JP2002287390A

JP2002287390A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2002287390A
Application number: JP2001092907A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Takada; 和彦高田; Toshiyuki Ebara; 俊幸江原; Hironori Owaki; 弘憲大脇; Satoshi Furushima; 聡古島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】転写トナーの剥離放電による表面保護層の破
壊を防止し、良好な画像を長期にわたって安定して形成
できる画像形成方法を提供する。【解決手段】珪素を母体とする非単結晶からなる光導
電層と、非単結晶材料で構成された表面保護層とが導電
性基体の外周面上に積層されている電子写真感光体1111
と、中間転写体1117を有する画像形成装置を用い、帯電
工程と、潜像工程と、現像工程と、転写工程とを有し、
それら各工程を複数回繰り返して中間転写体上に複数の
トナー像を重ねて形成し、記録材上に転写して画像を形
成する方法であって、感光体1111の表面保護層は、固有
抵抗値Ｒｓ［Ωｃｍ］が、１.０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ
＋１２であることを特徴とする画像形成方法。

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（アモル
ファスシリコン）感光体を用いた画像形成方法に関し、
更に詳しくは、ａ−Ｓｉドラムを用いたプリンタ、複写
機、ファクシミリ等の電子写真装置に適用される画像形
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ａ−Ｓｉ感光体は、半導体レーザー（７
７０ｎｍ〜８００ｎｍ）などの長波長光に高い感度を示
し、しかも繰返し使用による劣化も殆ど認められず、特
に、高速複写機やＬＢＰ（レーザービームプリンター）
などの電子写真感光体として利用されている。さらに、
ａ−Ｓｉ感光体は、潜像電位などの電気特性に関しても
長い使用期間にわたってきわめて安定しており、ほぼ半
永久的な特性を備えている。

【０００３】また、電子写真感光体外周面上に、帯電、
露光、現像、中間転写、クリーニング、及び除電の各プ
ロセス手段を配置し、所定の電子写真プロセスにより画
像形成を行う、いわゆるカールソンプロセスに基づく画
像形成装置は周知である。このような中間転写体または
転写ベルトを用いた画像形成装置は、例えば、特開平８
−３２０５９１号公報、特開平８−２１１７５７号公
報、特開平８−１６０７５９号公報などに開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年のデジタル方式の
画像形成方法においては、感光体への均一な帯電の後レ
ーザーまたはＬＥＤアレイ等による潜像の書き込みが行
われ、現像手段によって感光体上の潜像が顕像化され
る。この場合、レーザーなどで潜像を書き込んだ部分に
現像剤を顕像化する反転現像方式と、潜像を書き込まな
い部分に現像剤を顕像化する正現像方式の２種類の方法
がある。

【０００５】アナログ方式の画像形成方法においては、
原稿台からの原稿の反射光を感光体への潜像書き込み手
段とするため、正現像方式が用いられる。デジタル方式
においては、正現像方式と反転現像方式のどちらも利用
することが容易であるが、レーザーやＬＥＤアレイの発
光強度や寿命の観点から、出来るだけレーザーやＬＥＤ
アレイの発光時間を少なくしたほうが有利であり、反転
現像を用いる場合が多い。

【０００６】また、近年の電子写真装置の高速化によ
り、デジタル方式の電子写真装置においても従来までは
毎分３０〜４０枚（Ａ４横）であったものが、毎分６０
枚（Ａ４横）以上のコピースピードを有するものまで現
れている。このような場合において、感光体の面速度は
約２６０［ｍｍ／ｓｅｃ］以上が必要となってくる。ま
た、クリーニング手段は、感光体に当接して設けられた
クリーニングブレードにより、感光体上に残留する現像
剤をクリーニングする方法が多く用いられている。

【０００７】反転現像方式を用いた場合、現像剤の極性
が正、感光体の極性が正、または現像剤の極性が負、感
光体の極性が負と言うように、感光体の帯電極性と現像
剤の帯電極性が同極である。この同極性の感光体と現像
剤のプロセスにおいて、高速移動する感光体表面をクリ
ーニングブレードによって現像剤を除去（クリーニン
グ）する際に、すなわち現像剤が感光体から剥ぎ取られ
る際に、現像剤の極性と反対の電荷を感光体表面に受け
渡す剥離放電現象が発生する。この場合の放電量そのも
のは微細なものであるが、トナーの大きさが数μ程度と
小さく且つそれ自体の抵抗が高いため、放電が感光体と
直接接する極めて微小面積に集中し、感光体の表面層近
傍の阻止能力を破壊するには充分な電圧となる。そし
て、この剥離放電による電荷保持能低下が生じると、そ
の部分において電位の低下が生じ、画像上に濃度が濃く
なる部分が生じ、濃度ムラとなって現れ画像欠陥とな
る。

【０００８】また、この剥離放電現象は、中間転写ベル
トと感光体の間でも同様に発生し、濃度むらを生じさせ
る原因となる。

【０００９】本発明はかかる問題点を鑑み、ａ−Ｓｉ感
光体を用い、反転現像を用いた高速の電子写真装置にお
いて、転写トナーの剥離放電による表面保護層の破壊を
防止し、良好な画像を長期にわたって安定して提供でき
る画像形成方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、反転現像方式の場合、
負帯電方式ａ−Ｓｉ感光体の表面保護層の固有抵抗値Ｒ
ｓ［Ω・ｃｍ］を、１.０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２
の範囲内とすることで、表面保護層の破壊を防止できる
など、優れた効果が得られることを見い出し、本発明を
完成するに至った。

【００１１】すなわち本発明は、少なくとも珪素を母体
とする非単結晶からなる光導電層と非単結晶材料で構成
された表面保護層とを有する電子写真感光体と、該感光
体と表面同士が当接するように配置されている中間転写
体を有する画像形成装置を用い、該感光体の表面を負帯
電させる帯電工程と、帯電された表面上に露光を行って
静電潜像を形成する潜像工程と、静電潜像が形成された
表面上に負極性のトナー像を形成する現像工程と、該ト
ナー像を前記中間転写体上に転写する転写工程とを有
し、該帯電工程と該潜像形成工程と該現像工程と該転写
工程とを複数回繰り返して該中間転写体上に複数のトナ
ー像を重ねて形成し、形成された該トナー像を記録材上
に転写して画像を形成する方法において、該感光体の表
面保護層は、固有抵抗値Ｒｓ［Ωｃｍ］が、１.０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２であることを特徴とする画像形成方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】まず、本発明に用いる電子写真感
光体について説明する。図３（ａ）（ｂ）はそれぞれ本
発明に用いる電子写真感光体の好適な層構成の例を説明
するための模式的構成図である。

【００１３】（層構成）図３（ａ）に示す電子写真用感
光体３００は、光受容部材用の支持体３０１の上に、電
荷注入阻止層３０２と、光受容層３０６とが設けられて
成るものである。この光受容層３０６は、例えば水素原
子及びハロゲン原子の少なくともいずれか一方とシリコ
ン原子を含有する非単結晶材料の一つであるａ−Ｓｉ
（Ｈ,Ｘ）で構成され光導電性を有する光導電層３０３
と、Ｓｉ−Ｃから成る表面保護層３０４とを有する。

【００１４】図３（ｂ）に示す電子写真感光体３００
は、光受容部材用の支持体３０１の上に、電荷注入阻止
層３０２と、光受容層３０６とが設けられて成るもので
ある。この光受容層３０６は、例えばａ−Ｓｉ（Ｈ,
Ｘ）で構成され光導電性を有する光導電層３０３と、Ｓ
ｉ−Ｃからなるバッファ層３０５と、ａ−Ｃ系表面保護
層３０７とを有する。

【００１５】（支持体）本発明において使用される導電
性支持体としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、
Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金
属、及びこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられ
る。また、電気絶縁性支持体であって少なくとも光受容
層を作製する側の表面を導電処理して支持体として用い
ることができる。

【００１６】（電荷注入阻止層）電子写真感光体におい
ては、導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持体
側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止
層３０２を設けるのがいっそう効果的である。すなわ
ち、電荷注入阻止層は光受容層が一定極性の帯電処理を
その自由表面に受けた際、支持体側より光導電層側に電
荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯
電処理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、
いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付
与するために電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子
を光導電層に比べ多く含有させる。

【００１７】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純
物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える周期律表
第１３族に属する原子（以後「第１３族原子」と略記す
る）またはｎ型伝導特性を与える周期律表第１５族に属
する原子（以後「第１５族原子」と略記する）を用いる
ことができる。

【００１８】負帯電用の電荷注入阻止層に含有される第
１５族原子としては、具体的にはＰ（リン）、Ａｓ（砒
素）、Ｓｂ（アンチモン）、Ｂｉ（ビスマス）等があ
り、特にＰ、Ａｓが好適である。電荷注入阻止層の層厚
としては、好ましくは０.１〜３μｍ、更に好ましくは
０.５〜３μｍである。

【００１９】電荷注入阻止層３０２を形成するには、後
述する光導電層を形成する方法と同様の薄膜堆積法等が
採用される。

【００２０】本発明の目的を達成し得る特性を有する電
荷注入阻止層３０２を形成するには、後述する光導電層
と同様に、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反
応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体の温度を適
宜設定することが必要である。

【００２１】（光導電層）本発明において、その目的を
効果的に達成するために支持体３０１上に形成され、光
受容層３０６の少なくとも一部を構成する光導電層３０
３は、例えば薄膜堆積膜形成方法によって作製される。
その作製の際には所望特性が得られるように適宜成膜パ
ラメーターの数値条件が設定され、また使用される原料
ガスなどが選択される。具体的には、例えばグロー放電
法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波
ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電ＣＶ
Ｄ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレ
ーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々の薄
膜堆積法によって作製できる。これらの薄膜形成方法
は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、
作製される電子写真感光体に所望される特性等の要因に
よって適宜選択されて採用される。所望の特性を有する
電子写真感光体を製造するに当たっての条件の制御が比
較的容易であることから、グロー放電法として、ＲＦ帯
（１３.５６ＭＨｚ）やＶＨＦ帯としては５０〜４５０
ＭＨｚの電源周波数を用いた高周波グロー放電法が好適
である。

【００２２】グロー放電法によって光導電層３０３を形
成するには、例えば基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を
供給し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を
供給し得るＨ供給用の原料ガス及び／又はハロゲン原子
（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位
置に設置された所定の支持体３０１上にａ−Ｓｉ（Ｈ,
Ｘ）からなる層を形成すればよい。

【００２３】また、光導電層３０３中に水素原子及び／
又はハロゲン原子が含有されることが、層中のシリコン
原子の未結合手を補償するために含有され、層品質の向
上、特に光導電性及び電荷保持特性を向上させるために
は必要である。水素原子またはハロゲン原子の含有量、
または水素原子とハロゲン原子の和の量は、シリコン原
子と水素原子及び／又はハロゲン原子の和に対して、好
ましくは１０〜３０原子％、より好ましくは１５〜２５
原子％である。

【００２４】Ｓｉ供給用ガスとなり得る物質としては、
ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂Ｈ₆、Ｓｉ₃Ｈ₈、Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態
の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効
に使用されるものとして挙げられ、さらに層作製時の取
り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点で、ＳｉＨ₄、
Ｓｉ₂Ｈ₆が好ましいものとして挙げられる。

【００２５】そして、形成される光導電層３０３中に水
素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御を
いっそう容易になるようにはかり、Ｈ₂及び／又はＨｅ
あるいは水素原子を含む珪素化合物のガスを所望量混合
した雰囲気で、層形成することが必要である。また、各
ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合して
も差し支えない。

【００２６】また、ハロゲン原子供給用の原料ガスとし
て有効なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハ
ロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換された
シラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン
化合物が好ましく挙げられる。光導電層３０３中に含有
される水素原子及び／又はハロゲン原子の量を制御する
には、例えば導電性支持体３０１の温度、水素原子及び
／又はハロゲン原子を含有させるために使用される原料
物質の反応容器内へ導入する量、放電電力等を制御すれ
ばよい。

【００２７】光導電層３０３には必要に応じて伝導性を
制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を制
御する原子は、光導電層３０３中に万偏なく均一に分布
した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向には
不均一な分布状態で含有している部分があってもよい。

【００２８】この伝導性を制御する原子としては、第１
３族原子または第１５族原子を用いることができる。第
１３族原子としては、具体的には、硼素（Ｂ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉ
ｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特にＢ、Ａｌ、Ｇａ
が好適である。第１５族原子としては、具体的には燐
（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス
（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。

【００２９】光導電層３０３に含有される伝導性を制御
する原子の含有量としては、好ましくは１×１０^-2〜１
×１０³原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０^-2〜５×
１０²原子ｐｐｍ、更に好ましくは１×１０^-1〜１×１
０^-2原子ｐｐｍである。

【００３０】伝導性を制御する原子、たとえば、第１３
族原子あるいは第１５族原子を構造的に導入するには、
層形成の際に、第１３族原子導入用の原料物質あるいは
第１５族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中
に、光導電層３０３を形成するための他のガスとともに
導入してやればよい。第１３族原子導入用の原料物質あ
るいは第１５族原子導入用の原料物質となり得るものと
しては、常温常圧でガス状のまたは、少なくとも層形成
条件下で容易にガス化し得るものが採用されるのが望ま
しい。

【００３１】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてＨ₂及び／又はＨｅにより
希釈して使用してもよい。

【００３２】光導電層３０３の層厚としては、得ようと
する特性、要求される特性に応じて適宜決められ、通常
は、１０〜５０μｍ、特に好ましくは２０〜４０μｍと
するの。

【００３３】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層３０３を形成するには、Ｓｉ供給用のガス
と希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電電力
ならびに支持体温度を適宜設定することが必要である。

【００３４】希釈ガスとして使用するＨ₂及び／又はＨ
ｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択さ
れるが、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ₂及び／又はＨｅを、
好ましくは３〜２０倍の範囲に制御することが望まし
い。また、その範囲の値で一定になるように制御するこ
とが好ましい。

【００３５】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択され、通常場合１０Ｅ−２Ｐ
ａ〜１.０Ｅ３Ｐａ、特に好ましくは１.０Ｅ−１Ｐａ〜
１.０Ｅ２Ｐａとすることが好ましい。

【００３６】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量
に対する放電電力の比を、好ましくは２〜７の範囲に設
定することが望ましい。

【００３７】光導電層を形成するための支持体温度、ガ
ス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられ
るが、条件は通常は独立的に別々に決められるものでは
なく、所望の特性を有する光受容部材を形成すべく相互
的且つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ま
しい。

【００３８】（バッファ層）本発明においては、光導電
層３０３と表面保護層３０７の間にバッファ３０５層を
設けてもよい。このバッファ層３０５は、組成と構造の
異なる光導電層３０３と表面保護層３０７を滑らかにつ
なぐために設ける場合がある。本発明にとってこのバッ
ファ層３０５に、感光体が帯電した時感光体表面より光
導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能をもたせ
ることも有効である。

【００３９】阻止する機能を持たせるには、バッファ層
３０５中の伝導性を制御する原子を含有させ、第１３族
原子を含むガスを、シリコン含有ガス、炭素含有ガス、
及び希ガスまたは水素ガスからなる原料ガスに１００ｐ
ｐｍ以上１００００ｐｐｍ未満添加すればよい。本発明
におけるバッファ層３０５は、所望の電子写真特性が得
られること、及び経済的効果等の点から、好ましくは
０.０１〜１.０μｍとする。膜厚が０.０１μｍより薄
くなると、表面からの電荷注入阻止が不十分になる。
１.０μｍより厚いと電子写真特性の向上は期待でき
ず、作製時間の延長による製造コストの増加を招くだけ
である。

【００４０】バッファ層を形成するためのシリコン含有
ガスと炭素含有ガスの混合比、伝導性制御物質を含有す
るガスの添加量、反応容器内のガス圧、放電電力、基体
温度等の成膜パラメーターは通常独立的に決められるも
のではなく、所望の特性を有するバッファ層を形成すべ
く相互的且つ有機的関連性に基づいて各作製パラメータ
ーの最適値を決めるのが望ましい。

【００４１】（表面保護層）本発明においては、上述の
ようにして導電性支持体３０１上に形成された電荷注入
阻止層３０２と光導電層３０３の上に、Ｓｉ−Ｃ表面保
護層３０４やａ−Ｃ系の表面保護層３０７を形成するこ
とが好ましい。この表面保護層３０４、３０７は自由表
面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的
耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発明の目的を
達成するために設けられる。

【００４２】そして、本発明者らは、様々な検討を重ね
た結果、表面保護層の固有抵抗Ｒｓ［Ωｃｍ］は、２.
０Ｅ＋１２＜Ｒｓでは、剥離放電による画像欠陥が発生
しやすく、また、Ｒｓ＜１.０Ｅ＋９である場合は、電
荷が下部層に逃れやすくなることで潜像電位の横流れが
発生し、トナーが感光体上に正常に現像されなくなり画
像流れが発生しやすいという知見に至った。すなわち、
本発明は、表面保護層の固有抵抗Ｒｓ［Ωｃｍ］を１.
０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２という特定の範囲に制
御することにより、上述のような問題を防止して、良好
な画像を長期にわたって安定して提供できるという効果
を奏するものである。なお本発明において表面保護層の
固有抵抗Ｒｓ［Ωｃｍ］の値は、具体的には、後述する
実施例において実施した手法により測定した値である。

【００４３】表面保護層は、ａ−Ｓｉ系またはａ−Ｃ系
の材料であればいずれの材質でも使用可能であるが、水
素原子（Ｈ）及び／又はハロゲン原子（Ｘ）を含有した
材料も用いられている。特にａ−Ｃは硬度が高い上に、
潤滑性、体磨耗性に優れ、本発明においては１.０Ｅ＋
９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２に制御して用いるのが好適で
ある。

【００４４】表面保護層の固有抵抗Ｒｓ［Ωｃｍ］を、
１.０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２に制御するには、Ｓ
ｉ−Ｃ、ａ−Ｃ共に、成膜ガス比、パワー、内圧等を変
化させればよい。

【００４５】表面保護層に含有される水素原子及び／又
はハロゲン原子の量を制御するには、例えば円筒状支持
体の温度、水素原子及び／又はハロゲン原子を含有させ
るために使用される原料物質の反応容器内ヘ導入する
量、放電電力等を制御すればよい。

【００４６】本発明における表面保護層３０４、３０７
の層厚としては、好ましくは０.０１〜３μｍ、より好
ましくは０.１〜１μｍである。。層厚が０.０１μｍよ
り薄いと光受容部材を使用中に摩擦等の理由により表面
保護層が失われてしまい易く、３μｍを越えると残留電
位の増加等による電子写真特性の低下がみられる場合が
ある。

【００４７】（成膜装置）＜ＲＦ−ＰＣＶＤ＞電子写真感光体を形成するための装
置及び膜形成方法について詳述する。図２はＲＦ帯の周
波数を用いた高周波プラズマＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶ
Ｄ）による電子写真感光体の製造装置の好適な一例を示
す模式的な構成図である。図２に示す製造装置の構成は
以下の通りである。

【００４８】この装置は大別すると、堆積装置（２１０
０）と、反応容器（２１１１）内を減圧にするための排
気装置（図示せず）とから構成されている。堆積装置
（２１００）中の反応容器（２１１１）内には円筒状支
持体（２１１２）、支持体加熱用ヒーター（２１１
３）、原料ガス導入管（２１１４）が設置され、更にマ
ッチングボックス（２１１５）が接続されている。

【００４９】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行うことができる。まず、反応容器（２１
１１）内に円筒状支持体（２１１２）を設置し、排気装
置により反応容器（２１１１）内を排気する。続いて、
支持体加熱用ヒーター（２１１３）により円筒状支持体
（２１１２）の温度を、例えば２００℃乃至３５０℃の
所定の温度に制御する。

【００５０】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（２１
１１）に流入させるには、ガスボンベのバルブ、反応容
器のリークバルブ（２１１７）が閉じられていることを
確認し、また、流入バルブ、流出バルブ、補助バルブが
開かれていることを確認して、まずメインバルブ（２１
１８）を開いて反応容器（２１１１）及びガス配管（２
１１６）内を排気する。次に真空計（２１１９）の読み
が約１.０Ｅ−２Ｐａになった時点で補助バルブ、流出
バルブを閉じる。その後、ガスボンベより各ガスをバル
ブを開いて導入し、圧力調整器により各ガス圧を所定の
圧力に調整する。次に、流入バルブを徐々に開けて、各
ガスをマスフローコントローラー内に導入する。

【００５１】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下の手順で各層の形成を行う。円筒状支持体（２
１１２）が所定の温度になったところで流出バルブのう
ちの必要なもの及び補助バルブを徐々に開き、ガスボン
ベから所定のガスを、原料ガス導入バルブ（２１２
０）、ガス配管（２１１６）、ガス導入管（２１１４）
を介して反応容器（２１１１）内に導入する。次に、マ
スフローコントローラーによって各原料ガスが所定の流
量になるように調整する。その際、反応容器（２１１
１）内の圧力が約１.５Ｅ２Ｐａ以下の所定の圧力にな
るように真空計（２１１９）を見ながらメインバルブ
（２１１８）の開口を調整する。内圧が安定したところ
で、周波数１３.５６ＭＨｚのＲＦ電源（図示せず）を
所望の電力に設定して、高周波マッチングボックス（２
１１５）を通じて反応容器（２１１１）内にＲＦ電力を
導入し、グロー放電を生起させる。この放電エネルギー
によって反応容器内に導入された原料ガスが分解され、
円筒状支持体（２１１２）上に所定のシリコンを主成分
とする堆積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の
形成が行われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブ
を閉じて反応容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成
を終える。

【００５２】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の光受容層が形成される。

【００５３】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブはすべて閉じられており、また、それ
ぞれのガスが反応容器（２１１１）内、流出バルブから
反応容器（２１１１）に至る配管内に残留することを避
けるために、流出バルブを閉じ、補助バルブを開き、さ
らにメインバルブ（２１１８）を全開にして系内を一旦
高真空に排気する操作を必要に応じて行う。

【００５４】また、膜形成の均一化を図るために、膜形
成を行っている間は、支持体（２１１２）を駆動装置に
よって所定の速度で回転させることも有効である。

【００５５】＜電子写真装置＞図１は、電子写真プロセ
スを利用したカラー画像形成装置（複写機あるいはレー
ザービームプリンター）である。中間転写体としてはベ
ルト状のものを使用している。電子写真感光体１１１１
は、第１の画像担持体として繰返し使用される回転ドラ
ムであり、矢印の時計方向に所定の周速度（プロセスス
ピード）をもって回転駆動される。

【００５６】電子写真感光体１１１１は回転過程で、所
望により前露光光源１１２３による前露光を経た後、一
次帯電器１１１２により負極性・電位に一様に帯電処理
され、次いで画像露光手段（カラー原稿画像の色分解・
結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信
号に対応して変調されたレーザービーム１００９を出力
するレーザースキャナによる走査露光系等）による画像
露光を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成
分像（例えばマゼンタ成分像）に対応した静電潜像が形
成される。なお、レーザービーム１００９は、原稿台ラ
ンプ１００２で原稿１００１に照射した光の反射光を第
１〜第４ミラー１００３〜１００６、レンズ１００７を
介してＣＣＤ１００８で検知し、アナログプロセッサ回
路基板、イメージプロセッサ回路基板、レーザードライ
バ回路基板を経由した信号により駆動されるものであ
る。

【００５７】次いで、その静電潜像が第１現像器１１１
３（マゼンタ現像器）により第１色であるマゼンタトナ
ーＭにより現像される。この時、第２〜第４の現像器１
１１４、１１１５、１１１６（シアン、イエロー、ブラ
ックの各現像器）は作動−オフになっていて電子写真感
光体１１１１には作用せず、上記第１色のマゼンタトナ
ー画像は上記第２〜第４の現像器１１１４〜１１１６に
より影響を受けない。中間転写ベルト１１１７は矢示の
反時計方向に電子写真感光体１１１１と同じ周速度をも
って回転駆動されている。

【００５８】電子写真感光体１１１１上に形成担持され
た第１色のマゼンタトナー画像が、電子写真感光体１１
１１と中間転写ベルト１１１７とのニップ部を通過する
過程で、中間転写ベルト１１１７に印加される一次転写
バイアス１１１９により形成される電界により、中間転
写ベルト１１１７の外周面に順次中間転写されていく。
中間転写ベルト１１１７に対する第１色のマゼンタトナ
ー画像の転写を終えた電子写真感光体１１１１の表面
は、マグローラー１１２０とクリーナーブレード１１２
１を備えたクリーニング装置により清掃される。

【００５９】以下、同様に第２色のシアントナー画像、
第３色のイエロートナー画像、第４色のブラックトナー
画像が順次中間転写ベルト１１１７上に重畳転写され、
中間転写ベルト１１１７上の中間画像は給紙系１１２４
から供給された紙（記録材）に転写され、転写後の紙は
搬送系１１２５から排出系１１２６へと搬送される。こ
のようにして、目的のカラー画像に対応した合成カラー
トナー画像が形成される。また、中間転写ベルト１１１
７は中間転写ベルトクリーナー１１１８によりクリーニ
ングされる。

【００６０】本発明に用いる中間転写ベルトは、特開平
１１−５２７４５号公報、特開２０００−２７５９８０
号公報等に記述されているような公知のものが用いられ
る。例えば、特開平１１−５２７４５号公報では、実施
例において、中間転写ベルトは、熱可性エラストマーが
用いられている。トナーとしては、磁性ネガトナー等を
用いることができる。

【００６１】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。

【００６２】＜実施例１＞電子写真感光体作製用の基板
は、外径は１０８ｍｍ、長さ３５８ｍｍのＡｌ製シリン
ダーを用いた。実施形態の欄に記述した手順に従って図
３（ａ）に示す層構成で表１に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法の
処方を用いて電荷注入阻止層から光導電層までを作製し
た。また、表面保護層は、表１に示す成膜ガス比、パワ
ー、内圧等の数値を基準としてそれぞれを変化幅の欄に
記載した範囲内で変化させて、Ｓｉ−Ｃで形成されてい
る表面保護層の固有抵抗値Ｒｓ［Ωｃｍ］が異なる電子
写真感光体を６本作製し、表３に示す表面保護層の固有
抵抗の電子写真感光体を得た。

【００６３】複写機は、図１で示したような機械を使用
した。中間転写ベルトは、熱可塑性エラストマーを用い
た。そして、表２に示す環境下と表３に示す表面保護層
の固有抵抗の電子写真感光体を、各々図１の取り付け位
置にセットし、現像剤として、実施形態例に記載した同
様なものを用い、モノクロ画像状態で各々１００万枚の
耐久試験を行った。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【表３】

【００６７】なお、表面保護層の固有抵抗値［Ωｃｍ］
の算出は、次に述べるような方法で行った。すなわち、
基板としてコーニング社製７０５９ガラス基板を用い、
円筒状支持体にセットした状態で成膜装置に投入し、電
子写真感光体の表面保護層を作成する成膜条件と同様に
して表面保護層のみの成膜を行い、成膜終了後、電極を
取り付けて、ＨＰ社製 pA METER/DC VOLTAGE SORCE 41
40Bを用いて、表面保護層の固有抵抗の測定を行った。

【００６８】耐久チャートは、図４に示す様に、ベタ黒
画像部とベタ白画像部をコピー方向に平行に入れたチャ
ートを用いた。耐久後の評価は、ハーフトーン画像にお
いて黒ポチ及びベタ黒相当する部分の濃度変動を目視観
察による客観的な画像欠陥の評価及び、直接電圧印加方
式（電子写真学会誌第２２巻第１号（１９８３）、
図７参照）によりベタ黒部の耐久前電位Ｖ０とベタ黒部
の耐久後電位Ｖ１の差分△Ｖ２（＝Ｖ０−Ｖ１）を耐久
前電位電位Ｖ０で割ったものを電位低下率として評価の
パラメーターとした。

【００６９】本実施例に用いた直接電圧印加方式の感光
体測定装置の詳細を以下に記す。装置概要は図５に示す
ように、電子写真感光体５０１にネサガラス５０２とア
ース５０３を設けるなどして、測定用の高圧電源はＤＣ
／ＡＣコンバーターからの出力をレスポンスの早いオペ
アンプを使用し増巾している。電源と電子写真感光体の
間には必要に応じて抵抗、コンデンサーが入れられるよ
うになっており、それにより帯電の時定数を変えられる
ようになっている。Ｄ／Ａコンバーターは、コンピュー
タにより制御されている。光源は前後左右に４個配置さ
れており、電極の下に配置された反射ミラーで露光され
るようになっている。各光源とも電子写真感光体との間
には各種フィルターをセットできるようになっている。
ここで、５０４はミラー、５０５はシャッター、５０６
はフィルター、５０７はハロゲンランプ、５０８はＮＤ
フィルター、５０９はインターフェースフィルター、５
１０はモーターである。

【００７０】次に、測定シーケンスについて説明する。
本実施例における測定は、電子写真感光体をコンデンサ
ーとみなしたコンデンサーモデルとして測定してある。
図６に測定シーケンスを図７に測定回路の概要図を示
す。測定は、図６に示すように進められる。詳細は、光
源により電子写真感光体の履歴を除去するためのイレー
ス露光及び前露光を電子写真感光体に照射し、約１０ｍ
ｓｅｃ後に所定の印加電圧Ｖａを感光体に印加する。そ
の後、約０.２ｓｅｃ後に（Ｖｄ＋Ｖｃ）分の電位を測
定し、測定後、電子写真感光体をアースに落とし、次に
Ｖｃ成分の電位測定を行い、これらの結果から求めたＶ
ｄを電子写真感光体電位とした。

【００７１】測定結果の一例を図８に示す。なお、電位
は、印加電圧Ｖａ＝２０００Ｖの時のＶｄ電位としてあ
る。

【００７２】また、表４には、表２に示すＮ／Ｌ環境に
おける結果を示している。表４より、実画像において画
像欠陥が顕像化するには、直接電圧印加方式における暗
部電位の低下率が３０％以下であることが確認できる。

【００７３】＜比較例１＞表面保護層の固有抵抗が８.
０Ｅ＋８、９.０Ｅ＋８、３.０Ｅ＋１２、４.０Ｅ＋１
３、４.０Ｅ＋１４であること以外は、実施例１と同様
な方法で成膜と評価を行った。

【００７４】

【表４】

【００７５】（表４中の符号の説明）画像欠陥〇：画像欠陥が確認できないレベル △：画像欠陥はあるが実用上問題ないレベル ×：画像欠陥が存在し、実用上問題になるレベル画像流れ〇：画像流れが確認できないレベル △：画像流れはあるが実用上問題ないレベル ×：画像流れが存在し、実用上問題になるレベル。

【００７６】表４に示すように表面層の固有抵抗Ｒｓ
［Ωｃｍ］が１.０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２の範囲
内で電位低下率が３０％以内になり、かつ画像欠陥及び
画像流れが実用上問題のないレベルになった。

【００７７】＜実施例２＞図３（ｂ）に示す電子写真感
光体を次の様に作製した。表５に示すＲＦ−ＰＶＤ法の
処方を用いて、電荷注入阻止層からバッファ層までを作
製し、表面保護層は、成膜ガス比、パワー、内圧等の数
値を基準として、それぞれを変化させて、ａ−Ｃで形成
されている表面保護層の固有抵抗値Ｒｓ［Ωｃｍ］が異
なる電子写真感光体を６本作製し、表３に示す表面保護
層の固有抵抗の電子写真感光体を得た。そして、これら
電子写真感光体を実施例１と同様な方法で評価した。

【００７８】＜比較例２＞表面保護層の固有抵抗が８.
０Ｅ＋８、９.０Ｅ＋８、３.０Ｅ＋１２、４.０Ｅ＋１
３、４.０Ｅ＋１４である以外は、実施例２と同様な方
法で成膜と評価を行った。

【００７９】

【表５】

【００８０】

【表６】

【００８１】表６に示すようにａ−Ｃ層の固有抵抗Ｒｓ
［Ωｃｍ］が１.０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２の範囲
で電位低下率が３０％以内になり、かつ画像欠陥及び画
像流れが実用上問題のないレベルになった。

【００８２】＜実施例３＞表面保護層の固有抵抗値をＲ
ｓ［Ωｃｍ］＝２.０Ｅ＋９にしたこと以外は、実施例
１と同様な方法で電子写真感光体を１０本作製した。そ
して、これらの電子写真感光体は、図１に示すように複
写機にセットした状態で面速度ＰＳを変化させて評価し
たこと以外は、実施例１と同様な方法を用いて評価し
た。

【００８３】＜比較例３＞表面保護層の固有抵抗を４.
０Ｅ＋１４にしたこと以外は、実施例３と同様な方法で
成膜と評価を行った。

【００８４】

【表７】

【００８５】表７に示すように表面保護層の固有抵抗値
をＲｓ［Ωｃｍ］＝２.０Ｅ＋９である実施例３の電子
写真感光体は、面速度ＰＳが２６０［ｍｍ／ｓｅｃ］以
上でも電位低下率が３０％以内になり、かつ画像欠陥が
実用上問題のないレベルであった。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負帯電方式のａ−Ｓｉドラムと負極性トナーと中間転写
体を用いた画像形成装置において、ドラムの表面保護層
の固有抵抗を特定範囲内に制御することによって、転写
トナーの剥離放電による表面保護層の破壊を防止でき
る。この為、良好な画像を長期にわたって安定して提供
でき、さらには、複写速度の高速化も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真装置の一例を示す模式図である。

【図２】電子写真感光体の光受容層を形成するための装
置の一例で、ＲＦ帯の高周波を用いたグロー放電法によ
る電子写真感光体の製造装置の模式的説明図である。

【図３】（ａ）（ｂ）共に、電子写真感光体の好適な実
施態様例の層構成の一例を説明するための模式的層構成
図である。

【図４】耐久チャートの一例を示す模式図である。

【図５】直接電圧印加方式の感光体帯電特性の測定装置
概略図である。

【図６】直接電圧印加方式における感光体帯電特性の測
定装置の測定シーケンス概略図である。

【図７】直接電圧印加方式における感光体帯電特性の測
定装置の測定回路図の一例である。

【図８】直接電圧印加方式における感光体帯電特性の測
定結果の一例を示す図である。

【符号の説明】

１００１原稿１００２原稿台ランプ１００３〜１００６第１〜第４ミラー１００７レンズ１００８ＣＣＤ１００９レーザービーム１１１１電子写真感光体１１１２一次帯電器１１１３マゼンダ現像器１１１４シアン現像器１１１５イエロー現像器１１１６黒現像器１１１７中間転写ベルト１１１８中間転写ベルトクリーナー１１１９一次転写バイアス１１２０マグローラー１１２１クリーナーブレード１１２３前露光光源１１２４給紙系１１２５搬送系１１２６排出系２１００堆積膜形成装置２１１１反応容器２１１２円筒状支持体２１１３支持体加熱用ヒーター２１１４原料ガス導入管２１１５マッチングボックス２１１６原料ガス配管２１１７反応容器リークバルブ２１１８メイン排気バルブ２１１９真空計２１２０原料ガス導入バルブ３００電子写真感光体３０１導電性支持体（Ａｌシリンダー）３０２電荷注入阻止層３０３光導電層３０４ａ−ＳｉＣ表面保護層３０５ａ−ＳｉＣバッファ層３０６光受容層３０７ａ−Ｃ表面保護層５０１電子写真感光体５０２ネサガラス５０３アース５０４ミラー５０５シャッター５０６フィルター５０７ハロゲンランプ５０８ＮＤフィルター５０９インターフェースフィルター５１０モーター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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)発明者古島聡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 CA03 DA17 DA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも珪素を母体とする非単結晶か
らなる光導電層と非単結晶材料で構成された表面保護層
とを有する電子写真感光体と、該感光体と表面同士が当
接するように配置されている中間転写体を有する画像形
成装置を用い、該感光体の表面を負帯電させる帯電工程
と、帯電された表面上に露光を行って静電潜像を形成す
る潜像工程と、静電潜像が形成された表面上に負極性の
トナー像を形成する現像工程と、該トナー像を前記中間
転写体上に転写する転写工程とを有し、該帯電工程と該
潜像形成工程と該現像工程と該転写工程とを複数回繰り
返して該中間転写体上に複数のトナー像を重ねて形成
し、形成された該トナー像を記録材上に転写して画像を
形成する方法において、該感光体の表面保護層は、固有抵抗値Ｒｓ［Ωｃｍ］
が、１.０Ｅ＋９≦Ｒｓ≦２.０Ｅ＋１２であることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】表面保護層は、アモルファスカーボンか
らなる請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】感光体の面速度ＰＳは、２６０ｍｍ／ｓ
ｅｃ以上である請求項１又は２記載の画像形成方法。