JP2948937B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコロナ帯電を不要として
露光と現像とがほぼ同時に行えるように組み合わせた電
子写真方式に用いられる画像形成装置に関するものであ
る。
露光と現像とがほぼ同時に行えるように組み合わせた電
子写真方式に用いられる画像形成装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近時、コロナ放電により帯電を行うカー
ルソン方式に対して、コロナ放電を不要とする電子写真
方式が提案されている（特開昭58-44445号、特開昭58-1
53957 号、特開昭61-46961号、特開昭62−280772号な
ど）。
ルソン方式に対して、コロナ放電を不要とする電子写真
方式が提案されている（特開昭58-44445号、特開昭58-1
53957 号、特開昭61-46961号、特開昭62−280772号な
ど）。
【０００３】上記提案の電子写真方式によれば、透光性
支持体上に透光性導電層と光導電層とを順次積層したド
ラム状もしくはベルト状感光体に対して、透光性支持体
側より露光するとともにバイアス電圧を印加した導電性
磁性トナーを備えた磁気ブラシでもって感光体表面を摺
擦させ、これによって帯電と露光と現像とをほぼ同時に
行う方式である。
支持体上に透光性導電層と光導電層とを順次積層したド
ラム状もしくはベルト状感光体に対して、透光性支持体
側より露光するとともにバイアス電圧を印加した導電性
磁性トナーを備えた磁気ブラシでもって感光体表面を摺
擦させ、これによって帯電と露光と現像とをほぼ同時に
行う方式である。
【０００４】また、このような電子写真方式において、
上記光導電層にアモルファスシリコン層を用いることが
提案されている（特開昭63-240553 号、特開平2-106761
号）。
上記光導電層にアモルファスシリコン層を用いることが
提案されている（特開昭63-240553 号、特開平2-106761
号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、本発
明者等の実験によれば、上記アモルファスシリコン光導
電層を備えた感光体を用いた場合、その層厚を小さくし
て良好な画像を得ようとしても、未だ満足しえるような
画像濃度が得られず、光感度の改善が望まれることが判
明した。
明者等の実験によれば、上記アモルファスシリコン光導
電層を備えた感光体を用いた場合、その層厚を小さくし
て良好な画像を得ようとしても、未だ満足しえるような
画像濃度が得られず、光感度の改善が望まれることが判
明した。
【０００６】また、上記アモルファスシリコン光導電層
（以下アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略す）はＩＴ
Ｏなどの透光性導電層の上にグロー放電分解法により積
層するが、透光性支持体の形状がドラム状もしくはベル
ト状である場合には、上記成膜に伴ってａ−Ｓｉ層に応
力が加わり、剥がれ易いという問題点もあることが判明
した。
（以下アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略す）はＩＴ
Ｏなどの透光性導電層の上にグロー放電分解法により積
層するが、透光性支持体の形状がドラム状もしくはベル
ト状である場合には、上記成膜に伴ってａ−Ｓｉ層に応
力が加わり、剥がれ易いという問題点もあることが判明
した。
【０００７】従って本発明の目的は叙上の問題点を解決
し、光感度を高めて画像濃度を高め、しかも、膜剥がれ
のない高信頼性かつ高品質の画像形成装置を提供するこ
とにある。
し、光感度を高めて画像濃度を高め、しかも、膜剥がれ
のない高信頼性かつ高品質の画像形成装置を提供するこ
とにある。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、感光体と、その感光体に現像剤を接触させつつ電圧
を印加する現像手段と、その感光体に画像露光を行うた
めの光源とを備えており、上記感光板においては、透光
性支持体上に透光性導電層を形成し、透光性導電層の上
にａ−Ｓｉ系キャリア注入阻止層と、５０μＷ／ｃｍ2
の光強度に対する光導電率が１０-7（Ω・ｃｍ）-1以上
であるａ−Ｓｉ系第１の光導電層と、暗導電率をａ−Ｓ
ｉ系第１の光導電層に比べ１０分の１以下で１０-9（Ω
・ｃｍ）-1以下としたａ−Ｓｉ系第２の光導電層とを順
次積層し、かつａ−Ｓｉ系キャリア注入阻止層に酸素、
窒素またはカーボンを含有させてａ−Ｓｉ系第１の光導
電層に比べ光学的バンドギャップを大きくしたことを特
徴とする。
は、感光体と、その感光体に現像剤を接触させつつ電圧
を印加する現像手段と、その感光体に画像露光を行うた
めの光源とを備えており、上記感光板においては、透光
性支持体上に透光性導電層を形成し、透光性導電層の上
にａ−Ｓｉ系キャリア注入阻止層と、５０μＷ／ｃｍ2
の光強度に対する光導電率が１０-7（Ω・ｃｍ）-1以上
であるａ−Ｓｉ系第１の光導電層と、暗導電率をａ−Ｓ
ｉ系第１の光導電層に比べ１０分の１以下で１０-9（Ω
・ｃｍ）-1以下としたａ−Ｓｉ系第２の光導電層とを順
次積層し、かつａ−Ｓｉ系キャリア注入阻止層に酸素、
窒素またはカーボンを含有させてａ−Ｓｉ系第１の光導
電層に比べ光学的バンドギャップを大きくしたことを特
徴とする。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。
【００１０】図１は本発明画像形成装置の基本的構成を
表す模式図であり、図中、１はドラム状の感光体、２は
光源としてのＬＥＤヘッド、３は現像器、４は転写ロー
ラである。また図２は上記感光体１と現像器３の一部分
を表す説明図である。
表す模式図であり、図中、１はドラム状の感光体、２は
光源としてのＬＥＤヘッド、３は現像器、４は転写ロー
ラである。また図２は上記感光体１と現像器３の一部分
を表す説明図である。
【００１１】これらの図において、先ず感光体１はドラ
ム状透光性支持体５の外周面に透光性導電層６を形成
し、更にその透光性導電層６の上にａ−Ｓｉ系光導電層
７を積層した構成である。
ム状透光性支持体５の外周面に透光性導電層６を形成
し、更にその透光性導電層６の上にａ−Ｓｉ系光導電層
７を積層した構成である。
【００１２】上記透光性支持体５を構成する材料には、
パイレックスガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラスな
ど、また石英、サファイアなどの無機質系、並びに弗素
樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン
テレフタレート、ビニロン、エポキシ、マイラーなどの
有機樹脂系が挙げられる。
パイレックスガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラスな
ど、また石英、サファイアなどの無機質系、並びに弗素
樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン
テレフタレート、ビニロン、エポキシ、マイラーなどの
有機樹脂系が挙げられる。
【００１３】上記透光性導電層６を構成する材料には、
インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化
鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅などがあり、また半透明
になる程度に薄くしたＡｌ、Ｎｉ、Ａｕなどから成る金
属層を用いてもよい。その層形成法には真空蒸着法、活
性反応蒸着法、ＲＦスパッタリング法、ＤＣスパッタリ
ング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣマグ
ネトロンスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法、スプレー法、塗布法、浸漬法などがある。
インジウム・スズ・酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化
鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅などがあり、また半透明
になる程度に薄くしたＡｌ、Ｎｉ、Ａｕなどから成る金
属層を用いてもよい。その層形成法には真空蒸着法、活
性反応蒸着法、ＲＦスパッタリング法、ＤＣスパッタリ
ング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、ＤＣマグ
ネトロンスパッタリング法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法、スプレー法、塗布法、浸漬法などがある。
【００１４】前記ａ−Ｓｉ系光導電層７は例えばグロー
放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法など
により形成し、その形成に当たってダングリングボンド
終端用に水素（Ｈ）元素やハロゲン元素を１〜４０原子
％含有させる。
放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法など
により形成し、その形成に当たってダングリングボンド
終端用に水素（Ｈ）元素やハロゲン元素を１〜４０原子
％含有させる。
【００１５】上記感光体１のある一部を介して、ＬＥＤ
ヘッド２と現像器３がほぼ対称的に配置される。
ヘッド２と現像器３がほぼ対称的に配置される。
【００１６】現像器３においては、円柱状の磁極ローラ
８と、その外周に亘って配設されたスリーブ９とから成
り、更にトナー受１０に貯蔵された現像剤としての一成
分磁性導電性トナーはスリーブ９の外周へ配送され、磁
気ブラシ１１を形成する。また、スリーブ９と透光性導
電層６との間にはバイアス電源１２が設けられ、その両
者６，９の間に感光体１の電位特性に応じて＋或いは−
の１０〜３００Ｖの電圧を印加する。
８と、その外周に亘って配設されたスリーブ９とから成
り、更にトナー受１０に貯蔵された現像剤としての一成
分磁性導電性トナーはスリーブ９の外周へ配送され、磁
気ブラシ１１を形成する。また、スリーブ９と透光性導
電層６との間にはバイアス電源１２が設けられ、その両
者６，９の間に感光体１の電位特性に応じて＋或いは−
の１０〜３００Ｖの電圧を印加する。
【００１７】かくして上記構成の画像形成装置によれ
ば、回転する感光体１の透光性支持体５にＬＥＤヘッド
２より画像露光の光を照射し、ａ−Ｓｉ系光導電層７の
内部に正孔と電子を発生させると、現像器３側に＋のバ
イアス電圧を印加してあれば、そのバイアス電圧によっ
て電子はａ−Ｓｉ系光導電層７の表面側へ移動し、磁気
ブラシ１１の末端の正電荷と打ち消し合い、もしくは引
き合い、感光体１の表面に導電性トナーが付着される。
そして、その導電性トナーは転写ローラ４により記録紙
１３上に転写され、次いで定着される。
ば、回転する感光体１の透光性支持体５にＬＥＤヘッド
２より画像露光の光を照射し、ａ−Ｓｉ系光導電層７の
内部に正孔と電子を発生させると、現像器３側に＋のバ
イアス電圧を印加してあれば、そのバイアス電圧によっ
て電子はａ−Ｓｉ系光導電層７の表面側へ移動し、磁気
ブラシ１１の末端の正電荷と打ち消し合い、もしくは引
き合い、感光体１の表面に導電性トナーが付着される。
そして、その導電性トナーは転写ローラ４により記録紙
１３上に転写され、次いで定着される。
【００１８】本発明の画像形成装置においては、上記ａ
−Ｓｉ系光導電層７が図３に示すように少なくとも順次
第１の層７ａと第２の層７ｂとが積層され、第１の層７
ａは５０μＷ／ｃｍ2 の光強度に対する光導電率が１０
-7（Ω・cm )-1以上であり、第２の層７ｂにおいては暗
導電率が１０-9（Ω・cm )-1以下であるとともに、第１
の層７ａの暗導電率に比べて１０分の１以下であるよう
な構成であって、これによって光感度が顕著に高められ
る点が特徴である。
−Ｓｉ系光導電層７が図３に示すように少なくとも順次
第１の層７ａと第２の層７ｂとが積層され、第１の層７
ａは５０μＷ／ｃｍ2 の光強度に対する光導電率が１０
-7（Ω・cm )-1以上であり、第２の層７ｂにおいては暗
導電率が１０-9（Ω・cm )-1以下であるとともに、第１
の層７ａの暗導電率に比べて１０分の１以下であるよう
な構成であって、これによって光感度が顕著に高められ
る点が特徴である。
【００１９】上記構成によれば、透光性支持体５より入
射した光の大部分は第１の層７ａに到達すると吸収さ
れ、光生成キャリアが発生し、光励起作用が行われる。
そして、第２の層７ｂにおいては、その光励起キャリア
のうち現像バイアスと逆極性の電荷を、その現像バイア
スによる電界で感光体表面へ輸送する機能がある。
射した光の大部分は第１の層７ａに到達すると吸収さ
れ、光生成キャリアが発生し、光励起作用が行われる。
そして、第２の層７ｂにおいては、その光励起キャリア
のうち現像バイアスと逆極性の電荷を、その現像バイア
スによる電界で感光体表面へ輸送する機能がある。
【００２０】本発明者等は、このように各層７ａ、７ｂ
に固有な機能を持たせるように光導電率や暗導電率を所
定の範囲に設定した場合、光感度が高められることを見
い出した。
に固有な機能を持たせるように光導電率や暗導電率を所
定の範囲に設定した場合、光感度が高められることを見
い出した。
【００２１】第１の層７ａにおいては、５０μＷ／ｃｍ
2 の強度の光に対する光導電率が１０-7（Ω・cm )-1以
上であることが必要であり、これによって十分にキャリ
ア発生することができ、また、第２の層７ｂにおいては
キャリアを十分に輸送する機能を持たせる場合、電荷保
持や耐圧確保のために暗導電率が１０-9（Ω・cm )-1以
下であって、しかも、第１の層７ａの暗導電率よりも小
さくなるように高抵抗であることが必要であり、本発明
者等の実験によれば、暗導電率が１桁以上の差となるよ
うに低くするのが良いことを確認した。
2 の強度の光に対する光導電率が１０-7（Ω・cm )-1以
上であることが必要であり、これによって十分にキャリ
ア発生することができ、また、第２の層７ｂにおいては
キャリアを十分に輸送する機能を持たせる場合、電荷保
持や耐圧確保のために暗導電率が１０-9（Ω・cm )-1以
下であって、しかも、第１の層７ａの暗導電率よりも小
さくなるように高抵抗であることが必要であり、本発明
者等の実験によれば、暗導電率が１桁以上の差となるよ
うに低くするのが良いことを確認した。
【００２２】また上記のように２層に機能分離した場合
には光導電率の暗導電率に対する比率、即ち光導電性に
ついては、第１の層７ａが第２の層７ｂに比べて大きく
するのがよく、これによって第１の層７ａにおいてより
多くの光生成キャリアが発生し、透光性支持体側からの
露光に対する光感度が顕著に高められるという点で望ま
しい。また、第１の層７ａは第２の層７ｂに比べて光導
電率を高めた方がよく、これによっても第１の層７ａに
おいてより多くの光生成キャリアが発生し、透光性支持
体側からの露光に対する光感度が顕著に高められるとい
う点で望ましい。第２の層７ｂについては第１の層７ａ
に比べて暗導電率を１桁以上小さくして高抵抗にするこ
とがよく、これによって感光体の帯電特性や電荷保持能
や絶縁耐圧等が高められ、感光体層の厚みをより薄くし
て用いることが可能になるという点で望ましい。
には光導電率の暗導電率に対する比率、即ち光導電性に
ついては、第１の層７ａが第２の層７ｂに比べて大きく
するのがよく、これによって第１の層７ａにおいてより
多くの光生成キャリアが発生し、透光性支持体側からの
露光に対する光感度が顕著に高められるという点で望ま
しい。また、第１の層７ａは第２の層７ｂに比べて光導
電率を高めた方がよく、これによっても第１の層７ａに
おいてより多くの光生成キャリアが発生し、透光性支持
体側からの露光に対する光感度が顕著に高められるとい
う点で望ましい。第２の層７ｂについては第１の層７ａ
に比べて暗導電率を１桁以上小さくして高抵抗にするこ
とがよく、これによって感光体の帯電特性や電荷保持能
や絶縁耐圧等が高められ、感光体層の厚みをより薄くし
て用いることが可能になるという点で望ましい。
【００２３】上記のような特性並びに機能を有する２層
構成にするには、周期律表第IIIa族元素や第Ｖａ族元素
を含有させたり、Ｃ、Ｎ、Ｏ等の元素を含有させたり、
或いは各層のａ−Ｓｉ系光導電層を形成する際の成膜条
件において、原料ガス及び希釈ガスのガス流量やガス
圧、高周波電力、成膜温度等を適宜設定することにより
得られる。
構成にするには、周期律表第IIIa族元素や第Ｖａ族元素
を含有させたり、Ｃ、Ｎ、Ｏ等の元素を含有させたり、
或いは各層のａ−Ｓｉ系光導電層を形成する際の成膜条
件において、原料ガス及び希釈ガスのガス流量やガス
圧、高周波電力、成膜温度等を適宜設定することにより
得られる。
【００２４】そこで本発明者等は上記第１の層７ａと第
２の層７ｂについて、その組成等を変えて次のようなタ
イプＡ〜Ｄの感光体を得ることができた。
２の層７ｂについて、その組成等を変えて次のようなタ
イプＡ〜Ｄの感光体を得ることができた。
【００２５】タイプＡ このタイプＡの感光体においては、いずれの層もａ−Ｓ
ｉ層により形成しており、そして、第１の層７ａにはキ
ャリア生成効率を高めるために第IIIa族元素や第Ｖａ族
元素を含有させるとともに、その含有量を第２の層７ｂ
に比べて多くするのがよい。
ｉ層により形成しており、そして、第１の層７ａにはキ
ャリア生成効率を高めるために第IIIa族元素や第Ｖａ族
元素を含有させるとともに、その含有量を第２の層７ｂ
に比べて多くするのがよい。
【００２６】正バイアス対応型であれば、ノンドープも
しくは第Ｖａ族元素を１００ｐｐｍ、好適には０．１〜
５０ｐｐｍ含有すればよく、或いは第IIIa族元素を１０
０ｐｐｍ以下で含有させてもよい。
しくは第Ｖａ族元素を１００ｐｐｍ、好適には０．１〜
５０ｐｐｍ含有すればよく、或いは第IIIa族元素を１０
０ｐｐｍ以下で含有させてもよい。
【００２７】負バイアス対応型については、第IIIa族元
素を１０００ｐｐｍ以下、好適には０．１〜５００ｐｐ
ｍ含有させればよい。
素を１０００ｐｐｍ以下、好適には０．１〜５００ｐｐ
ｍ含有させればよい。
【００２８】第２の層７ｂについても、各正負バイアス
対応型に応じて第１の層７ａと同様な範囲の第Ｖａ族元
素や第IIIa族元素を含有すればよい。就中、この層７ｂ
をｉ型化して高抵抗にするためには、第IIIa族元素を１
００ｐｐｍ以下、好適には０．１〜３０ｐｐｍの範囲で
含有すればよく、これによって電荷保持能や絶縁耐圧が
十分に高められるとともに、電子の走行も十分に確保さ
れる。
対応型に応じて第１の層７ａと同様な範囲の第Ｖａ族元
素や第IIIa族元素を含有すればよい。就中、この層７ｂ
をｉ型化して高抵抗にするためには、第IIIa族元素を１
００ｐｐｍ以下、好適には０．１〜３０ｐｐｍの範囲で
含有すればよく、これによって電荷保持能や絶縁耐圧が
十分に高められるとともに、電子の走行も十分に確保さ
れる。
【００２９】タイプＢ このタイプＢの感光体によれば、第１の層７ａはタイプ
Ａの感光体と同じａ−Ｓｉ層であるが、第２の層７ｂに
ついては、アモルファスシリコンカーバイド（以下ａ−
ＳｉＣと略す）により形成する。そのａ−ＳｉＣ層は
Ｓｉ1-x Ｃx のＸ値を０．０１≦Ｘ≦０．５、好適には
０．０５≦Ｘ≦０．４５の範囲に設定するとよく、この
範囲であれば、ａ−Ｓｉ層よりも高抵抗となり、かつ良
好なキャリアの走行が確保できるという点で望ましい。
また、このようなａ−ＳｉＣ層に対してもタイプＡの第
２の層７ｂと同様に第１の層７ａに比べて第IIIa族元素
や第Ｖａ族元素の含有量が少なくなるように含有させれ
ばよい。
Ａの感光体と同じａ−Ｓｉ層であるが、第２の層７ｂに
ついては、アモルファスシリコンカーバイド（以下ａ−
ＳｉＣと略す）により形成する。そのａ−ＳｉＣ層は
Ｓｉ1-x Ｃx のＸ値を０．０１≦Ｘ≦０．５、好適には
０．０５≦Ｘ≦０．４５の範囲に設定するとよく、この
範囲であれば、ａ−Ｓｉ層よりも高抵抗となり、かつ良
好なキャリアの走行が確保できるという点で望ましい。
また、このようなａ−ＳｉＣ層に対してもタイプＡの第
２の層７ｂと同様に第１の層７ａに比べて第IIIa族元素
や第Ｖａ族元素の含有量が少なくなるように含有させれ
ばよい。
【００３０】タイプＣ このタイプＣの感光体においては、第２の層７ｂはタイ
プＡの感光体と同じａ−Ｓｉ層であるが、第１の層７ａ
については、ａ−ＳｉＣにより形成する。そのａ−Ｓｉ
Ｃ層はＳｉ1-x Ｃx のＸ値を０＜Ｘ≦０．４、好適には
０．０１≦Ｘ≦０．３の範囲に設定するとよく、この範
囲であれば、特に短波長光に対する光感度を高めること
ができる。また、タイプＡの第１の層７ａと同様に第２
の層７ｂに比べて第IIIa族元素や第Ｖａ族元素の含有量
が多くなるように含有させればよい。
プＡの感光体と同じａ−Ｓｉ層であるが、第１の層７ａ
については、ａ−ＳｉＣにより形成する。そのａ−Ｓｉ
Ｃ層はＳｉ1-x Ｃx のＸ値を０＜Ｘ≦０．４、好適には
０．０１≦Ｘ≦０．３の範囲に設定するとよく、この範
囲であれば、特に短波長光に対する光感度を高めること
ができる。また、タイプＡの第１の層７ａと同様に第２
の層７ｂに比べて第IIIa族元素や第Ｖａ族元素の含有量
が多くなるように含有させればよい。
【００３１】タイプＤ このタイプＤの感光体については、タイプＢの第２の層
７ｂとタイプＣの第１の層７ａとの組合せで、両層とも
ａ−ＳｉＣ層であるような感光体とした点が特徴であ
る。
７ｂとタイプＣの第１の層７ａとの組合せで、両層とも
ａ−ＳｉＣ層であるような感光体とした点が特徴であ
る。
【００３２】かくして得られる４タイプの感光体につい
ては、第IIIa族元素や第Ｖａ族元素の含有量並びにカー
ボン含有量などを変えることによって、前述したような
所定通りの光導電率や暗導電率を得ることができる。
ては、第IIIa族元素や第Ｖａ族元素の含有量並びにカー
ボン含有量などを変えることによって、前述したような
所定通りの光導電率や暗導電率を得ることができる。
【００３３】また、タイプＣ、Ｄについては、第１の層
７ａをａ−ＳｉＣ層により形成したことによって短波長
側の光に対して高い光感度となり、ＬＥＤヘッドより波
長の短いＥＬヘッドに好適となる。
７ａをａ−ＳｉＣ層により形成したことによって短波長
側の光に対して高い光感度となり、ＬＥＤヘッドより波
長の短いＥＬヘッドに好適となる。
【００３４】また、タイプＢ、Ｄについては、第２の層
７ｂをａ−ＳｉＣ層により形成したことによって、ａ−
Ｓｉ層に比べて感光体の絶縁耐圧が高められ、同じ現像
バイアスに対して感光体層の厚みが小さくできた。
７ｂをａ−ＳｉＣ層により形成したことによって、ａ−
Ｓｉ層に比べて感光体の絶縁耐圧が高められ、同じ現像
バイアスに対して感光体層の厚みが小さくできた。
【００３５】本発明の画像形成装置は上述したａ−Ｓｉ
系光導電層７に更に図４〜図６に示すように透光性導電
層６とａ−Ｓｉ系光導電層７の間にキャリア注入阻止層
１４を形成したり、或いはａ−Ｓｉ系導電層７の上に表
面層１５を積層してもよい。
系光導電層７に更に図４〜図６に示すように透光性導電
層６とａ−Ｓｉ系光導電層７の間にキャリア注入阻止層
１４を形成したり、或いはａ−Ｓｉ系導電層７の上に表
面層１５を積層してもよい。
【００３６】表面層１５は絶縁層もしくは高抵抗層であ
り、有機材料もしくは無機材料のいずれによっても形成
することができる。
り、有機材料もしくは無機材料のいずれによっても形成
することができる。
【００３７】尚、本発明においては、絶縁層及び高抵抗
層を次のように定義する。
層を次のように定義する。
【００３８】先ず、絶縁層とは体積抵抗率が極めて大き
く、その層の内部において、正負両電極の電荷の移動を
共に阻止する性質を有するものをいう。他方の高抵抗層
とは体積抵抗率が絶縁層に比べて小さいが、光導電層に
比べて大きいものである。就中、その層の内部において
一方の極性の電荷の移動は阻止するが、他方の極性の電
荷の移動を許容する性質を有するものが望ましい。
く、その層の内部において、正負両電極の電荷の移動を
共に阻止する性質を有するものをいう。他方の高抵抗層
とは体積抵抗率が絶縁層に比べて小さいが、光導電層に
比べて大きいものである。就中、その層の内部において
一方の極性の電荷の移動は阻止するが、他方の極性の電
荷の移動を許容する性質を有するものが望ましい。
【００３９】絶縁層に用いられる有機材料であれば、マ
イラー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリパラキ
シリレンなどが挙げられ、それを塗布或いは蒸着などの
方法により形成する。
イラー、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリパラキ
シリレンなどが挙げられ、それを塗布或いは蒸着などの
方法により形成する。
【００４０】絶縁層もしくは高抵抗層に用いられる無機
材料としては例えばａ−ＳｉＣがあり、その他にシリコ
ンナイトライド、シリコンオキサイド、シリコンオキシ
カーバイド、シリコンオキシナイトライドなどがあり、
それを薄膜形成手段により形成する。
材料としては例えばａ−ＳｉＣがあり、その他にシリコ
ンナイトライド、シリコンオキサイド、シリコンオキシ
カーバイド、シリコンオキシナイトライドなどがあり、
それを薄膜形成手段により形成する。
【００４１】表面層１５にａ−ＳｉＣ層を用いた場合に
はａ−Ｓｉ系光導電層７に含まれるカーボン量に比べて
カーボンを多く含有させればよい。その場合、Ｓｉ1-X
Ｃx のＸ値で０．３＜Ｘ＜１．０、好適には０．５ ≦
Ｘ≦０．９５の範囲がよい。
はａ−Ｓｉ系光導電層７に含まれるカーボン量に比べて
カーボンを多く含有させればよい。その場合、Ｓｉ1-X
Ｃx のＸ値で０．３＜Ｘ＜１．０、好適には０．５ ≦
Ｘ≦０．９５の範囲がよい。
【００４２】表面層１５の厚みは０．０５〜５μｍ、好
適には０．１〜３μｍにすればよく、０．０５μｍ未満
の場合には、この層１５で十分な画像濃度の向上や絶縁
耐圧の向上ができず、また、繰り返し使用した場合、磨
耗により寿命も劣る。５μｍを越えた場合には精細な電
荷パターンを形成するに当たって、この層１５中で電界
（電気力線）が膜面方向に広がりを生じ、これにより、
解像力の低下をきたし、十分な解像度が得られない。或
いは表面に残留する電荷が多くなって残留電位が高くな
るため、画像濃度の低下やバックのかぶり或いは繰り返
し使用における画像濃度の変化等の問題が生じる。
適には０．１〜３μｍにすればよく、０．０５μｍ未満
の場合には、この層１５で十分な画像濃度の向上や絶縁
耐圧の向上ができず、また、繰り返し使用した場合、磨
耗により寿命も劣る。５μｍを越えた場合には精細な電
荷パターンを形成するに当たって、この層１５中で電界
（電気力線）が膜面方向に広がりを生じ、これにより、
解像力の低下をきたし、十分な解像度が得られない。或
いは表面に残留する電荷が多くなって残留電位が高くな
るため、画像濃度の低下やバックのかぶり或いは繰り返
し使用における画像濃度の変化等の問題が生じる。
【００４３】前記キャリア注入阻止層１４には絶縁層ま
たは高抵抗層またはＰ型半導体層、Ｎ型半導体層のいず
れの層を用いてもよい。この層１４には前記表面層１５
と同じ材料により形成してもよく、或いはａ−Ｓｉ系の
材料を用いてもよい。通常、ａ−Ｓｉ系光導電層７にお
ける光キャリア発生に有効な光を吸収しないように、そ
の光導電層７に比べて光学的バンドギャップを大きくす
る必要がある。そのために例えば酸素また窒素等の元素
を含有させるとよい。また、キャリア注入阻止層１４を
ａ−ＳｉＣ層により形成した場合、光導電層７に比べて
カーボン量を多くすればよい。
たは高抵抗層またはＰ型半導体層、Ｎ型半導体層のいず
れの層を用いてもよい。この層１４には前記表面層１５
と同じ材料により形成してもよく、或いはａ−Ｓｉ系の
材料を用いてもよい。通常、ａ−Ｓｉ系光導電層７にお
ける光キャリア発生に有効な光を吸収しないように、そ
の光導電層７に比べて光学的バンドギャップを大きくす
る必要がある。そのために例えば酸素また窒素等の元素
を含有させるとよい。また、キャリア注入阻止層１４を
ａ−ＳｉＣ層により形成した場合、光導電層７に比べて
カーボン量を多くすればよい。
【００４４】また、キャリア注入阻止層１４をａ−Ｓｉ
系の層により形成する場合、透光性導電層５から光導電
層７へのキャリアの注入を阻止するために不純物元素を
含有させてＰ型やＮ型の半導体層としてもよい。即ち、
負電荷キャリアの注入を阻止するためには第IIIa族元素
を１〜１０，０００ｐｐｍ、好適には１００〜５，００
０ｐｐｍ含有するとよく、一方、正電荷キャリアの注入
を阻止するためには第Ｖａ族元素を５，０００ｐｐｍ以
下、好適には３００〜３，０００ｐｐｍ含有するとよ
い。これらの元素は層厚方向に亘って勾配を設けてもよ
く、その場合には層全体の平均含有量が上記範囲内であ
ればよい。
系の層により形成する場合、透光性導電層５から光導電
層７へのキャリアの注入を阻止するために不純物元素を
含有させてＰ型やＮ型の半導体層としてもよい。即ち、
負電荷キャリアの注入を阻止するためには第IIIa族元素
を１〜１０，０００ｐｐｍ、好適には１００〜５，００
０ｐｐｍ含有するとよく、一方、正電荷キャリアの注入
を阻止するためには第Ｖａ族元素を５，０００ｐｐｍ以
下、好適には３００〜３，０００ｐｐｍ含有するとよ
い。これらの元素は層厚方向に亘って勾配を設けてもよ
く、その場合には層全体の平均含有量が上記範囲内であ
ればよい。
【００４５】このようにキャリア注入阻止層１４に第II
Ia族元素を含有した場合、正極性の現像バイアスが用い
られ、他方、第Ｖａ族元素を含有した場合、負極性の現
像バイアスが用いられる。
Ia族元素を含有した場合、正極性の現像バイアスが用い
られ、他方、第Ｖａ族元素を含有した場合、負極性の現
像バイアスが用いられる。
【００４６】第IIIa族元素や第Ｖａ族元素としては、そ
れぞれＢ元素やＰ元素が共有結合性に優れて半導体特性
を敏感に変え得る点で、その上優れた注入阻止能並びに
光感度が得られるという点で望ましい。
れぞれＢ元素やＰ元素が共有結合性に優れて半導体特性
を敏感に変え得る点で、その上優れた注入阻止能並びに
光感度が得られるという点で望ましい。
【００４７】上記キャリア注入阻止層１４には酸素及び
／又は窒素の各元素合計含有量が０．０１〜３０原子％
の範囲内で含有させた場合、透光性導電層６からのキャ
リアの注入を更に一層阻止することができるとともに、
その層６に対する密着力も一段と高めることができる。
／又は窒素の各元素合計含有量が０．０１〜３０原子％
の範囲内で含有させた場合、透光性導電層６からのキャ
リアの注入を更に一層阻止することができるとともに、
その層６に対する密着力も一段と高めることができる。
【００４８】また上記キャリア注入阻止層１４の厚みは
０．０１〜５μｍ、好適には０．１〜３μｍの範囲内が
よく、これにより、必要な絶縁耐圧が確保し易く、また
この層での露光の不必要な吸収を抑制して光導電層にお
いて光キャリアを有効に生成でき、しかも、残留電位の
上昇を抑制することができる。
０．０１〜５μｍ、好適には０．１〜３μｍの範囲内が
よく、これにより、必要な絶縁耐圧が確保し易く、また
この層での露光の不必要な吸収を抑制して光導電層にお
いて光キャリアを有効に生成でき、しかも、残留電位の
上昇を抑制することができる。
【００４９】次に実施例を個々詳述する。
【００５０】（例１） 透明な円筒状ガラス基板の周面に、透光性導電層として
ＩＴＯ層を活性反応蒸着法により１０００Åの厚みで形
成し、次いでその上に容量結合型グロー放電分解装置を
用いて表１の成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、ａ−
Ｓｉ光導電層の第１の層と第２の層、ａ−ＳｉＣ表面高
抵抗層を順次積層して、感光体Ａを作製した。
ＩＴＯ層を活性反応蒸着法により１０００Åの厚みで形
成し、次いでその上に容量結合型グロー放電分解装置を
用いて表１の成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、ａ−
Ｓｉ光導電層の第１の層と第２の層、ａ−ＳｉＣ表面高
抵抗層を順次積層して、感光体Ａを作製した。
【００５１】
【表１】
【００５２】この感光体Ａについて、５０μＷ／cm2 の
光強度に対する光導電性σp 並びにσd を測定したとこ
ろ、表１に示す通りの結果が得られた。
光強度に対する光導電性σp 並びにσd を測定したとこ
ろ、表１に示す通りの結果が得られた。
【００５３】かくして得られた感光体Ａにおいては、ａ
−Ｓｉ注入阻止層がＩＴＯ層との密着性に優れ、膜の剥
がれが生じなかった。また、この感光体Ａを図１に示す
ような画像形成装置に装着し、そして、スリーブ９と透
光性導電層６との間に＋１００Ｖの電圧を印加しなが
ら、波長６６０ｎｍ、露光量０．５μＷ／ｃｍ2 の条件
で画像露光を行い、感光体上にトナー像を形成し、その
トナー像を記録紙に転写し、熱定着を行って画像を得
た。この画像を評価したところ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画
像濃度を有し、バックのかぶりのない解像度の良好な画
像であった。
−Ｓｉ注入阻止層がＩＴＯ層との密着性に優れ、膜の剥
がれが生じなかった。また、この感光体Ａを図１に示す
ような画像形成装置に装着し、そして、スリーブ９と透
光性導電層６との間に＋１００Ｖの電圧を印加しなが
ら、波長６６０ｎｍ、露光量０．５μＷ／ｃｍ2 の条件
で画像露光を行い、感光体上にトナー像を形成し、その
トナー像を記録紙に転写し、熱定着を行って画像を得
た。この画像を評価したところ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画
像濃度を有し、バックのかぶりのない解像度の良好な画
像であった。
【００５４】（例２） （例１）の感光体作製に当たって、表１に示す各層に代
えて表２に示す成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、第
１の層、第２の層、ａ−ＳｉＣ表面高抵抗層を順次形成
し、その他は（例１）と同じ条件により作製して感光体
Ｂを作った。
えて表２に示す成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、第
１の層、第２の層、ａ−ＳｉＣ表面高抵抗層を順次形成
し、その他は（例１）と同じ条件により作製して感光体
Ｂを作った。
【００５５】
【表２】
【００５６】かくして得られた感光体Ｂの光導電率σp
と暗導電率σd を（例１）と同様に測定したところ、表
２に示す通りの結果が得られ、また、膜の剥がれが生じ
なかった。次にこの感光体Ｂを（例１) と同様に画像形
成装置に装着し、同一条件で画像露光を行い、感光体上
にトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に転写し、
熱定着を行って画像を得た。この画像を評価したとこ
ろ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画像濃度を有し、バックのかぶ
りのない、解像度の良好な画像であった。
と暗導電率σd を（例１）と同様に測定したところ、表
２に示す通りの結果が得られ、また、膜の剥がれが生じ
なかった。次にこの感光体Ｂを（例１) と同様に画像形
成装置に装着し、同一条件で画像露光を行い、感光体上
にトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に転写し、
熱定着を行って画像を得た。この画像を評価したとこ
ろ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画像濃度を有し、バックのかぶ
りのない、解像度の良好な画像であった。
【００５７】更にバイアスを＋１５０Ｖに上げ、露光量
０．６μＪ／cm2 で行ったところ、Ｏ．Ｄ．が１．３の
良好な画像を得、高い耐電圧と高い光感度を合わせ持つ
ことが確認された。
０．６μＪ／cm2 で行ったところ、Ｏ．Ｄ．が１．３の
良好な画像を得、高い耐電圧と高い光感度を合わせ持つ
ことが確認された。
【００５８】（例３） 次に本発明者等は（例１）の感光体Ａを作製するに当た
り、第１の層と第２の層の成膜における各ガスの流量、
ガス圧、ＲＦ電力などの条件を変えて各層の光導電率σ
p （露光条件：６６０ｎｍ、５０μＷ／cm2 ）並びに暗
導電率σd を表３に示すように変え、これによって感光
体Ｃ〜Ｍを作製し、そして、各感光体の画像濃度、バッ
クのかぶり及び解像度を測定したところ、表３に示す通
りの結果が得られた。
り、第１の層と第２の層の成膜における各ガスの流量、
ガス圧、ＲＦ電力などの条件を変えて各層の光導電率σ
p （露光条件：６６０ｎｍ、５０μＷ／cm2 ）並びに暗
導電率σd を表３に示すように変え、これによって感光
体Ｃ〜Ｍを作製し、そして、各感光体の画像濃度、バッ
クのかぶり及び解像度を測定したところ、表３に示す通
りの結果が得られた。
【００５９】同表中に示す各種評価結果はいずれも◎
印、○印及び△印の３種類に区分しており、いずれも◎
印は非常に良好な評価が得られた場合であり、○印は実
用上何等支障がない位にやや良好な評価が得られた場合
であり、また△印はやや劣って実用上問題がある場合で
ある。
印、○印及び△印の３種類に区分しており、いずれも◎
印は非常に良好な評価が得られた場合であり、○印は実
用上何等支障がない位にやや良好な評価が得られた場合
であり、また△印はやや劣って実用上問題がある場合で
ある。
【００６０】
【表３】
【００６１】表３に示す結果より本発明の感光体Ｄ、
Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋにおいては、画像濃度、バックのか
ぶり、解像度のいずれの特性も優れていることが判る。
Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｊ、Ｋにおいては、画像濃度、バックのか
ぶり、解像度のいずれの特性も優れていることが判る。
【００６２】（例４） 透明な円筒状ガラス基板の周面に、透光性導電層として
ＩＴＯ層を活性反応蒸着法により１０００Åの厚みで形
成し、次いでその上に容量結合型グロー放電分解装置を
用いて表４の成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、ａ−
Ｓｉ光導電層の第１の層と第２の層、ａ−ＳｉＣ表面絶
縁層を順次積層して、感光体Ｎを作製した。
ＩＴＯ層を活性反応蒸着法により１０００Åの厚みで形
成し、次いでその上に容量結合型グロー放電分解装置を
用いて表４の成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、ａ−
Ｓｉ光導電層の第１の層と第２の層、ａ−ＳｉＣ表面絶
縁層を順次積層して、感光体Ｎを作製した。
【００６３】
【表４】
【００６４】この感光体Ｎについて、５０μＷ／cm2 の
光強度に対する光導電性σp 並びにσd を測定したとこ
ろ、表４に示す通りの結果が得られた。
光強度に対する光導電性σp 並びにσd を測定したとこ
ろ、表４に示す通りの結果が得られた。
【００６５】かくして得られた感光体Ｎにおいては、ａ
−Ｓｉ注入阻止層がＩＴＯ層との密着性に優れ、膜の剥
がれが生じなかった。また、この感光体Ｎを図１に示す
ような画像形成装置に装着し、そして、スリーブ９と透
光性導電層６との間に＋１００Ｖの電圧を印加しなが
ら、波長６６０ｎｍ、露光量０．５μＷ／ｃｍ2 の条件
で画像露光を行い、感光体上にトナー像を形成し、その
トナー像を記録紙に転写し、熱定着を行って画像を得
た。この画像を評価したところ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画
像濃度を有し、バックのかぶりのない解像度の良好な画
像であった。
−Ｓｉ注入阻止層がＩＴＯ層との密着性に優れ、膜の剥
がれが生じなかった。また、この感光体Ｎを図１に示す
ような画像形成装置に装着し、そして、スリーブ９と透
光性導電層６との間に＋１００Ｖの電圧を印加しなが
ら、波長６６０ｎｍ、露光量０．５μＷ／ｃｍ2 の条件
で画像露光を行い、感光体上にトナー像を形成し、その
トナー像を記録紙に転写し、熱定着を行って画像を得
た。この画像を評価したところ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画
像濃度を有し、バックのかぶりのない解像度の良好な画
像であった。
【００６６】（例５） （例４）の感光体作製に当たって、表４に示す各層に代
えて表５に示す成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、第
１の層、第２の層、ａ−ＳｉＣ表面絶縁層を順次形成
し、その他は（例１）と同じ条件により作製して感光体
Ｏを作った。
えて表５に示す成膜条件によりａ−Ｓｉ注入阻止層、第
１の層、第２の層、ａ−ＳｉＣ表面絶縁層を順次形成
し、その他は（例１）と同じ条件により作製して感光体
Ｏを作った。
【００６７】
【表５】
【００６８】かくして得られた感光体Ｏの光導電率σp
と暗導電率σd を（例４）と同様に測定したところ、表
５に示す通りの結果が得られ、また、膜の剥がれが生じ
なかった。次にこの感光体Ｏを（例４) と同様に画像形
成装置に装着し、同一条件で画像露光を行い、感光体上
にトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に転写し、
熱定着を行って画像を得た。この画像を評価したとこ
ろ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画像濃度を有し、バックのかぶ
りのない、解像度の良好な画像であった。
と暗導電率σd を（例４）と同様に測定したところ、表
５に示す通りの結果が得られ、また、膜の剥がれが生じ
なかった。次にこの感光体Ｏを（例４) と同様に画像形
成装置に装着し、同一条件で画像露光を行い、感光体上
にトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に転写し、
熱定着を行って画像を得た。この画像を評価したとこ
ろ、Ｏ．Ｄ．が１．２の画像濃度を有し、バックのかぶ
りのない、解像度の良好な画像であった。
【００６９】更にバイアスを＋１５０Ｖに上げ、露光量
０．６μＪ／cm2 で行ったところ、Ｏ．Ｄ．が１．３の
良好な画像を得、高い耐電圧と高い光感度を合わせ持つ
ことが確認された。
０．６μＪ／cm2 で行ったところ、Ｏ．Ｄ．が１．３の
良好な画像を得、高い耐電圧と高い光感度を合わせ持つ
ことが確認された。
【００７０】（例６） 次に本発明者等は（例４）の感光体Ｎを作製するに当た
り、第１の層と第２の層の成膜における各ガスの流量、
ガス圧、ＲＦ電力などの条件を変えて各層の光導電率σ
p （露光条件：６６０ｎｍ、５０μＷ／cm2 ）並びに暗
導電率σd を表６に示すように変え、これによって感光
体Ｐ〜Ｚを作製し、そして、各感光体の画像濃度、バッ
クのかぶり及び解像度を測定したところ、表６に示す通
りの結果が得られた。
り、第１の層と第２の層の成膜における各ガスの流量、
ガス圧、ＲＦ電力などの条件を変えて各層の光導電率σ
p （露光条件：６６０ｎｍ、５０μＷ／cm2 ）並びに暗
導電率σd を表６に示すように変え、これによって感光
体Ｐ〜Ｚを作製し、そして、各感光体の画像濃度、バッ
クのかぶり及び解像度を測定したところ、表６に示す通
りの結果が得られた。
【００７１】
【表６】
【００７２】表６に示す結果より本発明の感光体Ｑ、
Ｒ、Ｔ、Ｕ、Ｗ、Ｘにおいては、画像濃度、バックのか
ぶり、解像度のいずれの特性も優れていることが判る。
Ｒ、Ｔ、Ｕ、Ｗ、Ｘにおいては、画像濃度、バックのか
ぶり、解像度のいずれの特性も優れていることが判る。
【００７３】
【発明の効果】以上の通り、本発明の画像形成装置によ
れば、光導電層を機能の異なる２層により形成したこと
によって高い光感度を得ることができた。
れば、光導電層を機能の異なる２層により形成したこと
によって高い光感度を得ることができた。
【００７４】また本発明によれば、光導電層の上に表面
層を積層して耐磨耗性及び耐環境性を高めるとともに、
キャリア注入阻止層を形成して光感度や絶縁耐圧や感光
体層の密着性を高めた画像形成装置を提供することがで
きた。
層を積層して耐磨耗性及び耐環境性を高めるとともに、
キャリア注入阻止層を形成して光感度や絶縁耐圧や感光
体層の密着性を高めた画像形成装置を提供することがで
きた。
【図１】本発明の画像形成装置を示す模式図である。
【図２】感光体の働きを表す模式図である。
【図３】感光体の層構成を示す断面図である。
【図４】感光体の層構成を示す断面図である。
【図５】感光体の層構成を示す断面図である。
【図６】感光体の層構成を示す断面図である。
１ 感光体 ２ ＬＥＤヘッド ３ 現像器 ４ 転写ローラ ６ 透光性導電層 ７ａ 第１の層 ７ｂ 第２の層
Claims (1)
- 【請求項１】透光性支持体上に透光性導電層を形成し、
該透光性導電層の上にアモルファスシリコン系キャリア
注入阻止層と、５０μＷ／ｃｍ2 の光強度に対する光導
電率が１０-7（Ω・ｃｍ）-1以上であるアモルファスシ
リコン系第１の光導電層と、暗導電率を該アモルファス
シリコン系第１の光導電層に比べ１０分の１以下で１０
-9 （Ω・ｃｍ） -1 以下としたアモルファスシリコン系第
２の光導電層とを順次積層し、かつ上記アモルファスシ
リコン系キャリア注入阻止層に酸素、窒素またはカーボ
ンを含有させてアモルファスシリコン系第１の光導電層
に比べ光学的バンドギャップを大きくした感光体と、該
感光体の上記光導電層側に現像手段を配設するととも
に、上記感光体に現像剤による画像を形成させるべく上
記透光性支持体側から照射する光源とから成る画像形成
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8165091A JP2948937B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-03-19 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-339330 | 1990-11-30 | ||
| JP33933090 | 1990-11-30 | ||
| JP8165091A JP2948937B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-03-19 | 画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04218059A JPH04218059A (ja) | 1992-08-07 |
| JP2948937B2 true JP2948937B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=26422655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8165091A Expired - Fee Related JP2948937B2 (ja) | 1990-11-30 | 1991-03-19 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948937B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-19 JP JP8165091A patent/JP2948937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04218059A (ja) | 1992-08-07 |
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