体が加熱されても、ドラム状
金属基体の熱変形の程度を充分小さく抑えることができ
るので、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜の膜剥がれの程度を
実用範囲内においては問題がない程度以下に減少させ、
あるいは皆無にすることが可能である。

【００２９】一方、従来から、コロナ帯電を用いた電子
写真装置においては、感光体の表面にオゾン生成物が付
着し、特に高湿時において画像ボケを生ずることが知ら
れている。有機感光体（ＯＰＣ）のように比較的表面の
摩耗しやすい感光体の場合は、表面に形成したオゾン生
成物等が研磨手段によって摩耗除去されやすいが、あま
り研磨効果を高めると、感光体としての機能が低下し寿
命を短くしてしまう。アモルファスシリコン感光体（以
下ａ−Ｓｉ感光体）やＮＰ方式に使用されるＣｄＳ感光
体の表面絶縁層のような場合は、非常に硬く、表面に形
成されたオゾン酸化物等が摩耗除去されにくいこと等が
ある。

【００３０】そこで、感光体内部、近傍にヒーターを配
置し感光体表面の温度を３５〜４５℃程度に加温するこ
とが行われている。この感光体加温は、様々の目的で行
われているが、主要目的としては、高湿時に発生する画
像ボケの防止及び除去である。これは、コロナ帯電器内
で発生したオゾンが感光体表面を化学的に変質させ、親
水基（−ＯＨ等）等が形成されるため吸湿しやくなり、
これが表面電位の横流れといった電子写真として致命的
な現象を引き起こすため、これを加温し、水分を除去す
る。また、オゾンにより生成したＮＯＸ等の物質が感光
体表面に付着し、これが同様に吸湿するため、同様に加
温し水分を除去するといった目的が主である。

【００３１】加温手段としては、温風吹き付け等もある
が、感光体内面からの電熱ヒーター加熱が主流である。
従来、感光体の回転軸として感光体を支持するシャフト
内に棒状ヒーターを配置し、温調する方法がとられてい
たが、近年、特にａ−Ｓｉ感光体において、感光体表面
温度の温調精度を上げ、かつ感光体全面について温度ム
ラをなくすために、面状ヒーターを感光体内面に配置す
る方式が多くとられている。

【００３２】以下、具体的に従来の加温手段について説
明する。

【００３３】図６において、６０１Ａは装着前の感光体
用平板状ヒーター、６０１Ｂは装着後の感光体用平板状
ヒーターである。感光体用ヒーターとしては不図示の感
光体内面に密着しない棒状のタイプと本図のように感光
体内面に密着する面状のタイプが一般的であるが、温調
精度に関していえば後者の面状タイプの方が精度が高
い。

【００３４】一般に用いられている温度制御ブロック図
を図４、図５に示す。

【００３５】図４において、４０１は感光体用ヒータ
ー、４０２は電力供給用ＡＣ電源、４０３は温度フィー
ドバック用サーミスタ、４０４はサーミスタ４０３の抵
抗に応じてヒーターへの電力供給をｏｎ−ｏｆｆもしく
は数段回で切り換えるための制御回路である。図中の波
線は電子写真装置本体と感光体ユニットの境界を示すも
のであり、通常スリップリング等で接触している。サー
ミスタ４０３は高温になると低抵抗になるといった特性
を有するため、温度を制御回路にフィードバックして温
度制御を行うものである。

【００３６】図５において、５０１は感光体用ヒータ
ー、５０２は電力供給用ＡＣ電源、５０３は温度制御用
サーモスイッチである。図中の波線は電子写真装置本体
と感光体ユニットの境界を示すものであり、通常スリッ
プリング等で接触している。サーモスイッチ５０３は高
温になるとｏｆｆするように接続してあり温度制御を行
うものである。サーモスイッチがｏｆｆする温度は、サ
ーモスイッチ固有の特性である。

【００３７】構成上、図４のようなサーミスタ制御のほ
うが温調精度はよい。特にａ−Ｓｉ感光体の場合は、暗
部電位（３００〜５００Ｖ）で１〜６Ｖ／ｄｅｇ、明部
電位（５０〜２００Ｖ）で１〜３Ｖ／ｄｅｇの電位の温
度依存性があるため、加温温度のコントロールは±１℃
程度の精度を求められており、こちらを用いる場合が多
い。

【００３８】感光体単独あるいは電子写真装置の中にあ
っても感光体が静止しているような静的状態においては
この精度を実現しているが、動的状態、すなわち、実際
に電子写真装置の中で使用するような通紙を伴う状態に
おいては、感光体の温度は、室温とコピーモードに大き
く左右される。つまり、通紙する際感光体から紙にもっ
ていかれる熱量は紙の温度に影響するが、紙の温度は室
温及びコピーモード（つまりこれからコピーされる紙が
電子写真装置の外部から新たに供給される紙か、両面コ
ピー・多重コピー等のように定着器を通った後の紙か）
に影響される。また、感光体から紙にもっていかれる熱
量は、紙と感光体が接する頻度にも影響されるため、コ
ピーモード（片面・両面、設定枚数、紙サイズ［大きさ
・厚さ］等）の影響は大である。したがって、動的状態
において、感光体の温度を一定に制御するには、温度平
衡状態になるよりはるかに高い電力をヒーターに供給
し、応答性を向上させることが必要になる。

【００３９】しかし、電力供給を高くする場合、従来の
方式では、次の２つの理由により温度ムラを生じてしま
う。

【００４０】１つ目は、形状の問題であり、平面状ヒー
ターを丸めて円筒状感光体の内側から密着させる方式で
は、ヒーターの継ぎ目に当たる部分は温度応答性が悪
く、ヒーター部分と温度差を生じてしまうため、実開平
４−１０９７７６号公報では、継ぎ目のないヒーターを
開示しいる。

【００４１】２つ目は、制御方式の問題であり、サーミ
スタを用いた回路により、スイッチングする制御方式で
は、温度検出位置、制御回路により様々であるが、一般
的に電力を大きくすると、オーバーシュート、温調リッ
プルが増大する傾向にあり、軽減するには制御回路が高
価になり、コスト的に見合わないものになってしまうた
め、温度ムラはある程度割り切らざるを得なかった。

【００４２】そこで、ヒーターの抵抗自体に温度依存性
をもつ正抵抗温度係数発熱体（以下ＰＴＣと称す）を用
いること、それは高温になると高抵抗になる抵抗体自体
の特性を生かし、抵抗体の温度を一定に制御できるもの
であるため、温度制御回路は不要であり、原理的にオー
バーシュート、リップルは発生しない。

【００４３】ＰＴＣヒーターとは、電極間のＰＴＣ抵抗
体のＰＴＣ特性により、適宜な温度に自己制御されてい
るもので、例えば、発熱体層及び電極がフィルム状の絶
縁体層に対し、熱接着性樹脂を介し、ラミネート装置あ
るいは加熱加圧接着することにより一体にした面状発熱
体が知られている。構成としては特公昭５７−４３９９
５号公報や特公昭５５−４０１６１号公報に示されてい
るような一対の電極により構成されているものをはじ
め、高温度、高電力等、ニーズに合わせた様々の構成の
ものがあるが、基本的な構成は同じである。

【００４４】しかし、実開平４−１０９７７６号公報の
ような継ぎ目のない構成のＰＴＣヒーターにまで言及し
ているものはない。

【００４５】したがって、前述したような大きい電力を
用いて制御しなければならない電子写真装置において、
継ぎ目のない構成でＰＴＣヒーターを用いることは、極
めて有効な手段といえる。

【００４６】以上のように、ドラム状金属基体は、その
外径がΦ２０ｍｍ以上Φ６０ｍｍ以下のものを使用する
ことにより、光導電部材の製造時及び電子写真用感光体
ドラムとしての使用時にドラム状金属基体が加熱されて
も、ドラム状金属基体の熱変形の程度を充分小さく抑え
ることができるので、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜の膜剥
がれの程度を実用範囲内においては問題がない、あるい
は皆無にすることが可能であり、ドラム状金属基体の厚
さを０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ未満にすることができ製
造コストを大幅に削減することができる。

【００４７】また、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ未満の厚
さを有するドラム状金属基体において、ヒータ−を用い
る場合にはヒーターと感光体表面の温度勾配が少ないた
め、高精度温調が可能となる。

【００４８】さらに、継ぎ目のない構成のＰＴＣヒータ
ーを用いることにより、温度平衡状態になるよりはるか
に高い大電力の投入が可能になるため、応答性が向上
し、高速昇温を可能にしつつ、通紙を伴うような動的状
態においてもオーバーシュート、温調リップルのない温
度制御が可能になる。

【００４９】

【発明の実施の形態及び実施例】本発明をさらに以下の
実施例により説明するが、本発明はこれらにより何ら制
限されるものではない。

【００５０】実施例１図１に示した電子写真用光導電部材の製造装置を用い、
先に詳述したグロー放電分解法にしたがい、外径がΦ３
０ｍｍ，６０ｍｍ，８０ｍｍ及び１０８ｍｍ、肉厚が
１．５ｍｍ，２．０ｍｍ，２．５ｍｍ，３．０ｍｍ，
３．５ｍｍ及び５．０ｍｍのそれぞれの異なるアルミニ
ウム製のドラム状基体上に、下記の条件によりａ−Ｓ
ｉ：Ｈ堆積膜を形成した。

【００５１】ドラム状基体温度：２５０℃ 堆積膜形成時の堆積室内内圧：０．０３Ｔｏｒｒ放電周波数：１３．５６ＭＨｚ堆積膜形成速度：２０オングストローム／ｓｅｃ放電電力：０．１８Ｗ／ｃｍ² 膜厚：２０μ こうして得られた電子写真感光体ドラムの膜剥がれの状
態を観察した後、実験用に改造した実験用複写装置にこ
れら感光体ドラムを設置して画出しを行い、膜剥がれの
影響を表わすために画像評価を実施した。その結果を表
１に示す。

【００５２】

【表１】評価基準：◎非常によい、○よい、△実用上問題無、×実用上問題有、―測定不能肉厚０．０５ｍｍのものは、強度不足のため、成膜時あ
るいは測定に剥がれが生じてしまい、測定不能であっ
た。

【００５３】肉厚を上げていくと、膜剥がれは減少する
傾向にある公知の事実が確認できた一方、外径を小さく
することも膜剥がれが減少する傾向にあることが新たに
わかった。

【００５４】また、外径がΦ８０ｍｍ，１０８ｍｍのも
のに関して、肉厚が１．５ｍｍと２．０ｍｍの上記感光
体ドラムの真円度を測定したところ、一番へこんでいる
箇所と一番突出している箇所の差が１００μｍ近くあっ
たのに対して、肉厚２．５ｍｍ及び３．０ｍｍの感光体
ドラム及び、外径がΦ３０ｍｍ，６０ｍｍの感光体ドラ
ムではその差は約３０μｍ、肉厚３．５ｍｍ及び５．０
ｍｍの感光体ドラムでは１０〜２０μｍであった。真円
度の評価結果を表２に示す。

【００５５】

【表２】評価基準：◎非常によい、○よい、△実用上問題無、×実用上問題有、―測定不能２．５ｍｍ未満の薄肉導電性基体の感光体に関しても、
外径がΦ６０ｍｍ以下のものは膜剥がれレベルは、２．
５ｍｍ以上の厚肉導電性基体の感光体と同レベルであっ
た。

【００５６】実施例２温調回路を用いず、図２のように継ぎ目のない円筒状で
フレキシブルなタイプで感光体内面に密着するＰＴＣヒ
ーターを使用して、導電性基体の肉厚及び円筒の外径の
異なる感光体を何種類か作成し、実験機にセットし、感
光体の熱容量に応じた最適パワーをヒーターに通電開始
し、ヒーターに通電開始してから感光体の温度が４５℃
になるように制御している静的状態で、温度の時間変化
を測定した結果が図７であり、判定結果が表３である。

【００５７】

【表３】評価基準：◎非常によい、○よい、―測定不能肉厚０．０５ｍｍのものは、強度不足のため、成膜時あ
るいは測定時に剥がれが生じてしまい。測定不能であっ
た。

【００５８】図２において、（Ａ）は装着前の感光体用
ヒーター、（Ｂ）は装着後の感光体用ヒーターであり、
脱着時はヒーターの１部を変形させることにより、実質
外径を小さくして行う。感光体装着時にはヒーターは復
元力で円筒状に戻り感光体の内面に密着するようにヒー
ターの外径は感光体の内径と同じになっている。

【００５９】実測の代表例が図７の通りであるが、感光
体上の測定した全ての部分は、ほぼ同傾向であり、大パ
ワーで高速昇温させる場合においても、スイッチング時
に場所による温度差も、測定箇所における温度の時間変
化（温調リップル）も生じなかった。

【００６０】表３に示すように、感光体の熱容量に応じ
た最適パワーを用いれば外径の依存性はほとんどなく、
全てについて良好な結果となた。特に肉厚の２．５ｍｍ
未満のものについてはより良好であった。

【００６１】比較例１図４のような温調回路を用い、図６のように平板状で丸
めて感光体内面に密着させる継ぎ目のあるタイプのヒー
ター、及び図２のように継ぎ目のない円筒状でフレキシ
ブルなタイプで感光体内面に密着するヒーターを使用し
て、導電性基体の肉厚及び円筒の外径の異なる感光体を
何種類か作成し、実験機にセットし、感光体の熱容量に
応じた実施例２のパワーをヒーターに通電し、ヒーター
に通電開始してから感光体の温度が４５℃になるように
制御している静的状態で、温度の時間変化を測定した結
果が図８であり、判定結果が表４である。

【００６２】

【表４】評価基準：◎非常によい、○よい、△実用上問題無、―測定不能肉厚０．０５ｍｍのものは、強度不足のため、成膜時あ
るいは測定時に剥がれが生じてしまい、測定不能であっ
た。

【００６３】図８において、継ぎ目のあるタイプのヒー
ターにおいては、ヒーターの継ぎ目でない部分が実線、
ヒーターの継ぎ目部分が破線のようになり、スイッチン
グ時に大きな温度差ができてしまった。一方、継ぎ目の
ないタイプのヒーターにおいては、測定した全ての部分
は、実線のようになり、スイッチング時に場所による温
度差はできなかったが、測定箇所における温度の時間変
化（温調リップル）は生じてしまった。

【００６４】従来の実使用条件において実用上問題のな
かった、これらのタイプのヒーターにおいても、表４に
示すように、大パワーで高速昇温させる場合において
は、特に肉厚の厚いものに関しては、以上のような傾向
がより顕著になった。

【００６５】実施例３温調回路を用いず、図２のように継ぎ目のない円筒状で
フレキシブルなタイプで感光体内面に密着するＰＴＣヒ
ーターを使用して、導電性基体の肉厚及び円筒の外径の
異なる感光体を何種類か作成し、実験機にセットし、感
光体の熱容量に応じた最適パワーをヒーターに通電開始
して、感光体の温度が４５℃になるように制御し、１５
℃環境で連続通紙した際の温度の時間変化を測定した結
果が図３であり、測定結果が表５である。

【００６６】

【表５】評価基準：◎非常によい、○よい、△実用上問題無、―測定不能肉厚０．０５ｍｍのものは、強度不足のため、成膜時あ
るいは測定時に剥がれが生じてしまい、測定不能であっ
た。

【００６７】図３は実測の代表例であるが、表５に示す
ように、感光体の熱容量に応じた最適パワーを用いれば
外径の依存性はほとんどなく、全てについて良好な結果
となった。特に肉厚の厚いものについては、熱容量が大
きいため、より良好であった。

【００６８】この構成を用いることによって、動的状態
においても、温度の時間変化（温調リップル）がなくな
り、前述温度特性に起因する電位ムラがなくなり、従
来、連続通紙時に発生していた微弱な画像濃度ムラがな
くなった。

【００６９】また、電位ムラがなくなったため、電位測
定手段を有し、潜像条件を帯電量・光量等でコントロー
ルする、いわゆる『電位制御』において、従来の、温度
特性に起因する電位ムラによる電位制御バラツキ、すな
わち制御電位変動、がなくなって電位の収束性が向上
し、画像濃度安定性がより向上した。

【００７０】比較例２図４のような温調回路を用い、図２のように継ぎ目のな
い円筒状でフレキシブルなタイプで感光体内面に密着す
るヒーターを使用して、導電性基体の肉厚及び円筒の外
径の異なる感光体を何種類か作成し、実験機にセット
し、感光体の熱容量に応じた実施例３のパワーをヒータ
ーに通電開始して、感光体の温度が４５℃になるように
制御し、１５℃環境で連続通紙した際の温度の時間変化
を測定した結果が図９であり、測定結果が表６である。

【００７１】

【表６】評価基準：○よい、△実用上問題無、×実用上問題有、―測定不能肉厚０．０５ｍｍのものは、強度不足のため、成膜時あ
るいは測定時に剥がれが生じてしまい、測定不能であっ
た。

【００７２】図９に示すように、通紙による温度低下を
補償するために、大パワーを供給するため、温調リップ
ルが発生し、前述温度特性に起因する電位ムラ、画像濃
度ムラが発生した。

【００７３】

【発明の効果】本発明では、ドラム状金属基体として、
その外径がΦ２０ｍｍ以上Φ６０ｍｍ以下のものを使用
することにより、光導電部材の製造時及び電子写真用の
感光体ドラムとしての使用時にドラム状金属基体が加熱
されても、ドラム状金属基体の熱変形の程度を充分小さ
く抑えることができるので、ａ−Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）堆積膜
の膜剥がれの程度を実用範囲内においては問題がない、
あるいは皆無にすることが可能であり、ドラム状金属基
体の厚さを０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ未満にすることが
でき製造コストを大幅に削減することができる。

【００７４】また、０．１ｍｍ以上２．５ｍｍ未満の厚
さを有するドラム状金属基体において、ヒーターを用い
る場合にはヒーターと感光体表面の温度勾配が少ないた
め、高精度温調が可能となる。

【００７５】さらに、継ぎ目のない構成のＰＴＣヒータ
ーを用いることにより、温度平衡状態になるよりはるか
に高い大電力の投入が可能になるため、応答性が向上
し、高速昇温を可能にしつつ、通紙を伴うような動的状
態においてもオーバーシュート。

【図面の簡単な説明】

【図１】グロー放電分解法による光導電部材の製造装置
を示す模式図。

【図２】本発明で使用する感光体用ヒーターを示す模式
図で、（Ａ）は感光体ドラム内面に装着前、（Ｂ）は装
着後を示す。

【図３】実施例３の形態において、１５℃環境で連続通
紙した際（動的状態）のドラム表面温度の変化を示す。

【図４】従来からの温調基板を用いた場合の感光体の温
度制御用回路のブロック図。

【図５】従来からのサーモスイッチを用いた場合の感光
体の温度制御用回路のブロック図。

【図６】従来の感光体用ヒーターを示す模式図で、
（Ａ）は装着前、（Ｂ）は装着後を示す。

【図７】実施例２の形態において、感光体が静止した状
態（静的状態）のドラム表面温度変化を示す。

【図８】比較例１の形態において、感光体が静止した状
態（静的状態）のドラム表面温度の変化を示す。

【図９】比較例２の形態において、１５℃環境で連続通
紙した際（動的状態）のドラム表面温度の変化を示す。

【図１０】ａ−Ｓｉ感光体の模式図で、（Ａ）は概観
図、（Ｂ）は断面図である。

【符号の説明】

１堆積膜２ベースプレート３槽壁４トッププレート５カソード電極６ドラム状金属基体７原料ガス流入バルブ８リークバルブ９排気バルブ１０真空計１１マスフローコントローラ１２加熱ヒーター１３高周波電源１４モーター１０１，４０１，５０１，６０１感光体用ヒーター４０２，５０２ヒーター用電源４０３ヒーター温度フィールドバック用サーミスタ４０４温調用制御回路５０３ヒーター温度制御用サーモスイッチ２１００ａ−Ｓｉ感光体またはその肉厚２１０１導電性支持体２１０２電荷注入阻止層２１０３光導電層２１０４表面保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体上に少なくとも非晶質珪素を
含有する感光層を備え、該導電性基体の肉厚が０．１ｍ
ｍ以上２．５ｍｍ未満である円筒状感光体において、該
円筒の外径がΦ２０ｍｍ以上Φ６０ｍｍ以下であること
を特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】請求項１に記載の電子写真感光体を具備
する電子写真装置。
【請求項３】請求項２に記載の電子写真装置におい
て、前記電子写真感光体がその内部にヒーターを具備し
ており、該ヒーターが正抵抗温度係数発熱体からなり、
該感光体の内周面の全周にわたり密着されている電子写
真装置。
【請求項４】前記導電性基体の基材がアルミニウムま
たはアルミニウム系合金である請求項１に記載の電子写
真感光体。
【請求項５】前記導電性基体の基材がアルミニウムま
たはアルミニウム系合金である請求項２または３に記載
の電子写真装置。