JP2001330978A - 電子写真感光体及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニング時のトナー付着を防止して、良
好な画像形成を達成したＳｉ感光体並びに画像形成装置
を提供する。 【解決手段】 １０μｍ×１０μｍの範囲における表面
粗さＲａが６ｎｍ未満の導電性基体３０１上にａ−Ｓｉ
を含む光導電層３０２が成膜形成され、光導電層３０２
の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａは１
５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアモルファスＳｉを
含む感光層および表面保護層を順次積層してなる感光
体、ならびに本発明の感光体を具備した電子写真装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンターなど
の電子写真装置では、表面に光導電体層が設けられた感
光体の外周面を一様に帯電させ、ついで被複写体の被複
写像を露光させることにより前記感光体の外周面上の静
電潜像を形成し、さらに該感光体上にトナーを付着させ
ることでトナー像を形成し、これを複写用紙などに転写
させて複写が行なわれる。

【０００３】このようにして電子写真装置で複写を行な
ったのちには、感光体の外周面上にトナーが一部残留す
るため、該残留トナーを除去する必要がある。かかる残
留トナーの除去は、クリーニングブレード、ファーブラ
シ、マグネットブラシ等を用いたクリーニング工程によ
って行なわれるのが一般的である。

【０００４】しかしながら、近年印刷画像の高画質化の
ために、従来よりも平均粒径の小さいトナーが用いられ
るようになり、上記のクリーニング工程においても残留
トナーの除去が難しく、複写を繰り返した結果、該残留
トナーが感光体表面に固着し、白地画像に黒点状の画像
欠陥が発生するトナー付着という問題があった。

【０００５】上記の問題を解決するための対策として、
特開平９−２９７４２０号公報に開示されているよう
に、アモルファスＳｉを感光層とした感光体において、
該感光層を成膜形成する導電性基体表面を切削或いは回
転ボールミル装置でもってあらかじめ粗しておく方法が
提案され、基体表面は表面粗さ計により測定した巨視的
な表面粗さの値で規定されている。

【０００６】また、特開平８−１２９２６６号公報にお
いては、表面粗さＲａの値が規定されているが、これは
導電性基体の加工形状を規定するものであり、基体表面
は表面粗さ計により測定した巨視的な表面粗さの値で規
定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
電子写真装置のデジタル化の進展に伴い、単一波長を主
とする光源による潜像形成が主流になりつつある。その
結果、基体をあらかじめ切削しておく前記提案の方法で
は、基体形状に起因する干渉模様が印刷画像上に発生し
てしまうという問題点があった。また、導電性基体の表
面をあらかじめ粗しておく工程を新たに設けることはコ
スト高につながるため好ましくなかった。逆に、干渉模
様の発生しない範囲の粗さで基体を加工するとトナー付
着を十分に抑制できないことが問題となった。

【０００８】そこで、本発明者らが鋭意研究を重ねた結
果、トナー付着防止の効果は必ずしも表面粗さ計により
測定した巨視的な基体表面粗さによって決まらず、むし
ろアモルファスＳｉ膜固有の微視的な表面粗さが効いて
いることを見出した。

【０００９】したがって本発明は上記知見により完成さ
れたものであり、その目的はクリーニング時のトナー付
着を防止して、良好な画像形成を達成した感光体並びに
画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決する為の手段】本発明者らは、上述の問題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、導電性基体上に少
なくともアモルファスＳｉを含む感光層および表面保護
層を順次積層してなる感光体においては、１０μｍ×１
０μｍの範囲における表面粗さＲａが１５ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下であることにより、トナー付着を抑制できる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１１】また、本発明者らは、上記の手法により感
光体の表面自由エネルギーを２５ｍＮ／ｍ以上４９ｍＮ
／ｍ以下とすることがトナー付着の抑制に有効であるこ
とを見出した。

【００１２】ここで、本発明における巨視的な表面粗さ
とは、接触式表面粗さ計［株式会社小坂研究所製 サー
フコーダＳＥ−３４００］を用い、測定長１．２５ｍｍ
において測定した表面粗さＲｚの値を指す。

【００１３】一方、本発明における微視的な表面粗さと
は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）［Ｑｕｅｓａｎｔ社製
Ｑ−Ｓｃｏｐｅ２５０］を用いて測定した表面粗さＲａ
の値を指し、微視的な表面粗さを高い精度で再現性良く
測定するためには、１０μｍ×１０μｍの測定範囲での
結果であることが望ましい。

【００１４】また、感光体の表面保護層と感光層の界面
組成を連続的に変化させることで、更に効果的にトナー
付着の抑制が出来ることを見出した。

【００１５】更に、上記界面組成における分光反射率が
以下の式 波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の光で、反射率
（％）の最小値をＭｉｎとし最大値をＭａｘとしたとき
０≦（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）≦０．
４ を満たすことが望ましい。

【００１６】ここで、本発明による反射率とは、分光光
度計［大塚電子社製 ＭＣＰＤ−２０００］を用いて測
定した反射率（百分率）の値をさす。概要を述べると、
まず、分光器の光源の分光発光強度Ｉ（０）を取り、次
いで感光体の分光反射光度Ｉ（Ｄ）を取り、反射率Ｒ＝
Ｉ（Ｄ）／Ｉ（０）を求める。高い精度で再現性良く測
定するためには、曲率をもつ感光体に対して角度が一定
となるようにディテクターを治具で固定することが望ま
しい。

【００１７】界面制御の具体例を図７に示す。同図
（ａ）が上記式の範囲外である「界面あり」の測定例、
同図（ｂ）が本発明に係わる式を満たす「界面無し」の
測定例である。２本線があるのはそれぞれ表面保護層の
膜厚違いによる差であり、膜厚の差に応じてグラフ上左
右に波形が移動する。その最大値は波形の振幅に相当す
る為、界面ありは界面無しに比べ、単一波長固定で見た
場合、膜厚変動に対して反射率は大きく変動する。すな
わち、膜厚変動に対して大きく感度変動が生じる。

【００１８】微細粗さにより生じる画像露光入射光路上
における実質的な表面保護層の膜厚むらが生ずる。この
膜厚むらにより界面ありの場合、界面無しの場合よりも
感度の変動が大きくなり、トナー付着の核となるカブ
リ、または画像の鮮鋭さを悪化させるものと考える。

【００１９】本発明における表面自由エネルギーの値
は、以下に述べる理論に基づいて実測の上、算出した。

【００２０】［表面自由エネルギー］以下、表面自由エ
ネルギーに付いて述べる。

【００２１】感光体表面と残留トナーや異物等の付着
は、物理結合の範疇であり分子間力（（ファンデルワー
ルス（van der Waals）力）が原因である。

【００２２】その分子間力が最表面において起こす現象
として表面自由エネルギー（γ）がある。

【００２３】物質の「濡れ」には、大別して３種類あ
る。物質１が物質２に付着する「付着濡れ」、物質１が
物質２上に広がる「拡張濡れ」、物質１が物質２に浸っ
たり、染み込む「浸漬濡れ」である。

【００２４】付着濡れについて、 表面自由エネルギー（γ）と濡れ性に関して、Ｙｏｕｎ
ｇの式から物質１と物質２との関係は、下記のようにな
る。

【００２５】

【数１】 γ₁＝γ₂・cosθ₁₂＋γ₁₂ ……………………………式（１） γ₁ ：物質１表面の表面自由エネルギー γ₂ ：物質２の表面自由エネルギー γ₁₂：物質１／物質２の界面自由エネルギー θ₁₂：物質１／物質２の接触角 上式において、画像形成装置内の感光体表面への異物や
水分等の付着を考える場合は、物質１を感光体、物質２
を異物とすればよい。

【００２６】式（１）より、濡れ難くする、つまりθ₁₂
を大きくする為には、感光体とトナーの濡れ仕事γ₁を
大きくし、γ₂とγ₁₂を小さくしてやる事が有効であ
る。

【００２７】電子写真のクリーニング工程において、感
光体の表面自由エネルギーγ₁を制御する事により、結
果として式（１）の右辺の付着状態を制御できる。

【００２８】北崎 寧昭、畑 敏雄らは、日本接着協会
誌８（３）、１３１〜１４１（１９７２）で、界面自由
エネルギー（界面張力と同義）に関し、非極性な分子間
力について述べたＦｏｒｋｅｓの理論に対し、さらに極
性、または水素結合性の分子間力による成分にまで拡張
できる事が示されている。

【００２９】この拡張Ｆｏｒｋｅｓ理論により、各物質
の表面自由エネルギーを２又は３成分で求める事ができ
る。下に、付着濡れの場合を例に３成分の理論について
記す。この理論は下記の如き仮定の基で成り立ってい
る。１．表面自由エネルギー（γ）の加算則

【００３０】

【数２】 γ＝γｄ＋γｐ＋γｈ …………………………………………式（２） γｄ：双極子成分（極性によるぬれ＝付着）、 γｐ：分散成分（非極性のぬれ＝付着）、 γｈ＝水素結合成分（水素結合によるぬれ＝付着） これをＦｏｒｋｅｓ理論に適用して、２つの物質の界面
自由エネルギーγ₁₂は、下記の様になる。

【００３１】

【数３】 γ₁₂＝γ₁＋γ₂−（γ₁ｄ・γ₂ｄ）^1/2 −２・（γ₁ｐ・γ₂ｐ）^1/2 −２・（γ₁ｈ・γ₂ｈ）^1/2 さらに、 γ₁₂＝[√(γ₁ｄ)−√(γ₂ｄ)]²＋[√(γ₁ｐ)−√(γ₂ｐ)]² ＋[√(γ₁ｈ)−√(γ₂ｈ)]²………………………………式（３） 表面自由エネルギーの測定方法は、ｐ，ｄ，ｈの表面自
由エネルギー各成分が既知の試薬を使用し、該試薬との
付着性を測定し、算出する事が出来る。具体的には、試
薬に純水、ヨウ化メチレン、α−ブロモナフタレンを使
用し、協和界面（株）製の接触角計ＣＡ−Ｓ ＲＯＬＬ
を使用して上記各試薬の感光体表面への接触角を測定
し、同社製表面自由エネルギー解析ソフトＥＧ−１１に
て表面自由エネルギーγを算出した。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、必要に応じて図面を参照し
つつ、本発明を詳細に説明する。

【００３３】「本発明に係わるａ−Ｓｉ感光体」図１に
本発明に係わる電子写真感光体の一例における基体に積
層した機能層の部分断面図を示す。

【００３４】本例の電子写真感光体は、図１（ａ）〜
（ｃ）に示すように、例えばＡｌ、ステンレス等の導電
性材料からなる基体３０１上に、光導電層３０２および
表面保護層３０３を順次積層したものである。尚、上記
においては特に説明していないが、これらの層の他に、
例えば反射防止層などの種々の機能層を必要に応じて設
けてもよい。

【００３５】基体形状は電子写真感光体の駆動方式など
に応じた所望のものとしてよい。基体材質としては上記
Ａｌやステンレスのような導電性材料が一般的である
が、例えば各種のプラスチックやセラミックス等、特に
は導電性を有しないものにこれら導電性材料を蒸着する
などして導電性を付与したものも用いることができる。

【００３６】光導電層３０２としては、光導電性を有す
るものであれば、有機質のものでも、無機質のものでも
よいが、無機光導電体としては、例えばシリコン原子が
水素原子およびハロゲン原子を含む非晶質材料（「ａ−
Ｓｉ（Ｈ，Ｘ）」と略記する）あるいはａ−Ｓｅ等が代
表的なものとして挙げられる。また、光導電層３０２の
層厚としては特に限定はないが、製造コストなどを考慮
すると１５〜５０μｍ程度が適当である。

【００３７】表面保護層３０３は、ａ−ＳｉＣ（Ｈ，
Ｘ），ａ−ＳｉＮ（Ｈ，Ｘ）等で形成される。また、光
導電層３０２と表面保護層３０３の界面組成を連続的に
変化させ、当該部分の界面反射を抑制させるように制御
することが好ましい（図１（ｂ），（ｃ）参照）。

【００３８】「本発明に係わるａ−Ｓｉ感光体成膜装
置」本発明に係わるａ−Ｓｉ感光体成膜装置の一例を以
下に示す。

【００３９】本発明では、感光ドラムはａ−Ｓｉ感光体
としており、ａ−Ｓｉ感光層を高周波プラズマＣＶＤ
（ＰＣＶＤ）法により成膜した。本発明で使用したＰＣ
ＶＤ装置を図２に示す。図２に示す装置は、電子写真用
感光体の製造に使用する一般的なＰＣＶＤ装置である。
このＰＣＶＤ装置は、堆積装置３０、原料ガス供給装置
及び排気装置（ともに図示せず）を備えて構成されてい
る。

【００４０】堆積装置３０には縦型の真空容器からなる
反応容器３１を有し、この反応容器３１内の周囲には内
には縦方向の原料ガス導入管３３が複数本配設され、ガ
ス導入管３３の側面には、長手方向に沿って多数の細孔
が設けられている。反応容器３１内の中心には、螺旋状
に巻線したヒーター３２が縦方向に延設され、感光体ド
ラムの基体となる円筒体４２は、容器３１内の上部の蓋
３１ａを開けて挿入され、ヒーター３２を内側にして容
器３１内に垂直に設置される。また、反応容器３１の側
面の一方に設けた凸部３４から高周波電力が供給され
る。

【００４１】反応容器３１の下部には、原料ガス導入管
３３に接続された原料ガス供給管３５が取り付けられ、
この供給管３５は、供給バルブ３６を介して図示しない
ガス供給装置に接続されている。また、反応容器３１の
下部には排気管３７が取り付けられ、この排気管３７は
メイン排気バルブ３８を介して図示しない排気装置（真
空ポンプ）に接続されている。排気管３７には、他に真
空計３９、サブ排気バルブ４０が取り付けられている。

【００４２】上記の装置を用いたＰＣＶＤ法によるａ−
Ｓｉ感光層の形成は次のように行なわれる。まず、反応
容器３１内に感光体ドラムの基体となる円筒体４２をセ
ットし、蓋３１ａを閉じた後、図示しない排気装置によ
り容器３１内を所定の低圧以下の圧力まで排気し、以後
排気を続けながら、ヒーター３２により基体４２を内側
から加熱して、基体４２を２０℃〜４５０℃の範囲内の
所定の温度に制御する。基体４２が所定の温度に維持さ
れたら、所望の原料ガスをそれぞれの流量制御器（図示
せず）により調節しながら、導入管３３を通って反応容
器３１内に導入する。導入された原料ガスは反応容器３
１内を満たした後、排気管３７を通って容器３１外に排
気される。

【００４３】このようにして、原料ガスが満たされた反
応容器３１内が所定の圧力になって安定したことを真空
計３９により確認したら、図示しない高周波電源（１
３．５６ＭＨｚのＲＦ帯域、または５０〜１５０ＭＨｚ
のＶＨＦ帯域、等）により、高周波を所望の投入電力量
で容器３１内に導入し、容器３１内にグロー放電を発生
させる。このグロー放電のエネルギーによって、原料ガ
スの成分が分解してプラズマイオンが生成され、基体４
２の表面に珪素を主体としたａ−Ｓｉ堆積層が形成され
る。この際、ガス種、ガス導入量、ガス導入比率、圧
力、基体温度、投入電力、膜厚などのパラメータを調整
することにより様々な特性のａ−Ｓｉ堆積層を形成する
ことにより、電子写真特性を制御することが出来る。

【００４４】このようにして基体４２の表面にａ−Ｓｉ
堆積層が所望の膜厚で形成されたら、高周波電力の供給
を止め、供給バルブ３６等を閉じて、反応容器３１内へ
の原料ガスの導入を停止し、一層分のａ−Ｓｉ堆積層の
形成を終える。同様の操作を複数回繰り返すことにより
所望の多層構造のａ−Ｓｉ堆積層、つまりａ−Ｓｉ感光
層が形成され、基体４２の表面に多層構造のａ−Ｓｉ感
光層を有する感光ドラムが製造される。

【００４５】また、本発明に係わる表面保護層と光導電
層の界面反射の低減、制御については、前述の一層分の
ａ−Ｓｉ堆積層の形成を終える際に、高周波電力を停止
させず、かつ原料ガスの供給も停止させず連続的に次の
層の電力条件、ガス組成に変化させることで達成され
る。または、高周波電力は一旦停止させるものの、原料
ガスを前の層の構成から開始し、所望の構成に連続的に
変化させながら成膜させることによっても達成が可能で
ある。

【００４６】以上において、ガス導入管３３の長手方向
上に分布した細孔から反応容器３１内に導入される原料
ガスの導入管３３長手方向での流量分布、排気管からの
排ガスの流出速度、放電エネルギー等を調整することに
よって、基体４２上のａ−Ｓｉ堆積層の長手方向に沿っ
た電子写真特性を制御することが出来る。

【００４７】「本発明に係わる電子写真装置」このよう
に作製した電子写真感光体を用いた本発明の電子写真装
置の一例を図３に示す。尚、本例の装置は、円筒状の電
子写真感光体を用いる場合に好適なものであるが、本発
明の電子写真装置は本例に限定されるものではなく、感
光体形状は無端ベルト状等の所望のものであってよい。

【００４８】図３において、本発明にいうところの電子
写真感光体４の周囲に、感光体４に静電潜像形成のため
の帯電を行う一次帯電器５と、静電潜像の形成された感
光体４に現像剤（トナー）を供給するための現像器６
と、感光体表面のトナーを紙などの転写材１３に移行さ
せるための転写帯電器７と、感光体表面の浄化を図るク
リーナー８とが配設されている。本例は感光体表面の均
一削除を有効に行うため、前述のような弾性ローラー８
―１とクリーニングブレード８―２を用いて感光体表面
の浄化を行っているが、いずれか一方のみでも差し支え
ない。また、クリーナー８と一次帯電器５の間には、次
回の複写動作に備えて感光体表面の除電を行うための除
電ランプ１０が配設されており、また転写材１３は送り
ローラ１４により送られる。露光Ａの光源には、ハロゲ
ン光源、あるいは単一波長を主とする光源を用いる。

【００４９】このような装置を用い、複写画像の形成
は、例えば以下のように行なわれる。まず電子写真感光
体４を所定の速度で矢印の方向へ回転させ、一次帯電器
５を用いて感光体４の表面を一様に帯電させる。次に、
帯電された感光体４の表面に画像の露光Ａを行ない、該
画像の静電潜像を感光体４の表面に形成させる。そして
感光体４の表面の静電潜像の形成された部分が現像器６
の設置部を通過する際に、現像器６によってトナーが感
光体４の表面に供給され、静電潜像がトナー６ａによる
画像として顕像化（現像）され、更にこのトナー画像は
感光体４の回転とともに転写帯電器７の設置部に到達
し、ここで送りローラー１４によって送られてくる転写
材１３に転写されるのである。

【００５０】転写終了後、次の複写工程に備えるために
電子写真感光体４の表面から残留トナーがクリーナー８
によって除去され、更に該表面の電位がゼロ若しくは殆
どゼロとなるように除電器９および除電ランプ１０によ
り除電され、１回の複写工程を終了する。

【００５１】

【実験例】以下、本発明を種々の実験例に基づき詳細に
説明する。

【００５２】［実験例１］前記ａ−Ｓｉ感光体成膜装置
を用いて基体形状及び製造条件の各パラメーターを変更
することにより、微視的表面粗さＲａ及び巨視的な表面
粗さＲｚを変化させた電子写真用感光体Ａ〜Ｌを製造し
た。

【００５３】Ａ〜Ｌの各々の感光体の１０μｍ×１０μ
ｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視的な表面粗さＲ
ａ、接触式表面粗さ計で測定した巨視的な表面粗さＲ
ｚ、画像評価の結果を表１に示す。

【００５４】画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６
３５０改造機を用いて１００万枚の通紙耐久を行い、ト
ナー付着の評価を行った。

【００５５】表１の記号は、◎：優れている、○：実用
上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。

【００５６】表１の結果より、従来の巨視的な表面粗さ
Ｒｚの値とトナー付着との間には相関は見い出せなかっ
た。

【００５７】

【表１】

【００５８】［実験例２］次に、前記ａ−Ｓｉ感光体成
膜装置を用いて製造条件の各パラメーターを変更するこ
とにより、微視的な表面粗さＲａを変化させ、かつ表面
保護層と感光層の界面のある電子写真用感光体Ａ〜Ｌ
と、界面無しにした以外は同様の電子写真用感光体Ｑ、
Ｒとを製造した。導電性基体には純度９９．９％以上の
Ａｌからなる円筒状基体を用い、切削により鏡面加工を
施して微視的な表面粗さＲａを６ｎｍ未満にて統一し
た。

【００５９】Ａ〜Ｌ、Ｑ、Ｒの各々の感光体の１０μｍ
×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視的な表面
粗さＲａ、接触式表面粗さ計で測定した巨視的な表面粗
さＲｚ、画像評価の結果を表２に示す。

【００６０】画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６
３５０改造機を用いて１００万枚の通紙耐久を行い、ト
ナー付着、クリーニング不良、及びデジタル画像の鮮鋭
さの評価を行った。

【００６１】表２の記号は、◎：優れている、○：実用
上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。

【００６２】表２の結果から、微視的な表面粗さＲａが
１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の感光体においては、トナ
ー付着、クリーニング不良ともに良好であった。

【００６３】また、微視的な表面粗さＲａが２０ｎｍ以
上８０ｎｍ以下の感光体においては、トナー付着、クリ
ーニング不良、及びデジタル画像の鮮鋭さのいずれも極
めて良好であった。また、界面無しとすることでトナー
付着、または画像の鮮鋭さの領域が広がった。

【００６４】

【表２】

【００６５】［実験例３］次に、前記ａ−Ｓｉ感光体成
膜装置を用いて製造条件の各パラメーターを変更するこ
とにより、表面自由エネルギーを変化させた電子写真用
感光体Ａ〜Ｌを製造した。導電性基体には純度９９．９
％以上のＡｌからなる円筒状基体を用い、切削により鏡
面加工を施して微視的な表面粗さＲａを６ｎｍ未満に統
一した。

【００６６】Ａ〜Ｌの各々の感光体の表面自由エネルギ
ー、画像評価の結果を表３に示す。

【００６７】画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６
３５０改造機を用いて１００万枚の通紙耐久を行い、ト
ナー付着の評価を行った。

【００６８】表３の記号は、◎：優れている、○：実用
上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。

【００６９】表３の結果から、表面自由エネルギーが４
９ｍＮ／ｍ以下の感光体においては、問題となるような
トナー付着は発生せず良好な画像が得られた。

【００７０】

【表３】

【００７１】［実験例４］次に、前記ａ−Ｓｉ感光体成
膜装置を用いて製造条件の各パラメーターを変更するこ
とにより、微視的な表面粗さＲａを変化させ、かつ表面
保護層と感光層の界面のある電子写真用感光体Ａ〜Ｐ、
界面無しにした以外は同様の電子写真用感光体Ｑ、Ｒを
製造した。導電性基体には純度９９．９％以上のＡｌか
らなる円筒状基体を用い、切削により鏡面加工を施して
微視的な表面粗さＲａを６ｎｍ未満に統一した。

【００７２】Ａ〜Ｒの各々の感光体の１０μｍ×１０μ
ｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視的な表面粗さＲ
ａ、接触式表面粗さ計で測定した巨視的な表面粗さＲ
ｚ、表面自由エネルギー、画像評価の結果を表４に示
す。

【００７３】画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６
３５０改造機を用いて１００万枚の通紙耐久を行い、ト
ナー付着、クリーニング不良、及びデジタル画像の鮮鋭
さの評価を行った。

【００７４】表４の記号は、◎：優れている、○：実用
上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。

【００７５】表４の結果から、微視的な表面粗さＲａが
２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、且つ表面自由エネル
ギーが３５ｍＮ／ｍ以上４７ｍＮ／ｍ以下の感光体にお
いては、トナー付着、クリーニング不良、及びデジタル
画像の鮮鋭さのいずれも極めて良好な画像が得られた。
また、界面無しとすることでトナー付着、または画像の
鮮鋭さの領域が広がった。

【００７６】

【表４】

【００７７】［実験例５］次に、１０μｍ×１０μｍの
範囲でＡＦＭにより測定した微視的な表面粗さＲａを変
化させた導電性基体を用いて、電子写真用感光体Ａ〜Ｆ
を製造した。導電性基体には純度９９．９％以上のＡｌ
からなる円筒状基体を用いた。

【００７８】Ａ〜Ｆの各々の感光体の導電性基体の微視
的表面粗さＲａと画像評価の結果を表５に示す。

【００７９】画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６
３５０改造機を用いて１００万枚の通紙耐久を行い、ポ
チ不良の評価を行った。ポチ不良とは、感光層の成膜形
成において膜が部分的に異常成長した結果、稀に印刷画
像上に黒点や白点を生じることを言う。

【００８０】表５の記号は、◎：優れている、○：実用
上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。

【００８１】表５の結果から、導電性基体の微視的な表
面粗さＲａが６ｎｍ未満の感光体においては、ポチ不良
は発生せず極めて良好な画像が得られた。

【００８２】

【表５】

【００８３】

【実施例】以下、本発明を実施例と比較例に基づき説明
する。

【００８４】前記ａ−Ｓｉ感光体成膜装置を用いて基体
形状及び製造条件の各パラメーターを変更することによ
り、微視的表面粗さＲａ及び巨視的な表面粗さＲｚを変
化させた電子写真用感光体（実施例１〜４、比較例１〜
３）を製造した。

【００８５】実施例１〜４、比較例１〜３の各々の感光
体の１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した
微視的な表面粗さＲａ、及び導電性基体の微視的表面粗
さＲａ、表面自由エネルギー、画像評価の結果を表６に
示す。

【００８６】また、実施例１に用いた導電性基体の１０
μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視的な
粗さの観察像を図４に、比較例１に用いた感光体表面の
１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視
的な粗さの観察像を図５に、実施例１に用いた感光体の
１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視
的な粗さの観察像を図６に示す。

【００８７】画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６
３５０改造機を用いて１００万枚の通紙耐久を行い、ト
ナー付着、クリーニング不良、及びデジタル画像の鮮鋭
さの評価をし、その結果から総合評価を行った。ここ
で、実施例２、比較例２はキヤノン製ＮＰ６３５０改造
機を用い、アナログ画像における評価を行った。

【００８８】表６の記号は、◎：優れている、○：実用
上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。

【００８９】

【表６】

【００９０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電子写真感
光体並びに電子写真装置によれば、導電性基体上に少な
くともアモルファスＳｉを含む感光層および表面保護層
を順次積層してなる感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲
における表面粗さＲａを１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下と
することで、クリーニング時のトナー付着を防止して、
良好な画像形成が可能となった。

【００９１】また、本発明の電子写真感光体並びに電子
写真装置によれば、１０μｍ×１０μｍの範囲における
表面粗さＲａを１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすること
で、容易に感光体の表面自由エネルギーを４９ｍＮ／ｍ
以下とすることができ、クリーニング時のトナー付着を
防止して、良好な画像形成が可能となった。

【００９２】さらに、本発明の電子写真感光体並びに電
子写真装置によれば、導電性基体の１０μｍ×１０μｍ
の範囲における表面粗さＲａが６ｎｍ未満とし、且つ１
０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａを１５ｎ
ｍ以上１００ｎｍ以下とすることで、クリーニング時の
トナー付着を防止して、より良好な画像形成が可能とな
った。

【００９３】また、本発明の電子写真感光体並びに電子
写真装置によれば、１０μｍ×１０μｍの範囲における
表面粗さＲａを２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下とし、且つ感
光体の表面自由エネルギーを３５ｍＮ／ｍ以上４７ｍＮ
／ｍ以下とすることで、単一波長を主とする光源により
デジタル画像を形成した場合においても、クリーニング
時のトナー付着を防止して、極めて良好な画像形成が可
能となった。

【００９４】また、上記において感光体の表面保護層と
感光層の界面組成を連続的に変化させること、更に上記
界面組成における分光反射率が次式、波長４５０ｎｍか
ら６５０ｎｍの範囲の光で、反射率（％）の最小値をＭ
ｉｎとし最大値をＭａｘとしたとき ０≦（Ｍａｘ−Ｍ
ｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）≦０．４を満足する領域
で、更に効果的にトナー付着の抑制が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体の一例の模式的断面図
である。

【図２】本発明に用いたａ−Ｓｉ感光体成膜装置の概略
断面図である。

【図３】本発明の電子写真装置の一例の模式的断面図で
ある。

【図４】本発明に係る導電性基体の原子間力顕微鏡観察
像の一例を示す図である。

【図５】本発明の比較例の原子間力顕微鏡観察像の一例
を示す図である。

【図６】本発明の実施例の原子間力顕微鏡観察像の一例
を示す図である。

【図７】本発明の表面保護層の界面反射制御を説明する
図である。

【符号の説明】

３０１ 導電性基体 ３０２ 光導電層 ３０３ 表面保護層 ３０ 堆積装置 ３１ 反応容器 ３２ ヒーター ３３ 原料ガス導入管 ３４ 凸部 ３５ 原料ガス供給管 ３６ 供給バルブ ３７ 排気管 ３８ メイン排気バルブ ３９ 真空計 ４０ サブ排気バルブ ４２ 基体 ４ 電子写真感光体 ５ 一次帯電器 ６ 現像器 ７ 転写帯電器 ８ クリーナー １０ 除電ランプ １３ 転写材 １４ 送りローラー Ａ 画像露光（アナログ光、或いはデジタル光）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐木 哲也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大脇 弘憲 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 河田 将也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 DA15 DA17 DA20 DA80 FC05 FC15

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上に少なくともアモルファス
   Ｓｉを含む感光層および表面保護層を順次積層してなる
   電子写真感光体において、 前記感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗
   さＲａが１５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴
   とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 前記感光体の表面自由エネルギーが４９
   ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の
   電子写真感光体。
3. 【請求項３】 前記感光体において、導電性基体の１０
   μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａが９ｎｍ未
   満であることを特徴とする請求項１または２に記載の電
   子写真感光体。
4. 【請求項４】 前記感光体において、導電性基体の１０
   μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａが６ｎｍ未
   満であることを特徴とする請求項１または２に記載の電
   子写真感光体。
5. 【請求項５】 前記感光体の表面保護層と感光層の界面
   組成を連続的に変化させることを特徴とする請求項１か
   ら４のいずれか１項に記載の電子写真感光体。
6. 【請求項６】 前記界面組成における分光反射率が以下
   の式 波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の光で、反射率
   （％）の最小値をＭｉｎとし最大値をＭａｘとしたとき
   ０≦（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）≦０．
   ４ を満たすことを特徴とする請求項５に記載の電子写真感
   光体。
7. 【請求項７】 導電性基体上に少なくともアモルファス
   Ｓｉを含む感光層および表面保護層を順次積層してなる
   電子写真感光体において、 前記感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗
   さＲａが２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であり、かつ表面自
   由エネルギーが３５ｍＮ／ｍ以上４７ｍＮ／ｍ以下であ
   ることを特徴とする電子写真感光体。
8. 【請求項８】 前記感光体において、導電性基体の１０
   μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さＲａが６ｎｍ未
   満であることを特徴とする請求項７に記載の電子写真感
   光体。
9. 【請求項９】 前記感光体の表面保護層と感光層の界面
   組成を連続的に変化させることを特徴とする請求項７ま
   たは８に記載の電子写真感光体。
10. 【請求項１０】 前記界面組成における分光反射率が波
    長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の光で、反射率
    （％）の最小値をＭｉｎとし最大値をＭａｘとしたとき
    ０≦（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）≦０．
    ４を満たすことを特徴とする請求項８に記載の電子写真
    感光体。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか１項に記
    載の感光体を具備することを特徴とする電子写真装置。
12. 【請求項１２】 請求項７から１０のいずれか１項に記
    載の感光体を具備し、単一波長を主とする光源により画
    像形成が成されることを特徴とする電子写真装置。