JPS63267952A - 円筒形アモルフアスシリコン感光体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は円筒形アモルファスシリコン感光体に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真装置などの画像形成装置における感光体
としてはＳｅ　舎ＣｄＳ　ａ　　ＺｎＯ等の無機光導電
性材料をはじめ、ポリビニルカルバゾール・フタロシア
ニン等の有機光導電性材料（ｏｐｃ）を感光層材料とす
る単層型又は積層型の種々のものが実用されている。

一方近年注目されている光導電性材料としてアモルファ
スシリコン（非晶ｆｉシリコン系、ｕ下Ａ−Ｓｉと記す
）があり、例えば独国公開第２，７４８，９６７号公報
・同第２，８５５．７１８号公報には電子写真用像形成
部材としての応用が、又同２．！３３３，４１１号公報
には光電変換読取装置への応用が開示されている。

該Ａ−５ｉを感光層とする感光体は前記のような従来の
感光体に比べて、感光層の表面硬度が高く（ＪＩＳ規格
、ビッカース硬さ１１００（Ｈ／履鳳２以上）、＃庁耗
性・耐傷付性瞭耐衝撃性等に格段に優れる、耐熱性・耐
湿性・耐コロナイオン性。電位安定性等にも優れる、光
感度もよく特に長波長光に好感度を有している、光感度
劣化をほとんど示さず、室内光程度の光照射に対して特
性劣化を生じない、毒性も全くない等の種々の特長があ
り、＆寿命の優秀なものである。

特に、表面硬度が高く耐摩耗性・耐傷付性・耐衝撃性に
優れる点から感光体の帯除電処理手段としては一般に活
用されているコロナ放電器の代りに、接触式帯除電器即
ち電圧を印加した導電性部材を感光体面に直接に当接さ
せて感光体面を所望の電位に帯除電処理方式の帯除電器
を採用することが可能となり、コロナ放電器を用いた場
合の種々の問題点（高電圧印加、低電力効率、コロナ放
電生成物の発生、清掃保守等）が解消され、全体に簡素
・小型で、しかも優れた画像形成能を有する画像形成装
置を構成することが可能となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高品位Ａ−Ｓ　ｉ感光体のデメリットとしてはコストの
高いことが挙げられる。そのコスト高の因子としては、 ａ、感光層支持体（導電性）として通常アルミニウム（
Ａｌｌ）が利用されるが、そのＡｕとして純度９９．９
９％程度の高価な高純度Ａｎを用いること、 ｂ、且つそのＡｌ支持体の肉厚を３〜５ｍｍ程度の厚い
ものとすること、 が卆げられる。

■〕記ａのように高純度のＡｎを用いるのは、Ａｌ支持
体上にＡ−Ｓｉ感光層を成膜処理したときＡ！；Ｌ中に
含まれる不純物としてのＦｅ２Ｏ３やＡ　ｌ　２０３と
いった介在物が核となって所謂球状突起と呼ばれるＡ−
９ｉ感光層の異常成長部分ができそれが感光体欠陥部と
なるのを防止するためである。

又すのようにＡｌ支持体の肉厚を厚いものとするのは、
Ａ−Ｓ　ｉ感光体の成膜時に３００℃近い熱がＡｌ支持
体に作用し、Ａｌ支持体が高純度で肉厚の薄いものであ
るときは、その作用熱で少なからず変形を生じてしまう
ので、肉厚を厚くして強度をもたせて熱変形を防止する
ためである。感光体が感光層支持体としてのＡｎ円筒部
材（シリンダ）の外周面にＡ−３ｉ感光層を成膜してな
る円筒形（ドラム形）のものであるとき、支持体シリン
ダに熱変形を生じると円筒形感光体としての真円度が確
保されず、プリントアウトされる画像品位に悪影響する
。

本発明は上記に鑑みて、支持体シリンダの外周面にＡ−
Ｓｉ感光層を成膜した円筒形感光体について、使用支持
体シリンダの肉厚を薄肉化しても感光体真円度は実用上
支障のない許容変形範囲内に保持させ、これにより支持
体シリンダの材質を高価な高純度Ａｕを使用するとして
もその支持体シリンダの肉厚削減により高純度ＡＭの使
用量を少なくして高品位Ａ−９ｉ感光体のコストの低減
を図ることができるようにしたものである。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、感光層支持体としての導電性円筒部材と、該
円筒部材の外周面に成膜されたアモルファスシリコン感
光層と、該円筒部材の内径と略同一の外径を有し該円筒
部材に圧入された補強剛体部材とからなり、該圧入され
た補強剛体部材は、円筒部材外周面の感光層面に当接さ
れる作像実行機器部材の少なくとも両端部位置に対応す
る円筒部材内部位置に達する長さ寸法を有している、或
は該円筒部材内部位置に位置して存在している、ことを
特徴とする円筒形アモルファスシリコン感光体を要旨と
する。

〔作　用〕

上記の構成により、感光層支持体としての導電性円筒部
材はその内部に圧入した補強剛体部材でバックアップさ
れ、外周面に成膜した感光層面に当接される作像実行機
器部材の押圧力に十分に対抗でき、感光層支持体として
の円筒部材自体の肉■を薄肉化しても円筒形感光体とし
ての全体的な真円度は許容変形範囲内に耐久的に保持さ
れる。

従って、感光層支持体としての円筒部材の材質を高価な
高純度Ａｌを使用するにしてもその円筒部材の肉厚の削
減により高純度Ａ文の使用量を少なくして低コストに、
しかも十分な真円度・耐火性を有する高品位Ａ−Ｓｉ感
光体を得ることが可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る円筒形Ａ−５ｉ感光体を用いた接
触帯電式・転写式の電子写真装置の一例の概略図である
。

１は中心軸１４を中心に矢示方向に所定の周速度で回転
駆動される円筒形Ａ−Ｓｉ感光体であり、その回転過程
で接触帯電用導電性ゴムローラ２によりその周面に正又
は負の所定表面電位の均一帯電処理を受け、次いで画像
露光部３にて不図示の像露光装置により光像露光Ｌ（ス
リット露光・レーザビーム走査露光等）を受けることに
より、露光画像パターンに対応した静電潜像が順次に形
成される。潜像は現像器４でトナー現像され、その現像
像が不図示の給紙手段部から転写帯電器部５へ同期搬送
された転写材Ｐ面に対して順次に転写される。像転写を
受けた転写材Ｐは感光体１面から順次に分離されて不図
示の像定着手段部へ導入され、画像形成物として機外ヘ
プリントアウトされる。像転写後の感光体面はクリーニ
ング装置６により清浄化され、次いで前露光器７による
全面光照射（除電露光、イレーザ）を受け、再びローラ
２による接触帯電を受けて繰返して像形成に供される。

Ａ、感光体１ １２は感光層支持体としての導電性円筒部材であり、本
例の場合は高純度ＡｆＬ製シサシリンダる（以下シリン
ダと記す）、１１は該シリンダの外周面に成膜したＡ−
Ｓｉ感光層である。１３・１３（第２０３図）はシリン
ダ１２の両端開口から夫々シリンダ内に圧入した。シリ
ンダ内径と略同一の外径を有する補強剛体部材である。

ｆＪ４ｚ図例の場合、圧入部材１３・１３は感光体ｌの
Ａ−Ｓ　ｉ感光層１１の外面に当接される後述する接触
帯電用導電性ゴムローラ２の少なくとも両端部位置に対
応するシリンダ内部位置に、圧入した部材１３・１３の
先端部が十分に達する長さ寸法とし、該間圧入部材１３
・１３の先端面間のシリンダ部分領域は非補強部分とし
て残した形態のものである。

第３図例の場合、圧入部材１３−１３は夫々圧入した部
材１３＠１３の先端部がシリンダ内空の略中央部まで達
する長さ寸法にしてシリンダ内の全長域を剛体部材１３
・１３でバックアップ補強した形態のものである。

１３ａ＊１３ａは圧入部材１３−１３（７）中央部に同
軸に設けた感光体支軸１４の嵌入穴である。

シリンダ１２内に圧入する上記補強剛体部材１３・１３
は例えば低純度の安価なＡｎ、真ちゅうう、エンジニア
リングプラスチックなど適当な剛性φ耐火性等を有する
任意のものを利用し得る。

本実施例においてはエンジニアリングプラスチク（商品
名、コーピロン、三菱瓦斯化学　（株））を用いて良好
な結果が得られた。

而して感光層支持体としてのシリンダ１２はその内部に
圧入した補強剛体部材１３・１３でバックアップされ、
その外周面に成膜したＡ−Ｓｉ感光層１１面に当接され
る作像実行機器部材、図示例の場合は接触帯電導電性ゴ
ムローラ２．その他感光体面に当接して現像器４やクリ
ーニング装置６を感光体１面に対して所定の対向間隔に
維持する現像器コロ、クリーニング装置コロ等の押圧力
に十分に対抗できる。

従ってシリンダ１１内体を肉厚例えば０．１〜１．５鳳
鵬、外径ｌＯ〜７０■脂の薄肉・小型シリンダに設計し
ても圧入部材１３・１３のバックアップ効果により円筒
形感光体１としての全体的な真円度は許容変形範囲内に
耐久的に保持され、高価な高純度Ａｎの使用量を大幅に
少なくした低コストで高品位のＡ−Ｓ　ｉ感光体が構成
される。

感光体１面に当接させた前記ローラ２により感光体面に
作用する押圧力は実際上ローラ２の両端部側が強い状態
となる。又現像器コロやクリーニング装置コロは感光体
１面の両端部寄りの外周面に当接して受けられる。そこ
でシリンダ１２内の全長域を第３図例のように圧入部材
１３・１３で補強しなくとも、第２図例のように、ロー
ラ２の両端部や現像器コロ・クリーニング装置コロが対
応するシリンダ両端寄りの内部についてのみを圧入部材
１３・１３で補強する形態にしても、円筒形感光体ｌと
しての全体的な真円度は許容変形範囲内に耐久的に保持
される。

Ｂ、接触帯電 接触帯電用導電性ゴムローラ、２は、本例の場合はＳＵ
Ｓ製等の金属芯金を軸棒２２にしてその外周に導電性弾
性材層２１を一体に外装したもので。

該ローラ２を感光体１面に対して例えば線圧５０〜１０
００ｇ／ｃｍ、好適には１００　ｇ／ｃｍをもって圧接
した状態にしてあり、感光体ｌの回転に伴ない従動回転
する。

２３は上記のローラ２に対する電圧印加電源である。感
光体ｌは該電源２３から電圧の印加されたローラ２の接
触により回転に伴ないその周面が接触方式で均一に帯電
される。

ローラ２は感光体ｌに対する圧接を保たせて駆動源によ
り植種的に所定の周速度で感光体１の回転方向に順方向
に又は逆方向に回転駆動させるようにしてもよいし、回
転する感光体１に対して非回転に加圧接触させてもよい
。

ローラ２による接触帯電は感光体ｌとローラ２どの曲率
差による連続の任意のギャップにおいて放電を開始し、
印加電圧により一定のギャップ領域が安定的に放電を維
持するといった特徴がある。ブラシ方式の場合は点接触
の集合になるのに対し、ローラ方式では剛性をもったロ
ーラを感光体に圧接し面接触になるためのギャップ等の
位置出しが安定するとともに先端放電によらないため耐
久性も向上する。

又導電性ゴムローラを用いる事によりより感光体に対す
る追従性が向上し、曲率差によるギャップも安定する。

導電性ゴム材質はシリコーンゴムやウレタンゴムなどを
利用できるが、オイルのしみ出しによる帯電むらを防止
し、又耐摩耗性の観点からシリコーンゴムよりはウレタ
ンゴムを選択するのが好ましい、ウレタンゴムを用いる
ことにより、ローラ２を感光体ｌと相対スピード差を持
たせることが容易になり、ローラ２の回転ガタ等による
帯電むらを低減させたり、摺擦により感光体表面に付着
した微量のコロナ生成物をかきとる効果を生ずる。

硬度（ＪＩＳ　Ｈｓ）は加圧機構が安定的に設定できる
１５〜８０度、特に４５〜５５度のものとするのが好ま
しいことがわかった。又抵抗値は１０５〜１０６Ωまで
高めることにより絶縁破壊を防止するとともに帯電むら
もなく、高品質の画像を得ることができることがわかっ
た。特にＡ−Ｓ　ｉ感光体の場合において、球状突起と
呼ばれるＡ−Ｓ　ｉ感光体特有の異常成長部へのラッシ
ュカレントの保護抵抗効果が生まれ、また抵抗が高すぎ
て供給電圧ムラを生ずる事もなく、他感光体に比べ同じ
ローラ接触帯電でも倍近く電流の流れるＡ−Ｓｉ感光体
によってきわめて好適な接触帯電ローラとなる。

ローラ２に対する印加電圧はＤＣ（直流）だけでもよい
が、ＤＣ成分にＡＣ（交流）成分を重畳したＤＣ＋ＡＣ
電圧の方がより良好な結果を得ることができる。

ＤＣ成分　５００〜１０００ｖとＡＣ成分　８００〜１
８００Ｈｚ、８００〜１８ＱＯＶ　Ｐ−ＰのＤＣ＋ＡＣ
重畳電圧を印加することにより帯電むらのない良好な画
像が得られた。

特ニｖ　ｐ−ｐは効果が大きく、１４００Ｖ　ｐ−ｐ以
上ニすると導電ローラ２５の汚れをカバーし、ローラ回
転に伴なう帯電むらをほとんど解消することができる。

感光体１面に接触させて帯電する導電性部材は図示例の
ようなローラ型でなくとも第４図（ａ）や（ｂ）のよう
に感光体１面に対して非回転に圧接するパッド部材とす
ることもできる。

Ｃ１感光体の真円度変化等 （１）下記の要領で本発明に従う円筒形Ａ−９ｉ感光体
を製造した。

感光層支持体としての導電性円筒部材として高純度５０
００系Ａｌ製の肉厚０．７■、外径３０ｍｍφ（内＋０
°０３３　、、）、　ｇさ　２６０ｍ■、径２８．５８
８、即ち２８．５　　。

真円度０．０３■以内の肉薄・小径シリンダを用い、該
シリンダ１２の外周面に対して、５ｉＨ４−Ｈ２−Ｂ２
Ｈ６−Ｎｏの混合ガスを０．３５ｔｏｒｒ　＠　　１５
０ＷのＲＦにより４５分間適用して阻止層を形成し、次
いで５ｉＨ４−Ｈ，の混合ガスを０．４０ｔｏｒｒ　＊
２７０Ｗにて　１６５分間適用してｉ層を形成し、次い
テｓ　ｉ　Ｈ４ＣＨ４（１）混合ガスを０．４０ｔｏｒ
ｒ　舎１００Ｗにて３２分間適用してＳｉＣ表面保護層
を堆積成膜して、Ａ−Ｓｉ感光層１１を成膜した。Ｌ温
感光層１１の成膜処理の全所要時間は加熱・冷却時間も
含めて約６時間であるがその間シリンダ１２は２８０℃
にコントロールした。

上記で得られた感光体の真円度は、使用シリンダ１２の
真円度が０．０３ｍｍ以内であるけれどその熱変形によ
り最大０．０７ｍｍまで変形していた。

次いで上記で得られた感光体内にその両端側から外径が
シリンダ１２の内径に略等しい２８．５＋０ −０．０２５　”Φのエンジニアリングプラスチック製
（商品名コーピロン）の補強剛体部材１３・１３を圧入
して第２図例のような形態のＡ−Ｓｉ感光体ｌを作製し
た。

補強剛体部材１３・１３の圧入処置により感光体の真円
度は最大Ｑ、Ｑ４ｍｍ以内に補正された。

（２）上記Ａ−Ｓ　ｉ感光体ｌを用いて第１図示のよう
な導電性ゴムローラ２による接触帯電式の電子写真装置
を構成してＡ４サイズ紙２０００枚連続コピーの耐久試
験を行った（感光体−正帯電、感光体に対するローラ２
の接触線圧１００ｇ／ｃ■）。

２０００枚連続コピー終Ｙまでの間、感光体ｌの真円度
変化に起因する画像濃度むらや画像歪み（伸び縮み）は
実質的に認められず終始高品位の複写画像が出力された
。

又接触帯電用導電性ゴムローラ２の端部が対応している
感光体外周面部分（第２図（ロ））の（ｂ）　−（ｂ）
線位置部分）の真円度変化を１０００枚コピー終了時点
と２０００枚コピー終了時点について互いに４５°間隔
の４つの直径方向ａ−ａ、　ｂ−ｂ、　ｃ−ｃ、　　ｄ
　−ｄに関して測定した。その結果を表−１及び第５図
の真円度グラフに示した。即ち１０００枚コピー終了時
点での真円度は各直径方向について連続コピー開始時点
の真円度がそのまま十分に維持されていた（第５図実線
グラフ）。２０００枚コピー終了時点でも各方向につい
てわずかＯ，ＯｌｍＩずつの縮みが認められる程度でほ
とんど変形を生じていない（第５図１点鎖線グラフ）。

（３）比較例として、第６図示のようにシリンダ１２の
両端開口部に保形のためのフランジ円盤１５・１５を嵌
着した形態とし、他は前記（１）項と同じ構成のＡ−９
ｉ感光体ｌを作製した。この感光体ｌの場合は該感光体
に当接させた接触帯電用導電性ゴムローラ２の両端部位
置に対応するシリンダ内部位置にフランジ円ｆｉ１５・
１５が達しておらず、該シリンダ部分のバックアップ補
強はなされていない。

而して該Ａ−Ｓ　ｉ　ｐ光体ｌについて前記（２）と同
様に２０００枚連続コピー耐久試験及び真円度変化測定
（ローラ２の端部が対応している感光体外周面部分（第
６図（ａ）の（ｂ）　−（ｂ）線位置部分）の真円度変
化）を行った。結果を表−２及び第７図に示す。

即ち１０００枚コピー終了時点までに各方向に０，１２
〜０．０３層厘の変形を生じ（第７図破線グラフ）。

２０００枚コピー終了時点ではその変形が更に進行して
０．０３〜０．０６腸層もの変化状態となった（第７図
１点鎖線グラフ）。

そして２０００枚連続コピーの途中くらいから感光体ｌ
の真円度変化に起因する画像むら・画像歪みが認められ
はじめ、最終的には均一良好な画像が得られなかった。

更に、この比較例感光体の場合は、ローラ２の端部が対
応している感光層部分にその外周部分の真円度変化に起
因する所謂ボチ剥がれ部が数点発生しているのが認めら
れた。

ボチ剥がれとは感光層支持体たるシリンダ１２の外周に
対するＡ−Ｓｉ感光層１１の成膜時にシリンダ１２面に
ホコリや異物等が付着していた場合にその異物を核とし
てＡ−Ｓｉが球状突起として生長してその球状突起がＡ
−９ｉ感光層より剥がれた状態をボチ剥がれと称する。

このポチ剥がれは感光体の変形によりシリンダ１２と感
光層１１との密着性が悪くなり、ざらにローラ２による
ストレスにより発生したものと思われる。又、ボチ剥が
れが発生すると、剥がれた部分を核に感光層１１のシリ
ンダ１２面からの剥がれが更に広がることも予想される
。

表−１（実施例感光体） 表−２（比較例感光体） 第３図例の感光体のように感光体シリンダ１２内の全長
域に対して補強剛体部材１３・１３を圧入処置すること
により感光体の全長域について真円度を耐久的に維持さ
せることができる。

ハ、発明の効果 以上のように本発明の円筒形Ａ−Ｓ　ｉ感光体は、感光
層支持体としての導電性円筒部材がその内部に圧入した
補強剛体部材でバックアップされ、外周面にＪ＆膜した
感光層面に当接される作像実行機器部材の押圧力に十分
に対抗でき、感光層支持体としての円筒部材自体の肉厚
を薄肉化しても円筒形感光体としての全体的な真円度は
許容変形範囲内に耐久的に保持される。

従って、感光層支持体としての円筒部材の材質を高価な
高純度人文を使用するにしてもその円筒部材の肉厚の削
減により高純度Ａｉの使用量を少なくして低コストに、
しかも十分な真円度−耐久性を有する高品位Ａ−Ｓｉ感
光体を得ることが可能となる。

又小径化Φ軽量化したＡ−９ｉ感光体とすることも可能
となり、Ａ−９ｉ感光体の優れた特性を生かし、又有利
な接触式帯電手段等を採用した、小型・低コストで、而
も優れた画像形成能を有する画像形成装置を構成するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円筒形Ａ−Ｓ　ｉ感光体を用いた画像形成装置
の一例の概略構成図、第２図（＆）は実施例感光体の縦
断正面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）　ｃＦ）　（ｂ
）　−（ｂ）線横断面図、ｉ３図は他の実施例感光体の
縦断正面図、第４図Ｃａ）・（ｂ）は夫々ローラ型以外
の接触帯電用導電性部材の構成例を示す横断面図、第５
図は実施例感光体の耐久使用−真円度変形測定グラフ、
第６図（ａ）は比較例感光体の縦断正面図、第６図（ｂ
）は第６図（ａ）の（ｂ）　−（ｂ）線横断面図、第７
図は比較例感光体の耐久使用−真円度変化測定グラフで
ある。 ｌは円筒形Ａ−Ｓｉ感光体、１２は感光層支持体として
の高純度Ａｎシリンダ、１１はその外周面に成＋１９さ
れたＡ−Ｓｉ感光ｆｉ、１３・１３はシリンダ内に圧入
した補強剛体部材、２は接触帯電用の導電性ゴムローラ
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光層支持体としての導電性円筒部材と、該円筒
   部材の外周面に成膜されたアモルファスシリコン感光層
   と、該円筒部材の内径と略同一の外径を有し該円筒部材
   に圧入された補強剛体部材とからなり、該圧入された補
   強剛体部材は、円筒部材外周面の感光層面に当接される
   作像実行機器部材の少なくとも両端部位置に対応する円
   筒部材内部位置に達する長さ寸法を有している、或は該
   円筒部材内部位置に位置して存在している、ことを特徴
   とする円筒形アモルファスシリコン感光体。
2. （２）導電性円筒部材は肉厚０．１〜１．５ｍｍ・外径
   １０〜７０ｍｍの金属シリンダである、特許請求の範囲
   第１項に記載の円筒形アモルファスシリコン感光体。
3. （３）導電性円筒部材は高純度アルミニウムである、特
   許請求の範囲第１項に記載の円筒形アモルファスシリコ
   ン感光体。