JPH1069150A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体としてアモルファスシリコン系感光
体１０１を用い、該感光体の帯電工程手段としてファー
ブラシ接触帯電装置を用いた画像形成装置に関して、フ
ァーブラシ帯電部材１０２の高耐久化をはかり良好な画
質の画像形成物を極めて長期にわたって安定して出力さ
せること。 【解決手段】 像担持体が、導電性支持体と、シリコン
原子を母体として水素原子及び／またはハロゲン原子を
含有する非単結晶材料から成り光導電性を示す光導電層
と、その上に上部電荷注入阻止層を有する光受容層から
構成される感光体１０１であり、ファーブラシ帯電部材
１０２から該感光体１０１への総電流量Ｉｐｆ（μＡ）
がコロナ帯電器により同一電位を得る流入電流値Ｉｐｃ
（μＡ）との関係において０．８Ｉｐｃ≦Ｉｐｆ≦１．
１Ｉｐｃの関係を有する事。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像担持体に帯電工程
を含む画像形成プロセスを適用して画像形成を実行する
画像形成装置に関する。

【０００２】より詳しくは、像担持体としてアモルファ
スシリコン系感光体を用い、該感光体の帯電工程手段と
してファーブラシ接触帯電装置を用いた画像形成装置
（若しくは画像形成方法）に関して、良好な画質の画像
形成物を極めて長期にわたって安定して出力させんとす
るものである。

【０００３】

【従来の技術】便宜上、原稿を複写するいわゆる複写
機、近年需要の伸びの著しい、コンピューター・ワード
プロセッサー等における出力手段としてのプリンター等
の画像形成装置を例にして説明する。

【０００４】（１）画像形成装置に関して 複写機やプリンター等の画像形成装置は一般的に転写方
式の電子写真プロセス機構が利用されている。図１１に
その一例の基本的構成模式図を示した。

【０００５】１は像担持体（被帯電体）としてのドラム
型の電子写真感光体であり、矢示の時計方向Ａに所定の
周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
７は感光体ドラムの内面に設けた感光体ヒーター（ドラ
ムヒーター）であり、感光体は該ヒーターにより温度コ
ントロールされる。

【０００６】２は帯電手段であり、回転感光体１の表面
を所定の極性・電位に一様に帯電処理（主帯電、一次帯
電）する。例えば＋６〜８ｋＶの高圧を印加したコロナ
帯電器である。

【０００７】その回転感光体１の帯電処理面に対して不
図示の、原稿画像投影露光機構、レーザービーム走査露
光機構等の画像情報露光手段（画像信号付与手段）によ
る目的の画像情報の画像露光Ｌがなされることで、回転
感光体１の面に露光画像情報に対応した静電潜像が形成
される。

【０００８】３は現像手段であり、回転感光体１面の静
電潜像を例えばネガ極性トナーでトナー画像として現像
（顕画像化）する。

【０００９】４は転写手段であり、回転感光体１と該転
写手段４との間の転写部Ｔに不図示の給紙機構から所定
のタイミングで給送された被記録材としてのコピー用紙
等の転写材Ｐに対して回転感光体１面のトナー画像を転
写する。例えば＋７〜８ｋＶの高圧を印加した転写帯電
器である。

【００１０】転写部Ｔでトナー画像の転写を受けた転写
材Ｐは回転感光体１の面から、例えば１２〜１４ｋＶ
_P-P、３００〜６００Ｈｚの高圧ＡＣ電圧を印加した分
離帯電器４ａにより分離されて熱ローラータイプ等の定
着手段６へ導入されてトナー画像の定着処理を受け、画
像形成物（コピー、プリント）として出力される。

【００１１】転写材分離後の回転感光体１面はクリーニ
ング手段５により転写残りトナー等の付着残留汚染物の
除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供される。

【００１２】この種の複写機やプリンター等の画像形成
装置においては、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為、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。

【００１３】また、エコロジーの観点から、両面コピー
機能や再生紙利用等による紙消費の低減化、消費電力低
減による省エネルギー化、発生オゾン量低減対策等が、
経済性と同様の重要度で求められている。

【００１４】（２）帯電装置２に関して ａ）コロナ帯電 従来の帯電方式の主流であったコロナ帯電器（コロナ放
電装置）は、５０〜１００μｍ程度の金属ワイヤー（帯
電ワイヤー）に５〜１０ｋＶ程度の高電圧を印加し、雰
囲気を電離し被帯電体に帯電を付与する。均一性に優
れ、構成も簡易な為、従来から広く用いられてきてい
る。

【００１５】しかし、帯電過程において、帯電ワイヤー
と被帯電体との間に導電性物質が入り込むと、異常放
電、具体的にはストリーマーコロナや火花放電を発生
し、被帯電体に放電破壊を起こす潜在的問題がある。特
に、放電の均一性、安全性の高いスコロトロンと呼ばれ
る、被帯電体との対向面側にグリッドを有するコロナ帯
電器は、グリッド上に前述の様な導電性物質が引っかか
った場合ストリーマーコロナや火花放電が比較的長い時
間（０．０５〜１秒）持続し、被帯電体をひどく傷める
潜在的問題を有している。

【００１６】また、こうして放電破壊を起こした被帯電
体としての感光体を主帯電し、画像形成プロセスを実行
すると、放電破壊をしている感光層部分の抵抗が、他の
正常な感光層部分に比べ著しく抵抗が低い為、電離した
コロナ流れが放電破壊部に集中して流れ込む。そして、
放電破壊部が３０μｍから１５０μｍ程度ときわめて小
さいにもかかわらず、この放電破壊部が白抜けし、その
周囲をかぶったような中間調が数ｍｍの大きさで取り囲
むといった非常に目立つ画像欠陥になってしまう。こう
した事から、コロナ帯電方式は、画像欠陥に対して二重
の潜在的問題となっていた。

【００１７】また帯電ワイヤーに５〜１０ｋＶ程度の高
電圧を印加し、雰囲気を電離し被帯電体に帯電を付与す
る家庭において、オゾンや窒素酸化物を発生させ、臭気
やオゾン生成物による感光体へのダメージ等の潜在的問
題も有していた。

【００１８】ｂ）接触帯電 上記コロナ帯電の問題点を解決すべく各種帯電装置が提
案されている。特開昭６３−２０８８７８号公報に記載
されている様な接触帯電は、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、コロナ帯電器に比べて、 ．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事、 ．第２に、帯電過程で発生するオゾン量が無乃至極微
量であり、オゾン除去フィルターの必要性が無くなる
事、そのため装置の排気系の構成が簡素化される事、メ
ンテナンスフリーである事、 ．第３に、帯電過程で発生するオゾン量が無乃至極微
量であることで、オゾン並びにオゾン生成物が被帯電体
である像担持体、例えば感光体の表面に付着し、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
れを防止する為、終日行われている加熱ヒーターによる
感光体除湿の必要性が無くなる事、そのため夜間通電等
の電力消費の大幅な低減が図れる事等の長所を有してい
る。

【００１９】そこで該接触帯電は、例えば、電子写真装
置や静電記録装置等の画像形成装置において、感光体や
誘電体等の像担持体、その他の被帯電体を帯電処理する
手段としてコロナ帯電器に代わるものとして注目されて
いる。

【００２０】しかしながら接触帯電においては、被帯電
体と帯電部材が直接接触摩擦する為、長期の使用により
接触帯電部材がどうしても摩耗し、定期的な交換が必要
となる。近年画像形成装置の像担持体として広く用いら
れ始めたアモルファスシリコン感光体は半永久的な寿命
を有しており、接触帯電部材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。

【００２１】また、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５８−１３９１５６号公報に
複数個の接触子（ワイヤーブラシ）に電圧を印加し、帯
電する方式が提案されている。その後もさまざまな改良
が進められている。

【００２２】図１２にその一実施態様を示す。１０２は
ファーブラシ帯電部材であり、導電性軸１０２ｂと、こ
の軸の外周に植設して形成した導電性繊維よりなるファ
ーブラシ層（繊維ブラシ層）１０２ａとからなる。

【００２３】該帯電部材１０２のファーブラシ層１０２
ａを被帯電体としての感光体１に接触させて配設し、該
帯電部材１０２を回転させ、導電性軸１０２ｂには電源
Ｓから所定の帯電バイアス電圧を印加することで、回転
駆動されている感光体１の外周面が所定の極性・電位に
接触帯電方式で帯電処理される。ｎは感光体１と帯電部
材１０２のファーブラシ層１０２ａとの接触ニップ部で
ある。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像形成装置
において像担持体としての感光体１にアモルファスシリ
コン感光体を用い、該感光体の帯電工程手段としてファ
ーブラシ接触帯電装置を用いた場合、有機光導電体（Ｏ
ＰＣ）やＳｅ感光体に比べ帯電電流が多く帯電部材であ
るファーブラシの耐久性が著しく低下する問題が指摘さ
れている。殊に、最適条件の判定の困難さと、環境変動
による耐久性の低下が指摘されている。

【００２５】即ち、アモルファスシリコン感光体を用い
た画像形成装置において、省エネルギー、エコロジーの
観点から接触帯電のニーズは高いものの、接触帯電手段
としてファーブラシ接触帯電装置を用いたときには、 ａ．第１に、帯電電流が大きいことによりファーブラシ
の寿命が短い ｂ．第２に、アモルファスシリコン感光体の帯電能の温
度変動による流れ込み電流の変動によりファーブラシの
寿命が短いといった問題があり、これがその実施に際し
てのネックとなっている。

【００２６】そこで本発明は上記の問題を解消して、像
担持体としてアモルファスシリコン系感光体を用い、該
感光体の帯電工程手段としてファーブラシ接触帯電装置
を用いた画像形成装置に関して、良好な画質の画像形成
物を極めて長期にわたって安定して出力させることを目
的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を特
徴とする画像形成装置である。

【００２８】（１）像担持体に帯電工程を含む画像形成
プロセスを適用して画像形成を実行する画像形成装置で
あって、帯電工程手段が、導電性繊維からなるブラシ部
を有する帯電部材をそのブラシ部を像担持体に接触させ
電圧を印加することで像担持体を帯電させるファーブラ
シ接触帯電装置であり、像担持体が、導電性支持体と、
シリコン原子を母体として水素原子及び／またはハロゲ
ン原子を含有する非単結晶材料から成り光導電性を示す
光導電層と、その上に上部電荷注入阻止層を有する光受
容層から構成される感光体であり、前記帯電部材から該
感光体への総電流量Ｉｐｆ（μＡ）がコロナ帯電器によ
り同一電位を得る流入電流値Ｉｐｃ（μＡ）との関係に
おいて ０．８Ｉｐｃ≦Ｉｐｆ≦１．１Ｉｐｃ の関係を有する事を特徴とする画像形成装置。

【００２９】（２）前記感光体の２５℃から４５℃にお
ける受容電位の温度依存性が｜０．５％／ｄｅｇ｜以下
である事を特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

【００３０】（３）前記感光体の光導電層が１０〜３０
原子％の水素を含有し、少なくとも光の入射する部分に
おいて、サブバンドギャップ光吸収スペクトルから得ら
れる指数関数裾の特性エネルギーＥｕが５０〜６０ｍｅ
Ｖ、局在状態密度Ｄ．Ｏ．Ｓ．が１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上
１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下であり、その上にシリコン原子を
母体として水素原子及び／またはハロゲン原子と炭素原
子を含有する非単結晶材料から成る上部電荷注入阻止層
を設けてなる光受容層から構成される事を特徴とする
（１）または（２）に記載の画像形成装置。

【００３１】（４）前記感光体の光導電層が１０〜３０
原子％の水素を含有し、少なくとも光の入射する部分に
おいて、サブバンドギャップ光吸収スペクトルから得ら
れる指数関数裾の特性エネルギーＥｕが５０〜６０ｍｅ
Ｖ、局在状態密度Ｄ．Ｏ．Ｓ．が１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上
１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下であり、その上にシリコン原子を
母体として水素原子及び／またはハロゲン原子と炭素原
子を含有する非単結晶材料から成る上部電荷注入阻止層
を設け、更にその上に表面保護層を設けてなる光受容層
から構成される事を特徴とする（１）または（２）に記
載の画像形成装置。

【００３２】（５）前記帯電部材のブラシ部の抵抗値は
１０⁴ Ω以上１０⁷ Ω以下であり、かつ該ブラシ部を流
れる電流値は５μＡ／ｃｍ² 以上５０μＡ／ｃｍ² 以下
である事を特徴とする（１）乃至（４）の何れか１つに
記載の画像形成装置。

【００３３】〈作 用〉本発明は、ファーブラシの通過
電流量の規定、アモルファスシリコン感光体について、
通過電流量を低減させる電荷注入阻止能に優れた表面
層、通過電流量の変動を低減させる帯電能の温度依存性
の小さい光導電層の限定により、ファーが燃えない範囲
でファーブラシの通過電流値（量）を規定して、電流値
が小さいことによる帯電不良による画質低下、多いこと
によるファーの燃えといった問題をなくしてファーブラ
シの高耐久化をはかった。

【００３４】即ち、第１に、アモルファスシリコン感光
体に上部注入阻止層（表面層）を設ける事により電流量
の低減を図ると共に、コロナ帯電流れ込み電流との比率
から適正な電流値を簡易な方法で求める事が可能となっ
た。この手段により容易にファーブラシの焼損が低減さ
れた。

【００３５】第２に、温度変動による流れ込み電流の変
動を低減させる事により、感光体温度の上昇に伴い流れ
込み電流が増加しその際に発生していたファーブラシの
焼損が防止された。かくして、像担持体としてアモルフ
ァスシリコン系感光体を用い、該感光体の帯電工程手段
としてファーブラシ接触帯電装置を用いた画像形成装置
に関して、良好な画質の画像形成物を極めて長期にわた
って安定して出力させることができた。

【００３６】なお、特開平５−３２３７６５公報には電
流上限を規制する手段が開示されているが、また、特公
平６４−６４５９公報には過剰電流による感光体の損傷
防止について開示されているが、適正電流の規定、環境
変動に伴う過剰電流の処置についての開示はない。

【００３７】アモルファスシリコン感光体の光導電層の
キャリアの挙動に着目し、バンドギャップ内の局在状態
分布と帯電能の温度依存性や光メモリーとの関係につい
て鋭意検討した結果、光導電層の少なくとも光の入射す
る部分において、特定のエネルギー範囲の局在状態密度
を一定範囲に制御することにより本発明の前記目的を達
成できるという知見を得た。

【００３８】すなわち、シリコン原子を母体とし、水素
原子及び／またはハロゲン原子を含有する非単結晶材料
で構成された光導電層を有する感光体において、その層
構造を特定化するように設計されて作成された感光体
は、実用上著しく優れた特性を示すばかりでなく、特に
画像形成装置用の感光体として優れた特性を有している
ことを見いだした。

【００３９】本発明における画像形成装置用感光体は、
導電性支持体と、シリコン原子を母体とする非単結晶材
料からなる光導電層を有する感光層とから構成され、光
導電層は１０〜３０原子％の水素を含み、光吸収スペク
トルの指数関数裾（アーバックテイル）の特性エネルギ
ーが５０〜６０ｍｅＶであって、かつ局在状態密度Ｄ．
Ｏ．Ｓ．が１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶ｃｍ^-3であることを
特徴としている。

【００４０】上記したような構成を取るように設計され
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、耐久性及び使用環境特性を示す。

【００４１】

【発明の実施の形態】

（１）画像形成装置例（図１） 図１は画像形成装置例の概略構成図である。本例の画像
形成装置は、転写方式電子写真プロセス利用の、原稿台
固定−光学系移動型の電子写真複写機である。

【００４２】１２１は固定の原稿台ガラスであり、複写
機本体外装筐１２０の上面板に設けた開口部に嵌め込ん
である。この原稿台ガラス１２１の上に原稿Ｏを複写す
べき画像面を下向きにして所定の載置基準にて載置し、
その上に原稿押え板１２２をかぶせて押え込み状態にす
る。

【００４３】１２３・１２４・１２５・１２６は原稿台
ガラス１２１の下側に配設した、原稿照明ランプ、第１
移動ミラー、第２移動ミラー、第３移動ミラーである。
コピースタート信号に基づいて原稿照明ランプ１２３が
点灯し、該ランプ１２３と第１移動ミラー１２４が一緒
に原稿台ガラス１２１の左辺側のホームポジションから
右辺側に原稿台ガラス下面に沿って所定の速度Ｖで往動
移動する。これに連動して第２及び第３移動ミラー１２
５・１２６が一緒に原稿台ガラス１２１の左辺側のホー
ムポジションから右辺側に原稿台ガラス下面に沿って速
度Ｖ／２で往動移動する。

【００４４】これにより、原稿台ガラス１２１上のセッ
ト原稿Ｏの下向き画像面が左辺側から右辺側に原稿台ガ
ラス１２１を通して照明走査され、その照明走査光の原
稿面反射光が第１移動ミラー１２４→第２移動ミラー１
２５→第３移動ミラー１２６→結像レンズ１２７→固定
ミラー１２８の光学系により、像担持体としての回転ド
ラム型の電子写真感光体１０１に対する画像露光部（静
電潜像形成行程部）１０３において回転感光体１０１の
面に結像投影露光（スリット露光）Ｌされる。

【００４５】原稿照明ランプ１２３・第１移動ミラー１
２４のＶの移動速度に対して、第２及び第３移動ミラー
１２５・１２６がＶ／２の速度で同方向に移動すること
で、光学系の移動過程において原稿面から回転感光体１
０１の画像露光部面までの光学光路長は一定に保たれ
る。原稿照明ランプ１２３、第１移動ミラー１２４、第
２移動ミラー１２５、第３移動ミラー１２６は所定の往
動終点に達すると復動移動されてはじめのホームポジシ
ョンに戻される。

【００４６】ドラム型の感光体１０１は所定の周速度
（プロセススピード）をもって矢示の時計方向Ａに回転
駆動される。この感光体１０１はアモルファスシリコン
感光体である。Ｈはドラムヒーターである。この感光体
にいては後記（３）項で詳述する。

【００４７】感光体１０１はその回転過程において、前
露光装置１０９による前露光除電処理（電気的メモリー
の除去）を受け、ファーブラシ帯電部材１０２による所
定の極性・電位の一次帯電処理を受け、画像露光部１０
３において前述の光学系による原稿画像の結像投影露光
Ｌを受けることで、その表面に露光画像に対応した静電
潜像が形成される。このファーブラシ帯電部材１０２に
ついては次の（２）項で詳述する。

【００４８】回転感光体１０１面に形成された静電潜像
は現像装置１０４によりトナー画像として可視化され
る。１０４ａは回転現像スリーブである。この現像スリ
ーブ１０４ａには不図示の電源から所定の現像バイアス
電圧が所定のタイミングで印加される。

【００４９】そのトナー画像は、感光体１０１と転写装
置としての転写ローラー１０５との当接ニップ部である
転写部Ｔにおいて、該転写部Ｔに、不図示の給紙機構部
から給紙され、レジストローラー１０６で所定のタイミ
ングにて給送された被記録材としての転写材Ｐに対して
転写されていく。転写ローラー１０５には不図示の電源
から所定の転写バイアス電圧が所定のタイミングで印加
される。

【００５０】転写部Ｔを通った転写材Ｐは除電部材１０
７で除電され、感光体１０１面から分離されて、搬送ベ
ルト装置１１０により熱ローラータイプ等の定着装置１
１１へ搬送され、トナー画像の定着処理を受けてコピー
として出力される。両面画像形成モードや多重画像形成
モードの場合には定着装置１１１を出た第１面画像形成
済みあるいは第１回目画像形成済みの転写材は不図示の
再循環シートパス機構に導入されて、転写部Ｔに再給送
される。

【００５１】転写材分離後の回転感光体１０１面はクリ
ーニング装置１０８により転写残りトナー等の付着残留
汚染物の除去を受けて清掃され、繰り返して作像に供さ
れる。１０８ａはクリーニングブレードである。

【００５２】レーザービームプリンターの場合は感光体
１０１に対する画像露光Ｌはレーザービームスキャナー
によるレーザービーム走査露光によりなされる。レーザ
ービームスキャナーは半導体レーザ、回転多面鏡（ポリ
ゴンミラー）、Ｆ−Θレンズ等からなり、画像読取装置
（イメージスキャナー）、コンピューター、ワードプロ
セッサー等のホスト装置から入力する目的の画像情報の
時系列電気ディジタル画素信号に対応して変調されたレ
ーザービームを出力し、そのレーザービームを偏向して
回転感光体１０１を走査露光する。レーザービームプリ
ンターの場合、回転感光体１０１面の静電潜像は一般に
反転現像にて可視化される。

【００５３】（２）ファーブラシ帯電部材１０２ 本例のファーブラシ帯電部材１０２は、前述の図１２の
ファーブラシ帯電部材と同様に、導電性軸１０２ｂと、
この軸の外周に植設して形成した導電性繊維よりなるフ
ァーブラシ層（繊維ブラシ層）１０２ａとからなる。

【００５４】導電性軸１０２ｂは通常、金属を用いる。

【００５５】ファーブラシ層１０２ａを構成する繊維
は、ステンレススチルファイバー、アクリルカーボン、
ナイロンカーボン、ポリプロピレンカーボン、ポリエチ
レンテレフタレートカーボン、アクリル硫化銅、レーヨ
ンカーボン等の繊維が一般的に用いられる。

【００５６】ファーブラシ層１０２ａを構成する繊維の
太さは６デニール〜２０デニールの範囲が好ましい。こ
れは、機械的強度と画質から決定される。

【００５７】該帯電部材１０２の抵抗値は、その使用さ
れる環境、高帯電効率、或いは被帯電体としての感光体
１０１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。具体的には、良好な帯電効率を保持する
為、一方ではピンホール防止の為にＨＩＯＫＩ社（メー
カー）製のＭΩテスターで２５０Ｖ〜１ｋＶの印加電圧
における測定にて、１×１０⁴ 〜１×１０⁷ Ωｃｍなる
抵抗を有する事が好ましい。より好ましくは１×１０⁶
〜１×１０⁷ Ωｃｍである。

【００５８】該帯電部材１０２のファーブラシ層１０２
ａを被帯電体としての感光体１０１に接触させて配設
し、該帯電部材１０２を回転させ、導電性軸１０２ｂに
は電源１０３から所定の帯電バイアス電圧を印加するこ
とで、回転駆動されている感光体１の外周面が所定の極
性・電位に接触帯電方式で帯電処理される。

【００５９】感光体１０１と帯電部材１０２のファーブ
ラシ層１０２ａとの接触ニップ部ｎの接触幅（例えば６
〜７ｍｍ）を安定にするためにスペーサコロなどにより
帯電部材１０２の導電性軸１０２ｂと感光体１０１との
最近接間隙を一定の距離に安定に保つようにしている。

【００６０】帯電部材１０２に対する帯電バイアスは直
流電圧Ｖｄｃのみを印加するＤＣ印加方式と、直流電圧
Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した振動電圧を印加する
ＡＣ印加方式がある。ＡＣ印加方式について、特開昭６
３−１４９６６９号公報に開示されるように、所望の帯
電電位Ｖｄに相当する直流電圧Ｖｄｃに被帯電体の帯電
開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電
圧成分を重畳した振動電圧（時間と共に電圧値が周期的
に変化する電圧）を印加して帯電を行わせる方式は、交
流電圧成分による帯電電位のならし効果を目的としたも
のであり、被帯電体の帯電電位は交流電圧成分の中央で
あるＶｄに収束し、帯電の均一化が図られる。帯電開始
電圧Ｖｔｈは帯電部材に直流電圧を印加して被帯電体の
帯電が開始する場合の帯電部材への印加電圧値である。

【００６１】（３）アモルファスシリコン系感光体（ａ
−Ｓｉ）１０１ 本発明に用いた好適なアモルファスシリコン感光体１０
１について以下に述べる。

【００６２】一般的に、水素化アモルファスシリコンａ
−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップ内には、Ｓｉ−Ｓｉ結合の
構造的な乱れに基づくテイル（裾）単位と、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、電子や正孔の捕
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。

【００６３】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 Photocu
rrent Method: ＣＰＭと略記する］は、ａ−Ｓｉ：Ｈの
局在準位に基づくサブキ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。

【００６４】本発明者らは、ＣＰＭによって測定された
光吸収スペクトルから求められる指数関数裾（アーバッ
クテイル）の特性エネルギーＥｕや、局在状態密度Ｄ．
Ｏ．Ｓ．と感光体特性との相関を種々の条件にわたって
調べた結果、特性エネルギーＥｕ及び局在状態密度Ｄ．
Ｏ．Ｓ．がａ−Ｓｉ感光体の温度特性や光メモリーと密
接な関係にあることを見いだした。

【００６５】周囲環境の変動等で感光体温度が上昇した
ときに帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャ
リア（熱励起キャリア）が帯電時の電界に引かれてバン
ド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い局在準位への
捕獲・放出を繰り返しながら表面に走行し、表面電荷を
打ち消してしまうことが挙げられる。このとき、帯電器
を通過する間に表面に到達する熱励起キャリアについて
は帯電能の低下には殆ど影響がないが、深い準位に捕獲
された熱励起キャリアは、帯電器を通過した後に表面へ
到達して表面電荷を打ち消す為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
キャリアも表面電荷を打ち消し帯電能の低下を引き起こ
す。したがって、感光体の使用温度領域における熱励起
キャリアの生成を抑え、なおかつ該熱励起キャリアの走
行性を向上させることが温度特性の向上の為に必要であ
る。

【００６６】さらに、光メモリーはブランク露光や像露
光によって生じた光キャリアがバンドギャップ内の局在
準位に捕獲され、光導電層内に該光キャリアが残留する
ことによって生じる。すなわち、ある複写工程において
生じた光キャリアのうち光導電層内に残留した光キャリ
アが、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による
電界によってはき出され、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、流れ込み電流の差
異と同時に画像上に濃淡が生じる。したがって、光キャ
リアが光導電層内に残留することなく、１回の複写行程
で走行するように、光キャリアの走行性を改善しなけれ
ばならない。

【００６７】したがって、特性エネルギーＥｕおよび特
定のエネルギー範囲の局在状態密度Ｄ．Ｏ．Ｓ．を制御
することにより、熱励起キャリアの生成が抑えられ、な
おかつ熱励起キャリアや光キャリアが局在準位に捕獲さ
れる割合を小さくすることができる為に上記キャリア
（電荷キャリア）の走行性が著しく改善される。その結
果、感光体の使用温度領域での温度特性が飛躍的に改善
され、同時に光メモリーの発生を抑制することができる
為に、感光体の使用環境に対する安定性が向上し、流れ
込み電流の安定化を達成することができる。

【００６８】図２の（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれａ−Ｓ
ｉ系感光体１０１の層構成形態例の摸式的構成図であ
る。

【００６９】（ａ）のものは、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（水素原子）、Ｘ（ハロゲ
ン原子）からなり光導電性を有する光導電層１１０３で
構成されている。

【００７０】（ｂ）のものは、感光体用としての支持体
１１０１の上に感光層１１０２が設けられている。該感
光層１１０２は、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を
有する光導電層１１０３と、アモルファスシリコン系表
面層１１０４とから構成されている。

【００７１】（ｃ）のものは、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、アモルファスシリコン系電荷注入阻止
層１１０５と、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有
する光導電層１１０３と、アモルファスシリコン系表面
層１１０４から構成されている。

【００７２】（ｄ）のものは、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−Ｓ
ｉ：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１１０
４とから構成されている。

【００７３】．支持体１１０１ 支持体１１０１としては、導電性でも電気絶縁性であっ
てもよい。

【００７４】導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス
等が挙げられる。

【００７５】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。

【００７６】また、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１０１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１０１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。特にレー
ザー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
リアの減少が実質的にない範囲で支持体１１０１の表面
に凹凸を設けてもよい。支持体１１０１の表面に設けら
れる凹凸は、特開昭６０−１６８１５６号公報、同６０
−１７８４５７号公報、同６０−２２５８５４号公報等
に記載された公知の方法により作成される。

【００７７】また、レーザー光などの可干渉性光を用い
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、帯電キャリア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よい。即ち、支持体１１０１の
表面が画像形成装置用感光体１０１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６１
−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により作
成される。

【００７８】又、レーザー光等の可干渉性光を用いた場
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、或いは該層
１１０２の下側に光吸収層等の干渉防止層或いは領域を
設けても良い。

【００７９】．光導電層１１０３ 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ーの数値条件が設定
されて作成される。

【００８０】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。

【００８１】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
易であることからしてグロー放電法、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。

【００８２】グロー放電法によって光導電層１１０３を
形成するには、基本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給
し得るＳｉ供給用の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給
し得るＨ供給用の原料ガスまたは／及びハロゲン原子
（Ｘ）を供給し得るＸ供給用の原料ガスを、内部を減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位
置に設置されてある所定の支持体１１０１上にａ−Ｓ
ｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００８３】また、光導電層１１０３中に水素原子また
は／及び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または／及びハロ
ゲン原子の和に対して１０〜３０原子％、より好ましく
は１５〜２５原子％とされるのが望ましい。

【００８４】Ｓｉ供給用ガスとなり得る物質としては、
ＳｉＨ₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀等のガ
ス状態の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）
が有効に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時
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挙げられる。

【００８５】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
をいっそう容易になるように図り、これらのガスに更に
Ｈ₂および／またはＨｅあるいは水素原子を含む珪素化
合物のガスも所望量混合して層形成することが必要であ
る。また、各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複
数種混合しても差し支えないものである。

【００８６】またハロゲン原子供給用の原料ガスとして
有効なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハ
ロゲンをふくむハロゲン間化合物、ハロゲンで置換され
たシラン誘導体等のガス状のまたはガス化し得る、ハロ
ゲン化合物が好ましく挙げられる。また、さらにはシリ
コン原子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状のま
たはガス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合
物も有効なものとして挙げることができる。

【００８７】好適に使用し得るハロゲン化合物として
は、具体的には弗素ガス（Ｆ₂ ）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、Ｃ
ｌＦ₃ 、ＢｒＦ₃ 、ＢｒＦ₅ 、ＩＦ₃ 、ＩＦ₇ 等のハロ
ゲン間化合物を挙げることができる。

【００８８】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、たとえばＳｉＦ₄ 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 等の弗化珪素が
好ましいものとして挙げることができる。

【００８９】光導電層１１０３中に含有される水素原子
または／及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば
支持体１１０１の温度、水素原子または／及びハロゲン
原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器
内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。

【００９０】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よ
い。

【００９１】前記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、
ｐ型伝導特性を与える周期律表IIIb族に属する原子（以
後、第IIIb族原子と記す）、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（以後、第Vb族原子と記
す）を用いることができる。

【００９２】第IIIb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。

【００９３】第Vb族原子としては、具体的には、燐
（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス
（Ｂｉ）等があり、特にＰ、Ａｓが好適である。

【００９４】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。

【００９５】伝導性を制御する原子、たとえば、第IIIb
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IIIb族原子導入用の原料物質あるいは第
Vb族原子導入用の原料物質をガス状態で反応容器中に、
光導電層１１０３を形成するための他のガスとともに導
入してやればよい。

【００９６】第IIIb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。

【００９７】そのような第IIIb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挙げられる。この他、Ａｌ
Ｃｌ₃ 、ＧａＣｌ₃ 、Ｇａ（ＣＨ₃ ）₃ 、ＩｎＣｌ₃ 、
ＴｌＣｌ₃ 等も挙げることができる。

【００９８】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 、Ｐ₂
Ｈ₄ 等の水素化燐、ＰＨ₄ Ｉ、ＰＦ₃ 、ＰＦ₅ 、ＰＣｌ
₃ 、ＰＣｌ₅ 、ＰＢｒ₃ 、ＰＢｒ₅ 、ＰＩ₃ 等のハロゲ
ン化燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃ 、ＡｓＦ₃ 、Ａ
ｓＣｌ₃ 、ＡｓＢｒ₃ 、ＡｓＦ₅ 、ＳｂＨ₃ 、ＳｂＦ
₃ 、ＳｂＦ₅ 、ＳｂＣｌ₃ 、ＳｂＣｌ₅ 、ＢｉＨ₃ 、Ｂ
ｉＣｌ₃ 、ＢｉＢｒ₃ 等も第Vb族原子導入用の出発物質
の有効なものとして挙げることができる。

【００９９】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。

【０１００】さらに、光導電層１１０３に炭素原子及び
／または酸素原子及び／または窒素原子を含有させるこ
とも有効である。炭素原子及び／または酸素原子及び／
または窒素原子の含有量はシリコン原子、炭素原子、酸
素原子及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
子及び／または酸素原子及び／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。

【０１０１】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及び経済的効果等の点から適宜所望
にしたがって決定され、好ましくは２０〜５０μｍ、よ
り好ましくは２３〜４５μｍ、最適には２５〜４０μｍ
とされるのが望ましい。

【０１０２】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。

【０１０３】希釈ガスとして使用するＨ₂ および／また
はＨｅの流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選
択されるが、Ｓｉ供給用ガスに対し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。

【０１０４】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１
０^-4〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-4〜５Ｔｏｒ
ｒ、最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好まし
い。

【０１０５】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量
に対する放電電力を、通常の場合２〜７倍、好ましくは
２．５〜６倍、最適には３〜５倍の範囲に設定すること
が望ましい。

【０１０６】さらに、支持体１１０１の温度は、層設計
にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場
合、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３
０〜３３０℃、最適には２５０〜３１０℃とするのが望
ましい。

【０１０７】光導電層を形成するための支持体温度、ガ
ス圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられ
るが、条件は通常は独立的に別々に決められるものでは
なく、所望の特性を有する感光体を形成すべく相互的且
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。

【０１０８】．表面層１１０４ 上述のようにして支持体１１０１上に形成された光導電
層１１０３の上に、更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１１
０４は自由表面１１０６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
おいて目的を達成するために設けられる。

【０１０９】又、感光層１１０２を構成する光導電層１
１０３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成さ
れている。

【０１１０】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）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含
有し、更に炭素原子を含有するアモルファスシリコン
（ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ）、 ・水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含
有し、更に酸素原子を含有するアモルファスシリコン
（ａ−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ）、 ・水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含
有し、更に窒素原子を含有するアモルファスシリコン
（ａ−ＳｉＮ：Ｈ，Ｘ）、 ・水素原子（Ｈ）及び／またはハロゲン原子（Ｘ）を含
有し、更に炭素原子、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（ａ−ＳｉＣＯ
Ｎ：Ｈ，Ｘ）等の材料が好適に用いられる。

【０１１１】該表面層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
ー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
法など数々の薄膜堆積法によって形成することができ
る。

【０１１２】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望ましい。

【０１１３】例えば、グロー放電法によってａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ，Ｘよりなる表面層１１０４を形成するには、基
本的にはシリコン原子（Ｓｉ）を供給し得る、Ｓｉ供給
用の原料ガスと、炭素原子（Ｃ）を供給し得るＣ供給用
の原料ガスと、水素原子（Ｈ）を供給し得るＨ供給用の
原料ガスまたは／及びハロゲン原子（Ｘ）を供給し得る
Ｘ供給用の原料ガスを、内部を減圧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よい。

【０１１４】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何れでも良いが、炭
素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なくとも１つ含む
シリコン原子との化合物が好ましく、特にａ−ＳｉＣを
主成分としたものが好ましい。

【０１１５】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％から９０％の範囲が好ましい。

【０１１６】また、表面層１１０４中に水素原子または
／及び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、弗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。

【０１１７】これらの水素及び／または弗素含有量の範
囲内で形成される感光体は、実際面に於いて従来にない
格段に優れたものとして充分適用させ得るものである。
すなわち、表面層内に存在する欠陥（主にシリコン原子
や炭素原子のダングリングボンド）は画像形成装置用感
光体としての特性に悪影響を及ぼすことが知られてい
る。例えば自由表面から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とで表
面構造が変化することによる帯電特性の変動、更にコロ
ナ帯電時や光照射時に光導電層により表面層に電荷が注
入され、前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされるこ
とにより繰り返し使用時の残像現象の発生等がこの悪影
響として挙げられる。

【０１１８】しかしながら表面層内の水素含有量を３０
原子％以上に制御することで表面層内の欠陥が大幅に減
少し、その結果、従来に比べて電気的特性面及び高速連
続使用性において飛躍的な向上を図ることができる。

【０１１９】一方、前記表面層中の水素含有量が７１原
子％以上になると表面層の硬度が低下するために、繰り
返し使用に耐えられなくなる。従って、表面層中の水素
含有量を前記の範囲内に制御することが格段に優れた所
望の電子写真特性を得る上で非常に重要な因子の１つの
である。表面層中の水素含有量は、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。

【０１２０】また、表面層中の弗素含有量を０．０１原
子％以上の範囲に制御することで表面層内のシリコン原
子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成すること
が可能となる。さらに、表面層中の弗素原子の働きとし
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。

【０１２１】一方、表面層中の弗素含有量が１５原子％
を越えると表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の
発生の効果および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、
過剰の弗素原子が表面層中のキャリアの走行性を阻害す
るため、残留電位や画像メモリーが顕著に認められてく
る。従って、表面層中の弗素含有量を前記範囲内に制御
することが所望の電子写真特性を得る上で重要な因子の
一つである。表面層中の弗素含有量は、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。

【０１２２】表面層の形成において使用されるシリコン
（Ｓｉ）供給用ガスとなり得る物質としては、ＳｉＨ
₄ 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ 、Ｓｉ₃ Ｈ₈ 、Ｓｉ₄ Ｈ₁₀等のガス状態
の、またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効
に使用されるものとして挙げられ、更に層作成時の取り
扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ₄ 、Ｓｉ
₂ Ｈ₆ が好ましいものとして挙げられる。また、これら
のＳｉ供給用の原料ガスを必要に応じてＨ₂ 、Ｈｅ、Ａ
ｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈して使用してもよい。

【０１２３】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化水素が有効に使用されるも
のとして挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Ｓｉ
供給効率の良さ等の点でＣＨ₄、Ｃ₂ Ｈ₆ が好ましいも
のとして挙げられる。また、これらのＣ供給用の原料ガ
スを必要に応じてＨ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスによ
り希釈して使用してもよい。

【０１２４】窒素または酸素供給用ガスとなり得る物質
としては、ＮＨ₃ 、ＮＯ、Ｎ₂ Ｏ、ＮＯ₂ 、Ｈ₂ Ｏ、Ｏ
₂ 、ＣＯ、ＣＯ₂ 、Ｎ₂ 等のガス状態の、またはガス化
し得る化合物が有効に使用されるものとして挙げられ
る。また、これらの窒素、酸素供給用の原料ガスを必要
に応じてＨ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスにより希釈し
て使用してもよい。

【０１２５】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いっそう容易になる
ように図るために、これらのガスに更に水素ガスまたは
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。

【０１２６】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効
なのは、たとえばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲ
ンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラ
ン誘導体等のガス状の、またはガス化し得るハロゲン化
合物が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原
子とハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたはガ
ス化し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有
効なものとして挙げることができる。本発明に於て好適
に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素
ガス（Ｆ₂ ）、ＢｒＦ、ＣｌＦ、ＣｌＦ₃ 、ＢｒＦ₃ 、
ＢｒＦ₅ 、ＩＦ₃ ＩＦ₇ 等のハロゲン間化合物を挙げる
ことができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆ
るハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具
体的には、たとえばＳｉＦ₄ 、Ｓｉ₂ Ｆ₆ 等の弗化珪素
が好ましいものとして挙げることができる。

【０１２７】表面層１１０４中に含有される水素原子ま
たは／及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支
持体１１０１の温度、水素原子または／及びハロゲン原
子を含有させるために使用される原料物質の反応容器内
へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。

【０１２８】炭素原子及び／または酸素原子及び／また
は窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有されても
良いし、表面層の層厚方向に含有量が変化するような不
均一な分布をもたせた部分があっても良い。

【０１２９】さらに、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１１０４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
もよい。

【０１３０】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、いわゆる不純物を挙げることがで
き、ｐ型伝導特性を与える周期律表III ｂ族に属する原
子（第III ｂ族原子）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（第Ｖｂ族原子）を用いること
ができる。

【０１３１】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。

【０１３２】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、たとえば、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よい。第III
ｂ族原子導入用の原料物質あるいは第Ｖｂ族原子導入用
の原料物質となり得るものとしては、常温常圧でガス状
の、または少なくとも層形成条件下で容易にガス化し得
るものが採用されるのが望ましい。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 Ｈ
₁₁、Ｂ₆ Ｈ₁₀、Ｂ₆ Ｈ₁₂、Ｂ₆ Ｈ₁₄等の水素化硼素、Ｂ
Ｆ₃ 、ＢＣｌ₃ 、ＢＢｒ₃ 等のハロゲン化硼素等が挙げ
られる。この他、ＡｌＣｌ₃ 、ＧａＣｌ₃ 、Ｇａ（ＣＨ
₃ ）₃ 、ＩｎＣｌ₃ 、ＴｌＣｌ₃ 等も挙げることができ
る。

【０１３３】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 、
Ｐ₂ Ｈ₄ 等の水素化燐、ＰＨ₄ Ｉ、ＰＦ₃ 、ＰＦ₅ 、Ｐ
Ｃｌ₃ 、ＰＣｌ₅ 、ＰＢｒ₃ 、ＰＢｒ₅ 、ＰＩ₃ 等のハ
ロゲン化燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃ 、ＡｓＦ
₃ 、ＡｓＣｌ₃ 、ＡｓＢｒ₃ 、ＡｓＦ₅ 、ＳｂＨ₃ 、Ｓ
ｂＦ₃ 、ＳｂＦ₅ 、ＳｂＣｌ₃ 、ＳｂＣｌ₅ 、ＢｉＨ
₃ 、ＢｉＣｌ₃ 、ＢｉＢｒ₃ 等も第Ｖｂ族原子導入用の
出発物質の有効なものとして挙げることができる。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。

【０１３４】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
理由により表面層が失われてしまい、３μｍを越えると
残留電位の増加等の電子写真特性の低下がみられる。

【０１３５】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。即
ち、Ｓｉ、Ｃ及び／またはＮ及び／またはＯ、Ｈ及び／
またはＸを構成要素とする物質はその形成条件によって
構造的には結晶からアモルファスまでの形態を取り、電
気物性的には導電性から半導体性、絶縁性までの間の性
質を、又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、目的に応じた所望の特性を有する化
合物が形成される様に、所望に従ってその形成条件の選
択が厳密になされる。

【０１３６】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、使用環境に於いて電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。

【０１３７】又、連続繰り返し使用特性や使用環境特性
の向上を手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有る程度の感度を有する非単
結晶材料として形成される。

【０１３８】更に、帯電機構においては、表面層の低抵
抗による画像流れを防止し、或は残留電位等の影響を防
止する為に、一方では帯電効率を良好にする為に、層作
成に際して、その抵抗値を適宜に制御する事が好まし
い。

【０１３９】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したがって、適宜設定する必要があ
る。

【０１４０】支持体１１０１の温度（Ｔｓ）は、層設計
にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場
合、好ましくは２００〜３５０°、より好ましくは２３
０〜３３０°、最適には２５０〜３００°とするのが望
ましい。

【０１４１】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好ま
しくは１×１０^-4〜１０Ｔｏｒｒ、より好ましくは５×
１０^-4〜５Ｔｏｒｒ、最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒ
とするのが好ましい。

【０１４２】表面層を形成するための支持体温度、ガス
圧の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げられる
が、条件は通常は独立的に別々に決められるものではな
く、所望の特性を有する感光体を形成すべく相互的且つ
有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望ましい。

【０１４３】さらに、光導電層と表面層の間に、炭素原
子、酸素原子、窒素原子の含有量を表面層より減らした
ブロッキング層（下部表面層）を設けることも帯電能等
の特性を更に向上させるためには有効である。

【０１４４】また表面層１１０４と光導電層１１０３と
の間に炭素原子及び／または酸素原子及び／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。これにより表面層と
光導電層の密着性を向上させ、界面での光の反射による
干渉の影響をより少なくすることができる。

【０１４５】．下部電荷注入阻止層１１０５ 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（下部電荷注入阻止層）１１０５を設ける
のがいっそう効果的である。

【０１４６】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１１０
６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
を光導電層に比べ比較的多く含有させる。

【０１４７】該層１１０５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。

【０１４８】しかしながら、いずれの場合にも支持体の
表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく
含有されることが面内方向における特性の均一化をはか
る点からも必要である。

【０１４９】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
ゆる不純物を挙げることができ、ｐ型伝導特性を与える
周期律表III 族に属する原子（第III 族原子）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（第Ｖ族
原子）を用いることができる。

【０１５０】第III 族原子としては、具体的には、Ｂ
（ほう素），Ａｌ（アルミニウム），Ｇａ（ガリウ
ム），Ｉｎ（インジウム），Ｔａ（タリウム）等があ
り、特にＢ，Ａｌ，Ｇａが好適である。

【０１５１】第Ｖ族原子としては、具体的にはＰ（リ
ン），Ａｓ（砒素），Ｓｂ（アンチモン），Ｂｉ（ビス
マス）等があり、特にＰ，Ａｓが好適である。

【０１５２】電荷注入阻止層中に含有される伝導性を制
御する原子の含有量としては、本発明の目的が効果的に
達成できるように所望にしたが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。

【０１５３】さらに、電荷注入阻止層１１０５には、炭
素原子、窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有
させることによって、該電荷注入阻止層に直接接触して
設けられる他の層との間の密着性の向上をよりいっそう
図ることができる。

【０１５４】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
てもよい。しかしながら、いずれの場合にも支持体の表
面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく含
有されることが面内方向における特性の均一化をはかる
点からも必要である。

【０１５５】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％、最適には１×１０^-2〜１０原子％とされるのが望
ましい。

【０１５６】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
入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるいは水素
原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には１〜５０
原子％、より好適には５〜４０原子％、最適には１０〜
３０原子％とするのが望ましい。

【０１５７】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、及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０．３〜４
μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが望ましい。

【０１５８】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。

【０１５９】所要特性を有する電荷注入阻止層１０５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の温度を適宜設定するこ
とが必要である。

【０１６０】希釈ガスであるＨ₂ および／またはＨｅの
流量は、層設計にしたがって適宜最適範囲が選択される
が、Ｓｉ供給用ガスに対し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。

【０１６１】反応容器内のガス圧も同様に層設計にした
がって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合１×１
０^-4〜１０Ｔｏｒｒ、好ましくは５×１０^-4〜５Ｔｏｒ
ｒ、最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒとするのが好まし
い。

【０１６２】放電電力もまた同様に層設計にしたがって
適宜最適範囲が選択されるが、Ｓｉ供給用のガスの流量
に対する放電電力を、通常の場合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。

【０１６３】さらに、支持体１１０１の温度は、層設計
にしたがって適宜最適範囲が選択されるが、通常の場
合、好ましくは２００〜３５０℃、より好ましくは２３
０〜３３０℃、最適には２５０〜３００℃とするのが望
ましい。

【０１６４】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挙げられるが、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を形成す
べく相互的且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。

【０１６５】この他に、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、水素原子または
／およびハロゲン原子が層厚方向に不均一な分布状態で
含有する層領域を有することが望ましい。

【０１６６】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。更に、前述のごとく、支持体からの
反射光による干渉模様の発生を防止するための光吸収層
を設けても良い。

【０１６７】．各層の製造 上記の各層は、例えば、図３や図４に示される様な装置
および膜形成方法にて製造される。

【０１６８】ａ）図３の装置 図３は、電源周波数としてＲＦ帯を用いた高周波プラズ
マＣＶＤ法（ＲＦ−ＰＣＶＤ）による画像形成装置用感
光体の製造装置の一例を示す摸式的な構成図である。

【０１６９】この装置は大別すると、堆積装置３１０
０、原料ガスの供給装置３２００、堆積装置３１００中
の反応容器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。

【０１７０】堆積装置３１００中の反応容器３１１１内
には、感光体１０１の円筒状支持体１１０１、支持体加
熱用ヒーター３１１３、原料ガス導入管３１１４が設置
され、更に高周波マッチングボックス３１１５が接続さ
れている。

【０１７１】原料ガス供給装置３２００は、ＳｉＨ₄ 、
ＧｅＨ₄ 、Ｈ₂ 、ＣＨ₄ 、Ｂ₂ Ｈ₆、ＰＨ₃ 等の原料ガ
スのボンベ３２２１〜３２２６とバルブ３２３１〜３２
３６，３２４１〜３２４６，３２５１〜３２５６、圧力
調整器３２６１〜３２６６およびマスフローコントロー
ラー３２１１〜３２１６から構成され、各原料ガスのボ
ンベ３２２１〜３２２６はバルブ３１６０、導管３１１
６を介して反応容器３１１１内の原料ガス導入管３１１
４に接続されている。３１１８は排気系のメイン排気バ
ルブ、３１１７は反応容器リークバルブ、３１１９は真
空計である。

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

【０１７３】まず、反応容器３１１１内に感光体用円筒
状支持体１１０１を設置し、不図示の排気装置（例えば
真空ポンプ）により反応容器３１１１内を排気する。

【０１７４】続いて、支持体加熱用ヒーター３１１３に
より円筒状支持体１１０１の温度を２００℃乃至３５０
℃の所定の温度に制御する。

【０１７５】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３２３１〜３
２３７、反応容器のリークバルブ３１１７が閉じられて
いることを確認し、又、流入バルブ３２４１〜３２４
６、流出バルブ３２５１〜３２５６、補助バルブ３１６
０が開かれていることを確認して、まずメイン排気バル
ブ３１１８を開いて反応容器３１１１およびガス配管内
３１１６を排気する。

【０１７６】次に真空計３１１９の読みが約５×１０^-6
Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ３１６０、流出バル
ブ３２５１〜３２５６を閉じる。

【０１７７】その後、ガスボンベ３２２１〜３２２６よ
り各ガスをバルブ３２３１〜３２３６を開いて導入し、
圧力調整器３２６１〜３２６６により各ガス圧を２Ｋｇ
／ｃｍ² に調整する。次に、流入バルブ３２４１〜３２
４６を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ
ー３２１１〜３２１６内に導入する。

【０１７８】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。

【０１７９】円筒状支持体１１０１が所定の温度になっ
たところで流出バルブ３２５１〜３２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ３１６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ３２２１〜３２２６から所定のガスをガス導入管３
１１４を介して反応容器３１１１内に導入する。

【０１８０】次に、マスフローコントローラー３２１１
〜３２１６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３１１１内の圧力が１Ｔ
ｏｒｒ以下の所定の圧力になるように真空計３１１９を
見ながらメイン排気バルブ３１１８の開口を調整する。

【０１８１】内圧が安定したところで、周波数１３．５
６ＭＨｚ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３１１５を通じて反応容
器３１１１内にＲＦ電力を導入し、グロー放電を生起さ
せる。

【０１８２】この放電エネルギーによって反応容器内に
導入された原料ガスが分解され、円筒状支持体１１０１
上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜が形成される
ところとなる。

【０１８３】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へのガスの
流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０１８４】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。

【０１８５】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言うま
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３２５１〜３２５６から反応容器３１１
１に至る配管内に残留することを避けるために、流出バ
ルブ３２５１〜３２５６を閉じ、補助バルブ３１６０を
開き、さらにメイン排気バルブ３１１８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。

【０１８６】また、膜成形の均一化を図るために、層形
成を行なっている間は、支持体１１０１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。さらに、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言うま
でもない。

【０１８７】ｂ）図４の装置 次に、電源にＶＨＦ帯の周波数を用いた高周波プラズマ
ＣＶＤ（ＶＨＦ−ＰＣＶＤ）法によって形成される画像
形成装置用感光体の製造装置は、例えば、上述した図３
に示したＲＦ−ＰＣＶＤ法による製造装置における堆積
装置３１００を図４に示す堆積装置４１００に交換し
て、これに原料ガス供給装置３２００（図３）を接続す
ることにより得ることができる。

【０１８８】この装置４１００は大別すると、真空気密
化構造を成した減圧にし得る反応容器４１１１、原料ガ
スの供給装置３２００（図３）、および反応容器４１１
１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。

【０１８９】反応容器４１１１内には、感光体用円筒状
支持体１１０１、支持体加熱用ヒーター４１１３、原料
ガス導入管４１１４、電極４１１５が設置され、電極４
１１５には更に高周波マッチングボックス４１１６が接
続されている。４１２０は支持体回転用モーターであ
る。

【０１９０】また、反応容器４１１１内は排気管４１２
１を通じて不図示の拡散ポンプに接続されている。

【０１９１】原料ガス供給装置３２００（図３）は反応
容器４１１１内のガス導入管４１１４に接続されてい
る。また、円筒状支持体１１０１によって取り囲まれた
空間４１３０が放電空間を形成している。

【０１９２】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法によるこの装置での堆
積膜の形成は、以下のように行なうことができる。

【０１９３】まず、反応容器４１１１内に感光体用円筒
状支持体１１０１を設置し、駆動装置４１２０によって
支持体１１０１を回転し、不図示の排気装置（例えば真
空ポンプ）により反応容器４１１１内を排気管４１２１
を介して排気し、反応容器４１１１内の圧力を１×１０
^-7Ｔｏｒｒ以下に調整する。続いて、支持体加熱用ヒー
ター４１１３により円筒状支持体１１０１の温度を２０
０℃乃至３５０℃の所定の温度に加熱保持する。

【０１９４】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器４１１
１に流入させるには、ガスボンベのバルブ３２３１〜２
２３６（図３）、反応容器のリークバルブ３１１７が閉
じられていることを確認し、又、流入バルブ３２４１〜
３２４６、流出バルブ３２５１〜３２５６、補助バルブ
３１６０が開かれていることを確認して、まずメイン排
気バルブ３１１８を開いて反応容器４１１１およびガス
配管３１１６内を排気する。

【０１９５】次に真空計３１１９の読みが約５×１０^-6
Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ３１６０、流出バル
ブ３２５１〜３２５６を閉じる。

【０１９６】その後、ガスボンベ３２２１〜３２２６よ
り各ガスをバルブ３２３１〜３２３６を開いて導入し、
圧力調整器３２６１〜３２６６により各ガス圧を２ｋｇ
／ｃｍ² に調整する。

【０１９７】次に流入バルブ３２４１〜３２４６を徐々
に開けて、各ガスをマスフローコントローラー３２１１
〜３２１６内に導入する。

【０１９８】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１１０１上に各層の
形成を行う。

【０１９９】円筒状支持体１１０１が所定の温度になっ
たところで流出バルブ３２５１〜３２５６のうちの必要
なものおよび補助バルブ３１６０を徐々に開き、ガスボ
ンベ３２２１〜３２２６から所定のガスをガス導入管４
１１４を介して反応容器４１１１内の放電空間４１３０
に導入する。

【０２００】次にマスフローコントローラー３２１１〜
３２１６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４１３０内の圧力が１Ｔｏ
ｒｒ以下の所定の圧力になるように真空計３１１９を見
ながらメイン排気バルブ３１１８の開口を調整する。

【０２０１】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４１１６を通じて放電空間４１３０
にＶＨＦ電力を導入し、グロー放電を生起させる。

【０２０２】かくして支持体１１０１により取り囲まれ
た放電空間４１３０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１
１０１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ー４１２０によ
って、所望の回転速度で回転させる。

【０２０３】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へのガス
の流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０２０４】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。

【０２０５】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言うま
でもなく、また、それぞれのガスが反応容器４１１１
内、流出バルブ３２５１〜３２５６から反応容器４１１
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３２５１〜３２５６を閉じ、補助バルブ３１６０を
開き、さらにメイン排気バルブ３１１８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。

【０２０６】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言うま
でもない。

【０２０７】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。

【０２０８】支持体１１０１の加熱方法は、真空仕様で
ある発熱体であれば良く、より具体的にはシース状ヒー
ターの巻き付けヒーター、板状ヒーター、セラミックヒ
ーター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挙げられる。加熱手段の表
面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、銅等
の金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂等を使用す
ることができる。

【０２０９】それ以外にも、反応容器以外に加熱専用の
容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体
を搬送する等の方法が用いられる。

【０２１０】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。

【０２１１】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法において放電空間に設
けられる電極の大きさ及び形状は、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１
０ｃｍ以下の円筒状が好ましい。この時、電極の長さも
支持体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設定で
きる。

【０２１２】電極の材質としては、表面が導電性となる
ものならばいずれのものでも良く、例えば、ステンレ
ス，Ａｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，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。

【０２１３】（実施例）以下、実施例により本発明の境
界条件、効果を具体的に説明する。本発明はこれらの実
施形に限定されるものではない。

【０２１４】〈実施例１〉（帯電能の温度依存性の小さ
い条件） 前述の図３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、感光体支持体１１０１とし
ての、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシ
ンンダー上に、表１に示す条件で、図２の（ｃ）の下部
電荷注入阻止層１１０５、光導電層１１０３、上部電荷
注入阻止層（表面層）１１０４からなるアモルファスシ
リコン感光体１０１を作製した。さらに光導電層のＳｉ
Ｈ₄ 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、１１種類の感光体を作製した。

【０２１５】

【表１】 一方、円筒形のサンプルホルダーに設置したガラス基板
（コーニング社 ７０５９）ならびにＳｉウエハー上
に、前記１１種類の感光体の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Ｃｒの串型電極を蒸着し、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。

【０２１６】前記各感光体を前述図１のような画像形成
装置にセットして以下の評価を行なった。

【０２１７】４５℃の時、暗部電位を４００Ｖになる様
に設定し、感光体温度が２５℃から４５℃まで変化する
温度環境で求めた受容電位の変化率を図５に示した。ま
た、２３℃、６０％ＲＨ環境でゴーストメモリー、強露
光時の画像流れ、画質におけるガサツキの評価結果を図
６、７、８に示した。結果から、特性エネルギーＥｕ＝
５０〜６０ｍｅＶ、局在状態密度Ｄ．Ｏ．Ｓ．＝１×１
０¹⁴〜５×１０¹⁶ｃｍ^-3の範囲にすることにより更に良
好な電子写真特性を得られる事がわかった。

【０２１８】〈実施例２〉（上部電荷注入阻止層の有無
による効果） 実施例１で作製した１１種類の感光体と、最終表面層
（上部電荷注入阻止層）１１０４を設けない以外は同様
の感光体を作製した。

【０２１９】前記各感光体を前述図１のような画像形成
装置にセットして以下の評価を行なった。

【０２２０】感光体温度が２５℃から４５℃まで変化す
る温度環境で、Ａ４サイズの転写紙１万枚の耐刷後の画
質をガサツキとして評価した結果を図８に示した。ガサ
ツキによりファーブラシの焼損等による帯電不良による
画像不均一性を評価する。

【０２２１】その結果、上部電荷注入阻止層（表面層）
１１０４を設ける事により良好な特性を発現する事がわ
かった。

【０２２２】〈実施例３〉（ファーブラシ抵抗の最適
値） 図４に示すＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による画像形成装置用感
光体の製造装置を用い、実施例１と同様に、感光体支持
体１１０１としての、直径８０ｍｍの鏡面加工を施した
アルミニウムシリンダー上に表２に示す条件で、図２の
（ｃ）の下部電荷注入阻止層１１０５、光導電層１１０
３、表面層１１０４からなるアモルファスシリコン感光
体１０１を作製した。

【０２２３】

【表２】 この感光体を前述図１のような画像形成装置にセットし
て、ファーブラシ帯電部材１０２の抵抗を変化させなが
らＡ４サイズの転写紙１万枚の耐刷後の画質評価を行な
った。その結果を図９に示す。ブラシの抵抗値は１０⁴
Ω以上１０⁷ Ω以下が好適である事がわかった。

【０２２４】〈実施例４〉（コロナ帯電電流との比較） 実施例３と同じ感光体を前述図１の画像形成装置にセッ
トし、帯電手段をコロナ帯電器にして、所望の帯電電
位、具体的には暗部電位４００Ｖとした時の感光体流れ
込み電流をＩｐｃ（μＡ）とし、帯電手段をファーブラ
シ接触帯電装置とした画像形成装置での電流値Ｉｐｆ
（μＡ）を比率で０．５から１．５まで振ってＡ４サイ
ズの転写紙１万枚の耐刷後の画質を評価した。結果を図
１０に示す。電流値比率（Ｉｐｃ／Ｉｐｆ）が０．８か
ら１．１までが好適である事がわかった。

【０２２５】また、具体的数値として、該ブラシを流れ
る電流値は５μＡ／ｃｍ² 以上５０μＡ／ｃｍ² 以下が
好適である事がわかった。

【０２２６】以上述べてきた、課題を解決するための手
段及び作用を単独、組み合わせで用いる事により、優れ
た効果を引き出す事が可能である。

【０２２７】〈実施例５〉図１の画像形成装置におい
て、像担持体１０１は、図３のＲＦ−ＰＣＶＤ法による
画像形成装置用感光体の製造装置を用い、感光体支持体
としての、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウ
ムシンンダー上に、表１に示す条件で、図２の（ｃ）の
下部電荷注入阻止層１１０５、光導電層１１０３、表面
層１１０４からなるアモルファスシリコン感光体であ
る。光導電層の特性エネルギーＥｕと局在準位密度Ｄ．
Ｏ．Ｓは、それぞれ５５ｍｅＶ、２×１０¹⁵ｃｍ^-3であ
った。

【０２２８】ファーブラシ帯電部材１０２は、金属軸１
０２ｂ及びその面上に形成した導電性繊維よりなるブラ
シ層１０２ａとからなり、抵抗値は、１×１０⁷ Ωｃｍ
である。より具体的には、レーヨン導電繊維（メーカ
ー：ユニチカＲＥＣ−Ｂ）で、６デニール、１０万本／
ｉｎｃｈ² 、抵抗５×１０⁴ Ω（２５０Ｖ印加にて測
定）からなるブラシ層１０２ａを有するファーブラシ帯
電部材を使用した。

【０２２９】転写ローラー１０５は接触帯電部材であ
り、電極としての芯金ローラー１０５ｂとその周面に形
成した抵抗層１０５ａとからなる。芯金１０５ｂはアル
ミニウム、抵抗層１０５ａはシリコンゴム・ウレタンゴ
ム等のエラストマーに、金属粉等の導電性フィラーを分
散したものを用いた。該抵抗層の抵抗値は１×１０¹⁰Ω
ｃｍなる抵抗を有する。

【０２３０】ファーブラシ帯電部材１０２への印加電圧
は６００Ｖｄｃである。プロセススピードは３５０ｍｍ
／ｓｅｃで、帯電部材１０２を感光体１０１との接触ニ
ップ部ｎで周速比が２００％となる様に同方向に回転さ
せた（接触ニップ部ｎでは各々逆方向に移動する）。

【０２３１】環境条件を振り、感光体温度が２５℃から
４５℃になる状態で、耐久に渡り良好な画像を得られ
た。

【０２３２】〈実施例６〉実施例５において、ファーブ
ラシ帯電部材１０２の繊維ブラシ層１０２ａをレーヨン
導電繊維（メーカー：クラレ）で、６デニール、２０万
本／ｉｎｃｈ² 、抵抗２×１０⁶ Ω（２５０Ｖ印加にて
測定）からなるファーブラシにした。プロセススピード
は２００ｍｍ／ｓｅｃにし、他は実施例５と同様の条件
にて同様の評価をしたところ、実施例５と同様の良好な
画像が得られた。

【０２３３】〈実施例７〉実施例６において、使用感光
体１０１を、図４のＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による画像形成
装置用感光体の製造装置を用い、感光体支持体として
の、直径８０ｍｍの鏡面加工を施したアルミニウムシン
ンダー上に、表２に示す条件で、図２の（ｃ）の下部電
荷注入阻止層１１０５、光導電層１１０３、表面層１１
０４からなるアモルファスシリコン感光体にした。

【０２３４】他は実施例６と同様の条件にて同様の評価
をしたところ、実施例５と同様の良好な画像が得られ
た。

【０２３５】〈その他〉 １）帯電部材１０２は非回転の部材とすることもでき
る。

【０２３６】２）本発明において画像形成装置は、回動
ベルト型等の被帯電体の面に形成した画像部分を表示部
に位置させて閲読に供し、然る後その画像を記録媒体に
転写することなしに、被帯電体面からクリーニング除去
し、被帯電体は繰り返して表示画像の形成に使用するよ
うな画像形成表示装置、また直接方式の画像形成装置、
即ち感光紙や静電記録紙等の被帯電体に帯電工程を含む
作像プロセスを適用して転写工程なしに画像形成を実行
する装置等であってもよい。

【０２３７】３）帯電部材１０２に直流電圧Ｖｄｃに交
流電圧Ｖａｃを重畳した振動電圧を印加して被帯電体の
帯電を行う場合（ＡＣバイアス印加方式）において、交
流電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜
使用可能である。また、交流バイアスは、例えば直流電
源を周期的にＯＮ，ＯＦＦすることによって形成された
矩形波の電圧を含むのはもちろんである。この時交流バ
イアスを制御するとは、そのピーク間電圧を制御すれば
良い。このように、交流バイアスは、周期的にその電圧
値が変化するようなバイアスが使用できる。

【０２３８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、像担持体
としてアモルファスシリコン系感光体を用い、該感光体
の帯電工程手段としてファーブラシ接触帯電装置を用い
た画像形成装置に関して、アモルファスシリコン感光体
に上部注入阻止層（表面層）を設ける事により電流量の
低減を図ると共に、コロナ帯電流れ込み電流との比率か
ら適正な電流値を簡易な方法で求める事が可能となっ
た。この手段により容易にファーブラシの焼損が低減さ
れた。また、温度変動による流れ込み電流の変動を低減
させる事により、感光体温度の上昇に伴い流れ込み電流
が増加しその際に発生していたファーブラシの焼損が防
止された。

【０２３９】かくして、像担持体としてアモルファスシ
リコン系感光体を用い、該感光体の帯電工程手段として
ファーブラシ接触帯電装置を用いた画像形成装置に関し
て、良好な画質の画像形成物を極めて長期にわたって安
定して出力させることができ、ファーブラシの長寿命
化、被帯電体の長寿命化を可能にし、高速高耐久オゾン
レスプロセス、省エネルギー、夜間通電オフ、画像形成
過程の高速化、画質向上、メンテナンスフリー化等が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の一例の概略構成図

【図２】（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれａ−Ｓｉ感光体の
各種の層構成模型図

【図３】ＲＦ−ＰＣＶＤ法による感光体製造装置の一例
の模式的構成図

【図４】ＶＨＦ−ＰＣＶＤ法による感光体製造装置の堆
積装置の一例の模式的構成図

【図５】感光体の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６】感光体の光導電層の局在状態密度Ｄ．Ｏ．Ｓ．
と光メモリーとの関係を示す図

【図７】感光体の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８】光導電層のＳｉ−Ｈ₂ 結合とＳｉ−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９】ファーブラシの好適な実施態様例を説明するた
めの図

【図１０】好適な電流値に関する実施態様例を説明する
ための図

【図１１】画像形成装置の一例の概略構成図

【図１２】ファーブラシ接触帯電装置の一例の横断面模
型図

【符号の説明】

１０１ 被帯電体（像担持体、感光体） １０２ 帯電部材 １０２ａ 繊維ブラシ層（ファーブラシ） １０２ｂ 芯金 Ｓ 帯電バイアス電圧印加電源 ｎ 接触ニップ部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に帯電工程を含む画像形成プロ
   セスを適用して画像形成を実行する画像形成装置であっ
   て、 帯電工程手段が、導電性繊維からなるブラシ部を有する
   帯電部材をそのブラシ部を像担持体に接触させ電圧を印
   加することで像担持体を帯電させるファーブラシ接触帯
   電装置であり、 像担持体が、導電性支持体と、シリコン原子を母体とし
   て水素原子及び／またはハロゲン原子を含有する非単結
   晶材料から成り光導電性を示す光導電層と、その上に上
   部電荷注入阻止層を有する光受容層から構成される感光
   体であり、 前記帯電部材から該感光体への総電流量Ｉｐｆ（μＡ）
   がコロナ帯電器により同一電位を得る流入電流値Ｉｐｃ
   （μＡ）との関係において ０．８Ｉｐｃ≦Ｉｐｆ≦１．１Ｉｐｃ の関係を有する事を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記感光体の２５℃から４５℃における
   受容電位の温度依存性が｜０．５％／ｄｅｇ｜以下であ
   る事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記感光体の光導電層が１０〜３０原子
   ％の水素を含有し、少なくとも光の入射する部分におい
   て、サブバンドギャップ光吸収スペクトルから得られる
   指数関数裾の特性エネルギーＥｕが５０〜６０ｍｅＶ、
   局在状態密度Ｄ．Ｏ．Ｓ．が１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１×
   １０¹⁶ｃｍ^-3以下であり、 その上にシリコン原子を母体として水素原子及び／また
   はハロゲン原子と炭素原子を含有する非単結晶材料から
   成る上部電荷注入阻止層を設けてなる光受容層から構成
   される事を特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記感光体の光導電層が１０〜３０原子
   ％の水素を含有し、少なくとも光の入射する部分におい
   て、サブバンドギャップ光吸収スペクトルから得られる
   指数関数裾の特性エネルギーＥｕが５０〜６０ｍｅＶ、
   局在状態密度Ｄ．Ｏ．Ｓ．が１×１０¹⁴ｃｍ^-3以上１×
   １０¹⁶ｃｍ^-3以下であり、 その上にシリコン原子を母体として水素原子及び／また
   はハロゲン原子と炭素原子を含有する非単結晶材料から
   成る上部電荷注入阻止層を設け、更にその上に表面保護
   層を設けてなる光受容層から構成される事を特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記帯電部材のブラシ部の抵抗値は１０
   ⁴ Ω以上１０⁷ Ω以下であり、かつ該ブラシ部を流れる
   電流値は５μＡ／ｃｍ² 以上５０μＡ／ｃｍ² 以下であ
   る事を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに
   記載の画像形成装置。