JP5296399B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、解像度に優れた画像を、安定的に形成することができる画像形成装置及び画像形成方法に関する。
従来、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に搭載される電子写真感光体として、アモルファスシリコン感光体が広く使用されている。
かかるアモルファスシリコン感光体は、機械的強度に優れ、繰り返し使用した場合であっても感光層の摩耗が少なく、良質な画像を安定的に供給することができるという利点を有する。
一方、さらなる高解像度化の要求に応えるべく、アモルファスシリコン感光体における感光層の薄膜化が進められている。
これは、感光層を薄膜化することにより、感光層における静電容量を増加させて、感光層表面に形成される静電潜像の潜像電界を増加させることができることから、所望の高解像度化を実現することが可能となるためである。
しかしながら、感光層を薄膜化した場合、それにともなって感光層の耐電圧性が低下し、絶縁破壊が生じやすくなるという問題が見られた。
かかるアモルファスシリコン感光体は、機械的強度に優れ、繰り返し使用した場合であっても感光層の摩耗が少なく、良質な画像を安定的に供給することができるという利点を有する。
一方、さらなる高解像度化の要求に応えるべく、アモルファスシリコン感光体における感光層の薄膜化が進められている。
これは、感光層を薄膜化することにより、感光層における静電容量を増加させて、感光層表面に形成される静電潜像の潜像電界を増加させることができることから、所望の高解像度化を実現することが可能となるためである。
しかしながら、感光層を薄膜化した場合、それにともなって感光層の耐電圧性が低下し、絶縁破壊が生じやすくなるという問題が見られた。
そこで、感光層の耐電圧を向上させるべく、基体上に所定の積層構造を有した電荷注入阻止層を形成し、その上に光導電層を形成したアモルファスシリコン感光体が開示されている（例えば、特許文献１）。
すなわち、特許文献１においては、正孔をキャリアとするｐ−層と、電子をキャリアとするｎ−層と、を積層した電荷注入阻止層を有するアモルファスシリコン感光体が開示されている。
また、感光層の耐電圧性の向上を目的としたものではなく、主に基体と、光導電層等と、の密着性を向上させることを目的としたものではあるが、基体上に窒素原子を所定の割合で含有したアモルファスシリコンからなる補助層を形成し、その上に光導電層等を形成したアモルファスシリコン感光体が開示されている（例えば、特許文献２及び３）。
すなわち、特許文献２及び３においては、基体上に、シリコン原子を母体とし、構成原子として４３ａｔｏｍｉｃ％までの窒素原子を含有する非晶質材料で構成された補助層と、光導電層等と、を積層したアモルファスシリコン感光体が開示されている。
特開昭５９−２００２４４号公報（特許請求の範囲）
特開昭５８−１４５９６１号公報（特許請求の範囲）
特開昭５８−１４５９６２号公報（特許請求の範囲）
すなわち、特許文献１においては、正孔をキャリアとするｐ−層と、電子をキャリアとするｎ−層と、を積層した電荷注入阻止層を有するアモルファスシリコン感光体が開示されている。
また、感光層の耐電圧性の向上を目的としたものではなく、主に基体と、光導電層等と、の密着性を向上させることを目的としたものではあるが、基体上に窒素原子を所定の割合で含有したアモルファスシリコンからなる補助層を形成し、その上に光導電層等を形成したアモルファスシリコン感光体が開示されている（例えば、特許文献２及び３）。
すなわち、特許文献２及び３においては、基体上に、シリコン原子を母体とし、構成原子として４３ａｔｏｍｉｃ％までの窒素原子を含有する非晶質材料で構成された補助層と、光導電層等と、を積層したアモルファスシリコン感光体が開示されている。
しかしながら、特許文献１のアモルファスシリコン感光体は、ある程度耐電圧性を向上させることができるものの、感光層中における電荷の輸送効率が過度に低下し、十分な感度特性を得ることが困難となる場合が見られた。
また、特許文献２及び３のアモルファスシリコン感光体においては、感光層の薄膜化にともなう耐電圧性の低下という問題点を考慮していないことから、感光層を薄膜化すると、補助層における窒素含有量や、補助層の膜厚によっては、容易に耐電圧性が低下して絶縁破壊が生じたり、それとは逆に十分な感度特性を得ることが困難となったりする場合が見られた。
したがって、解像度を向上させるべく感光層を薄膜化した場合であっても、所定の耐電圧性を有する一方で、感度特性についても安定的に保持することができるアモルファスシリコン感光体が求められていた。
また、特許文献２及び３のアモルファスシリコン感光体においては、感光層の薄膜化にともなう耐電圧性の低下という問題点を考慮していないことから、感光層を薄膜化すると、補助層における窒素含有量や、補助層の膜厚によっては、容易に耐電圧性が低下して絶縁破壊が生じたり、それとは逆に十分な感度特性を得ることが困難となったりする場合が見られた。
したがって、解像度を向上させるべく感光層を薄膜化した場合であっても、所定の耐電圧性を有する一方で、感度特性についても安定的に保持することができるアモルファスシリコン感光体が求められていた。
そこで、本発明の発明者らは、鋭意検討した結果、基体上に所定の膜厚を有する高抵抗層等を形成するとともに、感光層のソリッド明電位の絶対値を所定の範囲とすることによって、所定構成の感光層を薄膜化した場合であっても、所定の耐電圧を得ることができる一方で、感度特性についても安定的に保持することができること見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、所定構成の感光層を薄膜化した場合であっても、絶縁破壊の発生を抑制して、解像度に優れた画像を安定的に形成することができる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法を提供することにある。
すなわち、本発明の目的は、所定構成の感光層を薄膜化した場合であっても、絶縁破壊の発生を抑制して、解像度に優れた画像を安定的に形成することができる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法を提供することにある。
本発明の画像形成装置によれば、基体上に、高抵抗層と、電荷注入阻止層と、光導電層と、表面保護層と、を順次積層してなる感光層を有するアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置であって、高抵抗層の膜厚を２〜４μｍの範囲内の値とするとともに、感光層の膜厚を１８〜２５μｍの範囲内の値とし、かつ、ソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とし、表面保護層が、炭素原子を含有したアモルファスシリコンからなるとともに、前記炭素原子の含有量をＸ´´（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ´´（モル）とした場合に、（Ｘ´´／（Ｘ´´＋Ｙ´´））×１００（％）の値を６０〜９８％の範囲内の値とすることを特徴とする画像形成装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、アモルファスシリコン感光体の基体上に形成される高抵抗層の膜厚を所定の範囲とし、かつ、感光層のソリッド明電位の絶対値を所定の範囲とすることによって、所定構成の感光層を薄膜化しつつも、所定の耐電圧性を得ることができる。
また、耐電圧性を向上させた場合、一般に感度特性を保持することが困難となるが、本発明であれば、所定の高抵抗層を有することから、感度特性についても安定的に保持することができる。
したがって、耐電圧性及び感度特性を共に向上させることにより、所定構成の感光層の薄膜化による高解像度化と、絶縁破壊の抑制という互いに相反する効果を両立することができる。
よって、本発明の画像形成装置であれば、解像度に優れた画像を、安定的に形成することができる。
なお、本発明におけるソリッド明電位とは、帯電させた感光体に対して十分量の露光光を照射した場合の飽和の明電位を意味する。
すなわち、アモルファスシリコン感光体の基体上に形成される高抵抗層の膜厚を所定の範囲とし、かつ、感光層のソリッド明電位の絶対値を所定の範囲とすることによって、所定構成の感光層を薄膜化しつつも、所定の耐電圧性を得ることができる。
また、耐電圧性を向上させた場合、一般に感度特性を保持することが困難となるが、本発明であれば、所定の高抵抗層を有することから、感度特性についても安定的に保持することができる。
したがって、耐電圧性及び感度特性を共に向上させることにより、所定構成の感光層の薄膜化による高解像度化と、絶縁破壊の抑制という互いに相反する効果を両立することができる。
よって、本発明の画像形成装置であれば、解像度に優れた画像を、安定的に形成することができる。
なお、本発明におけるソリッド明電位とは、帯電させた感光体に対して十分量の露光光を照射した場合の飽和の明電位を意味する。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を−４５０〜−２００Ｖ／μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを、より向上させることができる。
このように構成することにより、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを、より向上させることができる。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、高抵抗層が、窒素原子を含有したアモルファスシリコンからなるとともに、窒素原子の含有量をＸ（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ（モル）とした場合に、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００（％）の値を１５〜５０％の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを、さらに向上させることができる。
このように構成することにより、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを、さらに向上させることができる。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、電荷注入阻止層が、ホウ素原子を含有したアモルファスシリコンからなることが好ましい。
このように構成することにより、特にアモルファスシリコン感光体を正帯電として使用する場合には、基体から光導電層への電荷の注入を、より効果的に抑制することができる。
このように構成することにより、特にアモルファスシリコン感光体を正帯電として使用する場合には、基体から光導電層への電荷の注入を、より効果的に抑制することができる。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、表面保護層が、炭素原子を含有したアモルファスシリコンからなることが好ましい。
このように構成することにより、感光層表面に対して、効果的に耐部材性を付与しつつも、露光光を過度に吸収することなく光導電層へと透過させることができ、かつ、所定の抵抗値を有することから、露光光により形成された静電潜像を安定的に保持することができる。
このように構成することにより、感光層表面に対して、効果的に耐部材性を付与しつつも、露光光を過度に吸収することなく光導電層へと透過させることができ、かつ、所定の抵抗値を有することから、露光光により形成された静電潜像を安定的に保持することができる。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、電荷注入阻止層の膜厚を２〜１０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、感光層の薄膜化を図りつつも、基体から光導電層への電荷の注入を、さらに効果的に抑制することができる。
このように構成することにより、感光層の薄膜化を図りつつも、基体から光導電層への電荷の注入を、さらに効果的に抑制することができる。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、光導電層の膜厚を１０〜２１μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、感光層の薄膜化を図りつつも、所定の電荷発生量を保持し、より優れた感度特性を得ることができることから、さらに解像度に優れた画像を形成することができる。
このように構成することにより、感光層の薄膜化を図りつつも、所定の電荷発生量を保持し、より優れた感度特性を得ることができることから、さらに解像度に優れた画像を形成することができる。
また、本発明の画像形成装置を構成するにあたり、表面保護層の膜厚を０．４〜２μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、感光層の薄膜化を図りつつも、感光層表面に対して、より効果的に耐部材性を付与することができる。
このように構成することにより、感光層の薄膜化を図りつつも、感光層表面に対して、より効果的に耐部材性を付与することができる。
また、本発明の別の態様は、上述したいずれかの画像形成装置を用いた画像形成方法である。
すなわち、本発明の画像形成方法であれば、所定のアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置を用いることから、解像度に優れた画像を、安定的に形成するができる。
すなわち、本発明の画像形成方法であれば、所定のアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置を用いることから、解像度に優れた画像を、安定的に形成するができる。
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、基体上に、高抵抗層と、電荷注入阻止層と、光導電層と、表面保護層と、を順次積層してなる感光層を有するアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置であって、図１に示すように、高抵抗層の膜厚を２〜４μｍの範囲内の値とするとともに、感光層の膜厚を１８〜２５μｍの範囲内の値とし、かつ、感光層のソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とし、表面保護層が、炭素原子を含有したアモルファスシリコンからなるとともに、前記炭素原子の含有量をＸ´´（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ´´（モル）とした場合に、（Ｘ´´／（Ｘ´´＋Ｙ´´））×１００（％）の値を６０〜９８％の範囲内の値とすることを特徴とする画像形成装置である。
以下、第１の実施形態としての画像形成装置について、各構成要件ごとに具体的に説明する。
第１の実施形態は、基体上に、高抵抗層と、電荷注入阻止層と、光導電層と、表面保護層と、を順次積層してなる感光層を有するアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置であって、図１に示すように、高抵抗層の膜厚を２〜４μｍの範囲内の値とするとともに、感光層の膜厚を１８〜２５μｍの範囲内の値とし、かつ、感光層のソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とし、表面保護層が、炭素原子を含有したアモルファスシリコンからなるとともに、前記炭素原子の含有量をＸ´´（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ´´（モル）とした場合に、（Ｘ´´／（Ｘ´´＋Ｙ´´））×１００（％）の値を６０〜９８％の範囲内の値とすることを特徴とする画像形成装置である。
以下、第１の実施形態としての画像形成装置について、各構成要件ごとに具体的に説明する。
１．基本的構成
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、除電手段から構成してある。
以下、具体例として、図２に示すフルカラー画像形成装置１０を挙げて、本発明の画像形成装置における基本的構成を説明する。
すなわち、フルカラー画像形成装置１０は、無端状ベルト（搬送ベルト）１５を備えており、この無端状ベルト１５は給紙カセット１８から給紙された記録紙を定着手段２０に向かって搬送するように構成されている。また、無端状ベルト１５の上側には、マゼンタ用現像手段１１Ｍ、シアン用現像手段１１Ｃ、イエロー用現像手段１１Ｙ、及びブラック用現像手段１１ＢＫが、それぞれ記録紙の搬送方向に沿って配置されている。
また、現像ローラ１２Ｍ〜１２ＢＫに対面して、それぞれアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫが配置されている。また、これらアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの周囲には、それぞれアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面を帯電させるための帯電手段１４Ｍ〜１４ＢＫ及びアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面に静電潜像を形成するための露光手段１５Ｍ〜１５ＢＫ等が配置されている。
したがって、各色に対応したアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ上に形成された静電潜像は、各色に対応した現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫによってそれぞれ現像されることとなる。
また、無端状ベルト１５で搬送されてくる記録紙上に、順次、各色現像剤像を転写するための転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫが、無端状ベルト１５を介してそれぞれのアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの反対側に配置されている。
次いで、各色現像剤像を転写した後のアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ上に残留した未転写現像剤を除去するためのクリーニングブレード２２Ｍ〜２２ＢＫ、及び現像剤に含まれる酸化チタン等の研磨粒子を担持して、アモルファスシリコン感光体の表面を研磨するための回転部材２１Ｍ〜２１ＢＫを有するクリーニング装置２３Ｍ〜２３ＢＫが、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの周囲に配置されている。
さらに、クリーニング手段２３Ｍ〜２３ＢＫの下流側には、静電潜像を形成した際に、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの感光層中に発生した残留電荷を除電するための除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫが配置されている。
本発明の画像形成装置は、アモルファスシリコン電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、除電手段から構成してある。
以下、具体例として、図２に示すフルカラー画像形成装置１０を挙げて、本発明の画像形成装置における基本的構成を説明する。
すなわち、フルカラー画像形成装置１０は、無端状ベルト（搬送ベルト）１５を備えており、この無端状ベルト１５は給紙カセット１８から給紙された記録紙を定着手段２０に向かって搬送するように構成されている。また、無端状ベルト１５の上側には、マゼンタ用現像手段１１Ｍ、シアン用現像手段１１Ｃ、イエロー用現像手段１１Ｙ、及びブラック用現像手段１１ＢＫが、それぞれ記録紙の搬送方向に沿って配置されている。
また、現像ローラ１２Ｍ〜１２ＢＫに対面して、それぞれアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫが配置されている。また、これらアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの周囲には、それぞれアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面を帯電させるための帯電手段１４Ｍ〜１４ＢＫ及びアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面に静電潜像を形成するための露光手段１５Ｍ〜１５ＢＫ等が配置されている。
したがって、各色に対応したアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ上に形成された静電潜像は、各色に対応した現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫによってそれぞれ現像されることとなる。
また、無端状ベルト１５で搬送されてくる記録紙上に、順次、各色現像剤像を転写するための転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫが、無端状ベルト１５を介してそれぞれのアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの反対側に配置されている。
次いで、各色現像剤像を転写した後のアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ上に残留した未転写現像剤を除去するためのクリーニングブレード２２Ｍ〜２２ＢＫ、及び現像剤に含まれる酸化チタン等の研磨粒子を担持して、アモルファスシリコン感光体の表面を研磨するための回転部材２１Ｍ〜２１ＢＫを有するクリーニング装置２３Ｍ〜２３ＢＫが、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの周囲に配置されている。
さらに、クリーニング手段２３Ｍ〜２３ＢＫの下流側には、静電潜像を形成した際に、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの感光層中に発生した残留電荷を除電するための除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫが配置されている。
２．アモルファスシリコン感光体
（１）基本的構成
本発明におけるアモルファスシリコン感光体の基本構成は、図３に示すように、基体１３ｃ上に、高抵抗層１３ｅと、電荷注入阻止層１３ｄと、光導電層１３ｂと、表面保護層１３ａと、を順次積層してなる感光層１３´を有することを特徴とする。
この理由は、アモルファスシリコン感光体の基本的な層構成を、かかる構成とし、かつ、高抵抗層１３ｅの膜厚、感光層１３´の膜厚及びソリッド明電位の絶対値をそれぞれ所定の範囲とすることによって、解像度に優れた画像を安定的に形成することができるためである。
以下、アモルファスシリコン感光体の構成要件ごとに、具体的に説明する。
（１）基本的構成
本発明におけるアモルファスシリコン感光体の基本構成は、図３に示すように、基体１３ｃ上に、高抵抗層１３ｅと、電荷注入阻止層１３ｄと、光導電層１３ｂと、表面保護層１３ａと、を順次積層してなる感光層１３´を有することを特徴とする。
この理由は、アモルファスシリコン感光体の基本的な層構成を、かかる構成とし、かつ、高抵抗層１３ｅの膜厚、感光層１３´の膜厚及びソリッド明電位の絶対値をそれぞれ所定の範囲とすることによって、解像度に優れた画像を安定的に形成することができるためである。
以下、アモルファスシリコン感光体の構成要件ごとに、具体的に説明する。
（２）基体
感光体ドラム１３における基体１３ｃとしては、アルミニウム、ステンレス、亜鉛、銅、鉄、チタン、ニッケル、クロム、タンタル、スズ、金、銀等の金属材料や、それらの合金材料等の導電部材が好適に使用できる。また、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁体の表面に対して、上述した金属や、ＩＴＯ、ＳｎＯ2等の透明導電性材料による導電性膜を蒸着等により形成した基体の使用も可能である。
感光体ドラム１３における基体１３ｃとしては、アルミニウム、ステンレス、亜鉛、銅、鉄、チタン、ニッケル、クロム、タンタル、スズ、金、銀等の金属材料や、それらの合金材料等の導電部材が好適に使用できる。また、樹脂、ガラス、セラミック等の絶縁体の表面に対して、上述した金属や、ＩＴＯ、ＳｎＯ2等の透明導電性材料による導電性膜を蒸着等により形成した基体の使用も可能である。
（３）高抵抗層
本発明における高抵抗層１３ｅは、感光層１３´の膜厚を所定の厚さに抑制しつつも、感光層１３´の耐電圧性を向上させることを主な目的として形成される層である。
本発明における高抵抗層１３ｅは、感光層１３´の膜厚を所定の厚さに抑制しつつも、感光層１３´の耐電圧性を向上させることを主な目的として形成される層である。
（３）−１ 単位膜厚当たりの負耐電圧
また、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を−４５０〜−２００Ｖ／μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧をかかる範囲内の値とすることによって、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを向上させることができるためである。
すなわち、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ未満の値となると、高抵抗層の膜厚を所定の範囲とした場合に、感光層の耐電圧性が過度に向上して、十分な感度特性を得ることが困難となる場合があるためである。また、感光層の耐電圧性を低下させるべく高抵抗層の膜厚を調節すると、その膜厚が過度に低下することにより、均一な高抵抗層を形成することが困難となって、逆に感光層の耐電圧性が低下する場合があるためである。一方、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−２００Ｖ／μｍを超えた値となると、感光層の耐電圧性を所望の範囲とするにあたり、高抵抗層の膜厚が過度に増加してしまい、その結果、感光層全体の膜厚についても過度に増加し、十分な感度特性を得ることが困難となる場合があるためである。
なお、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の測定方法は、後の実施例において記載する。
また、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を−４５０〜−２００Ｖ／μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧をかかる範囲内の値とすることによって、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを向上させることができるためである。
すなわち、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ未満の値となると、高抵抗層の膜厚を所定の範囲とした場合に、感光層の耐電圧性が過度に向上して、十分な感度特性を得ることが困難となる場合があるためである。また、感光層の耐電圧性を低下させるべく高抵抗層の膜厚を調節すると、その膜厚が過度に低下することにより、均一な高抵抗層を形成することが困難となって、逆に感光層の耐電圧性が低下する場合があるためである。一方、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−２００Ｖ／μｍを超えた値となると、感光層の耐電圧性を所望の範囲とするにあたり、高抵抗層の膜厚が過度に増加してしまい、その結果、感光層全体の膜厚についても過度に増加し、十分な感度特性を得ることが困難となる場合があるためである。
なお、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の測定方法は、後の実施例において記載する。
（３）−２ 構成材料
また、高抵抗層が、窒素原子を含有したアモルファスシリコンからなることが好ましい。
この理由は、高抵抗層の構成材料を窒素原子を含有したアモルファスシリコンとすることによって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を所定の範囲に調節することが容易となるばかりか、高抵抗層と、基材及び電荷注入阻止層と、の密着性を効果的に向上させることができるためである。
また、窒素原子の含有量をＸ（モル）とし、珪素原子の含有量をＹ（モル）とした場合に、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００（％）の値を１５〜５０％の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、窒素原子及びケイ素原子の含有割合をこのようにすることによって、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを、より向上させることができるためである。
すなわち、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００が１５％未満の値となると、高抵抗層に対して十分な耐電圧性を付与することが困難となり、ひいては感光層における耐電圧性が過度に低下する場合があるためである。一方、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００が５０％を超えた値となると、高抵抗層に対して過度に耐電圧性を付与することとなり、ひいては感光層における感度特性が過度に低下する場合があるためである。
また、高抵抗層が、窒素原子を含有したアモルファスシリコンからなることが好ましい。
この理由は、高抵抗層の構成材料を窒素原子を含有したアモルファスシリコンとすることによって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を所定の範囲に調節することが容易となるばかりか、高抵抗層と、基材及び電荷注入阻止層と、の密着性を効果的に向上させることができるためである。
また、窒素原子の含有量をＸ（モル）とし、珪素原子の含有量をＹ（モル）とした場合に、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００（％）の値を１５〜５０％の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、窒素原子及びケイ素原子の含有割合をこのようにすることによって、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスを、より向上させることができるためである。
すなわち、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００が１５％未満の値となると、高抵抗層に対して十分な耐電圧性を付与することが困難となり、ひいては感光層における耐電圧性が過度に低下する場合があるためである。一方、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００が５０％を超えた値となると、高抵抗層に対して過度に耐電圧性を付与することとなり、ひいては感光層における感度特性が過度に低下する場合があるためである。
（３）−３ 膜厚
また、高抵抗層の膜厚を２〜４μｍの範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、高抵抗層の膜厚をかかる範囲とし、かつ、後述するように感光層のソリッド明電位の絶対値を所定の範囲とすることによって、所定構成の感光層を薄膜化しつつも、所定の耐電圧性を得ることができるためである。
また、耐電圧性を向上させた場合、一般に感度特性を保持することが困難となるが、所定の高抵抗層の効果により、感度特性についても安定的に保持することができるためである。
したがって、耐電圧性及び感度特性を共に向上させることにより、感光層の薄膜化による高解像度化と、絶縁破壊の抑制という互いに相反する効果を両立することができる。
すなわち、感光層のソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とした条件下では、そのようなアモルファスシリコン感光体における高抵抗層の膜厚が２μｍ未満の値となると、感光層における耐電圧が過度に低下して、感光層の絶縁破壊を抑制することが困難となる場合があるためである。あるいは、膜厚が過度に低下して、均一な高抵抗層を形成することが困難となり、逆に感光層の耐電圧が低下する場合があるためである。一方、そのようなアモルファスシリコン感光体における高抵抗層の膜厚が４μｍを超えた値となると、感光層の膜厚が過度に増加して、高解像度化が困難となる場合があるためである。
したがって、高抵抗層の膜厚を２〜３μｍの範囲内の値とすることがより好ましい。
なお、所定の高抵抗層を得るためには、当然ながら高抵抗層の膜厚を所定の範囲とするのみならず、例えば、単位膜厚当たりの負耐電圧等の特性を規定する必要がある。
この点、本発明においては、次段落以降において詳述するように、感光層におけるソリッド明電位の絶対値を規定することによって、高抵抗層における膜厚以外の特性についても、間接的に規定している。
したがって、高抵抗層については、その膜厚のみを規定することで、所望の効果を得ることができる。
また、高抵抗層の膜厚を２〜４μｍの範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、高抵抗層の膜厚をかかる範囲とし、かつ、後述するように感光層のソリッド明電位の絶対値を所定の範囲とすることによって、所定構成の感光層を薄膜化しつつも、所定の耐電圧性を得ることができるためである。
また、耐電圧性を向上させた場合、一般に感度特性を保持することが困難となるが、所定の高抵抗層の効果により、感度特性についても安定的に保持することができるためである。
したがって、耐電圧性及び感度特性を共に向上させることにより、感光層の薄膜化による高解像度化と、絶縁破壊の抑制という互いに相反する効果を両立することができる。
すなわち、感光層のソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とした条件下では、そのようなアモルファスシリコン感光体における高抵抗層の膜厚が２μｍ未満の値となると、感光層における耐電圧が過度に低下して、感光層の絶縁破壊を抑制することが困難となる場合があるためである。あるいは、膜厚が過度に低下して、均一な高抵抗層を形成することが困難となり、逆に感光層の耐電圧が低下する場合があるためである。一方、そのようなアモルファスシリコン感光体における高抵抗層の膜厚が４μｍを超えた値となると、感光層の膜厚が過度に増加して、高解像度化が困難となる場合があるためである。
したがって、高抵抗層の膜厚を２〜３μｍの範囲内の値とすることがより好ましい。
なお、所定の高抵抗層を得るためには、当然ながら高抵抗層の膜厚を所定の範囲とするのみならず、例えば、単位膜厚当たりの負耐電圧等の特性を規定する必要がある。
この点、本発明においては、次段落以降において詳述するように、感光層におけるソリッド明電位の絶対値を規定することによって、高抵抗層における膜厚以外の特性についても、間接的に規定している。
したがって、高抵抗層については、その膜厚のみを規定することで、所望の効果を得ることができる。
次いで、図４を用いて、高抵抗層の膜厚と、高抵抗層の負耐電圧と、の関係を説明する。
すなわち、図４においては、横軸に高抵抗層の膜厚（μｍ）を採り、縦軸に高抵抗層の負耐電圧の絶対値（Ｖ）を採った特性曲線Ａ及び特性曲線Ｂが示されている。
ここで、特性曲線Ａは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝３０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線であり、特性曲線Ｂは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝５０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線である。
なお、高抵抗層における負耐電圧の測定方法は、実施例において記載する。
すなわち、図４においては、横軸に高抵抗層の膜厚（μｍ）を採り、縦軸に高抵抗層の負耐電圧の絶対値（Ｖ）を採った特性曲線Ａ及び特性曲線Ｂが示されている。
ここで、特性曲線Ａは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝３０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線であり、特性曲線Ｂは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝５０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線である。
なお、高抵抗層における負耐電圧の測定方法は、実施例において記載する。
すなわち、特性曲線Ａ及びＢからは、それぞれ高抵抗層の負耐電圧の絶対値が、高抵抗層の膜厚の値に比例していることが理解される。
したがって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の絶対値及び高抵抗層の膜厚をそれぞれ所定以上の値とすることにより、高抵抗層ひいてはそれを含む感光層の耐電圧性を向上させ、感光層の絶縁破壊を抑制できることがわかる。
一方、高抵抗層の耐電圧性を過度に向上させた場合、感光層内における電荷の移動が抑制されることとなるため、感度特性が過度に低下するという問題が見られる。
この点、本発明においては、次に図５を用いて説明するように、高抵抗層の膜厚及び感光層のソリッド明電位の絶対値をそれぞれ規定することによって、感光層における耐電圧性及び感度特性を共に向上させることができる。
したがって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の絶対値及び高抵抗層の膜厚をそれぞれ所定以上の値とすることにより、高抵抗層ひいてはそれを含む感光層の耐電圧性を向上させ、感光層の絶縁破壊を抑制できることがわかる。
一方、高抵抗層の耐電圧性を過度に向上させた場合、感光層内における電荷の移動が抑制されることとなるため、感度特性が過度に低下するという問題が見られる。
この点、本発明においては、次に図５を用いて説明するように、高抵抗層の膜厚及び感光層のソリッド明電位の絶対値をそれぞれ規定することによって、感光層における耐電圧性及び感度特性を共に向上させることができる。
すなわち、図５においては、横軸に高抵抗層の膜厚（μｍ）を採り、縦軸に感光層におけるソリッド明電位の絶対値（Ｖ）を採った特性曲線Ａ及びＢが示されている。
ここで、特性曲線Ａは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝３０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線であり、特性曲線Ｂは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝５０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線である。
なお、アモルファスシリコン感光体における高抵抗層以外の構成は、以下に示す通りである。
基体：アルミニウム素管
電荷注入阻止層：ａ−ＳｉＢ、厚さ７μｍ
光導電層：ａ−Ｓｉ、厚さ１２μｍ
表面保護層：ａ−ＳｉＣ、厚さ１μｍ
また、ソリッド明電位の絶対値の測定方法は、実施例において記載する。
ここで、特性曲線Ａは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝３０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線であり、特性曲線Ｂは、高抵抗層として単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝５０％）である高抵抗層を形成した場合の特性曲線である。
なお、アモルファスシリコン感光体における高抵抗層以外の構成は、以下に示す通りである。
基体：アルミニウム素管
電荷注入阻止層：ａ−ＳｉＢ、厚さ７μｍ
光導電層：ａ−Ｓｉ、厚さ１２μｍ
表面保護層：ａ−ＳｉＣ、厚さ１μｍ
また、ソリッド明電位の絶対値の測定方法は、実施例において記載する。
まず、特性曲線Ａにおいては、高抵抗層の膜厚が増加するのにしたがって、ソリッド明電位の絶対値が緩やかに増加しており高抵抗層の膜厚が１〜４μｍの範囲内の値であれば、ソリッド明電位の絶対値が、２０〜１００Ｖの範囲内の値となっている。
したがって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝３０％）である場合には、高抵抗層の膜厚が１〜４μｍの範囲内の値であれば、ソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖ範囲内の値に安定的に保持できることがわかる。
なお、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ以上の値であっても、−２００Ｖ／μｍ以下の値であれば、高抵抗層の膜厚を４μｍまでの範囲で増加させることによってソリッド明電位の絶対値を２０Ｖ〜１００Ｖの範囲内の値にできることが、別途確認されている。
一方、特性曲線Ｂにおいては、高抵抗層の膜厚が増加するのにしたがって、ソリッド明電位の絶対値が急激に増加しており、高抵抗層の膜厚が１μｍ以上の範囲では、ソリッド明電位の絶対値が１００Ｖ以上の値となっている。
したがって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝５０％）である場合には、高抵抗層の膜厚を１μｍ以下の範囲としない限り、ソリッド明電位の絶対値を１００Ｖ以下の範囲に保持することが困難となることがわかる。
以上の説明から、高抵抗層の膜厚及び感光層におけるソリッド明電位の絶対値の値を規定することにより、高抵抗層における膜厚以外の特性である高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の下限値及び上限値を、間接的に規定できることが理解される。
また、このように高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の下限値及び上限値を、測定が容易である高抵抗層の膜厚及び感光層におけるソリッド明電位の絶対値の値によって規定することによって、本発明におけるアモルファスシリコン感光体を、簡易な測定方法によって、容易に特定することが可能となる。
したがって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝３０％）である場合には、高抵抗層の膜厚が１〜４μｍの範囲内の値であれば、ソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖ範囲内の値に安定的に保持できることがわかる。
なお、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−２５０Ｖ／μｍ以上の値であっても、−２００Ｖ／μｍ以下の値であれば、高抵抗層の膜厚を４μｍまでの範囲で増加させることによってソリッド明電位の絶対値を２０Ｖ〜１００Ｖの範囲内の値にできることが、別途確認されている。
一方、特性曲線Ｂにおいては、高抵抗層の膜厚が増加するのにしたがって、ソリッド明電位の絶対値が急激に増加しており、高抵抗層の膜厚が１μｍ以上の範囲では、ソリッド明電位の絶対値が１００Ｖ以上の値となっている。
したがって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧が−４５０Ｖ／μｍ（（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００＝５０％）である場合には、高抵抗層の膜厚を１μｍ以下の範囲としない限り、ソリッド明電位の絶対値を１００Ｖ以下の範囲に保持することが困難となることがわかる。
以上の説明から、高抵抗層の膜厚及び感光層におけるソリッド明電位の絶対値の値を規定することにより、高抵抗層における膜厚以外の特性である高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の下限値及び上限値を、間接的に規定できることが理解される。
また、このように高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧の下限値及び上限値を、測定が容易である高抵抗層の膜厚及び感光層におけるソリッド明電位の絶対値の値によって規定することによって、本発明におけるアモルファスシリコン感光体を、簡易な測定方法によって、容易に特定することが可能となる。
（３）−４ 形成方法
窒素原子を含有したアモルファスシリコンを用いた場合の高抵抗層の形成方法としては、スパッタリング法、イオンインプランテーション法、イオンプレーティング法、エレクトロンビーム法等の物理蒸着、あるいはプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法等の化学蒸着によって形成することができる。
例えば、スパッタリング法を採用する場合であれば、単結晶または多結晶のＳｉウェーハー、Ｓｉ3Ｎ4ウェーハー、あるいはＳｉ3Ｎ4が混合されたＳｉウェーハーをターゲットとして、種々のガス雰囲気中にてスパッタリングを実施することができる。
すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等のスパッタリング用ガスを、スパッタ用堆積室中に導入してガスプラズマを形成し、上述したウェーハーをスパッタリングすることができる。
また、高抵抗層を形成する際に、当該高抵抗層を形成する対象としての基体の温度を２０〜２００℃の範囲内の値とすることが好ましく、２０〜１５０℃の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、スパッタリング法やエレクトロンビーム法を採用する場合には、放電パワーを５０〜２５０Ｗの範囲内の値とすることが好ましく、８０〜１５０Ｗの範囲内の値とすることがより好ましい。
窒素原子を含有したアモルファスシリコンを用いた場合の高抵抗層の形成方法としては、スパッタリング法、イオンインプランテーション法、イオンプレーティング法、エレクトロンビーム法等の物理蒸着、あるいはプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法等の化学蒸着によって形成することができる。
例えば、スパッタリング法を採用する場合であれば、単結晶または多結晶のＳｉウェーハー、Ｓｉ3Ｎ4ウェーハー、あるいはＳｉ3Ｎ4が混合されたＳｉウェーハーをターゲットとして、種々のガス雰囲気中にてスパッタリングを実施することができる。
すなわち、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ等のスパッタリング用ガスを、スパッタ用堆積室中に導入してガスプラズマを形成し、上述したウェーハーをスパッタリングすることができる。
また、高抵抗層を形成する際に、当該高抵抗層を形成する対象としての基体の温度を２０〜２００℃の範囲内の値とすることが好ましく、２０〜１５０℃の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、スパッタリング法やエレクトロンビーム法を採用する場合には、放電パワーを５０〜２５０Ｗの範囲内の値とすることが好ましく、８０〜１５０Ｗの範囲内の値とすることがより好ましい。
（４）電荷注入阻止層
電荷注入阻止層１３ｄは、感光層１３´が帯電された際に、電荷が基体１３ｃ側から光導電層１３ｂに対して注入されることを抑制し、特に帯電特性を向上させることを目的として形成される層である。
電荷注入阻止層１３ｄは、感光層１３´が帯電された際に、電荷が基体１３ｃ側から光導電層１３ｂに対して注入されることを抑制し、特に帯電特性を向上させることを目的として形成される層である。
かかる電荷注入阻止層としては、アモルファスシリコンに対して、ドーパントとして、ホウ素原子、ガリウム原子、アルミニウム原子等を含有させたものを用いることができる。
なかでも特に、ドーパントとしてホウ素原子を含有したアモルファスシリコンからなることが好ましい。
この理由は、ドーパントとしてホウ素原子を含有したアモルファスシリコンを用いることにより、特にアモルファスシリコン感光体を正帯電として使用する場合には、基体から光導電層への電荷の注入を、より効果的に抑制することができるためである。
なお、ホウ素原子の含有量としては、ホウ素原子の含有量をＸ´（モル）とし、珪素原子の含有量をＹ´（モル）とした場合に、（Ｘ´／（Ｘ´＋Ｙ´））×１００（％）の値を０．０１〜１．０％の範囲内の値とすることが好ましく、０．１〜０．５％の範囲内の値とすることがより好ましい。
なかでも特に、ドーパントとしてホウ素原子を含有したアモルファスシリコンからなることが好ましい。
この理由は、ドーパントとしてホウ素原子を含有したアモルファスシリコンを用いることにより、特にアモルファスシリコン感光体を正帯電として使用する場合には、基体から光導電層への電荷の注入を、より効果的に抑制することができるためである。
なお、ホウ素原子の含有量としては、ホウ素原子の含有量をＸ´（モル）とし、珪素原子の含有量をＹ´（モル）とした場合に、（Ｘ´／（Ｘ´＋Ｙ´））×１００（％）の値を０．０１〜１．０％の範囲内の値とすることが好ましく、０．１〜０．５％の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、電荷注入阻止層の膜厚を２〜１０μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、電荷注入阻止層の膜厚をかかる範囲とすることによって、感光層の薄膜化を図りつつも、基体から光導電層への電荷の注入を、さらに効果的に抑制することができるためである。
すなわち、電荷注入阻止層の膜厚が２μｍ未満の値となると、基体からの電荷の注入を十分に阻止することが困難となって、感光層に対して所定の帯電特性を付与することが困難となる場合があるためである。一方、電荷注入阻止層の膜厚が１０μｍを超えた値となると、感光層全体としての膜厚が過度に増加して、所定の高解像度を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、電荷注入阻止層の膜厚を３〜７μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、３〜５μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、電荷注入阻止層においても、高抵抗層を形成する場合と同様に、物理蒸着または化学蒸着を用いて形成することができる。
この理由は、電荷注入阻止層の膜厚をかかる範囲とすることによって、感光層の薄膜化を図りつつも、基体から光導電層への電荷の注入を、さらに効果的に抑制することができるためである。
すなわち、電荷注入阻止層の膜厚が２μｍ未満の値となると、基体からの電荷の注入を十分に阻止することが困難となって、感光層に対して所定の帯電特性を付与することが困難となる場合があるためである。一方、電荷注入阻止層の膜厚が１０μｍを超えた値となると、感光層全体としての膜厚が過度に増加して、所定の高解像度を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、電荷注入阻止層の膜厚を３〜７μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、３〜５μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、電荷注入阻止層においても、高抵抗層を形成する場合と同様に、物理蒸着または化学蒸着を用いて形成することができる。
（５）光導電層
また、光導電層１３ｂは、感光層１３´に対して露光される露光光に応じて電荷を発生するとともに、発生した電荷を輸送して、感光層表面に静電潜像を形成する機能を有する層である。
また、光導電層１３ｂは、感光層１３´に対して露光される露光光に応じて電荷を発生するとともに、発生した電荷を輸送して、感光層表面に静電潜像を形成する機能を有する層である。
かかる光導電層としては、アモルファスシリコンまたはアモルファスシリコンに対してIIIａ族、Ｖａ族等の原子を含有させたアモルファスシリコン系材料を用いることができる。
また、光導電層の膜厚を１０〜２１μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、光導電層の膜厚をかかる範囲とすることによって、感光層の薄膜化を図りつつも、所定の電荷発生量を保持し、よりすぐれた感度特性を得ることができることから、さらに解像度に優れた画像を形成することができるためである。
すなわち、光導電層の膜厚が１０μｍ未満の値となると、露光光の一部が光導電層を透過し、基体、若しくは電荷注入阻止層界面に反射し、干渉を起こす場合があるためである。一方、光導電層の膜厚が２１μｍを超えた値となると、感光層全体としての膜厚が過度に増加して、所定の高解像度を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、光導電層の膜厚を１０〜１９μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１２〜１７μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、光導電層においても、高抵抗層を形成する場合と同様に、物理蒸着または化学蒸着を用いて形成することができる。
この理由は、光導電層の膜厚をかかる範囲とすることによって、感光層の薄膜化を図りつつも、所定の電荷発生量を保持し、よりすぐれた感度特性を得ることができることから、さらに解像度に優れた画像を形成することができるためである。
すなわち、光導電層の膜厚が１０μｍ未満の値となると、露光光の一部が光導電層を透過し、基体、若しくは電荷注入阻止層界面に反射し、干渉を起こす場合があるためである。一方、光導電層の膜厚が２１μｍを超えた値となると、感光層全体としての膜厚が過度に増加して、所定の高解像度を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、光導電層の膜厚を１０〜１９μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１２〜１７μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、光導電層においても、高抵抗層を形成する場合と同様に、物理蒸着または化学蒸着を用いて形成することができる。
（６）表面保護層
また、表面保護層１３ａは、感光層１３´表面に対して十分な耐部材性を付与することを目的として形成される層である。
また、表面保護層１３ａは、感光層１３´表面に対して十分な耐部材性を付与することを目的として形成される層である。
かかる表面保護層は、炭素原子を含有したアモルファスシリコンからなることが好ましい。
この理由は、表面保護層の構成材料を炭素原子を含有したアモルファスシリコンとすることによって、感光層表面に対して、効果的に耐部材性を付与しつつも、露光光を過度に吸収することなく光導電層へと透過かさせ、かつ、所定の抵抗値を有することから、露光光により形成された静電潜像を安定的に保持することができるためである。
なお、炭素原子の含有量としては、炭素原子の含有量をＸ´´（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ´´（モル）とした場合に、（Ｘ´´／（Ｘ´´＋Ｙ´´））×１００（％）の値を６０〜９８％の範囲内の値とすることを特徴とし、８０〜９５％の範囲内の値とすることがより好ましい。
この理由は、表面保護層の構成材料を炭素原子を含有したアモルファスシリコンとすることによって、感光層表面に対して、効果的に耐部材性を付与しつつも、露光光を過度に吸収することなく光導電層へと透過かさせ、かつ、所定の抵抗値を有することから、露光光により形成された静電潜像を安定的に保持することができるためである。
なお、炭素原子の含有量としては、炭素原子の含有量をＸ´´（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ´´（モル）とした場合に、（Ｘ´´／（Ｘ´´＋Ｙ´´））×１００（％）の値を６０〜９８％の範囲内の値とすることを特徴とし、８０〜９５％の範囲内の値とすることがより好ましい。
また、表面保護層の膜厚を０．４〜２μｍの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、表面保護層の膜厚をかかる範囲とすることによって、感光層の薄膜化を図りつつも、感光層表面に対して、より効果的に耐部材性を付与することができるためである。
すなわち、表面保護層の膜厚が０．４μｍ未満の値となると、感光層表面に対して十分な耐部材性を付与することが困難となったり、研磨に対する寿命が過度に短くなる場合があるためである。一方、表面保護層の膜厚が２μｍを超えた値となると、露光光を過度に吸収しやすくなって、光導電層における電荷発生量を低下させる原因となったり、感光層全体としての膜厚が過度に増加して、所定の高解像度を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、表面保護層の膜厚を０．４〜１．５μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．６〜１．２μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、表面保護層においても、高抵抗層を形成する場合と同様に、物理蒸着または化学蒸着を用いて形成することができる。
この理由は、表面保護層の膜厚をかかる範囲とすることによって、感光層の薄膜化を図りつつも、感光層表面に対して、より効果的に耐部材性を付与することができるためである。
すなわち、表面保護層の膜厚が０．４μｍ未満の値となると、感光層表面に対して十分な耐部材性を付与することが困難となったり、研磨に対する寿命が過度に短くなる場合があるためである。一方、表面保護層の膜厚が２μｍを超えた値となると、露光光を過度に吸収しやすくなって、光導電層における電荷発生量を低下させる原因となったり、感光層全体としての膜厚が過度に増加して、所定の高解像度を得ることが困難となる場合があるためである。
したがって、表面保護層の膜厚を０．４〜１．５μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０．６〜１．２μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、表面保護層においても、高抵抗層を形成する場合と同様に、物理蒸着または化学蒸着を用いて形成することができる。
（７）感光層特性
本発明においては、高抵抗層１３ｅと、電荷注入阻止層１３ｄと、光導電層１３ｂと、表面保護層１３ａと、を順次積層してなる感光層１３´の膜厚を１８〜２５μｍの範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層を順次積層することにより、それぞれの層が有する機能が発揮されることから、帯電特性、電荷発生性及び耐部材性に優れたアモルファスシリコン感光体を得ることができるためである。
しかしながら、かかる特定構成の感光層は、その膜厚を２５μｍ以下の値に薄膜化し、静電容量を増加させて形成画像における解像度を向上させようとした場合、耐電圧性が低下して絶縁破壊が生じやすくなる傾向がある。
この点、本発明においては、既に上述したように、所定の高抵抗層を有していることから、所定構成の感光層を薄膜化しつつも、所定の耐電圧性を得ることができる。
また、耐電圧性を向上させた場合、一般に感度特性を保持することが困難となるが、かかる問題についても、所定の高抵抗層の効果によって解決することができる。
一方、特定構成の感光層の膜厚が１８μｍ未満の値となると、所定の高抵抗層の効果にかかわらず絶縁破壊が生じやすくなったり、更には機械的強度不足になったりする場合がある。
したがって、所定構成の感光層の膜厚を１８〜２３μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１８〜２１μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
本発明においては、高抵抗層１３ｅと、電荷注入阻止層１３ｄと、光導電層１３ｂと、表面保護層１３ａと、を順次積層してなる感光層１３´の膜厚を１８〜２５μｍの範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、電荷注入阻止層、光導電層及び表面保護層を順次積層することにより、それぞれの層が有する機能が発揮されることから、帯電特性、電荷発生性及び耐部材性に優れたアモルファスシリコン感光体を得ることができるためである。
しかしながら、かかる特定構成の感光層は、その膜厚を２５μｍ以下の値に薄膜化し、静電容量を増加させて形成画像における解像度を向上させようとした場合、耐電圧性が低下して絶縁破壊が生じやすくなる傾向がある。
この点、本発明においては、既に上述したように、所定の高抵抗層を有していることから、所定構成の感光層を薄膜化しつつも、所定の耐電圧性を得ることができる。
また、耐電圧性を向上させた場合、一般に感度特性を保持することが困難となるが、かかる問題についても、所定の高抵抗層の効果によって解決することができる。
一方、特定構成の感光層の膜厚が１８μｍ未満の値となると、所定の高抵抗層の効果にかかわらず絶縁破壊が生じやすくなったり、更には機械的強度不足になったりする場合がある。
したがって、所定構成の感光層の膜厚を１８〜２３μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、１８〜２１μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
次いで、図６を用いて、所定構成の感光層の膜厚と、解像度と、の関係を説明する。
すなわち、図６においては、横軸に入力ドット面積率（％）を採り、縦軸に出力ドット面積率（％）を採った特性曲線Ａ〜Ｄが示されている。
ここで、特性曲線Ａ〜Ｃは、それぞれ所定構成の感光層の膜厚が２０、２５、３０μｍであるアモルファスシリコン感光体を用いて画像形成を行った場合の特性曲線である。
また、特性曲線Ｄは、特性曲線Ａ〜Ｃとの比較のために、入力ドット面積率と出力ドット面積率とが等しい理想的解像度を示した特性曲線である。
なお、アモルファスシリコン感光体における感光層の膜厚は、電荷注入阻止層及び光導電層の膜厚を変えることによって調節した。
また、入力ドット面積率とは、図７に示すような印字ドットパターンであり、図７（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ入力面積率が６．２５、１２．５、２５、５０、７５％の印字ドットパターンである。
一方、出力ドット面積率とは、印字ドットパターンに基づいてアモルファスシリコン感光体上に形成されたトナー像を、画像解析することによって算出される値である。
つまり、入力ドット面積率と、出力ドット面積率と、の差が少ないほど、高解像度の画像形成が可能となることを示すこととなる。
すなわち、図６においては、横軸に入力ドット面積率（％）を採り、縦軸に出力ドット面積率（％）を採った特性曲線Ａ〜Ｄが示されている。
ここで、特性曲線Ａ〜Ｃは、それぞれ所定構成の感光層の膜厚が２０、２５、３０μｍであるアモルファスシリコン感光体を用いて画像形成を行った場合の特性曲線である。
また、特性曲線Ｄは、特性曲線Ａ〜Ｃとの比較のために、入力ドット面積率と出力ドット面積率とが等しい理想的解像度を示した特性曲線である。
なお、アモルファスシリコン感光体における感光層の膜厚は、電荷注入阻止層及び光導電層の膜厚を変えることによって調節した。
また、入力ドット面積率とは、図７に示すような印字ドットパターンであり、図７（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ入力面積率が６．２５、１２．５、２５、５０、７５％の印字ドットパターンである。
一方、出力ドット面積率とは、印字ドットパターンに基づいてアモルファスシリコン感光体上に形成されたトナー像を、画像解析することによって算出される値である。
つまり、入力ドット面積率と、出力ドット面積率と、の差が少ないほど、高解像度の画像形成が可能となることを示すこととなる。
したがって、特性曲線Ａ〜Ｃと、入力ドット面積率及び出力ドット面積率が等しい理想的解像度を示した特性曲線Ｄと、を比較すると、特性曲線Ｄに最も近いのが、特性曲線Ａであり、次に近いのが特性曲線Ｂであり、最も離れているのが特性曲線Ｃであることがわかる。
かかる結果から、一般に所定構成の感光層の膜厚が薄いほど、解像度が向上し、所定構成の感光層の膜厚が厚いほど、解像度が低下することが理解される。
かかる結果から、一般に所定構成の感光層の膜厚が薄いほど、解像度が向上し、所定構成の感光層の膜厚が厚いほど、解像度が低下することが理解される。
また、本発明においては、所定構成の感光層におけるソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とすることによって、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を所定の範囲に規定することを特徴としている。
かかる内容については、既に高抵抗層の項において詳述したため、重複を避けて省略するが、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスをさらに向上させるためには、感光層のソリッド明電位の絶対値を２０〜９０Ｖの範囲内の値とすることがより好ましく、３０〜８０Ｖの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
かかる内容については、既に高抵抗層の項において詳述したため、重複を避けて省略するが、感光層における耐電圧性の向上と、感度特性の保持と、のバランスをさらに向上させるためには、感光層のソリッド明電位の絶対値を２０〜９０Ｖの範囲内の値とすることがより好ましく、３０〜８０Ｖの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
次いで、図１を用いて、所定構成の感光層の膜厚を１５〜２５μｍの範囲内の値に薄膜化した場合において、高抵抗層の膜厚及び感光層のソリッド明電位の絶対値と、耐電圧及び画像濃度と、の関係を説明する。
すなわち、図１においては、横軸に高抵抗層の膜厚（μｍ）を採り、縦軸に感光層のソリッド明電位の絶対値（Ｖ）を採った散布図が示されている。
ここで、散布図におけるそれぞれのマーカーは、それぞれ以下の内容を示している。
○：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ以上の値であるとともに、正耐電圧の値が１５００Ｖ以上の値であり、さらに、画像濃度が１．４（−）以上の値である。
◆：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ以上の値であるとともに、正耐電圧の値が１５００Ｖ以上の値であるが、画像濃度が１．４（−）未満の値である。
▲：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ未満の値であるか、あるいは正耐電圧の値が１５００Ｖ未満の値であるが、画像濃度は１．４（−）以上の値である。
すなわち、図１においては、横軸に高抵抗層の膜厚（μｍ）を採り、縦軸に感光層のソリッド明電位の絶対値（Ｖ）を採った散布図が示されている。
ここで、散布図におけるそれぞれのマーカーは、それぞれ以下の内容を示している。
○：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ以上の値であるとともに、正耐電圧の値が１５００Ｖ以上の値であり、さらに、画像濃度が１．４（−）以上の値である。
◆：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ以上の値であるとともに、正耐電圧の値が１５００Ｖ以上の値であるが、画像濃度が１．４（−）未満の値である。
▲：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ未満の値であるか、あるいは正耐電圧の値が１５００Ｖ未満の値であるが、画像濃度は１．４（−）以上の値である。
かかる散布図から理解されるように、解像度を向上させるべく、所定構成の感光層の膜厚を薄膜化した場合であっても、高抵抗層の膜厚を２〜４μｍの範囲内の値とし、かつ、ソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とすることによって、耐電圧性及び感度特性に優れたアモルファスシリコン感光体が得られるようになる。
３．帯電手段
また、図２に示す帯電手段１４Ｍ〜１４ＢＫは放電ワイヤーを含み、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの上方に設置されており、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫを一様に帯電させるための装置である。
より具体的には、かかる帯電手段１４Ｍ〜１４ＢＫの種類は、放電ワイヤーを含むスコロトロン、またはコロトロン等の非接触型の帯電装置が挙げられる。
また、図２に示す帯電手段１４Ｍ〜１４ＢＫは放電ワイヤーを含み、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの上方に設置されており、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫを一様に帯電させるための装置である。
より具体的には、かかる帯電手段１４Ｍ〜１４ＢＫの種類は、放電ワイヤーを含むスコロトロン、またはコロトロン等の非接触型の帯電装置が挙げられる。
４．露光手段
また、図２に示す露光手段１５Ｍ〜１５ＢＫは、図示しない画像データ入力部から読み取った原稿画像に基づいて、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ上に静電潜像を形成させるための装置である。
また、図２に示す露光手段１５Ｍ〜１５ＢＫは、図示しない画像データ入力部から読み取った原稿画像に基づいて、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ上に静電潜像を形成させるための装置である。
５．現像手段
また、図２に示す現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫは、静電潜像が形成されたアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面にトナーを供給してトナー像を形成させる装置である。
なお、現像手段は、タンデム型に限定されるものではない。
また、図２に示す現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫは、静電潜像が形成されたアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面にトナーを供給してトナー像を形成させる装置である。
なお、現像手段は、タンデム型に限定されるものではない。
６．転写手段
また、図２に示す転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫのトナー像を用紙に転写するための装置であって、中間転写ベルト１５及び転写ローラ１６Ｍ〜１６ＢＫを備えていることが好ましい。
また、図２に示す転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫのトナー像を用紙に転写するための装置であって、中間転写ベルト１５及び転写ローラ１６Ｍ〜１６ＢＫを備えていることが好ましい。
７．クリーニングブレード
また、図２に示すクリーニングブレード２２Ｍ〜２２ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫに残留した残留トナーなどの付着物をクリーニングするための装置であって、硬度６０〜８０度のゴム（例えば、ウレタンゴムなど）からなるブレードが線圧１０〜４０Ｎ／ｍでアモルファスシリコン感光体に圧接していることが好ましい。
また、図２に示すクリーニングブレード２２Ｍ〜２２ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫに残留した残留トナーなどの付着物をクリーニングするための装置であって、硬度６０〜８０度のゴム（例えば、ウレタンゴムなど）からなるブレードが線圧１０〜４０Ｎ／ｍでアモルファスシリコン感光体に圧接していることが好ましい。
８．回転部材
また、図２に示す回転部材２１Ｍ〜２１ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有している。ここで回転部材２１Ｍ〜２１ＢＫは、金属シャフトの周面を硬度４０〜７０度のゴム層（例えば、発泡ゴム層など）で被覆した構成となっており、軸受けの両端にあるバネ（図示しない）によりアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫに５００〜２０００ｇｆ（バネ片側２５０〜１０００ｇｆ）で付勢されていることが好ましい。
また、図２に示す回転部材２１Ｍ〜２１ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有している。ここで回転部材２１Ｍ〜２１ＢＫは、金属シャフトの周面を硬度４０〜７０度のゴム層（例えば、発泡ゴム層など）で被覆した構成となっており、軸受けの両端にあるバネ（図示しない）によりアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫに５００〜２０００ｇｆ（バネ片側２５０〜１０００ｇｆ）で付勢されていることが好ましい。
９．定着手段
また、図２に示す定着手段２０は、転写されたトナー像を用紙に定着させるための装置である。
すなわち、定着手段２０は、紙等の転写部材に対して転写されたトナーを、ヒートロールによって熱融着させる装置である。
また、図２に示す定着手段２０は、転写されたトナー像を用紙に定着させるための装置である。
すなわち、定着手段２０は、紙等の転写部材に対して転写されたトナーを、ヒートロールによって熱融着させる装置である。
１０．除電手段
また、図２に示す除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの回転方向に沿って、転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫのさらに下流側に配置される。
かかる除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫは、ＬＥＤ（発光ダイオード）と、反射板とで構成されていることが好ましい。
また、ＬＥＤの代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることも好ましい。
また、図２に示す除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫは、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの回転方向に沿って、転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫのさらに下流側に配置される。
かかる除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫは、ＬＥＤ（発光ダイオード）と、反射板とで構成されていることが好ましい。
また、ＬＥＤの代わりに、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源、蛍光灯等を用いることも好ましい。
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態において説明した画像形成装置を用いた画像形成方法である。
以下、第２の実施形態としての画像形成方法について、フルカラー画像形成装置を用いたフルカラー画像形成方法を例にとって、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
第２の実施形態は、第１の実施形態において説明した画像形成装置を用いた画像形成方法である。
以下、第２の実施形態としての画像形成方法について、フルカラー画像形成装置を用いたフルカラー画像形成方法を例にとって、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
まず、図２に示す画像形成装置１０のアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫを、矢印で示す方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転させた後、その表面を帯電手段１４Ｍ〜１４ＢＫによって所定電位に帯電させる。
次いで、露光手段１５Ｍ〜１５ＢＫにより、画像情報に応じて光変調されながら反射ミラー等を介して、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面を露光する。この露光により、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面に各色ごとの静電潜像が形成される。
次いで、これらの静電潜像に基づいて、現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫにより潜像現像が行われる。この現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫの内部にはそれぞれ各色（マゼンタ、シアン、イエロー及び黒色）の現像剤が収納されており、この現像剤がアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面の静電潜像に対応して付着することで、現像剤像が形成される。
また、記録紙は、所定の転写搬送経路に沿って、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ下部まで搬送される。このとき、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫと転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫとの間に、所定の転写バイアスを印加することにより、記録材上に現像剤像を転写することができる。
次いで、露光手段１５Ｍ〜１５ＢＫにより、画像情報に応じて光変調されながら反射ミラー等を介して、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面を露光する。この露光により、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの表面に各色ごとの静電潜像が形成される。
次いで、これらの静電潜像に基づいて、現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫにより潜像現像が行われる。この現像手段１１Ｍ〜１１ＢＫの内部にはそれぞれ各色（マゼンタ、シアン、イエロー及び黒色）の現像剤が収納されており、この現像剤がアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面の静電潜像に対応して付着することで、現像剤像が形成される。
また、記録紙は、所定の転写搬送経路に沿って、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ下部まで搬送される。このとき、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫと転写手段１６Ｍ〜１６ＢＫとの間に、所定の転写バイアスを印加することにより、記録材上に現像剤像を転写することができる。
次いで、現像剤像が転写された後の記録紙は、分離手段（図示せず）によってアモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面から分離され、搬送ベルト１５によって定着手段２０に搬送される。次いで、この定着手段２０によって、加熱、加圧処理されて表面に現像剤像が定着された後、排出ローラによって画像形成装置１０の外部に排出される。
一方、現像剤像転写後の像担持体１３Ｍ〜１３ＢＫはそのまま回転を続け、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面に残留した未転写現像剤が、クリーニング手段２３Ｍ〜２３ＢＫに備えられたクリーニングブレード２２Ｍ〜２２ＢＫによって掻き取られる。
また、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの感光層中における残留電荷は、除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫから照射される除電光によって除去される。
なお、本発明の画像形成方法であれば、第１の実施形態において詳述した所定のアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置を用いることから、解像度に優れた画像を、安定的に形成することができる。
一方、現像剤像転写後の像担持体１３Ｍ〜１３ＢＫはそのまま回転を続け、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫ表面に残留した未転写現像剤が、クリーニング手段２３Ｍ〜２３ＢＫに備えられたクリーニングブレード２２Ｍ〜２２ＢＫによって掻き取られる。
また、アモルファスシリコン感光体１３Ｍ〜１３ＢＫの感光層中における残留電荷は、除電手段２４Ｍ〜２４ＢＫから照射される除電光によって除去される。
なお、本発明の画像形成方法であれば、第１の実施形態において詳述した所定のアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置を用いることから、解像度に優れた画像を、安定的に形成することができる。
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。言うまでも無いが、以下の説明は本発明を例示するものであり、特に理由無く、本発明の範囲は以下の説明に限定されるものではない。
［参考例１］
１．アモルファスシリコン感光体の製造
グロー放電分解装置において、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を使用して、下記表１に示す条件にてアモルファスシリコン感光体を作成した。
１．アモルファスシリコン感光体の製造
グロー放電分解装置において、１３．５６ＭＨｚのＲＦ電力を使用して、下記表１に示す条件にてアモルファスシリコン感光体を作成した。
２．ソリッド明電位の測定
図２に示す画像形成装置にアモルファスシリコン感光体を搭載し、ソリッド明電位を測定した。
すなわち、現像手段を取り除いて、現像位置に電位プローブをセットし、ソリッド画像（ベタ画像）を形成する場合の、現像位置での表面電位を測定した。
なお、画像形成条件は、以下の通りとした。
表面電位：３００Ｖ
アモルファスシリコン感光体上の光量：０．９μＪ／ｃｍ２
感光体回転速度：１５０ｍｍ／ｓｅｃ
解像度 ６００ｄｐｉ
図２に示す画像形成装置にアモルファスシリコン感光体を搭載し、ソリッド明電位を測定した。
すなわち、現像手段を取り除いて、現像位置に電位プローブをセットし、ソリッド画像（ベタ画像）を形成する場合の、現像位置での表面電位を測定した。
なお、画像形成条件は、以下の通りとした。
表面電位：３００Ｖ
アモルファスシリコン感光体上の光量：０．９μＪ／ｃｍ２
感光体回転速度：１５０ｍｍ／ｓｅｃ
解像度 ６００ｄｐｉ
３．評価
（１）感光層の耐電圧の評価
感光層の耐電圧を接触式針耐圧法にて測定した。
すなわち、先端径φが０．５ｍｍである針電極の先端をアモルファスシリコン感光体の表面保護層に接触させ、電圧を１Ｖ間隔で印加して電流が流れ出す直前の電圧を耐電圧とした。
なお、耐電圧としては、正の電圧を印加して測定される正帯電の耐電圧と、負の電荷を印加して測定される負帯電の耐電圧と、の両方を測定した。
また、得られた測定結果を下記基準に沿って評価した。得られた結果を表２に示す。
○：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ以上の値であるとともに、正耐電圧の値が１５００Ｖ以上の値である。
×：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ未満の値であるか、あるいは正耐電圧の値が１５００Ｖ未満の値である。
（１）感光層の耐電圧の評価
感光層の耐電圧を接触式針耐圧法にて測定した。
すなわち、先端径φが０．５ｍｍである針電極の先端をアモルファスシリコン感光体の表面保護層に接触させ、電圧を１Ｖ間隔で印加して電流が流れ出す直前の電圧を耐電圧とした。
なお、耐電圧としては、正の電圧を印加して測定される正帯電の耐電圧と、負の電荷を印加して測定される負帯電の耐電圧と、の両方を測定した。
また、得られた測定結果を下記基準に沿って評価した。得られた結果を表２に示す。
○：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ以上の値であるとともに、正耐電圧の値が１５００Ｖ以上の値である。
×：負耐電圧の絶対値が８００Ｖ未満の値であるか、あるいは正耐電圧の値が１５００Ｖ未満の値である。
なお、上述した感光層の負耐電圧の測定値から、高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を算出した。
すなわち、高抵抗層の膜厚のみを振ったアモルファスシリコン感光体を複数製造し、それぞれのアモルファスシリコン感光体における感光層の負耐電圧における差と、高抵抗層における膜厚差と、から高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を算出した。得られた結果を表２に示す。
すなわち、高抵抗層の膜厚のみを振ったアモルファスシリコン感光体を複数製造し、それぞれのアモルファスシリコン感光体における感光層の負耐電圧における差と、高抵抗層における膜厚差と、から高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を算出した。得られた結果を表２に示す。
（２）解像度の評価
また、製造したアモルファスシリコン感光体を図２に示す画像形成装置に搭載し、入ドット面積率に対する出力ドット面積率の比の値（ドット面積率比）を求めた。
すなわち、５０％の印字パターンを印字したときの、感光体上のトナー像の面積を測定し、入力ドット面積率に対する出力ドット面積率の比の値（ドット面積率比）を画像解析により求めた。
また、得られた測定結果を下記基準に沿って評価した。得られた結果を表２に示す。
○：ドット面積率比の値が１２０以下の値である。
×：ドット面積率比の値が１２０を超えた値である。
また、製造したアモルファスシリコン感光体を図２に示す画像形成装置に搭載し、入ドット面積率に対する出力ドット面積率の比の値（ドット面積率比）を求めた。
すなわち、５０％の印字パターンを印字したときの、感光体上のトナー像の面積を測定し、入力ドット面積率に対する出力ドット面積率の比の値（ドット面積率比）を画像解析により求めた。
また、得られた測定結果を下記基準に沿って評価した。得られた結果を表２に示す。
○：ドット面積率比の値が１２０以下の値である。
×：ドット面積率比の値が１２０を超えた値である。
（３）画像濃度の評価
また、製造したアモルファスシリコン感光体を図２に示す画像形成装置に搭載し、画像濃度を測定した。
すなわち、通常環境（２０℃、６５％ＲＨ）にて、画像評価パターンを印字して、画像評価パターンであるソリッド画像濃度を、マクベス反射濃度計を用いて測定した。
○：画像濃度が、１．４以上の値である。
△：画像濃度が、１．２以上、１．４未満の値である。
×：画像濃度が、１．２未満の値である。
また、製造したアモルファスシリコン感光体を図２に示す画像形成装置に搭載し、画像濃度を測定した。
すなわち、通常環境（２０℃、６５％ＲＨ）にて、画像評価パターンを印字して、画像評価パターンであるソリッド画像濃度を、マクベス反射濃度計を用いて測定した。
○：画像濃度が、１．４以上の値である。
△：画像濃度が、１．２以上、１．４未満の値である。
×：画像濃度が、１．２未満の値である。
［実施例２〜４、参考例５及び比較例１〜１１］
実施例２〜４、参考例５及び比較例１〜１１は、アモルファスシリコン感光体を製造する際に、各ガス流量、ガス圧力、基板温度及びＲＦ電力を適宜調節したほかは、参考例１と同様に、それぞれアモルファスシリコン感光体を製造するとともに、評価した。それぞれのアモルファスシリコン感光体の構成、及び得られた評価結果を表２に示す。
実施例２〜４、参考例５及び比較例１〜１１は、アモルファスシリコン感光体を製造する際に、各ガス流量、ガス圧力、基板温度及びＲＦ電力を適宜調節したほかは、参考例１と同様に、それぞれアモルファスシリコン感光体を製造するとともに、評価した。それぞれのアモルファスシリコン感光体の構成、及び得られた評価結果を表２に示す。
本発明にかかる画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法によれば、基体上に所定の膜厚を有する高抵抗層等を形成するとともに、感光層のソリッド明電位の絶対値を所定の範囲とすることによって、所定構成の感光層を薄膜化した場合であっても、所定の耐電圧性を得ることができる一方で、感度特性についても安定的に保持することができるようになった。
その結果、所定構成の感光層を薄膜化した場合であっても、絶縁破壊の発生を抑制して、解像度に優れた画像を安定的に形成することができるようになった。
したがって、本発明の画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法は、複写機やプリンタ等の各種画像形成装置における画像特性の向上及び長寿命化に、著しく寄与することが期待される。
その結果、所定構成の感光層を薄膜化した場合であっても、絶縁破壊の発生を抑制して、解像度に優れた画像を安定的に形成することができるようになった。
したがって、本発明の画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法は、複写機やプリンタ等の各種画像形成装置における画像特性の向上及び長寿命化に、著しく寄与することが期待される。
１０：フルカラー画像形成装置、１１Ｍ〜１１ＢＫ：現像手段、１２Ｍ〜１２ＢＫ：現像ローラ、１３Ｍ〜１３ＢＫ：アモルファスシリコン感光体、１３ａ：表面保護層、１３ｂ：光導電層、１３ｃ：基体、１３ｄ：電荷注入阻止層、１３ｅ：高抵抗層、１４Ｍ〜１４ＢＫ：帯電手段、１５Ｍ〜１５ＢＫ：露光手段、１６Ｍ〜１６ＢＫ：転写手段、１８：給紙カセット、２０：定着手段、２１Ｍ〜２１ＢＫ：回転部材２２Ｍ〜２２ＢＫ：クリーニングブレード、２３Ｍ〜２３ＢＫ：クリーニング手段、２４Ｍ〜２４ＢＫ：除電手段
Claims (9)
- 基体上に、高抵抗層と、電荷注入阻止層と、光導電層と、表面保護層と、を順次積層してなる感光層を有するアモルファスシリコン感光体を搭載した画像形成装置であって、
前記高抵抗層の膜厚を２〜４μｍの範囲内の値とするとともに、
前記感光層の膜厚を１８〜２５μｍの範囲内の値とし、かつ、
前記感光層のソリッド明電位の絶対値を２０〜１００Ｖの範囲内の値とし、
前記表面保護層が、炭素原子を含有したアモルファスシリコンからなるとともに、前記炭素原子の含有量をＸ´´（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ´´（モル）とした場合に、（Ｘ´´／（Ｘ´´＋Ｙ´´））×１００（％）の値を６０〜９８％の範囲内の値とすることを特徴とする画像形成装置。 - 前記高抵抗層における単位膜厚当たりの負耐電圧を−４５０〜−２００Ｖ／μｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記高抵抗層が、窒素原子を含有したアモルファスシリコンからなるとともに、窒素原子の含有量をＸ（モル）とし、ケイ素原子の含有量をＹ（モル）とした場合に、（Ｘ／（Ｘ＋Ｙ））×１００（％）の値を１５〜５０％の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
- 前記電荷注入阻止層が、ホウ素原子を含有したアモルファスシリコンからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記表面保護層が、炭素原子を含有したアモルファスシリコンからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記電荷注入阻止層の膜厚を２〜１０μｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記光導電層の膜厚を１０〜２１μｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記表面保護層の膜厚を０．４〜２μｍの範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置を用いた画像形成方法。
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