JP2002311613A - 電子写真用感光体、電子写真装置、電子写真用感光体の表面評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い帯電性維持性能の電子写真用感光体。 【解決手段】所定の導電性弾性部材を具備する導電性弾
性ローラーを、電子写真用感光体に侵入量０．０５〜
０．５ｍｍとなるよう当接し；所定の導電性微粉体を介
在させ；電子写真用感光体の表面の移動速度が１００ｍ
ｍ／ｓｅｃ以上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、導電性
弾性ローラーの表面の移動速度が該電子写真用感光体の
表面の移動方向と逆方向に１２０ｍｍ／ｓｅｃ以上３６
０ｍｍ／ｓｅｃ以下となるよう、互いに逆方向に回転駆
動させながら耐久試験を行い；電子写真用感光体の表面
粗さを１０μｍ×１０μｍの範囲で測定し、凹凸の最も
深い点を基準とした凹凸高さの度数分布の半値幅を測定
して；耐久試験前の半値幅をａ１、耐久試験後の半値幅
をａ２としたとき、少なくとも１５０００回転までの間
で、変化率ａ２／ａ１が１／２〜１となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に電子写真装置
に配設される感光体表面の特性に関するものである。具
体的には感光体に弾性部材を当接させ、少なくとも、そ
の当接部位に粒子が介在する状態で、速度差を生じさせ
た際の感光体表面の変化に関するものである。より具体
的には感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面
粗さ凹凸の最も深い点を基準にした凹凸高さの度数分布
の半値幅の変化率に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１．電子写真装置 電子写真装置は従来の原稿を複写するいわゆる複写機の
みならず、近年需要の伸びの著しいコンピュータ、ワー
ドプロセッサの出力手段としてのプリンターを加え、広
く利用されている。こうしたプリンターは従来のオフィ
スユースのみならず、パーソナルユースが増大したた
め、低コスト、メンテナンスフリーといった経済性が重
視される。

【０００３】更に、エコロジーの観点から、両面コピ
ー、再生紙利用等紙の消費低減、消費電力低減の省エネ
ルギー、オゾン量低減等近隣生物への影響対策が、経済
性と同様の重要度で求められている。

【０００４】従来の帯電方式の主流であったコロナ帯電
器は、φ５０〜１００μ程度の金属ワイヤーに５〜１０
ｋＶ程度の高電圧を印加し、雰囲気を電離し対向物に帯
電を付与する。その過程において、ワイヤー自身が汚れ
を吸着する場合があり、定期的な清掃および交換を必要
とする場合がある。また、コロナ放電にともない、オゾ
ンが大量に発生する場合がある。

【０００５】一方、近年使用される電子写真感光体は、
耐刷枚数の増大をはかるため、表面硬度が高くなってお
り、繰返し使用により帯電器から発生するオゾン由来の
コロナ生成物の影響で、被帯電体である感光体の表面が
湿度に敏感となり、水分を吸着し易くなる場合がある。
この結果、感光体表面の電荷の横流れが発生する場合が
あり、画像流れと言われる画像品質の低下が発生する場
合がある。

【０００６】画像流れを防止するために、実公平１−３
４２０５号公報に記載されている様なヒーターによる加
熱や、特公平２−３８９５６号公報に記載されている様
なマグネットローラーと磁性トナーから形成されたブラ
シにより被帯電体である所の像担持体例えば感光体表面
を摺擦してコロナ生成物を取り除く方法、特開昭６１−
１００７８０号公報に記載されている様な弾性ローラー
による感光体表面の摺擦でコロナ生成物を取り除く方法
等が提案されてきた。

【０００７】しかしながら、感光体表面を摺擦する方法
は、極めて硬度の高いアモルファスシリコン感光体で使
用されるため、クリーニング装置（以下、クリーナーと
も称する）が大きくなり、装置の小型化が困難な場合が
ある。また、ヒーターによる常時加熱は消費電力量の増
大を招く場合がある。

【０００８】一方、感光体の高湿画像流れを防止および
除去するための別の手段として、感光体内面に熱源を設
ける事が周知であり、最も一般的なのは、面状または棒
状の電熱ヒーターを円筒状感光体内面に配設する。

【０００９】しかしながら、電熱ヒーターの容量は通常
１５Ｗから８０Ｗ程度と必ずしも大電力量といった印象
を得ないものの、夜間も含め常時通電されているケース
がほとんどであり、一日あたりの消費電力量としては、
電子写真装置全体の消費電力量の５〜１５％にも達する
場合もある。

【００１０】また、こうした画像流れの元凶である前述
のオゾンは、電子写真装置周囲の人や生物への健康障害
のおそれもあり、従来からオゾン除去フィルターで分解
無害化して排出していた。特にパーソナルユースの場
合、排出オゾン量は極力低減しなければならない。

【００１１】こうした状況から、新たな帯電部材、帯電
装置および電子写真装置として、発生オゾン量が皆無ま
たは低減された帯電装置および除湿装置が求められてい
る。

【００１２】２．帯電装置 以上の問題点を解決すべく、各種の接触帯電装置が提案
されている。

【００１３】接触帯電装置は、像担持体等の被帯電体
に、ローラー型（帯電ローラー）、ファーブラシ型、磁
気ブラシ型、ブレード型等の導電性の帯電部材（接触帯
電部材、接触帯電器）を接触させ、この接触帯電部材に
所定の帯電バイアスを印加して被帯電体面を所定の極性
および電位に帯電させる。

【００１４】接触帯電の帯電機構は、（ア）放電を伴う
帯電機構と、（イ）直接注入帯電機構との２種類の帯電
機構が混在しており、どちらが支配的であるかによっ
て、各々の特性が現れる。

【００１５】（ア）放電を伴う接触帯電 接触帯電部材と被帯電体との微小間隙に生じる放電現象
主体で被帯電体表面を帯電するものであり、一定の放電
しきい値を有するため、帯電電位より大きな電圧を接触
帯電部材に印加する必要がある場合がある（一例を図４
に示す）。また、コロナ帯電器に比べれば発生量は格段
に少ないが、原理的に放電生成物を生じるため、オゾン
など活性イオンによる弊害の恐れがある。

【００１６】接触帯電部材としては、従来より、導電性
弾性ローラーを用いたローラー帯電方式が広く用いられ
ている。

【００１７】帯電ローラーは、導電あるいは中抵抗のゴ
ム材または発泡体を用いて作製される。また、これらの
ゴム材または発泡体を積層して所望の特性を実現する。

【００１８】帯電ローラーは被帯電体との一定の接触状
態を得るために弾性を持たせているが、そのため摩擦抵
抗が大きく、多くの場合、被帯電体に従動あるいは若干
の速度差をもって駆動される。従って、絶対的帯電能力
の低下や接触性の不足やローラー形状による接触ムラや
被帯電体の付着物による帯電ムラなどを生じる場合があ
る。

【００１９】帯電ムラを防止し安定した均一帯電を行う
ために、接触帯電部材に被帯電体面との接触面に粉末を
塗布することが、特公平７−９９４４２号公報に開示さ
れている。しかしながら、接触帯電部材（帯電ローラ
ー）は被帯電体（感光体）に従動回転（速度差駆動な
し）するものであり、スコロトロン等のコロナ帯電器と
比べるとオゾン生成物の発生は格段に少なくなっている
ものの、帯電原理は前述のローラー帯電の場合と同様に
依然として放電帯電機構を主としている。

【００２０】更に、クリーナーレスの電子写真装置に適
用した場合には、転写残トナーの混入のため塗布した粉
末が均一に帯電部材に付着していることが困難となる場
合があり、均一帯電を行なう効果が薄れてしまう場合が
ある。

【００２１】（イ）直接注入帯電 直接注入帯電は、接触帯電部材から被帯電体に直接に電
荷が注入されることで被帯電体表面が帯電するものであ
り、直接帯電、注入帯電または電荷注入帯電とも称され
る。より詳しくは、中抵抗の接触帯電部材を被帯電体表
面に接触させ、被帯電体表面に直接電荷注入を行うもの
であり、接触帯電部材への印加電圧が放電閾値以下の印
加電圧であっても、被帯電体を印加電圧相当の電位に帯
電することができる。また基本的に放電現象を伴わない
ため放電生成物による弊害は生じない。一方、直接注入
帯電であるため、接触帯電部材の被帯電体への接触性が
帯電性に大きく効くので、より高い頻度で被帯電体に接
触する構成が必要であり、被帯電体と接触帯電部材の当
接幅を広くするため強い圧力で押し当てたり、接触帯電
部材の面速度を大きくする等の構成が必要となる場合が
ある。

【００２２】直接注入帯電機構に関して、帯電部材のさ
まざまな改善が進められており、特開昭５９−１３３５
６９号公報等の様に磁性体と磁性粒子（または粉体）か
らなる磁気ブラシ状粒子の接触帯電部材や、特開昭５７
−０４６２６５号公報等の様に導電性の繊維からなるフ
ァーブラシ状の接触帯電部材が像担持体に接触し、帯電
を付与する方式が提案されている。

【００２３】図３には、図２に示した電子写真装置の帯
電手段２０１の断面図を示した。

【００２４】（ア）弾性材および帯電粒子からなる注入
帯電 図３（ａ）にその一実施態様を示す。必要に応じて芯金
３０１（ａ）−３等が配置され、芯金３０１（ａ）−３
上に形成された低または中抵抗の導電部材３０１（ａ）
−２と、その帯電面の少なくとも感光体との当接部に導
電性粒子から成る帯電粒子が介在する部位３０１（ａ）
−１とからなる。導電部材３０１（ａ）−２に付いて
は、使用する電子写真装置の仕様等に応じて、抵抗や硬
度、また導電性粒子を介在させるための微小な凹凸また
はセル等を調整する。また、導電性粒子に付いては、磁
性および非磁性の何れでも使用可能であり、その抵抗
値、粒径も同様に調整される。

【００２５】（イ）磁気ブラシからなる注入帯電 図３（ｂ）にその一実施態様を示す。（ｂ）は帯電部材
であり、磁性部材３０１（ｂ）−２と、その帯電面に磁
性粒子により形成した磁気ブラシ層からなる帯電粒子領
域３０１（ｂ）−１とからなる。磁性部材３０１（ｂ）
−２は、磁極を内蔵した所謂スリーブ状、又はマグネッ
トローラー状に構成され、使用する電子写真装置の仕様
等に応じて、磁極の方向や磁束密度を適宜調整する。磁
気ブラシ層３０１（ｂ）−１は、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅ−Ｏ
系などの磁性酸化鉄（フェライト）粉、マグネタイト
粉、樹脂中にフェライトやマグネタイト等の磁性材料を
分散させたもの、磁性トナー材等が一般的に用いられ
る。

【００２６】３．電子写真プロセス 図２には、電子写真装置の構造例を模式的に示した。２
０２は像担持体である感光体ドラムであり、矢印Ａの時
計方向に所定の周速度（プロセススピード）にて回転駆
動されるドラム型の電子写真感光体である。２０１は帯
電手段であり、感光体２０２に直接注入帯電を行うもの
である。

【００２７】感光体２０２は帯電手段２０１で一様に帯
電された後、画像信号付与手段２０３にて潜像が形成さ
れ、次の現像手段２０４にて潜像に応じた顕像（トナー
像）が形成される。

【００２８】一方、紙などからなる転写材Ｐは給紙系２
０５の給紙経路２１９を通過後、レジスタロ−ラー等に
より、タイミングを制御、感光体側へ供給される。感光
体２０２と転写材Ｐは更に転写手段２０６（ａ）で感光
体２０２表面の顕像が転写材Ｐに転写され、転写材Ｐは
分離手段２０６（ｂ）にて感光体表面から分離される。

【００２９】感光体２０２はその後、クリーニング手段
（クリーナー）２０７を有する場合は、クリーナー２０
７にて表面をクリーニングされ、またクリーナーを有さ
ない（クリーナレス）構成の場合には、転写残トナーは
現像手段に回収され、再度現像に寄与する構成となる。

【００３０】その後、感光体表面に残留する静電潜像
は、除電手段２０８にて除電された後、再度帯電工程へ
と供される。

【００３１】転写材Ｐは分離後、搬送系２１０を経由し
てローラ−２１２等からなる定着手段２１１によってト
ナー像が定着され、装置外に排出される。

【００３２】画像信号付与手段は、原稿台２１４に載置
された原稿２１３に光源２１５からの照射光が反射し、
スキャナ２１６に記憶される。または、原稿からではな
く、外部のコンピュータ等の信号を直接記憶する。記憶
信号に応じて、レーザー等からなる潜像光源が走査、強
度変調され、画像信号付与手段２０３へと供される。

【００３３】帯電手段２０１は、抵抗等が規定された部
材と、少なくとも外部在位と感光体の当接部に介在す
る、抵抗や粒径等が規定された粒子とからなる。帯電部
材の抵抗値は、その使用される環境、高帯電効率、また
は感光体の表面層の耐圧特性等に応じて適宜選択される
ことが望ましい。

【００３４】帯電部材２０１は不図示の電圧印加電源に
より直流電圧Ｖｄｃ単独、或いはそれに交流電圧（Ｖａ
ｃ）を重乗して帯電手段２０１に印加されて、回転駆動
されている感光体ドラム２０２の外周面が均一に帯電さ
れる。

【００３５】なお、図２において、２０９は内部電位
計、２１７は画像信号光源、２１８はミラーである。

【００３６】４．アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系
感光体 電子写真において、感光体における感光層を形成する光
導電材料としては、高感度で、ＳＮ比〔光電流（Ｉｐ）
／暗電流（Ｉｄ）〕が高く、照射する電磁波のスペクト
ル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答
性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時におい
て人体に対して無害であること等の特性が要求される。
特に、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装置用感光体の場合には、大
量に、且つ長期にわたり複写される事を考えると、画
質、画像濃度の長期安定性も重要な点である。

【００３７】この様な点に優れた性質を示す光導電材料
に水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：
Ｈ」とも表記する）があり、例えば、特公昭６０−３５
０５９号公報には電子写真装置用感光体としての応用が
記載されている。

【００３８】このような電子写真装置用感光体は、一般
的には、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、支
持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法、熱ＣＤ法、光ＣＤ法、プラズマＣＤ法等の
成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成する。な
かでもプラズマＣＤ法、すなわち、原料ガスを直流また
は高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解
し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適な
ものとして実用に付されている。

【００３９】また、特開昭５４−８３７４６号公報にお
いては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素とし
て含むａ−Ｓｉ（以下、「ａ−Ｓｉ：Ｘ」とも表記す
る）光導電層からなる電子写真装置用感光体が提案され
ている。当該公報においては、ａ−Ｓｉにハロゲン原子
を１〜４０原子％含有させることにより、耐熱性が高
く、電子写真装置用感光体の光導電層として良好な電気
的、光学的特性を得ることができるとしている。

【００４０】また、特開昭５７−１１５５５６号公報に
は、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導
電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光
学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さら
には経時的安定性について改善を図るため、シリコン原
子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層
上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のア
モルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術が
記載されている。

【００４１】更に、特開昭６０−６７９５１号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有
してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体
についての技術が記載され、特開昭６２−１６８１６１
号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と
４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む非晶
質材料を用いる技術が記載されている。

【００４２】加えて、特開昭５７−１５８６５０号公報
には、水素を１０〜４０原子％含有し、赤外吸収スペク
トルの２１００ｃｍ^-1と２０００ｃｍ^-1の吸収ピークの
吸収係数比が０．２〜１．７であるａ−Ｓｉ：Ｈを光導
電層に用いることにより高感度で高抵抗な電子写真装置
用感光体が得られることが記載されている。

【００４３】一方、特開昭６０−９５５５１号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を３０〜４０℃に維持して帯
電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行う
ことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗
の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する技術
が開示されている。

【００４４】これらの技術により、電子写真装置用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【００４５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の様な
接触帯電、特に感光体表面と速度差を持って駆動される
直接注入帯電を使用する場合、非接触のコロナ帯電や、
従動接触のローラー帯電等と比較して、オゾン、ＮＯｘ
等の発生を抑え、画像流れを防止できる一方、表面形状
の変化を生じやすいため、接触帯電部材の被帯電体への
接触性が変化して、帯電性が変化してしまう場合があ
る。また、平均的な電位が変化しない場合においても、
微視的な帯電不均一が生じて、ブラシで掃いたような掃
きムラといわれる画像となる場合があった。

【００４６】さらにａ−Ｓｉ系感光体は高速機、即ちプ
ロセススピードが速い電子写真装置に搭載されており、
一方では感光体の外径は小さくされる傾向にある。従っ
て、短時間に多くの枚数が出力されることとなり、ま
た、出力する枚数に対して感光体の回転回数が多くなる
ため、接触部材により感光体の表面は、より厳しい環境
に曝されることとなる。このため、感光体の表面形状を
より厳密に制御する必要が生じてきた。

【００４７】また、電子写真装置および電子写真方法を
設計する際に、上記のような課題が解決されるように、
電子写真装置用感光体の電子写真物性および機械的耐久
性など総合的な観点から改良を図るとともに、帯電部
材、帯電装置および電子写真装置などの一段の改良を図
ることが要求されている。

【００４８】そこで、本発明者らは、表面形状の変化を
磨耗量の評価で代用できるかどうかを検討した。

【００４９】磨耗の評価方法としては、特開平１１−１
８４１０２号公報、特開平１０−０７４０２１号公報、
特開平０８−２３４４６９号公報、特開平０６−０７５
３８４号公報、特開平０５−０８８５２５号公報等に、
実機による耐久試験方法が記載されている。また、特開
平１１−１８４１２１号公報に、ＳｉＣ研磨テープを用
いて研磨耐久実験を行い、測定方法にて０．０２５ｎｍ
／回転以下の磨耗速度が良好であること開示されてい
る。

【００５０】本発明者らは、このような磨耗評価手段を
用いて、いろいろな硬度および表面形状を有する感光体
の磨耗評価を行った。

【００５１】一方、直接注入帯電における帯電性能の変
化を測定するため、上記と同種かつ磨耗評価をしてない
各々の感光体について、直接注入帯電で耐久実験を行い
つつ、その間、所定の間隔で帯電性を評価し、帯電性維
持性能を評価した。

【００５２】そして、上記両者の結果を比較してみたと
ころ、上記のような従来から知られている磨耗評価手段
で評価した耐磨耗性の良い感光体が、必ずしも注入帯電
耐久時の帯電性維持性能が良いわけではないことが分っ
た。

【００５３】また、磨耗特性を評価した感光体と、帯電
性維持性能を評価した感光体との１０μｍ×１０μｍの
範囲における表面粗さ凹凸を比較したところ、明らかに
異なっていた。

【００５４】従って、直接注入帯電の帯電性維持性能
や、感光体の表面形状の変化のし易さは、従来の磨耗の
し易さを評価する方法では、一意に評価できないことが
分った。

【００５５】磨耗はその形態として、アブレッシブ磨
耗、ディラミネーション（疲労）磨耗、凝着磨耗、化学
（腐食）磨耗というように分類され、使用される電子写
真プロセスや材料等により、主体になる磨耗形態が異な
る。

【００５６】このような背景から、直接注入帯電の帯電
性維持性能の高い感光体が、その評価手法も含めて、必
要となってきた。

【００５７】なお、基板の粗さをＲａとθａで規定する
ことが、特開平０８−１２９２６６号公報に記載されて
いるが、耐久変化までは言及されていない。また、基板
粗さをＳｍとＲｚで規定することが、特開平１１−１０
２０８０号公報に記載されているが、明らかに基板加工
であり、膜の粗さではなく、また、耐久変化については
言及されていない。

【００５８】また、特開平０９−２０４０５６号公報に
は、微細な凹凸に放電生成物が入り込む事に対して、初
期に平滑であり、耐久摩耗で平滑度が上がると共に摩耗
率が落ちる表面について記載されているが、粗さについ
てはＲｚに関してのみの記載であり、接触帯電による耐
久変化に関しては言及されていない。

【００５９】更に、特開平１０−３３３３４９号公報に
は、初期平滑である事、かつ研磨手段を有する装置に関
して記載されているが、初期Ｒｚが５０ｎｍ（Ｒａが５
ｎｍと同等）以下と、かなり小さい範囲に限定されてい
る。

【００６０】加えて、特開平０９−２０４０７７号公報
においては、ほとんど耐久摩耗が無いため、Ｒａ＜０．
１２５μｍでは摩擦力が十分ではなく、清掃効率の向上
が択られ難く、フィルミングを発生することが記載され
ているが、本発明とはＲａの範囲が異なり、さらに本発
明は粗さの規定自体が新規な量である。

【００６１】以上の様な状況に鑑み、本発明の目的は、
接触帯電の帯電性維持性能と、感光体表面形状の変化と
を的確に評価する方法を提供し、接触帯電の帯電性維持
性能の高い感光体を提供することである。

【００６２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によれば、非晶質珪素を主成分とする光導電層
を有する電子写真用感光体において、アスカーＣ硬度が
１５°以上６０°以下で、体積固有抵抗値が１×１０³
Ω・ｃｍ以上１×１０⁸Ω・ｃｍ以下の導電性弾性部材
を具備する導電性弾性ローラーを、該電子写真用感光体
に侵入量が０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となるよう
当接し、該当接部に、平均粒径が０．１μｍ以上１．０
μｍ以下で、体積固有抵抗値が１×１０²Ω・ｃｍ以上
１×１０³Ω・ｃｍ以下の導電性微粉体を介在させ、該
電子写真用感光体の表面の移動速度が１００ｍｍ／ｓｅ
ｃ以上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、該導電性弾性ロ
ーラーの表面の移動速度が該電子写真用感光体の表面の
移動方向と逆方向に１２０ｍｍ／ｓｅｃ以上３６０ｍｍ
／ｓｅｃ以下となるよう、互いに逆方向に回転駆動させ
ながら耐久試験を行い、該電子写真用感光体の表面粗さ
を１０μｍ×１０μｍの範囲で測定し、凹凸の最も深い
点を基準とした凹凸高さの度数分布の半値幅（Ｆ．Ｗ．
Ｈ．Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍ
ａｘｉｍｕｍ）を測定して、該耐久試験前の半値幅をａ
１、該耐久試験後の半値幅をａ２としたとき、少なくと
も１５０００回転までの間は、変化率ａ２／ａ１が１／
２以上１以下であることを特徴とする電子写真用感光体
が提供される。

【００６３】この様な特性を有する電子写真用感光体
は、電子写真装置に好適に配設される。

【００６４】また、非晶質珪素を主成分とする光導電層
を有する電子写真用感光体の表面評価方法であり、アス
カーＣ硬度が１５°以上６０°以下で、体積固有抵抗値
が１×１０³Ω・ｃｍ以上１×１０⁸Ω・ｃｍ以下の導電
性弾性部材を具備する導電性弾性ローラーを、該電子写
真用感光体に侵入量が０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下
となるよう当接し、該当接部に、平均粒径が０．１μｍ
以上１．０μｍ以下で、体積固有抵抗値が１×１０²Ω
・ｃｍ以上１×１０³Ω・ｃｍ以下の導電性微粉体を介
在させ、該電子写真用感光体の表面の移動速度が１００
ｍｍ／ｓｅｃ以上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、該導
電性弾性ローラーの表面の移動速度が該電子写真用感光
体の表面の移動方向と逆方向に１２０ｍｍ／ｓｅｃ以上
３６０ｍｍ／ｓｅｃ以下となるよう、互いに逆方向に回
転駆動させながら耐久試験を行い、該電子写真用感光体
の表面粗さを１０μｍ×１０μｍの範囲で測定し、凹凸
の最も深い点を基準とした凹凸高さの度数分布の半値幅
（Ｆ．Ｗ．Ｈ．Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈ
ａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）を測定することを特徴とする
電子写真用感光体の表面評価方法が提供される。

【００６５】なお、１０μｍ×１０μｍの範囲とは、１
辺が１０μｍの正方形の領域を言う。

【００６６】以上より、接触帯電の帯電性維持性能と、
感光体表面形状の変化とを的確に評価でき、また、接触
帯電の帯電性維持性能の高い感光体を実現できる。

【００６７】

【発明の実施の形態】本発明者らは鋭意検討の結果、直
接注入帯電の帯電性維持性能と、感光体の表面形状の変
化のし易さとを的確に評価する方法を見出すに至った。

【００６８】その様な評価方法の好ましい具体例とし
て、例えば非晶質珪素を主成分とする光導電層を有する
電子写真用感光体において、例えば１０ｍｍφ円柱状芯
金の周りに、アスカーＣ硬度が例えば３０°で、体積固
有抵抗値が例えば１×１０⁵Ω・ｃｍの導電性弾性部材
を具備した外径が例えば１６ｍｍφの導電性弾性ローラ
ーを、感光体に侵入量が例えば０．１５ｍｍとなるよう
当接し、当接部に平均粒径が例えば０．５μｍで、体積
固有抵抗値が例えば１×１０²Ω・ｃｍの例えばＺｎＯ
微粉体を介在させ、感光体表面の移動速度を例えば＋２
００ｍｍ／ｓｅｃ、導電性ローラーの移動速度を例えば
−２４０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動させ、感光体の１０μ
ｍ×１０μｍの範囲における表面粗さ凹凸の最も深い点
を基準にした凹凸高さの度数分布の半値幅（Ｆ．Ｗ．
Ｈ．Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈａｔ Ｈａｌｆ Ｍａ
ｘｉｍｕｍ）を測定するものである。

【００６９】また、測定に際し、感光体の基体に対向し
て、導電性ローラの芯金に電圧を印加する場合もある。

【００７０】そして、以上の様な条件で評価されるＦ．
Ｗ．Ｈ．Ｍ．につて、初期の半値幅をａ１、耐久試験後
の半値幅をａ２としたとき、少なくとも１５０００回転
までの間で、変化率ａ２／ａ１が１／２以上１以下であ
ることが電子写真用感光体として好ましい。

【００７１】変化率ａ２／ａ１が１／２以上１以下であ
れば、直接注入帯電の帯電性維持性能の高い感光体を実
現でき、粒子を介在させて導電性弾性部材で摺擦させた
ときの表面形状変化率を小さくすることができる。

【００７２】なお、表面形状変化率を小さくする観点か
ら、感光体の初期の１０μｍ×１０μｍの範囲における
表面粗さＲａは、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であること
が好ましい。

【００７３】また、同様の理由から、感光体は、非単結
晶炭素を主成分とする表面層を有することが好ましい。

【００７４】以下、本発明を更に詳しく説明する。

【００７５】（電子写真装置用感光体の表面性試験装
置）図１には電子写真装置用感光体の表面性試験装置の
構成例を模式的に示した。１０１は帯電／磨耗手段（感
光体摺擦手段／接触帯電手段）、１０２は感光体、１０
３は表面層厚測定手段、１０４は除電光源、１０５画像
信号付与（画像露光）手段、１０６および１０７は感光
体表面電位測定手段（電位計）、１０８は感光体表面温
度測定手段、１０９はクリーナーである。

【００７６】（感光体摺擦手段および接触帯電手段）図
３（ａ）には、感光体の評価で使用される感光体摺擦手
段の例を示した。３０１（ａ）−２は、低〜中抵抗の導
電性弾性部材を示し、３０１（ａ）−１は、感光体との
当接部に介在する導電性微粒子の領域を示す。

【００７７】感光体摺擦手段３０１は、感光体との間
に、導電性微粉体を介在させた当接部を設ける上で弾性
を有することが好ましく、電圧を印加することにより導
電性微粉体の形態（均一性、凝集度など）を制御する可
能性があるため、導電性であることが好ましい。従っ
て、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２が好ましい。

【００７８】また、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−
２の硬度は、十分に形状が安定して感光体との良好な接
触性を実現し、感光体との当接部に介在する導電性微粉
体によって導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２の表層
が必要以上に削られたり傷が発生することを抑制し、安
定して感光体を摺擦するために、アスカーＣ硬度で１５
°以上が好ましい。一方、感光体との間に十分な当接部
を確保し、感光体表面へのミクロな接触性を良好なもの
とするため、アスカーＣ硬度は６０°以下が好ましい。
例えば、アスカーＣ硬度として３０°を採用することが
できる。

【００７９】なお、アスカーＣ硬度は、基準規格アスカ
ーＣ型ＳＲＩＳ（日本ゴム協会規格）０１０１に従って
作製した試験片を用いて、アスカーゴム硬度計（高分子
計器（株）製）により測定される硬度である。

【００８０】導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２は、
上述の様に弾性を持たせて感光体との十分な接触状態を
得るのと同時に、介在する導電性微粉体の形態（均一
性、凝集度など）を制御するに十分な電流が得られるよ
うに、低い抵抗を有する電極として機能することが重要
である。一方では感光体にピンホールなどの欠陥部位が
存在した場合に電圧のリークを防止する必要があるた
め、１×１０³〜１×１０⁸Ωの電気抵抗値であることが
良く、より好ましくは１×１０⁴〜１×１０⁷Ωの電気抵
抗値であることが良い。

【００８１】なお、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−
２の電気抵抗値は、ローラーの芯金に総圧９．８Ｎの加
重がかかるよう、使用する感光体と同外径の円筒状アル
ミシリンダーに導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２を
圧着した状態で、芯金とアルミドラムとの間に１００Ｖ
を印加して計測する。

【００８２】導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２は、
例えば、芯金上に可撓性部材としてのゴムあるいは発泡
体の中抵抗層を形成することにより作製される。中抵抗
層は樹脂（例えばウレタン）、導電性粒子からなる帯電
粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤、発泡剤等に
より処方され、芯金の上にローラ状に形成する。その
後、必要に応じて切削、表面を研磨して形状を整え、導
電性弾性ローラー３０１（ａ）−２を作製する。ローラ
の表面は導電性微粉体を介在させるために微少なセルま
たは凹凸を有していることが好ましい。その様な凹凸と
しては、少なくとも表面が球形換算での平均セル径が５
〜３００μｍである窪みであって、窪みを空隙部とした
ローラー部材表面の空隙率が１５〜９０％である事が好
ましい。

【００８３】導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２の材
質としては、弾性発泡体に限定されるものでは無く、弾
性体の材料として、エチレン−プロピレン−ジエンポリ
エチレン（ＥＰＤＭ）、ウレタン、ブタジエンアクリロ
ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレ
ンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸
化物等の導電性物質を分散したゴム材や、また、これら
を発泡させたものがあげられる。また、導電性物質を分
散せずに、又は導電性物質と併用してイオン導電性の材
料を用いて抵抗を調整をすることも可能である。

【００８４】導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２は感
光体に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて配
設することが好ましい。そして、侵入量は、十分な接触
均一性を実現するために０．０５ｍｍ以上が好ましい。
また、弾性ローラー自体で摺擦する影響を抑え均一な摺
擦性を実現するために０．５ｍｍ以下が好ましい。

【００８５】また、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−
２と感光体の当接幅は特に制限されないが、安定して密
な密着性を得るため、１ｍｍ以上、より好ましくは２ｍ
ｍ以上が良い。

【００８６】更に、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−
２が可撓性を有していることが、感光体との当接部にお
いて導電性微粉体が感光体に接触する機会を増加させ、
高い接触性を得ることができ、摺擦均一性を向上させる
点で好ましい。

【００８７】一方、導電性弾性ローラーを接触帯電部材
として用いた場合においては、導電性微粉体を介して密
に感光体に接触して、当接部に存在する導電性微粉体が
感光体表面を隙間なく摺擦することで、接触帯電部材に
よる像担持体の帯電は帯電促進粒子の存在により放電現
象を用いない安定かつ安全な直接注入帯電が支配的とな
り、従来のローラ帯電等では得られなかった高い帯電効
率が得られ、接触帯電部材に印加した電圧とほぼ同等の
電位を像担持体に与えることができる、といった点で好
ましい。

【００８８】更に、当接部を形成する、導電性弾性ロー
ラー３０１（ａ）−２の表面の移動速度と感光体の表面
の移動速度には、相対的速度差を設けることで、導電性
弾性ローラーと感光体の当接部において導電性微粉体が
感光体に接触する機会を格段に増加させ、より高い接触
性を得ることができる点で好ましく良い。

【００８９】なお、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−
２と感光体との当接部に導電性微粉体を介在させること
により、導電性微粉体の潤滑効果（摩擦低減効果）によ
り導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２と感光体との間
に大幅なトルクの増大および導電性弾性ローラー３０１
（ａ）−２および感光体表面の顕著な削れ等を抑制しつ
つ速度差を設けることが可能となる。

【００９０】速度差を設ける構成としては、導電性弾性
ローラー３０１（ａ）−２を回転駆動して感光体と導電
性弾性ローラーに速度差を設けることができる。

【００９１】具体的には、感光体表面の移動速度を１０
０ｍｍ／ｓｅｃ以上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下とすること
が好ましく、例えば２００ｍｍ／ｓｅｃとする。また、
導電性ローラーの表面を感光体表面の移動方向と反対方
向に移動させ、移動速度を１２０ｍｍ／ｓｅｃ以上３６
０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることが好ましく、例えば２４
０ｍｍ／ｓｅｃとする。移動速度がこれらの範囲内であ
れば、安定して耐久試験を行うことができる。

【００９２】なお、感光体表面の移動速度を例えば＋２
００ｍｍ／ｓｅｃと正の値で表し、導電性ローラーの表
面の移動速度を例えば−２４０ｍｍ／ｓｅｃと負の値で
表して、感光体表面と導電性ローラーの表面とを互いに
反対方向に移動させることを表す場合もある。

【００９３】当接幅の制御方法としては、コロ（不図
示）やスペーサー等、適宜な方法で、適宜な距離に設定
する方法などが挙げられる。距離は５０〜２０００μｍ
の範囲が好ましく、より好ましくは１００〜１０００μ
ｍである。その他にニップ調整用の機構を設けても良
い。

【００９４】以上の構成により、上記の感光体摺擦手段
および接触帯電手段は、感光体の表面凹凸に導電性微粉
体が入り込んで摺擦されるため、感光体の表面粗さを比
較的維持したまま、磨耗が進む。しかし、従来から知ら
れているラッピングテープによる摺擦手段は、感光体表
面凸部の先端が強く摺擦されるため、表面粗さが急激に
減少しながら磨耗が進行するといった違いがある。概念
図を図１６に示す。前者が図１６（Ａ）、後者が図１６
（Ｂ）である。

【００９５】従って、本発明の特徴である感光体摺擦手
段の導電性微粉体の平均粒径としては、接触帯電手段と
して通常使用される平均粒径１〜５μｍ程度と比較し
て、十分小さければ、粒子の流動性は良好であり、また
感光体表面との接触性が向上して、摺擦均一性が良くな
るため、接触帯電手段を有する電子写真装置で使用され
る本来の状況を見極めることができる。一方、ある程度
大きければ、弾性部材中のセルの奥に捕獲される等の不
具合が抑制されるため、新旧粒子の入替えが促進され、
粒子の漏れ、またはセルの表面側の粒子は、弾性部材の
回転に伴い飛散し難くなり、感光体摺擦評価を行う際、
評価部位の均一な摺擦を行うのに十分な量の導電性微粉
体を確保でき、摺擦均一性が向上する。よって、感光体
摺擦手段としては平均粒径０．１〜１．０μｍが好まし
い。

【００９６】また、導電性弾性ローラーの芯金に電圧を
印加するとさらに好ましい。

【００９７】この際、弾性部材の抵抗値が十分低けれ
ば、電圧を印加しても導電性粒子は十分解離しており、
２次粒子として実質的に大きな粒径となることが抑制さ
れ、粒子の流動性は良好で、均一な摺擦が行える。この
様な観点から、弾性部材の体積抵抗値は１×１０⁸Ω・
ｃｍ以下が好ましく、１×１０⁷Ω・ｃｍ以下がより好
ましい。一方、弾性部材の抵抗値が十分高ければ、電圧
を印加する系に於いて、感光体上に微小な欠陥がある場
合も、当部位において電流が集中することが抑制され、
帯電部材の長手方向に十分な電流が行き渡る。この様な
観点から、弾性部材の体積固有抵抗値は１×１０³Ω・
ｃｍ以上が好ましく、１×１０⁴Ω・ｃｍ以上がより好
ましい。

【００９８】また、導電性粒子の体積固有抵抗値は１×
１０²〜１×１０³Ω・ｃｍであることが、摺擦手段の条
件として好ましい。

【００９９】本発明で使用される導電性微粉体として
は、例えばカーボンブラック、グラファイトなどの炭素
微粉末；銅、金、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金
属微粉末；酸化亜鉛、酸化チタン、酸化すず、酸化アル
ミニウム、酸化インジウム、酸化珪素、酸化マグネシウ
ム、酸化バリウム、酸化モリブデン、酸化鉄、酸化タン
グステンなどの金属酸化物；硫化モリブデン、硫化カド
ミウム、チタン酸カリなどの金属化合物、又は、これら
の複合酸化物などを、必要に応じて粒度および粒度分布
を調整することで使用できる。これらの中でも酸化亜
鉛、酸化すず、酸化チタン等の無機酸化物微粒子が特に
好ましい。

【０１００】また、導電性無機酸化物の抵抗値を制御す
る等の目的で、アンチモン、アルミニウムなどの元素を
ドープした金属酸化物、導電性材料を表面に有する微粒
子なども使用できる。例えば酸化スズ・アンチモンで表
面処理された酸化チタン微粒子、アンチモンでドープさ
れた酸化第二スズ微粒子、あるいは酸化第二スズ微粒子
などである。

【０１０１】（平均粒径および粒度分布測定方法）導電
性微粉体の平均粒径および粒度分布の測定には、コール
ター社製、ＬＳ−２３０型レーザー回折式粒度分布測定
装置にリキッドモジュールを取付けて０．０４〜２００
０μｍの測定範囲で測定される。測定法としては、純水
１０ｍｌに微量の界面活性剤を添加し、これに導電性微
粉体の試料１０ｍｇを加え、超音波分散機（超音波ホモ
ジナイザー）にて１０分間分散した後、測定時間９０
秒、測定回数１回で測定し、その結果を基に体積平均粒
径を算出する。

【０１０２】導電性微粉体の粒度および粒度分布の調整
方法としては、導電性微粉体の一次粒子が製造時におい
て所望の粒度および粒度分布が得られるように製造法、
製造条件を設定する方法以外にも、一次粒子の小さな粒
子を凝集させる方法、一次粒子の大きな粒子を粉砕する
方法または分級による方法等が可能であり、更には、所
望の粒度および粒度分布の基材粒子の表面の一部または
全部に導電性粒子を付着または固定化する方法、所望の
粒度および粒度分布の粒子に導電性成分が分散された形
態を有する導電性微粉体を用いる方法等も可能であり、
これらの方法を組み合わせて導電性微粉体の粒度および
粒度分布を調整することも可能である。

【０１０３】導電性微粉体の粒子が凝集体として構成さ
れている場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径と
して定義される。導電性微粉体は、一次粒子の状態で存
在するばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在する
ことも問題はない。どのような凝集状態であれ、凝集体
として帯電部材と像担持体との当接部、または、その近
傍の帯電領域に介在し、帯電補助または促進の機能が実
現できればその形態は問わない。

【０１０４】（電子写真装置）注入帯電を用いた電子写
真装置の帯電ユニットについては、上記感光体摺擦手段
および接触帯電手段の項に記載したとおりであるが、さ
らにクリーナーレス構成の場合には、帯電部に持ち運ば
れる、像担持体である感光体上の転写残トナーを接触帯
電手段３０１（ａ）に一時的に回収し均すために、導電
性弾性ローラー３０１（ａ）−２と感光体は互いに逆方
向に移動させることが好ましい。即ち、逆方向回転で感
光体上の転写残トナーを一旦引き離し帯電を行なうこと
により優位に直接注入帯電を行なうことが可能である。

【０１０５】また、逆方向と同じ相対速度比を得るには
順方向では帯電部材の回転数が逆方向の時に比べて大き
くなるので、帯電部材を逆方向に移動させる方が回転数
の点でも有利である。よって、回転方向は逆方向が好ま
しい。

【０１０６】更に、十分な効果のためには、ある程度の
回転数が必要であり、また、不必要な感光体の磨耗を抑
制するためには、回転数は大き過ぎない方が良い。この
様な観点から、接触帯電用のローラー駆動速度は感光体
と逆方向に感光体の速さの１０〜２００％で回転させる
事が好ましい。

【０１０７】また、注入帯電部材は振動していてもよ
い。

【０１０８】なお、相対速度比は以下の式により定義さ
れる； 相対速度比（％）＝１００×（感光体面速度−帯電部材
面速度）／感光体面速度； ただし、感光体の移動方向を正とする。従って、例えば
当接部において帯電部材表面が感光体表面に対し、従動
のときに相対速度比０％、帯電部材が停止している状態
では相対速度比１００％、帯電部材が感光体に対しカウ
ンターで駆動している場合は１００％を越す値となる。

【０１０９】感光体上の転写残トナーを一時的に回収す
るとともに導電性微粉体３０１（ａ）−１を担持し直接
注入帯電を優位に実行する上でも、導電性弾性ローラー
３０１（ａ）−２として可撓性部材である事が好まし
い。

【０１１０】感光体と接触帯電部材との当接部における
導電性微粉体３０１（ａ）−１の介在量として、介在量
が十分であれば、粒子による十分な潤滑効果が得られ、
感光体と導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２との摩擦
は小さく、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２を感光
体に速度差を持って回転駆動させることができる。つま
り、駆動トルクは適性に維持され無理なく回転できるた
め、導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２の表面の過剰
な損耗が抑制される。更に、導電性微粉体３０１（ａ）
−１による接触機会が増加し、十分な帯電性能を実現で
きる。一方、介在量が十分低ければ、導電性微粉体の接
触帯電部材からの脱落が抑制されるため良好に作像を行
うことができ、感光体表面の磨耗速度は抑制される。こ
のため、微粉体が導電性弾性ローラー３０１（ａ）−２
に塗布される量を適宜調整することが好ましい。

【０１１１】上記の様な構成の直接注入帯電手段を使用
することで、帯電均一性を良好に保持する事が出来る。

【０１１２】（アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系感
光体）感光体もまた、電子写真装置のメンテナンス間
隔、即ち耐久性を向上させるべく、耐磨耗性の高い表面
性を有していることが好ましい。この様な観点から、好
適な感光体の一形態であるアモルファスシリコン系感光
体（以下「ａ−Ｓｉ感光体」とも称する）について以下
に述べる。

【０１１３】ａ−Ｓｉ系感光体は周知の、導電性支持体
と、シリコン原子を母体とする非単結晶材料から成る光
導電層を有する感光層とから構成される感光体でも構わ
ないが、必要に応じて特性を向上させたものを用いる。

【０１１４】図６は、本発明の電子写真装置用感光体の
層構成の例を説明するための模式的断面図である。

【０１１５】図６（ａ）に示す電子写真装置用感光体６
００は、感光体用としての支持体６０１の上に、感光層
６０２が設けられている。感光層６０２はａ−Ｓｉ：
Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層６０３で構成
されている。

【０１１６】図６（ｂ）は、電子写真装置用感光体の他
の層構成を説明するための模式的断面図である。図６
（ｂ）に示す電子写真装置用感光体６００は、感光体用
としての支持体６０１の上に、感光層６０２が設けられ
ている。感光層６０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導
電性を有する光導電層６０３と、アモルファスシリコン
系（ａ−Ｓｉ）表面層６０４及び／又は非晶質炭素を主
体とするアモルファスカーボン系（ａ−Ｃ）表面層６０
４’とから構成されている。

【０１１７】図６（ｃ）は、電子写真装置用感光体の他
の層構成を説明するための模式的断面図である。図６
（ｃ）に示す電子写真装置用感光体６００は、感光体用
としての支持体６０１の上に、感光層６０２が設けられ
ている。感光層６０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導
電性を有する光導電層６０３と、ａ−Ｓｉ表面層６０４
及び／又はａ−Ｃ表面層６０４’と、ａ−Ｓｉ電荷注入
下部阻止層６０５及び／又はａ−Ｓｉ電荷注入上部阻止
層６０５’とから構成されている。

【０１１８】図６（ｄ）及び（ｅ）は、電子写真装置用
感光体のさらに他の層構成を説明するための模式的断面
図である。図６（ｄ）及び（ｅ）に示す電子写真装置用
感光体６００は、感光体用としての支持体６０１の上
に、感光層６０２が設けられている。感光層６０２は光
導電層６０３を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷
発生層６０７と、電荷輸送層６０８と、ａ−Ｓｉ表面層
６０４及び／又はａ−Ｃ表面層６０４’とから構成され
ている。

【０１１９】図６（ｆ）は、電子写真装置用感光体のさ
らに他の層構成を説明するための模式的断面図である。
図６（ｆ）に示す電子写真用感光体６００は、感光体用
としての支持体６０１の上に、感光層６０２が設けられ
ている。感光層６０２の構成は、図６（ｅ）の電荷発生
層６０７と電荷輸送層６０８が入れ替わった構造であ
る。

【０１２０】なお、表面層は、ａ−ＳｉＣ等のａ−Ｓｉ
系表面層６０４’、ａ−Ｃ表面層６０４が積層されてい
ても良いし、一方のみが使用されても良い。

【０１２１】（支持体）支持体としては、導電性でも電
気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａ
ｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、
Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例え
ばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポ
リエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテー
ト、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、
ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラ
ス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光
層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いるこ
とができる。

【０１２２】また、支持体６０１の形状は平滑表面ある
いは凹凸表面の円筒状または板状無端ベルト状であるこ
とができ、その厚さは、所望通りの電子写真装置用感光
体６００を形成し得るように適宜決定するが、支持体６
０１は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から
通常は１０μｍ以上とされる。

【０１２３】特に、レーザー光などの可干渉性光を用い
て像記録を行う場合には、可視画像において現れる、い
わゆる干渉縞模様による画像不良をより効果適に解消す
るために、光生成キャリアの減少が実質的にない範囲で
支持体６０１の表面に凹凸を設けてもよい。支持体６０
１の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１５
６号公報、特開昭６０−１７８４５７号公報、特開昭６
０−２２５８５４号公報、特開昭６１−２３１５６１号
公報等に記載された公知の方法により作製できる。

【０１２４】また、レーザー光等の可干渉光を用いた場
合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
別の方法として、感光層６０２内、又は感光層６０２の
下側に光吸収層等の干渉防止層または領域を設けても良
い。

【０１２５】更に、支持体の表面に微細なキズをつける
ことにより感光体表面の微細粗さを制御することもでき
る。キズの作製は研磨材を使用しても良いし、化学反応
によるエッチングやプラズマ中のいわゆるドライエッチ
ング、スパッタリング法等を用いても良い。この際にキ
ズの深さ及び大きさは、光生成キャリアの減少が実質的
にない範囲であれば良い。

【０１２６】（光導電層）支持体６０１上には、必要に
応じて、下引き層（不図示）が形成される。そして、下
引き層の上に、感光層６０２の一部を構成する光導電層
６０３が、真空堆積膜形成方法によって所望特性が得ら
れるように、適宜成膜パラメーターの数値条件が設定さ
れて作製される。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ＣＶＤ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
積法によって形成することができる。これらの薄膜堆積
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装置用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が、所望の
特性を有する電子写真装置用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してグロー
放電法、特にＲＦ帯、μＷ帯またはＶＨＦ帯の電源周波
数を用いた高周波グロー放電法が好適である。

【０１２７】グロー放電法によって光導電層６０３を形
成するには、基本的には周知のごとくシリコン原子（Ｓ
ｉ）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、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てある所定の支持体６０１上にａ−
Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【０１２８】また、シリコン原子の未結合手を補償し、
層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上
させるために、光導電層６０３中に水素原子および／ま
たはハロゲン原子が含有されることが必要であるが、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および
／またはハロゲン原子の和に対して１０〜３０原子％、
より好ましくは１５〜２５原子％とされるのが望まし
い。

【０１２９】そして、形成される光導電層６０３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図り、本発明の目的を達成す
る膜特性を得るために、これらのガスに更にＨ₂および
／またはＨｅあるいは水素原子を含む珪素化合物のガス
も所望量混合して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
ても差し支えないものである。

【０１３０】また本発明において使用されるハロゲン原
子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲ
ンガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化
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。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げるこ
とができる。好適に使用し得るハロゲン化合物として
は、具体的には弗素ガス（Ｆ₂）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、Ｃ
ｌＦ₃、ＢｒＦ₃、ＢｒＦ₅、ＩＦ₃、ＩＦ₇等のハロゲン
間化合物を挙げることができる。

【０１３１】ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆる
ハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体
的には、たとえばＳｉＦ₄、Ｓｉ₂Ｆ₆等の弗化珪素が好
ましいものとして挙げることができる。

【０１３２】光導電層６０３中に含有される水素原子お
よび／またはハロゲン原子の量を制御するには、例えば
支持体６０１の温度、水素原子および／またはハロゲン
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。

【０１３３】光導電層６０３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６０３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。

【０１３４】前記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１３族に属する原子（以
後「第１３族原子」とも略記する）またはｎ型伝導特性
を与える周期律表１５族に属する原子（以後「第１５族
原子」とも略記する）を用いることができる。

【０１３５】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（Ｉｎ）、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（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適
である。

【０１３６】光導電層６０３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
×１０⁴原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０^-2〜５×
１０³原子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０³原子
ｐｐｍとされるのが望ましい。

【０１３７】伝導性を制御する原子、たとえば、第１３
族原子または第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６０３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ま
たは第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。

【０１３８】そのような第１３族原子導入用の原料物質
として具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ₂Ｈ₆、
Ｂ₄Ｈ₁₀、Ｂ₅Ｈ₉、Ｂ₅Ｈ₁₁、Ｂ₆Ｈ₁₀、Ｂ₆Ｈ₁₂、Ｂ₆Ｈ
₁₄等の水素化硼素、ＢＦ₃、ＢＣｌ₃、ＢＢｒ₃等のハロ
ゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ₃、Ｇａ
Ｃｌ₃、Ｇａ（ＣＨ₃）₃、ＩｎＣｌ₃、ＴｌＣｌ₃等も挙
げることができる。

【０１３９】第１５族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、ＰＨ₃、Ｐ₂
Ｈ₄等の水素化燐、ＰＨ₄Ｉ、ＰＦ₃、ＰＦ₅、ＰＣＬ₃、
ＰＣｌ₅、ＰＢｒ₃、ＰＢｒ₅、ＰＩ₃等のハロゲン化燐が
挙げられる。この他、ＡｓＨ ₃、ＡｓＦ₃、ＡｓＣｌ₃、
ＡｓＢｒ₃、ＡｓＦ₅、ＳｂＨ₃、ＳｂＦ₃、ＳｂＦ₅、Ｓ
ｂＣｌ₃、ＳｂＣｌ₅、ＢｉＨ₃、ＢｉＣｌ₃、ＢｉＢｒ₃
等も第１５族原子導入用の出発物質の有効なものとして
挙げることができる。

【０１４０】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。

【０１４１】さらに、光導電層６０３に、炭素原子、酸
素原子および窒素原子の中の１種以上を含有させること
も有効である。これらの原子の含有量は、シリコン原
子、炭素原子、酸素原子及び窒素原子の和に対して、好
ましくは１×１０^-5〜１０原子％、より好ましくは１×
１０^-4〜８原子％、最適には１×１０^-3〜５原子％とさ
れる。これらの原子は、光導電層中に万遍なく均一に含
有されても良いし、光導電層の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布をもたせた部分があっても良
い。

【０１４２】光導電層６０３の層厚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適宜所望に
したがって決定され、好ましくは２０〜５０μｍ、より
好ましくは２３〜４５μｍ、最適には２５〜４０μｍと
される。

【０１４３】さらに、支持体６０１の温度は、層設計に
したがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、
好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２２０〜
３３０℃、最適には２３０〜３１０℃とされる。

【０１４４】光導電層を形成するための支持体温度、ガ
ス圧等の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感光体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。

【０１４５】（表面層）感光体の表面層（６０４、６０
４’）は、自由表面（６０６）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。

【０１４６】表面層（６０４、６０４’）の抵抗値は、
その電荷保持能、帯電効率等の電気的特性を良好に有
し、電圧により表面層が損傷する、いわゆるピンホール
リークを防止するために、１×１０¹⁰〜５×１０¹⁵Ωｃ
ｍなる抵抗を有することが好ましい。より好ましくは１
×１０¹²〜１×１０¹⁴Ωｃｍである。

【０１４７】抵抗値の測定は、ＨＩＯＫＩ社製のＭΩテ
スターで２５０〜１ｋＶの印加電圧で行う。

【０１４８】特に、本発明のような直接注入帯電の系で
使用する場合には、耐磨耗性が重要な特性である。よっ
て、上述のようにして支持体６０１上に形成された光導
電層６０３の上に、ａ−ＳｉＣ等のアモルファスシリコ
ン（ａ−Ｓｉ）系の表面層６０４使用しても良いが、非
晶質炭素（ａ−Ｃ：Ｈ）を主成分とする表面層６０４’
（以下、ａ−Ｃ系表面層とも称する）を使用すること
が、より好ましい。ａ−Ｃ系表面層は撥水性に優れ、環
境対策ヒーターを除去した状態においても高湿環境下で
の画像流れを防止する効果がある。また、ａ−Ｓｉ系表
面層と同等以上の高硬度で有り、また、低摩擦であり、
直接注入帯電に於ける、帯電手段の粒子の、機械的な摩
擦による感光体への移動や、感光体の摩耗を低減でき
る。

【０１４９】ａ−Ｓｉ系表面層６０４、ａ−Ｃ系表面層
６０４’は光導電層６０３の上に、単独で使用されても
良いし、ａ−Ｓｉ系表面層６０４と、ａ−Ｃ系表面層６
０４’を積層して成っても良い。また、表面層は均一な
組成で作製されていても、また、膜厚方向で組成が変化
する領域を有していても良い。

【０１５０】ａ−Ｓｉ系表面層６０４は、ａ−Ｓｉ系の
材料であれば何れの材質でも可能であるが、例えば、水
素原子（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有
し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン（以
下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」とも表記する）、水素原子
（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更
に酸素原子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ
−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」とも表記する）、水素原子（Ｈ）お
よび／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に窒素原
子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈ，Ｘ」とも表記する）、水素原子（Ｈ）および／
またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、更に炭素原子、酸
素原子、窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルフ
ァスシリコン（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」とも表
記する）等の材料が好適に用いられる。

【０１５１】また、ａ−Ｃ系表面層６０４’は、炭素原
子を主成分とし、更に水素原子（Ｈ）および／またはハ
ロゲン原子（Ｘ）を含有するアモルファスカーボン（以
下「ａ−Ｃ：Ｈ，Ｘ」とも表記する）が好適に用いられ
る。更に、ａ−Ｃ系表面層６０４’のハロゲン原子
（Ｘ）としては、ハロゲン原子であれば何れでも良い
が、特にフッ素（Ｆ）が摩擦低減効果、更には磨耗低減
効果の点から好ましい。Ｆは、ａ−Ｃ表面層６０４’の
内部や最表面で、炭素原子と結合していることが好まし
い。

【０１５２】表面層６０４、６０４’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
ＣＶＤ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法など周知の
薄膜堆積法によって形成することができる。これらの薄
膜堆積法は、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装置用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が、感
光体の生産性から光導電層と同等の堆積法によることが
好ましい。

【０１５３】表面層を、ａ−ＳｉＣを主成分として構成
する場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対
して３０％から９０％の範囲が好ましい。

【０１５４】またａ−ＳｉＣ系表面層６０４内の水素含
有量を３０原子％以上７０％以下に制御することで電気
的特性面および高速連続使用性において飛躍的な向上を
図り、表面層の高い硬度を確保できる。

【０１５５】なお、ａ−Ｃを主成分として構成する場
合、水素含有量が３５〜５５％とすることで、高硬度で
且つ注入性をより向上させることが可能で有る。また、
さらに例えばフッ素原子等のハロゲン原子を含有させる
ことは撥水性や摩擦低下などに有効であり、ａ−Ｃ：
Ｈ：Ｆは撥水性、低摩擦の効果がより顕著である。その
場合には水素と含有させたハロゲン原子の総和が３５〜
５５％とする事で上記の効果が十分に得られる。

【０１５６】表面層中の水素含有量は、Ｈ₂ガスの流
量、支持体温度、放電パワー、ガス圧等によって制御し
得る。表面層中に含有される水素原子および／またはハ
ロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体６０１の
温度、水素原子および／また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。

【０１５７】炭素原子、酸素原子および窒素原子の中の
１種以上は、表面層中に万遍なく均一に含有されても良
いし、表面層の層厚方向に含有量が変化するような不均
一な分布をもたせた部分があっても良い。

【０１５８】表面層６０４、６０４’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、表面層６０４、６０４’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。

【０１５９】前記の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、「第１３族原子」または「第１５族原子」を用いる
ことができる。

【０１６０】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、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等
のガスにより希釈して使用してもよい。

【０１６１】表面層の層厚としては、表面層の使用中の
磨耗や、電気的、機械的なストレスによる損傷を防止す
る観点から、また一方では残電、感度低下などの電子写
真特性の低下を防止する観点から、これらを総合的に判
断して選択されることが好ましい。

【０１６２】ａ−Ｓｉ系表面層６０４では通常０．０１
〜３μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適には０．１
〜１．５μｍとされる。層厚が０．０１μｍ以上であれ
ば、感光体を使用中に摩耗等の理由により表面層が失わ
れることが抑制され、３μｍ以下であれば、残留電位の
増加が抑制され、良好な電子写真特性を維持できる。

【０１６３】ａ−Ｃ系表面層６０４’は、上記ａ−Ｓｉ
系表面層と同等の層厚の範囲でも良いが、耐磨耗性がよ
り優れており、ａ−Ｓｉ系表面層よりも薄い膜厚で同等
以上の十分な機能を有する。表面層厚としては、通常
０．０１〜２μｍ、好適には０．０５〜０．８μｍ、最
適には０．１〜０．３μｍが好ましい。

【０１６４】表面層６０４、６０４’を形成するには、
支持体６０１の温度、反応容器内のガス圧を所望にした
がって、適宜設定する必要がある。

【０１６５】表面層を形成するための支持体温度、ガス
圧等の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感光体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。

【０１６６】さらに、光導電層と表面層の間に、炭素原
子、酸素原子、窒素原子の含有量を表面層より減らした
ブロッキング層（下部表面層）を設けることも帯電能等
の特性を更に向上させるためには有効である。

【０１６７】ａ−Ｃ系表面層６０４’を光導電層６０３
上、またはａ−Ｓｉ系表面層６０４上に積層する場合、
表面層６０４’と表面層６０４’の下の層との間に、光
導電層６０３に向かって炭素原子の含有量が減少、珪素
原子が増加するように変化する領域を設けても良い。ま
た、ａ−Ｓｉ系表面層６０４と光導電層６０３との間
に、炭素原子、酸素原子および窒素原子の中の１種以上
の含有量が光導電層６０３に向かって減少するように変
化する領域を設けても良い。これらにより、表面層と光
導電層の密着性を向上させ、界面での光の反射による干
渉の影響をより少なくすることができる。

【０１６８】（電荷注入阻止層）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を設けるのが、より効果的
である。すなわち、電荷注入阻止層は感光層が一定極性
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比較的多く含有させ
る。

【０１６９】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、「第１３族原子」または「第１
５族原子」を用いることができる。伝導性を制御する原
子は、層中に万偏なく均一に分布されても良いし、ある
いは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが、不均一
に分布する状態で含有している部分があってもよい。分
布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く分布するよ
うに含有させるのが好適である。いずれの場合にも支持
体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏
なく含有されることが面内方向における特性の均一化を
はかる点からも必要である。

【０１７０】電荷注入阻止層の層厚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０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、最
適には０．５〜３μｍとされる。

【０１７１】電荷注入阻止層を形成するための希釈ガス
の混合比、ガス圧、放電電力、支持体温度の望ましい数
値範囲として前記した範囲が挙げられるが、これらの層
作製ファクター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表面層を形成すべく相互
的且つ有機的関連性に基づいて各層作製ファクターの最
適値を決めるのが望ましい。

【０１７２】また、支持体６０１と光導電層６０３ある
いは電荷注入阻止層６０５との間の密着性の一層の向上
を図る目的で、例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ又
はシリコン原子を母体とし、水素原子および／またはハ
ロゲン原子と、炭素原子、酸素原子および窒素原子の中
の１種以上とを含む非晶質材料等で構成される密着層を
設けても良い。更に、前述のごとく、支持体からの反射
光による干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設
けても良い。

【０１７３】（感光層の製造方法）上記の各層は、例え
ば図７及び図８に示される様な周知の装置および膜形成
方法にて製造される。

【０１７４】図７は電源周波数としてＲＦ帯を用いた高
周波プラズマＣＶＤ法（以後「ＲＦ−ＰＣＶＤ」とも略
記する）による電子写真装置用感光体の製造装置の一例
を示す模式的な構成図である。

【０１７５】この装置は大別すると、堆積装置（３１０
０）、原料ガスの供給装置（３２００）、反応容器（３
１１１）内を減圧にするための排気装置（不図示）から
構成されている。堆積装置（３１００）中の反応容器
（３１１１）内には円筒状支持体（３１１２）、支持体
加熱用ヒーター（３１１３）、原料ガス導入管（３１１
４）が設置され、更に高周波マッチングボックス（３１
１５）が接続されている。

【０１７６】原料ガス供給装置（３２００）は、ＳｉＨ
₄、ＧｅＨ₄、Ｈ₂、ＣＨ₄、Ｂ₂Ｈ₆、ＰＨ₃等の原料ガス
のボンベ（３２２１〜３２２６）とバルブ（３２３１〜
３２３６、３２４１〜３２４６、３２５１〜３２５６）
およびマスフローコントローラー（３２１１〜３２１
６）から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ（３２
６０）を介して反応容器（３１１１）内のガス導入管
（３１１４）に接続されている。なお、３２６１〜３２
６６は圧力調整器である。

【０１７７】また、電源にＶＨＦ帯の周波数を用いた高
周波プラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」とも略
記する）法によって形成される電子写真装置用感光体の
製造装置は、例えば図７に示した製造装置におけるＲＦ
−ＰＣＶＤ法による堆積装置（３１００）を図８に示す
堆積装置（４１００）に交換して原料ガス供給装置（３
２００）と接続することにより、得ることができる。

【０１７８】この装置は大別すると、真空気密化構造を
成した減圧にし得る反応容器（４１１１）、原料ガスの
供給装置（３２００）、および反応容器内を減圧にする
ための排気装置（不図示）から構成されている。反応容
器（４１１１）内には円筒状支持体（４１１２）、支持
体加熱用ヒーター（４１１３）、原料ガス導入管（４１
１４）、電極が設置され、電極（４１１５）には更に高
周波マッチングボックス（４１１６）が接続されてい
る。また、反応容器（４１１１）内は排気管（４１２
１）を通じて不図示の拡散ポンプに接続されている。

【０１７９】原料ガス供給装置、原料ガスのボンベ、バ
ルブおよびマスフローコントローラー等の構成は上記に
準ずる物でも良い。また、円筒状支持体（４１１２）に
よって取り囲まれた空間（４１１４）が放電空間（４１
３０）を形成している。なお、４１２０は支持体回転用
モーターである。

【０１８０】以上述べてきた、課題を解決するための手
段及び作用を単独、組み合わせで用いる事により、優れ
た効果を引き出す事が可能である。

【０１８１】（表面粗さの度数分布）本発明の重要な指
標である表面粗さの度数分布は、原子間力顕微鏡（Ａｔ
ｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用い
て計測される。ＡＦＭの横分解能（試料面に平行な方向
の分解能）は０．５ｎｍを上まわり、縦分解能（試料面
に垂直方向の分解能）は０．０１〜０．０２ｎｍを持
ち、試料の三次元的な形状を測定することが可能で、従
来から広く用いられている表面粗さ計との大きな違い
は、その高い分解能にある。

【０１８２】これほどまでの高い分解能においては、感
光体基板の粗さが支配的なオーダーの粗さではなく、光
導電層や表面層と言った堆積膜そのものの性質に起因す
る粗さの測定が可能である。

【０１８３】感光体基体の粗さは、旋盤やボールミル、
ディンプル処理加工と言った「歯形」や「処理部材」と
言った「型」に依存するものであるが、堆積膜そのもの
の粗さには「型」はなく、単にＪＩＳ−Ｂ ０６０１で
規定されるＲａ（中心線平均粗さ）やＲｚ（十点平均粗
さ）では表現しきれない形状因子が存在し、それがトナ
ー付着防止の糸口になるのではないかと本発明者らは考
えた。

【０１８４】具体的には、同一視野（１０μｍ×１０μ
ｍ）の範囲における表面粗さＲａが１０ｎｍ未満の導電
性基体の上に、各種条件にてアモルファスシリコン感光
層（阻止層、光導電層、表面層、各層の界面を含む全
層）を作製し、その凹凸の高さを原子間力顕微鏡で観測
し、度数分布を求めて比較検討した。

【０１８５】同様の測定を従来広く用いられている表面
粗差計、例えば（株）小坂研究所製接触式表面粗さ計
（ＳＥ−３４００）を用いたのでは有意な差を観測でき
ず、本出願で用いる指標はアモルファスシリコン感光体
の材料の特性を示す新規な指標であると考える。

【０１８６】なお、本発明者らはＡＦＭの測定に際し
て、いくつかの試料に対して、いくつかのスキャンサイ
ズで測定を行なった。スキャンサイズとは、スキャンす
る四角形の一辺の長さであり、従って１０μｍとは、１
０μｍ×１０μｍすなわち１００μｍの範囲をスキャン
することを意味する。グラフ横軸をスキャンサイズにし
て、その結果の一部を図１２に示す。

【０１８７】この図は、同一基体に作製条件を変えて成
膜した比較的微細粗さの小さいものと中程度のものの２
つの試料について、測定視野と一般的にイメージし易い
粗さ指標ＪＩＳのＲａ（中心線平均粗さ）で示した。

【０１８８】スキャンサイズを大きく、すなわち測定範
囲を広くすると測定値は安定するが、試料基体のうね
り、突起などの特異形状、加工形状の影響により、微細
形状が反映され難くなり、視野角が小さいと測定個所の
選択バラツキが大きくなるため、本発明は測定の検知能
力と安定性の総合的に優れた１０μｍ×１０μｍ視野で
表記した。

【０１８９】以上の経緯から、本発明の思想そのものは
１０μｍ×１０μｍの視野に限定されるものではない。

【０１９０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。

【０１９１】（実験例１）図７に示すＲＦ−ＰＣＤ法に
よる電子写真装置用感光体の製造装置を用い、直径３０
ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上に、
表１に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層か
らなる感光体を作製した。

【０１９２】

【表１】

【０１９３】光導電層のＳｉＨ₄とＨ₂との混合比ならび
に放電電力を変えることによって、ＡＦＭ測定レベルに
おける表面粗さの度数分布を変化させた電子写真用感光
体を製造した。この感光体のいくつかについて、１０μ
ｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した表面粗さの
度数分布を図１３に示す。図１３において、縦軸は度数
を示し、横軸は凹凸の最も深い点を基準とした凹凸の高
さを示し、１１３、１０７及び１０４は表６に示す感光
体の番号である。図１３から、感光体の作製条件の違い
は、度数分布の幅、高さ、左右のバランスに影響するこ
とが分った。

【０１９４】また、参考までに、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
の観察像例を図１４、図１５に示す。図１４は耐久試験
前の表面の一例を示し、図１５は耐久試験後の表面の一
例を示す。

【０１９５】（実験例２）キヤノン製ＧＰ４０５のプロ
セススピードを２００ｍｍ／ｓｅｃに変更し、帯電手段
の変わりに、摺擦部材として１０ｍｍφの円柱状芯金の
周りに硬度３０°の弾性部材を具備した外径１６ｍｍφ
ローラーを、酸化亜鉛粒子を介在させて感光体と当接さ
せた感光体摺擦装置を作製した。

【０１９６】弾性ローラーは感光体との相対速度比２２
０％（速さ比１２０％）で駆動、感光体との当接部分の
侵入量０．１５ｍｍとした。

【０１９７】感光体摺擦部材３０１は、図３に示す様
に、弾性部材と粒子からなる（ａ）を使用し、以下の条
件で製作した。弾性部材３０１（ａ）−２は、φ１０ｍ
ｍの芯金にローラー状弾性部材をφ１６ｍｍとなるよう
に成形した。ローラーのアスカーＣ硬度は３０°であっ
た。更に、導電性粒子３０１（ａ）−１を、弾性ローラ
ー３０１（ａ）−２に塗布する機構（不図示）を別途作
製し、設置した。又、コロにより感光体への弾性部材の
侵入量は、当接幅を規制することによって制御した。

【０１９８】感光体摺擦装置に異なる粒径の導電性粒子
を用い、実験例１で作製した感光体をセットして、摺擦
の均一性、飛散について評価した結果を表２に示す。表
２の記号は、◎：非常に優れている、○：優れている、
△：実用上問題なし、×：実用上問題ありを意味する。

【０１９９】

【表２】

【０２００】表２より、導電性粒子の粒径は０．１〜
１．０μｍが好ましいことが分かり、０．５μｍを採用
した。なお、導電性粒子の粒径が大き過ぎると粒子の流
動性が阻害され均一な摺擦が行なえない場合があり、小
さすぎると弾性部材中のセルの奥に捕獲される等のため
に、新旧粒子の入替えが不足し、粒子の漏れ、或いはセ
ルの表面側の粒子は、弾性部材の回転に伴い飛散するな
どの現象が増加する場合があった。

【０２０１】（実験例３）実験例２と同様の装置におい
て、１×１０²Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有する導電
性粒子を用い、異なる体積固有抵抗値を有する弾性部材
を用いて実験例１で作製した感光体をセットし、導電性
弾性部材の芯金に電圧を印加して、摺擦の均一性につい
て評価した。結果を表３に示す。表３の記号は、◎：非
常に優れている、○：優れている、△：実用上問題な
し、×：実用上問題ありを意味する。

【０２０２】

【表３】

【０２０３】表３より、摺擦手段の条件として、弾性部
材の体積固有抵抗値は１×１０³〜１×１０⁸Ω・ｃｍが
好ましく、１０⁴〜１０⁷Ω・ｃｍがより好ましいことが
分ったので、１×１０⁵Ω・ｃｍを採用した。

【０２０４】なお、上記の体積固有抵抗値よりも高い場
合には、電圧を印加しても導電性粒子の解離がおきにく
くなり、２次粒子として実質的に大きな粒径になり、粒
子の流動性が阻害され均一な摺擦が行えない場合があっ
た。一方、抵抗が低い場合には、電圧を印加する系に於
いては、感光体上に微小な欠陥がある時に、該当部位に
おいて電流が集中し、帯電部材の長手方向の部位以外の
部分に十分な電流が行き渡らない現象が発生する場合が
あった。

【０２０５】（実験例４）実験例２と同様の装置におい
て、１×１０⁵Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有する弾性
部材を用い、異なる体積固有抵抗値を有する導電性粒子
を用い実験例１で作製した感光体をセットして、導電性
弾性部材の芯金に電圧を印加して、摺擦の均一性につい
て評価した結果を表４に示す。表４の記号は、◎：非常
に優れている、○：優れている、△：実用上問題なし、
×：実用上問題ありを意味する。

【０２０６】導電性粒子の体積固有抵抗値が１×１０²
〜１×１０³Ω・ｃｍである事が、摺擦手段の条件とし
て好ましいことが分ったので、１×１０²Ω・ｃｍを採
用した。

【０２０７】

【表４】

【０２０８】なお、上記の体積固有抵抗値よりも高い場
合には、電圧を印加しても導電性粒子の解離がおきにく
くなり、２次粒子として実質的に大きな粒径になり、粒
子の流動性が阻害され均一な摺擦が行えない場合があっ
た。一方、抵抗が低い場合には、電圧を印加する系に於
いては、感光体上に微小な欠陥がある時に、該当部位に
おいて電流が集中し、帯電部材の長手方向の該当部位以
外の部分に十分な電流が行き渡らない現象が発生する場
合があった。

【０２０９】なお、導電性粒子の体積固有抵抗値は、図
５に示す装置を用いて測定した。即ち、セルＡに導電性
粒子を充填し、導電性粒子に接するよう電極１及び２を
配し、電極間に電圧を印加し、その時の電流を測定する
ことで、導電性粒子の体積固有抵抗値を測定した。測定
条件として、２３℃、６５％の環境で充填導電性粒子と
電極との接触面積２ｃｍ²、厚みｄは１ｍｍとし、上部
電極に９８Ｎの加重を掛け、印加電圧は１００Ｖとし
た。なお、図５において、３はガイドリング、４は電流
計、５は電圧計、６は定電圧装置、７は測定サンプル、
８は絶縁物である。

【０２１０】（実験例５）実験例２と同様の感光体摺擦
装置において、感光体と導電性弾性ローラーの速度差を
変化させて感光体を摺擦させた場合と、前述したＳｉＣ
研磨テープを用いた磨耗評価手段で磨耗させた場合にお
いて、１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定し
た表面粗さの度数分布の半値幅を算出した。感光体の耐
久回転数と初期に対する度数分布の半値幅の変化率の関
係を上記２種類の摺擦手段に関して比較した結果を図１
７に示す。本発明の感光体摺擦装置で摺擦した場合の方
が、ＳｉＣ研磨テープの場合と比較して、半値幅の変化
が少ないことが分る。感光体と導電性弾性ローラーの速
度差が大きくなりすぎると、ＳｉＣ研磨テープを用いた
磨耗評価手段との差がなくなる傾向にあり（図中の「速
度差大」及び「速度差大」参照）、逆に速度差が小
さくなりすぎると、摺擦力が弱すぎて十分な摺擦効果が
得られない。これより、感光体移動速度＋２００ｍｍ／
ｓｅｃ、導電性ローラ移動速度−２４０ｍｍ／ｓｅｃ付
近が最も好ましいことが分った。

【０２１１】一方、大塚電子製分光測定装置ＭＣＰＤ−
２０００を使用して反射スペクトルを測定し、表面層材
料の屈折率等から表面層厚を算出し、磨耗評価前の膜厚
との差で感光体表面層の磨耗量を求め、磨耗量と半値幅
の関係を上記２種類の摺擦手段に関して比較した。結果
を図１８に示す。本発明の感光体摺擦装置の場合は、磨
耗量の増加に対して半値幅の減少度合いが少ないのに対
し、ＳｉＣ研磨テープを用いた磨耗評価手段の場合は、
磨耗量に対応して半値幅が減少していることが分る。ま
た、感光体と導電性弾性ローラーの速度差が大きくなり
すぎると、ＳｉＣ研磨テープを用いた場合との差が小さ
くなる傾向にある。

【０２１２】（実験例６）実験例２と同様の装置におい
て、１×１０²Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有する導電
性粒子と、１×１０⁵Ω・ｃｍの体積固有抵抗値を有す
る弾性部材とを用い、実験例１で作製した感光体をセッ
トして、侵入量を変化させ、接触の均一性、摺擦の均一
性について評価した。結果を表５に示す。表５の記号
は、◎：非常に優れている、○：優れている、△：実用
上問題なし、×：実用上問題ありを意味する。

【０２１３】

【表５】

【０２１４】侵入量が少なすぎると、十分な接触均一性
が得られない場合がある。逆に大きすぎる場合には、弾
性ローラー自体で摺擦する要素が大きくなり、やはり摺
擦均一性が得られない場合がある。これより、侵入量は
０．０５〜０．５０ｍｍが好ましく、本発明では０．１
５ｍｍを採用した。

【０２１５】（例１）図７に示すＲＦ−ＰＣＤ法による
電子写真装置用感光体の製造装置を用い、直径３０ｍｍ
の鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上に、表１
に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からな
る感光体を作製した。光導電層のＳｉＨ₄とＨ₂との混合
比ならびに放電電力を変えることによって、ＡＦＭ測定
レベルにおける表面粗さの度数分布を変化させた電子写
真用感光体Ｎｏ．１０１〜１１５を製造した（表６）。

【０２１６】

【表６】

【０２１７】得られた感光体を実験例２の感光体摺擦装
置にセットして、回転前と１５０００回転させた後にお
ける感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗
さ凹凸の最も深い点を基準にした凹凸高さの度数分布を
測定し、その半値幅（Ｆ．Ｗ．Ｈ．Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗ
ｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）に対し、
回転前の半値幅をａ１、回転後の半値幅をａ２とした。

【０２１８】一方、耐久評価機として、キヤノン製ＧＰ
４０５のプロセススピードを２００ｍｍ／ｓｅｃに、画
像露光用レーザーを波長６７０ｎｍに、また除電光を６
６０ｎｍにピーク波長を有するＬＥＤに、帯電手段は注
入帯電用に変更し、クリーナーをはずした電子写真装置
を用いて、同種の感光体をセットし、Ａ４コピー紙５０
万枚の通紙耐久を行いながら、所定の間隔で帯電性を測
定した。

【０２１９】帯電性は、導電性弾性ローラーに一定の電
圧を印加した際の電流量と、画像の均一性（微視的な帯
電ムラによると思われる画像上のスジ、いわゆる「掃き
ムラ」がないこと）により評価した。

【０２２０】具体的には、画像露光を照射しない場合、
及び画像露光を、ハーフトーン電位（ハーフトーン画像
を出力する時の平均電位相当）になるように照射した場
合について、表面電位の平均値（Ｖｄ_ave）、及び感光
体の回転方向に直角な方向における表面電位のバラツキ
（ΔＶ_ax）、及び不図示の電流計による、感光体への流
れ込み電流のｄｃ成分値（Ｉｄ）とから判定した。な
お、上記の電位バラツキは、画像上では、すじ状の帯電
不良部位によるすじ、いわゆる「掃きムラ」となる要因
である。

【０２２１】事前に本例の帯電手段と同外径の帯電ロー
ラーで、所定のＶｄ_ave（ｒｅｆ）になるように設定し
た場合のＩｄ（ｒｅｆ）、ΔＶ_ax（ｒｅｆ）を測定し
た。本例では、上記の基準条件においてＶｄ_aveをＶｄ
_ave（ｒｅｆ）としたとき、Ｉｄ、ΔＶ_axは各々Ｉｄ
（ｒｅｆ）、ΔＶ_ax（ｒｅｆ）と同等であった。この状
態をレベル５とし、下記の基準でレベルを設定した。な
お、掃きムラの評価結果は上記の電位のバラツキの結果
と対応しており、括弧内に状態を示した； レベル５：上記の状態（非常に良好）、 レベル４：Ｉｄ、ΔＶ_axのｒｅｆとの差が５％未満（良
好）、 レベル３：Ｉｄ、ΔＶ_axのｒｅｆとの差が１０％未満
（やや良好）、 レベル２：Ｉｄ、ΔＶ_axのｒｅｆとの差が２０％未満
（実用問題なし）、 レベル１：Ｉｄ、ΔＶ_axのｒｅｆとの差が２０％以上
（実用問題の場合あり）。

【０２２２】以上の結果を表６に示す。ａ２／ａ１と帯
電性の維持性能に良い相関があることが分った。また、
耐久評価機の弾性ローラーの硬度は１５〜６０°、弾性
ローラー駆動速度は感光体との１１０〜３００％（速さ
比１０〜２００％）、感光体との当接部分の侵入量は
０．０５〜０．５０ｍｍの範囲のいづれの場合において
も、帯電性維持性能は同様の傾向を示した。

【０２２３】即ち、ローラー硬度、ローラー駆動速度、
侵入量は、上記のような通常の範囲で耐久使用されるの
であれば、本発明の摺擦条件でａ２／ａ１の範囲が規定
内にあることは、帯電性を維持する為の十分条件である
ことが分った。

【０２２４】（例２）図１に示した様な装置に、感光体
摺擦部材および粒子補給機構は上記同様のものを使用
し、その駆動速度を各々任意に調整できるようにし、評
価機を作製した。その他に、除電光源１０４には中心波
長６６０ｎｍのＬＥＤを設置、画像露光１０５は６７０
ｎｍのレーザーを照射した。なお、画像露光１０５はＬ
ＥＤでの代用も可能である。さらに現像器の替りに電位
計１０６（ＴＲｅｋ社製３４４）を現像器相当位置と、
感光体の回転方向上流側１０７とに設置した。また、転
写手段、給紙および排紙手段は設置しない事、画像信号
付与手段の光路の構成が異なる以外は、図２の各手段の
配置に準じた。また、各手段は感光体の全長相当である
必要は無く、本例では帯電手段の長さを５ｃｍとした。
さらに各ユニットは感光体長軸方向に任意の点に移動可
能であり、感光体１本で複数の条件の評価が可能であ
る。また、電気的特性についても上記の構成で評価を行
う事が可能である。加えて、図１中の各手段は感光体の
周方向で任意の角度に設置可能である。また、感光体中
心から放射線状に移動可能であり、感光体の径に応じて
再配置することができる。更には、直接注入帯電手段使
用時の漏れた粒子の捕獲等のために、必要に応じてクリ
ーナー１０９を図１の位置や、図２の電子写真装置のク
リーナー相当の位置などに設置することができる。

【０２２５】以上のように、汎用性という観点から、感
光体の外径、電子写真プロセスの各手段の大きさ、配置
等が異なる系に於いても評価可能なように、上記の評価
装置を新規に作製した。

【０２２６】電子写真装置用感光体の製造については、
図７に示すＲＦ−ＰＣＤ法による装置を用い、直径１０
８ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上
に、表１に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層および
表面層からなる感光体を作製した。さらに光導電層のＳ
ｉＨ₄とＨ₂との混合比ならびに放電電力を変えることに
よって、ＡＦＭ測定レベルにおける表面粗さの度数分布
を変化させた電子写真用感光体Ｎｏ．２０１〜２１５を
製造した（表７）。

【０２２７】

【表７】

【０２２８】ここで、プロセススピードを２００ｍｍ／
ｓｅｃに変更し、帯電手段の変わりに、摺擦部材として
１０ｍｍφの円柱状芯金の周りに硬度３０°の弾性部材
を具備した外径１６ｍｍφローラーを、導電性粒子を介
在させて感光体と当接させ、弾性ローラー駆動速度は感
光体との相対速度比２２０％（速さ比１２０％）、感光
体との当接部分の侵入量０．１５ｍｍとし、導電性粒子
は酸化亜鉛を使用した。

【０２２９】表７に示す感光体を感光体摺擦装置にセッ
トして、回転前と１５０００回転させた後における感光
体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さ凹凸の
最も深い点を基準にした凹凸高さの度数分布を測定し、
その半値幅（Ｆ．Ｗ．Ｈ．Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ
ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）に対し、回転前の
半値幅をａ１、回転後の半値幅をａ２とした。

【０２３０】一方、キヤノン製ＧＰ６０５の帯電手段を
注入帯電用に変更した電子写真装置に、同種の感光体を
セットし、画像比率１％の原稿をセットして、Ａ４コピ
ー紙５０万枚の通紙耐久を行いながら、所定の間隔でブ
レードのビビリ及び融着有無を測定した。

【０２３１】この装置において、弾性ローラーの硬度は
３０°、弾性ローラー駆動速度は感光体との相対速度比
２２０％（速さ比１２０％）、感光体との当接部分の侵
入量０．１５ｍｍとし、導電性粒子は酸化亜鉛を使用し
た。

【０２３２】電子写真装置をドラムヒーターはＯＦＦの
状態で環境試験室にて２３℃、５％の常温低湿環境（以
下、「Ｎ／Ｌ環境」と称する）、３３℃、８５％の高温
高湿環境（以下、「Ｈ／Ｈ環境」と称する）で通紙耐久
を行った。

【０２３３】なお、転写残トナーがクリーニングおよび
回収という工程において感光体表面から除去されず、上
記工程を繰り返し通過して、感光体表面に固着し、画像
上に黒スジとして発生する状態（以下「融着」と称す
る）の判定は、画像および感光体表面観察して下記の判
定基準で行った； ◎：融着が非常に良好（感光体表面へのトナー固着無
し）、 ○：融着が良好（トナー固着は１．５ｍｍ以内且つ３個
以内、黒スジ無し）、 △：融着が実用上問題なし（上記範囲以外の感光体表面
への固着有り、且つ固着に伴う黒スジは１．５ｍｍ以内
で５個所以内）、 ×：融着が実用上やや問題あり（感光体表面のトナー固
着に伴う、上記以外の範囲の黒スジ有り）。

【０２３４】得られた結果を表７に示した。なお、ブレ
ードのビビリは融着を誘発するため、同時にビビリも測
定したが、ビビリのレベルの傾向と融着発生の傾向は良
く対応していたため、結果の表には融着の結果のみを記
載した。

【０２３５】ブレードのビビリは、以下の測定により評
価検討した。評価装置としては、図９に示すような構成
にて、新東科学（株）製の動歪みアンプ「Ｈｅｉｄｏｎ
３Ｋ−８４Ａ」、および動歪みゲージ「トライボギア
ＨＥＩＤＯＮ−１４」を改造した装置を使用した。この
動歪みゲージの先に、クリーニングブレードの一部を、
適宜な角度、距離で設置した。感光体への接触条件、特
に当接圧を変化させ、感光体を駆動させて、感光体と設
置したクリーニングブレードの摩擦により生じる歪みか
ら摩擦力を測定した。

【０２３６】試料である感光体９０１は、不図示の駆動
系により、矢印の方向に所定の面速度で回転駆動する。
感光体には、クリーニングブレード９０２を固定したホ
ルダー９０３、帯電器９０５、露光系９０６、現像器９
０７が適宜な角度で配置されている。また、非接触の温
度計（不図示）が配置され、クリーニングブレードと感
光体の当接部の温度をモニターしている。さらに必要に
応じて、不図示の潤滑剤供給用部材やクリーニングロー
ラー等の部材を設置する。

【０２３７】ホルダー９０３はバランスアームにより、
無負荷の状態で水平にて感光体９０１に当接するように
調整される。さらにホルダー９０３は、上皿を有し、こ
こに当接圧用の負荷を架ける。さらに、ホルダー９０３
には荷重変換器９０４が設置され、紙面の左右方向にか
かる力を検出する。さらに、荷重変換器９０４は新東科
学製動歪みアンプＨＥＩＤＯＮ ３Ｋ−８４Ａ（不図
示）を介して、オシロスコープ及びコンピューター（不
図示）へと接続される。

【０２３８】さらに、所定長のクリーニングブレード９
０２に負荷を掛け、当接圧を調節した後、感光体９０１
に当接させる。さらに、不図示の駆動系により、感光体
を所定の速度で一定時間、回転させ、回転開始時及び回
転までの荷重変換器９０４にかかる力を摩擦力として動
歪みアンプ及びオシロスコープ等の機器により検出す
る。

【０２３９】図１０（Ａ）に、検出された摩擦力の例を
示す。抗力、即ち負荷を持ってクリーニングブレードが
感光体に当接された状態で感光体とクリーニングブレー
ドが所定の相対速度で駆動される時、駆動開始直前には
摩擦力が最大の最大静止摩擦力、その後、定常状態にお
いては、ほぼ一定の摩擦力を取り、平均値を動摩擦力と
いう。なお、摩擦力ｇｆは１ｇｆ＝９．８ｍＮでＳＩ単
位系に換算できる。

【０２４０】また、感光体とクリーニング部材の表面粗
さ、凝着等の表面状態により、定常駆動時において、必
ずしも摩擦力は動摩擦力に安定しておらず、微小な変動
を伴う。そこで、定常駆動部、即ち動摩擦力部の摩擦力
のばらつきとして標準偏差を算出した。

【０２４１】さらに、抗力としてホルダ−９０３に付随
の上皿の負荷を変化させ、最大静止摩擦力、動摩擦力お
よび動摩擦力の標準偏差の負荷依存性を評価する。クリ
ーニングブレードを使用し、その当接部の長さ当りの当
接圧（以下、線圧と称する）と、摩擦力、動摩擦偏差の
一例を図１０（Ｂ）に示す。最大静止摩擦力、動摩擦
力、動摩擦力の標準偏差の傾きを、各々静止摩擦係数、
動摩擦係数、動摩擦偏差係数と称する。なお、摩擦力ｇ
ｆは１ｇｆ＝９．８ｍＮ、当接圧ｇ／ｃｍは１ｇ／ｃｍ
＝９．８ｍＮ／ｃｍで、それぞれＳＩ単位系に換算でき
る。

【０２４２】前述の如く、動摩擦偏差係数はクリーニン
グ部材の当接部の摩擦の変動を意味し、動摩擦偏差係数
が小さいという事は、クリーニングブレードと感光体の
当接部が、クリーニングブレードのバタツキや引っ掛か
りなどの無い、スムーズな摺擦がなされている事を示
す。

【０２４３】図９の摩擦評価装置を環境を制御可能な周
知の環境試験箱、または環境試験室に設置する。環境試
験室を所定の温湿度に設定した後、２４時間以上放置し
て感光体やクリーニング部材等を設定環境に合せてか
ら、同様に摩擦係数、動摩擦偏差係数を測定することに
より温度依存性などの特性が評価できる。

【０２４４】以降、環境は特に断らない場合、２３℃、
５０％ＲＨを基準とし、必要に応じて温度、湿度を変化
させる。

【０２４５】なお、評価装置の形態は本実験例に制限さ
れる物ではなく、上記の原理を実現できる物であればよ
い。摩擦力の評価用に周知のピエゾ素子や歪みゲージな
どを使用してもよいし、また、例えば周知の電子写真装
置への組込みなども可能である。

【０２４６】（磨耗評価）ＳｉＣ研磨テープを用いた磨
耗評価手段を用い、感光体と帯電手段が停止した状態
で、ニッタ社製、圧力測定器「ハンディスキャン」を使
用して当接圧力を測定し、例１の感光体の磨耗評価を行
った。

【０２４７】感光体表面層の磨耗速度は、磨耗評価前後
において、大塚電子製分光測定装置ＭＣＰＤ−２０００
を使用した反射スペクトルと表面層材料の屈折率等から
算出した表面層厚の差により求めた。

【０２４８】概要を述べると、先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
を治具固定することが望ましい。

【０２４９】測定例を図１１に示す。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、Ａは６
００ｎｍ、Ｂは７８０ｎｍの場合の測定結果である。膜
厚の差に応じてグラフ上の左右に波形が移動している。

【０２５０】一方、例１と同様の耐久評価機を用いて、
同種の感光体を配置し、Ａ４コピー紙５０万枚の通紙耐
久試験を行いながら、所定の間隔で耐電性を測定した。
耐電性は、導電性弾性ローラーに一定の電圧を印加した
際の電流量と、画像の均一性（微視的な帯電ムラによる
と思われる画像上のスジ、いわゆる「掃きムラ」がない
こと）とから評価した。

【０２５１】以上の結果を表８に示す。

【０２５２】

【表８】

【０２５３】ａ２／ａ１と帯電性の維持性能とは、比較
的相関があるものの、特に磨耗レートの低いものは相関
が悪いことが分った。

【０２５４】（例３）表９に記載の処方で、φ３０のシ
リンダーを使用して感光体を作製した。表面層は、ａ−
ＳｉＣ表面層に、最表面にはａ−Ｃ表面層がくるよう
に、更にａ−Ｃ表面層を積層する形で作製した表９のタ
イプと、ＳｉＣ表面層を積層せず、光導電層またはＴＢ
Ｌ上に直接ａ−Ｃ表面層を積層したものを作製した。と
もに表面層の総厚は１．０μｍとした。

【０２５５】

【表９】

【０２５６】ａ−Ｃ表面層は、表９のごとき処方で積層
しても良いし、Ｃ、Ｈ、Ｓｉなどの含有元素の組成比率
が変化する領域を有していても良い。また、表面層がａ
−ＳｉＣとａ−Ｃとからなる場合、ａ−Ｃ単体からなる
場合ともに、その厚さは前述の表面層の好適な範囲にあ
ればよい。

【０２５７】これらの感光体に対し、例１と同様に、感
光体摺擦手段によるａ２／ａ１の評価と、ＧＰ４０５改
造器による画質（帯電性およびカブリ）の評価とを行っ
た。

【０２５８】ａ−Ｃ表面層を有する感光体は、特にクリ
ーナレスの系においてもカブリが良好に維持された。こ
のとき、感光体表面を観察した所、転写残トナーがＳｉ
Ｃ表面層のときに比較して減少していた。離形性に優れ
たａ−Ｃの効用と思われる。また、ａ−Ｃにフッ素を含
有、ないし表面をフッ素処理したものも同様の実験を行
った。結果、特に帯電均一性の向上が見られた。フッ素
により、さらに離形性が向上して、感光体との当接部に
おいて粒子の流動性が良好に維持され、上記の良好な結
果が得られたものと考えられる。

【０２５９】カブリに関しては、目視判断の他、転写残
トナー等がコピー用紙に移動する事、または局所的な帯
電不良などによる、局所的な画像濃度変化や、白地部位
にトナーが現像される、いわゆる「カブリ」を測定し
た。画像濃度測定はベタ白画像およびハーフトーン画像
において、マクベス社製反射濃度計により測定した。

【０２６０】画質は下記の条件で５段階評価した； レベル５（非常に良好）；掃きムラなし、カブリの最大
および平均共１％以内、 レベル４（良好）；掃きムラなし、カブリ最大１．５％
以内、カブリ平均１％以内、 レベル３（やや良好）；掃きムラなし、カブリ最大２％
以内、カブリ平均１．５％以内、 レベル２（実用問題無）；画像上の掃きムラ５０ｍｍ²
以内、カブリ最大２．５％以内、カブリ平均２％以内、 レベル１（実用問題の場合有）；掃きムラ及び／又はカ
ブリが上記の範囲外。

【０２６１】以上で得られた評価結果を表１０に示す。

【０２６２】

【表１０】

【０２６３】

【発明の効果】以上で説明した様に、粒子を介在させた
導電性弾性ローラーによる感光体摺擦装置により摺擦さ
せたときの表面形状変化率が所定の範囲内になる感光体
を用いることにより、直接注入帯電の帯電性維持性能を
高く維持することが可能となる。

【０２６４】例えば、非晶質珪素を主成分とする光導電
層を有する電子写真用感光体において、１０ｍｍφ円柱
状芯金の周りに、アスカーＣ硬度３０°、体積固有抵抗
値１×１０⁵Ω・ｃｍの導電性弾性部材を具備した外径
１６ｍｍφの導電性弾性ローラーを感光体に侵入量０．
１５ｍｍで当接し；当接部に平均粒径０．５μｍ、体積
固有抵抗値１×１０²Ω・ｃｍのＺｎＯ微粉体を介在さ
せ；感光体表面の移動速度＋２００ｍｍ／ｓｅｃ、導電
性ローラーの移動速度を−２４０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆
動させ；感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲における表
面粗さ凹凸の最も深い点を基準にした凹凸高さの度数分
布の半値幅（Ｆ．Ｗ．Ｈ．Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ
ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）に対し、初期の半
値幅をａ１、耐久後の半値幅をａ２としたとき、少なく
とも１５０００回転までの間は、変化率ａ２／ａ１が、
１／２以上１以下となるようにする。

【０２６５】また、別の例として、非晶質珪素を主成分
とする光導電層を有する電子写真用感光体において、１
０ｍｍφ円柱状芯金の周りに、アスカーＣ硬度３０°、
体積固有抵抗値１×１０⁵Ω・ｃｍの導電性弾性部材を
具備した外径１６ｍｍφの導電性弾性ローラーを感光体
に侵入量０．１５ｍｍで当接し；当接部に平均粒径０．
５μ、体積固有抵抗値１×１０²Ω・ｃｍのＺｎＯ微粉
体を介在させ、感光体表面の移動速度＋２００ｍｍ／ｓ
ｅｃ、導電性ローラーの移動速度を−２４０ｍｍ／ｓｅ
ｃで回転駆動させ；感光体の基体に対向して、導電性ロ
ーラの芯金に電圧を印加し、感光体の１０μｍ×１０μ
ｍの範囲におけるＦ．Ｗ．Ｈ．Ｍ．に対し、初期の半値
幅をａ１、耐久後の半値幅をａ２としたとき、少なくと
も１５０００回転までの間は、変化率ａ２／ａ１が、１
／２以上１以下となるようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置用感光体の表面性試験装
置を説明するための模式図である。

【図２】電子写真装置を説明するための模式図である。

【図３】（ａ）弾性部材および導電性粒子を含んでなる
直接注入帯電手段、又は感光体摺擦手段の構成例を説明
するための模式的断面図である。 （ｂ）磁気ブラシからなる直接注入帯電手段の構成例を
説明するための模式的断面図である。

【図４】放電を伴う帯電機構に於ける帯電特性を示す図
である。

【図５】磁性粒子の体積固有抵抗値を測定する装置を説
明するための模式図である。

【図６】電子写真装置用感光体の層構成の例の説明する
ための模式的断面図である。

【図７】電子写真装置用感光体の感光層を形成用装置の
一例で、ＲＦ帯の高周波を用いたグロー放電法による電
子写真装置用感光体の製造装置の模式的説明図である。

【図８】電子写真装置用感光体の感光層を形成用装置の
一例で、ＶＨＦ帯の高周波を用いたグロー放電法による
電子写真装置用感光体の製造装置の模式的説明図であ
る。

【図９】摩擦評価装置の一例を説明するための模式図で
ある。

【図１０】摩擦評価結果の一例を示す図である。

【図１１】分光反射率測定結果の一例を示す図である。

【図１２】本発明のＡＦＭの測定範囲を説明するための
図である。

【図１３】表面粗さの度数分布の一例を示す図である。

【図１４】原子間力顕微鏡観察像の一例を示す図であ
る。

【図１５】原子間力顕微鏡観察像の一例を示す図であ
る。

【図１６】磨耗による表面形状の変化を説明するための
模式図である。

【図１７】耐久初期の表面粗さ度数分布半値幅に対する
耐久試験時の半値幅の比が、耐久回転数に対して変化す
る様子を説明するための図である。

【図１８】耐久初期の表面粗さ度数分布半値幅に対する
耐久試験時の半値幅の比が、磨耗量に対して変化する様
子を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 電極 ２ 電極 ３ ガイドリング ４ 電流計 ５ 電圧計 ６ 定電圧装置 ７ 測定サンプル ８ 絶縁物 １０１ 帯電／磨耗手段 １０２ 感光体 １０３ 表面層厚測定手段 １０４ 除電光源 １０５ 画像信号付与（画像露光）手段 １０６ 感光体表面電位測定手段（電位計） １０７ 感光体表面電位測定手段（電位計） １０８ 感光体表面温度測定手段 １０９ クリーナー ２０１ 帯電／磨耗手段 ２０２ 感光体 ２０３ 画像信号付与位置 ２０４ 現像手段 ２０５ 給紙系 ２０６（ａ） 転写手段 ２０６（ｂ） 分離手段 ２０７ クリーナー ２０８ 除電手段 ２０９ 内部電位計 ２１０ 搬送系 ２１１ 定着手段 ２１２ 定着ローラー ２１３ 原稿 ２１４ 原稿台 ２１５ 画像読み込み用光源 ２１６ スキャナ（画像読込みセンサー） ２１７ 画像信号光源 ２１８ ミラー ２１９ 給紙経路 ３０１（ａ）−１ 導電性粒子 ３０１（ａ）−２ 弾性部材 ３０１（ａ）−３ 芯金 ３０１（ｂ）−１ 磁性粒子層（帯電粒子領域） ３０１（ｂ）−２ 磁気スリーブ（部材） ６００ 感光体 ６０１ 導電性基板（支持体） ６０２ 感光層 ６０３ 光導電層 ６０４ ａ−Ｓｉ系表面層 ６０４’ ａ−Ｃ表面層 ６０５ 下部阻止層 ６０５’ 上部阻止層 ６０６ 自由表面 ６０７ 電荷発生層 ６０８ 電荷輸送層 ９０１ 感光体 ９０２ クリーニングブレード ９０３ クリーニングブレードを固定するホルダ
ー ９０４ 荷重変換器 ９０５ 帯電器 ９０６ 露光系 ９０７ 現像器 ３１００ 堆積装置 ３１１１ 反応容器 ３１１２ 支持体 ３１１３ 支持体加熱用ヒーター ３１１４ 原料ガス導入管 ３１１５ 高周波マッチングボックス ３２００ 原料ガス供給装置 ３２１１ マスフローコントローラー ３２１２ マスフローコントローラー ３２１３ マスフローコントローラー ３２１４ マスフローコントローラー ３２１５ マスフローコントローラー ３２１６ マスフローコントローラー ３２２１ 原料ガスボンベ ３２２２ 原料ガスボンベ ３２２３ 原料ガスボンベ ３２２４ 原料ガスボンベ ３２２５ 原料ガスボンベ ３２２６ 原料ガスボンベ ３２３１ 原料ガスボンベバルブ ３２３２ 原料ガスボンベバルブ ３２３３ 原料ガスボンベバルブ ３２３４ 原料ガスボンベバルブ ３２３５ 原料ガスボンベバルブ ３２３６ 原料ガスボンベバルブ ３２４１ ガス流入バルブ ３２４２ ガス流入バルブ ３２４３ ガス流入バルブ ３２４４ ガス流入バルブ ３２４５ ガス流入バルブ ３２４６ ガス流入バルブ ３２５１ ガス流出バルブ ３２５２ ガス流出バルブ ３２５３ ガス流出バルブ ３２５６ ガス流出バルブ ３２６０ バルブ ３２６１ 圧力調整器 ３２６２ 圧力調整器 ３２６３ 圧力調整器 ３２６４ 圧力調整器 ３２６５ 圧力調整器 ３２６６ 圧力調整器 ４１００ 堆積装置 ４１１１ 反応容器 ４１１２ 支持体 ４１１３ 支持体加熱用ヒーター ４１１４ 原料ガス導入管 ４１１５ 電極 ４１１６ マッチングボックス ４１２０ 支持体回転用モーター ４１２１ 排気管 ４１３０ 放電空間 Ａ セル ｄ サンプル厚 Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── 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 高田 和彦 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 DA00 EA41 EA43 2H134 QA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非晶質珪素を主成分とする光導電層を有
   する電子写真用感光体において、アスカーＣ硬度が１５
   °以上６０°以下で、体積固有抵抗値が１×１０³Ω・
   ｃｍ以上１×１０⁸Ω・ｃｍ以下の導電性弾性部材を具
   備する導電性弾性ローラーを、該電子写真用感光体に侵
   入量が０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となるよう当接
   し、該当接部に、平均粒径が０．１μｍ以上１．０μｍ
   以下で、体積固有抵抗値が１×１０²Ω・ｃｍ以上１×
   １０³Ω・ｃｍ以下の導電性微粉体を介在させ、該電子
   写真用感光体の表面の移動速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ以
   上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、該導電性弾性ローラ
   ーの表面の移動速度が該電子写真用感光体の表面の移動
   方向と逆方向に１２０ｍｍ／ｓｅｃ以上３６０ｍｍ／ｓ
   ｅｃ以下となるよう、互いに逆方向に回転駆動させなが
   ら耐久試験を行い、該電子写真用感光体の表面粗さを１
   ０μｍ×１０μｍの範囲で測定し、凹凸の最も深い点を
   基準とした凹凸高さの度数分布の半値幅（Ｆ．Ｗ．Ｈ．
   Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘ
   ｉｍｕｍ）を測定して、該耐久試験前の半値幅をａ１、
   該耐久試験後の半値幅をａ２としたとき、少なくとも１
   ５０００回転までの間は、変化率ａ２／ａ１が１／２以
   上１以下であることを特徴とする電子写真用感光体。
2. 【請求項２】 前記電子写真用感光体の基体に対向し
   て、前記導電性弾性ローラーの芯金に電圧を印加した状
   態で耐久試験を行うことを特徴とする請求項１記載の電
   子写真用感光体。
3. 【請求項３】 前記耐久試験前における前記電子写真用
   感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲の表面粗さＲａは、
   ５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求
   項１又は２記載の電子写真用感光体。
4. 【請求項４】 前記電子写真用感光体は、非単結晶炭素
   を主成分とする表面層を有することを特徴とする請求項
   １乃至３何れかに記載の電子写真用感光体。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４何れかに記載の電子写真
   用感光体が配設される電子写真装置。
6. 【請求項６】 非晶質珪素を主成分とする光導電層を有
   する電子写真用感光体の表面評価方法であり、アスカー
   Ｃ硬度が１５°以上６０°以下で、体積固有抵抗値が１
   ×１０³Ω・ｃｍ以上１×１０⁸Ω・ｃｍ以下の導電性弾
   性部材を具備する導電性弾性ローラーを、該電子写真用
   感光体に侵入量が０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とな
   るよう当接し、該当接部に、平均粒径が０．１μｍ以上
   １．０μｍ以下で、体積固有抵抗値が１×１０²Ω・ｃ
   ｍ以上１×１０³Ω・ｃｍ以下の導電性微粉体を介在さ
   せ、該電子写真用感光体の表面の移動速度が１００ｍｍ
   ／ｓｅｃ以上３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であり、該導電性
   弾性ローラーの表面の移動速度が該電子写真用感光体の
   表面の移動方向と逆方向に１２０ｍｍ／ｓｅｃ以上３６
   ０ｍｍ／ｓｅｃ以下となるよう、互いに逆方向に回転駆
   動させながら耐久試験を行い、該電子写真用感光体の表
   面粗さを１０μｍ×１０μｍの範囲で測定し、凹凸の最
   も深い点を基準とした凹凸高さの度数分布の半値幅
   （Ｆ．Ｗ．Ｈ．Ｍ．；Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈ
   ａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）を測定することを特徴とする
   電子写真用感光体の表面評価方法。
7. 【請求項７】 前記電子写真用感光体の基体に対向し
   て、前記導電性弾性ローラーの芯金に電圧を印加した状
   態で耐久試験を行うことを特徴とする請求項６記載の電
   子写真用感光体の表面評価方法。
8. 【請求項８】 前記表面粗さは、原子間力顕微鏡（Ａｔ
   ｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）により
   計測されることを特徴とする請求項６又は７記載の電子
   写真用感光体の表面評価方法。