JP4313476B2

JP4313476B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP4313476B2
Application number: JP23607099A
Authority: JP
Inventors: 秀明福永
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2019-08-23
Also published as: JP2001060012A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフッ素含有のアモルファスシリコンカーバイドもしくはアモルファスカーボンからなる表面保護層をもつ感光体を搭載したタンデム型電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
すでに製品化されているカラープリンタとしてはタンデム型電子写真方式の画像形成装置があるが、それに搭載する感光体はＯＰＣにより構成している（特開平４−２８７０７５号および特開平７−３０６６２４号参照）。
【０００３】
しかしながら、ＯＰＣ感光体を搭載した画像形成装置を高速カラー印字に応用しようとすると、ＯＰＣ感光体では磨耗性および耐久性に劣るために適していなかった。
【０００４】
そこで、すべてをアモルファスシリコン光導電層からなる感光体（以下、アモルファスシリコンをａ−Ｓｉと略記する）にした画像形成装置が提案されているが、帯電能が低く、シアン、マゼンタ、イエローの各色においてコントラストが得られないという課題がある。
【０００５】
この課題を解消するために、黒色トナー像を形成する場合にａ−Ｓｉ光導電層とアモルファスシリコンカーバイド表面保護層（以下、アモルファスシリコンカーバイドをａ−ＳｉＣと略記する）との積層構造の感光体を用いて、その他の着色トナー像を形成する場合にＯＰＣ感光体を用いるようになした画像形成装置が提案されている（特開平１０−３３３３９３号および特開平１１−２４３５８号参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにａ−ＳｉＣ表面保護層からなる感光体を使用すると、とくに高湿環境下で耐刷をおこなうと、画像流れと呼ばれる画像不良が発生していた。
【０００７】
この画像流れの発生を防止するために、ヒーターを用いて感光体を加熱して、その原因となる水分を飛散させる技術が提示されているが、これによって画像流れが改善されたが、その反面、感光体の帯電能が低下したり、感光体表面にトナーが固着したり、画像形成装置の消費電力が増大し、しかも、他のＯＰＣ感光体には、このようなヒーター加熱をおこなわないことで、余分に複雑な装置構成になり、生産コストが上がっていた。
【０００８】
本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努めたところ、タンデム型電子写真方式のカラープリンタにおいては、実際上カラー印字をおこなうだけでなく、モノクロ（黒色）での印字も頻繁におこなわれ、モノクロ印字の方がカラー印字と比べ、使用頻度が多い場合もあることに着目し、その上で、黒色トナー像を形成する画像形成要素に搭載される感光体の表面保護層をフッ素含有量が１２〜３５原子％のａ−ＳｉＣもしくはアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）により構成して動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ²以上にしたことで、黒色トナー像を形成する画像形成要素に搭載される感光体に対し感光体用ヒーターを使用しなくても画像流れの発生が解消され、共通の画像形成装置に異種の感光体を搭載しても、画像流れおよび画像劣化が生じなくなり、高速カラー印字用のカラープリンタとして十分に実用性がある画像形成装置が提供されることを見出した。
【０００９】
したがって本発明は上記知見により完成されたものであり、その目的はａ−ＳｉＣ表面保護層からなる感光体を使用するに当たり、感光体加熱用ヒーターを設けない程度にまで表面の疎水性を高め、表面保護層の硬度を高めて優れた耐久性を得て、さらに電位特性のバラツキをなくすことで、高信頼性かつ低コストを達成した高速カラー印字に適した画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的はモノクロ印字に対する耐久性を高めることで、カラー印字との間で使い分けしても、全体としての印字性能を長期間にわたって維持し、これによって長期信頼性の画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらに他の目的は感光体用のヒーターを設けないことで、構造上簡単となり、製造歩留りが向上し、さらに部品点数が少なくなることで優れた耐久性が得られ、その結果、低コストかつ高信頼性の画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
ちなみに、画像流れを解消するために、特開平９−２０４０５６号には、ａ−ＳｉＣ：Ｈ表面保護層の元素比率と自由表面の動的押し込み硬さとを規定することで、ヒーターを用いないでもクリーニング手段などにより表面を適度に研磨して、表面層に吸着した放電生成物などを除去し、これによって画像流れを解消する技術が提示されているが、その反面、弾性ローラ（摺擦ローラ）などの研磨手段を設けなければならず、設計上および構成上煩雑になり、製造歩留りを低下させたり、耐久性および信頼性が劣る原因になっていた。
【００１３】
特公平７−３５９７号には、ａ−Ｓｉを主成分とする感光体層の上に水素化アモルファスカーボン（以下、水素化アモルファスカーボンをａ−Ｃ：Ｈと略記する）からなる表面保護層を積層し、ついでフッ素を含むガスでプラズマ放電処理をおこない、表面近傍中にＣＦ、ＣＦ₂等の官能基を形成し、これによって疎水性を高め、オゾンの照射による疎水性の劣化を抑制して耐環境性が高める技術が提示されているが、感光体用ヒーターを設けないでもよい程度の高い疎水性能は達成されていない。
【００１４】
また、特開平１０−１７７２６５号によれば、上記のようなプラズマ放電処理をおこなうと、膜の表面がエッチングされるにしても、成膜とエッチングを交互に複数回繰り返すことで表面保護層を形成する技術が提案されているが、同技術によれば、表面保護層をＢＮ膜で形成し、１回のエッチングによってエッチングされる膜厚を２０Å以上にすることが記載され、このような方法にてＢＮ膜を形成すると成膜速度が低くなり、製造コストが高くなる。さらに表面保護層をＢＮ膜で形成しても、硬度が低く、耐久性に劣ったり、原子レベルにおける結合状態が不安定であるために、電位特性にバラツキが生じていた。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、導電性基板上に光導電層と表面保護層とを有する感光体と、前記感光体に電荷を付与する帯電手段と、前記感光体の帯電領域に対して光を照射する露光手段と、前記帯電手段および前記露光手段により前記感光体に形成される静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、前記感光体に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記感光体に残る残余静電潜像を除去する除電手段とを備える画像形成要素を複数配列してなり、前記複数の画像形成要素のうち前記トナー像として黒色トナー像を形成する画像形成要素における前記感光体の前記表面保護層は、アモルファスシリコンカーバイドもしくはアモルファスカーボンからなる第１領域と、アモルファスシリコンカーバイドもしくはアモルファスカーボンにフッ素を１２〜３５原子％含有してなる第２領域とを交互に複数形成してなり、且つ、その動的押し込み硬さが９０ｋｇｆ／ｍｍ^２以上であり、前記複数の画像形成要素のうち前記トナー像として黒色トナー像以外の着色トナー像を形成する画像形成要素における前記感光体は有機感光体であることを特徴とする。本発明に係る画像形成装置において前記表面保護層は、前記第１領域と前記第２領域との積層が２〜１５であるのが好ましい。本発明に係る画像形成装置において、前記表面保護層における前記第１領域の厚さは、該表面保護層における前記第２領域の厚さより小さいのが好ましい。本発明に係る画像形成装置において前記トナーは研磨性粒子を含むのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
感光体の構成
本発明の黒色トナー像を形成する画像形成要素に係る感光体は導電性基板の上に少なくとも光導電層と表面保護層との積層構造を基本とするものである。
【００１７】
図２は本発明の黒色トナー像を形成する画像形成要素に係る感光体１の具体的な層構成である。
【００１８】
導電性の基板２の上に感光層を真空蒸着法、活性反応蒸着法、イオンプレーテイング法、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ＣＶＤ法などで成膜形成したり、塗布法にて有機材を形成してもよい。
【００１９】
この感光層は、たとえばキャリア注入阻止層３、ＯＰＣやａ−Ｓｉからなる光導電層４、表面保護層５とを順次積層してなる。
【００２０】
上記基板２は銅、黄銅、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属導電体からなり、あるいはガラス、セラミックなどの絶縁体の表面に導電性薄膜を被覆したものなどがある。この基板２はシート状、ベルト状もしくはウェブ状可とう性導電シートでもよく、このようなシートにはＳＵＳ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属シート、あるいはポリエステル、ナイロン、ポリイミドなどの高分子樹脂フィルムの上にＡｌ、Ｎｉなどの金属もしくは酸化スズ、インジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）などの透明導電性材料や有機導電性材料を蒸着などにより被覆して導電処理したものを用いる。
【００２１】
上記キャリア注入阻止層３はａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、アモルファスシリコンナイトライドなどにより形成する。
【００２２】
上記光導電層４はａ−Ｓｉ以外にＳｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ａｓ₂Ｓｅ₃などのＳｅ合金、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどのII−VI族化合物の粒子を樹脂に分散したもの、ポリビニルカルバゾール等の有機半導体材料などがあり、これでもって単層型とする。あるいは光導電層４を電荷発生層と電荷輸送層に分けた機能分離型にしてもよい。
【００２３】
光導電層４をａ−Ｓｉにて構成した場合（このａ−Ｓｉにカーボンを入れたａ−ＳｉＣでもよい）、この光導電層５の厚みを３０μｍ以上にするとＯＰＣ感光体の帯電能に相当に近づけることができる。さらにはその厚みを３０〜１００μｍ、好適には３０〜７０μｍにするのが望ましく、３０μｍ未満の場合には帯電能力が低くなり、１００μｍを越えると残留電位が高くなる傾向にある。
【００２４】
そして、上記表面保護層５については、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）もしくはカーボン（Ｃ）からなるフッ素含有のアモルファス層により構成し、フッ素含有量を１２〜３５原子％に規定し、さらに動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ²以上、好適には９０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ²、最適には１５０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ²にしたことを特徴である。
【００２５】
すなわち、フッ素含有量は表面保護層５を構成する各種原子の全量に対し１２〜３５原子％、好適には１８〜２６原子％にするとよく、１２原子％未満の場合には画像流れが発生し、３５原子％を超えると結合状態において終端部が増え、原子間のネットワークが少なくなり、Ｃ−Ｃ、Ｓｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃというような原子間結合が減少し、これによって膜強度が弱くなり、その結果、膜削れおよびキズが発生する。
【００２６】
しかも、本発明においては、フッ素含有量を規定するとともに、硬度を高めている。すなわち、上述のようにフッ素を１２〜３５原子％にまで多く含有させる処理（フッ素を含むガスのプラズマ化）をおこなって、表面をエッチングすると、その表面の硬度にバラツキが生じやすくなり、低い硬度になる場合もあり、そこで、原料ガスを希釈ガスでもって希釈させたり、高周波電力を高くする、というような製造条件でもって動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ²以上にまで高めている。ただし、５００ｋｇｆ／ｍｍ²以下にすることで、高い画質が達成される。
【００２７】
さらに一回のエッチング量を少なくすることで、膜強度のバラツキを小さくするとともに、硬度を高めている。
【００２８】
本発明にて規定する動的押し込み硬さは島津製作所製の超微小硬度計DYNAMIC ULTRA MICRO HARDNESS TESTER （ＤＵＨ−２０１・２０２）を使用してダイナミック硬さでもって表す。この測定方法によれば、電磁石により圧子（三角すい圧子）を試料に押しつけ、この押圧力を０．１〜２ｇｆの荷重まで一定の割合で増加させ、圧子が試料に侵入していく過程で、圧子の試料への侵入深さを自動計測するものであって、その際に生じるくぼみの大きさを顕微鏡にて測定し、塑性変形分から硬さの値を得る。
【００２９】
かくして上記構成のように表面保護層５の動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ²以上に、フッ素含有量を１２〜３５原子％にしたことで、優れた耐刷性が得られ、たとえば研磨性の粒子を含むトナーやブレードなどでもって適度に研磨され、これによって優れた耐久性が得られ、画像流れが発生しない高画質が得られる感光体となった。
【００３０】
表面保護層５の形成方法
つぎに上記構成の表面保護層５の形成方法を図３および図４により述べる。
図３（イ）〜（ニ）は表面保護層５の形成方法Ａを示す各工程図であって、図４（イ）〜（ホ）は表面保護層５の他の形成方法Ｂを示す各工程図である。
【００３１】
〔表面保護層５の形成方法Ａについて〕
以下、図３の各工程（イ）〜（ニ）を述べる。
（イ）工程：光導電層４の上にグロー放電法によりシリコンカーバイド（ＳｉＣ）もしくはカーボン（Ｃ）からなるアモルファス層６ａを成膜形成する。
【００３２】
（ロ）工程：フッ素を含むガスによりエッチング処理する。このエッチング処理はＣＦ₄ガス、ＮＦ₃ガス、ＳＦ₆ガス、Ｃ₂Ｆ₆ガス、Ｆ₂ガス、ＣｌＦ₃ガス、ＣＨＦ₃ガス、ＣＨ₂Ｆ₂ガス、ＣＨ₃Ｆガスなどのガスを用いて、たとえばＣＦ₄ガスを使用した場合であれば、真空度０．３５torr、基板温度２７０℃、高周波電力２００Ｗという条件でもってプラズマ化し、これによってアモルファス層６ａの表面から内部に漸次フッ素を侵入させると同時に、表面がエッチングされる。６ｂはアモルファス層６ａのうちフッ素が侵入していない領域（フッ素未侵入領域）、６ｃはフッ素化領域、６ｄはアモルファス層６ａのうち上層領域のエッチング処理された領域（エッチング領域）である。
【００３３】
また、エッチングレートが膜質に影響することもわかり、エッチングレートを５０〜５００Å／分、好適には１００〜２５０Å／分に規定することで、膜表面に対するダメージが小さくなり、膜剥がれや画像欠陥等が発生しなくなるとともに、十分にフッ素化処理される。
【００３４】
フッ素化領域６ｃにおいては、エッチング処理されたことで、水素原子がフッ素原子に置換されたり、終端部にフッ素原子が結合し、Ｃ−Ｆ、Ｃ−Ｆ₂、Ｃ−Ｆ₃などの官能基が生成され、とくにＣ−Ｆ₂が多く生成される。そして、これらの生成物は疎水性を高めるのに顕著な効果がある。これら各官能基の量はフーリエ変換赤外分光光度計により測定する。
【００３５】
（ハ）工程：（ロ）工程のエッチング処理によりフッ素化領域６ｃが形成されるが、そのエッチング処理をさらに進行させると同時にエッチング領域６ｄもさらに大きくすることで、実質上フッ素未侵入領域６ｂがない程度にまでエッチング処理を進める。これによってアモルファス層６ａの全体がフッ素化されるまでエッチング処理してフッ素化アモルファス層６ｅとなす。
【００３６】
（ニ）工程：（イ）工程〜（ハ）工程を一サイクルとして、このサイクルを繰り返すことで複数のフッ素化アモルファス層６ｅを積層する。たとえば、（イ）工程にてアモルファス層６ａを２０００Åの厚みで成膜形成し、（ロ）工程および（ハ）工程によって１０００〜１５００Åにする。そして、このようなサイクルを５回繰り返すことで、すなわちフッ素化アモルファス層６ｅを５層積層することで、表面保護層５を形成する。
【００３７】
かくして表面保護層５の形成方法Ａによれば、結合エネルギの大きなＣ−Ｆ系の官能基が形成されることで、表面自由エネルギが大幅に小さくなり、耐酸化性に優れ、これにより、放電生成物が付着されにくくなり、現像剤に働く力がほとんど静電引力となって転写性が改善され、その結果、画像流れが発生しなくなった。そして、放電生成物がわずかに付着されても、表面硬度が高くなったことで、研磨性粒子を含むトナーを使用して適度に表面が研磨され、表面層に吸着した放電生成物などを除去できる。さらにクリーニング手段や紙などでもって容易にクリーニングができ、トナーの付着を抑制したり、防止できる。
【００３８】
本発明においては、（イ）工程〜（ハ）工程により単層のフッ素化アモルファス層６ｅでもって表面保護層５となしてもよいが、（ロ）工程のエッチング処理が長くなると、フッ素化領域６ｃの表面が荒れ、これによって膜の密着性が劣ったり、電子写真特性が低下する傾向にあり、そのためにアモルファス層６ａの膜厚を小さくし、さらにエッチング処理時間を短くすることで、膜厚の小さいフッ素化アモルファス層６ｅを成膜形成し、このようなフッ素化アモルファス層６ｅを積層することで、個々のフッ素化アモルファス層６ｅの表面粗さを小さくして、膜の密着性が高めたり、電子写真特性を向上できる。望ましくは２層〜１５層〔（ニ）工程におけるサイクル数：２〜１５〕、最適には３層〜１０層〔（ニ）工程におけるサイクル数：３〜１０〕のフッ素化アモルファス層６ｅを積層することで表面保護層５を構成する。
【００３９】
〔表面保護層５の形成方法Ｂについて〕
つぎに図４に示すような表面保護層５の他の形成方法Ｂを述べる。
この形成方法Ｂにおいては、上述した形成方法Ａに比べて（ハ）工程を除いている。すなわち、（ロ）工程のエッチング処理によりフッ素化領域６ｃが形成されるが、フッ素未侵入領域６ｂが残存する程度にエッチング処理を進める。そして、つぎの（ホ）工程にて、（イ）工程および（ロ）工程を一サイクルとして、このサイクルを繰り返すことでフッ素化領域６ｃとフッ素未侵入領域６ｂとを交互に積層させ、表面保護層５をなす。
【００４０】
このようにフッ素未侵入領域６ｂが表面保護層５内に存在してもよいが、前述の形成方法Ａのようにフッ素未侵入領域６ｂが存在しない方が成膜の信頼性が向上し、安定した電子写真特性が得られ、さらに生産歩留りも高められる。
【００４１】
表面保護層５の形成方法Ａおよび形成方法Ｂのいずれにおいても、アモルファス層６ａの膜厚を０．０１〜１μｍ、好適には０．０５〜０．５μｍにするとよく、この範囲内であれば、適度な量でもってエッチングされ、膜全体に対しフッ素化が容易になるという点でよい。
【００４２】
フッ素化領域６ｃについても、膜厚を０．００５〜０．５μｍ、好適には０．０３〜０．３μｍにするとよく、この範囲内であれば、耐久性および電位特性の双方を高めるという点でよい。
【００４３】
そして、このように成膜した表面保護層５の膜厚を０．１〜１．５μｍ、好適には０．２〜１．０μｍにするとよく、この範囲内であれば、耐久性および電位特性の双方を高めるという点でよい。
【００４４】
さらに形成方法Ｂについては、フッ素未侵入領域６ｂの膜厚を０．００１〜０．０５μｍ、好適には０．００１〜０．０１μｍにするとよく、この範囲内であれば、適度な量でもってエッチングされて均等な膜厚が得られ、安定した膜厚となり、しかも、画像流れが発生しなくなるという点でよい。
【００４５】
この形成方法Ｂにおいても、（イ）工程と（ロ）工程により単一のフッ素化領域６ｃと単一のフッ素未侵入領域６ｂとの積層でもって表面保護層５となしてもよいが、フッ素化領域６ｃの表面の荒れを防ぐために、望ましくは２積層〜１５積層〔（ホ）工程におけるサイクル数：２〜１５〕、最適には３積層〜１０積層〔（ホ）工程におけるサイクル数：３〜１０〕の範囲にて表面保護層５を構成する。
【００４６】
〔アモルファス層６ａの材質について〕
（イ）工程にて成膜形成するアモルファス層６ａはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）またはカーボン（Ｃ）からなるが、ａ−Ｃ膜はａ−ＳｉＣ膜に比べて硬度が小さいことから、ａ−ＳｉＣ膜にて形成するのがよい。そのために原子組成比率Ｓｉ_XＣ_1-XのＸ値を０．５以下、好適には０．３以下、最適には０．１以下にするとよい。そして、このようにＳｉを減少させたままで含有させることで耐コロナ性が向上する。ただし、ａ−Ｃ膜については、ガス希釈することで硬度を大きくすることができるが、ａ−ＳｉＣ膜にて得られる程度の硬度が得られない。
【００４７】
画像形成装置の構成
図１は本発明の画像形成装置であって、まずは図５に本発明に係るプリンタ様式の画像形成要素７の原理を示す。８は感光体であり、この感光体８の周面に帯電手段であるコロナ帯電器９と、その帯電後に光照射する露光手段である露光器１０（ＬＥＤヘッド）と、トナー像を感光体８の表面に形成するためのトナー１１を備えた現像手段である現像機１２と、そのトナー像を被転写材１３に転写する転写手段である転写器１４と、その転写後に感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段１５と、その転写後に残余静電潜像を除去する除電手段１６とを配設した構成である。また、１７は被転写材１３に転写されたトナー像を熱もしくは圧力により固着するための定着器である。
【００４８】
このカールソン法は次の▲１▼〜▲６▼の各プロセスを繰り返し経る。
▲１▼感光体８の周面をコロナ帯電器９により帯電する。
▲２▼露光器１０により画像を露光することにより、感光体８の表面上に電位コントラストとしての静電潜像を形成する。
▲３▼この静電潜像を現像機１２により現像する。この現像により着色トナーが静電潜像との静電引力により感光体表面に付着し、可視化する。
▲４▼感光体表面のトナー像を紙などの被転写材１３の裏面よりトナーと逆極性の電界を加えて、静電転写し、これにより、画像を被転写材１３の上に得る。
▲５▼感光体表面の残留トナーをクリーニング手段１５により機械的に除去する。
▲６▼感光体表面を強い光で全面露光し、除電手段１６により残余の静電潜像を除去する。
【００４９】
なお、画像形成要素７はプリンターの構成であるが、露光器１０に代えて原稿からの反射光を通すレンズやミラーなどの光学系を用いれば、複写機の構成の画像形成装置となる。
【００５０】
次に図１の画像形成装置１８において、７ａはブラック用の画像形成要素（図中Ｋで表示する）、７ｂはイエロー用の画像形成要素（図中Ｙで表示する）、７ｃはシアン用の画像形成要素（図中Ｃで表示する）、７ｄはマゼンタ用の画像形成要素（図中Ｍで表示する）である。そして、画像形成要素７ａ（Ｋ）に上記感光体１を搭載し、他の各画像形成要素７ｂ（Ｙ）、７ｃ（Ｃ）、７ｄ（Ｍ）に公知のＯＰＣ感光体（有機感光体）を搭載する。また、搬送ベルト１９の上に被転写材１３としての用紙を乗せて、それを矢印方向へ移動させる。
【００５１】
かくして上記構成の画像形成装置１８によれば、画像流れおよび画像劣化が生じなくなり、さらに印字ムラが生じなくなり、鮮明なカラー画像が得られるカラー用の画像形成装置が提供できる。しかも、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体１の耐久性能を向上させたことで、高速カラー印字ができるとともに、カラー印字とモノクロ印字との間で使い分けしても、全体としての品質を長期間にわたって維持できる。
【００５２】
【実施例】
画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体について
（例１）〜（例８）により画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体を詳述する。
（例１）
純度９９．９％のＡｌからなる円筒状の基板の上に表１に示すような成膜条件（この条件は一チェンバ内での値である）でもってグロー放電分解法により電荷注入阻止層３および光導電層４を積層した。
【００５３】
【表１】

【００５４】
ついで表面保護層５を形成方法Ａにより設ける。
まず、表２に示す（イ）工程の成膜条件によりカーボン（Ｃ）からなるアモルファス層６ａを２０００Åの厚みで成膜形成する。
【００５５】
【表２】

【００５６】
つぎに表３に示す（ロ）工程の条件によりエッチング処理する。
【００５７】
【表３】

【００５８】
表３のエッチング処理を続けることで、（ハ）工程を経ることで、実質上フッ素未侵入領域６ｂがない程度にまでエッチング処理を進め、これによって膜厚１０００Åのフッ素化アモルファス層６ｅとなす。
【００５９】
しかる後に（ニ）工程、すなわち（イ）工程〜（ハ）工程を一サイクルとして、このサイクルを５回繰り返すことでフッ素化アモルファス層６ｅを５層積層し、動的押し込み硬さが２５０ｋｇｆ／ｍｍ²であり、フッ素含有量が２４原子％の表面保護層５を形成した。
【００６０】
かくして得られた本発明の感光体を前記画像形成装置７（京セラ株式会社製エコシスＬＳ−３５５０、乾式現像：トナー平均粒径８μｍ）に搭載し、この装置７に設けられた感光体加熱用ヒーターのスイッチングを常時ＯＦＦにして、感光体加熱をおこなわなかった。そして、カールソン法で画像形成して、３０万枚のランニングテストをおこない、画像流れと画質を測定したところ、表４に示すような結果（ａ−Ｃ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層）が得られた。
【００６１】
【表４】

【００６２】
画像流れは３３℃、８５％湿度の環境下で８時間放置し、その画質を３段階にて評価し、○印は画像変化がまったくない場合であり、△印は一部画像が流れた場合であり、×印は全面にわたって画像が流れた場合である。
【００６３】
画質は３段階にて評価し、黒ベタ、白ベタおよびハーフトーン画像にて評価し、○印は黒ベタ濃度・白ベタにおいてかぶりにまったく問題なく、また、ハーフトーン画像にスジがまったく発生していない場合であり、△印はハーフトーン画像の一部にスジが発生している場合であり、×印はハーフトーン画像の全面にわたってスジが発生している場合である。
【００６４】
比較例として、ａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面保護層やａ−Ｃ：Ｈからなる表面保護層を表５および表６に示すような成膜条件にて形成し、その他の層構成を表１の通りにして、それぞれの感光体を作製し、同様に評価したところ、表４に示すような結果が得られた。なお、表６に示すＳｉＨ₄ガス量は８．３ＳＣＣＭから２．５ＳＣＣＭに漸次減少させている。
【００６５】
このようなａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面保護層の動的押し込み硬さは３５０ｋｇｆ／ｍｍ²であり、ａ−Ｃ：Ｈからなる表面保護層の動的押し込み硬さは２００ｋｇｆ／ｍｍ²であった。
【００６６】
【表５】

【００６７】
【表６】

【００６８】
表４に示す結果から明らかなとおり、本発明のようなａ−Ｃ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成したことで、画像流れおよび画質の双方が向上していることがわかる。
【００６９】
（例２）
（例１）にて得られた感光体に対し、水素ガスの導入量を変えることで、表面保護層５の動的押し込み硬さ６４ｋｇｆ／ｍｍ²、９８ｋｇｆ／ｍｍ²、２９０ｋｇｆ／ｍｍ²、４９０ｋｇｆ／ｍｍ²に設定し、それぞれの感光体について（例１）と同様に画像流れと画質を評価測定したところ、表７に示すような結果が得られた。ただし、いずれの感光体もフッ素含有量が１２〜３５原子％の範囲内にある。
【００７０】
【表７】

【００７１】
この表から明らかなとおり、表面保護層の動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ²以上にすることで、画像流れおよび画質の双方が向上していることがわかる。
【００７２】
（例３）
（例１）にて得られた感光体に対し、表８に示すようにＲＦ電力を変えることで、表面保護層５のフッ素量を規定した各種感光体Ａ〜Ｇを作製した。
【００７３】
【表８】

【００７４】
これらの感光体を画像形成装置７に搭載し、画像流れと画質を評価測定したところ、表９と表１０に示すような結果が得られた。
【００７５】
【表９】

【００７６】
【表１０】

【００７７】
これらの表から明らかなとおり、本発明の試料である感光体Ｃ〜Ｆは画像流れと画質の双方とも優れている。しかし、感光体Ｇはフッ素含有量が多くなることで結合状態において終端部が増え、原子間のネットワークが少なく、膜強度が弱くなったため、膜削れおよびキズが発生した。
【００７８】
（例４）
（例１）にて作製した感光体について、ａ−ＳｉＣの表面保護層を表１１に示すようなエッチング条件でもって、表１２に示すようにＣＦ₄ガス流量をさまざまに変えることでエッチングも変え、これによって試料ａ〜ｈ（感光体ａ〜ｈ）を作製した。
【００７９】
【表１１】

【００８０】
【表１２】

【００８１】
そして、各感光体ａ〜ｈに対し同様に画像流れと画質を評価測定したところ、表１３と表１４に示すような結果が得られた。
【００８２】
【表１３】

【００８３】
【表１４】

【００８４】
以上のとおり、本発明の試料ｃ〜ｆにようにエッチングレートを５０〜５００Å／分にしたことで、画像変化がまったくなく、さらに黒ベタ濃度・白ベタにおいてかぶりにまったくなくなった。
【００８５】
（例５）
（例１）〜（例４）はａ−Ｃ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成した場合であるが、以下、これに代えてａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成した場合を説明する。
【００８６】
表１に示すような成膜条件でもって電荷注入阻止層３および光導電層４を積層し、その上にａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層５を形成方法Ａにより設ける。その場合、表１５に示す（イ）工程の成膜条件によりａ−ＳｉＣ：Ｈからなるアモルファス層６ａを２０００Åの厚みで成膜形成する。
【００８７】
【表１５】

【００８８】
つぎに表１６に示す（ロ）工程の条件によりエッチング処理する。
【００８９】
【表１６】

【００９０】
表１６のエッチング処理を続けることで、（ハ）工程を経ることで、実質上フッ素未侵入領域６ｂがない程度にまでエッチング処理を進め、これによって膜厚１０００Åのフッ素化アモルファス層６ｅとなす。
【００９１】
しかる後に（ニ）工程、すなわち（イ）工程〜（ハ）工程を一サイクルとして、このサイクルを５回繰り返すことでフッ素化アモルファス層６ｅを５層積層し、動的押し込み硬さが３００ｋｇｆ／ｍｍ²であり、フッ素含有量が２１原子％の表面保護層５を形成した。
【００９２】
かくして得られた本発明の感光体を前記画像形成装置７（京セラ株式会社製エコシスＬＳ−３５５０、乾式現像：トナー平均粒径８μｍ）に搭載し、この装置７に設けられた感光体加熱用ヒーターのスイッチングを常時ＯＦＦにして、感光体加熱をおこなわなかった。そして、カールソン法で画像形成して、３０万枚のランニングテストをおこない、画像流れと画質を測定したところ、表１７に示すような結果（ａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層）が得られた。
【００９３】
【表１７】

【００９４】
比較例として、（例１）に示すａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面保護層やａ−Ｃ：Ｈからなる表面保護層を記す。
【００９５】
表１７に示す結果から明らかなとおり、本発明のようなａ−ＳｉＣ：Ｈ：Ｆからなる表面保護層を形成したことで、画像流れおよび画質の双方の点が著しく向上していることがわかる。
【００９６】
（例６）
（例５）にて得られた感光体に対し、水素ガスの導入量を変えることで、表面保護層５の動的押し込み硬さ７５ｋｇｆ／ｍｍ²、９４ｋｇｆ／ｍｍ²、３１０ｋｇｆ／ｍｍ²、５２０ｋｇｆ／ｍｍ²に設定し、それぞれの感光体について画像流れと画質を評価測定したところ、表１８に示すような結果が得られた。ただし、いずれの感光体もフッ素含有量が１２〜３５原子％の範囲内にある。
【００９７】
【表１８】

【００９８】
この表から明らかなとおり、表面保護層の動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ²以上にすることで、画像流れおよび画質の双方が向上していることがわかる。
【００９９】
（例７）
（例５）にて得られた感光体に対し、表１９に示すようにＲＦ電力を変えることで、表面保護層５のフッ素量を規定した各種感光体Ａ〜Ｇを作製した。
【０１００】
【表１９】

【０１０１】
これらの感光体を画像形成装置７に搭載し、画像流れと画質を評価測定したところ、表２０と表２１に示すような結果が得られた。
【０１０２】
【表２０】

【０１０３】
【表２１】

【０１０４】
これらの表から明らかなとおり、本発明の試料である感光体Ｃ〜Ｆは画像流れと画質の双方とも優れている。しかし、感光体Ｇはフッ素含有量が多くなることで結合状態において終端部が増え、原子間のネットワークが少なく、膜強度が弱くなったため、膜削れおよびキズが発生した。
【０１０５】
（例８）
（例５）にて作製した感光体について、表２２に示すようなエッチング条件でもって、表２３に示すようにＣＦ₄ガス流量をさまざまに変えることでエッチングも変え、これによって試料ａ〜ｈ（感光体ａ〜ｈ）を作製した。
【０１０６】
【表２２】

【０１０７】
【表２３】

【０１０８】
そして、各感光体ａ〜ｈに対し同様に画像流れと画質を評価測定したところ、表２４と表２５に示すような結果が得られた。
【０１０９】
【表２４】

【０１１０】
【表２５】

【０１１１】
以上のとおり、本発明の試料ｃ〜ｆにようにエッチングレートを５０〜５００Å／分にしたことで、画像流れと画質の双方とも優れている。
【０１１２】
画像形成装置１８について
（例１）にて作製した画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体（外形寸法：φ１８０ｍｍ、長さ３７２ｍｍ）を用いるとともに、他の各画像形成要素７ｂ（Ｙ）、７ｃ（Ｃ）、７ｄ（Ｍ）に搭載するＯＰＣ感光体については、Ａｌからなる円筒状の基板の上に下引層（中間層）と、膜厚１μｍ以下のキャリア発生層と、膜厚１５〜４０μｍのキャリア輸送層とが順次積層されたものであって、下引層は水溶性もしくはアルコール可溶性の樹脂、熱硬化性や光硬化性樹脂からなし、また、キャリア発生層は樹脂バインダ中に微粒子の顔料が分散されたもので構成し、さらにキャリア輸送層は正孔移動度の大きな電子供与性を備えて、キャリア輸送材料を樹脂バインダ中に分散溶解した層である。
【０１１３】
かくして得られた本発明の画像形成装置１８について、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体を稼働させながら１０万枚の耐刷試験をおこなったところ、画像流れおよび画像劣化が生じなくなり、さらに印字ムラが生じなくなり、これにより、鮮明なカラー画像、必要に応じてモノクロ画像が得られるカラー用の画像形成装置が提供できた。しかも、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体１の耐久性能を向上させたことで、高速カラー印字ができるとともに、カラー印字とモノクロ印字との間で使い分けしても、全体としての品質を長期間にわたって維持できる。
【０１１４】
しかるに画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体に対し（例１）にて比較例として使用したａ−ＳｉＣ：Ｈからなる表面保護層を形成したものを使用すると、カラー画像、必要に応じてモノクロ画像を印字形成すると、とくに高温高湿下（３３℃、８５％）において画像流れが発生した。ただし、画質に傷等はなかった。
【０１１５】
また、画像形成要素７ａ（Ｋ）の感光体に従来周知のＯＰＣ感光体を用いると、画像流れが発生しないが、その反面、ハーフトーン画像にスジができていた。
【０１１６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の画像形成装置によれば、黒色トナー像を形成する画像形成要素に搭載される感光体の表面保護層をフッ素含有量が１２〜３５原子％のａ−ＳｉＣもしくはａ−Ｃにより構成して動的押し込み硬さを９０ｋｇｆ／ｍｍ²以上にしたことで、感光体加熱用ヒーターを設けない程度にまで表面の疎水性を高め、表面保護層の硬度を高めて優れた耐久性を得て、さらに画像流れおよび画像劣化が生じなくなり、電位特性のバラツキをなくすことで、高信頼性かつ低コストを達成した高速カラー印字に適した画像形成装置が提供できた。
【０１１７】
また、本発明によれば、感光体用のヒーターを設けないことで、構造上簡単となり、製造歩留りが向上し、さらに部品点数が少なくなることで優れた耐久性が得られ、その結果、低コストかつ高信頼性の画像形成装置が提供できた。
【０１１８】
しかも、本発明によれば、モノクロ印字に対する耐久性を高めることで、カラー印字との間で十分に使い分けができ、全体としての印字性能を長期間にわたって維持できた長期信頼性の画像形成装置が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の概略図である。
【図２】発明の実施形態に係る感光体の層構成を示す断面図である。
【図３】（イ）〜（ニ）は本発明の画像形成装置に係る感光体の表面保護層の作製方法を示す工程図である。
【図４】（イ）、（ロ）および（ホ）は本発明の画像形成装置に係る感光体の表面保護層の他の作製方法を示す工程図である。
【図５】本発明の画像形成要素の概略図である。
【符号の説明】
１、８感光体
２基板
４光導電層
５表面保護層
６ａアモルファス層
６ｂフッ素未侵入領域
６ｃフッ素化領域
６ｄエッチング領域
６ｅフッ素化アモルファス層
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ
画像形成要素
９コロナ帯電器
１０露光器
１１トナー
１２現像機
１３被転写材
１４転写器
１５クリーニング手段
１６除電手段
１８画像形成装置
１９搬送ベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tandem-type electrophotographic image forming apparatus equipped with a photoreceptor having a surface protective layer made of fluorine-containing amorphous silicon carbide or amorphous carbon.
[0002]
[Prior art]
As a color printer that has already been commercialized, there is an image forming apparatus of a tandem type electrophotographic system. ).
[0003]
However, when an image forming apparatus equipped with an OPC photosensitive member is applied to high-speed color printing, the OPC photosensitive member is not suitable because of poor wear and durability.
[0004]
In view of this, an image forming apparatus has been proposed in which a photoconductor consisting of an amorphous silicon photoconductive layer (hereinafter, amorphous silicon is abbreviated as a-Si) has been proposed, but the charging ability is low, and each color of cyan, magenta, and yellow is proposed. However, there is a problem that contrast cannot be obtained.
[0005]
In order to solve this problem, in the case of forming a black toner image, a photosensitive member having a laminated structure of an a-Si photoconductive layer and an amorphous silicon carbide surface protective layer (hereinafter, amorphous silicon carbide is abbreviated as a-SiC). There has been proposed an image forming apparatus that uses an OPC photoconductor in the case of forming other colored toner images using JP-A No. 10-333393 and JP-A No. 11-24358.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a photoconductor composed of an a-SiC surface protective layer is used in this way, an image defect called image flow occurs particularly when printing is performed in a high humidity environment.
[0007]
In order to prevent the occurrence of this image flow, a technique has been proposed in which the photosensitive member is heated using a heater and the water causing the image is scattered, but this has improved the image flow. The charging ability of the photoconductor decreases, the toner adheres to the surface of the photoconductor, the power consumption of the image forming apparatus increases, and other OPC photoconductors are not subjected to such heater heating. As a result, the production cost has been increased due to an extra complicated device configuration.
[0008]
The present inventor made intensive studies in view of the above circumstances. In a tandem type electrophotographic color printer, not only color printing is actually performed, but also monochrome (black) printing is frequently performed. Note that monochrome printing may be used more frequently than color printing, and on top of that, the surface protective layer of the photoreceptor mounted on the image forming element that forms the black toner image has a fluorine content. It is composed of 12-35 atomic% a-SiC or amorphous carbon (a-C) and has a dynamic indentation hardness of 90 kgf / mm.²As a result of the above, the occurrence of image flow can be eliminated without using a heater for the photosensitive member mounted on the image forming element that forms the black toner image, and different types of photosensitive members can be used in a common image forming apparatus. It has been found that even if the body is mounted, an image flow and image degradation do not occur, and an image forming apparatus that is sufficiently practical as a color printer for high-speed color printing is provided.
[0009]
Therefore, the present invention has been completed based on the above knowledge, and its purpose is to increase the hydrophobicity of the surface to such an extent that a heater for heating the photoconductor is not provided when using a photoconductor comprising an a-SiC surface protective layer, An object of the present invention is to provide an image forming apparatus suitable for high-speed color printing that achieves high reliability and low cost by increasing the hardness of the surface protective layer to obtain excellent durability and further eliminating variation in potential characteristics. .
[0010]
Another object of the present invention is to improve durability against monochrome printing, so that the overall printing performance can be maintained over a long period of time even when used separately with color printing, thereby enabling long-term reliable image formation. To provide an apparatus.
[0011]
Still another object of the present invention is to simplify the structure by not providing a heater for the photoconductor, to improve the manufacturing yield, and to obtain excellent durability by reducing the number of parts. An object of the present invention is to provide a cost-effective and highly reliable image forming apparatus.
[0012]
Incidentally, in order to eliminate the image flow, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-204056 specifies the element ratio of the a-SiC: H surface protective layer and the dynamic indentation hardness of the free surface, without using a heater. A technique has been proposed to remove the discharge products adsorbed on the surface layer by appropriately polishing the surface with a cleaning means, etc., thereby eliminating the image flow, but on the other hand, an elastic roller (sliding roller) Such a polishing means must be provided, which is complicated in design and configuration, resulting in a decrease in manufacturing yield and inferior durability and reliability.
[0013]
In Japanese Patent Publication No. 7-3597, a surface protective layer made of hydrogenated amorphous carbon (hereinafter, hydrogenated amorphous carbon is abbreviated as aC: H) is formed on a photoreceptor layer mainly composed of a-Si. Then, plasma discharge treatment is performed with a gas containing fluorine, and CF, CF are formed in the vicinity of the surface.₂Technology has been proposed to increase the hydrophobicity and thereby improve the environmental resistance by suppressing hydrophobic deterioration due to ozone irradiation, but it is not necessary to provide a heater for the photoreceptor High hydrophobic performance is not achieved.
[0014]
Further, according to Japanese Patent Laid-Open No. 10-177265, when the plasma discharge treatment as described above is performed, the surface protective layer is formed by alternately repeating the film formation and the etching multiple times even if the film surface is etched. According to this technique, it is described that the surface protective layer is formed of a BN film, and the film thickness etched by one etching is set to 20 mm or more. When the BN film is formed at, the film forming speed is lowered and the manufacturing cost is increased. Further, even when the surface protective layer is formed of a BN film, the hardness is low, the durability is inferior, and the bonding state at the atomic level is unstable, resulting in variations in potential characteristics.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
BookDepartureClearlySuch an image forming apparatus irradiates light on a photosensitive member having a photoconductive layer and a surface protective layer on a conductive substrate, a charging unit for applying a charge to the photosensitive member, and a charged region of the photosensitive member. An exposure unit; a developing unit that develops an electrostatic latent image formed on the photosensitive member by the charging unit and the exposure unit with toner; and a transfer unit that transfers the toner image to a transfer material. And a plurality of image forming elements comprising: a cleaning unit that removes toner remaining on the photoconductor; and a charge eliminating unit that removes a residual electrostatic latent image remaining on the photoconductor. The surface protective layer of the photoconductor in the image forming element that forms a black toner image as the toner image includes a first region made of amorphous silicon carbide or amorphous carbon, It becomes to form a plurality of second regions comprising fluorine-containing 12 to 35 atomic% in the fastest silicon carbide or amorphous carbon alternately, and its dynamic indentation hardness 90 kgf / mm²That's itThus, the photoconductor in the image forming element that forms a colored toner image other than a black toner image as the toner image among the plurality of image forming elements is an organic photoconductor.It is characterized by that. Main departureClearlyIn the image forming apparatus, it is preferable that the surface protective layer has a stack of the first region and the second region of 2 to 15. Main departureClearlyIn the image forming apparatus, it is preferable that the thickness of the first region in the surface protective layer is smaller than the thickness of the second region in the surface protective layer. The present inventionPaintingIn the image forming apparatus, the toner preferably contains abrasive particles.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Structure of photoconductor
The photosensitive member according to the image forming element for forming a black toner image of the present invention basically has a laminated structure of at least a photoconductive layer and a surface protective layer on a conductive substrate.
[0017]
FIG. 2 shows a specific layer structure of the photoreceptor 1 according to the image forming element for forming the black toner image of the present invention.
[0018]
A photosensitive layer is formed on the conductive substrate 2 by vacuum deposition, active reaction deposition, ion plating, RF sputtering, DC sputtering, RF magnetron sputtering, DC magnetron sputtering, thermal CVD, plasma CVD. For example, the organic material may be formed by a coating method.
[0019]
This photosensitive layer is formed by sequentially laminating a carrier injection blocking layer 3, a photoconductive layer 4 made of OPC or a-Si, and a surface protective layer 5, for example.
[0020]
The substrate 2 is made of a metal conductor such as copper, brass, SUS, Al, or Ni, or has a surface of an insulator such as glass or ceramic covered with a conductive thin film. The substrate 2 may be a sheet-like, belt-like or web-like flexible conductive sheet, such as a metal sheet such as SUS, Al, Ni, or a polymer resin film such as polyester, nylon, polyimide, etc. In addition, a metal such as Al or Ni, or a transparent conductive material such as tin oxide, indium tin oxide (ITO), or an organic conductive material coated by vapor deposition is used.
[0021]
The carrier injection blocking layer 3 is formed of a-Si, a-SiC, amorphous silicon nitride or the like.
[0022]
In addition to a-Si, the photoconductive layer 4 is made of Se, Se-Te, As₂Se_ThreeAnd Se-alloys such as ZnO, CdS, and particles of II-VI group compounds such as CdSe dispersed in a resin, and organic semiconductor materials such as polyvinyl carbazole. Alternatively, the photoconductive layer 4 may be a function separation type in which the charge generation layer and the charge transport layer are separated.
[0023]
When the photoconductive layer 4 is made of a-Si (a-SiC in which carbon is added to this a-Si), the photoconductive layer 5 having a thickness of 30 μm or more corresponds to the charging ability of the OPC photoreceptor. Can be approached. Furthermore, the thickness is desirably 30 to 100 μm, preferably 30 to 70 μm. When the thickness is less than 30 μm, the charging ability is low, and when it exceeds 100 μm, the residual potential tends to be high.
[0024]
The surface protective layer 5 is composed of a fluorine-containing amorphous layer made of silicon carbide (SiC) or carbon (C), the fluorine content is defined as 12 to 35 atomic%, and the dynamic indentation hardness 90 kgf / mm²As above, preferably 90 to 500 kgf / mm², Optimally 150-500kgf / mm²It is characteristic that it was made.
[0025]
That is, the fluorine content should be 12 to 35 atomic%, preferably 18 to 26 atomic%, based on the total amount of various atoms constituting the surface protective layer 5, and if it is less than 12 atomic%, image flow occurs. If it exceeds 35 atomic%, the terminal portion increases in the bonded state, the interatomic network decreases, and the interatomic bonds such as C—C, Si—Si, and Si—C decrease, thereby weakening the film strength. As a result, film scraping and scratches occur.
[0026]
Moreover, in the present invention, the fluorine content is specified and the hardness is increased. That is, when the surface is etched by performing treatment (fluorine-containing gas plasma) containing a large amount of fluorine up to 12 to 35 atomic% as described above, the surface hardness tends to vary, and the low hardness Therefore, the dynamic indentation hardness is 90 kgf / mm under manufacturing conditions such as diluting the raw material gas with a diluent gas or increasing the high frequency power.²It is even higher than above. However, 500 kgf / mm²High image quality is achieved by:
[0027]
Further, by reducing the amount of etching once, the variation in film strength is reduced and the hardness is increased.
[0028]
The dynamic indentation hardness defined in the present invention is expressed in terms of dynamic hardness using a DYNAMIC ULTRA MICRO HARDNESS TESTER (DUH-201 / 202) manufactured by Shimadzu Corporation. According to this measurement method, an indenter (triangular pan indenter) is pressed against a sample by an electromagnet, and the pressing force is increased at a constant rate up to a load of 0.1 to 2 gf, and the indenter enters the sample, The depth of penetration of the indenter into the sample is automatically measured, and the size of the indentation generated at that time is measured with a microscope, and the hardness value is obtained from the plastic deformation.
[0029]
Thus, the dynamic indentation hardness of the surface protective layer 5 is 90 kgf / mm as in the above configuration.²As described above, when the fluorine content is 12 to 35 atomic%, excellent printing durability can be obtained. For example, the toner is appropriately polished with a toner or a blade containing abrasive particles, and thereby has excellent durability. Thus, a photoconductor capable of obtaining high image quality without causing image blur was obtained.
[0030]
Method for forming surface protective layer 5
Next, a method of forming the surface protective layer 5 having the above structure will be described with reference to FIGS.
FIGS. 3A to 3D are process diagrams showing a forming method A of the surface protective layer 5, and FIGS. 4A to 4E are views showing other forming methods B of the surface protective layer 5. FIGS. It is process drawing.
[0031]
[Regarding Method A for Forming Surface Protective Layer 5]
Hereinafter, each step (a) to (d) in FIG. 3 will be described.
Step (a): An amorphous layer 6a made of silicon carbide (SiC) or carbon (C) is formed on the photoconductive layer 4 by glow discharge.
[0032]
(B) Step: Etching with a gas containing fluorine. This etching process is CF_FourGas, NF_ThreeGas, SF₆Gas, C₂F₆Gas, F₂Gas, ClF_ThreeGas, CHF_ThreeGas, CH₂F₂Gas, CH_ThreeUsing a gas such as F gas, for example, CF_FourIf a gas is used, it is turned into plasma under the conditions of a degree of vacuum of 0.35 torr, a substrate temperature of 270 ° C., and a high frequency power of 200 W, thereby gradually invading fluorine from the surface of the amorphous layer 6a and Etched. Reference numeral 6b denotes a region of the amorphous layer 6a where fluorine does not enter (fluorine non-intrusion region), 6c denotes a fluorinated region, and 6d denotes a region where the upper layer region of the amorphous layer 6a is etched (etching region).
[0033]
Also, it can be seen that the etching rate affects the film quality, and by setting the etching rate to 50 to 500 mm / min, preferably 100 to 250 mm / min, damage to the film surface is reduced, film peeling, image defects, etc. Is not generated, and is sufficiently fluorinated.
[0034]
In the fluorinated region 6c, hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms or fluorine atoms are bonded to the terminal portion due to the etching treatment, and C—F, C—F₂, C-F_ThreeFunctional groups such as C—F₂Is generated a lot. And these products have a significant effect on increasing hydrophobicity. The amount of each functional group is measured with a Fourier transform infrared spectrophotometer.
[0035]
Step (c): The fluorinated region 6c is formed by the etching process in the step (b). By further advancing the etching process and at the same time further increasing the etching region 6d, the substantially non-fluorine intruding region 6b is formed. The etching process is advanced to the extent that it is not. Thus, etching is performed until the entire amorphous layer 6a is fluorinated to form a fluorinated amorphous layer 6e.
[0036]
(D) Step: The steps (a) to (c) are set as one cycle, and this cycle is repeated to laminate a plurality of fluorinated amorphous layers 6e. For example, the amorphous layer 6a is formed to a thickness of 2000 mm in the step (a), and is made 1000 to 1500 mm by the steps (b) and (c). The surface protective layer 5 is formed by repeating such a cycle five times, that is, by laminating five fluorinated amorphous layers 6e.
[0037]
Thus, according to the formation method A of the surface protective layer 5, the formation of a C—F functional group having a large binding energy significantly reduces the surface free energy and has excellent oxidation resistance. The product is less likely to adhere, and the force acting on the developer is almost electrostatic attraction, improving transferability, and as a result, no image blur occurs. Even if a slight amount of discharge product is adhered, the surface hardness is increased, so that the surface is properly polished using toner containing abrasive particles, and the discharge product adsorbed on the surface layer is removed. it can. Furthermore, cleaning can be easily performed with a cleaning means or paper, and toner adhesion can be suppressed or prevented.
[0038]
In the present invention, the surface protective layer 5 may be formed by the single fluorinated amorphous layer 6e by the steps (a) to (c). However, if the etching treatment in the step (b) becomes longer, the fluorinated region The surface of 6c becomes rough, which tends to deteriorate the adhesion of the film or to deteriorate the electrophotographic characteristics. For this reason, the film thickness of the amorphous layer 6a is reduced and the etching process time is shortened. A small fluorinated amorphous layer 6e is formed, and by laminating such a fluorinated amorphous layer 6e, the surface roughness of each fluorinated amorphous layer 6e is reduced and the adhesion of the film is increased. Electrophotographic characteristics can be improved. Desirably, a fluorinated amorphous layer 6e of 2 to 15 layers (number of cycles in step (d): 2 to 15), optimally 3 to 10 layers (number of cycles in step (d): 3 to 10) is laminated. By doing so, the surface protective layer 5 is comprised.
[0039]
[Regarding Method B for Forming Surface Protective Layer 5]
Next, another forming method B of the surface protective layer 5 as shown in FIG. 4 will be described.
In this forming method B, the step (c) is omitted as compared with the forming method A described above. That is, although the fluorinated region 6c is formed by the etching process in the step (b), the etching process is advanced to such an extent that the fluorine non-entry region 6b remains. Then, in the next step (e), the steps (a) and (b) are set as one cycle, and this cycle is repeated to alternately stack the fluorinated regions 6c and the non-fluorine-entry regions 6b, thereby protecting the surface. Layer 5 is formed.
[0040]
As described above, the fluorine non-intrusion region 6b may exist in the surface protective layer 5. However, when the fluorine non-intrusion region 6b does not exist as in the above-described formation method A, the reliability of film formation is improved and stable. Electrophotographic characteristics can be obtained, and the production yield can be increased.
[0041]
In both the formation method A and the formation method B of the surface protective layer 5, the film thickness of the amorphous layer 6a may be 0.01 to 1 μm, preferably 0.05 to 0.5 μm. The film is etched with an appropriate amount, and the entire film can be easily fluorinated.
[0042]
Also for the fluorinated region 6c, the film thickness should be 0.005 to 0.5 μm, preferably 0.03 to 0.3 μm, and if within this range, both durability and potential characteristics will be improved. It's okay.
[0043]
And it is good to make the film thickness of the surface protective layer 5 formed in this way into 0.1-1.5 micrometer, Preferably it is 0.2-1.0 micrometer, if it is in this range, durability and electric potential characteristics It is good in terms of enhancing both.
[0044]
Further, regarding the formation method B, the film thickness of the fluorine non-intrusion region 6b is preferably 0.001 to 0.05 μm, preferably 0.001 to 0.01 μm. Etching can provide a uniform film thickness, a stable film thickness, and no image flow.
[0045]
Also in this forming method B, the surface protective layer 5 may be formed by laminating the single fluorinated region 6c and the single fluorine non-intruding region 6b by the steps (a) and (b). In order to prevent roughening of the surface of the control region 6c, preferably 2 to 15 layers [number of cycles in the step (e): 2 to 15], optimally 3 layers to 10 layers [number of cycles in the step (e): 3 To 10], the surface protective layer 5 is formed.
[0046]
[Material of amorphous layer 6a]
(A) The amorphous layer 6a formed and formed in the step is made of silicon carbide (SiC) or carbon (C), but the a-C film is smaller in hardness than the a-SiC film. It is good to form. Therefore, atomic composition ratio Si_XC_1-XX value of 0.5 or less, preferably 0.3 or less, and optimally 0.1 or less. And corona resistance improves by making it contain in this way reducing Si. However, the hardness of the a-C film can be increased by gas dilution, but the degree of hardness obtained with the a-SiC film cannot be obtained.
[0047]
Configuration of image forming apparatus
FIG. 1 shows an image forming apparatus according to the present invention. First, FIG. 5 shows the principle of a printer style image forming element 7 according to the present invention. Reference numeral 8 denotes a photoconductor. A corona charger 9 as a charging unit on the peripheral surface of the photoconductor 8, an exposure unit 10 (LED head) as an exposure unit that irradiates light after the charging, and a toner image to the photoconductor 8. A developing device 12 that is a developing means provided with toner 11 for forming on the surface of the toner, a transfer device 14 that is a transfer means for transferring the toner image to the transfer material 13, and residual toner on the surface of the photoreceptor after the transfer. The cleaning means 15 for removing the toner and the charge eliminating means 16 for removing the residual electrostatic latent image after the transfer are disposed. Reference numeral 17 denotes a fixing device for fixing the toner image transferred to the transfer material 13 by heat or pressure.
[0048]
In the Carlson method, the following processes (1) to (6) are repeated.
(1) The peripheral surface of the photoconductor 8 is charged by a corona charger 9.
(2) An image is exposed by the exposure device 10 to form an electrostatic latent image as a potential contrast on the surface of the photoconductor 8.
(3) The electrostatic latent image is developed by the developing machine 12. By this development, the colored toner adheres to the surface of the photoreceptor due to electrostatic attraction with the electrostatic latent image and is visualized.
(4) The toner image on the surface of the photoreceptor is electrostatically transferred by applying an electric field having a polarity opposite to that of the toner from the back surface of the transfer material 13 such as paper, whereby an image is obtained on the transfer material 13.
(5) Residual toner on the surface of the photoreceptor is mechanically removed by the cleaning means 15.
(6) The entire surface of the photosensitive member is exposed with strong light, and the remaining electrostatic latent image is removed by the charge eliminating means 16.
[0049]
The image forming element 7 has a configuration of a printer. However, if an optical system such as a lens or a mirror that transmits reflected light from a document is used instead of the exposure device 10, an image forming apparatus having a configuration of a copying machine is obtained.
[0050]
Next, in the image forming apparatus 18 of FIG. 1, 7a is an image forming element for black (indicated by K in the figure), 7b is an image forming element for yellow (indicated by Y in the figure), and 7c is for cyan. An image forming element (indicated by C in the figure) and 7d are magenta image forming elements (indicated by M in the figure). The photoreceptor 1 is mounted on the image forming element 7a (K), and a known OPC photoreceptor (organic photoreceptor) is mounted on each of the other image forming elements 7b (Y), 7c (C), and 7d (M). Mount. Further, a sheet as the transfer material 13 is placed on the transport belt 19 and moved in the direction of the arrow.
[0051]
Thus, according to the image forming apparatus 18 configured as described above, it is possible to provide a color image forming apparatus in which image flow and image degradation do not occur, printing unevenness does not occur, and a clear color image can be obtained. In addition, by improving the durability performance of the photoreceptor 1 of the image forming element 7a (K), high-speed color printing can be performed, and even if the color printing and the monochrome printing are selectively used, the overall quality is improved. Can be maintained over time.
[0052]
【Example】
Regarding the photoreceptor of the image forming element 7a (K)
The photoreceptor of the image forming element 7a (K) will be described in detail with reference to (Example 1) to (Example 8).
(Example 1)
On a cylindrical substrate made of Al having a purity of 99.9%, the charge injection blocking layer 3 is formed by a glow discharge decomposition method under the film forming conditions as shown in Table 1 (this condition is a value in one chamber). And a photoconductive layer 4 were laminated.
[0053]
[Table 1]

[0054]
Next, the surface protective layer 5 is provided by the forming method A.
First, an amorphous layer 6a made of carbon (C) is formed to a thickness of 2000 mm according to the film forming conditions in step (a) shown in Table 2.
[0055]
[Table 2]

[0056]
Next, an etching process is performed under the conditions of step (b) shown in Table 3.
[0057]
[Table 3]

[0058]
By continuing the etching process of Table 3, the etching process is advanced to the extent that there is substantially no fluorine intrusion region 6b through the step (c), thereby forming a fluorinated amorphous layer 6e having a thickness of 1000 mm.
[0059]
Thereafter, the process (d), that is, the processes (a) to (c) is set as one cycle, and this cycle is repeated five times to thereby laminate five fluorinated amorphous layers 6e, and the dynamic indentation hardness is 250 kgf / mm.²The surface protective layer 5 having a fluorine content of 24 atomic% was formed.
[0060]
The photoreceptor of the present invention thus obtained is mounted on the image forming apparatus 7 (Ecosys LS-3550, manufactured by Kyocera Corporation, dry development: toner average particle diameter 8 μm), and a heater for heating the photoreceptor provided in the apparatus 7 No switching was performed at all times, and the photosensitive member was not heated. Then, an image was formed by the Carlson method, a 300,000 running test was performed, and the image flow and image quality were measured. As a result, the results shown in Table 4 (a-C: H: F surface protective layer) were obtained. Obtained.
[0061]
[Table 4]

[0062]
The image flow is left for 8 hours in an environment of 33 ° C and 85% humidity, and the image quality is evaluated in three stages.○The mark is when there is no image change.△The mark is when a part of the image flows.×The mark is when the image flows over the entire surface.
[0063]
The image quality is evaluated in three stages, with solid black, solid white, and halftone images.○The mark indicates that there is no problem with fogging in black solid density and white solid, and there are no streaks in the halftone image.△The mark indicates the case where streaks occur in part of the halftone image.×The mark indicates the case where streaks are generated over the entire surface of the halftone image.
[0064]
As a comparative example, a surface protective layer made of a-SiC: H and a surface protective layer made of a-C: H were formed under film forming conditions as shown in Tables 5 and 6, and other layer configurations were shown in Table 1. Each photoconductor was prepared as described above and evaluated in the same manner. The results shown in Table 4 were obtained. In addition, SiH shown in Table 6_FourThe gas amount is gradually decreased from 8.3 SCCM to 2.5 SCCM.
[0065]
The dynamic indentation hardness of such a surface protective layer made of a-SiC: H is 350 kgf / mm.²The dynamic indentation hardness of the surface protective layer made of aC: H is 200 kgf / mm.²Met.
[0066]
[Table 5]

[0067]
[Table 6]

[0068]
As is apparent from the results shown in Table 4, it can be seen that by forming the surface protective layer made of aC: H: F as in the present invention, both the image flow and the image quality are improved.
[0069]
(Example 2)
By changing the amount of hydrogen gas introduced into the photoconductor obtained in Example 1, the dynamic indentation hardness of the surface protective layer 5 is 64 kgf / mm.²98 kgf / mm²290kgf / mm²490kgf / mm²When the image flow and image quality were evaluated and measured for each photoconductor in the same manner as in Example 1, the results shown in Table 7 were obtained. However, all the photoreceptors have a fluorine content in the range of 12 to 35 atomic%.
[0070]
[Table 7]

[0071]
As is clear from this table, the dynamic indentation hardness of the surface protective layer is 90 kgf / mm.²By doing so, it can be seen that both the image flow and the image quality are improved.
[0072]
(Example 3)
Various photoconductors A to G in which the amount of fluorine of the surface protective layer 5 was defined were prepared by changing the RF power as shown in Table 8 for the photoconductor obtained in (Example 1).
[0073]
[Table 8]

[0074]
When these photoconductors were mounted on the image forming apparatus 7 and the image flow and image quality were evaluated and measured, the results shown in Tables 9 and 10 were obtained.
[0075]
[Table 9]

[0076]
[Table 10]

[0077]
As is apparent from these tables, the photoconductors C to F, which are samples of the present invention, are excellent in both image flow and image quality. However, since the photoconductor G has an increased fluorine content, the number of terminal portions is increased in the bonded state, the number of atoms is less, and the film strength is weakened.
[0078]
(Example 4)
For the photoreceptor prepared in Example 1, the surface protective layer of a-SiC was etched under the etching conditions as shown in Table 11 and CF as shown in Table 12._FourEtching was also changed by changing the gas flow rate, and samples a to h (photoreceptors a to h) were produced.
[0079]
[Table 11]

[0080]
[Table 12]

[0081]
When the image flow and image quality were evaluated and measured in the same manner for each of the photoconductors a to h, the results shown in Table 13 and Table 14 were obtained.
[0082]
[Table 13]

[0083]
[Table 14]

[0084]
As described above, when the etching rate was set to 50 to 500 mm / min as in the samples cf of the present invention, there was no change in the image, and there was no fog at black solid density / white solid.
[0085]
(Example 5)
(Example 1) to (Example 4) are cases where a surface protective layer made of a-C: H: F was formed. Instead, a surface protective layer made of a-SiC: H: F was formed instead. The case will be described.
[0086]
The charge injection blocking layer 3 and the photoconductive layer 4 are laminated under the film forming conditions as shown in Table 1, and the surface protective layer 5 made of a-SiC: H: F is formed thereon by the forming method A. In that case, the amorphous layer 6a made of a-SiC: H is formed with a thickness of 2000 mm according to the film forming conditions in step (a) shown in Table 15.
[0087]
[Table 15]

[0088]
Next, an etching process is performed under the conditions of step (b) shown in Table 16.
[0089]
[Table 16]

[0090]
By continuing the etching process of Table 16, the etching process is advanced to the extent that there is substantially no fluorine non-intruding region 6b through the step (c), thereby forming a fluorinated amorphous layer 6e having a thickness of 1000 mm.
[0091]
Thereafter, the process (d), that is, the processes (a) to (c) is set as one cycle, and this cycle is repeated five times to thereby laminate five fluorinated amorphous layers 6e, and the dynamic indentation hardness is 300 kgf / mm.²The surface protective layer 5 having a fluorine content of 21 atomic% was formed.
[0092]
The photoreceptor of the present invention thus obtained is mounted on the image forming apparatus 7 (Ecosys LS-3550, manufactured by Kyocera Corporation, dry development: toner average particle diameter 8 μm), and a heater for heating the photoreceptor provided in the apparatus 7 No switching was performed at all times, and the photosensitive member was not heated. Then, an image was formed by the Carlson method, 300,000 running tests were performed, and image flow and image quality were measured. As a result, the results shown in Table 17 (surface protective layer made of a-SiC: H: F) were obtained. Obtained.
[0093]
[Table 17]

[0094]
As comparative examples, a surface protective layer made of a-SiC: H and a surface protective layer made of aC: H shown in (Example 1) will be described.
[0095]
As is clear from the results shown in Table 17, it can be seen that the formation of the surface protective layer made of a-SiC: H: F as in the present invention significantly improves both the image flow and the image quality. .
[0096]
(Example 6)
By changing the amount of hydrogen gas introduced into the photoreceptor obtained in Example 5, the dynamic indentation hardness of the surface protective layer 5 is 75 kgf / mm.²94 kgf / mm²310kgf / mm²520 kgf / mm²When the image flow and image quality of each photoconductor were evaluated and measured, the results shown in Table 18 were obtained. However, all the photoreceptors have a fluorine content in the range of 12 to 35 atomic%.
[0097]
[Table 18]

[0098]
As is clear from this table, the dynamic indentation hardness of the surface protective layer is 90 kgf / mm.²By doing so, it can be seen that both the image flow and the image quality are improved.
[0099]
(Example 7)
With respect to the photoreceptor obtained in (Example 5), various photoreceptors A to G in which the fluorine amount of the surface protective layer 5 was defined were prepared by changing the RF power as shown in Table 19.
[0100]
[Table 19]

[0101]
When these photoconductors were mounted on the image forming apparatus 7 and the image flow and image quality were evaluated and measured, the results shown in Table 20 and Table 21 were obtained.
[0102]
[Table 20]

[0103]
[Table 21]

[0104]
As is apparent from these tables, the photoconductors C to F, which are samples of the present invention, are excellent in both image flow and image quality. However, since the photoconductor G has an increased fluorine content, the number of terminal portions is increased in the bonded state, the number of atoms is less, and the film strength is weakened.
[0105]
(Example 8)
The photoconductor produced in Example 5 was subjected to the etching conditions as shown in Table 22 and CF as shown in Table 23._FourEtching was also changed by changing the gas flow rate, and samples a to h (photoreceptors a to h) were produced.
[0106]
[Table 22]

[0107]
[Table 23]

[0108]
When the image flow and image quality were evaluated and measured in the same manner for each of the photoconductors a to h, the results shown in Table 24 and Table 25 were obtained.
[0109]
[Table 24]

[0110]
[Table 25]

[0111]
As described above, both the image flow and the image quality are excellent by setting the etching rate to 50 to 500 mm / min as in the samples cf of the present invention.
[0112]
About the image forming apparatus 18
While using the photoreceptor (outer dimensions: φ180 mm, length 372 mm) of the image forming element 7 a (K) produced in (Example 1), each of the other image forming elements 7 b (Y), 7 c (C), 7 d ( For the OPC photoreceptor to be mounted on M), an undercoat layer (intermediate layer) on a cylindrical substrate made of Al, a carrier generation layer having a thickness of 1 μm or less, a carrier transport layer having a thickness of 15 to 40 μm, The undercoat layer is made of a water-soluble or alcohol-soluble resin, a thermosetting or photo-curable resin, and the carrier generation layer has a fine particle pigment dispersed in a resin binder. In addition, the carrier transport layer is a layer having an electron donating property with a high hole mobility and a carrier transport material dispersed and dissolved in a resin binder.
[0113]
The image forming apparatus 18 of the present invention thus obtained was subjected to a printing durability test for 100,000 sheets while operating the photoreceptor of the image forming element 7a (K). As a result, non-uniformity does not occur, whereby a color image forming apparatus capable of obtaining a clear color image and a monochrome image as required can be provided. In addition, by improving the durability performance of the photoreceptor 1 of the image forming element 7a (K), high-speed color printing can be performed, and even if the color printing and the monochrome printing are selectively used, the overall quality is improved. Can be maintained over time.
[0114]
However, when a surface protective layer made of a-SiC: H used as a comparative example in (Example 1) is used for the photoreceptor of the image forming element 7a (K), a color image, monochrome as necessary. When an image was printed, image flow occurred particularly at high temperature and high humidity (33 ° C., 85%). However, there were no scratches on the image quality.
[0115]
Further, when a conventionally known OPC photosensitive member is used as the photosensitive member of the image forming element 7a (K), no image flow occurs, but on the other hand, streaks are formed in the halftone image.
[0116]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the surface protective layer of the photoreceptor mounted on the image forming element for forming the black toner image is formed of a-SiC or a- having a fluorine content of 12 to 35 atomic%. Consists of C and has a dynamic indentation hardness of 90 kgf / mm²By doing the above, the hydrophobicity of the surface is increased to the extent that a heater for heating the photosensitive member is not provided, the hardness of the surface protective layer is increased and excellent durability is obtained, and image flow and image deterioration do not occur further. By eliminating the variation in potential characteristics, an image forming apparatus suitable for high-speed color printing that achieves high reliability and low cost can be provided.
[0117]
In addition, according to the present invention, by not providing a heater for the photosensitive member, the structure is simplified, the manufacturing yield is improved, and the excellent durability is obtained by reducing the number of parts. An image forming apparatus with high cost and high reliability can be provided.
[0118]
Moreover, according to the present invention, there is provided a long-term reliable image forming apparatus that can be used properly with color printing by enhancing durability against monochrome printing, and can maintain the overall printing performance over a long period of time. I was able to provide it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a layer structure of a photoreceptor according to an embodiment of the invention.
FIGS. 3A to 3D are process diagrams showing a method for producing a surface protective layer of a photoreceptor according to the image forming apparatus of the present invention. FIGS.
4A, 4B, and 4E are process diagrams showing another method for producing the surface protective layer of the photoreceptor according to the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of an imaging element of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 8 photoconductor
2 Substrate
4 Photoconductive layer
5 Surface protective layer
6a Amorphous layer
6b Fluorine non-intrusion area
6c Fluorinated region
6d etching area
6e Fluorinated amorphous layer
7, 7a, 7b, 7c, 7d
Imaging elements
9 Corona charger
10 Exposure unit
11 Toner
12 Developer
13 Transfer material
14 Transfer device
15 Cleaning means
16 Static elimination means
18 Image forming apparatus
19 Conveyor belt

Claims

A photosensitive member having a photoconductive layer and a surface protective layer on a conductive substrate; a charging unit for applying a charge to the photosensitive member; an exposure unit for irradiating light to a charged region of the photosensitive member; and the charging unit. Developing means for developing an electrostatic latent image formed on the photosensitive member with toner by the toner and the exposing means to form a toner image; transfer means for transferring the toner image to a transfer material; and A plurality of image forming elements, each including a cleaning unit that removes residual toner and a static elimination unit that removes a residual electrostatic latent image remaining on the photosensitive member,
The surface protective layer of the photoreceptor in an image forming element that forms a black toner image as the toner image among the plurality of image forming elements includes a first region made of amorphous silicon carbide or amorphous carbon, and amorphous silicon carbide or amorphous. A plurality of second regions containing 12 to 35 atomic% of fluorine in carbon are alternately formed, and the dynamic indentation hardness is 90 kgf / mm ² or more,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photoconductor in the image forming element that forms a colored toner image other than a black toner image as the toner image among the plurality of image forming elements is an organic photoconductor .

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface protection layer has a stack of 2 to 15 between the first region and the second region .

The image forming apparatus according to claim 1, wherein a thickness of the first region in the surface protective layer is smaller than a thickness of the second region in the surface protective layer .

The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner includes abrasive particles .