JPH09325566A - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接触帯電部材を構成する磁性粒子が感光体に付
着することに起因する画像の劣化を防止する。 【解決手段】多極磁性体１０２と、磁性粉体からなる磁
気ブラシ層１０１によって接触帯電部材１００を構成す
る。帯電部材１００に電圧を印加し、磁気ブラシ層１０
１を介して感光体１０４を帯電する。帯電に際し、帯電
部材１００、感光体１０４を矢印方向に回転させる。帯
電部材１００の両端部近傍で、磁性粉体が帯電部材１０
０から感光体１０４に付着してしまう。帯電部材１００
の両端に補助電極１０５を配置し、電圧を印加する。こ
れにより、磁性粉体が感光体１０４に付着するのを静電
的に防止し、また、両補助電極１０５、１０５の間の磁
性粉体が、これらの外側に移動するのを機械的に防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性粉体によって
構成した磁気ブラシを被帯電体に接触させて帯電を行う
帯電装置および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザビームプリンタ等
の画像形成装置において、磁気ブラシからなる接触帯電
部材を利用して帯電を行う帯電装置が知られている。

【０００３】このものは、図９に示すように、例えば、
多極磁性体９０２−２の表面に、磁性粉体からなる磁気
ブラシ層９０２−１を担持して帯電部材（帯電磁気ブラ
シ）９０２を構成し、磁気ブラシ層９０２−１を感光体
（被帯電体）９０１表面に接触させるとともに帯電磁気
ブラシ９０２に帯電電圧を印加し、感光体９０１を所定
の電圧に帯電するものである。この帯電によると、磁性
粉体を介して感光体９０１に直接的に電荷を付与するた
め、帯電電圧を低く抑えられること、オゾンの発生がま
ったくないことなどの利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような電圧印加式の磁性粒子を磁気ブラシ層９０２−１
として用いた帯電部材９０２を感光体９０１の帯電手段
として利用した場合の問題点として、以下の点があげら
れる。

【０００５】特に感光体９０１の回転速度が速い場合
や、帯電電位と非帯電部との電位差が大きい場合に、帯
電部材９０２の耐久性が悪いことがあげられる。前述の
図９に示すように、磁気ブラシ層９０２−１を構成する
磁性粉体等のキャリヤ（以下「帯電キャリヤ」という）
が帯電工程等、感光体９０１の回転中に感光体表面へ移
動し、帯電効率が低下し、画像上では感光体９０１の回
転方向に濃度差が見られるようになる。特に、アモルフ
ァスシリコン感光体のように、高速で使用され、極めて
長い寿命を有する感光体を用いた画像形成装置において
は、帯電部材９０２の帯電キャリヤの減少により画質が
低下し、メンテナンスないし帯電部材９０２の交換をせ
ざるを得なくなってしまう。こうしたことはサービスコ
ストの増加を招き、メンテナンスフリー化を阻害すると
いった問題となる。

【０００６】さらに、耐久時の縦スジ（以下「まだらス
ジ」という）の問題がある。

【０００７】まだらスジの発生メカニズムとしては以下
のようなことが考えられる。

【０００８】それは、磁性体９０２−２と帯電キャリヤ
との磁気的吸引力に対し、感光体９０１の回転による摩
擦等の機械的力、磁気ブラシ層９０２−１と感光体表面
の非帯電部の電位差により生じる電界による電気的引力
等により帯電キャリヤが感光体９０１に移動し、そのい
くらかは現像器のスリーブ（現像スリーブ）９０６に磁
気的に吸引される。そして、耐刷枚数が増加するに従
い、現像スリーブ９０６に吸引される帯電キャリヤが増
加し、現像剤が感光体表面に現像される際の妨げとな
り、その結果まだらスジが発生するのである。

【０００９】特開昭５９−１３３５６９号公報では、感
光体の回転方向で帯電器の下流側にブレードを設けて上
記帯電キャリヤの再捕獲を行う機構が開示されている
が、上記のごとくメンテナンスフリー化の妨げになると
いう問題がある。また、特に表面硬度がそれほど高くな
い感光体においては、スリーブ部に補集された帯電キャ
リヤにより、感光体表面が研磨され、画質低下を招くこ
とがある。

【００１０】したがって、画像形成装置や電子写真画像
形成方法を設計する際に、上記のような問題が解決され
るように、画像形成装置用感光体の電子写真物性、機械
的耐久性など総合的な観点からの改良を図るとともに、
帯電部材、帯電装置、画像形成装置の一段の改良を図る
ことが必要とされている。

【００１１】なお、上述の磁性粉体が感光体に転移する
ことによる画像不良を防止するための一つの方策とし
て、感光体表面の磁性粉体を除去するための機構を設け
ることが考えられるが、これによると装置全体の大型化
を招いてしまう。

【００１２】そこで、本発明は、帯電部材を構成する磁
性粉体が被帯電体に付着することに起因する画質の低下
を、装置の大型化を招くことなく防止するようにした帯
電装置および画像形成装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、磁性体表面に磁性粉体を担
持させて接触帯電部材を構成し、前記磁性粉体を被帯電
体に接触させるとともに、前記接触帯電部材に電圧を印
加して前記被帯電体を帯電する帯電装置において、前記
磁性体と前記被帯電体との間に配置した補助電極と、該
補助電極に電圧を印加する電源と、を備える、ことを特
徴とする。

【００１４】この場合、前記補助電極を、前記接触帯電
部材の少なくとも一方の端部に配置することができる。

【００１５】また、前記補助電極を、前記磁性体を構成
する部材の抵抗値よりも高い抵抗値を有する部材によっ
て構成し、かつ前記補助電極の抵抗値を１×１０⁴ 〜１
×１０⁹ Ω・cmの範囲内に設定するとよい。

【００１６】さらに、前記補助部材を、前記磁性粉体と
前記被帯電体との間に形成される帯電ニップの両端部を
それぞれ閉鎖するように配置するとよい。

【００１７】次に、画像形成装置は、被帯電体と、上述
のいずれか記載の帯電装置と、該帯電装置によって帯電
された前記被帯電体を露光して静電潜像を形成する露光
装置と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像と
して現像する現像装置と、を備える構成とすることがで
きる。

【００１８】（作用）以上構成に基づき、例えば、接触
帯電部材の両端部に補助電極を設け、これに電圧をかけ
ることにより、第１に被帯電体に対する磁性粉体の付着
を静電的に防止することができ、第２に補助電極によっ
て両端部におけるキャリヤの逃げ道を遮断し、キャリヤ
の流出を機械的に防止することができる。これにより、
接触帯電部材の耐久性を向上させることができる。ま
た、画像形成装置においては、現像剤とともに磁性粉体
が静電潜像に付着されること、現像器中に磁性粉体が混
入して正規のトナー現像が妨げられること等による画質
の低下を防止することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２０】まず、画像形成装置およびその構成部材等
について説明する。 １．画像形成装置 画像形成装置は、従来の、原稿を複写するいわゆる複写
機のみならず、近年需要の伸びの著しいコンピュータ、
ワードプロセッサの出力手段としてのプリンタを加え広
く利用されている。こうしたプリンタは従来のオフィス
ユースのみならず、パーソナルユースが増大したため、
低コスト、メンテナンスフリーといった経済性が重視さ
れる。

【００２１】さらに、エコロジーの観点から、両面コピ
ー、再生紙利用等紙の消費低減、消費電力低減の省エネ
ルギー、オゾン量低減等近隣生物への影響対策が、経済
性と同様の重要度で求められている。

【００２２】従来の帯電方式の主流であったコロナ帯電
器は、５０〜１００μｍ程度の金属ワイヤーに５〜１０
ｋＶ程度の高電圧を印加し、雰囲気を電離し対向物に帯
電を付与する。その過程において、ワイヤー自身も汚れ
を吸着し、定期的な清掃、交換が必要となる。また、コ
ロナ放電に伴うオゾンの発生量も多い。

【００２３】省エネルギーに関しては、感光体ヒータの
問題もある。近年使用される電子写真感光体は、耐刷枚
数の増大を図るため表面硬度が高くなっており、繰り返
し使用により帯電器から発生するオゾンから派生するコ
ロナ生成物の影響で感光体表面が湿度に敏感となり水分
を吸着し易くなり、これが感光体表面の電荷の横流れの
原因となり、画像流れといわれる画像品質低下を引き起
こす欠点を有している。

【００２４】このような画像流れを防止するために、実
公平１−３４２０５号公報に記載されているようなヒー
タによる加熱や、特公平２−２３８５６号公報に記載さ
れているようなマグネットローラと磁性トナーから形成
されたブラシにより感光体表面を摺察しコロナ生成物を
取り除く方法、特開昭６１−１００７８０号公報に記載
されているような弾性ローラによる感光体表面の摺察で
コロナ生成物を取り除く方法等が用いられてきた。

【００２５】感光体表面を摺察する方法は、極めて硬度
の高いアモルファスシリコン感光体で使用されるが、装
置の小型化や低コスト化が困難な一因となる。また、ヒ
ータによる常時加熱は前述のように消費電力量の増大を
招く。こうしたヒータの容量は通常１５Ｗから８０Ｗ程
度と必ずしも大電力量といった印象を得ないが、夜間も
含め常時通電されているケースがほとんどであり、一日
あたりの消費電力量としては、画像形成装置全体の消費
電力の５〜１５％にも達する。

【００２６】また、本発明に類似する形態での外部ヒー
タ加熱方式、すなわち、特開昭５９−１１１１７９号公
報や特開昭６２−２７８７５７７号公報においても、感
光体の温度変動に伴う画像濃度不安定要素の改善につい
てはなんらの開示もない。

【００２７】また、こうした画像流れの元凶である前述
オゾンは、画像形成装置周囲の人や生物への影響があ
り、従来からオゾン除去フィルタで分解無害化して排出
していた。特にパーソナルユースの場合、排出オゾン量
は極力低減しなければならない。このように経済面から
も帯電時の発生オゾン量を大幅に低減する方式が求めら
れている。

【００２８】こうした状況から、新たな帯電部材、帯電
装置、画像形成装置としての発生オゾン量が皆無、ある
いは低減された帯電装置、除湿装置が求められている。 ２．帯電装置 前述の問題点を解決すべく、各種帯電装置が提案されて
いる。

【００２９】特開昭６３−２０８８７８号公報に記載さ
れているような接触帯電は、電圧を印加した帯電部材を
被帯電体に当接させて被帯電面を所用の電位に帯電する
もので、帯電部装置として広く利用されているコロナ帯
電装置に比べ、第１に、被帯電体面に所望の電位を得る
のに必要とされる印加電圧の低電圧化が図れること、第
２に、帯電過程で発生するオゾン量が無ないし極微量で
ありオゾン除去フィルタの必要性が無くなること、その
ため装置の排気系の構成が簡素化されること、メンテナ
ンスフリーであること、第３に、帯電過程において発生
したオゾン並びにオゾン生成物が被帯電体面である像担
持体、例えば感光体表面に付着し、コロナ生成物の影響
で感光体表面が湿度に敏感となり水分を吸着し易くなる
ことによる、表面の低抵抗化による画像流れを防止する
ため、終日行われている加熱ヒータによる除湿の必要性
がなくなること、そのため夜間通電等の電力消費の大幅
な低減が図れること、等の長所を有している。

【００３０】そこで例えば、画像形成装置（複写機、レ
ーザビームプリンタ）、静電記録装置等の画像形成装置
において、感光体、誘電体等の像担持体、その他の被帯
電体を帯電処理する手段としてコロナ放電装置に代わる
ものとして注目され、実用化されている。

【００３１】従来、接触帯電手段としては、ブレードや
シート状の固定式の帯電部材を被帯電体に当接させ、こ
れにバイアスを印加して帯電を行うものが周知である。

【００３２】図８にその一実施態様を示す。８０１は感
光ドラムであり、矢印Ａ方向（時計回り方向）に所定の
周速度（プロセススピード）にて回転駆動されるドラム
型の電子写真感光体である。８０２は接触帯電部材であ
り、電極８０２−１、およびその帯電面に形成した抵抗
層８０２−２とからなる。

【００３３】電極８０２−１は、通常、アルミニウム、
アルミニウム合金、真鍮、銅、鉄、ステンレス等の金属
や、樹脂、セラミック等の絶縁材料に導電処理、すなわ
ち、金属をコーティングしたり、導電性塗料を塗布した
りしたものを用いる。

【００３４】抵抗層８０２−２は、ポリプロピレン、ポ
リエチレン等の樹脂や、シリコンゴム、ウレタンゴム等
のエラストマーに、酸化チタン、炭素粉、金属粉等の導
電性フィラーを分散させたものが一般的に用いられる。

【００３５】この抵抗層８０２−１の抵抗値は、ＨＩＯ
ＫＩ社（メーカー）製のＭΩテスターで０．２５〜１ｋ
Ｖの印加電圧における測定にて、１×１０³ 〜１×１０
¹²Ω・cmなる抵抗を有する。

【００３６】８０３は帯電部材に対する電圧印加電源で
あり、この電源８０３により帯電開始電圧の２倍以上の
ピーク間電圧Ｖ_PPを有する振動電圧Ｖ_acと直流電圧Ｖ_dc
とを重畳した電圧（Ｖ_ac＋Ｖ_dc）が帯電部材８０２の電
極８０２−２に印加されて、回転駆動されている感光ド
ラム８０１の外周面が均一に帯電される。

【００３７】さらに、画像信号に応じて強度変調される
レーザビームプリンタ光８０５が走査されることによっ
て該感光ドラム上に静電潜像が形成される。

【００３８】この潜像は、現像剤が塗布された現像スリ
ーブ８０６によって顕画像化された後、転写材８０７上
に転写ローラ８０８を介して転写される。転写残トナー
は、クリーニングブレード８０９によって感光ドラム上
から除去されるとともに該転写像は、不図示の定着装置
によって定着された後、出力される。

【００３９】しかしながらこの方式では、感光ドラム８
０１と接触帯電部材８０２との直接接触、摩擦影響が大
きいため、長期の使用により接触帯電部材８０２がどう
しても摩耗し、定期的な交換が必要となる。近年画像形
成装置に広く用いられ始めたアモルファスシリコン感光
体は半永久的な寿命を有しており、接触帯電部材８０２
の交換は装置のメンテナンスフリーの律速となる問題で
あり、改善が強く求められていた。

【００４０】その解決策として、接触帯電部材のさまざ
まな改善といった進み方の中で、特開昭５９−１３３５
６９号公報等のように、磁性体と磁性粉体（あるいは粒
子）からなる磁気ブラシ状の接触帯電部材が像担持体に
接触、帯電を付与する機構の新方式が提案されている。

【００４１】図９（ａ）、（ｂ）にその一実施態様を示
す。９０１は像担持体である感光ドラムであり、矢印Ａ
方向（時計回り方向）に所定の周速度（プロセススピー
ド）にて回転駆動されるドラム型の電子写真感光体であ
る。９０２は帯電部材（磁気ブラシ）であり、多極磁性
体９０２−２およびその帯電面に磁性粉体により形成し
た磁気ブラシ層９０２−１とからなる。磁気ブラシ９０
２の正面から概略図を図９（ｂ）に示す。

【００４２】多極磁性体９０２−２は、通常、フェライ
ト磁石、ゴムマグネット等の磁性材料を用い、円筒状
の、いわゆるマグネットローラのごとく構成される。

【００４３】磁気ブラシ層９０２−１は、磁性酸化鉄
（フェライト）粉、マグネタイト粉、周知の磁性トナー
材等が一般的に用いられる。

【００４４】帯電部材９０２の抵抗値は、その使用され
る環境、高帯電効率、あるいは感光ドラム９０１の表面
層の耐圧特性等に応じて適宜選択されることが望まし
い。

【００４５】感光ドラム９０１と接触帯電部材９０２と
の最近接間隙は、磁気ブラシ層９０２−１の接触幅（以
下「帯電ニップ」という）を安定に制御するため、一定
の距離に安定的に設定される必要がある。この距離は、
５０〜２０００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは
１００〜１０００μｍである。

【００４６】９０３は帯電部材に対する電圧印加電源で
あり、この電源９０３により直流電圧Ｖ_dcが帯電部材の
多極磁性体９０２−２、磁気ブラシ層９０２−１に印加
されて、回転駆動されている感光ドラム９０１の外周面
が均一に帯電される。

【００４７】さらに、画像信号に応じて強度変調される
レーザビームプリンタ光９０５が走査されることによっ
て該感光ドラム上に静電潜像が形成される。この潜像
は、現像剤が塗布された現像スリーブ９０６によって顕
画像化された後、転写材９０７上に転写ローラ９０８を
介して転写される。転写残トナーは、クリーニングブレ
ード９０９によって感光ドラム上から除去されるととも
に該転写像は、不図示の定着装置によって定着された
後、出力される。

【００４８】前述方式により、感光ドラム９０１と接触
帯電部材９０２との接触性、摩擦性等の特性が向上し、
耐久劣化に対して機械的摩耗等の格段の向上が図られ
た。 ３．感光体 ［有機光導電体（ＯＰＣ）］好適な感光体の一形態であ
るＯＰＣ感光体について以下に述べる。図１１（ｅ）
は、本発明の画像形成装置用感光体の層構成を説明する
ための模式的構成図である。

【００４９】図１１（ｅ）に示す画像形成装置用ＯＰＣ
感光体１１００は、感光体用としての支持体１１０１の
上に、感光層１１０２が設けられている。該感光層１１
０２は電荷発生層１１０６、電荷輸送層１１０７からな
り、必要に応じて、保護層ないし表面層１１０４、およ
び支持体１１０１と電荷発生層１１０６との間に中間層
を設けて構成されている。

【００５０】用いられるＯＰＣ感光体、すなわち表面
層、光導電層、必要に応じて設けられる中間層、特にそ
の表面層は、前述接触帯電部材からの電荷注入を効率的
に受容し、該電荷を有効に保持することが必要である。
本出願人らは、高融点ポリエステル樹脂と硬化樹脂を混
成させた材料、特に表面層では、高融点ポリエステル樹
脂と硬化樹脂の混成材にＳｎＯ₂ など金属酸化物等の電
荷保持粒子を分散させた材料がそれぞれの樹脂成分の特
性を相乗的に作用させあい、こうした条件を満足するこ
とを見いだした。

【００５１】本発明の電子感光体の表面層、光導電層、
電荷輸送層および電荷発生層の形成に用いる樹脂成分に
ついて説明する。

【００５２】ポリエステルとは酸成分とアルコール成分
との結合ポリマーであり、ジカルボン酸とグリコールと
の縮合あるいはヒドロキシ安息香酸のヒドロキシ基とカ
ルボキシ基とを有する化合物の縮合によって得られる重
合体である。

【００５３】酸成分としてテレフタル酸、イソフタル
酸、ナフタレンジカルホン酸等の芳香族ジカルボン酸、
コハク酸、アジピン酸、セバチン酸等の脂肪族ジカルボ
ン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン
酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸等のオキシカルボン酸
等を用いることができる。

【００５４】グリコール成分としては、エチレングリコ
ール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコ
ール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンジメ
チロール、ポチエチレングリコール、ポリプロピレング
リコール等を使用することができる。

【００５５】なお、前記ポリエステル樹脂が実質的に線
状である範囲でペンタエリスリトール、ロリメチロール
プロパン、ピロメリット酸およびこられのエステル形成
誘導体等の多官能化合物を共重合させても良い。

【００５６】ポリエステル樹脂としては、高融点ポリエ
ステル樹脂が用いられる。

【００５７】高融点ポリエステル樹脂としては、オルソ
クロロフェノール中３６℃で測定した極限粘度が０．４
ｄｌ／ｇ以上、好ましくは、０．５ｄｌ／ｇ以上、さら
に好ましくは０．６５ｄｌ／ｇ以上のものが用いられ
る。

【００５８】好ましい高融点ポリエステル樹脂として
は、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂があげられ
る。ポリアルキレンテレフタレート系樹脂は酸成分とし
ては、テレフタール酸、グリコール成分として、アルキ
レングリコールから主としてなるものである。

【００５９】その具体例としては、テレフタル酸成分と
エチレングリコール成分とから主としてなるポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）、テレフタル酸成分１，４
−テトラメチレングリコール（１，４−ブチレングリコ
ール）成分とから主としてなるポリブチレンテレフタレ
ート（ＰＢＴ）、テレフタル酸成分とシクロヘキサンジ
メチロール成分とから主としてなるポリシクロヘキシル
ジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）等をあげることが
できる。他の好ましい高分子量ポリエステル樹脂として
は、ポリアルキレンナフタレート系樹脂を例示できる。
ポリアルキレンナフタレート系樹脂は酸成分としてナフ
タレンジカルボン酸成分とグリコール成分としてアルキ
レングリコール成分とから主としてなるものであって、
その具体例としては、ナフタレンジカルボン酸成分とエ
チレングリコール成分とから主としてなるポリエチレン
ナフタレート（ＰＥＮ）等をあげることができる。

【００６０】高融点ポリエステル樹脂としては、その融
点が好ましくは１６０°以上、特に好ましくは２００℃
以上のものである。

【００６１】ポリエステル樹脂の他に、アクリル樹脂を
使用しても良い。また、バインダとしては２官能アクリ
ル、６官能アクリル、ソフファゼン等が使用される。

【００６２】これらの樹脂は、比較的結晶性が高く、硬
化樹脂ポリマー鎖と高融点ポリマー鎖との相互の絡み合
いが均一かつ密になって、高耐久性の表面層を形成でき
るものと考えられる。低融点ポリエステル樹脂等の場合
には、結晶性が低いので、硬化樹脂ポリマー鎖との絡み
合いの程度が大きいところと小さいところが生じ、耐久
性が劣るものと考えられる。

【００６３】表面層には、ＳｎＯ₂ 等の電荷保持材を分
散させた物を用いた。使用条件等により適宜に選択され
た分散量を用い、抵抗値、帯電効率を制御されている。 ［アモルファスシリコン系感光体（ａ−Ｓｉ）］電子写
真において、感光体における感光層を形成する光導電材
料としては、高感度で、ＳＮ比［光電流（Ｉｐ）／暗電
流（Ｉｄ）］が高く、照射する電磁波のスペクトル特性
に適合した吸収スペクトルを有すること、光応答性が早
く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時において人体
に対して無害であること、等の特性が要求される。特
に、事務機としてオフィスで使用される画像形成装置内
に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合には、大量
に、かつ長期にわたり複写されることを考えると、画
質、画像濃度の長期安定性も重要な点である。

【００６４】このような点に優れた性質を示す光導電材
料に水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ：
Ｈ」という）があり、例えば、特公昭６０−３５０５９
号公報には画像形成装置用感光体としての応用が記載さ
れている。

【００６５】このような画像形成装置用感光体は、一般
的には、導電性支持体を５０〜４００℃に加熱し、該支
持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレー
ティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成す
る。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを
直流または高周波あるいはマイクロ法グロー放電によっ
て分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が
好適なものとして実用に付されている。

【００６６】また、特開昭５４−８３７４６号公報にお
いては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素とし
て含むａ−Ｓｉ（以下「ａ−Ｓｉ：Ｘ」という）光導電
層からなる画像形成装置用感光体が提案されている。当
該公報においては、ａ−Ｓｉにハロゲン原子を１〜４０
原子％含有させることにより、耐熱性が高く、画像形成
装置用感光体の光導電層として良好な電気的、光学的特
性を得ることができるとしている。

【００６７】また、特開昭５７−１１５５６号公報に、
ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導電部
材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光学
的、光導電的特性および耐湿性等の使用環境特性、さら
には経時的安定性について改善を図るため、シリコン原
子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層
上に、シリコン原子および炭素原子を含む非光導電性の
アモルファス材料で構成された表面障壁層を設ける技術
が記載されている。さらに、特開昭６０−６７９５１号
公報には、アモルファスシリコン、炭素、酸素およびフ
ッ素を含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層
する感光体についての技術が記載され、特開昭６２−１
６８１６１号公報には、表面層として、シリコン原子と
炭素原子と４１〜７０原子％の水素原子を構成要素とし
て含む非晶質材料を用いる技術が記載されている。

【００６８】さらに、特開昭６０−６７９５１号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素およびフッ素を
含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感
光体についての技術が記載され、特開昭６２−１６８１
６１号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原
子と４１〜７０原子％の水素原子を構成要素として含む
非晶質材料を用いる技術が記載されている。

【００６９】さらに、特開昭５７−１５８６５０号公報
には、水素を１０〜４０原子％含有し、赤外吸収スペク
トルの２１００cm^-1と２０００cm^-1の吸収ピークの吸収
係数比が０．２〜１．７であるａ−Ｓｉ：Ｈを光導電層
に用いることにより高感度で高抵抗な画像形成装置用感
光体が得られることが記載されている。

【００７０】一方、特開昭６０−９５５５１号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を３０〜４０℃に維持して帯
電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行う
ことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗
の低下とそれに伴って発生する画像流れを防止する技術
が開示されている。

【００７１】これらの技術により、画像形成装置用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性および使用環境特性
が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【００７２】画像形成装置用感光体は、導電性支持体
と、シリコン原子を母体とする非単結晶材料からなる光
導電層を有する感光層とから構成され、光導電層は１０
〜３０原子％の水素を含み、光吸収スペクタルの指数関
数裾（アーバックテイル）の特性エネルギーが５０〜６
０ｍｅＶであって、かつ局在状態密度が１×１０¹⁴〜１
×１０¹⁶cm^-3であることを特徴としている。

【００７３】上記したような構成をとるように設計され
た画像形成装置用感光体は、前記した諸問題点の全てを
解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電的特
性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す。

【００７４】一般的に、ａ−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップ
内には、Ｓｉ−Ｓｉ結合の構造的な乱れにもとづくテイ
ル（裾）準位と、Ｓｉの未結合手（ダングリングボン
ド）等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これ
らの準位は電子、正孔の捕獲、再結合中心として働き、
素子の特性を低下させる原因になることが知られてい
る。

【００７５】このようなバンドギャップ中の局在準位の
状態を測定する方法として、一般に深準位分光法、等温
容量過渡分光法、光熱偏向分光法、一定光電流法等が用
いられている。中でも一定光電流法［Ｃｏｎｓｔａｎｔ
ＰｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔＭｅｔｈｏｄ］（以下「Ｃ
ＰＭ」という）は、ａ−Ｓｉ：Ｈの局在準位に基づくサ
ブギャップ光吸収スペクトルを簡便に測定する方法とし
て有用である。

【００７６】ＣＰＭによって測定された光吸収スペクト
ルから求められる指数関数裾（アーバックテイル）の特
性エネルギー（以下「Ｅｕ」という）や局在状態密度
（以下「Ｄ．Ｏ．Ｓ」という）と感光体特性との相関を
種々の条件に渡って調べた結果、ＥｕおよびＤ．Ｏ．Ｓ
がａ−Ｓｉ感光体の温度特性や光メモリと密接な関係に
あることを見いだし、本発明を完成するに至った。

【００７７】ドラムヒータ等で感光体を加熱したときに
帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリヤ
（以下「熱励起キャリヤ」という）が帯電時の電界に引
かれてバンド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い局
在準位への捕獲、放出を繰り返しながら表面に走行し、
表面電荷を打ち消してしまうことがあげられる。このと
き、帯電器を通過する間に表面に到達する熱励起キャリ
ヤについては帯電能の低下にはほととんど影響がない
が、深い準位に捕獲された熱励起キャリヤは、帯電器を
通過した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために
温度特性として観測される。また、帯電器を通過した後
に熱励起された熱励起キャリヤも表面電荷を打ち消し帯
電能の低下を引き起こす。したがって、感光体の使用温
度領域における熱励起キャリヤの生成を抑え、なおかつ
該熱励起キャリヤの走行性を向上させることが温度特性
の向上のために必要である。

【００７８】さらに、光メモリはブランク露光や像露光
によって生じた光キャリヤがバンドギャップ内の局在準
位に捕獲され、光導電層内に該光キャリヤが残留するこ
とによって生じる。すなわち、ある複写行程において生
じた光キャリヤのうち光導電層内に残留した光キャリヤ
が、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電
界によって掃き出され、光の照射された部分の電位が他
の部分よりも低くなり、その結果画像上に濃淡が生じ
る。したがって、光キャリヤが光導電層内に残留するこ
となく、１回の複写行程で走行するように、光キャリヤ
の走行性を改善しなければならない。

【００７９】したがって、Ｅｕおよび特定のエネルギー
範囲のＤ．Ｏ．Ｓを制御することにより、熱励起キャリ
ヤの生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリヤや光キャ
リヤが局在準位に捕獲される割合を小さくすることがで
きるために上記キャリヤ（以下「電荷キャリヤ」とい
う）の走行性が著しく改善される。その結果、感光体の
使用温度領域での温度特性が飛躍的に改善され、同時に
光メモリの発生を抑制することができるために、感光体
の使用環境に対する安定性が向上し、ハーフトーンが鮮
明に出てかつ解像力の高い高品質の画像を安定して得る
ことができる。

【００８０】以下、図面に従って、本発明の光導電部材
について詳細に説明する。

【００８１】図１１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の画像形
成装置用感光体の層構成を説明するための模式的構成図
である。

【００８２】図１１（ａ）に示す画像形成装置用感光体
１１００は、感光体用としての支持体１１０１の上に、
感光層１１０２が設けられている。該感光層１１０２は
ａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層１
１０３で構成されている。

【００８３】図１１（ｂ）は、本発明の画像形成装置用
感光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。図１１（ｂ）に示す画像形成装置用感光体１１００
は、感光体用としての支持体１１０１の上に、感光層１
１０２が設けられている。該感光層１１０２はａ−Ｓ
ｉ：Ｈ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層１１０３
と、アモルファスシリコン系表面層１１０４とから構成
されている。

【００８４】図１１（ｃ）は、本発明の画像形成装置用
感光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。図１１（ｃ）に示す画像形成装置用感光体１１００
は、感光体用としての支持体１１０１の上に、感光層１
１０２が設けられている。該感光層１１０２はａ−Ｓ
ｉ：Ｈ、Ｘからなり光導電性を有する光導電層１１０３
と、アモルファスシリコン系表面層１１０４と、アモル
ファスシリコン系電荷注入阻止層１１０５とから構成さ
れている。

【００８５】図１１（ｄ）は、本発明の画像形成装置用
感光体のさらに他の層構成を説明するための模式的構成
図である。図１１（ｄ）に示す画像形成装置用感光体１
１００は、感光体用としての支持体１１０１の上に、感
光層１１０２が設けられている。該感光層１１０２は光
導電層１１０３を構成するａ−Ｓｉ：Ｈ、Ｘからなる電
荷発生層１１０６ならびに電荷輸送層１１０７と、アモ
ルファスシリコン系表面層１１０４とから構成されてい
る。 （支持体）使用される支持体としては、導電性であって
も電気絶縁性であっても良い。導電性支持体としては、
Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔ
ｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、
例えばステンレス等があげられる。また、ポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセ
テート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、
ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも
感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用い
ることができる。

【００８６】使用される支持体１１０１の形状は平滑表
面あるいは凹凸表面の円筒状または板状無端ベルト状で
あることができ、その厚さは、所望通りの画像形成装置
用感光体１１００を形成し得るように適宜決定するが、
画像形成装置用感光体１１００としての可撓性が要求さ
れる場合には、支持体１１０１としての機能が充分発揮
できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しか
しながら、支持体１１０１は製造上および取り扱い上、
機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。

【００８７】特にレーザ光などの可干渉性光を用いて像
記録を行う場合には、可視画像において現われる、いわ
ゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
ために、帯電キャリヤの減少が実質的にない範囲で支持
体１１０１の表面に凹凸を設けても良い。支持体１１０
１の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１５
６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２２
５８５４号公報に記載された公知の方法により作成され
る。

【００８８】また、レーザ光などの可干渉光を用いた場
合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
別の方法として、帯電キャリヤの減少が実質的にない範
囲で支持体１１０１の表面に複数の球状痕跡窪みによる
凹凸形状を設けても良い。すなわち、支持体１１０１の
表面が画像形成装置用感光体１１００に要求される解像
力よりも微少な凹凸を有し、しかも該凹凸は、複数の球
状痕跡窪みによるものである。支持体１１０１の表面に
設けられる複数の球状痕跡窪みによる凹凸は、特開昭６
１−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により
作成される。

【００８９】また、レーザ光等の可干渉光を用いた場合
の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消するさ
らに別の方法として、感光層１１０２内、あるいは該層
１１０２の下側に光吸収層等の干渉防止層あるいは領域
を設けても良い。 （光導電層）支持体１１０１上、必要に応じて下引き層
（不図示）上に形成され、感光層１１０２の一部を構成
する光導電層１１０３は真空堆積膜形成方法によって、
所望特性が得られるように適宜成膜パラメータの数値条
件が設定されて作成される。具体的には、例えばグロー
放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイク
ロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流放電
ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、イオン
プレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などの数々
の薄膜堆積法によって形成することができる。これらの
薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程度、
製造規模、作成される画像形成装置用感光体に所望され
る特性等の要因によって適宜選択されて採用されるが、
所望の特性を有する画像形成装置用感光体を製造するに
当たっての条件の制御が比較的容易であることからグロ
ー放電法、特にＲＦ帯またはＶＨＦ帯の電源周波数を用
いた高周波グロー放電法が好適である。

【００９０】グロー放電法によって光導電層１１０３を
形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給
し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給
し得るＨ供給用の原料ガスおよび／またはハロゲン原子
（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、内部を減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位
置に設定されてある所定の支持体１１０１上にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ、Ｘからなる層を形成すれば良い。

【００９１】また、光導電層１１０３中に水素原子およ
び／またはハロゲン原子が含有されることが必要である
が、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の
向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるた
めに必須不可欠であるからである。よって水素原子また
はハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロゲン原
子の和の量はシリコン原子と水素原子および／またはハ
ロゲン原子の和に対して１０〜３０原子％、より好まし
くは１５〜２５原子％とされのが望ましい。

【００９２】Ｓｉ供給用ガスとなり得る物質としては、
ＳｉＨ₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀等のガ
ス状態の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）
が有効に使用されるものとしてあげられ、さらに層作成
時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ
₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ が好ましいものとしてあげられる。

【００９３】そして、形成される光導電層１１０３中に
水素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御
を一層容易になるように図り、これらのガスにさらにＨ
₂ および／またはＨｅあるいは水素原子を含む珪素化合
物のガスも所望量混合して層形成することが必要であ
る。また、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複
数種混合しても差し支えない。

【００９４】また、ハロゲン原子供給用の原料ガスとし
て有効なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハ
ロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換された
シラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン
化合物が好ましくあげられる。また、さらにはシリコン
原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたは
ガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素珪素化合物も有
効なものとしてあげることができる。本発明において好
適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的にはフ
ッ素ガス（Ｆ₂ ）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃ 、ＢｒＦ
₃ 、ＢｒＦ₅ 、ＩＦ₃ 、ＩＦ₇ 等のハロゲン間化合物を
あげることができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、
いわゆるハロゲン原子で置換されたシラン誘導体として
は、具体的には、例えばＳｉＦ₄ 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 等のフッ
化珪素が好ましいものとしてあげることができる。

【００９５】光導電層１１０３中に含有される水素原子
および／またはハロゲン原子の量を制御するには、例え
ば支持体１１０１の温度、水素原子および／またはハロ
ゲン原子を含有させるために使用される原料物質の反応
容器内へ導入する量、放電電力等を制御すれば良い。

【００９６】光導電層１１０３には必要に応じて伝導性
を制御する原子を含有させることが好ましい。伝導性を
制御する原子は、光導電層１１０３中に万遍なく均一に
分布した状態で含有されても良いし、あるいは層厚方向
には不均一な分布状態で含有している部分があっても良
い。

【００９７】前記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物をあげることができ、
ｐ型伝導性を与える周期律表III ｂ族に属する原子（以
後「第III ｂ族原子」という）またはｎ型伝導特性を与
える周期律表Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族原
子」という）を用いることができる。

【００９８】第III ｂ族原子としては、具体的には、硼
素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、
インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特に
Ｂ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、
具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適
である。

【００９９】光導電層１１０３に含有される伝導性を制
御する原子の含有量としては、好ましくは１×１０^-2〜
１×１０⁴ 原子ｐｐｍ、より好ましくは５×１０^-2〜５
×１０³ 原子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０³
原子ｐｐｍとされるのが望ましい。

【０１００】伝導性を制御する原子、例えば、第III ｂ
族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構造的に導入するには、
層形成の際に、第III ｂ族原子導入用の原料物質あるい
は第Ｖｂ族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器
中に、光導電層１１０３を形成するための他のガスとと
もに導入してやれば良い。第III ｂ族原子導入用の原料
物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質となり得る
ものとしては、常温常圧でガス状のまたは、少なくとも
層形成条件下で容易にガス化し得るものが採用されるの
が望ましい。

【０１０１】そのような第III ｂ族原子導入用の原料物
質として具体的には、硼素原子導入用としては、Ｂ₂ Ｈ
₆ 、Ｂ₄ Ｈ₁₀、Ｂ₅ Ｈ₉ 、Ｂ₅ Ｈ₁₁、Ｂ₆ Ｈ₁₀、Ｂ₆ Ｈ
₁₂、Ｂ₆ Ｈ₁₄等の水素化硼素、ＢＦ₃ 、ＢＣｌ₃ 、ＢＢ
ｒ₃ 等のハロゲン化硼素等があげられる。この他、Ａｌ
Ｃｌ₃ 、ＧａＣｌ₃ 、Ｇａ（ＣＨ₃ ）₃ 、ＩｎＣｌ₃、
ＴｌＣｌ₃ 等もあげることができる。

【０１０２】第Ｖｂ族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、ＰＨ₃ 、Ｐ
₂ Ｈ₄ 、等の水素化燐、ＰＨ₄ Ｉ、ＰＦ₃ 、ＰＦ₅ 、Ｐ
Ｃｌ₃ 、ＰＣｌ₅ 、ＰＢｒ₃ 、ＰＢｒ₅ 、ＰＩ₃ 等のハ
ロゲン化燐があげられる。この他、ＡｓＨ₃ 、ＡｓＦ
₃ 、ＡｓＣｌ₃ 、ＡｓＢｒ₃ 、ＡｓＦ₅ 、ＳｂＨ₃ 、Ｓ
ｂＦ₃ 、ＳｂＦ₅ 、ＳｂＣｌ₃ 、ＳｂＣｌ₅ 、ＢｉＨ
₃ 、ＢｉＣｌ₃ 、ＢｉＢｒ₃ 等の第Ｖｂ族原子導入用の
出発物質の有効なものとしてあげることができる。

【０１０３】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてＨ₂ および／またはＨｅに
より希釈して使用してもよい。

【０１０４】さらに本発明においては、光導電層１１０
３に炭素原子および／または酸素原子および／または窒
素原子を含有させることも有効である。炭素原子および
／または酸素原子／およびまたは窒素原子の含有量はシ
リコン原子、炭素原子、酸素原子および窒素原子の和に
対して好ましくは１×１０^-5〜１０原子％、より好まし
くは１×１０^-4〜８原子％、最適には１×１０^-3〜５原
子％が望ましい。炭素原子および／または酸素原子およ
び／または窒素原子は、光導電層中に万遍なく均一に含
有されても良いし、光導電層の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布をもたせた部分があっても良
い。

【０１０５】光導電層１１０３の層厚は所望の電子写真
特性が得られることおよび経済的効果等の点から適宜所
望にしたがって決定され、好ましくは２０〜５０μｍ、
より好ましくは２３〜４５μｍ、最適には２５〜４０μ
ｍとされるのが望ましい。

【０１０６】所望の膜特性を有する光導電層１１０３を
形成するには、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合
比、反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体温度
を適宜設定することが必要である。

【０１０７】希釈ガスとして使用するＨ₂ および／また
はＨｅの流量は、層設計に従って適宜最適範囲が選択さ
れるが、Ｓｉ供給用ガスに対しＨ₂ および／またはＨｅ
を、通常の場合３〜２０倍、好ましくは４〜１５倍、最
適には５〜１０倍の範囲に制御することが望ましい。

【０１０８】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１０^-4
〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-3〜５Ｔｏｒｒ、
最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好ましい。

【０１０９】放電電力もまた同様に層設計に従って適宜
最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対
する放電電力を、通常の場合２〜７倍、好ましくは２．
５〜６倍、最適には３〜５倍の範囲に設定することが望
ましい。

【０１１０】さらに、支持体１１０１の温度は、層設計
に従って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好
ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３
３０℃、最適には２５０〜３１０℃とするのが望まし
い。

【０１１１】光導電層１１０３を形成するための支持体
温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が
あげられるが、条件は通常は独立的に別々に決められる
ものではなく、所望の特性を有する感光体を形成すべく
相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが
望ましい。 （表面層）上述のようにして支持体１１０１上に形成さ
れ光導電層１１０３の上に、さらにアモルファスシリコ
ン系の表面層１１０４を形成することが好ましい。この
表面層１１０４は自由表面１１０４ａを有し、主に耐湿
性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特
性、耐久性において本発明の目的を達成するために設け
られる。

【０１１２】また、感光層１１０２を構成する光導電層
１１０３と表面層１１０４とを形成する非晶質材料の各
々がシリコン原子という共通の構成要素を有しているの
で、積層界面において化学的な安定性の確保が十分なさ
れている。

【０１１３】表面層１１０４は、アモルファスシリコン
系の材料であればいずれの材質でも可能であるが、例え
ば、水素原子（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）
を含有し、さらに炭素原子を含有するアモルファスシリ
コン（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ、Ｘ」という）、水素原子
（Ｈ）および／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さ
らに酸素原子を含有するアモルファスシリコン（以下
「ａ−ＳｉＯ：Ｈ、Ｘ」という）、水素原子（Ｈ）およ
び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに窒素原
子を含有するアモルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈ、Ｘ」という）、水素原子（Ｈ）および／または
ハロゲン原子（Ｘ）を含有し、さらに炭素原子、酸素原
子、窒素原子の少なくとも一つを含有するアモルファス
シリコン（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ、Ｘ」という）等
の材料が好適に用いられる。

【０１１４】表面層１１０４は真空堆積膜形成方法によ
って、所望特性が得られるように適宜成膜パラメータの
数値条件が設定されて作成される。具体的には、例えば
グロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法または
マイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直
流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法など
の数々の薄膜堆積法によって形成することができる。こ
れらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷
程度、製造規模、作成される画像形成装置用感光体に所
望される特性等の要因によって適宜選択されて採用され
るが、感光体の生産性から光導電層と同等の堆積法によ
ることが好ましい。

【０１１５】例えば、グロー放電法によってａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ、Ｘからなる表面層１１０４を形成するには、基
本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得るＳｉ供給用
の原料ガスと、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ供給用の
原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の原
料ガスおよび／またはハロゲン原子（Ｘ）を供給し得る
Ｘ供給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内
に所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放
電を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導
電層１１０３を形成した支持体１１０１上にａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ、Ｘからなる層を形成すれば良い。

【０１１６】表面層１１０４の材質としてはシリコンを
含有するアモルファス材料ならばいずれでも良いが、炭
素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なくとも一つ含む
シリコン原子との化合物が好ましく、特にａ−ＳｉＣを
主成分としたものが好ましい。

【０１１７】表面層１１０４をａ−ＳｉＣを主成分とし
て構成する場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の
和に対して３０〜９０％の範囲が好ましい。

【０１１８】また、表面層１１０４中に水素原子および
／またはハロゲン原子が含有されることが必要である
が、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の
向上、特に光導電性特性および電荷保持特性を向上させ
るために必須不可欠である。水素含有量は、構成原子の
総量に対して通常の場合、３０〜７０原子％、好適には
３５〜６５原子％、最適には４０〜６０原子％とするの
が望ましい。また、フッ素原子の含有量として、通常の
場合は０．０１〜１５原子％、好適には０．１〜１０原
子％最適には０．６〜４原子％とされるのが望ましい。

【０１１９】これらの水素および／またはフッ素含有量
の範囲内で形成される感光体は、実際面において従来に
ない格段に優れたものとして充分適用させ得られるもの
である。すなわち、表面層１１０４内に存在する欠陥
（主にシリコン原子や炭素原子のダングリングボンド）
は画像形成装置用感光体としての特性に悪影響を及ぼす
ことが知られている。例えば自由表面１１０４ａから光
導電層への電荷の注入による帯電特性の劣化、使用環
境、例えば高い湿度のもので表面構造が変化することに
より帯電特性の変動、例えば高い湿度のもとで表面構造
が変化することによる帯電特性の変動、さらにコロナ帯
電時や光照射時に光導電層１１０３による表面層１１０
４に電荷が注入され、前記表面層１１０４内の欠陥に電
荷がトラップされることにより繰り返し使用時の残像現
象の発生等がこの悪影響としてあげられる。

【０１２０】しかしなが表面層１１０４内の水素含有量
を３０原子％以上に制御することで表面層１１０４内の
欠陥が大幅に減少し、その結果、従来に比べて電気的特
性面および高速連続使用性において飛躍的な向上を図る
ことができる。

【０１２１】一方、前記表面層１１０４中の水素含有量
が７１原子％以上になると表面層１１０４の硬度が低下
するために、繰り返し使用に耐えられなくなる。したが
って、表面層１１０４中の水素含有量を前記の範囲内に
制御することが格段に優れた所望の電子写真特性を得る
上で非常に重要な因子の一つである。表面層１１０４中
の水素含有量は、Ｈ₂ ガスの流量、支持体温度、放電パ
ワー、ガス圧等によって制御し得る。

【０１２２】また、表面層１１０４中のフッ素含有量を
０．０１原子％以上の範囲に制御することで表面層１１
０４内のシリコン原子と炭素原子の結合の発生をより効
果的に達成することが可能となる。さらに、表面層１１
０４中のフッ素原子の働きとして、コロナ等のダメージ
によるシリコン原子と炭素原子の結合の切断を効果的に
防止することができる。

【０１２３】一方、表面層１１０４中のフッ素含有量が
１５原子％を超えると表面層１１０４内のシリコン原子
と炭素原子の結合の発生の効果およびシリコン原子と炭
素原子の結合の切断を防止する効果がほとんど認められ
なくなる。さらに過剰のフッ素原子が表面層１１０４中
のキャリヤの走行性を阻害するため、残留電位や画像メ
モリが顕著に認められてくる。したがって、表面層１１
０４中のフッ素含有量を前記範囲内に制御することが所
望の電子写真特性を得る上で重要な因子の一つである。
表面層１１０４中のフッ素含有量は、水素含有量と同様
にＨ₂ ガスの流量、支持体温度、放電パワー、ガス圧等
によって制御し得る。

【０１２４】本発明の表面層１１０４の形成において使
用されるシリコン（Ｓｉ）供給用ガスとなり得る物質と
しては、ＳｉＨ₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈ 、Ｓｉ₄ Ｈ
₁₀等のガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素（シ
ラン類）が有効に使用されるものとしてあげられ、さら
に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点
でＳｉＨ₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ が好ましいものとしてあげられ
る。また、これらのＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じ
てＨ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用
しても良い。

【０１２５】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
ＣＨ₄ 、Ｃ₂ Ｈ₆ 、Ｃ₃ Ｈ₈ 、Ｃ₄Ｈ₁₀等のガス状態
の、またはガス化し得る炭素水素が有効に使用されるも
のとしてあげられ、さらに層作成時の取り扱い易さ、Ｃ
供給効率の良さ等の点でＣＨ₄、Ｃ₂ Ｈ₆ が好ましいも
のとしてあげられる。また、これらのＣ供給用の原料ガ
スを必要に応じてＨ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスによ
り希釈して使用しても良い。

【０１２６】窒素または酸素供給ガスとなり得る物質と
しては、ＮＨ₃ 、ＮＯ、Ｎ₂ Ｏ、ＮＯ₂ 、Ｈ₂ Ｏ、Ｏ
₂ 、ＣＯ、ＣＯ₂ 、Ｎ₂ 等のガス状態の、またはガス化
し得る化合物が有効に使用されるものとしてあげられ
る。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスを必要
に応じてＨ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈し
て使用しても良い。

【０１２７】また、形成される表面層１１０４中に導入
される水素原子の導入割合の制御を一層容易になるよう
に図るために、これらのガスにさらに水素ガスまたは水
素原子を含む珪素化合物のガスも所望量混合して層形成
することが好ましい。また、各ガスは単独種のみでなく
所定の混合比で複数種混合しても差し支えないものであ
る。

【０１２８】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効
なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン
を含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン
誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物
が好ましくあげられる。また、さらにはシリコン原子と
ハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたはガス化
し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効な
ものとしてあげることができる。

【０１２９】本発明において好適に使用し得るハロゲン
化合物としては、具体的にはフッ素ガス（Ｆ₂ ）、Ｂｒ
Ｆ、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃ 、ＢｒＦ₃ 、ＢｒＦ₅ 、ＩＦ₃ 、
ＩＦ₇ 等のハロゲン間化合物をあげることができる。ハ
ロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で
置換されたシラン誘導体としては、具体的には、例えば
ＳｉＦ₄ 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 等のフッ化珪素が好ましいものと
してあげることができる。

【０１３０】表面層１１０４中に含有される水素原子お
よび／またはハロゲン原子の量を制御するには、例えば
支持体１１０１の温度、水素原子および／またはハロゲ
ン原子を含有させるために使用される原料物質の反応容
器内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。

【０１３１】炭素原子および／または酸素原子および／
または窒素原子は、表面層１１０４中に万遍なく均一に
含有されても良いし、表面層１１０４の層厚方向に含有
量が変化するような不均一な分布を持たせた部分があっ
ても良い。

【０１３２】さらに本発明においては、表面層１１０４
には必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させるこ
とが好ましい。伝導性を制御する原子は、表面層１１０
４中に万遍なく均一に分布した状態で含有されても良い
し、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有して
いる部分があっても良い。

【０１３３】前記の伝導性を制御する原子としては、半
導体分野における、いわゆる不純物をあげることがで
き、ｐ型伝導性を与える周期律表III ｂ族に属する原子
（以下「第III ｂ族原子」という）またはｎ型伝導特性
を与える周期律表Ｖｂ族に属する原子（以下「第Ｖｂ族
原子」という）を用いることができる。

【０１３４】第III ｂ族原子としては、具体的には、硼
素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、
インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特に
Ｂ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖｂ族原子としては、
具体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適
である。

【０１３５】表面層１１０４に含有される伝導性を制御
する原子の含有量としては、好ましくは１×１０^-3〜１
×１０³ 原子ｐｐｍ、より好ましくは１×１０^-2〜５×
１０² 原子ｐｐｍ、最適には１×１０^-1〜１×１０² 原
子ｐｐｍとされるのが望ましい。伝導性を制御する原
子、例えば、第III ｂ族原子あるいは第Ｖｂ族原子を構
造的に導入するには、層形成の際に、第III ｂ族原子導
入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の原料物質
をガス状態で反応容器中に、表面層１１０４を形成する
ための他のガスとともに導入してやれば良い。第III ｂ
族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用の
原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状の
または、少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得る
ものが採用されるのが望ましい。そのような第III ｂ族
原子導入用の原料物質として具体的には、硼素原子導入
用としては、Ｂ₂ Ｈ₆ 、Ｂ₄ Ｈ₁₀、Ｂ₅ Ｈ₉ 、Ｂ₅
Ｈ₁₁、Ｂ₆ Ｈ₁₀、Ｂ₆ Ｈ₁₂、Ｂ₆ Ｈ₁₄等の水素化硼素、
ＢＦ₃ 、ＢＣｌ₃ 、ＢＢｒ₃ 等のハロゲン化硼素等があ
げられる。この他、ＡｌＣｌ₃ 、ＧａＣｌ₃ 、Ｇａ（Ｃ
Ｈ₃ ）₃ 、ＩｎＣｌ₃ 、ＴｌＣｌ₃ 等もあげることがで
きる。

【０１３６】第Ｖｂ族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としては、ＰＨ₃ 、Ｐ
₂ Ｈ₄ 、等の水素化燐、ＰＨ₄ Ｉ、ＰＦ₃ 、ＰＦ₅ 、Ｐ
Ｃｌ₃ 、ＰＣｌ₅ 、ＰＢｒ₃ 、ＰＢｒ₅ 、ＰＩ₃ 等のハ
ロゲン化燐があげられる。この他、ＡｓＨ₃ 、ＡｓＦ
₃ 、ＡｓＣｌ₃ 、ＡｓＢｒ₃ 、ＡｓＦ₅ 、ＳｂＨ₃ 、Ｓ
ｂＦ₃ 、ＳｂＦ₅ 、ＳｂＣｌ₃ 、ＳｂＣｌ₅ 、ＢｉＨ
₃ 、ＢｉＣｌ₃ 、ＢｉＢｒ₃ 等の第Ｖｂ族原子導入用の
出発物質の有効なものとしてあげることができる。

【０１３７】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてＨ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等
のガスにより希釈して使用してもよい。

【０１３８】表面層１１０４の層厚としては、通常０．
０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適には
０．１〜１μｍとされるのが望ましいものである。層厚
が０．０１μｍよりも薄いと感光体を使用中に摩耗等の
理由により表面層１１０４が失われてしまい、３μｍを
超えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみら
れる。

【０１３９】表面層１１０４は、その要求される特性が
所望通りに与えられるように注意深く形成される。すな
わち、Ｓｉ、Ｃおよび／またはＮおよび／またはＯ、Ｈ
および／またはＸを構成要素とする物質はその形成条件
によって構造的には結晶からアモルファスシリコンまで
の形態を取り、電気物性的には導電性から半導体性、絶
縁性までの間の性質を、また、光導電的性質から非光導
電的性質までの間の性質を各々示すので、本発明におい
ては、目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成さ
れるように、所望に従ってその形成条件の選択が厳密に
なされる。

【０１４０】例えば、表面層１１０４を耐圧性の向上を
主な目的として設けるには、使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。

【０１４１】また、連続繰り返し使用特性や使用環境特
性の向上を主たる目的として表面層１１０４が設けられ
る場合には、上記の電気絶縁性の度合いはある程度緩和
され、照射される光に対してある程度の感度を有する非
単結晶材料として形成される。

【０１４２】さらに、帯電機構においては、表面層１１
０４の低抵抗による画像流れを防止し、あるいは残留電
位等の影響を防止するために、一方では帯電効率を良好
にするために、層作成に際して、その抵抗値を適宜に制
御することが好ましい。

【０１４３】目的を達成し得る特性を有する表面層１１
０４を形成するには、支持体１１０１の温度、反応容器
内のガス圧を所望に従って、適宜設定する必要がある。

【０１４４】支持体１１０１の温度（Ｔｓ）は、層設計
に従って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好
ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３
３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望まし
い。

【０１４５】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１０^-4
〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-3〜５Ｔｏｒｒ、
最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好ましい。

【０１４６】表面層１１０１を形成するための支持体温
度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲があ
げられるが、条件は通常は独立的に別々に決められるも
のではなく、所望の特性を有する感光体を形成すべく相
互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望
ましい。

【０１４７】さらに光導電層１１０３と表面層１１０４
の間に、炭素原子、酸素原子、窒素原子の含有量を表面
層１１０４より減らしたブラッキング層（下部表面層）
を設けることも帯電能等の特性をさらに向上させるため
には有効である。

【０１４８】また、表面層１１０４と光導電層１１０３
との間に炭素原子および／または酸素原子および／また
は窒素原子の含有量が光導電層１１０３に向かって減少
するように変化する領域を設けても良い。これにより表
面層１１０４と光導電層１１０３の密着性を向上させ、
界面での光の反射による干渉の影響をより少なくするこ
とができる。 （電荷注入阻止層）画像形成装置用感光体においては、
導電性支持体１１０１と光導電層１１０３との間に、導
電性支持体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電
荷注入阻止層１１０５を設けるのが一層効果的である。
すなわち、電荷注入阻止層１１０５は感光層１１０２が
一定極性の帯電処理をその自由表面１１０４ａに受けた
際、支持体側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻
止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際には
そのような機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を
有している。そのような機能を付与するために、電荷注
入阻止層１１０５には伝導性を制御する原子を光導電層
１１０３に比べ比較的多く含有させる。

【０１４９】該層に含有される伝導性を制御する原子
は、該層中に万遍なく均一に分布されても良いし、ある
いは層厚方向には万遍なく含有されてはいるが、不均一
に分布する状態で含有している部分があってもよい。分
布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く分布するよ
うに含有させるのが好適である。

【０１５０】しかしながら、いずれの場合にも支持体１
１０１の表面と平行面内方向においては、均一な分布で
万遍なく含有されることが面内方向における特性の均一
化を図る点からも必要である。

【０１５１】電荷注入阻止層１１０５に含有される伝導
性を制御する原子としては、半導体分野における、いわ
ゆる不純物をあげることができ、ｐ型伝導性を与える周
期律表III 族に属する原子（以下「第III 族原子」とい
う）またはｎ型伝導特性を与える周期律表Ｖ族に属する
原子（以下「第Ｖ族原子」という）を用いることができ
る。

【０１５２】第III 族原子としては、具体的には、硼素
（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）等があり、特に
Ｂ、Ａｌ、Ｇａが好適である。第Ｖ族原子としては、具
体的には燐（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓ
ｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適
である。

【０１５３】電荷注入阻止層１１０５中に含有される伝
導性を制御する原子の含有量としては、本発明の目的が
効果的に達成できるように所望に従って適宜決定される
が、好ましくは１０〜１×１０⁴ 原子ｐｐｍ、より好適
には５０〜５×１０³ 原子ｐｐｍ、最適には１×１０²
〜１×１０³ 原子ｐｐｍとされるのが望ましい。

【０１５４】さらに、電荷注入阻止層１１０５には、炭
素原子、窒素原子および酸素原子の少なくとも一種を含
有させることによって、該電荷注入阻止層１１０５に直
接接触して設けられる他の層との間の密着性の向上をよ
り一層図ることができる。

【０１５５】該層に含有される炭素原子または窒素原子
または酸素原子は該層中に万遍なく均一に分布されても
良いし、あるいは層厚方向には万遍なく含有されてはい
るが、不均一に分布する状態で含有している部分があっ
ても良い。しかしながら、いずれの場合にも支持体１１
０１の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万
遍なく含有されることが面内方向における特性の均一化
を図る点からも必要である。

【０１５６】電荷注入阻止層１１０５の全層領域に含有
される炭素原子および／または窒素原子および／または
酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達成され
るように適宜決定されるが、一種の場合はその量とし
て、二種以上の場合はその総和として、好ましくは１×
１０^-3〜５０原子％、より好適には５×１０^-3〜３０原
子％、最適に１×１０^-2〜１０原子％とされるのが望ま
しい。

【０１５７】また、電荷注入阻止層１１０５に含有され
る水素原子および／またはハロゲン原子は層内に存在す
る未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注
入阻止層１１０５中の水素原子またはハロゲン原子ある
いは水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には
１〜５０原子％、より好適には５〜４０原子％、最適に
は１０〜３０％とするのが望ましい。

【０１５８】電荷注入阻止層１１０５の層厚は所望の電
子写真特性が得られること、および経済的効果等の点か
ら好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜
４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが望まし
い。

【０１５９】電荷注入阻止層１１０５を形成するには、
前述の光導電層１１０３を形成する方法と同様の真空堆
積法が採用される。

【０１６０】目的を達成し得る特性を有する電荷注入阻
止層１１０５を形成するには、光導電層１１０３と同様
にＳｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内
のガス圧、放電電力ならびに支持体１１０１のを適宜設
定することが必要である。

【０１６１】希釈ガスであるＨ₂ および／またはＨｅの
流量は、層設計に従って適宜最適範囲が選択されるが、
Ｓｉ供給用ガスに対しＨ₂ および／またはＨｅを、通常
の場合１〜２０倍、好ましくは３〜１５倍、最適には５
〜１０倍の範囲に制御することが望ましい。

【０１６２】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜範囲が選択されるが、通常の場合、１×１０^-4〜
１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-3〜５Ｔｏｒｒ、最
適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好ましい。

【０１６３】放電電力もまた同様に層設計に従って適宜
最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量に対
する放電電力を、通常の場合１〜７倍、好ましくは２〜
６倍、最適には３〜５倍の範囲に設定することが望まし
い。

【０１６４】さらに、支持体１１０１の温度は、層設計
に従って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好
ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３０〜３
３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望まし
い。

【０１６５】電荷注入阻止層１１０５を形成するための
希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、支持体温度の望
ましい数値範囲として前記した範囲があげられるが、こ
れらの層作成ファクターは通常は独立的に別々に決めら
れるものではなく、所望の特性を有する表面層１１０４
を形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて各層作
成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。

【０１６６】このほかに、画像形成装置用感光体におい
ては、感光層１１０２の前記支持体１１０１側に、少な
くともアルミニウム原子、シリコン原子、水素原子およ
び／またはハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態
で含有する層領域を有することが望ましい。

【０１６７】また、画像形成装置用感光体においては、
支持体１１０１と光導電層１１０３あるいは電荷注入阻
止層１１０５との間の密着性の一層の向上を図る目的
で、例えば、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＯ、あるいは
シリコン原子を母体とし、水素原子および／またはハロ
ゲン原子と、炭素原子および／または酸素原子および／
または窒素原子とを含む非晶質材料等で構成される密着
層を設けても良い。さらに、前述のごとく、支持体１１
０１からの反射光による干渉模様の発生を防止するため
の光吸収層を設けても良い。

【０１６８】次に、感光層１１０２を形成するための装
置および膜形成方法について詳述する。

【０１６９】図２は電源周波数としてＲＦ帯を用いた高
周波プラズマＣＶＤ法（以下「ＲＦ−ＰＣＶＤ」とい
う）による画像形成装置用感光体の製造装置の一例を示
す模式的な構成図である。図２に示す製造装置の構成は
以下の通りである。

【０１７０】この装置は大別すると、堆積装置２１０
０、原料ガス供給装置２２００、反応容器２１１１内を
減圧するための排気装置（不図示）から構成されてい
る。堆積装置２１００中の反応容器２１１１内には円筒
状支持体２１１２、支持体加熱用ヒータ２１１３、原料
ガス導入管２１１４が設置され、さらに高周波マッチン
グボックス２１１５が接続されている。

【０１７１】原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ₄ 、
ＧｅＨ₄ 、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 、Ｂ₂ Ｈ₆、ＰＨ₃ 等の原料ガ
スのボンベ２２２１〜２２２６とガスボンベのバルブ２
２３１〜２２３６、流入バルブ２２４１〜２２４６、流
出バルブ２２５１〜２２５６、およびマスフローコント
ローラ２２１１〜２２１６から構成され、各原料ガスの
ボンベ２２２１〜２２２６は補助バルブ２２６０を介し
て反応容器２１１１内のガス導入管２１１４に接続され
ている。

【０１７２】この装置を用いた堆積膜の形成は、例えば
以下のように行うことができる。

【０１７３】まず、反応容器２１１１内に円筒状支持体
２１１２を設置し、排気装置、例えば真空ポンプ（不図
示）により反応容器２１１１内を排気する。つづいて、
支持体加熱用ヒータ２１１３により円筒状支持体２１１
２の温度を２００〜３５０℃の所定の温度に制御する。

【０１７４】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器２１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ２２３１〜２
２３６、反応容器２１１１のリークバルブ２１１７が閉
じられていることを確認し、また、流入バルブ２２４１
〜２２４６、流出バルブ２２５１〜２２５６、補助バル
ブ２２６０が開かれていることを確認して、まずメイン
バルブ２１１８を開いて反応容器２１１１およびガス配
管２１１６内を排気する。

【０１７５】次に、真空計２１１９の読みが約５×１０
^-6Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ２２６０、流出バ
ルブ２２５１〜２２５６を閉じる。

【０１７６】その後、ガスボンベ２２２１〜２２２６に
より各ガスをバルブ２２３１〜２２３６を開いて導入
し、圧力調整器２２６１〜２２６６により各ガス圧を２
ｋｇ／cm² に調整する。次に、流入バルブ２２４１〜２
２４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントロー
ラ２２１１〜２２１６内に導入する。

【０１７７】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下の手順で各層の形成を行う。

【０１７８】円筒状支持体２１１２が所定の温度になっ
たところで流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ２２６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ２２２１〜２２２６から所定のガスを原料ガス導入
管２１１４を介して反応容器２１１１内に導入する。次
に、マスフローコントローラ２２１１〜２２１６によっ
て各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その
際、反応容器２１１１内の圧力が１Ｔｏｒｒ以下の所定
の圧力になるように真空計２１１９を見ながらメインバ
ルブ２１１８の開口を調整する。内圧が安定したところ
で、周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図示）を所
望の電力に設定して、高周波マッチングボックス２１１
５を通じて反応容器２１１内にＲＦ電力を導入し、グロ
ー放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応
容器２１１１内に導入された原料ガスが分解され、円筒
状支持体２１１２上にシリコンを主成分とする所定の堆
積膜が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行
われた後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて
反応容器２１１１へのガスの流入を止め、堆積膜の形成
を終える。

【０１７９】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の感光層が形成される。

【０１８０】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブはすべて閉じられていることはいうま
でもなく、また、それぞれのガスが反応容器２１１１
内、流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器２１１
１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バ
ルブ２２５１〜２２５６を閉じ、補助バルブ２２６０を
開き、さらにメインバルブ２１１８を全開にして系内を
一旦、高真空に排気する操作を必要に応じて行う。

【０１８１】また、膜形成の均一化を図るために、層形
成を行っている間は、支持体２１１２を駆動装置（不図
示）によって所定の速度で回転させることも有効であ
る。

【０１８２】なお、上述のガス種およびバルブ操作は各
々の層の作成条件にしたがって変更が加えられることは
いうまでもない。

【０１８３】次に、電源にＶＨＦ帯の周波数を用いた高
周波プラズマＣＶＤ（以下「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」とい
う）法によって形成される画像形成装置用感光体の製造
方法について説明する。

【０１８４】図２に示した製造装置におけるＲＦ−ＰＣ
ＶＤ法による堆積装置２１００を図３に示す堆積装置３
１００に交換して原料ガス供給装置２２００と接続する
ことにより、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による以下の構成の画
像形成装置用感光体製造装置を得ることができる。な
お、ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法の原料ガス供給装置２２００
は、図２のものと同じなので、これについては図２を参
照して説明する。

【０１８５】この装置は大別すると、真空密化構造の、
減圧にし得る反応容器３１１１、原料ガスの供給装置２
２００、および反応容器３１１１内を減圧にするための
排気装置（不図示）から構成されている。反応容器３１
１１内には円筒状支持体３１１２、支持体加熱用ヒータ
３１１３、原料ガス導入管３１１４、電極３１１５が設
置され、電極３１１５にはさらに高周波マッチングバッ
クス３１１６が接続されている。また、反応容器３１１
１内は排気管３１２１を通じて拡散ポンプ（不図示）に
接続されている。

【０１８６】原料ガス供給装置２２００は、ＳｉＨ₄ 、
ＧｅＨ₄ 、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 、Ｂ₂ Ｈ₆、ＰＨ₃ 等の原料ガ
スのボンベ２２２１〜２２２６とガスボンベのバルブ２
２３１〜２２３６、流入バルブ２２４１〜２２４６、流
出バルブ２２５１〜２２５６およびマスフローコントロ
ーラ２２１１〜２２１６から構成され、各原料ガスのボ
ンベは補助バルブ２２６０を介して反応容器３１１１内
の原料ガス導入管３１１４に接続されている。また、円
筒状支持体３１１２によって取り囲まれた空間３１３０
が放電空間を形成している。

【０１８７】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法によるこの装置での堆
積膜の形成は、以下のように行うことができる。

【０１８８】まず、反応容器３１１１内に円筒状支持体
３１１２を設置し、駆動装置３１２０によって支持体３
１１２を回転させ、排気装置、例えば真空ポンプ（不図
示）により反応容器３１１１内を排気管３１２１を介し
て排気し、反応容器３１１１内の圧力を１×１０^-7Ｔｏ
ｒｒ以下に調整する。つづいて、支持体加熱用ヒータ３
１１３により円筒状支持体３１１２の温度を２００〜３
５０℃の所定の温度に加熱保持する。

【０１８９】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器３１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ２２３１〜２
２３６、反応容器３１１１のリークバルブ（不図示）が
閉じられていることを確認し、また、流入バルブ２２４
１〜２２４６、流出バルブ２２５１〜２２５６、補助バ
ルブ２２６０が開かれていることを確認して、まずメイ
ンバルブ（不図示）を開いて反応容器３１１１およびガ
ス配管（不図示）内を排気する。

【０１９０】次に、真空計の読みが約５×１０^-6Ｔｏｒ
ｒになった時点で補助バルブ２２６０、流出バルブ２２
５１〜２２５６を閉じる。

【０１９１】その後、ガスボンベ２２２１〜２２２６よ
り各ガスをバルブ２２３１〜２２３６を開いて導入し、
圧力調整器２２６１〜２２６６により各ガス圧を２ｋｇ
／cm² に調整する。次に、流入バルブ２２４１〜２２４
６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ２
２１１〜２２１６内に導入する。

【０１９２】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下のようにして円筒状支持体３１１２上に各層の
形成を行う。

【０１９３】円筒状支持体３１１２が所定の温度になっ
たところで流出バルブ２２５１〜２２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ２２６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ２２２１〜２２２６から所定のガスを原料ガス導入
管３１１４を介して反応容器３１１１内の放電空間３１
３０に導入する。次にマスフローコントローラ２２１１
〜２２１６によって各原料ガスが所定の流量になるよう
に調整する。その際、放電空間３１３０内の圧力が１Ｔ
ｏｒｒ以下の所定の圧力なるように真空計を見ながらメ
インバルブの開口を調整する。

【０１９４】圧力が安定したところで、周波数５００Ｍ
ＨｚのＶＨＦ電源（不図示）を所望の電力に設定して、
マッチングボックス３１２０を通じて放電空間３１３０
にＶＨＦ電力を導入し、グロー放電を生起させる。この
ようにして円筒状支持体３１１２により取り囲まれた放
電空間３１３０において、導入された原料ガスは、放電
エネルギーにより励起されて解離し、円筒状支持体３１
１２上に所定の堆積膜が形成される。この時、層形成の
均一化を図るため支持体回転用モータ３１２０によっ
て、所望の回転速度で回転させる。

【０１９５】所望の膜厚の形成が行われた後、ＶＨＦ電
力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応容器３１１１
へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０１９６】同様の操作を複数回繰り返すことによっ
て、所望の多層構造の感光層が形成される。

【０１９７】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブは全て閉じられていることはいうまで
もなく、また、それぞれのガスが反応容器３１１１内、
流出バルブ２２５１〜２２５６から反応容器３１１１に
至る配管内に残留することを避けるために、流出バルブ
２２５１〜２２５６を閉じ、補助バルブ２２６０を開
き、さらにメインバルブを全開にして系内を一旦、高真
空に排気する操作を必要に応じて行う。

【０１９８】上述のガス種およびバルブ操作は各々の層
の作成条件に従って変更が加えられることはいうまでも
ない。

【０１９９】いずれの方法においても、堆積膜形成時の
支持体温度は、特に２００℃以上３５０℃以下、好まし
くは２３０℃以上３３０℃以下、より好ましくは２５０
℃以上３００℃以下が好ましい。

【０２００】円筒状支持体３１１２の加熱方法は、真空
仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシース
状ヒータの巻き付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒ
ータ等の電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ラン
プ等の熱放射ランプ発熱体、液体、気体等を温媒とし熱
交換手段による発熱体等があげられる。加熱手段の表面
材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等の
金属類、セラミック、耐熱性高分子樹脂等を使用するこ
とができる。

【０２０１】それ以外にも、反応容器３１１１以外に加
熱専用の容器を設け、加熱した後、反応容器３１１１内
に真空中で円筒状支持体３１１２を搬送する等の方法が
用いられる。

【０２０２】また、特にＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において、
放電空間の圧力として、好ましくは１ｍＴｏｒｒ以上５
００ｍＴｏｒｒ以下、より好ましくは３ｍＴｏｒｒ以上
３００ｍＴｏｒｒ以下、最も好ましくは５ｍＴｏｒｒ以
上１００ｍＴｏｒｒ以下に設定することが望ましい。

【０２０３】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において放電空間３１
３０に設けられる電極３１１５の大きさおよび形状は、
放電を乱さないならばいずれのものでも良いが、実用上
は直径１ｍｍ以上１０cm以下の円筒状が好ましい。この
時、電極３１１５の長さも円筒状支持体３１１２に電界
が均一にかかる長さであれば任意に設定できる。

【０２０４】電極３１１５の材質としては、表面が導電
性となるものならばいずれのものでも良く、例えば、ス
テンレス、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔ
ｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｆｅ等の金属、これらの合
金または表面を導電処理したガラス、セラミック、プラ
スチック等が通常使用される。 ［帯電部材］図１（ａ）、（ｂ）にそれぞれ本実施の形
態で使用する帯電部材、被帯電体の概略構成を示す。図
１において、１００は接触帯電部材（磁気ブラシ）、１
０１は帯電キャリヤからなる磁気ブラシ層、１０２は多
極磁性体、１０３は多極磁性体１０２と感光体１０４と
の間のギャップを規制するスペーサ、１０４は被帯電体
としてのドラム状の感光体、１０５は電圧の印加が可能
な補助電極である。

【０２０５】上述の多極磁性体１０２は、通常、フェラ
イト磁石等の金属や、プラスチィクマグネット等の多極
構成が可能な磁性体を用いている。その磁力線密度はそ
の使用するプロセススピード、印加電圧と非帯電部との
電位差による電界、被帯電体の誘電率や表面性等の多く
の要因により異なるが、磁性体１０２の表面から１ｍｍ
の距離において測定される、磁極位置における磁力線密
度で５００ガウス（Ｇ）以上が好ましい。より好ましく
は１０００Ｇ以上である。

【０２０６】感光体１０４と多極磁性体１０２の最近接
間隙は、磁気ブラシ層１０１の接触幅（以下「ニップ」
という）を安定に制御するため、コロやスペーサ１０３
等、適宜な方法で、一定の距離に安定的に設定される必
要がある。該距離は５０〜２０００μｍの範囲が好まし
く、より好ましくは１００〜１０００μｍである。その
他にニップ調整用にブレード等の機構を設けても良い。

【０２０７】接触帯電部材１００の、上述の帯電キャリ
ヤからなる磁気ブラシ層１０１は、一般にフェライト、
マグネタイト等の磁性粉体、周知の磁性トナーのキャリ
ヤを使用する。該磁性粉体の粒径は一般に１〜１００μ
ｍ以下のものが用いられるが、画質に支障がなければさ
らに大粒径の粉体を使用しても良い。また、流動性向上
のため異なる粒径の帯電キャリヤを混合して使用しても
良い。

【０２０８】また、補助電極の１０５の抵抗は、接触帯
電部材１００から帯電キャリヤを通して帯電効率よくで
きるために、帯電キャリヤ以上の抵抗値を持つことが必
要であり、特に画像端部の画像を鮮明にするためには帯
電キャリヤと同等の抵抗値を持つ部材を使用することが
望ましく、１×１０³ 〜１×１０¹²Ω・cmとすることが
好ましい。より好ましくは１×１０⁴ 〜１×１０⁹ Ω・
cmである。該抵抗値の測定は、ＨＩＯＫＩ社（メーカ）
製のＭΩテスターで０．２５〜１ｋＶの印加電圧におけ
る測定にて行った。

【０２０９】また、補助電極１０５は接触帯電部材１０
０の両端に配設されてキャリヤ付着を防止する作用を持
つ。なお、補助電極１０５は画像形成に対する接触帯電
部材部分以外の位置に設置するのが良い。

【０２１０】補助電極１０５は、図１３（ａ）に示すよ
うにニップ部分まででキャリヤの付着を防止するものや
接触帯電部材１００の横側まで回り込む構造を取ること
でキャリヤの付着を防止するものとすることができる。

【０２１１】また、形状は図１４（ｂ）で示すような構
造を取ることができる。なお、同図（ａ）は、接触帯電
部材１００と補助電極１０５との位置関係を示すため
に、これらを下方から見た図である。形状については、
同図（ｂ）に示すように、長方形状、台形、長方
形と台形とを組み合わせたもの、とすることができ、さ
らに、これらの長さを長くして、、、に示すよう
にすることもできる。

【０２１２】補助電極１０５にかけるバイアス電圧印加
用電源は接触帯電部材１００にかける電源を共用し用い
ることができるが、別途の電源を用いても良い。

【０２１３】感光体１０４は従来のものと同じものでも
よいが、必要に応じて後述する新規な感光体を用いるよ
うにしてもよい。

【０２１４】本発明では、上述のように、磁気ブラシを
用いた接触帯電部材１００の両端に、補助電極１０５を
設けることにより、接触帯電部材１００から感光体（被
帯電部材）１０４への帯電キャリヤの付着を防止し、こ
の帯電キャリヤが感光体１０４に付着したときに発生す
る現像器への混入や、帯電キャリヤの減少を防止するこ
とができる。

【０２１５】本発明と異なり、補助電極１０５を設けな
い場合では、接触帯電部材１００の両端部は、それぞ
れの端部を境としてその内側と外側との間に電位差（電
界）が生じ、静電的に帯電キャリヤが感光体１０４に付
着しやすいこと。物理的に両端がフリーであるため、
帯電キャリヤの逃げ道が存在すること。の原因で特
に両端部から帯電キャリヤが感光体１０４に付着しやす
い。本発明では、接触帯電部材１００の両端部に補助電
極を設置することにより、端部での静電的な付着を防
止するとともに、の両端のキャリヤの逃げ道をなく
し、キャリヤの流出を防止できる。

【０２１６】この作用により、プロセススピードや感光
体１０４の帯電設定等の画像形成装置の設定変更に対
し、広範囲に対応できる接触型帯電システムが可能とな
った。

【０２１７】以上述べてきた、実施の形態を単独で、ま
たは組み合わせて用いることにより、優れた効果を引き
出すことが可能である。

【０２１８】図１０にその一例を示す。１００１は像担
持体である感光ドラムであり、矢印Ａ方向（同図中、時
計回り方向）に所定の周速度（プロセススピード）にて
回転駆動されるドラム型の電子写真感光体（以下単に
「感光体」という）である。

【０２１９】感光体１００１の表面層の抵抗値は、その
電荷保持能、帯電効率等の電気的特性を良好に有し、電
圧により表面層が損傷するいわゆるピンホールリークを
防止するために、１×１０¹⁰〜５×１０¹⁵Ω・cmなる抵
抗を有することが好ましい。より好ましくは１×１０¹²
〜１×１０¹⁴Ω・cmである。該抵抗値の測定はＨＩＯＫ
Ｉ社（メーカ）製のＭΩテスターで０．２５〜１ｋＶの
印加電圧における測定にて行った。

【０２２０】１００２は前記帯電キャリヤを用いた接触
帯電部材（以下適宜単に「帯電部材」という）であり、
多極磁性体１００２−２およびその面上に形成した帯電
キャリヤからなる磁気ブラシ層１００２−１を備えてい
る。

【０２２１】磁気ブラシ層１００２−１は、前述のごと
く磁性フィライトや磁性マグ、磁性トナーのキャリヤ等
の帯電キャリヤで構成される。

【０２２２】該帯電部材１００２の磁気ブラシ層１００
２−１の抵抗値は、良好な帯電効率を保持するため、一
方ではピンホール防止のためにＨＩＯＫＩ社（メーカ）
製のＭΩテスターで０．２５〜１ｋＶの印加電圧におけ
る測定にて、１×１０³ 〜１×１０¹²Ω・cmm なる抵抗
を有することが好ましい。より好ましくは１×１０⁴〜
１×１０⁸ Ω・cmである。

【０２２３】感光体１００１と多極磁性体１００２−２
の最近接間隙は、そのニップ制御のために５０〜２００
０μｍの範囲にスペーサ（不図示）等で安定的に設定さ
れることが好ましく、より好ましくは１００〜１０００
μｍである。その他に、ニップ調整用のブレード等の機
構を設けても良い。

【０２２４】該帯電部材１００２両端には、それぞれ補
助電極１０１０を設ける。その配設位置は、感光体１０
０１の非画像部分に相当する部分とする。該補助電極１
０１０は、抵抗値が１×１０³ 〜１×１０¹²Ω・cmのも
のを用いる。具体的にはカーボンフェルト、銅亜鉛フェ
ライト、バリウムフェライト、ニッケル系フェライト、
マンガン亜鉛フェライト、マグネタイト等の金属含有樹
脂等を使用する。補助電極１０１０の形状は、ブロック
形状、ブラシ形状などのものが使用できる。

【０２２５】１００３は帯電部材１００２に対する電圧
印加電源であり、この電源１００３により直流電圧Ｖ_dc
が帯電部材１００２の帯電キャリヤからなる磁気ブラシ
層１００２−１に印加されて、回転駆動されている感光
体１００１の外周面が均一に帯電される。また、電源１
００３は補助電極１０１０にも接続されており、補助電
極１０１０に電圧を印加できる構造を有している。

【０２２６】さらに、原稿画像に対応した露光光１００
５が感光体１００１上に照射されることで静電潜像が形
成される。この潜像は、現像剤が塗布された現像スリー
ブ１００６によってトナー像として顕画像化された後、
転写材１００７上に転写ローラ１００８を介して転写さ
れる。トナー像転写後の転写材１００７は、表面のトナ
ー像が定着器（不図示）によって定着された後、画像形
成装置本体外部に排出される。一方、トナー像転写後の
感光体１００１は、表面の転写残トナーがクリーニング
ブレード１００９によって除去され、次の画像形成に供
される。

【０２２７】以下の各実施の形態において、具体的な数
値をあげて本発明をさらに詳述する。なお、本発明はこ
れらの実施の形態に限定されるものではない。 〈実験例１〉図２に示すＲＦ−ＰＣＶＤ法による画像形
成装置用感光体の製造装置を用い、直径１０８ｍｍの鏡
面加工を施したアルミニウムシリダンー上に、図１６に
示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層からなる
感光体を作製した。さらに光導電層のＳｉＨ₄ とＨ₂ と
の混合比ならびに放電電力を変えることによって、種々
の感光体を作製した。

【０２２８】作製した感光体を画像形成装置（キヤノン
製ＮＰ６０６０をテスト用に改造）にセットして、画像
およびキャリヤの減少を評価した。

【０２２９】また、画像については、画像上で、カブ
リ、スジ、端部画像を総合的に判断し、カブリ温度特性
は、感光体の温度を室温から約４５℃まで変えて帯電能
を測定し、◎：非常に良好、〇：良好、△：実用上問題
なし、×：実用上やや難ありの４段階にランク分けし
た。

【０２３０】キャリヤの減少については、画像出し評価
を行い、〇：１０万枚後にキャリヤの減少量が５％以下
のものが認められたもの、×：１０万枚耐久以前にキャ
リヤが５％以上減少したもの、という２段階で評価し
た。

【０２３１】一方、円筒形のサンプルホルダーに設置し
たガラス基板（コーンニング社７０５９）ならびにＳｉ
ウエハー上に、光導電層の作成条件で膜厚約１μｍのａ
−Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜にはＡｌの
櫛型電極を蒸着し、ＣＰＭにより指数関数裾の特性エネ
ルギー（Ｅｕ）と局在準位密度（Ｄ．Ｏ．Ｓ）を測定
し、Ｓｉウエハー上の堆積膜はＦＴＩＲにより含有水素
量を測定した。

【０２３２】このときのＥｕと温度特性との関係を図４
に、またＤ．Ｏ．Ｓとメモリ、画像流れとの関係を図
５、図６示す。いずれのサンプルも水素含有量は１０〜
３０原子％の間であった。

【０２３３】図４、図５および図６から明らかなよう
に、Ｅｕ＝５０〜６０ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓ＝１×１０¹⁴
〜５×１０¹⁵cm^-3の範囲にすることが良好な電子写真特
性を得るために必要であることがわかった。また、同様
に表面層のサンプルを作成し、櫛型電極を用いて抵抗値
の測定を行った。

【０２３４】つづいて、接触帯電部材を以下の条件で作
製した。

【０２３５】多極磁性体はφ１８ｍｍのローラ状に構成
した。その磁極数はニップ幅内で複数存在するように構
成することが好ましい。本実施の形態では磁極数１２
極、磁極部表面での磁力線密度を３０００Ｇのものを作
成した。

【０２３６】磁気ブラシ層は、５〜２５μｍの磁性酸化
鉄等のキャリヤと１〜５μｍの小粒径マグ等の磁性粉
を、所定の比で混合したものを帯電キャリヤとして使用
した。該帯電キャリヤはキャリヤ粒径２５μｍのものを
用いた。また、ニップ幅は６〜７ｍｍとした。

【０２３７】作製した帯電部材を図１０に示す画像形成
装置にセットして、帯電能力を評価した。結果を図１２
に示す。帯電部材の抵抗値が、１×１０³ 〜１×１０¹¹
Ω・cmなる抵抗を有する時、良好な帯電が得られた。よ
り好ましくは、１×１０⁴ 〜１×１０⁹ Ω・cmのときに
良好な帯電特性、および画像流れ等の環境特性が得られ
た。

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

【０２３９】また、作製した帯電部材のうち、Ｅｕは５
５ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは６×１０¹⁴cm^-3を使用し、帯電
部材の抵抗値が１×１０³ 、１×１０⁶ 、１×１０⁹ 、
１×１０¹²Ω・cmの場合についてぞれぞれ、補助電極の
抵抗値を変え画像を評価した。補助電極には、図１４
（ｂ）に示した形状のものを用いた。

【０２４０】帯電部材への印加電圧条件は、６００
Ｖ_dc。また、プロセススピードは３００ｍｍ／sec で行
った。温度２０℃、湿度４０％ＲＨの環境で１０万枚の
耐刷試験を行い、画像およびキャリヤの減少を比較し
た。結果を図１５に示す。

【０２４１】補助電極の抵抗値が、帯電部材の抵抗値と
同等以上の場合に良好な画像が得られた。 〈実験例２〉実施の形態１で作製した感光体の中から下
記ａ〜ｆを用い、前記補助電極の中から下記Ａ、Ｂ−１
〜Ｂ−３、Ｃ−１〜Ｃ−３を用いて、図１０に示すよう
な画像形成装置を用い、図１４（ｂ）で示した形状の
補助部材を使用した。２３℃、６０％ＲＨの環境で画像
評価およびキャリヤの減少を比較した。

【０２４２】結果を図１７、図１８に示す。

【０２４３】帯電部材への印加電圧条件は、６００
Ｖ_dc。プロセススピードは２５０ｍｍ／sec で行った。

【０２４４】感光体の条件は、 ａ：Ｅｕは４７ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは９×１０¹⁵cm^-3 ｂ：Ｅｕは５０ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは２×１０¹⁴cm^-3 ｃ：Ｅｕは５２ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは２×１０¹⁵cm^-3 ｄ：Ｅｕは５５ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは６×１０¹⁴cm^-3 ｅ：Ｅｕは５８ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは８×１０¹⁵cm^-3 ｆ：Ｅｕは６４ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓは１×１０¹⁶cm^-3 補助電極の条件は、 Ａ：補助電極なし Ｂ：補助電極を画像形成部以外にもつ場合（図１４
（ｂ）の形状 Ｂ−１：補助電極の抵抗値がキャリヤの抵抗値より小さ
い場合 Ｂ−２：補助電極の抵抗値がキャリヤの抵抗値と同等の
場合 Ｂ−３：補助電極の抵抗値がキャリヤの抵抗値より大き
い場合 Ｃ：補助電極が画像形成部内まである場合（図１４
（ｂ）の形状 Ｃ−１：補助電極の抵抗値がキャリヤの抵抗値より小さ
い場合 Ｃ−２：補助電極の抵抗値がキャリヤの抵抗値と同等の
場合 Ｃ−３：補助電極の抵抗値がキャリヤの抵抗値より大き
い場合 図１７の結果から、補助電極を設けることで良好な画像
が得られることが分かった。また、補助電極は画像形成
部以外に設置し、かつ補助電極の抵抗値をキャリヤ以上
にすることが有効であることが分かった。補助電極が画
像形成部内にある場合については、補助電極の抵抗値を
キャリヤの抵抗値と同等にすることで、良好な画像が得
られることが分かった。

【０２４５】また、サブバンドギャップ光吸収スペクト
ルから得られる指数関数裾の特性エネルギが５０〜６０
ｍｅＶ、かつ伝導帯端下０．４５〜０．９５ｅＶにおけ
る局在状態密度が１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶cm^-3であるこ
と、磁気ブラシ層が１×１０³ 〜１×１０¹²Ω・cmなる
抵抗を有することが好適条件であることが判明した。６
００Ｖ_dc印加で帯電直後でＴＲｅｋ社（メーカ）製表面
電位形にて測定したところ、暗状態電位が５５０〜６０
０Ｖであった。 〈実験例３〉図２に示す製造装置を用い、図１９に示す
作製条件で画像形成装置用感光体を作製した。このとき
の光導電層のＥｕとＤ．Ｏ．Ｓは、それぞれ５５ｍｅ
Ｖ、２×１０¹⁵cm^-3であった。

【０２４６】これに、磁極を１２極有する構成にした磁
性体と、実施の形態１と同様のキャリヤと磁性粉からな
る磁気ブラシ層を有する磁極ブラシを帯電部材として作
製した。抵抗は５×１０⁸ Ω・cmであった。帯電部材へ
の印加電圧条件は、６００Ｖ_dc。プロセススピードは２
５０ｍｍ／sec で、帯電部材を感光体との当接面で周速
比が１５０％となるように同方向に回転させた（当接面
ではそれぞれの表面が逆方向に移動する：図１の矢印参
照）。補助電極としてカーボンフェルト製の８×１０⁸
Ω・cm部材を用い図１３（ｂ）のように配置した。実験
例１と同様の評価をしたところ、良好な画像が得られ、
キャリヤの付着防止に有効であった。

【０２４７】このように、補助電極を帯電部材の反対の
部分までを回り込ませることにより、より効果的にキャ
リヤの付着防止の効果が得られるのではないかと思われ
る。 〈実験例４〉実験例３と同じ画像形成装置に図１４
（ｂ）〜に示した形状の補助電極を用い、実験例１
と同様の評価をしたところ、用いた補助電極１０１０の
すべての場合において良好な画像が得られ、キャリヤの
付着防止に有効であった。

【０２４８】このように、補助電極を帯電部材の反対の
部分までを回り込ませること、およびキャリヤを掻き集
める構造にすることがより、キャリヤ付着防止の効果が
得られるのではないかと思われる。 〈実施の形態１〉外径８０ｍｍ×長さ３５８ｍｍのアル
ミニウムシリンダーを基体とし、これにアルコキシメチ
ル化ナイロンの５％メタノール溶液を浸漬法で塗布し
て、膜厚１μｍの下引き層（中間層）を設けた。

【０２４９】次に、チタニルフタロシアニン顔料を１０
部（重量部、以下同様）、ポリビニルブチラール８部、
およびシクロヘキサノン５０部を直径１ｍｍのガラスビ
ーズ１００部を用いたサンドミル装置で２０時間混合分
散させた。この分散液にメチルエチルケント７０〜１２
０（適宜）部を加えて下引き層上に塗布し、１００℃で
５分間乾燥して０．２μｍの電荷発生層を形成させた。

【０２５０】次に、この電荷発生層の上に図２０の構造
式のスチリル化合物１０とビスフェノールＺ型ポリカー
ボネート１０部をモノクロルベンゼン６５部に溶解し
た。この溶液をディッピング法によって基体上に塗布
し、１２０℃で６０分間の熱風乾燥させて、２０μｍ厚
の電荷輸送層を形成させた。

【０２５１】次に、この電荷輸送層の上に以下の方法で
膜厚１．０μｍの表面層を設けた。

【０２５２】酸成分としてテレフタル酸を、またグリコ
ール成分としてエチレングリコールを用いて得られた高
融点ポリエチレンテレフタレート（Ａ）［極限粘度０．
７０ｄｌ／ｇ、融点２５８℃（示差熱測定器を用いて１
０℃／ｍｉｎの昇温速度で測定した。また、測定サンプ
ルは５ｍｇで、測定しようとするポリエステル樹脂を２
８０℃で溶融後、０℃の氷水で急冷して作製した）、ガ
ラス点移転温度７０℃］１００部とエポキシ樹脂（Ｂ）
［エポキシ当量１６０：芳香族エステルタイプ；商品
名：エピコート１９０Ｐ（油化シェルエポキシ社製）］
３０部とをフェノールとテトラクロロエタン（１：１）
混合液１００ｍｌに溶解させた。さらに上記溶液中に電
荷保持粒子として、ＳｎＯ₂ 粉を６０ｗｔ％混入した。
次いで光重合開始剤としてトリフェニルスルフォニウム
ヘキサフルオロアンチモネート（Ｃ）３部を添加して樹
脂組成物溶液を調製した。

【０２５３】光の照射条件としては、２ｋＷ高圧水銀灯
（３０Ｗ／cm）を２０cm離した位置から１３０℃で８秒
間照射して硬化させた。

【０２５４】このようにして作製した感光体を、図１０
に示す画像形成装置において、補助電極は画像形成部分
外に設置し、図１４（ｂ）で示した形状のものを用い
た。キャリヤの抵抗は８×１０⁷ Ω・cm、補助電極の抵
抗は１×１０⁸ Ω・cmのものを使用した。

【０２５５】この条件下で、３０℃、８０％ＲＨの環境
において１０万枚の耐刷試験を行い、画像、およびキャ
リヤの減少を評価した。帯電部材への印加電圧条件は、
７００Ｖ_dc。プロセススピード２００ｍｍ／sec で行っ
た。帯電直後に測定した帯電電位は６５０Ｖ以上であっ
た。実験例１と同様の評価をしたところ、良好な画像が
得られ、キャリヤの付着防止に有効であった。 〈実施の形態２〉後述の実施の形態３で用いた保護層を
用いた保護層の代わりに、電荷輸送層で用いたものと同
じバインダーとして、アクリル樹脂中にＳｎＯ₂ 粉を６
０ｗｔ％混入し、層上に膜厚１．０μｍになるように塗
布して感光体表面層とし、実施の形態１と同様に耐久テ
ストを行い、実験例１と同様の評価をしたところ、用い
た補助電極のすべての場合において良好な画像が得ら
れ、キャリヤの付着防止に有効であった。 〈実施の形態３〉図３に示すＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による
画像形成装置用感光体の製造装置を用い、実施の形態１
と同様に直径１０８ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウ
ムシリンダー（支持体）上に図２１に示す条件で電荷注
入阻止層、光導電層、表面層からなる感光体を作成し
た。

【０２５６】さらに光導電層のＳｉＨ₄ とＨ₂ との混合
比、放電電力、支持体温度ならびに内圧を変えることに
より、種々の感光体を作製した。作製した感光体を画像
形成装置（キヤノン製ＮＰ６０６０をテスト用に改造）
にセットして、帯電能の温度依存性（温度特性）、ブラ
ンク露光メモリならびにゴーストメモリを評価した。温
度特性ならびにメモリの評価は実施の形態１と同様にし
た。さらにハーフトーン画像の濃度ムラ（ガサツキ）を
メモリと同様、４段階のランク分けを行って評価した。

【０２５７】一方、光導電層の作製条件で、円筒形のサ
ンプルホルダーに設置したガラス基板（コーニング社７
０５９）ならびにＳｉウエハー上に膜厚約１μｍのａ−
Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜にはＡｌの櫛
型電極を蒸着して、ＣＰＭにより指数関数裾の特性エネ
ルギー（Ｅｕ）と局在準位密度（Ｄ．Ｏ．Ｓ）を測定
し、Ｓｉウエハー上の堆積膜はＦＴＩＲにより含有水素
量ならびにＳｉ−Ｈ₂ 結合とＳｉ−Ｈ結合の吸収ピーク
強度比を測定した。Ｅｕ、Ｄ．Ｏ．Ｓと温度特性、メモ
リ、画像流れとの関係は実施の形態１と同様であり、良
好な電子写真特性のためにはＥｕ＝５０〜６０ｍｅＶ、
Ｄ．Ｏ．Ｓ＝１×１０¹⁴〜５×１０¹⁶cm^-3であることが
必要であることがわかった。さらに、図７に示すＳｉ−
Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈとガサツキとの関係から、Ｓｉ−Ｈ₂ ／
Ｓｉ−Ｈ＝０．２〜０．５の範囲にすることが必要であ
ることがわかった。

【０２５８】この感光体のうち、Ｅｕ、Ｄ．Ｏ．Ｓおよ
びＳｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈが、各々５４ｍｅＶ、８×１０
¹⁴cm^-3、０．２９の感光体について、図１０に示す画像
形成装置において評価を行った。補助電極は画像形成部
分外に設置し、図１４（ｂ）で示した形状のものを用
いた。キャリヤの抵抗は４×１０⁵ Ω・cm、補助電極の
抵抗は２×１０⁶ Ω・cmのものを使用した。この条件下
で２５℃、５０％ＲＨの環境において評価を行い、画
像、およびキャリヤの減少を評価した。帯電部材への印
加電圧条件は、７００Ｖ_dc。プロセススピード２００ｍ
ｍ／sec で行った。帯電直後に測定した帯電電位は６５
０Ｖ以上であった。

【０２５９】図１４（ｂ）に示す形状の補助電極を用
い、実験例１と同様の評価をしたところ、良好な画像が
得られ、キャリヤの付着防止に有効であった。 〈実施の形態４〉図３に示す画像形成装置用感光体の製
造装置を用い、図２２に示す作製条件で画像形成装置用
感光体を作製した。

【０２６０】図１０に示す画像形成装置において、補助
電極は画像形成部分外に設置し、図１４（ｂ）で示す
形状のものを用いた。キャリヤの抵抗は１×１０¹⁰Ω・
cm、補助電極の抵抗は３×１０¹⁰Ω・cmのものを使用し
た。この条件下で２０℃、４０％ＲＨの環境において評
価を行い、画像、およびキャリヤの減少を評価した。帯
電部材への印加電圧条件は、７００Ｖ_dc。プロセススピ
ード２００ｍｍ／secで行った。帯電直後に測定した帯
電電位は６５０Ｖ以上であった。実験例１と同様の評価
をしたところ、良好な画像が得られ、キャリヤの付着防
止に有効であった。

【０２６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
磁性体の表面に磁性粉体を担持させて形成した接触帯電
部材の両端に補助電極を設けることにより、接触帯電部
材から被帯電体への磁性粉体の付着を防止することがで
きるので、磁性粉体の現像器への混入や、磁性粉体の減
少による接触帯電部材の劣化を防止することができる。
これにより、長期にわたり画像の安定化を図ることがで
きる。

【０２６２】具体的には、補助電極を用いて接触帯電部
材の両端部に電圧をかけることにより、第１に静電的に
キャリヤの付着を防止すること、第２に補助電極によっ
て両端部におけるキャリヤの逃げ道を遮断し、キャリヤ
の流出を防止できることができる。このため、接触帯電
部材の耐久性が飛躍的に向上し、さらに、現像剤ととも
に磁性粉体が静電潜像に付着されること、現像器中に磁
性粉体が混入して正規のトナー現像が妨げられること等
による画質の低下が防止され、メンテナンスフリー化を
さらに促進することが可能となる。加えて、磁性粉体お
よび補助電極の抵抗値を好適に設定することにより、高
画質な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施の形態１における接触帯電部材、
感光体の側面図。 （ｂ）は実施の形態１における接触帯電部材、感光体の
正面図。

【図２】本発明の画像形成装置用感光体の光受容層を形
成するための装置の一例で、ＲＦ帯の高周波を用いたグ
ロー放電法による画像形成装置用感光体の製造装置の模
式的説明図。

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

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

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

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

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

【図８】従来の画像形成装置の要部の構成を示す図。

【図９】従来の他の（磁気ブラシを用いた）画像形成装
置の要部の構成を示す図。

【図１０】実施の形態１の画像形成装置の要部の構成を
示す図。

【図１１】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ別の感光体の構成
を示す部分断面図。

【図１２】磁気ブラシの抵抗と帯電状態との関係を示す
図。

【図１３】（ａ）は実施の形態１の補助電極の装着状態
を示す側面図。（ｂ）は実施の形態１の別の補助電極の
装着状態を示す側面図。

【図１４】（ａ）は補助電極の装着位置を示すための、
感光体側から見た（下方から見た）図。（ｂ）〜は
それぞれ別の補助電極の形状、配設位置を、感光体側か
ら見た図。

【図１５】補助電極の抵抗と画質との関係を示す図。

【図１６】実験例１の感光体の作製条件を示す図。

【図１７】実験例２の各補助電極と各感光体との組み合
わせと、画質との関係を示す図。

【図１８】実験例２の各補助電極と各感光体との組み合
わせと、キャリヤの減少との関係を示す図。

【図１９】実験例３の感光体の作製条件を示す図。

【図２０】実施の形態１における電荷輸送層を構成する
スチリル化合物の構造式を示す図。

【図２１】実施の形態３の感光体の作製条件を示す図。

【図２２】実施の形態４の感光体の作製条件を示す図。

【符号の説明】

１００ 接触帯電部材 １０１ 磁性粉体（磁気ブラシ層） １０２ 多極磁性体（マグネットローラ） １０３ スペーサ １０４ 被帯電体（像担持体、感光体、感光ドラ
ム） １０５ 補助電極 １００１ 被帯電体（像担持体、感光体、感光ドラ
ム） １００２ 接触帯電部材 １００２−１磁性粉体（磁気ブラシ層） １００２−２多極磁性体（マグネットローラ） １００３ 電源 １０１０ 補助電極 １１０１ 支持体（円筒状支持体） １１０２ 感光層 １１０３ 光導電層 １１０４ 表面層 １１０５ 電荷注入阻止層 １１０６ 電荷発生層 １１０７ 電荷輸送層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江原 俊幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体表面に磁性粉体を担持させて接触
   帯電部材を構成し、前記磁性粉体を被帯電体に接触させ
   るとともに、前記接触帯電部材に電圧を印加して前記被
   帯電体を帯電する帯電装置において、 前記磁性体と前記被帯電体との間に配置した補助電極
   と、 該補助電極に電圧を印加する電源と、を備える、 ことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 前記補助電極を、前記接触帯電部材の少
   なくとも一方の端部に配置した、 ことを特徴とする請求項１記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 前記補助電極を、前記磁性体を構成する
   部材の抵抗値よりも高い抵抗値を有する部材によって構
   成し、かつ前記補助電極の抵抗値を１×１０⁴ 〜１×１
   ０⁹ Ω・cmの範囲内に設定する、 ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の帯電装
   置。
4. 【請求項４】 前記補助部材を、前記磁性粉体と前記被
   帯電体との間に形成される帯電ニップの両端部をそれぞ
   れ閉鎖するように配置する、 ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記
   載の帯電装置。
5. 【請求項５】 被帯電体と、請求項１ないし請求項４の
   いずれか記載の帯電装置と、該帯電装置によって帯電さ
   れた前記被帯電体を露光して静電潜像を形成する露光装
   置と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像とし
   て現像する現像装置と、を備える、 ことを特徴とする画像形成装置。