JP3221274B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、像担持体に接触配置さ
れるとともに電圧が印加されて像担持体を帯電する帯電
部材を備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

１．画像形成装置 画像形成装置としては、従来から原稿を複写するいわゆ
る複写機がよく知られているが、近年、コンピュータ、
ワードプロセッサ等の出力手段に使用するプリンタの需
要の伸びが著しい。このようなプリンタは従来のオフィ
スユースのみならず、パーソナルユースが多いため、低
コスト化、メンテナンスフリー化といった一層の経済
性、利便性が要求される。

【０００３】さらに、エコロジーの観点から、両面コピ
ー、再生紙等を活用した紙消費量低滅による省資源化、
消費電力の低減による省エネルギ化、オゾン量低減によ
る作業環境改善等が、経済性、利便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、５０〜１００μｍ程度の金属ワイヤに５〜１０ｋ
Ｖ程度の高電圧を印加し、雰囲気を電離し対向物（被帯
電体）に電荷を付与する。その過程において、ワイヤ自
身も汚れを吸着するため、定期的な清掃、交換が必要と
なる。また、コロナ放電にともない、不要なオゾンが発
生する。

【０００５】省エネルギに関しては、感光体ヒータの問
題もある。近年、画像形成装置に使用される電子写真感
光体は、耐刷枚数の増大を図るため表面硬度が高くなっ
ており、繰り返しの使用に伴って、帯電器が発生するオ
ゾンから派生されるコロナ生成物の影響により、感光体
表面が湿度に敏感となり水分を吸着しやすくなる。この
水分が感光体表面の電荷の横流れの原因となって、いわ
ゆる画像流れといった画像品質低下を引き起こす。

【０００６】このような画像流れを防止するために、実
公平１−３４２０５号公報に記載されているようなヒー
タによる加熱や、特公平２−３８９５６号公報に記載さ
れているようなマグネットローラと磁性トナーによって
形成したブラシにより感光体表面を摺擦しコロナ生成物
を取り除く方法、特開昭６１−１００７８０に記載され
ているような弾性ローラ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用いられてきた。

【０００７】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が、装
置の小型化や低コスト化が困難な一因となる。また、ヒ
ータによる常時加熱は前述のように消費電力量の増大を
招く。ヒータの容量は通常１５〜８０Ｗ程度と必ずしも
大電力量といった印象を得ないが、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、画像形成装置全体の消費電力の５〜１
５％にも達する。

【０００８】また、本発明に類似する形態での外部ヒー
タ加熱方式、すなわち、特開昭５９−１１１１７９号公
報や特開昭６２−２７８５７７号公報においても、感光
体の温度変動に伴う画像濃度不安定要素の改善について
はなんらの開示もない。

【０００９】また、画像流れの要因となる前述のオゾン
は、除去することが好ましく、従来からオゾン除去フィ
ルタ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。このように経済面からも帯電時の発生オゾン量を大
幅に低減する方式が求められている。

【００１０】こうした状況から、発生オゾン量が皆無あ
るいは極めて微量な新たな帯電装置、画像形成装置が求
められている。 ２．帯電装置 前述の問題点を解決すべく、各種帯電装置が提案されて
いる。

【００１１】特開昭６３−２０８８７８号公報に記載さ
れているような接触帯電装置は、電圧を印加した帯電部
材を被帯電体に当接させて被帯電面を所定の電位に帯電
するもので、帯電装置として広く利用されているコロナ
帯電装置に比べ、第１に、被帯電面に所定の電位を得る
のに必要とされる印加電圧の低電圧化が図れること、第
２に、帯電過程で発生するオゾン量がないまたは極めて
微量であるため、オゾン除去フィルタの必要性がなくな
り、したがって装置の排気系の構成が簡素化されるこ
と、メンテナンスフリーであること、第３に、帯電過程
において発生したオゾンおよびオゾン生成物が被帯電面
である像担持体表面、例えば感光体表面に付着し、付着
したコロナ生成物の影響で感光体表面が湿度に敏感とな
って水分を吸着しやすくなって低抵抗化することに基づ
く画像流れを防止することができるので、終日行われて
いる加熱ヒータによる除湿の必要性がなくなること、そ
のため夜間通電等の電力消費の大幅な低減が図れるこ
と、等の長所を有している。

【００１２】上述のような長所を有する接触帯電装置
は、例えば、電子写真方式の画像形成装置（複写機、レ
ーザビームプリンタ）、静電記録方式の画像形成装置に
おいて、電子写真感光体、誘電体等の像担持体、その他
の被帯電体を帯電処理する手段として、コロナ放電装置
に代わるものとして注目され、実用化されている。従
来、接触帯電装置としては、ブレードやシート状の固定
式の帯電部材を被帯電体に当接させ、これにバイアスを
印加して帯電を行うものが周知である。

【００１３】図８にその一実施例を示す。８０１はドラ
ム状の感光体（以下適宜「感光ドラム」という）であ
り、同図中、時計回り（矢印Ａ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。８０２は接触帯電部材であり、電
極８０２−１、およびその帯電面に形成した抵抗層８０
２−２とを備えている。電極８０２−１は、通常アルミ
ニウム、アルミニウム合金、真鍮、銅、鉄、ステンレス
等の金属や、樹脂、セラミック等の絶縁材料に導電処
理、すなわち、金属をコーティングしたり、導電性塗料
を塗布したりしたものを用いる。抵抗層８０２−２は、
ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂や、シリコンゴ
ム、ウレタンゴム等のエラストマーに、酸化チタン、炭
素粉、金属粉等の導電性フィラーを分散したものが一般
的に用いられる。８０３は帯電部材８０２に対する電圧
印加電源であり、この電源８０３により帯電開始電圧の
２倍以上のピーク間電圧Ｖ_ppを有する振動電圧Ｖ_acと直
流電圧Ｖ_dcとを重畳したｔ重畳電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が帯
電部材８０２の電極８０２−２に印加され、回転駆動さ
れている感光ドラム８０１の外周面が均一に帯電され
る。

【００１４】さらに、画像信号に応じて強度変調される
レーザビームプリンタ光８０５が走査されることによっ
て感光ドラム８０１上に静電潜像が形成される。

【００１５】この潜像は、現像剤が塗布された現像スリ
ーブ８０６によってトナーが付着され、トナー像として
顕画像化（現像）された後、転写材８０７上に転写ロー
ラ８０８を介して転写される。転写残トナーは、クリー
ニングブレード８０９によって感光ドラム上から除去さ
れる。一方、表面にトナー像が転写された転写材８０７
は、定着装置（不図示）によってトナー像が定着された
後、最終的なコピーとして画像形成装置本体外部に排出
される。

【００１６】しかしながら上述の方式では、感光ドラム
８０１と接触帯電部材８０２の直接接触、摩擦影響が大
きいため、長期の使用により接触帯電部材８０２がどう
しても摩耗し、定期的な交換が必要となる。近年、画像
形成装置の像担持体として広く用いられ始めたアモルフ
ァスシリコン感光体は半永久的な寿命を有しており、接
触帯電部材８０２の交換は装置のメンテナンスフリー化
の障害となる問題であり、改善が強く求められていた。

【００１７】その解決策として、接触帯電部材のさまざ
まな改善といった進み方の中で、特開昭５９−１３３５
６９号公報等のように、磁性体と磁性粉体（あるいは粒
子）からなる磁気ブラシ状の接触帯電部材を像担持体に
接触させこれに電荷を付与する機構の新方式が提案され
ている。

【００１８】図９（ａ）、（ｂ）にその一実施例を示
す。なお、図９（ａ）は感光ドラム９０１および帯電部
材９０２の軸に直角な方向の縦断面図を示し、図９
（ｂ）は帯電部材９０２の正面図を示す。９０１は像担
持体としての感光ドラムであり、矢印Ａ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。９０２は帯電部材であり、多
極磁性体９０２−２およびその帯電面に磁性粉体により
形成した磁気ブラシ層９０２−１とを備えている。

【００１９】多極磁性体９０２−２は、通常、フェライ
ト磁石、ゴムマグネット等の磁性材料を用い、円筒状
の、いわゆるマグネットローラに形成される。

【００２０】磁気ブラシ層９０２−１は、磁性酸化鉄
（フェライト）粉、マグネタイト粉、周知の磁性トナー
材等が一般的に用いられる。

【００２１】この帯電部材９０２の抵抗値は、その使用
される環境、高帯電効率、あるいは感光ドラム９０１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。

【００２２】感光ドラム９０１と多極磁性体９０２−２
の最近接間隙は、磁気ブラシ層９０２−１の接触幅（以
下「ニップ幅」という）を安定に制御するため、一定の
距離に安定的に設定される必要がある。この距離は５０
〜２０００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１０
０〜１０００μｍである。

【００２３】９０３は帯電部材９０２に対する電圧印加
電源であり、この電源９０３により直流電圧Ｖ_dcが帯電
部材９０２の多極磁性体９０２−２、磁気ブラシ層９０
２−１に印加されて、回転駆動されている感光ドラム９
０１の外周面が均一に帯電される。

【００２４】さらに、画像形成元となる原稿からの反射
光９０５が感光ドラム９０１上に照射され静電潜像が形
成される。この潜像は、現像剤が塗布された現像スリー
ブ９０６によってトナー像として顕画像化された後、転
写材８０７上に転写ローラ９０８を介して転写される、
転写残トナーは、クリーニングブレード９０９によって
感光ドラム９０１上から除去される。一方、表面にトナ
ー像が転写された転写材９０７は、不図示の定着装置に
よってトナー像が定着された後、画像形成本体外部に排
出される。

【００２５】このような方式により、像担持体（感光ド
ラム）９０１と接触帯電部材９０２との接触性、摩擦性
特性が向上し、耐久劣化に対して機械的摩耗等の格段の
向上を図ることができる。 ３．感光体 ［有機光導電体（ＯＰＣ）］電子写真感光体の光導電材
料として、近年、種々の有機光導電材料の開発が進み、
特に電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型感光
体は既に実用化され複写機やレーザビームプリンタに搭
載されている。

【００２６】しかしながら、これらの感光体は一般的に
耐久性が低いことが一つの大きな欠点であるとされてき
た。耐久性としては、感度、残留電位、帯電能、画像ぼ
け等の電子写真物性面の耐久性および摺擦による感光体
表面の摩耗や引っ掻き傷等の機械的耐久性に大別され、
いずれも感光体の寿命を決定する大きな要因となってい
る。

【００２７】このうち電子写真物性面の耐久性、特に画
像ぼけに関しては、コロナ帯電器から発生するオゾン、
ＮＯｘ等の活性物質により、感光体表面層に含有される
電荷輸送物質が劣化することが原因であることが知られ
ている。

【００２８】また機械的耐久性に関しては、感光層に対
して紙、ブレードまたはローラ等のクリーニング部材、
トナー等が物理的に接触して摺擦することが原因である
ことが知られている。

【００２９】電子写真物性面の耐久性を向上させるため
に、オゾン、ＮＯｘ等の活性物質により劣化されにくい
電荷輸送物質を用いることが重要であり、酸化電位の高
い電荷輸送物質を選択することが知られている。また、
機械的耐久性を上げるためには、紙やクリーニング部材
による摺擦に耐えるために、表面の潤滑性を高め、摩擦
力を低減すること、トナーのフィルミング融着等を防止
するために表面の離形性をよくすることなどが重要であ
り、フッ素系樹脂粉体、フッ化黒鉛、ポリオレフィン系
樹脂粉体等の滑材を表面層に配合することが知られてい
る。しかしながら、摩耗が著しく小さくなると今度は、
オゾン、ＮＯｘ等の活性物質により生成された吸湿性物
質が除去されずに感光体表面に堆積し、その結果として
表面抵抗が下がり、表面電荷が横方向に移動し、いわゆ
る画像流れを生ずるという問題があった。 ［アモルファスシリコン系感光体（ａ−Ｓｉ）］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（Ｉ_p ）／暗電
流（Ｉ_d ）］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画像形成装置内
に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合には、上述
の使用時における無公害性は重要な点である。

【００３０】このよう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」という）があり、例えば、特公昭６０−３５０５９
号公報には画像形成装置用感光体としての応用が記載さ
れている。

【００３１】このような画像形成装置用感光体は、一般
的には、導電性支持体を５０〜４００℃に加熱し、この
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ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ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ＣＶＤ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法グロー放電によ
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化されている。

【００３２】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」という）光導電
層からなる画像形成装置用感光体が提案されている。こ
の公報においては、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、画像形成
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。

【００３３】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、光導電的特性およ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、シリコン原子およ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。さらに、特開昭６０−６７９５１
号公報には、アモルファスシリコン、炭素、酸素および
フッ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。

【００３４】さらに、特開昭５１−１５８６５０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画像形成装置用感
光体を得られることが記載されている。

【００３５】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。

【００３６】これらの技術により、画像形成装置用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性および使用環境特性
が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。 ４．環境対策ヒータ 前述の感光体の高湿画像流れを防止、除去するために、
感光体内面に熱源を設けることが周知であり、最も一般
的なのは、面状または棒状の電熱ヒータを円筒状感光体
内面に配設しているものである。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な電圧印加式の磁性粒子をブラシとして用いた帯電装置
を感光体の帯電手段として利用した場合の問題点とし
て、以下の点が挙げられる。

【００３８】像担持体（感光体）の帯電部（中央部の画
像形成領域）と非帯電部（画像形成領域両端部の非画像
形成領域）との電位差が大きい場合に、帯電部材の耐久
性が悪いことが挙げられる。これは磁気ブラシ層を構成
する磁性粉体等のキャリヤ（以下「帯電キャリヤ」とい
う）が帯電工程等、感光体の回転中に非帯電部である感
光体両端部へ飛散し、磁気ブラシ両端部の帯電キャリヤ
が減少するためである。それは、磁性体と帯電キャリヤ
の磁気的吸引力に対し、磁気ブラシ層と感光体両端部の
非帯電部との電位差により生じる電界による電気的引力
が大きいことに起因する。

【００３９】帯電キャリヤは磁力のみの束縛であるため
帯電キャリヤ密度が均一になるように移動する。このた
め帯電キャリヤ密度は次第に減少し、帯電効率が低下
し、画像上では濃度の低下が見られるようになる。

【００４０】特にアモルファスシリコン感光体のように
高速で使用され、極めて長い寿命を有する感光体を用い
た画像形成装置においては、帯電器のキャリヤの減少に
より画質が低下し、これを回復するためにメテンナンス
か、または帯電部材の交換が必要となる。こうしたこと
はサービスコストの増加を招き、メンテナンスフリー化
を阻害する問題である。

【００４１】そこで、本発明は、上述の問題を解決する
ようにした画像形成装置を提供することを目的とするも
のである。

【００４２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、円筒状に形成された像担持
体と、該像担持体に接触配置された円筒状の帯電部材に
電圧を印加して前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯
電後の前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光
装置と、前記静電潜像を現像剤によって現像する現像装
置とを備えた画像形成装置において、前記帯電部材は、
電圧が印加される円筒状のマグネットローラと、該マグ
ネットローラ表面に担持されるとともに前記像担持体に
接触する磁性キャリヤとを有する磁気ブラシを構成し、
前記像担持体は、軸方向の両端部に設けられた非画像形
成領域において、前記磁気ブラシに当接しかつ磁気ブラ
シの回転軸に接触することにより、該回転軸に印加され
る電位と等電位に保持された導電層を有する、ことを特
徴とする。

【００４３】また、前記導電層は、前記像担持体上にゾ
ルゲル法によって形成された金属酸化物を母体とする中
抵抗層とすることができる。

【００４４】さらに、前記導電層は、前記像担持体上に
ゾルゲル法によって形成された金属酸化物を母体とする
絶縁層と、該絶縁層の上にゾルゲル法によって形成され
た金属酸化物を母体とする中抵抗層とを順次に積層した
ものとしてもよい。

【００４５】前記像担持体は、導電性支持体と、シリコ
ン原子を母体として水素原子または／およびハロゲン原
子を含有する非単結晶材料を含む光導電層および電荷を
保持する機能を有する表面層を有する光受容層とを備
え、前記光導電層が１０〜３０原子％の水素原子または
／およびハロゲン原子を含有し、少なくとも光の入射す
る部分において、サブバンドギャップ光吸収スペクトル
から得られる指数関数裾の特性エネルギが５０〜６０ｍ
ｅＶ、かつ局在状態密度が１×１０^１４〜１×１０^１６
ｃｍ^−３である、ことを特徴とする。

【００４６】前記像担持体が、導電性支持体と、高融点
ポリエステルおよび硬化樹脂を含む受光層とを有するも
のであってもよい。

【００４７】前記導電層の抵抗が、１×１０^-3〜１×１
０¹²Ω・cmとするとよい。

【００４８】前記導電層が、前記マグネットローラ表面
と前記像担持体表面とのギャップを規制するスペーサギ
ャップを兼ねるようにすることができる。

【００４９】

【作用】以上構成に基づき、像担持体の両端部に設けた
導電層により、像担持体中央部（画像形成領域）と両端
部の非画像形成領域との間の電位差がなくなる。これに
より電気的引力による磁性粉体の非帯電部への飛散はな
くなる。

【００５０】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。 〈実施例１〉 ［帯電部材］図１（ａ）は本発明にかかる画像形成装置
に装着する帯電部材と像担持体の概略を示す側面図を、
また同図（ｂ）に同じく正面図を示す。

【００５１】図１（ａ）において、１００は接触帯電部
材、１０１は接触帯電部材の帯電キャリヤからなる磁気
ブラシ層、１０２は接触帯電部材の多極磁性体、１０３
は像担持体に設けられた中抵抗層（導電層）で接触帯電
部材１００と感光体１０４とのギャップを規制するスペ
ーサも兼ねる。１０４は感光体等の被帯電体であり、１
０５は円筒状基体である。

【００５２】接触帯電部材１００の多極磁性体１０２
は、通常フェライト磁石等の金属や、プラスティックマ
グネット、等の多極構成が可能な磁性体を用いる。その
磁力線密度はその使用するプロセススピード、被帯電体
の誘電率や表面性等多くの要因により異なるが、該磁性
体１０２の表面から１ｍｍの距離において測定される、
磁極位置における磁力線密度で５００Ｇ（ガウス）以上
が好ましい。より好ましくは１０００Ｇ以上である。

【００５３】像担持体両端の中抵抗層１０３は接触帯電
部材１００の多極磁性体１０２と接触して、帯電電位が
印加されるため接地電位に保持されている円筒状基体１
０５と接触しないように最端部には形成しないか、もし
くは導通しないように研磨加工を施す。また、絶縁性層
を形成した後に中抵抗層を形成することも効果的であ
る。

【００５４】像担持体両端の中抵抗層１０３は感光体１
０４と多極磁性体１０２の最近接間隙を、一定の距離に
安定的に設定するスペーサギャップとしての作用も兼ね
ており、磁気ブラシ層１０１と感光体１０４との間に形
成される帯状のニップのニップ幅を安定に制御するた
め、厚みは５０〜２０００μｍの範囲が好ましく、より
好ましくは１００〜１０００μｍである。

【００５５】接触帯電部材１００の帯電キャリヤからな
る磁気ブラシ層１０１は、一般にフェライト、マグネタ
イト等の磁性粉体、周知の磁性トナーのキャリヤを使用
する。この磁性粉体の粒径は一般に１〜１００μｍの物
が用いられる。好ましくは５０μｍ以下である。また、
流動性向上のため上述の粒径の範囲内で異なる粒径の帯
電キャリヤを混合して使用してもよい。

【００５６】また、磁気ブラシ層１０１の抵抗は帯電効
率を良好に保持し、一方でリークポチや、感光体表面の
微小欠陥から、帯電部材軸方向で電位が低下してしまう
ことの防止等のために１×１０³ 〜１×１０¹²Ω・cmな
る抵抗を有することが好ましい。より好ましくは１×１
０⁴ 〜１×１０⁹ Ω・cmである。抵抗値の測定は、ＨＩ
ＯＫＩ社（メーカ）製のＭΩテスターで０．２５〜１ｋ
Ｖの印加電圧における測定にて行った。

【００５７】感光体等の被帯電体１０４は従来のものと
同じものでも良いが、必要に応じて後述する新規な感光
体を用いる。

【００５８】本発明では、像担持体両端の中抵抗層１０
３を塗工、成膜、ないし熔射により形成する。以下に材
料および形成方法について述べる。 ［像担持体両端の中抵抗層の材料および形成方法］像担
持体両端の中抵抗層として「ゾルゲル法」により形成さ
れる有機金属化合物としては、「金属アルコキシド」と
「金属キレート」等を挙げることができ、さらに、金属
キレートとしては、アセチルアセトナートが好ましい。

【００５９】金属アルキシドを含むゾル状高分子分散液
は、像担持体両端の画像形成に影響のない部分、いわゆ
る非画像形成領域に塗工され、次式、 Ｍ（ＯＲ）_n ＋ｎＨ₂ Ｏ→Ｍ（ＯＨ）_n ＋ｎＲＯＨ （ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｂｅ等の金属、ＲはＣＨ₃ 、
Ｃ₂ Ｈ₅ 、Ｃ₃ Ｈ₇ 等のアルキル基、ｎは金属の酸化
数）の反応によって加水分解し、さらに、次式 Ｍ（ＯＨ）_n →ＭＯ_n/2 ＋ｎＨ₂ Ｏ のように縮重合し、溶液中に−Ｍ−Ｏ−Ｍ−Ｏ−の結合
ができた骨格を持つ酸化物微粒子が生成しゲル化する。
酸化チタン、金属微粒子等の導電材料を前述のゾル状高
分子分散液に分散しておくことで制御する。抵抗値とし
ては１×１０³ 〜１×１０¹²Ω・cmの範囲が好ましい。
最初に絶縁性層を設ける場合は、前記導電材料を除いた
ものを塗工し、次いで導電材料を分散したものを塗工す
る。

【００６０】これを加熱し、強固な中抵抗の金属酸化物
皮膜を得る。

【００６１】一方、金属キレートを用いる方法として
は、アセチルアセトナート、水、アルコール、塩酸、お
よび導電材のゾル状高分子分散液混合液から金属酸化物
皮膜を得る方法があり、図１７の化学式で示される。

【００６２】ゾル状高分子分散液はスプレー塗工、ディ
ッピング塗工等の公知の塗工方法により、像担持体両端
の画像形成に影響のない部分に塗工される。さらに、均
一な表面状態を形成させるのに有効な手法なのが、ゾル
ゲル方法において、チキソトロピーまたはダイランシー
等のレオロジー的性質を利用することが好ましい。

【００６３】本発明の図１２、図１３に示したようなデ
ィッピング法においては前者のチキソトロピーを活用
し、粘度の低い状態でむらなく塗布した後、引き上げら
れた溶液が静止すると粘性が上昇し今度は液ダレや凹部
に入り込んだ溶液がたれ落ちないような性質を利用す
る。

【００６４】図１２に、スプレー法による塗布手段を説
明する。

【００６５】図１２において、１２０１は像担持体、１
２０２は塗布液ポット、１２０３は保持部材、１２０４
はスプレーノズル、１２０５はゾル状高分子分散液、１
２０６は攪拌モータ、１２０７は保持部材回転モータで
ある。

【００６６】図１２において、攪拌モータ１２０６によ
り、塗布液ポット１２０２の中のゾル状高分子分散液１
２０５が攪拌されている。像担持体１２０１は保持部材
１２０３によりスプレーノズル１２０４の前に固定さ
れ、ゾル状高分子分散液１２０５が、軸方向に往復動作
するスプレーノズル１２０４から塗工され、像担持体１
２０１の両端部にゾル状高分子分散液塗布層を形成す
る。これを加熱し、強固な金属酸化物皮膜を得る。

【００６７】図１３に、ディッピング法による塗布手段
を説明する。

【００６８】図１３において、１３０１は像担持体、１
３０２は塗布液ポット、１３０３は保持部材、１３０４
は突き上げシリンダー、１３０５はゾル状高分子分散
液、１３０６は攪拌機、１３０７は攪拌機モータであ
る。

【００６９】図１３において、攪拌モータ１３０７によ
り攪拌機１３０６が回転し、塗布液ポット１３０２の中
のゾル状高分子分散液１３０５が攪拌されている。像担
持体１３０１は保持部材１３０３により突き上げシリン
ダー１３０４の上に固定され、ゾル状高分子分散液１３
０５へ端部を浸漬し、次に１０〜１０００ｍｍ／ｍｉｎ
の速度で上昇させ、像担持体１３０１の端部にゾル状高
分子分散液塗工層を形成する。これを加熱し、強固な金
属酸化物皮膜を得る。

【００７０】本発明の図１４に示したような紡糸巻き取
り法については後者のダイランシー特性を活用し、溶液
中に−Ｍ−Ｏ−Ｍ−Ｏ−の結合ができた骨格を持つ酸化
物微粒子が生成した粘度の高いゾル状紡糸を像担持体周
方向に配向させながら巻つけ、次いで静置することによ
り粘度が低下し、膜厚むらのない溶液膜が形成できる。

【００７１】図１４に、紡糸法による塗布手段を説明す
る。図１４において、１４０１は像担持体、１４０２は
塗布液ポット、１４０３は像担持体１４０１の保持部
材、１４０４は紡糸ノズル、１４０５はゾル状高分子分
散液、１４０６は攪拌モータ、１４０７は回転モータで
ある。

【００７２】図１４において、攪拌モータ１４０６によ
り、塗布液ポット１４０２の中のゾル状高分子分散液１
４０５が攪拌されている。像担持体１４０１は保持部材
１４０３および回転モータ１４０７により紡糸ノズル１
４０４の前で回転駆動され、ゾル状高分子分散液１４０
５が軸方向に所定の範囲だけ往復動作する紡糸ノズル１
４０４から塗工され、像担持体１４０１の両端の表面に
ゾル状高分子分散液塗布層を形成する。これを加熱し、
強固な金属酸化物皮膜を得る。

【００７３】膜厚については、像担持体と接触帯電部材
の最近接間隙に対応するため前述の通り５０〜２０００
μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１００〜１００
０μｍである。 ［感光体］本発明に用いられる像担持体として、有機光
導電体（ＯＰＣ）とアモルファスシリコン系感光体（ａ
−Ｓｉ）があげられる。 ［有機光導電体（ＯＰＣ）］本発明に用いた好適な感光
体の一形態であるＯＰＣ感光体について以下に述べる。
図１１（ｅ）は、本発明の画像形成装置用感光体の層構
成を説明するための模式的構成図である。

【００７４】同図（ｅ）に示す画像形成装置用ＯＰＣ感
光体１１００は、感光体用としての支持体１１０１の上
に、感光層（光導電層）１１０２が設けられている。該
感光層１１０２は電荷発生層１１０３、電荷輸送層１１
０４からなり、必要に応じて、保護層ないし表面層１１
０５、および支持体１１０１と電荷発生層１１０３の間
に中間層（不図示）を設けて構成されている。

【００７５】本発明に用いられるＯＰＣ感光体、すなわ
ち表面層、光導電層、必要に応じて設けられる中間層、
特にその表面層は、前述の塗工加工の熱硬化時のヒータ
からの高温輻射熱に耐え、かつ軟化しないことが必要で
ある。本出願人らは、高融点ポリエステル樹脂と硬化樹
脂との混成がそれぞれの樹脂成分の特性を相乗的に作用
させあい、こうした条件を満足することを見いだした。

【００７６】本発明の電子写真感光体の表面層、光導電
層、電荷輸送層および電荷発生層の形成に用いる樹脂成
分について説明する。

【００７７】上述のポリエステルとは酸成分とアルコー
ル成分との結合ポリマーであり、ジカルボン酸と、グリ
コールとの縮合あるいはヒドロキシ安息香酸のヒドロキ
シ基とカルボキシ基とを有する化合物の縮合によって得
られる重合体である。

【００７８】酸成分としてテレフタル酸、イソフタル
酸、ハンフタレンジカルホン酸等の芳香族ジカルボン
酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカル
ボン酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボ
ン酸等を用いることができる。

【００７９】グリコール成分としては、エチレングリコ
ール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコ
ール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンジメ
チロール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール等を使用することができる。

【００８０】なお、前記ポリエステル樹脂が実質的に線
状である範囲でペンタエリスリトール、ロリメチロール
プロパン、ピロメリット酸およびこれらのエステル形成
誘導体等の多官能化合物を共重合させてもよい。

【００８１】本発明に用いるポリエステル樹脂として
は、高融点ポリエステル樹脂を用いる。

【００８２】高融点ポリエステル樹脂としては、オルソ
クロロフェノール中３６℃で測定した極限粘度が０．４
ｄ１／ｇ以上、好ましくは０．５ｄ１／ｇ以上、さらに
好ましくは０．６５ｄ１／ｇ以上のものが用いられる。

【００８３】好ましい高融点ポリエステル樹脂として
は、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂が挙げられ
る。ポリアルキレンテレフタレート系樹脂は酸成分とし
て、テレフタール酸、グリコール成分として、アルキレ
ングリコールから主としてなるものである。

【００８４】その具体例としては、テレフタル酸成分と
エチレングリコール成分とから主としてなるポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）、テレフタル酸成分と１，
４−テトラメチレングリコール（１，４−ブチレングリ
コール）成分とから主としてなるポリブチレンテレフタ
レート（ＰＢＴ）、テフタル酸成分とシクロヘキサンジ
メチロール成分とから主としてなるポリシクロヘキシル
ジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）等をあげることが
できる。他の好ましい高分子量ポリエステル樹脂として
は、ポリアルキレンナフタレート系樹脂を例示できる。
ポリアルキレンナフタレート系樹脂は酸成分としてナフ
タレンジカルボン酸成分とグリコール成分としてアルキ
レングリコール成分とから主としてなるものであって、
その具体例としては、ナフタレンジカルボン酸成分とエ
チレングリコール成分とから主としてなるポリエチレン
ナフタレート（ＰＥＮ）等を挙げることができる。

【００８５】高融点ポリエステル樹脂としては、その融
点が好ましくは１６０℃以上、特に好ましくは２００℃
以上のものである。

【００８６】高融点ポリエステル樹脂は、高融点である
がゆえに結晶性が高い。

【００８７】この結果、硬化樹脂ポリマー鎖と高融点ポ
リマー鎖との相互の絡み合いが均一かつ密になって、高
耐久性の表面層を形成できるものと考えられる。低融点
ポリエステル樹脂の場合には、結晶性が低いので、硬化
樹脂ポリマー鎖との絡み合いの程度が大きいところと小
さいところとが生じ、耐久性が劣るものと考えられる。 ［アモルファスシリコン系感光体（ａ−Ｓｉ）］本発明
に用いた好適な感光体の一形態であるアモルファスシリ
コン感光体について以下に述べる。

【００８８】アモルファスシリコン感光体の光導電層の
キャリアの挙動に着目し、バンドギャップ内の局在状態
分布と帯電能の温度依存性や光メモリとの関係について
鋭意検討した結果、光導電層の少なくとも光の入射する
部分において、局在状態密度を一定範囲に制御すること
により上記目的を達成できるという知見を得た。すなわ
ち、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（水素原子とハロゲン原子とのうちのうち
の少なくとも一方）を含有する非単結晶材料で構成され
た光導電層を有する感光体において、その層構造を特定
化するように設計されて作製された感光体は、実用上著
しく優れた特性を示すばかりでなく、従来の感光体と比
べてみてもあらゆる点において凌駕していること、特に
画像形成装置用の感光体として優れた特性を有している
ことを見出した。

【００８９】本発明の画像形成装置用感光体は、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
なる光導電層を有する感光層とから構成され、光導電層
は１０〜３０原子％の水素を含み、光吸収スペクトルの
指数関数裾（アーバックテイル）の特性エネルギーが５
０〜６０ｍｅＶであって、かつ局在状態密度が１×１０
¹⁴〜１×１０¹⁶cm^-3であることを特徴としている。

【００９０】上記したような構成をとるように設計され
た本発明の画像形成装置用感光体は、極めて優れた電気
的、光学的、光導電的特性、画像品質、耐久性および使
用環境特性を示す。

【００９１】一般的に、ａ−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップ
内には、Ｓｉ−Ｓｉ結合の構造的な乱れに基づくテイル
（裾）準位と、Ｓｉの未結合手（ダングリングボンド）
等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これらの
準位は電子、正孔の捕獲、再結合中心として働き素子の
特性を低下させる原因になることが知られている。

【００９２】このようなバンドギャップ中の局在準位の
状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温
容量過渡分光法、光熱偏向分光法、一定光電流法等が用
いられている。中でも一定光電流法（Ｃｏｎｓｔａｎｔ
ＰｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔＭｅｔｈｏｄ、以下「ＣＰ
Ｍ」という）は、ａ−Ｓｉ：Ｈの局在準位に基づくサブ
ギャップ光吸収スペクトルを簡便に測定する方法として
有用である。

【００９３】本出願人らは、ＣＰＭによって測定された
光吸収スペクトルから求められる指数関数裾（アーバッ
クテイル）の特性エネルギ（以下「Ｅｕ」という）や局
在状態密度（以下「ＤＯＳ」という）と感光体特性との
相関を種々の条件にわって調べた結果、ＥｕおよびＤＯ
Ｓがａ−Ｓｉ感光体の温度特性や光メモリと密接な関係
にあることを見いだし、本発明を完成するに至った。

【００９４】ドラムヒータ等で感光体を加熱したときに
帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリアが
帯電時の電界に引かれてバンド裾の局在準位やバンドギ
ャップ内の深い局在準位への捕獲、放出を繰り返しなが
ら表面に走行し、表面電荷を打ち消してしまうことが挙
げられる。このとき、帯電器を通過する間に表面に到達
したキャリアについては帯電能の低下にはほとんど影響
がないが、深い準位に捕獲されたキャリアは、帯電器を
通過した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために
温度特性として観測される。また、帯電器を通過した後
に熱励起されたキャリアも表面電荷を打ち消し帯電能の
低下を引き起こす。したがって、感光体の使用温度領域
における熱励起キャリアの生成を抑え、なおかつキャリ
アの走行性を向上させることが温度特性の向上のために
必要である。

【００９５】さらに、光メモリはブランク露光や像露光
によって生じた光キャリアがバンドギャップ内の局在準
位に捕獲され、光導電層内にキャリアが残留することに
よって生じる。すなわち、ある複写行程において生じた
光キャリアのうち光導電層内に残留したキャリアが、次
回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電界によ
って掃き出され、光の照射された部分の電位が他の部分
よりも低くなり、その結果画像上に濃淡が生じる。した
がって、光キャリアが光導電層内に残留することなく、
１回の複写行程で走行するように、キャリアの走行性を
改善しなければならない。

【００９６】したがって、本発明のごとくＥｕおよび特
定のエネルギ範囲のＤＯＳを制御することにより、熱励
起キャリアの生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリア
や光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくする
ことができるために、キャリアの走行性が著しく改善さ
れる。その結果、感光体の使用温度領域での温度特性が
飛躍的に改善され、同時に光メモリの発生を抑制するこ
とができるために、感光体の使用環境に対する安定性が
向上し、ハーフトーンが鮮明に出てかつ解像力の高い高
品質の画像を安定して得ることができる。

【００９７】以下、図面に従って本発明の光導電部材に
ついて詳細に説明する。

【００９８】図１１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の画像形
成装置用感光体の層構成を説明するための模式的構成図
である。

【００９９】図１１（ａ）に示す画像形成装置用感光体
１１００は、感光体用としての支持体１１０１の上に、
感光層１１０２が設けられている。該感光層１１０２は
ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層１
１０３で構成されている。

【０１００】図１１（ｂ）は、本発明の画像形成装置用
感光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。同図に示す画像形成装置用感光体１１００は、感光
体用としての支持体１１０１の上に感光層１１０２が設
けられている。該感光層１１０２はａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘか
らなり光導電性を有する光導電層１１０３と、アモルフ
ァスシリコン系表面層１１０４とから構成されている。

【０１０１】図１１（ｃ）は、本発明の画像形成装置用
感光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。同図に示す画像形成装置用感光体１１００は、感光
体用としての支持体１１０１の上に、感光層１１０２が
設けられている。該感光層１１０２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ、
Ｘからなり光導電性を有する光導電層１１０３とアモル
ファスシリコン系表面層１１０４と、アモルファスシリ
コン系電荷注入阻止層１１０５から構成されている。

【０１０２】図１１（ｄ）は、本発明の画像形成装置用
感光体のさらに他の層構成を説明するための模式的構成
図である。同図に示す画像形成装置用感光体１１００
は、感光体用としての支持体１１０１の上に、感光層１
１０２が設けられている。該感光層１１０２は光導電層
１１０３を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなる電荷発生
層１１０６ならびに電荷輸送層１１０７と、アモルファ
スシリコン系表面層１１０４とから構成されている。 ［支持体］本発明において使用される支持体としては、
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Ａｌ、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。

【０１０３】本発明において使用される支持体１１０１
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
の画像形成装置用感光体１１００を形成し得るように適
宜決定するが、画像形成装置用感光体１１００としての
可撓性が要求される場合には、支持体１１０１としての
機能が十分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすること
ができる。しかしながら、支持体１１０１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。

【０１０４】特にレーザ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われる、いわ
ゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
ために、支持体１１０１の表面に凹凸を設けてもよい。
支持体１１０１の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０
−１６８１５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、
同６０−２２５８５４号公報等に記載された公知の方法
により形成される。

【０１０５】また、レーザ光など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、支持体１１０１の表面に複数の球状痕
跡窪みによる凹凸形状を設けてもよい。すなわち、支持
体１１０１の表面が画像形成装置用感光体１１００に要
求される解像力よりも微小な凹凸を有し、しかも該凹凸
は、複数の球状痕跡窪みによるものである。支持体１１
０１の表面に設けられる複数の球状痕跡窪みによる凹凸
は、特開昭６１−２３１５６１号公報に記載された公知
の方法により形成される。 ［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１１０１上に形成され、感光層１１０
２の一部を構成する光導電層１１０３は真空堆積膜形成
方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラ
メータの数値条件が設定されて作成される。具体的に
は、例えばグロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶ
Ｄ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Ｃ
ＶＤ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、作製される画像形成装置用
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画像形成装置用感
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帯またはＶＨ
Ｆ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。

【０１０６】グロー放電法によって光導電層１１０３を
形成するには、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供給用の原料ガスまたは／およびハロゲン原子
（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
置に設置されてある所定の支持体１１０１上にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ、Ｘからなる層を形成すればよい。

【０１０７】また、本発明において光導電層１１０３中
に水素原子または／およびハロゲン原子が含有されるこ
とが必要である。これは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
向上させるために必須不可欠であるからである。よっ
て、水素原子またはハロゲン電子の含有量、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
または／および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。

【０１０８】本発明において使用されるＳｉ供給用ガス
となり得る物質としては、ＳｉＨ₄、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃
Ｈ₈ 、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀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 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ が好ましいも
のとして挙げられる。

【０１０９】そして、形成される光導電層１１０３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
が一層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、これらのガスにさらに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。

【０１１０】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、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れられ
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。本発明において好適に使用し得るセルハロ
ゲン化合物としては、具体的にはフッ素ガス（Ｆ₂ ）、
ＢｒＦ、Ｃ１Ｆ、Ｃ１Ｆ₃ 、ＢｒＦ₃ 、ＢｒＦ₅ 、ＩＦ
₃ 、ＩＦ₇ 等のハロゲン間化合物を挙げることができ
る。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、
例えばＳｉＦ₄ 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 等のフッ化珪素が好ましい
ものとして挙げることができる。

【０１１１】光導電層１１０３中に含有される水素原子
または／およびハロゲン原子の量を制御するには、例え
ば、支持体１１０１の温度、水素原子または／およびハ
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。

【０１１２】本発明においては、光導電層１１０３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１１０３
中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよい
し、あるいは層厚方向に不均一な分布状態で含有してい
る部分があってもよい。

【０１１３】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型伝導性を与える周期律表III ｂ族に属する原子（以
下「第III ｂ族原子」という）またはｎ型伝導性特性を
与える周期律表Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原
子」という）を用いることができる。

【０１１４】第III ｂ族原子としては、具体的には、硼
素（Ｂ）、アルミニウム（Ａ１）、ガリウム（Ｇａ）、
インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔ１）等があり、特に
Ｂ、Ａ１、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、
具体的に燐（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。

【０１１５】光導電層１１０３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。

【０１１６】伝導性を制御する原子、例えば、第III ｂ
族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するには、
層形成の際に、第III ｂ族原子導入用の原料物質あるい
は第Ｖｂ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１１０３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III ｂ族原子導入用の原料
物質あるいは第Ｖｂ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。

【０１１７】そのような第III ｂ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、Ｂ₂ Ｈ
₆ 、Ｂ₄ Ｈ₁₀、Ｂ₅ Ｈ₉ 、Ｂ₅ Ｈ₁₁、Ｂ₆ Ｈ₁₀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。

【０１１８】第Ｖｂ族原子導入用の原料物質としては有
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、ＰＦ₃ 、ＰＦ₅ 、ＰＣｌ₃ 、Ｐ
Ｃｌ₅ 、ＰＢｒ₃ 等のハロゲン化燐が挙げられる。この
他、ＡｓＨ₃ 、ＡｓＦ₃ 、ＡｓＣｌ₃ 、ＡｓＦ₅ 、Ｓｂ
Ｈ₃ 、ＳｂＦ₅ 等も第Ｖｂ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。

【０１１９】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 および／またはＨｅに
より希釈して使用してもよい。

【０１２０】さらに本発明においては、光導電層１１０
３に炭素元素および／または酸素原子および／または窒
素原子を含有させることも有効である。炭素原子および
／または酸素原子および／または窒素原子の含有量はシ
リコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の和に
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％が望ましい。炭素原子および／または酸素原子およ
び／または窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含
有されてもよいし、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よ
い。

【０１２１】本発明においては、光導電層１１０３の層
厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効
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とされるのが望ましい。

【０１２２】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層１１０３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。

【０１２３】希釈ガスとして使用するＨ₂ および／また
はＨｅ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供給用のガスに対しＨ₂ および／また
はＨｅを、通常の場合３〜２０倍、好ましくは４〜１５
倍、最適には５〜１０倍の範囲に制御することが望まし
い。

【０１２４】反応容器内のガス圧も同様に層設定にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１
０^-4〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-4〜５Ｔｏｒ
ｒ、最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好まし
い。

【０１２５】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
に対する放電電力を、通常の場合２〜７倍、好ましくは
２．５〜６倍、最適には３〜５倍の範囲に設定すること
が望ましい。

【０１２６】さらに、支持体１１０１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２３
０〜３３０℃、最適には２５０〜３１０℃とするのが望
ましい。

【０１２７】本発明においては、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感光体を
形成すべく相互的か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。 ［表面層］本発明においては、上述のようにして支持体
１１０１上に形成された光導電層１１０３の上に、さら
にアモルファスシリコン系の表面層１１０４を形成する
ことが好ましい。この表面層１１０４は自由表面１１０
４ａ（図１１（ｂ）参照）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。

【０１２８】また、本発明においては、感光層１１０２
を構成する光導電層１１０３と表面層１１０４とを形成
する非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成
要素を有しているので、積層界面において化学的な安定
性の確保が十分なされている。

【０１２９】表面層１１０４は、アモルファスシリコン
系の材料であればいず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、さら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」をという）、水素原
子（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、
さら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」という）、水素原子（Ｈ）およ
び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに窒素原
子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈ、Ｘ」という）、水素原子（Ｈ）および／または
ハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに炭素原子、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−Ｓｉ（Ｃ、Ｏ、Ｎ）：Ｈ、Ｘ」と
いう）等の材料が好適に用いられる。

【０１３０】本発明において、その目的を効果的に達成
するために、表面層１１０４は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、作製される画像形成装置用感光体に所
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。

【０１３１】例えば、グロー放電法によってａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ、Ｘよりなる表面層１１０４を形成するには、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、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ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
料ガスまたは／およびハロゲン原子（Ｘ）を供給し得る
Ｘ供給用の原料ガスを、内部を減圧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光導電
層１１０３を形成した支持体１１０１上にａ−ＳｉＣ：
Ｈ、Ｘからなる層を形成すればよい。

【０１３２】本発明においては用いる表面層の材質とし
てはシリコンを含有するアモルファス材料ならばいずれ
でもよいが、炭素、窒素、酸素より選ばれた元素を少な
くとも１つ含むシリコン原子との化合物が好ましく、特
にａ−ＳｉＣを主成分としたものが好ましい。

【０１３３】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。

【０１３４】また、本発明において表面層１１０４中に
水素原子または／ハロゲン原子が含有されることが必要
であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層
品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向
上させるために必須不可欠である。水素含有量は、構成
原子の総量に対して通常の場合３０〜７０原子％、好適
には３５〜６５原子％、最適には４０〜６０原子％とす
るのが望ましい。また、フッ素原子の含有量として、通
常の場合は０．０１〜１５原子％、好適には０．１〜１
０原子％、最適には０．６〜４原子％とされるのが望ま
しい。

【０１３５】これらの水素および／またはフッ素含有量
の範囲内で形成される感光体は、実際面において従来に
ない格段に優れたものとして充分適用され得るものであ
る。すなわち、表面層内に存在する欠陥（主にシリコン
原子や炭素原子のダングリングボンド）は画像形成装置
用感光体としての特性に悪影響を及ぼすことが知られて
いる。例えば、自由表面からの電荷の注入による帯電特
性の劣化、使用環境、例えば高い湿度のもとで表面構造
が変化することによる帯電特性の変動、さらにコロナ帯
電時や光照射時に光導電層により表面層に電荷が注入さ
れ、前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされることに
より繰り返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影響と
して挙げられる。

【０１３６】しかしながら、表面層内の水素含有量を３
０原子％以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に
減少し、その結果、従来に比べて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ることができ
る。

【０１３７】一方、前記表面層中の水素含有量が７１原
子％以上になると表面層の硬度が低下するために、繰り
返し使用に耐えられなくなる。したがって、表面層中の
水素含有量を前記の範囲内に制御することが格段に優れ
た所望の電子特性を得る上で非常に重要な因子の一つで
ある。表面層中の水素現有量は、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。

【０１３８】また、表面層中のフッ素含有量を０．０１
原子％以上の範囲に制御することで表面層内のシリコン
原子と炭素原子との結合の発生をより効果的に達成する
ことが可能となる。さらに、表面層中のフッ素原子の働
きとして、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭
素原子との結合の切断を効果的に防止することができ
る。

【０１３９】一方、表面層中のフッ素含有量が１５原子
％を超えると表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合
の発生の効果およびコロナ等のダメージによるシリコン
原子と炭素原子との結合の切断を防止する効果がほとん
ど認められなくなる。さらに、過剰のフッ素原子が表面
層中のキャリアの走行性を阻害するため、残留電位や画
像メモリが顕著に認められてくる。

【０１４０】したがって、表面層中のフッ素含有量を前
記範囲内に制御することが所望の電子写真特性を得る上
で重要な因子の一つである。表面層中のフッ素含有量
は、水素含有量と同様に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。

【０１４１】本発明の表面層の形成において使用される
シリコン（Ｓｉ）供給用ガスとなり得る物質としては、
ＳｉＨ₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈ 、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀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ＳｉＨ
₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ が好ましいものとして挙げられる。ま
た、こられらのＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じてＨ
₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用して
もよい。

【０１４２】炭素供給ガスとなり得る物質としてはＣＨ
₄ 、Ｃ₂ Ｈ₆ 、Ｃ₃ Ｈ₈ 、Ｃ₄ Ｈ₁₀等のガス状態の、ま
たはガス化し得る炭素水素が有効に使用されるものとし
て挙げられ、さらに層作成時の取り扱い易さ、Ｃ供給効
率の良さ等の点でＣＨ₄ 、Ｃ₂ Ｈ₆ が好ましいものとし
て挙げられる。また、これらのＣ供給用の原料ガスを必
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。

【０１４３】窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質
としては、ＮＨ₃ 、ＮＯ、Ｎ₂ Ｏ、ＮＯ₂ 、Ｈ₂ Ｏ、Ｏ
₂ 、ＣＯ、ＣＯ₂ 、Ｎ₂ 等のガス状態の、またはガス化
し得る化合物が有効に使用されるものとして挙げられ
る。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスを必要
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。

【０１４４】また、形成される表面層１１０４中に導入
される水素原子の導入割合の制御を一層容易になるよう
に図るために、これらのガスにさらに水素ガスまたは水
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
することが好ましい。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。

【０１４５】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。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。本発明において好適に
使用し得るハロゲン化合物としては、具体的にはフッ素
ガス（Ｆ₂ ）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃ 、ＢｒＦ₃ 、
ＢｒＦ₅ 、ＩＦ₃ 、ＩＦ₇ 等のハロゲン間化合物を挙げ
ることができる。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、例えば、ＳｉＦ₄ 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 等のふっ化
珪素が好ましいものとして挙げることができる。

【０１４６】表面層１１０４中に含有される水素原子ま
たは／およびハロゲン原子の量を制御するには、例え
ば、支持体１１０１の温度、水素原子または／およびハ
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。

【０１４７】炭素原子および／または酸素原子および／
または窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有され
てもよいし、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。

【０１４８】さらに、本発明においては、表面層１１０
４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１１
０４中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよ
いし、あるいは層厚方向に不均一な分布した状態で含有
している部分があってもよい。

【０１４９】前記の伝導性を制御する原子としては、前
述の半導体分野における、いわゆる不純物を挙げること
ができる。

【０１５０】表面層１０４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^-3〜１×
１０³ 原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０^-2〜５×１
０²原子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０² 原子
ｐｐｍとされるのが望ましい。

【０１５１】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。

【０１５２】本発明における表面層１１０４の層厚とし
ては、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μ
ｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいもの
である。層厚が０．０１μｍよりも薄いと感光体を使用
中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μ
ｍを超えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下が
みられる。

【０１５３】本発明による表面層１１０４は、その要求
される特性が所望通りに与えられるように注意深く形成
される。すなわち、Ｓｉ、Ｃおよび／またはＮおよび／
またはＯ、Ｈおよび／またはＸを構成要素とする物質は
その形成条件によって構造的には結晶からアモルファス
までの形態を取り、電気物性的には導電性から半導体
性、絶縁性までの間の性質を、また、光導電的性質から
非導電的性質までの間の性質を各々示すので、本発明に
おいては、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形
成されるように、所望に従ってその形成条件の選択が厳
密になされる。

【０１５４】例えば、表面層１１０４を耐圧性の向上を
主な目的として設けるには、使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として作製される。

【０１５５】また、連続繰り返し使用特性や使用環境特
性の向上を主たる目的として表面層１１０４が設けられ
る場合には、上記の電気絶縁性の度合いはある程度緩和
され、照射される光に対してある程度の感度を有する非
単結晶材料として形成される。

【０１５６】本発明の目的を達成し得る特性を有する表
面層１１０４を形成するには、支持体１１０１の温度、
反応容器内のガス圧を所望に従って、適宜設定する必要
がある。

【０１５７】支持体１１０１の温度（Ｔｓ）は、層設計
に従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２３０〜３
３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望まし
い。

【０１５８】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ましく
は１×１０^-4〜１０Ｔｏｒｒ、より好ましくは５×１０
^-4〜５Ｔｏｒｒ、最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとす
るのが好ましい。

【０１５９】本発明においては、表面層を形成するため
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感光体を形
成すべく相互的か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。

【０１６０】さらに、本発明においては、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さらに向上させるためには
有効である。

【０１６１】また、表面層１１０４と光導電層１１０３
との間に炭素原子および／または酸素原子および／また
は窒素原子の含有量が光導電層１１０３に向かって減少
するように変化する領域を設けてもよい。これにより表
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。 ［電荷注入阻止層］本発明の画像形成装置用感光体にお
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
止層を設けるのが一層効果的である。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。

【０１６２】該層に含有される伝導性を制御する原子
は、該層中に万遍なく均一に分布されてもよいし、ある
いは層厚方向に万遍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。

【０１６３】しかしながら、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、均一な分布で万遍なく
含有されることが面内方向における特性の均一化を図る
点からも必要である。

【０１６４】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、前述の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る。

【０１６５】本発明において電荷注入阻止層中に含有さ
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成できるように所望のしたがって適宜
決定されるが、好ましくは１０〜１×１０⁴ 原子ｐｐ
ｍ、より好適には５０〜５×１０³ 原子ｐｐｍ、最適に
は１×１０² 〜１×１０³ 原子ｐｐｍとされるのが望ま
しい。

【０１６６】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子および酸素原子の少なくとも一種を含有させる
ことによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けら
れる他の層との間の密着性の向上をより一層図ることが
できる。

【０１６７】該層に含有される炭素原子または窒素原子
または酸素原子は該層中に万遍なく均一に分布されても
よいし、あるいは層厚方向には万遍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。しかしながら、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、均一な分布で万遍なく含
有されることが面内方向における特性の均一化を図る点
からも必要である。

【０１６８】本発明における電荷注入阻止層の全層領域
に含有される炭素原子および／または窒素原子および／
または酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的には
達成されるように適宜決定されるが、一種の場合はその
量として、二種以上の場合はその総和として、好ましく
は１×１０^-3〜５０原子％、より好適には５×１０^-3〜
３０原子％、最適には１×１０^-2〜１０原子％とされる
のが望ましい。

【０１６９】また、本発明における電荷注入阻止層に含
有される水素原子および／またはハロゲン原子は層内に
存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。
電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるい
は水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には１
〜５０原子％、より好適には５〜４０原子％、最適には
１０〜３０原子％とするのが望ましい。

【０１７０】本発明においては、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、および経済的効
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とされるの
が望ましい。

【０１７１】本発明においては電荷注入阻止層を形成す
るには、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆
積法が採用される。

【０１７２】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１１０５を形成するには、光導電層１１０
３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１１０１
の温度を適宜設定することが必要である。

【０１７３】希釈ガスであるＨ₂ および／またはＨｅの
流量は、層設計に従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 および／またはＨｅを、通常
の場合１〜２０倍、好ましくは３〜１５倍、最適には５
〜１０倍の範囲に制御することが望ましい。

【０１７４】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１０^-4
〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-4〜５Ｔｏｒｒ、
最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好ましい。

【０１７５】放電電力もまた同様に層設計に従って適宜
最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対
する放電電力を、通常の場合１〜７倍、好ましくは２〜
６倍、最適には３〜５倍の範囲に設定することが望まし
い。

【０１７６】さらに、支持体１１０１の温度は、層設計
に従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２３０〜３
３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望まし
い。

【０１７７】本発明においては、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は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か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。

【０１７８】このほかに、本発明の画像形成装置用感光
体においては、感光層１１０２の前記支持体１１０１側
に、少なくともアルミニウム原子、シリコン原子、水素
原子または／およびハロゲン原子が層厚方向に不均一な
分布状態で含有される層領域を有することが望ましい。

【０１７９】また、本発明の画像形成装置用感光体にお
いては、支持体１１０１と光導電層１１０３あるいは電
荷注入阻止層１１０５との間の密着性の一層の向上を図
る目的で、例えば、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＯ、あ
るい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、炭素原子および／または酸素原子お
よび／または窒素原子とを含む非晶質材料等で構成され
る密着層を設けてもよい。さらに、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
てもよい。

【０１８０】次に、感光層を形成するための装置および
膜形成方法について詳述する。

【０１８１】図２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」とい
う）による画像形成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。同図に示す製造装置の構成は
以下の通りである。

【０１８２】この装置は大別すると、堆積装置２１０
０、原料ガスの供給装置２２００、反応容器２１１１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２１１３、原
料ガス導入管２１１４が設置され、さらに高周波マッチ
ングボックス２１１５が接続されている。

【０１８３】原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ₄ 、
ＧｅＨ₄ 、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 、Ｂ₂ Ｈ₆、ＰＨ₃ 等の原料ガ
スのボンベ２２２１〜２２２６とバルブ２２３１〜２２
３６、２２４１〜２２４６、２２５１〜２２５６、およ
びマスフローコントローラ２２１１〜２２１６から構成
され、各原料ガスのボンベはバルブ２２６０を介して反
応容器２１１１内のガス導入管２１１４に接続されてい
る。

【０１８４】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。

【０１８５】まず、反応容器２１１１内に円筒状支持体
２１１２を設置し、不図示の排気装置（例えば真空ポン
プ）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２１１３により円筒状支持体２１１２
の温度を２００℃ないし３５０℃の所定の温度に制御す
る。

【０１８６】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器２１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ２２３１〜２
２３６、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２２４１〜２２４
６、流出バルブ２２５１〜２２５６、補助バルブ２２６
０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ２
１１８を開いて反応容器２１１１およびガス配管２１１
６内を排気する。

【０１８７】次に真空計２１１９の読みが約５×１０^-6
Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ２２６０、流出バル
ブ２２５１〜２２５６を閉じる。

【０１８８】その後、ガスボンベ２２２１〜２２２６よ
り各ガスをバルブ２２３１〜２２３６を開いて導入し、
圧力調整器２２６１〜２２６６により各ガス圧を２ｋｇ
／cm² に調整する。次に、流入バルブ２２４１〜２２４
６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ２
２１１〜２２１６内に導入する。

【０１８９】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。

【０１９０】円筒状支持体２１１２が所定の温度になっ
たところで流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ２２６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ２２２１〜２２２６から所定のガスをガス導入管２
１１４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２２１１〜２２１６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２１１１内の圧力が１Ｔｏｒｒ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２
１１８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（不図示）を所望の電
力に設定して、高周波マッチングボックス２１１５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２１１
２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２１１
１へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０１９１】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の感光層が形成される。

【０１９２】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いることはいうま
でもなく、また、それぞれのガスが反応容器２１１１
内、流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器２１１
１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２２５１〜２２５６を閉じ、補助バルブ２２６０を
開き、さらにメインバルブ２１１８を全開して系内を一
旦高真空に排気する操作を必要に応じて行う。

【０１９３】また、膜形成の均一化を図るために、層形
成を行っている間は、支持体２１１２を駆動装置（不図
示）によって所定の速度で回転させることも有効であ
る。

【０１９４】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は
各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられること
はいうまでもない。

【０１９５】次に、電源にＶＨＦ帯の周波数を用いた高
周波プラズマＣＶＤ（以下「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」とい
う）法によって形成される画像形成装置用感光体の製造
方法について説明する。

【０１９６】図２に示した製造装置におけるＲＦ−ＰＣ
ＶＤ法による堆積装置２１００を、図３に示す堆積装置
３１００に交換して原料ガス供給装置２２００と接続す
ることにより、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による以下の構成の
画像形成装置用感光体を得ることができる。

【０１９７】この装置は大別すると、真空気密化構造を
なした減圧にし得る反応容器３１１１内には円筒状支持
体３１１２、支持体加熱ヒータ３１１３、原料ガス導入
管３１１４、電極が設置され、電極にはさらに高周波の
マッチングボックス３１１６が接続されている。また、
反応容器３１１１内は排気管３１２１を通じて不図示の
拡散ポンプに接続されている。

【０１９８】原料ガス供給装置２２００（図２参照）
は、ＳｉＨ₄ 、ＧｅＨ₄ 、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 、Ｂ₂ Ｈ₆ 、Ｐ
Ｈ₃ 等の原料ガスのボンベ２２２１〜２２２６とバルブ
２２３１〜２２３６、２２４１〜２２４６、２２５１〜
２２５６およびマスフローコントローラ２２１１〜２２
１６から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ２２６
０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。また、円筒状支持体３１１２によって
取り囲まれた空間３１３０が放電空間を形成している。

【０１９９】ＶＨＦーＰＣＶＤ法によるこの装置での堆
積膜の形成は、以下のように行うことができる。

【０２００】まず、反応容器３１１１内に円筒状支持体
３１１２を設置し、駆動装置３１２０によって支持体３
１１２を回転し、不図示の排気装置（例えば真空ポン
プ）により反応容器３１１１内を排気管３１２１を介し
て排気し、反応容器３１１１内の圧力を１×１０^-7Ｔｏ
ｒｒ以下に調整する。続いて、支持体加熱用ヒータ３１
１３により円筒状支持体３１１２の温度を２００℃ない
し３５０℃の所定の温度に加熱保持する。

【０２０１】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器３１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ２２３１〜２
２３６、反応容器のリークバルブ（不図示）が閉じられ
ていることを確認し、また、流入バルブ２２４１〜２２
４６、流出バルブ２２５１〜２２５６、補助バルブ２２
６０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ
（不図示）を開いて反応容器３１１１およびガス排気管
３１２１内を排気する。

【０２０２】次に真空計（不図示）の読みが約５×１０
^-6Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ２２６０、流出バ
ルブ２２５１〜２２５６を閉じる。

【０２０３】その後、ガスボンベ２２２１〜２２２６よ
り各ガスをバルブ２２３１〜２２３６を開いて導入し、
圧力調整器２２６１〜２２６６により各ガス圧を２ｋｇ
／cm² に調整する。次に、流入バルブ２２４１〜２２４
６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ２
２１１〜２２１６内に導入する。

【０２０４】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下のようにして円筒状支持体３１１２上に各層の
形成を行う。

【０２０５】円筒状支持体３１１２が所定の温度になっ
たところで流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ２２６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ２２２１〜２２２６から所定のガスをガス導入管３
１１４を介して反応容器３１１１内の放電空間３１３０
に導入する。次にマスフローコントローラ２２１１〜２
２１６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、放電空間３１３０内の圧力が１Ｔｏｒ
ｒ以下の所定の圧力になるように真空計（不図示）を見
ながらメインバルブ（不図示）の開口を調整する。

【０２０６】圧力が安定したところで、周波数５００Ｍ
ＨｚのＶＨＦ電源（不図示）を所望の電力に設定して、
マッチングボックス３１１６を通じて放電空間３１３０
にＶＨＦ電力を導入し、グロー放電を生起させる。かく
して支持体３１１２により取り囲まれた放電空間３１３
０において、導入された原料ガスは、放電エネルギによ
り励起されて解離し、円筒状支持体３１１２上に所定の
堆積膜が形成される。このとき、層形成の均一化を図る
ため支持体回転用モータ３１２０によって、所望の回転
速度で回転させる。

【０２０７】所望の膜厚の形成が行われた後、ＶＨＦ電
力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器３１１１
へのガス流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０２０８】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の感光層が形成される。

【０２０９】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いることはいうま
でもなく、また、それぞれのガスを反応容器３１１１
内、流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器３１１
１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２２５１〜２２５６を閉じ、補助バルブ２２６０を
開き、さらにメインバルブ（不図示）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。

【０２１０】上述のガス種およびバルブ操作は各々の層
の作成条件にしたがって変更が加えられることはいうま
でもない。

【０２１１】いずれの方法においても、堆積膜形成時の
支持体温度は、特に２００℃以上３５０℃以下、好まし
くは２３０℃以上３３０℃以下、より好ましくは２５０
℃以上３００℃以下が好ましい。

【０２１２】支持体の加熱方法は、真空仕様である発熱
体であればよく、より具体的にはシース状ヒータの巻き
付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒータ等の電気抵
抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等の熱放射ラ
ンプ発熱体、液体、気体等を温媒とする熱交換手段によ
る発熱体等が挙げられる。加熱手段の表面材質は、ステ
ンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属類、セラ
ミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用することができ
る。

【０２１３】それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の
容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体
を搬送する等の方法が用いられる。

【０２１４】また、特にＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において、
放電空間の圧力として、好ましくは１ｍＴｏｒｒ以上５
００ｍＴｏｒｒ以下、より好ましくは３ｍＴｏｒｒ以上
３００ｍＴｏｒｒ以下、最も好ましくは５ｍＴｏｒｒ以
上１００ｍＴｏｒｒ以下に設定することが望ましい。

【０２１５】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において放電空間に設
けられる電極の大きさおよび形状は、放電を乱さないな
らばいずれのものでもよいが、実用上は直径１ｍｍ以上
１０cm以下の円筒状が好ましい。このとき、電極の長さ
も、支持体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設
定できる。

【０２１６】電極の材質としては、表面が導電性となる
ものならばいずれのものでも良く、例えば、ステレス、
Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔ
ｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ等の金属、これらの合金または表
面を導電処理したガラス、セラミック、プラスチック等
が通常使用される。

【０２１７】以上述べてきた構成を単独、あるいは適宜
に組み合わせて用いることにより、優れた効果を引き出
すことが可能である。

【０２１８】図１０にその一例を示す。１００１は像担
持体である感光ドラムであり、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。

【０２１９】感光体の表面層の抵抗値は、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、１×１０¹⁰〜５×１０¹⁵Ω・cm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×
１０¹⁴Ω・cmである。該抵抗値の測定はＨＩＯＫＩ社
（メーカ）製のＭΩテスターで０．２５〜１ｋＶの印加
電圧における測定にて行った。

【０２２０】１００２は前述の帯電キャリヤを用いた接
触帯電部材であり、多極磁性体１００−１およびその面
上に形成した帯電キャリヤからなるブラシ層１００２−
２とからなる。また、多極磁性体１００−１上にブラシ
層１００２−２を構成した後の印加電圧がブラシ層１０
０−２の各部に良好に印加されるように、例えば銅テー
プやアルミニウムテープ（３Ｍ社製ｅｌｅｃｔｒｉｃａ
ｌテープ１１８１、同１１７０）等の透磁性、導電性の
テープを張る、あるいは上述のごとく透磁性の導電層を
形成する等してもよい。

【０２２１】ブラシ層１００２−２は、前述のごとく磁
性フィライトや磁性マグ、磁性トナーのキャリヤ等の帯
電キャリヤで構成される。

【０２２２】帯電部材１００２のブラシ層１００−２の
抵抗値は、良好な帯電効率を保持するため、一方ではピ
ンホール防止のためにＨＩＯＫＩ社（メーカ）製のＭΩ
テスターで０．２５〜１ｋＶの印加電圧における測定に
て、１×１０³ 〜１×１０¹²Ω・cmなる抵抗を有するこ
とが好ましい。より好ましくは１×１０⁴ 〜１×１０⁸
Ω・cmである。

【０２２３】１００３は帯電部材に対する電圧印加電源
であり、この電源１００３により直流電圧Ｖ_dcが帯電部
材１００２の帯電キャリヤからなるブラシ層１００２−
２に印加されて、回転駆動されている感光ドラム１００
１の外周面が均一に帯電される。

【０２２４】１０４は像担持体１００１の両端の画像形
成に影響のない部分（非画像形成領域）に設けられた中
抵抗の段差であり、多極磁性体１００２−１と接触する
ことで帯電電位とほぼ等電位に印加される（図１参
照）。また、１００３の厚さは像担持体１００１と接触
帯電部材１００２の最近接間隙に対応し、そのニップ制
御のために５０〜２０００μｍの範囲で安定的に設定さ
れることが好ましく、より好ましくは１００〜１０００
μｍである。

【０２２５】さらに、画像信号に応じて強度変調される
レーザビームプリンタ光１００５が走査されることによ
って像担持体１００１上に静電潜像が形成される。この
潜像は、現像剤が塗布された現像スリーブ１００６によ
ってトナー画像として顕画像化された後、このトナー画
像は、転写材１００７上に転写ローラ１００８を介して
転写される。転写残トナーは、クリーニングブレード１
００９によって像担持体１００１上から除去される。一
方、転写材１００７は、表面のトナー画像が定着装置
（不図示）によって定着された後、画像形成装置本体外
部に排出される。以下、さらに具体的数値を挙げて、本
発明に係る画像形成装置について詳述する。ただし、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 （請求項１、２、５に対応する実施例）図２に示すＲＦ
−ＰＣＶＤ法による画像形成装置用感光体の製造装置を
用い、直径１０８ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウム
シリダンー上に、図１８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。さらに光
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、種々の感光体を作製した。

【０２２６】作製した感光体を画像形成装置（キヤノン
製ＮＰ６０６０をテスト用に改造）にセットして、帯電
能の温度依存性（温度特性）、メモリならびに画像欠陥
を評価した。

【０２２７】温度特性は、感光体の温度を室温から約４
５℃まで変えて帯電能を測定し、このときの温度１℃当
たりの帯電能の変化を測定して、２Ｖ／ｄｅｇ以下を合
格と判定した。

【０２２８】また、メモリ、画像流れについては、画像
を目視により判定し、１：非常に良好、２：良好、３：
実用上問題なし、４：実用上やや難ありの４段階にラン
ク分けした。

【０２２９】一方、円筒形のサンプルホルダーに設置し
たガラス基板（コーンニング社７０５９）ならびにＳｉ
ウエハー上に、光導電層の作製条件で膜厚約１μｍのａ
−Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜にはＣｒの
櫛型電極を蒸着し、ＣＰＭにより指数関数裾の特性エネ
ルギー（Ｅｕ）と局在準位密度（Ｄ．Ｏ．Ｓ）を測定
し、Ｓｉウエハー上の堆積膜はＦＴＩＲにより含有水素
量を測定した。

【０２３０】このときのＥｕと温度特性との関係を図４
に、Ｄ．Ｏ．Ｓとメモリ、画像流れとの関係を図５、図
６に示す。いずれのサンプルも水素含有量は１０〜３０
原子％の間であった。

【０２３１】図４、図５ならびに図６から明らかなよう
に、Ｅｕ＝５０〜６０ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓ＝１×１０¹⁴
〜１×１０¹⁶cm^-3の範囲にすることが良好な電子写真特
性を得るために必要であることがわかった。

【０２３２】前述の感光体の中から下記ａからｃを用
い、つづいて、感光体両端の中抵抗層を以下の条件で製
作した。

【０２３３】感光体両端の中抵抗層、図１２に示したよ
うなスプレー塗工手段により、テトラエトキシシランＳ
ｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ 、水、アルコール、塩酸、酸化チタ
ン導電材の混合液を塗布し、次いで、４０〜９０℃に加
熱乾燥させ乾燥ゲル体とした。硬化後に中抵抗層の厚さ
を３００μｍまで研磨加工を施した。１×１０³ 〜１×
１０¹²Ω・cmなる抵抗を有するとき、良好な帯電が得ら
れた。

【０２３４】つづいて、接触帯電部材を以下の条件で作
製した。

【０２３５】多極磁性体はプラスチックマグネットを前
述の要領でφ１８ｍｍのローラ状に構成した。その磁極
数はニップ幅内で複数存在するように構成することが好
ましい。本実施例では６〜１８極の複数の磁極数を設定
し作製した。

【０２３６】ブラシ層は、５〜３５μｍの磁性酸化鉄等
のキャリヤと１〜５μｍの小粒径マグ等の磁性粉を、所
定の比で混合したものを帯電キャリヤとして使用した。
この帯電キャリヤは一般にトナーに利用される周知のキ
ャリヤと同成分のものでもよい。また、ニップ幅は６〜
７ｍｍとした。

【０２３７】作製した感光体と帯電部材を図１０に示し
たような画像形成装置にセットして、帯電能力を比較し
た。結果を図１６に示す。帯電部材の抵抗値が、１×１
０³〜１×１０¹²Ω・cmなる抵抗を有するとき、良好な
帯電が得られた。より好ましくは、１×１０⁴ 〜１×１
０⁹ Ω・cmのときに良好な帯電特性、および画像流れ等
の環境特性が得られた。

【０２３８】帯電部材抵抗が１×１０³ Ω・cm未満だっ
た場合は、異常放電、ピンホールが発生し感光体が破損
した。また、１×１０¹²Ω・cm以上だった場合は帯電効
率低下、注入による帯電が殆ど生じなかった。

【０２３９】前述の感光体の中から下記ａからｃを用
い、前記磁気ブラシ、すなわち帯電部材は固定して図１
０に示すような画像形成装置を用い、温度２３℃、湿度
６０％ＲＨの環境で１０万枚の耐刷試験を行い、前後の
画質を比較した。

【０２４０】帯電部材への印加電圧条件は、６００
Ｖ_dc。プロセススピードは２５０ｍｍ／sec で行った。

【０２４１】感光体の条件は、 ａ：Ｅｕは４７ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは９×１０¹⁵cm^-3 ｂ：Ｅｕは５５ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは６×１０¹⁴cm^-3 ｃ：Ｅｕは５９ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは１×１０¹⁶cm^-3 結果を図１５（ａ）、（ｂ）に示す。耐刷試験前後にお
いて帯電能力の周方向（ａ）および軸方向（ｂ）むらが
変化しておらず良好な再現性を示していることがわか
る。

【０２４２】図１５の結果はａに示された感光体を用い
た場合の結果であるが、他の像担持体についても同様な
良好な特性を示した。 〈実施例２〉図１８に示す作製条件で得られたａ−Ｓｉ
感光体ｄ、ｅ、ｆを用い、感光体両端の中抵抗層を実施
例１と同様にスプレー塗工手段により作製した。抵抗は
５×１０⁹ Ω・cmであった。硬化後に最初に厚さが４ｍ
ｍ（４０００μｍ）となるように研磨加工を施し、その
後３０００μｍ、２０００μｍ、１０００μｍ、１００
μｍ、５０μｍ、１０μｍと研磨により中抵抗層の厚さ
を変化させそれぞれの厚さにおいて帯電特性を調べた。
このとき、ニップ幅は６〜７ｍｍの範囲で一定とした。

【０２４３】周方向の帯電むらを最大値と最小値の差で
比較した。

【０２４４】 ◎：非常に良好 ：２０Ｖ未満 ○：良好 ：２０Ｖ以上３０Ｖ未満 △：実用上問題無し ：３０Ｖ以上４０Ｖ未満 ×：実用上やや難あり ：４０Ｖ以上 結果を図１９に示す。

【０２４５】このときの感光体の条件は、 ｄ：Ｅｕは５０ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは２×１０¹⁴cm^-3 ｅ：Ｅｕは５８ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは８×１０¹⁵cm^-3 ｆ：Ｅｕは５２ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは２×１０¹⁵cm^-3 この結果より、中抵抗層としては５０μｍから２０００
μｍが適していることがわかり、さらに好ましくは１０
０μｍから１０００μｍが望ましいことがわかった。 〈実施例３〉図２に示す製造装置を用い、図２０に示す
作製条件で画像形成装置用感光体を作製した。このとき
の光導電層のＥｕとＤ．Ｏ．Ｓは、それぞれ５５ｍｅ
Ｖ、２×１０¹⁵cm^-3であった。

【０２４６】これに図１３に示したようなディッピング
塗工手段により、テトラメトキシシランＳｉ（ＯＣＨ
₃ ）₄ 、水、アルコール、塩酸の混合液を感光体の両端
に塗布する。次いで、４０〜９０℃に加熱乾燥させ絶縁
性の乾燥ゲル体とし、その上に、図１２に示したような
スプレー塗工手段により、テトラエトキシシランＳｉ
（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）４、水、アルコール、塩酸、酸化チタン
導電材の混合液を塗布し、次いで、４０〜９０℃に加熱
乾燥させ中抵抗の乾燥ゲル体とした。抵抗は２×１０⁸
Ω・cmであった。導電材料硬化後に２００μｍまで研磨
加工を施した。

【０２４７】実施例１と同様の評価をしたところ耐刷試
験前後において良好な帯電特性が得られ、良好な画像が
得られた。 〈実施例４〉図２に示す画像形成装置用感光体の製造装
置を用い、図２１に示す作製条件で画像形成装置用感光
体を作製した。このときの光導電層のＥｕとＤ．Ｏ．Ｓ
は、それぞれ５０ｍｅＶ、８×１０¹⁴cm^-3であった。

【０２４８】これに図１４に示したような紡糸塗工手段
によりＺｒ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ 、水、アルコール、塩酸、
導電材料の混合液を塗布する。

【０２４９】次いで、４０〜９０℃に加熱乾燥させ乾燥
ゲル体として、硬化後に４００μｍまで研磨加工を施し
た。抵抗は５×１０⁷ Ω・cmであった。

【０２５０】実施例１と同様の評価をしたところ耐刷試
験前後において良好な帯電特性が得られた。 〈実施例５〉図２に示す画像形成装置用感光体の製造装
置を用い、図２２に示す作製条件で画像形成装置用感光
体を作製した。このときの光導電層のＥｕとＤ．Ｏ．Ｓ
は、それぞれ６０ｍｅＶ、５×１０^-5cm^-3であった。

【０２５１】この感光体両端の中抵抗層を実施例１と同
様にスプレー塗工手段により製作し、硬化後に２５０μ
ｍまで研磨加工を施し、さらに周方向に５本／cmの間隔
で細溝を形成した。抵抗は４×１０⁴ Ω・cmであった。

【０２５２】これに、磁極を１２極有し、実施例１と同
様のキャリヤと磁性粉からなるブラシ層を有する磁気ブ
ラシを帯電部材として作製した。抵抗は５×１０⁸ Ω・
cmであった。帯電部材への印加電圧条件は、６００
Ｖ_dc。プロセススピードは２５０ｍｍ／sec で、帯電部
材を感光体との当接面で周速比が１５０％となるように
同方向に回転させた（当接面では各々逆方向に移動して
いる：図１（ａ）矢印方向）。

【０２５３】これに実施例１と同様の評価をしたところ
耐刷試験前後において良好な帯電特性が得られた。

【０２５４】帯電部材を回転させることににより、帯電
部材停止の場合よりも磁極間が開いてもニップ内で隣接
する磁極が感光体との当接面に移動し、実質的に磁極間
距離が小さい場合と同様の効果が現われるのではないか
と思われる。 〈実施例６〉次に、請求項１、３、４、６に対応する実
施例６を示す。

【０２５５】外径８０ｍｍ×長さ３５８ｍｍのアルミニ
ウムシリンダーを基体とし、これにアルコキシメチル化
ナイロンの５％メタノール溶液を浸漬法で塗布して、膜
厚１μｍの下引き層（中間層）を設けた。

【０２５６】次にチタニルフタロシアニン顔料を１０部
（重量部、以下同様）、ポリビニルブチラール８部、お
よびシクロヘキサノン５０部を直径１ｍｍのガラスビー
ズ１００部を用いたサンドミル装置で２０時間混合分散
した。この分散液にメチルエチルケトン７０〜１２０
（適宜）部を加えて下引き層上に塗布し、１００℃で５
分間乾燥して０．２μｍの電荷発生層を形成させた。

【０２５７】次に、この電荷発生層の上に図２３の構造
式のスチリル化合物１０部とビスフェノールＺ型ポリカ
ーボネート１０部をモノクロルベンゼン６５部に溶解し
た。この溶液をディッピング法によって基体上に塗布
し、１２０℃で６０分間の熱風乾燥させて、２０μｍ厚
の電荷輸送層を形成させた。

【０２５８】次にこの電荷輸送層の上に以下の方法で膜
厚１．０μｍの表面層を設けた。

【０２５９】酸成分としてテレフタル酸を、またグリコ
ール成分としてエチレングリコールを用いて得られた高
融点ポリエチレンテレフタレート（Ａ）［極限粘度０．
７０ｄｌ／ｇ、融点２５８℃（示差熱測定器を用いて１
０℃／ｍｉｎの昇温速度で測定した。また、測定サンプ
ルは５ｍｇで、測定しようとするポリエステル樹脂を２
８０℃で溶融後、０℃の氷水で急冷して作製した。以下
の実施例について同じ）、ガラス点移転温度７０℃］１
００部とエポキシ樹脂（Ｂ）［エポキシ当量１６０：芳
香族エステルタイプ：商品名：エピコート１９０Ｐ（油
化シェルエポキシ社製）］３０部とをフェノールとテト
ラクロロエタン（１：１）混合液１００ｍｌに溶解させ
た。次いで光重合開始剤としてトリフェニルスルフォニ
ウムヘキサンフルオロアンチモネート（Ｃ）３部を添加
して樹脂組成物溶液を調製した。

【０２６０】光の照射条件としては、２ｋＷ高圧水銀灯
（３０Ｗ／cm）を２０cm離した位置から１３０℃で８秒
間照射して硬化させた。

【０２６１】このようにして作製した像担持体の両端に
実施例１と同様にして図１２に示したようなスプレー塗
工手段により、中抵抗層を形成し、５００μｍまで研磨
加工した。

【０２６２】磁気ブラシ層は実施例５と同様のものを用
いた。帯電部材を所定の速度で、感光体と同方向に回転
させる（感光体との当接面では各々逆方向に移動する：
図１（ａ）矢印方向）ようにした。

【０２６３】帯電部材への印加電圧条件は、６００
Ｖ_dc。また、プロセススピード２００ｍｍ／sec で行っ
た。

【０２６４】これに実施例１と同様の評価をしたところ
耐刷試験前後において良好な帯電特性が得られた。 〈実施例７〉図３に示すＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による画像
形成装置用感光体の製造装置を用い、実施例１と同様に
直径１０８ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリン
ダー（支持体）上に図２４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。

【０２６５】さらに光導電層のＳｉＨ₄ とＨ₂ との混合
比、放電電力、支持体温度ならびに内圧を変えることに
より、種々の感光体を作製した。作製した感光体を画像
形成装置（キヤノン製ＮＰ６１５０をテスト用に改造）
にセットして、帯電能の温度依存性（温度特性）、ブラ
ンク露光メモリならびにゴーストメモリを評価した。温
度特性ならびにメモリの評価は実施例１と同様にした。
さらにハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）をメモ
リと同様、４段階のランク分けを行って評価した。

【０２６６】一方、光導電層の作製条件で、円筒形のサ
ンプルホルダーに設置したガラス基板（コーニング社７
０５９）ならびにＳｉウエハー上に膜厚約１μｍのａ−
Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜にはＡｌの櫛
型電極を蒸着して、ＣＰＭにより指数関数裾の特性エネ
ルギー（Ｅｕ）と局在準位密度（Ｄ．Ｏ．Ｓ）を測定
し、Ｓｉウエハー上の堆積膜はＦＴＩＲにより含有水素
量ならびにＳｉ−Ｈ₂ 結合とＳｉ−Ｈ結合の吸収ピーク
強度比を測定した。Ｅｕ、Ｄ．Ｏ．Ｓと温度特性、メモ
リ、画像流れとの関係は実施例１と同様であり、良好な
電子写真特性のためにはＥｕ＝５０〜６０ｍｅＶ、Ｄ．
Ｏ．Ｓ＝１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶cm^-3であることが必要
であることがわかった。さらに、図７に示すＳｉ−Ｈ₂
／Ｓｉ−Ｈとガサツキとの関係から、Ｓｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ
−Ｈ＝０．２〜０．５の範囲にすることが必要であるこ
とがわかった。

【０２６７】この感光体の内、Ｅｕ、Ｄ．Ｏ．Ｓおよび
Ｓｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈが、各々５４ｍｅＶ、８×１０¹⁴
cm^-3、０．２９の感光体について、実施例１と同様の評
価を行ったところ耐刷試験前後において良好な帯電特性
が得られた。 〈実施例８〉図３に示す画像形成装置用感光体の製造装
置を用い、図２５に示す作製条件で画像形成装置用感光
体を作製した。このときの光導電層のＥｕ、Ｄ．Ｏ．Ｓ
およびＳｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈは、それぞれ５３ｍｅＶ、
５×１０¹⁴cm^-3、０．２９であった。作製した画像形成
装置用感光体の両端の中抵抗層を実施例１と同様にして
３００μｍ作製し、実施例１と同様の評価をしたところ
耐刷試験前後において良好な帯電特性が得られた。 〈実施例９〉図３に示す画像形成装置用感光体の製造装
置を用い、図２６に示す作製条件で画像形成装置用感光
体を作製した。このときの光導電層のＥｕ、Ｄ．Ｏ．Ｓ
およびＳｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈは、それぞれ５６ｍｅＶ、
１．３×１０¹⁵cm^-3、０．３８であった。作製した画像
形成装置用感光体の両端の中抵抗層を実施例１と同様に
して３００μｍ作製し、実施例１と同様の評価をしたと
ころ耐刷試験前後において良好な帯電特性が得られた。 〈実施例１０〉図３に示す画像形成装置用感光体の製造
装置を用い、図２７に示す作製条件で画像形成装置用感
光体を作製した。このときの光導電層のＥｕ、Ｄ．Ｏ．
ＳおよびＳｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈは、それぞれ５９ｍｅ
Ｖ、３×１０¹⁵cm^-3、０．４５であった。作製した画像
形成装置用感光体の両端の中抵抗層を実施例１と同様に
して３００μｍ作製し、実施例１と同様の評価をしたと
ころ耐刷試験前後において良好な帯電特性が得られた。

【０２６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
マグネットローラと磁性キャリヤとを有する磁気ブラシ
を像担持体（被帯電体）に接触させるとともに、磁気ブ
ラシに電圧を印加して像担持体表面を帯電させる画像形
成装置において、像担持体両端の非画像形成領域（画像
形成に影響しない部分）に中抵抗の導電層を設け、この
導電層を磁気ブラシの回転時に接触させることにより、
像担持体中央部の画像形成領域と、両端部の非画像形成
領域とを等電位面にすることができるので、磁性キャリ
ヤが非帯電部へ飛散することを解消され、帯電部材の耐
久性が向上した。これにより画質の低下が防止され、メ
ンテナンスフリー化がさらに進んだ。

【０２６９】像担持体両端の中抵抗の導電層は像担持体
と多極磁性体の最近接間隙を、一定の距離に安定的に設
定する作用も兼ねており、磁気ブラシ層の接触幅を安定
に維持するため、回転運動に伴う間隔の変動が抑制され
画像濃度むらが解消された。

【０２７０】像担持体両端の中抵抗の導電層は具体的に
は、ゾルゲル法による強固で、かつ均一な金属酸化物皮
膜が挙げられ、さらに中抵抗層形成後に中抵抗層部を研
磨加工することにより帯電部材と像担持体の間隙を一定
に保つことが可能であり、像担持体両端の導電層に回転
方向に添った細溝をいくつか形成することにより、摺擦
性を向上させることも効果的であった。

【０２７１】さらに、中抵抗層部分を金属酸化物を母体
とする材料で構成するため、熱変動による硬度の変化が
少ない。そのため押圧力に対する間隔の変動が少なく感
光体には温度特性の良好なものが使用可能になり、さら
なる高画質が望めるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施例１における帯電部材、像担持体
（感光体）の側面図。（ｂ）は実施例１における帯電部
材、像担持体（感光体）の正面図。

【図２】感光体の光受容量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画像形
成装置用感光体の製造装置の模式的説明図。

【図３】光体の光受容量を形成するための装置の一例
で、ＶＨＦ帯の高周波を用いたグロー放電法による画像
形成装置用感光体の製造装置の模式的説明図。

【図４】感光体における光導電層のアーバックテイルの
特性エネルギー（Ｅｕ）と温度特性との関係を示す図。

【図５】感光体における光導電層の局在状態密度（ＤＯ
Ｓ）と光メモリとの関係を示す図。

【図６】感光体における光導電層の局在状態密度（ＤＯ
Ｓ）と画像流れとの関係を示す図。

【図７】感光体における光導電層のＳｉ−Ｈ₂ 結合とＳ
ｉ−Ｈ結合の吸収ピーク強度比とハーフトーン濃度ムラ
（ガサツキ）との関係を示す図。

【図８】従来の接触帯電の帯電部材、像担持体の構成を
示す模式図。

【図９】従来の、磁気ブラシを用いた帯電部材、像担持
体の構成を示す模式図。

【図１０】実施例１の帯電部材、像担持体の構成を示す
模式図。

【図１１】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ感光体の構成を
模式的に示す部分断面図。

【図１２】像担持体の両端部に形成する中抵抗の導電層
の塗工手段のを示す図。

【図１３】像担持体の両端部に形成する中抵抗の導電層
の、他の塗工手段のを示す図。

【図１４】像担持体の両端部に形成する中抵抗の導電層
の、別の塗工手段のを示す図。

【図１５】（ａ）は像担持体の周方向の帯電状態を示す
図。（ｂ）は像担持体の軸方向の帯電状態を示す図。

【図１６】帯電部材のブラシ層の抵抗と帯電状態を示す
図である。

【図１７】ゾル状高分子分散混合溶液から金属酸化被膜
を得る方法を示す図。

【図１８】実施例１における像担持体の作製条件を示す
図。

【図１９】実施例２における中抵抗の導電層の厚さと帯
電特性との関係を示す図。

【図２０】実施例３における像担持体の作製条件を示す
図。

【図２１】実施例４における像担持体の作製条件を示す
図。

【図２２】実施例５における像担持体の作製条件を示す
図。

【図２３】実施例６における電荷輸送層を構成するスチ
レン化合物の構造式を示す図。

【図２４】実施例７における像担持体の作製条件を示す
図。

【図２５】実施例８における像担持体の作製条件を示す
図。

【図２６】実施例９における像担持体の作製条件を示す
図。

【図２７】実施例１０における像担持体の作製条件を示
す図。

【符号の説明】

１００ 接触帯電部材（磁気ブラシ） １０１ 磁性キャリヤ １０２ マグネットローラ（多極磁性体） １０３ 導電層（中抵抗層） １０４ 像担持体（被帯電体） １００１ 像担持体（被帯電体） １００２ 接触帯電部材（磁気ブラシ） １００３ 高圧電源 １００４ 導電層（中抵抗層） １００５ レーザビームプリンタ光 １００６ 現像スリーブ １００７ 転写材 １００８ 転写ローラ １００９ クリーニングブレード １１００ 像担持体（感光体） １１０１ 支持体 １１０２ 感光層 １１０３ 光導電層 １１０４ 表面層 １１０４ａ 自由表面 １１０５ 電荷注入阻止層 １１０６ 電荷発生層 １１０７ 電荷輸送層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 - 15/02 103 G03G 15/09 - 15/095 G03G 5/08 - 5/08 360

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状に形成された像担持体と、該像担
   持体に接触配置された円筒状の帯電部材に電圧を印加し
   て前記像担持体を帯電する帯電装置と、帯電後の前記像
   担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、前記
   静電潜像を現像剤によって現像する現像装置とを備えた
   画像形成装置において、 前記帯電部材は、 電圧が印加される円筒状のマグネットローラと、 該マグネットローラ表面に担持されるとともに前記像担
   持体に接触する磁性キャリヤとを有する磁気ブラシを構
   成し、 前記像担持体は、 軸方向の両端部に設けられた非画像形成領域において、
   前記磁気ブラシに当接しかつ磁気ブラシの回転軸に接触
   することにより、該回転軸に印加される電位と等電位に
   保持された導電層を有する、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記導電層は、前記像担持体上にゾルゲ
   ル法によって形成された金属酸化物を母体とする中抵抗
   層である、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記導電層は、前記像担持体上にゾルゲ
   ル法によって形成された金属酸化物を母体とする絶縁層
   と、該絶縁層の上にゾルゲル法によって形成された金属
   酸化物を母体とする中抵抗層とを順次に積層したもので
   ある、 ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記像担持体は、 導電性支持体と、 シリコン原子を母体として水素原子または／およびハロ
   ゲン原子を含有する非単結晶材料を含む光導電層および
   電荷を保持する機能を有する表面層を有する光受容層と
   を備え、 前記光導電層が１０〜３０原子％の水素原子または／お
   よびハロゲン原子を含有し、 少なくとも光の入射する部分において、サブバンドギャ
   ップ光吸収スペクトルから得られる指数関数裾の特性エ
   ネルギが５０〜６０ｍｅＶ、かつ局在状態密度が１×１
   ０^１４〜１×１０^１６ｃｍ^−３である、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記
   載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記像担持体が、 導電性支持体と、 高融点ポリエステルおよび硬化樹脂を含む受光層とを有
   する、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記
   載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記導電層の抵抗が、１×１０^−３〜１
   ×１０^１２Ω・ｃｍである、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか記
   載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記導電層が、前記マグネットローラ表
   面と前記像担持体表面とのギャップを規制するスペーサ
   ギャップを兼ねる、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記
   載の画像形成装置。