JPH11133643A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JPH11133643A JPH11133643A JP31598597A JP31598597A JPH11133643A JP H11133643 A JPH11133643 A JP H11133643A JP 31598597 A JP31598597 A JP 31598597A JP 31598597 A JP31598597 A JP 31598597A JP H11133643 A JPH11133643 A JP H11133643A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 感光体の表面が滑らかになるように研磨のコ
ントロールを行ないながら印字し、感光体ドラムの表面
粗さＲｚを５００オングストローム以下とすることによ
り、多数枚印字後においても像流れを防止して画像品質
を向上する。感光体最表面の動的押し込み硬さを４５〜
２２２Ｋｇｆ／ｍｍ2 と小さくすることで印字プロセス
毎の表面研磨が効率的に行ないイオン生成物が除去し、
常にフレッシュな表面で像流れの防止を実現する。 【解決手段】 導電性基板上に、光導電層とａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈからなる表面層とを順次積層した電子写真感光体
を使用し、該感光体の表面粗さＲｚを５００オングスト
ローム以下に研磨する手段を有した画像形成装置であっ
て、該感光体の最表面層の動的押し込み硬さが４５〜２
２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、かつ、該表面層の動的押し
込み硬さが光導電層との界面側から自由表面側に向かっ
て漸次小さくした画像形成装置。
ントロールを行ないながら印字し、感光体ドラムの表面
粗さＲｚを５００オングストローム以下とすることによ
り、多数枚印字後においても像流れを防止して画像品質
を向上する。感光体最表面の動的押し込み硬さを４５〜
２２２Ｋｇｆ／ｍｍ2 と小さくすることで印字プロセス
毎の表面研磨が効率的に行ないイオン生成物が除去し、
常にフレッシュな表面で像流れの防止を実現する。 【解決手段】 導電性基板上に、光導電層とａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈからなる表面層とを順次積層した電子写真感光体
を使用し、該感光体の表面粗さＲｚを５００オングスト
ローム以下に研磨する手段を有した画像形成装置であっ
て、該感光体の最表面層の動的押し込み硬さが４５〜２
２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、かつ、該表面層の動的押し
込み硬さが光導電層との界面側から自由表面側に向かっ
て漸次小さくした画像形成装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ａ−ＳｉＣ：Ｈか
らなる表面層を有する感光体ドラムを用いた電子写真法
による画像形成装置に関するものであり、特に、ａ−Ｓ
ｉ（アモルファスシリコン）系感光体ドラムを適切に使
用することより、画像形成時に発生する像流れを防止し
た画像形成装置に関する。
らなる表面層を有する感光体ドラムを用いた電子写真法
による画像形成装置に関するものであり、特に、ａ−Ｓ
ｉ（アモルファスシリコン）系感光体ドラムを適切に使
用することより、画像形成時に発生する像流れを防止し
た画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真法においては、感光体の帯電→
画像露光による静電潜像の形成→現像によるトナー像の
形成→転写→定着を一連のプロセスとして画像形成がな
されるが、帯電工程において帯電のための放電が行なわ
れると、この放電によりオゾンが発生する。そして、発
生したオゾンにより空気中の成分が分解されてＮｏｘや
ＳＯｘ等の水溶性のイオン生成物が生じ、このイオン生
成物がＳｉ系感光体ドラム上に付着し、更に大気中の水
分を取り込み複合生成物を生じて感光体ドラムの表面抵
抗を低下せしめる。これにより、感光体ドラムの表面に
描かれた静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、
その結果、像流れを生じて印字品質が低下する。従来か
ら、ヒーターを感光体ドラムの内部に設置して加熱し、
感光体表面のイオン生成物が取り込んだ水分を脱離させ
るエネルギーを与え、高湿環境下における感光体ドラム
の抵抗低下を抑える技術は知られており、既に一般化さ
れている。また、研磨剤を混入させたトナーと弾性ロー
ラとからなる研磨システム、或いはその他の研磨システ
ムにより、感光体ドラム上に付着したイオン生成物を研
磨・除去し、感光体ドラム表面の抵抗低下の原因物質そ
のものを除去する技術も知られている。
画像露光による静電潜像の形成→現像によるトナー像の
形成→転写→定着を一連のプロセスとして画像形成がな
されるが、帯電工程において帯電のための放電が行なわ
れると、この放電によりオゾンが発生する。そして、発
生したオゾンにより空気中の成分が分解されてＮｏｘや
ＳＯｘ等の水溶性のイオン生成物が生じ、このイオン生
成物がＳｉ系感光体ドラム上に付着し、更に大気中の水
分を取り込み複合生成物を生じて感光体ドラムの表面抵
抗を低下せしめる。これにより、感光体ドラムの表面に
描かれた静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、
その結果、像流れを生じて印字品質が低下する。従来か
ら、ヒーターを感光体ドラムの内部に設置して加熱し、
感光体表面のイオン生成物が取り込んだ水分を脱離させ
るエネルギーを与え、高湿環境下における感光体ドラム
の抵抗低下を抑える技術は知られており、既に一般化さ
れている。また、研磨剤を混入させたトナーと弾性ロー
ラとからなる研磨システム、或いはその他の研磨システ
ムにより、感光体ドラム上に付着したイオン生成物を研
磨・除去し、感光体ドラム表面の抵抗低下の原因物質そ
のものを除去する技術も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
像流れ対策は必ずしも満足のいくものではなかった。す
なわち、上記のヒーターによる加熱方法は、常時ヒータ
ーを使用する必要があるため、エネルギーを無駄に消費
するという問題がある。また感光体と接触ないしは付着
するトナーの溶融を防ぐために、ヒーターの温度を十分
に上げることができず、完全な像流れ対策を行うことが
できなかった。一方、感光体表面を研磨する方法は、ａ
−Ｓｉ系感光体ドラムの表面層が硬く研磨しにくいた
め、研磨に時間が掛かる等の不都合を生じ、一層の改善
が待たれていた。したがって、本発明は、多数枚印字後
における像流れの発生を防止して画像品質を向上させる
ことを目的とし、併せて、使用ヒーターの温度低下、或
いはヒーター自体の削除を可能とせんとするものであ
る。さらに、本発明は、像流れの防止と共に、長期にわ
たって画質の劣化を防止し、感光体ひいては画像形成装
置の長寿命化を図ることを目的とする。
像流れ対策は必ずしも満足のいくものではなかった。す
なわち、上記のヒーターによる加熱方法は、常時ヒータ
ーを使用する必要があるため、エネルギーを無駄に消費
するという問題がある。また感光体と接触ないしは付着
するトナーの溶融を防ぐために、ヒーターの温度を十分
に上げることができず、完全な像流れ対策を行うことが
できなかった。一方、感光体表面を研磨する方法は、ａ
−Ｓｉ系感光体ドラムの表面層が硬く研磨しにくいた
め、研磨に時間が掛かる等の不都合を生じ、一層の改善
が待たれていた。したがって、本発明は、多数枚印字後
における像流れの発生を防止して画像品質を向上させる
ことを目的とし、併せて、使用ヒーターの温度低下、或
いはヒーター自体の削除を可能とせんとするものであ
る。さらに、本発明は、像流れの防止と共に、長期にわ
たって画質の劣化を防止し、感光体ひいては画像形成装
置の長寿命化を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】像流れの発生は、前述の
通り、帯電器の放電により発生したオゾンから生成され
たイオン生成物が、感光体ドラム上に付着することによ
り発生する。このイオン生成物は感光体ドラム表面の
０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むため、従来の研
磨システムでは十分に取り除くことができなかった。例
えば、従来のａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面層を設けた感
光体ドラムの表面粗さは、約Ｒｚ＝８００オングストロ
ーム程度である。この感光体ドラムに対して、従来の一
般的な研磨剤入りトナーと弾性ローラとを用い、特別な
コントロールを行うことなく多数枚プリントすると、感
光体表面やトナーや転写紙などにより研磨され、表面粗
さが約６００オングストローム程度となる。
通り、帯電器の放電により発生したオゾンから生成され
たイオン生成物が、感光体ドラム上に付着することによ
り発生する。このイオン生成物は感光体ドラム表面の
０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むため、従来の研
磨システムでは十分に取り除くことができなかった。例
えば、従来のａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面層を設けた感
光体ドラムの表面粗さは、約Ｒｚ＝８００オングストロ
ーム程度である。この感光体ドラムに対して、従来の一
般的な研磨剤入りトナーと弾性ローラとを用い、特別な
コントロールを行うことなく多数枚プリントすると、感
光体表面やトナーや転写紙などにより研磨され、表面粗
さが約６００オングストローム程度となる。
【０００５】しかし、この表面粗さのレベルでは感光体
表面に付着したイオン生成物が完全に除去されず、像流
れが発生してしまう。この点については、多数枚プリン
ト後の感光体ドラムを水で拭き取ると像流れが改善され
ることにより、イオン生成物が感光体表面に残っている
ことにその原因がある事を確認した。そこで本発明で
は、多数枚印字時を通して、印字プロセス毎に感光体表
面を滑らかに研磨することにより、イオン生成物の除去
を容易とした。具体的には、本発明では、感光体表面の
粗さをＲｚ＝５００オングストローム以下に研磨する研
磨手段を有した画像形成装置を用い、かつ、感光体表面
層ａ−ＳｉＣ：Ｈの動的押し込み硬さを所定範囲に設定
し、従来の感光体ドラム、とりわけａ−Ｓｉ系感光体ド
ラムの表面層の硬度を低くして、一般的な研磨手段での
速やかな研磨を可能とし、像流れの改善を実現した。さ
らに、感光体表面層の動的押し込み硬さを、光導電層と
の界面側から自由表面側に向かって漸次小さくすること
により、研磨速度を徐々に下げて感光体ドラムの長寿命
化を実現した。感光体の表面層の硬さの調整は、例えば
表面層を構成するａ−ＳｉＣ：ＨのＣとＳｉとの組成比
を調整することによって行なうことができる。
表面に付着したイオン生成物が完全に除去されず、像流
れが発生してしまう。この点については、多数枚プリン
ト後の感光体ドラムを水で拭き取ると像流れが改善され
ることにより、イオン生成物が感光体表面に残っている
ことにその原因がある事を確認した。そこで本発明で
は、多数枚印字時を通して、印字プロセス毎に感光体表
面を滑らかに研磨することにより、イオン生成物の除去
を容易とした。具体的には、本発明では、感光体表面の
粗さをＲｚ＝５００オングストローム以下に研磨する研
磨手段を有した画像形成装置を用い、かつ、感光体表面
層ａ−ＳｉＣ：Ｈの動的押し込み硬さを所定範囲に設定
し、従来の感光体ドラム、とりわけａ−Ｓｉ系感光体ド
ラムの表面層の硬度を低くして、一般的な研磨手段での
速やかな研磨を可能とし、像流れの改善を実現した。さ
らに、感光体表面層の動的押し込み硬さを、光導電層と
の界面側から自由表面側に向かって漸次小さくすること
により、研磨速度を徐々に下げて感光体ドラムの長寿命
化を実現した。感光体の表面層の硬さの調整は、例えば
表面層を構成するａ−ＳｉＣ：ＨのＣとＳｉとの組成比
を調整することによって行なうことができる。
【０００６】すなわち、本発明の画像形成装置は、導電
性基板上に、光導電層とａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面層
とを順次積層した電子写真感光体を使用し、該感光体の
表面粗さＲｚを５００オングストローム以下に研磨する
手段を有した画像形成装置であって、該感光体の最表面
層の動的押し込み硬さが４５〜２２０Ｋｇｆ／ｍｍ2で
あり、かつ、該表面層の動的押し込み硬さが光導電層と
の界面側から自由表面側に向かって漸次小さくなること
を特徴とする。
性基板上に、光導電層とａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面層
とを順次積層した電子写真感光体を使用し、該感光体の
表面粗さＲｚを５００オングストローム以下に研磨する
手段を有した画像形成装置であって、該感光体の最表面
層の動的押し込み硬さが４５〜２２０Ｋｇｆ／ｍｍ2で
あり、かつ、該表面層の動的押し込み硬さが光導電層と
の界面側から自由表面側に向かって漸次小さくなること
を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の画像形成装置
の、特にプリンタの感光体１１周辺のプロセス系を示す
基本構成図である。感光体１１の廻りには、その回転方
向に沿って、帯電器１３、露光源１５、現像ローラー１
７、転写ローラー１９、研磨ローラー２１、クリーニン
グブレード２７、除電器２９が配設されている。感光体
１１に対して帯電器１３により暗下に放電され、感光体
１１の表面が全面均一帯電される。ついで、露光源１５
により画像信号露光がなされ、選択的に電荷がリークし
静電潜像が形成される。
の、特にプリンタの感光体１１周辺のプロセス系を示す
基本構成図である。感光体１１の廻りには、その回転方
向に沿って、帯電器１３、露光源１５、現像ローラー１
７、転写ローラー１９、研磨ローラー２１、クリーニン
グブレード２７、除電器２９が配設されている。感光体
１１に対して帯電器１３により暗下に放電され、感光体
１１の表面が全面均一帯電される。ついで、露光源１５
により画像信号露光がなされ、選択的に電荷がリークし
静電潜像が形成される。
【０００８】ついで、静電潜像は現像ローラー１７によ
り現像剤で現像されて、感光体１１上にトナーによる可
視像が形成される。感光体１１上のトナーは転写ローラ
ー１９により転写紙３１に転写され、転写画像は定着器
（図示せず）により定着されて画像形成が完了する。一
方、転写工程時に転写されずに感光体１１上に残存した
トナー（残存トナー）は、研磨ローラー２１およびクリ
ーニングブレード２７により除去され、トナー回収スク
リュー２５によって図示しない廃棄ボトルへと搬送され
る。また、感光体１１は除電器２９により除電されて初
期状態に戻り、再び帯電工程以降の画像形成プロセスを
繰り返す。前記の如く、上記画像形成プロセスを繰り返
すと、すなわち多数枚の連続印字を行うと、帯電器１３
による放電によってオゾンが発生し、この結果イオン生
成物が感光体１１の表面に付着して、感光体１１の表面
抵抗の低下、ひいては像流れによる画像品質の劣化を招
く。
り現像剤で現像されて、感光体１１上にトナーによる可
視像が形成される。感光体１１上のトナーは転写ローラ
ー１９により転写紙３１に転写され、転写画像は定着器
（図示せず）により定着されて画像形成が完了する。一
方、転写工程時に転写されずに感光体１１上に残存した
トナー（残存トナー）は、研磨ローラー２１およびクリ
ーニングブレード２７により除去され、トナー回収スク
リュー２５によって図示しない廃棄ボトルへと搬送され
る。また、感光体１１は除電器２９により除電されて初
期状態に戻り、再び帯電工程以降の画像形成プロセスを
繰り返す。前記の如く、上記画像形成プロセスを繰り返
すと、すなわち多数枚の連続印字を行うと、帯電器１３
による放電によってオゾンが発生し、この結果イオン生
成物が感光体１１の表面に付着して、感光体１１の表面
抵抗の低下、ひいては像流れによる画像品質の劣化を招
く。
【０００９】そこで、本発明では、感光体１１の表面の
粗さＲｚを５００オングストローム以下に研磨する研磨
手段を有した画像形成装置を用いる。表面粗さＲｚは、
ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠し、１００μｍ長さでの１０
点平均粗さである。研磨は、感光体１１と接触する各種
部材によって行なうことができ、研磨ローラー２１、ク
リーニングブレード２７がこれに相当する。また、現像
剤中にトナーと共に研磨剤を配合することにより、上記
接触部材との接触時による研磨が一層助長される。特に
本発明では、感光体１１として特定の硬度の小さい表面
層を有する感光体を用いることにより、一般的な研磨手
段を用いた短時間処理により感光体１１が印字プロセス
毎に研磨されて、滑らかな感光体表面を実現・維持で
き、併せてイオン生成物を除去できる。
粗さＲｚを５００オングストローム以下に研磨する研磨
手段を有した画像形成装置を用いる。表面粗さＲｚは、
ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠し、１００μｍ長さでの１０
点平均粗さである。研磨は、感光体１１と接触する各種
部材によって行なうことができ、研磨ローラー２１、ク
リーニングブレード２７がこれに相当する。また、現像
剤中にトナーと共に研磨剤を配合することにより、上記
接触部材との接触時による研磨が一層助長される。特に
本発明では、感光体１１として特定の硬度の小さい表面
層を有する感光体を用いることにより、一般的な研磨手
段を用いた短時間処理により感光体１１が印字プロセス
毎に研磨されて、滑らかな感光体表面を実現・維持で
き、併せてイオン生成物を除去できる。
【００１０】研磨ローラー２１としては、例えば弾性ロ
ーラーを用いることができ、バネ２３の付勢力で感光体
１１に押圧され、感光体１１の表面を研磨する。研磨ロ
ーラー２１の硬度、線圧、感光体１１との周速度を設定
することにより、研磨の程度は制御できる。研磨剤とし
ては、酸化チタン、アルミナ、シリカなどを現像剤中に
配合できる。
ーラーを用いることができ、バネ２３の付勢力で感光体
１１に押圧され、感光体１１の表面を研磨する。研磨ロ
ーラー２１の硬度、線圧、感光体１１との周速度を設定
することにより、研磨の程度は制御できる。研磨剤とし
ては、酸化チタン、アルミナ、シリカなどを現像剤中に
配合できる。
【００１１】感光体１１としては、例えば、図２に層構
成を示したように、導電性基板４１上にキャリア注入阻
止層４３、光導電層４５、ａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面
層４７を順次積層したものが用いられる。導電性基板４
１としては、導電体あるいは導電処理を施した絶縁体が
用いられ、その一例を挙げればＡｌ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃ
ｕ，Ａｕ等の金属が主に用いられる。
成を示したように、導電性基板４１上にキャリア注入阻
止層４３、光導電層４５、ａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面
層４７を順次積層したものが用いられる。導電性基板４
１としては、導電体あるいは導電処理を施した絶縁体が
用いられ、その一例を挙げればＡｌ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃ
ｕ，Ａｕ等の金属が主に用いられる。
【００１２】光導電層４５としては、Ｓｅ，Ｓｅ−Ｔ
ｅ，Ａｓ2Ｓｅ3等のＳｅ合金、ＺｎＯ，ＣｄＳ，ＣｄＳ
ｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物の粒子を樹脂に分散させた分
散型無機感光体、ポリビニルカルバゾール等の有機半導
体材料、あるいはａ−Ｓｉなどが用いられ、特にａ−Ｓ
ｉ（アモルファスシリコン）系感光体が好適である。光
導電層の構成は特に制約がなく、単層型でも、電荷発生
層と電荷輸送層との積層型であっても構わない。さら
に、導電性基体４１と光導電層４５との間の密着性や電
荷注入を阻止するためのキャリア注入阻止層４３を設け
てもよい。
ｅ，Ａｓ2Ｓｅ3等のＳｅ合金、ＺｎＯ，ＣｄＳ，ＣｄＳ
ｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物の粒子を樹脂に分散させた分
散型無機感光体、ポリビニルカルバゾール等の有機半導
体材料、あるいはａ−Ｓｉなどが用いられ、特にａ−Ｓ
ｉ（アモルファスシリコン）系感光体が好適である。光
導電層の構成は特に制約がなく、単層型でも、電荷発生
層と電荷輸送層との積層型であっても構わない。さら
に、導電性基体４１と光導電層４５との間の密着性や電
荷注入を阻止するためのキャリア注入阻止層４３を設け
てもよい。
【００１３】表面層ａ−ＳｉＣ：Ｈとしては、動的押し
込み硬さが４５〜２２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 、好ましくは８
０〜１５０Ｋｇｆ／ｍｍ2 であるものが用いられる。こ
の値が４５Ｋｇｆ／ｍｍ2 未満では、均一な研磨が困難
になるだけでなく、膜減りによる寿命の低下、紙詰まり
等が原因で発生するキズなどが防止できなくなる。一
方、２２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 を超えると像流れを防止する
ことができない。動的押し込み硬さは、ダイナミック硬
度とも呼ばれ、四角錐の圧子を用いビッカース硬度と同
様の硬さ測定法で測定される。このような動的押し込み
硬さ範囲および研磨特性を満足するａ−ＳｉＣ：Ｈは、
例えば、表面層であるａ−ＳｉＣ：Ｈ層のＣとＳｉとの
元素比率を制御することにより得ることができる。具体
的には、表面層ａ−ＳｉＣ：Ｈとして、下記化２の元素
比率で表わした場合、Ｘが０．９５≦Ｘ＜１．０の範囲
にあるものを用いることが望ましい。
込み硬さが４５〜２２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 、好ましくは８
０〜１５０Ｋｇｆ／ｍｍ2 であるものが用いられる。こ
の値が４５Ｋｇｆ／ｍｍ2 未満では、均一な研磨が困難
になるだけでなく、膜減りによる寿命の低下、紙詰まり
等が原因で発生するキズなどが防止できなくなる。一
方、２２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 を超えると像流れを防止する
ことができない。動的押し込み硬さは、ダイナミック硬
度とも呼ばれ、四角錐の圧子を用いビッカース硬度と同
様の硬さ測定法で測定される。このような動的押し込み
硬さ範囲および研磨特性を満足するａ−ＳｉＣ：Ｈは、
例えば、表面層であるａ−ＳｉＣ：Ｈ層のＣとＳｉとの
元素比率を制御することにより得ることができる。具体
的には、表面層ａ−ＳｉＣ：Ｈとして、下記化２の元素
比率で表わした場合、Ｘが０．９５≦Ｘ＜１．０の範囲
にあるものを用いることが望ましい。
【００１４】
【化２】 上記範囲のＣ／Ｓｉ比を有するａ−ＳｉＣ：Ｈ層は、適
度の硬度を有し、本発明の研磨特性およびイオン生成物
の除去効果が得られる。なお、ａ−ＳｉＣ：Ｈは、水素
化されたアモルファス炭化ケイ素を示す。
度の硬度を有し、本発明の研磨特性およびイオン生成物
の除去効果が得られる。なお、ａ−ＳｉＣ：Ｈは、水素
化されたアモルファス炭化ケイ素を示す。
【００１５】さらに本発明では、表面層の動的押し込み
硬さが、光導電層との界面側から自由表面側に向かって
漸次小さくなるように形成する。このような硬さ勾配を
もったａ−ＳｉＣ：Ｈ層は、プラズマＣＶＤ法などによ
りａ−ＳｉＣ：Ｈ層を形成する際に、原料ガスの供給割
合を漸次変更することにより形成できる。表面層に硬さ
勾配を持たすことにより、印字直後は比較的大きな速度
で表面層の表面が研磨されて速やかに表面層粗さが５０
０オングストローム以下と滑らかとなり、以降は徐々に
研磨速度が低下するので表面層の膜厚の減少が抑制さ
れ、感光体ドラムの長寿命化を実現できる。
硬さが、光導電層との界面側から自由表面側に向かって
漸次小さくなるように形成する。このような硬さ勾配を
もったａ−ＳｉＣ：Ｈ層は、プラズマＣＶＤ法などによ
りａ−ＳｉＣ：Ｈ層を形成する際に、原料ガスの供給割
合を漸次変更することにより形成できる。表面層に硬さ
勾配を持たすことにより、印字直後は比較的大きな速度
で表面層の表面が研磨されて速やかに表面層粗さが５０
０オングストローム以下と滑らかとなり、以降は徐々に
研磨速度が低下するので表面層の膜厚の減少が抑制さ
れ、感光体ドラムの長寿命化を実現できる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、感光体の表面が滑らか
になるように研磨のコントロールを行ないながら印字
し、感光体ドラムの表面粗さＲｚを５００オングストロ
ーム以下とすることにより、多数枚印字後においても像
流れを防止して画像品質を向上することができる。ま
た、感光体最表面の動的押し込み硬さを４５〜２２２Ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 と小さくすることで印字プロセス毎の表面
研磨が効率的に行なわれてイオン生成物が除去され、常
にフレッシュな表面が得られて像流れの防止を実現でき
る。また、感光体の表面層の動的押し込み硬さを光導電
層との界面側から自由表面側に向かって漸次小さくする
ことにより、初期における速やかな表面粗さの低下と、
その後の摩耗抑制による感光体性能の長寿命化が実現で
きる。さらにこの結果、ヒーター温度の低下、あるいは
ヒーターの設置自体を省略しても良好な画像を得ること
ができ、省エネルギー化、長寿命化を達成することが可
能となる。また併せて、ウォーム時間の短縮という効果
も得られる。
になるように研磨のコントロールを行ないながら印字
し、感光体ドラムの表面粗さＲｚを５００オングストロ
ーム以下とすることにより、多数枚印字後においても像
流れを防止して画像品質を向上することができる。ま
た、感光体最表面の動的押し込み硬さを４５〜２２２Ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 と小さくすることで印字プロセス毎の表面
研磨が効率的に行なわれてイオン生成物が除去され、常
にフレッシュな表面が得られて像流れの防止を実現でき
る。また、感光体の表面層の動的押し込み硬さを光導電
層との界面側から自由表面側に向かって漸次小さくする
ことにより、初期における速やかな表面粗さの低下と、
その後の摩耗抑制による感光体性能の長寿命化が実現で
きる。さらにこの結果、ヒーター温度の低下、あるいは
ヒーターの設置自体を省略しても良好な画像を得ること
ができ、省エネルギー化、長寿命化を達成することが可
能となる。また併せて、ウォーム時間の短縮という効果
も得られる。
【００１７】
実施例１ 表１および表２に示す成膜条件でプラズマＣＶＤによ
り、図２に示したように、アルミニウム基板上に、ａ−
Ｓｉ：Ｈ：Ｂからなるキャリア注入阻止層、ａ−Ｓｉ：
Ｈからなる光導電層およびａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面
層を形成して、ａ−Ｓｉ系感光体ドラムＡ〜Ｃを作成し
た。これらドラムＡ〜Ｃは表１に示すように共通の組成
の注入阻止層および光導電層を有する。一方、表面層の
Ｃ／Ｓｉの組成比は表２に示す通り、Ａ〜Ｃの感光体で
それぞれ異なる。特に、感光体Ｃにおいては、ガス流量
を時間と共に変化させて、ａ−ＳｉＣ：Ｈ層におけるＣ
とＳｉの元素組成に勾配をもたせている（Ｃの割合が漸
次増加している）。したがって、表面層の硬度（動的押
し込み硬さ）は、自由表面に向かって漸時小さくなって
おり、自由表面では１００Ｋｇｆ／ｍｍ2 となってい
る。なお、作成した感光体は直径３０ｍｍ、幅２５４ｍ
ｍのドラム状とした。得られた感光体の物性値を表２に
示す。化学組成の測定にはＸＰＳ表面分析計（Ｘ線電子
分光分析計）を、硬度測定には超微少硬度計（島津製作
所製ＤＵＨ−２０１）を用い、圧子を５００オングスト
ローム押し込むときの荷重を測定した。
り、図２に示したように、アルミニウム基板上に、ａ−
Ｓｉ：Ｈ：Ｂからなるキャリア注入阻止層、ａ−Ｓｉ：
Ｈからなる光導電層およびａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面
層を形成して、ａ−Ｓｉ系感光体ドラムＡ〜Ｃを作成し
た。これらドラムＡ〜Ｃは表１に示すように共通の組成
の注入阻止層および光導電層を有する。一方、表面層の
Ｃ／Ｓｉの組成比は表２に示す通り、Ａ〜Ｃの感光体で
それぞれ異なる。特に、感光体Ｃにおいては、ガス流量
を時間と共に変化させて、ａ−ＳｉＣ：Ｈ層におけるＣ
とＳｉの元素組成に勾配をもたせている（Ｃの割合が漸
次増加している）。したがって、表面層の硬度（動的押
し込み硬さ）は、自由表面に向かって漸時小さくなって
おり、自由表面では１００Ｋｇｆ／ｍｍ2 となってい
る。なお、作成した感光体は直径３０ｍｍ、幅２５４ｍ
ｍのドラム状とした。得られた感光体の物性値を表２に
示す。化学組成の測定にはＸＰＳ表面分析計（Ｘ線電子
分光分析計）を、硬度測定には超微少硬度計（島津製作
所製ＤＵＨ−２０１）を用い、圧子を５００オングスト
ローム押し込むときの荷重を測定した。
【００１８】このａ−Ｓｉ系光感体ドラムを用い、図１
に示した装置で反転現像法によりＡ４紙４％印字を行な
った。ここでトナーには研磨剤としてＴｉＯ2 を混入
し、発泡ウレタン製研磨ローラーにより感光体表面を研
磨する研磨システムを設けた。なお、ドラムヒーターは
使用しなかった。３０００００枚印字後までの像流れ
（流れ）、画質および表面粗さの評価結果を表４に示
す。像流れは、Ｈ．Ｈ．環境（３０℃−８０％ＲＨ）８
時間放置後の画像で確認を行った。像流れはランク別で
判別し、１を良い側、５を悪い側、実用レベルを１．５
以上と設定した。画質は、像流れ以外の画像不良の評価
とし、３段階評価（○，△，×）により行った。また、
印字後の感光体表面の粗さを測定し、結果を後記の表３
に示す。印字後の感光体ドラムの表面粗さは、原子間力
顕微鏡（ＡＦＭ）により、１００μｍ長さでの１０点平
均粗さ（Ｒｚ）を求めた。
に示した装置で反転現像法によりＡ４紙４％印字を行な
った。ここでトナーには研磨剤としてＴｉＯ2 を混入
し、発泡ウレタン製研磨ローラーにより感光体表面を研
磨する研磨システムを設けた。なお、ドラムヒーターは
使用しなかった。３０００００枚印字後までの像流れ
（流れ）、画質および表面粗さの評価結果を表４に示
す。像流れは、Ｈ．Ｈ．環境（３０℃−８０％ＲＨ）８
時間放置後の画像で確認を行った。像流れはランク別で
判別し、１を良い側、５を悪い側、実用レベルを１．５
以上と設定した。画質は、像流れ以外の画像不良の評価
とし、３段階評価（○，△，×）により行った。また、
印字後の感光体表面の粗さを測定し、結果を後記の表３
に示す。印字後の感光体ドラムの表面粗さは、原子間力
顕微鏡（ＡＦＭ）により、１００μｍ長さでの１０点平
均粗さ（Ｒｚ）を求めた。
【００１９】
【表１】 表１：ドラム成膜条件１（Ａ〜Ｃ共通） 層の種類 注入阻止層 光導電層 ガス流量*1 ＳｉＨ4 (sccm) 130 300 Ｂ2Ｈ6 (sccm)*2 0.16％ 0.7ppm ＮＯ (sccm)*2 10.0％ 0％ ガス圧(Torr) 0.43 0.45 基板温度(℃) 290 290 高周波電力(Ｗ)*1 133 300 膜厚(μm) 2.5 15.0 成膜速度(μm／Hr) 2.5 5.0 ＊１）ガス流量及び高周波電力の値は１チャンバー分を表す。 ＊２）数値は、ドープ量を表示
【００２０】
【表２】 表２：ドラム成膜条件２（表面層） 感光体の種類 Ａ Ｂ Ｃ 層中の成膜条件の相異 ナシ ナシ 光導電層側 自由表面側 ガス流量 ＣＨ4(sccm) 208 208 167 → 208 ＳｉＨ4 (sccm)*1 2.5％ 0.4％ 8.3％ → 0.4％ ガス圧(Torr) 0.35 基板温度(℃) 290 高周波電力(Ｗ) 133 膜厚(μm) 0.85 ＊１）数値は、他のガス（ＣＨ4） に対する割合で表示
【００２１】
【表３】 表３：ドラム物性値 感光体の種類 全ドラム Ａ Ｂ Ｃ 層の種類 界面 自由表面 自由表面 自由表面 組成(C/Si+C)×100(%) 50 80 97 97 硬度 Kgf/mm2 420 800 80 100 表面粗さ(オングストローム) − 900 810 830
【００２２】
【表４】 表４：実験結果 Ａ Ｂ Ｃ 印字枚数 流れ 画質 流れ 画質 流れ 画質 初期 1.0 ○ 1.0 ○ 1.0 ○ １万枚 4.5 − 1.0 ○ 1.0 ○ ５万枚 5.0 − 1.0 ○ 1.0 ○ 10万枚 5.0 − 1.0 △ 1.0 ○ 20万枚 5.0 − 1.0 △ 1.0 ○ 30万枚 5.0 − 1.0 × 1.0 ○
【００２３】上記表２に示すように、感光体Ｃが本発明
に規定の表面層における動的押し込み硬さおよび硬さ勾
配を満たす感光体であり、表４に示すように、研磨シス
テムによって印字後の感光体ドラムの表面粗Ｒｚを５０
０オングストローム以下としている。本発明の感光体Ｃ
は、動的押し込み硬さを調整して、表面の硬度を柔らか
くすることで、研磨によるイオン生成物除去効果の向上
や、感光体ドラムの表面粗さを印字後早急に滑らかとす
ることによりイオン生成物を付着しにくくする効果の向
上が得られ、その結果、表４に示すように、像流れが発
生しにく、しかも長期にわたって良好な画像が得られる
画像形成システムが実現できた。動的押し込み硬さの調
整は、表面層中のＣとＳｉとの元素組成比率を制御する
ことにより行った。感光体Ｃにおいては、印字開始と共
に表面粗さが急速に滑らかとなり約２０００枚印字後に
表面粗さが５００オングストローム以下となり、約１０
００００枚印字後にほぼ最終値に低下し、３０００００
枚印字後まで安定しており、良好な画像品質で印字する
ことができた。
に規定の表面層における動的押し込み硬さおよび硬さ勾
配を満たす感光体であり、表４に示すように、研磨シス
テムによって印字後の感光体ドラムの表面粗Ｒｚを５０
０オングストローム以下としている。本発明の感光体Ｃ
は、動的押し込み硬さを調整して、表面の硬度を柔らか
くすることで、研磨によるイオン生成物除去効果の向上
や、感光体ドラムの表面粗さを印字後早急に滑らかとす
ることによりイオン生成物を付着しにくくする効果の向
上が得られ、その結果、表４に示すように、像流れが発
生しにく、しかも長期にわたって良好な画像が得られる
画像形成システムが実現できた。動的押し込み硬さの調
整は、表面層中のＣとＳｉとの元素組成比率を制御する
ことにより行った。感光体Ｃにおいては、印字開始と共
に表面粗さが急速に滑らかとなり約２０００枚印字後に
表面粗さが５００オングストローム以下となり、約１０
００００枚印字後にほぼ最終値に低下し、３０００００
枚印字後まで安定しており、良好な画像品質で印字する
ことができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例における、感
光体周辺の基板構成図である。
光体周辺の基板構成図である。
【図２】本発明で用いられる感光体の一実施例におけ
る、層構成を示す概略図である。
る、層構成を示す概略図である。
１１ 感光体 １３ 帯電器 １５ 露光源 １７ 現像ローラー １９ 転写ローラー ２１ 研磨ローラー ２３ バネ ２５ トナー回収スクリュー ２７ クリーニングブレート ２９ 除電器 ３１ 電写紙 ４１ 導電性基板 ４３ キャリア注入阻止層 ４５ 光導電層 ４７ 表面層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富家 則夫 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重工場内 (72)発明者 佐藤 孝幸 三重県度会郡玉城町野篠字又兵衛704番地 19 京セラ株式会社三重工場内
Claims (2)
- 【請求項１】 導電性基板上に、光導電層とａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈからなる表面層とを順次積層した電子写真感光体
を使用し、該感光体の表面粗さＲｚを５００オングスト
ローム以下に研磨する手段を有した画像形成装置であっ
て、該感光体の最表面層の動的押し込み硬さが４５〜２
２０Ｋｇｆ／ｍｍ2 であり、かつ、該表面層の動的押し
込み硬さが光導電層との界面側から自由表面側に向かっ
て漸次小さくなることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項２】 前記感光体の最表面層の元素比率が化１
の式（１） 【化１】 として表わした場合、Ｘが０．９５≦Ｘ＜１．０の範囲
にある請求項１に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31598597A JPH11133643A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31598597A JPH11133643A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133643A true JPH11133643A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=18071960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31598597A Pending JPH11133643A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11133643A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7684733B2 (en) | 2006-03-30 | 2010-03-23 | Kyocera Corporation | Electrophotographic photosensitive member rotatably supported in an image forming apparatus |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP31598597A patent/JPH11133643A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7684733B2 (en) | 2006-03-30 | 2010-03-23 | Kyocera Corporation | Electrophotographic photosensitive member rotatably supported in an image forming apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040408 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060320 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061003 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |