JPH09114115A

JPH09114115A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09114115A
Application number: JP7272884A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ebara; 俊幸江原; Masaya Kawada; 将也河田; Tetsuya Karaki; 哲也唐木; Takaaki Kashiwa; 孝明栢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体の光メモリー特性に左右されない光メ
モリーを低減し、同時に感光体の光による劣化がなくな
り、安定的に高品質の画像を与える画像形成装置を提供
する。【解決手段】感光体を帯電し、画像情報を有する光線
によってそれを露光して静電潜像を形成する画像形成装
置において、１０〜３０原子％の水素を含有し、Ｓｉ−
Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈが０．２〜０．５であり、少なくとも光
の入射する部分でのＥｕが５０〜６０ｍｅＶであり、局
在状態密度が１×１０¹⁴以上１×１０¹⁶ｃｍ^-3未満の光
導電層を持つ感光体を用い、少なくとも光源ならびに均
一性Ａおよび均一性Ｂがそれぞれ０．９５以上および
０．９以上のレンズを有する露光装置を、非画像部現像
防止装置として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非画像部現像防止
装置を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】より具体的には、光メモリーが低減した感
光体を用い、非画像部現像防止装置を用いることによ
り、感光体の光メモリー特性に左右されない光メモリー
を低減し、同時に感光体の光による劣化がなくなり、良
好な画質を長期にわたって供給することが可能な画像形
成装置に関する。

【０００３】

【従来技術の説明】

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ーを加え広く
利用されている。こうしたプリンターは従来のオフィス
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。

【０００４】一方、ドキュメント情報は多様化してお
り、従来の文字モノクロのみならず、写真等、中間調に
対するニーズは、増大している。

【０００５】経済性に関しては、感光体の問題がある。
高耐久化を進めるといった側面からは、アモルファスシ
リコン感光体が有望であるが、中間調に対する品質に関
して、光メモリーといったアモルファスシリコン感光体
特有の欠点を有している。

【０００６】こうした状況から、光メモリーのない新た
なアモルファスシリコン感光体を用いた画像形成装置が
求められている。

【０００７】２．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に
組み込まれる画像形成装置用感光体の場合には、上記の
使用時における無公害性は重要な点である。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」と表記する）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。

【０００８】ａ−Ｓｉ：Ｈを用いた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、その支持体上に真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ
法、プラズマ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
波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。

【０００９】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」と表記する）
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
乃至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。

【００１０】また、特開昭５７−１１５５６号公報に
は、ａ−Ｓｉ堆積膜で構成された光導電層を有する光導
電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光
学的、光導電的特性および耐湿性等の使用環境特性、さ
らには経時的安定性について改善を図るため、シリコン
原子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電
層上にシリコン原子および炭素原子を含む非光導電性の
アモルファス材料で構成された表面層を設ける技術が記
載されている。

【００１１】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、酸素および弗素を含
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６２−１６８１６
１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。

【００１２】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。

【００１３】３．非画像部現像防止装置画像形成装置において、画像部以外の感光体上に現像さ
れることは、エコロジー面から好ましくないばかりでな
く、不要な現像材が装置内に飛散し帯電器や光学系等、
画像形成に係わる部分の汚れを促進し、画質の低下を招
き、メンテナンス間隔が短くなる等の問題を生じるた
め、非画像部の現像を防止する機構がついている。

【００１４】非画像部の現像防止とは、帯電された部分
を現像する正現像方式では、画像部以外の部分の感光体
電位を下げて現像されないようにするものであり、光で
除電するのが一般的である。一方、露光された部分を現
像する反転現像方式では、現像可能な非画像部は常に帯
電されるように構成してあるため、画像部以外は現像さ
れない。

【００１５】そこで、正現像方式の画像形成装置におい
ては、画像部以外の部分の感光体電位を下げるための除
電光として、例えばＬＥＤ等の小さな光源を感光体長手
方向に密に配置し、画像域に応じて各々独立に点灯させ
る方式等が実用化されている。さらに、その光源には各
々レンズが設けられれており、画像域に応じて感光体上
でシャープに露光されるようになっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】このようなレンズはコ
ストの点から単独の高価なレンズが用られることはほと
んどなく、型をおこし、その中に樹脂を流し込んで固め
る一体成型によるものが代表的である。しかし、一体成
型においてレンズのような光学部品を作る場合、樹脂の
流れがポイントになる。すなわち成型不良を起こさない
よう、樹脂の廻りを良くするためには、型に流し込む口
を複数にしたほうが好ましいが、その場合、樹脂の流れ
の重なり合う部分にウエルドラインと呼ばれるものが発
生する。ウエルドラインは、図１の１０２や１０３のよ
うに形状は様々であるが、以下それらを総称するものと
する。光量をマクロ的に見た場合、ウエルドラインの影
響はほとんどわからないが、ミクロ的には問題があり、
光メモリーを生じさせる等の弊害も引き起こすものであ
るが、ウエルドラインをなくそうとすると、成型不良が
発生するといった状況にある。

【００１７】図１０に画像形成装置の一例を示す。８０
１は感光ドラムであり、矢印Ａの時計方向に所定のドラ
ム面移動速度（以下、プロセススピードと称す）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
は帯電器であり、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、画像情報をもった光８０５
が露光されることによってその感光ドラム上に静電潜像
が形成される。８０３は除電光であり、非画像部を除電
して不要な現像剤の消費を防止し、その静電潜像は、現
像剤が塗布された現像スリーブ８０６によって顕像化さ
れた後、転写体電器８０８により転写材８０７に転写さ
れる。転写材に転写されず感光ドラム上に残ったトナー
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、感光体は除電光８０４によって均一に除
電されて次回プロセスに供せられるとともにその転写像
は、不図示の定着装置によって定着された後、機外に排
出される。

【００１８】ウエルドラインを生じているレンズを用い
て非画像部現像防止装置を作製し、上記のような画像形
成装置に組み込んで中間調画像を見ると、ウエルドライ
ンを生じているレンズに対応する位置に光メモリーが生
ずる。通常の光メモリーは感光体の光メモリー特性に依
存するものであり、１回転前の露光によるメモリーのみ
が一般的である。しかしウエルドラインに対応する光メ
モリーは、感光体の光メモリー特性にほとんど依存せ
ず、さらには２回転以上前の露光によるメモリーが残っ
ているものであり、局所的に強露光があたり、光メモリ
ーが常時発生している状態を起こしているものと考えら
れる。一方、このような弊害を有する非画像部現像防止
装置の長手方向の光量分布を、１ｍｍ以下のスリットを
つけた光量系で測定しても光量的に異常は観測できない
のが普通である。

【００１９】したがって、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
命を有しているにもかかわらず、この方式では、非画像
部を除電するために使用した除電光の影響が次回プロセ
スの際にも残って、特に中間調画像の濃度均一性を低下
させる等の弊害を有していた。従って、それが、中間調
高画質化の律速となる問題であり、同時に感光体の同一
箇所にメモリーを常時発生させる状態は感光体の特性を
低下させることを余儀なくされる問題であることから、
改善が強く求められていた。

【００２０】そこで、上記のようなアモルファスシリコ
ン感光体（詳細な製造方法は後述）を用いた画像形成装
置の問題点として、以下の点が挙げられる。

【００２１】昨今のオフィス状況から求められている、
低コスト、メンテナンスフリーといった経済性と、中間
調に対する高品質化を進めるといった側面から、光メモ
リーのない新たなアモルファスリコン感光体を用いた画
像形成装置が求められている。

【００２２】したがって、画像形成装置ないし電子写真
画像形成方法を設計する際に、上記のような問題点が解
決されるように、画像形成装置用感光体の電子写真物性
等総合的な観点からの改良を図るとともに、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。

【００２３】従って本発明の目的は、感光体の光メモリ
ー特性に左右されない光メモリーを低減し、同時に感光
体の光による劣化がなくなり、安定的に高品質の画像を
与える画像形成装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体であ
る感光体を帯電し、画像情報を有する光線によって露光
して該感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像以外の
領域での不要な現像を防止するための非画像部現像防止
装置を有する画像形成装置において、該感光体は、導電
性支持体；少なくともシリコン原子を母体として水素原
子および／またはハロゲン原子を含有する非単結晶材料
からなり光導電性を示す光導電層；ならびに電荷を保持
する機能を有する表面層を有する光受容層を有してなる
画像形成装置用感光体であって、該光導電層が１０〜３
０原子％の水素を含有し、Ｓｉ−Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈが０．
２〜０．５であり、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が５０〜６０ｍｅＶであ
り、かつ局在状態密度が１×１０¹⁴以上１×１０¹⁶ｃｍ
^-3未満であり、該非画像部現像防止装置は、少なくとも
光源およびレンズを有してなる露光装置であって、該レ
ンズの透過光の弧が不連続になる場合、連続する弧の全
周に対する割合（均一性Ａ）が０．９５以上であり、か
つ該透過光の増減が部分的に生ずる場合、正常部分の透
過率を１とした際の透過率が０．６〜１．４を外れる異
常部分を除く部分の全体に対する割合（均一性Ｂ）が
０．９以上、であることを特徴とする画像形成装置を提
供する。

【００２５】このような画像形成装置においては、前記
非画像部現像防止装置のレンズが、型による一体成型に
よって製造されたものであってもよい。

【００２６】また、前記非画像部現像防止装置の光源が
ＬＥＤであることが好ましく、そのＬＥＤの波長が５０
０〜７５０ｎｍであることがさらに好ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を詳細
に説明する。

【００２８】非現像部現像防止装置本発明の装置の中心部について説明する。図１１に本発
明にかかる非現像部顕像防止装置の概略を示してある。
図１１において、９０１は光源９０１ａを密に配置した
基板、９０２は開口部９０２ａを有するスリットシー
ト、９０３は光源９０１ａに対応した位置にレンズ９０
３ａを有するレンズアレイであり、９０１〜９０３によ
って非現像部現像防止装置が形成されている。

【００２９】９０１に配置された光源９０１ａから発し
た光は、開口部９０２ａにより散乱光をカットされ、各
々の光源９０１ａに対応するレンズ９０３ａのみを透過
し、集光されて感光体を露光する。

【００３０】光源の種類は問わないが、応答性の良いも
のが好ましく、ＬＥＤ等が一般的である。

【００３１】レンズ９０３ａは、個々に独立しているも
のでも構わないが、部品コスト組立コストが嵩み、非常
に高価になってしまうため、型を起こして、全レンズを
一体で成型したレンズアレイ９０３を用いるのが一般的
である。

【００３２】この際問題となるウエルドラインによる影
響を抑え込むことで、後述の新規な感光体による光メモ
リーの低減効果をバックアップすることができたため、
光メモリーのない高品質の画像を安定的に得られる画像
形成システムが可能となった。

【００３３】感光体前述の問題を解決するための一つの手段として、本発明
者らは光メモリーが小さくかつ表面耐久性に優れた感光
体を用い、長期にわたり極めて好適な画像安定化が達成
されること見いだした。

【００３４】アモルファスシリコン系感光体（ａ−Ｓ
ｉ）本発明に用いられる好適な感光体の一形態であるアモル
ファスシリコン感光体について以下に述べる。

【００３５】アモルファスシル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
を一定範囲に抑制することにより上記目的を達成できる
という知見を得た。すなわち、シリコン原子を母体と
し、水素原子および／またはハロゲン原子を含有する非
単結晶材料で構成された光導電層を有する感光体におい
て、その層構造を特定化するように設計されて作製され
た感光体は、実用上著しく優れた特性を示すばかりでな
く、従来の感光体に比べてみてもあらゆる点において凌
駕していること、特に画像形成装置用の感光体として優
れた特性を有していることを見いだした。

【００３６】本発明の画像形成装置用感光体は、導電性
支持体と、シリコン原子を母体とする非単結晶材料から
なる光導電層を有する感光層とから構成され、光導電層
は１０〜３０原子％の水素を含み、少なくとも光の入射
する部分において、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が５０〜６０ｍｅＶ、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。

【００３７】上記したような構成をとるように設計され
た本発明の画像形成装置用感光体は、前記した諸問題の
全てを解決し得るもので、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。

【００３８】一般に、ａ−Ｓｉ：Ｈのバンドギャップ内
には、Ｓｉ−Ｓｉ結合の構造的な乱れに基づくテイル
（裾）準位と、Ｓｉの未結合手（ダングリングボンド）
等の構造欠陥に起因する深い準位が存在する。これらの
準位は電子、正孔の捕獲、再結合中心として働き素子の
特性を低下させる原因になることが知られている。

【００３９】このようなバンドギャップの中の局在準位
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 Photo
current Method: 以後、「ＣＰＭ」と略記する］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。

【００４０】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（以下、「Ｅｕ」と略記す
る）や局在状態密度（以下、「ＤＯＳ」と略記する）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、ＥｕおよびＤＯＳ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、本発明を
完成するに至った。

【００４１】ドラムヒーター等で感光体を加熱したとき
に帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリア
（以下、熱励起キャリアと呼ぶ）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ほ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アは、帯電器を通過
した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために温度
特性として観測される。また、帯電器を通過した後に熱
励起された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、なおかつその
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
向上のために必要である。

【００４２】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、光導電層内にその光キャリアが残留す
ることによって生じる。すなわち、ある複写行程におい
て生じた光キャリアのうち光導電層内に残留した光キャ
リアが、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷によ
る電界によって掃き出され、光の照射された部分の電位
が他の部分よりも低くなり、その結果画像上に濃淡が生
じる。したがって、光キャリアが光導電層内に残留する
ことなく、１回の複写行程で走行するように、光キャリ
アの走行性を改善しなければならない。

【００４３】したがって、本発明のごとくＥｕおよび特
定のエネルギー範囲のＤＯＳを制御することにより、熱
励起キャリアの生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリ
アや光キャリアが局在準位に捕獲される割合を小さくす
ることができるために上記キャリア（以下、電荷キャリ
アと呼ぶ）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。

【００４４】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。

【００４５】図１３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。

【００４６】図１３（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。その感光層１１０２
はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層
１１０３で構成されている。

【００４７】図１３（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１３（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。その感光層１１０２はａ−Ｓ
ｉＨ，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。

【００４８】図１３（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１３（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。その感光層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。

【００４９】図１３（ｄ）は、本発明の画像形成装置用
感光体のさらに別の層構成を説明するための模式的構成
図である。図１３（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。その感光層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。

【００５０】支持体本発明において使用される支持体としては、導電性でも
電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａ
ｌ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｎｂ，Ｔｅ，Ｖ，Ｔｉ，
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｆｅ等の金属およびそれらの合金、例えば
ステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリ
エチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ
アミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、
セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を
形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることが
できる。

【００５１】本発明において使用される支持体１１０１
の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状
無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通り
の画像形成装置用感光体１１００を形成し得るように適
宜決定するが、画像形成装置用感光体１１０１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。

【００５２】特にレーザー光等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号公報等に記載された公知の方法により作製さ
れる。

【００５３】また、レーザー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
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。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、しかもその凹凸は、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
り作製される。

【００５４】また、レーザー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、あるいはそ
の層１１０２の下側に光吸収層等の干渉防止層あるいは
領域を設けてもよい。

【００５５】光導電層本発明において、その目的を効果的に達成するために支
持体１１０１上、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１
１０３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
て作製される。具体的には、例えばグロー放電法（低周
波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法またはマイクロ波ＣＶＤ法
等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直流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法等の数々の薄膜堆積法によ
って形成することができ。これらの薄膜堆積法は、製造
条件、設備資本投資下の負荷程度、製造規模、作製され
る画像形成装置用感光体に所望される特性等の要因によ
って適宜選択されて採用されるが、所望の特性を有する
画像形成装置用感光体を製造するに当たっての条件の制
御が比較的容易であることからしてグロー放電法、特に
ＲＦ帯または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。

【００５６】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供給用原料ガスを、内部が減圧に
し得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、その反
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。

【００５７】また、本発明において光導電層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％とされるのが望ま
しい。

【００５８】本発明において使用されるＳｉ供給用ガス
となり得る物質としては、ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆，Ｓｉ₃Ｈ
₈，Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状態またはガス化し得る水素化珪
素（シラン類）が有効に使用されるものとして挙げら
れ、さらに層作製時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良
さ等の点でＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆が好ましいものとして挙
げられる。

【００５９】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、本発明の目的を達成する
膜特性を得るために、これらのガスにさらにＨ₂および
／またはＨｅあるいは水素原子を含む珪素化合物のガス
も所定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。

【００６０】また本発明において使用されるハロゲン原
子供給用の原料ガスとして有効なのは、例えばハロゲン
ガス、ハロゲン化物、ハロゲンを含むハロゲン間化合
物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状また
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
素とするガス状またはガス化し得る、ハロゲン原子を含
む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げることがで
きる。本発明において好適に使用し得るハロゲン化合物
としては、具体的には弗素ガス（Ｆ₂）、ＢｒＦ，Ｃｌ
Ｆ，ＣｌＦ₃，ＢｒＦ₃，ＢｒＦ₅，ＩＦ₃，ＩＦ₇等のハ
ロゲン間化合物を挙げることができる。ハロゲン原子を
含む珪素化合物、いわゆるハロゲン原子で置換されたシ
ラン誘導体としては、具体的には、例えばＳｉＦ₄，Ｓ
ｉ₂Ｆ₆等の弗化珪素が好ましいものとして挙げられる。

【００６１】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るればよい。

【００６２】本発明においては、光導電層１１０３には
必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが
好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層１１０３
中に万遍なく均一に分布した状態で含有されてもよい
し、あるいは層厚方向に不均一な分布状態で含有してい
る部分があってもよい。

【００６３】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」と略記する）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Ｖ
ｂ族原子」と記する）を用いることができる。

【００６４】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。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。

【００６５】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。

【００６６】伝導性を制御する原子、例えば、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。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。

【００６７】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、Ｂ
₂Ｈ₆，Ｂ₄Ｈ₁₀，Ｂ₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₆Ｈ₁₀，Ｂ₆Ｈ₁₂，
Ｂ₆Ｈ₁₄等の水素化硼素、ＢＦ₃，ＢＣｌ₃，ＢＢｒ₃等の
ハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ₃，
ＧａＣｌ₃，Ｇａ（ＣＨ₃）₃，ＩｎＣｌ₃，ＴｌＣｌ₃ 等
も挙げることができる。

【００６８】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、ＰＨ₄Ｉ，ＰＦ₃，ＰＦ₅，ＰＣｌ₃，
ＰＣｌ₅，ＰＢｒ₃，ＰＢｒ₅，ＰＩ₃等のハロゲン化燐等
が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃，ＡｓＦ₃，ＡｓＣ
ｌ₃，ＡｓＢｒ₃，ＡｓＦ₅，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₃，ＳｂＣ
ｌ₃，ＳｂＣｌ₅，ＢｉＨ₃，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。

【００６９】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。

【００７０】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
有されてもよいし、光導電層の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布をもたせた部分があってもよ
い。

【００７１】本発明において、光導電層１１０３の層厚
は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果
等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは
２０〜５０μｍ、より好ましくは２３〜４５μｍ、最適
には２５〜４０μｍとする。

【００７２】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層１１０３を形成するには、Ｓｉ供給用のガ
スと稀釈ガスとの混合比、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。

【００７３】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Ｈ
ｅ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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】本発明においては、光導電層を形成するた
めの支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記
した範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に
決められるものではなく、所望の特性を有する感光体を
形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を
決めるのが望ましい。

【００７８】表面層本発明においては、上述のようにして支持体１１０１上
に形成された光導電層１１０３の上に、さらにアモルフ
ァスシリコン系の表面層１１０４を形成することが好ま
しい。この表面層１１０４は自由表面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、耐久性において本発明の目的を達成するた
めに設けられる。

【００７９】また、本発明においては、感光層１１０２
を構成する光導電層１１０３と表面層１１０４とを形成
する非晶質材料の各々がシリコン原子という共通の構成
要素を有しているので、積層界面において化学的な安定
性の確保が充分なされている。

【００８０】表面層１１０４は、アモルファシシリコン
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」と表記する）、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」と表記する）、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−ＳｉＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、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、酸素原子および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」と表記する）等の材料が好適に用いられる。

【００８１】本発明において、その目的を効果的に達成
するために、表面層１１０４は真空堆積膜形成方法によ
って、所望特性が得られるように適宜成膜パラメータの
数値条件が設定されて作製される。具体的には、例えば
グロー放電法（低周波ＣＶＤ法、高周波ＣＶＤ法または
マイクロ波ＣＶＤ法等の交流放電ＣＶＤ法、あるいは直
流放電ＣＶＤ法等）、スパッタリング法、真空蒸着法、
イオンプレーティング法、光ＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法等の
数々の薄膜堆積法によって形成することができる。これ
らの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下の負荷程
度、製造規模、作製される画像形成装置用感光体に要求
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。

【００８２】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、内部に減圧し得る反応容器内に
所望のガス状態で導入して、その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。

【００８３】本発明において用いる表面層の材質として
はシリコンを含有するアモルファス材料ならばいずれで
もよいが、炭素、窒素、酸素より選ばれた元素を少なく
とも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。

【００８４】表面層をａ−ＳｉＣを主成分として構成す
る場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対し
て３０％から９０％の範囲が好ましい。

【００８５】また、本発明において表面層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。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％とする。

【００８６】これらの水素および／または弗素含有量の
範囲内で形成される感光体は、実施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、さらに
コロナ帯電時や光照射時に光導電層により表面層に電荷
が注入され、前記表面層内の欠陥に電荷がトラップされ
ることにより繰り返し使用時の残像現象の発生等がこの
悪影響として挙げられる。

【００８７】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および高速
連続使用性においてて飛躍的な向上を図ることができ
る。

【００８８】一方、前記表面層中の水素含有量が７１原
子％以上になると表面層の硬度が低下するために、繰り
返し使用に耐えられなくなる。したがって、表面層中に
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。

【００８９】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。

【００９０】一方、表面層中の弗素含有量が１５原子％
を超えると表面層内のシリコン原子と炭素原子の結合の
発生の効果および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が顕著に認められてく
る。したがって、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。

【００９１】本発明の表面層の形成において使用される
シリコン（Ｓｉ）供給用ガスとなり得る物質としては、
ＳｉＨ₄，Ｓｉ₂Ｈ₆ ，Ｓｉ₃Ｈ₈ ，Ｓｉ₄Ｈ₁₀等のガス状
態またはガス化し得る水素化珪素（シラン類）が有効に
使用されるものとして挙げられ、さらに層作製時の取り
扱い易さ、Ｓｉ供給効率の良さ等の点でＳｉＨ₄，Ｓｉ₂
Ｈ₆ が好ましいものとして挙げられる。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。

【００９２】炭素供給用ガスとなり得る物質としては、
ＣＨ₄，Ｃ₂Ｈ₆，Ｃ₃Ｈ₈，Ｃ₄Ｈ₁₀等のガス状態またはガ
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、さらに層作製時の取り扱い易さ、Ｓｉ供給効率の
良さ等の点でＣＨ₄，Ｃ₂Ｈ₆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。

【００９３】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，Ｎ₂Ｏ，ＮＯ₂，Ｈ₂Ｏ，Ｏ₂，
ＣＯ，ＣＯ₂，Ｎ₂等のガス状態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。

【００９４】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。

【００９５】ハロゲン原子供給用の原料ガスとして有効
なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハロゲン
を含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換されたシラン
誘導体等のガス状のまたはガス化し得るハロゲン化合物
が好ましく挙げられる。また、さらにはシリコン原子と
ハロゲン原子とを構成要素とするガス状のまたはガス化
し得る、ハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効な
ものとして挙げることができる。本発明において好適に
使用し得るハロゲン化合物としては、具体的には弗素ガ
ス（Ｆ₂）、ＢｒＦ，ＣｌＦ，ＣｌＦ₃，ＢｒＦ₃，Ｂｒ
Ｆ₅，ＩＦ₃，ＩＦ₇等のハロゲン間化合物を挙げること
ができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆるハ
ロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具体的
には、例えばＳｉＦ₄，Ｓｉ₂Ｆ₆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。

【００９６】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るればよい。

【００９７】炭素原子および／または酸素原子および／
または窒素原子は、表面層中に万遍なく均一に含有され
てもよいし、表面層の層厚方向に含有量が変化するよう
な不均一な分布をもたせた部分があってもよい。

【００９８】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よい
し、あるいは層厚方向に不均一な分布状態で含有してい
る部分があってもよい。

【００９９】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IIIｂ族に属する原
子またはｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖｂ族に属す
る原子を用いることができる。

【０１００】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。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。

【０１０１】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。

【０１０２】伝導性を制御する原子、例えば、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、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。

【０１０３】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、Ｂ
₂Ｈ₆，Ｂ₄Ｈ₁₀，Ｂ₅Ｈ₉，Ｂ₅Ｈ₁₁，Ｂ₆Ｈ₁₀，Ｂ₆Ｈ₁₂，
Ｂ₆Ｈ₁₄等の水素化硼素、ＢＦ₃，ＢＣｌ₃，ＢＢｒ₃等の
ハロゲン化硼素等が挙げられる。この他、ＡｌＣｌ₃，
ＧａＣｌ₃，Ｇａ（ＣＨ₃）₃，ＩｎＣｌ₃，ＴｌＣｌ₃等
も挙げることができる。

【０１０４】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、ＰＨ₄Ｉ，ＰＦ₃ ，ＰＦ₅ ，ＰＣｌ
₃ ，ＰＣｌ₅，ＰＢｒ₃，ＰＢｒ₅，ＰＩ₃ 等のハロゲン
化燐等が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃ ，ＡｓＦ₃ ，Ａ
ｓＣｌ₃ ，ＡｓＢｒ₃，ＡｓＦ₅，ＳｂＨ₃，ＳｂＦ₃，Ｓ
ｂＣｌ₃，ＳｂＣｌ₅，ＢｉＨ₃，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。

【０１０５】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。

【０１０６】本発明における表面層１１０４の層厚とし
ては、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μ
ｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいもの
である。層厚が０．０１μｍよりも薄いと感光体を使用
中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μ
ｍを超えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下が
見られる。

【０１０７】本発明による表面層１００４は、その要求
される特性が所望通りに与えられるように注意深く形成
される。すなわち、Ｓｉ，Ｃおよび／またはＮおよび／
またはＯ、Ｈおよび／またはＸを構成要素とする物質は
その形成条件によって構造的には結晶からアモルファス
までの形態をとり、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、所望にしたがってその形成条件の選
択が厳密になされる。

【０１０８】例えば、表面層１１０４を耐圧性の向上を
主な目的として設けるには、使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として作製される。

【０１０９】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。

【０１１０】本発明の目的を達成し得る特性を有する表
面層１１０４を形成するには、支持体１１０１の温度、
反応容器内のガス圧を所望にしたがって、適宜設定する
必要がある。

【０１１１】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。

【０１１２】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５×１
０^-4〜５Ｔｏｒｒ、最適には１×１０^-3〜１Ｔｏｒｒと
する。

【０１１３】本発明においては、表面層を形成するため
の支持体温度、ガス圧の望ましい数値範囲として前記し
た範囲が挙げられるが、条件は通常は独立的に別々に決
められるものではなく、所望の特性を有する感光体を形
成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて最適値を決
めるのが望ましい。

【０１１４】さらに本発明においては、光導電層と表面
層の間に、炭素原子、酸素原子、窒素原子の含有量を表
面層より減らしたブロッキング層（下部表面層）を設け
ることも帯電能等の特性をさらに向上させるためには有
効である。

【０１１５】また表面層１１０４と光導電層１１０３と
の間に炭素原子および／または酸素原子および／または
窒素原子の含有量が光導電層１１０３に向かって減少す
るように変化する領域を設けてもよい。これにより表面
層と光導電層の密着性を向上させ、界面での光の反射に
よる干渉の影響をより少なくすることができる。

【０１１６】電荷注入阻止層本発明の画素形成装置用感光体においては、導電性支持
体と光導電層との間に、導電性支持体側からの電荷の注
入を阻止する働きのある電荷注入阻止層を設けるのが一
層効果的である。すなわち、電荷注入阻止層は感光層が
一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体
側より光導電層側に電荷が注入されるのを阻止する機能
を有し、逆に極性の帯電処理を受けた際にはそのような
機能は発揮されない、いわゆる極性依存性を有してい
る。そのような機能を付与するために、電荷注入阻止層
には伝導性を制御する原子を光導電層に比べ比較的多く
含有させる。

【０１１７】その層に含有される伝導性を制御する原子
は、その層中に万遍なく均一に分布されてもよいし、あ
るいは層厚方向に万遍なく含有されてはいるが、不均一
に分布する状態で含有している部分があってもよい。分
布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く分布するよ
うに含有させるのが好適である。

【０１１８】しかしながら、いずれの場合にも支持体の
表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍なく
含有されることが面内方向における特性の均一化を図る
点からも必要である。

【０１１９】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子としては、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
第 III族原子またはｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖ
族原子を用いることができる。

【０１２０】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
体的にはリン（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。

【０１２１】本発明において電荷注入阻止層中に含有さ
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜
決定されるが、好ましくは１０〜１×１０⁴原子ｐｐ
ｍ、より好適には５０〜５×１０³原子ｐｐｍ、最適に
は１×１０²〜１×１０³原子ｐｐｍとする。

【０１２２】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子および酸素原子の少なくとも一種を含有させる
ことによって、その電荷注入阻止層に直接接触して設け
られる他の層との間の密着性の向上をより一層図ること
ができる。

【０１２３】その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その層中に万遍なく均一に分布され
てもよいし、あるいは層厚方向には万遍なく含有されて
はいるが、不均一に分布する状態で含有している部分が
あってもよい。しかしながら、いずれの場合にも支持体
の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万遍な
く含有されることが面内方向における特性の均一化を図
る点からも必要である。

【０１２４】本発明における電荷注入阻止層の全層領域
に含有される炭素原子および／または窒素原子および／
または酸素原子の含有量は、本発明の目的が効果的に達
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^-3〜３
０原子％、最適には１×１０^-2〜１０原子％とされるの
が望ましい。

【０１２５】また、本発明における電荷注入阻止層に含
有される水素原子および／またはハロゲン原子は層内に
存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。
電荷注入阻止層中の水素原子またはハロゲン原子あるい
は水素原子とハロゲン原子の和の含有量は、好適には１
〜５０原子％、より好適には５〜４０原子％、最適には
１０〜３０原子％とする。

【０１２６】本発明において、電荷注入阻止層の層厚は
所望の電子写真特性が得られること、および経済的効果
等の点から好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは
０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとする。

【０１２７】本発明において電荷注入阻止層を形成する
には、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積
法が採用される。

【０１２８】本発明の目的を達成し得る特性を有する電
荷注入阻止層１１０５を形成するには、光導電層１１０
３と同様に、Ｓｉ供給用のガスと希釈ガスとの混合比、
反応容器内のガス圧、放電電力ならびに支持体１１０１
の温度を適宜設定することが必要である。

【０１２９】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１２０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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】本発明においては、電荷注入阻止層を形成
するための希釈ガスの混合比、ガス圧、放電電力、支持
体温度の望ましい数値範囲として前記した範囲が挙げら
れるが、これらの層作製ファクターは通常は独立的に別
々に決められるものではなく、所望の特性を有する表面
層を形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて各層
作製ファクターの最適値を決めるのが望ましい。

【０１３４】この他に、本発明の画像形成装置用感光体
においては、感光層１１０２の前記支持体１１０１側
に、少なくともアルミニウム原子、シリコン原子、水素
原子および／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。

【０１３５】また、本発明の画像形成装置用感光体にお
いては、支持体１１０１と光導電層１１０３あるいは電
荷注入阻止層１１０５との間の密着性の一層の向上を図
る目的で、例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄，ＳｉＯ₂，ＳｉＯ、ある
いはシリコン原子を母体とし、水素原子および／または
ハロゲン原子と、炭素原子および／または酸素原子およ
び／または窒素原子とを含む非晶質材料等で構成される
密着層を設けてもよい。さらに、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
吸収層を設けてもよい。

【０１３６】次に、感光層を形成するための装置および
膜形成方法について詳述する。

【０１３７】図２は電源周波数としてＲＦ帯を用いた高
周波プラズマＣＶＤ法（以後「ＲＦ−ＰＣＶＤ」と略記
する）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。

【０１３８】この装置は大別すると、堆積装置（２１０
０）、原料ガスの供給装置（２２００）、反応容器（２
１１１）内を減圧するための排気装置（図示せず）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
加熱ヒーター（２１１３）、原料ガス導入管（２１１
４）が設置され、さらに高周波マッチングボックス（２
１１５）が接続されている。

【０１３９】原料ガス供給装置（２２００）は、ＳｉＨ
₄，ＧｅＨ₄，Ｈ₂，ＣＨ₄，Ｂ₂Ｈ₆，ＰＨ₃等の原料ガス
ボンベ（２２２１〜２２２６）とバルブ（２２３１〜２
２３６，２２４１〜２２４６，２２５１〜２２５６）お
よびマスフロコントローラー（２２１１〜２２１６）か
ら構成され、各原料ガスボンベはバルブ（２２６０）を
介して反応容器（２１１１）内のガス導入管（２１１
４）に接続されている。

【０１４０】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。まず、反応容器（２１
１１）内に円筒状支持体（２１１２）を設置し、不図示
の排気装置（例えば真空ポンプ）により反応容器（２１
１１）内を排気する。続いて、支持体加熱用ヒーター
（２１１３）により円筒状支持体（２１１２）の温度を
２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御する。

【０１４１】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（２１
１１）に流入させるには、ガスボンベのバルブ（２２３
１〜２２３７）、反応容器のリークバルブ（２１１７）
が閉じられていることを確認し、また、流入バルブ（２
２４１〜２２４６）、流出バルブ（２２５１〜２２５
６）、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）およびガス配管内（２１１６）を排気す
る。

【０１４２】次に真空系（２１１９）の読みが約５×０
^-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。

【０１４３】その後、ガスボンベ（２２２１〜２２２
６）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
（２２４１〜２２４６）を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー（２２１１〜２２１６）内に導入
する。

【０１４４】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。

【０１４５】円筒状支持体（２１１２）が所定の温度に
なたっところで流出バルブ（２２５１２２５６）のうち
の必要なものおよび保持バルブ（２２６０）を徐々に開
き、ガスボンベ（２２２１〜２２２６）から所定のガス
をガス導入管（２１１４）を介して反応容器（２１１
１）内に導入する。次にマスフローコントローラー（２
２１１〜２２１６）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１
３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（不図示）を所望の電力に設
定して、高周波マッチングボックス（２１１５）を通じ
て反応容器（２１１１）内にＲＦ電力を導入し、グロー
放電を生起させる。この放電エネルギーによって反応容
器内に導入された原料ガスが分解され、円筒状支持体
（２１１２）上に所定のシリコンを主成分とする堆積膜
が形成されるところとなる。所望の膜厚の形成が行われ
た後、ＲＦ電力の供給を止め、流出バルブを閉じて反応
容器へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【０１４６】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。

【０１４７】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言うまで
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
（２１１１）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（２１１
８）を全開して系内を一旦高真空に排気する操作を必要
に応じて行う。

【０１４８】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。

【０１４９】さらに、上述のガス種およびバルブ操作は
各々の層の作製条件にしたがって変更が加えられること
は言うまでもない。

【０１５０】さらに、電源にＶＨＦ帯の周波数を用いた
高周波プラズマＣＶＤ（以後「ＶＨＦ−ＰＣＶＤ」と略
記する）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。

【０１５１】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（ａ）に示す
堆積装置（３１００）に交換して原料ガス供給装置（２
２００）と接続することにより、図３（ｂ）に示すＶＨ
Ｆ−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。

【０１５２】この装置は大別すると、真空気密化構造を
なした減圧にし得る反応容器（３１１１）、原料ガスの
供給装置（２２００）、および反応容器内を減圧にする
ための排気装置（不図示）から構成されている。反応容
器（３１１１）内に円筒状支持体（３１１２）、支持体
加熱用ヒーター（３１１３）、原料ガス導入管（３１１
４）、電極が設置され、電極にはさらに高周波マッチン
グボックス（３１２０）が接続されている。また、反応
容器（３１１１）内は排気管（３１２１）を通じて不図
示の拡散ポンプに接続されている。

【０１５３】原料ガス供給装置（２２００）は、ＳｉＨ
₄，ＧｅＨ₄，Ｈ₂，ＣＨ₄，Ｂ₂Ｈ₆，ＰＨ₃等の原料ガス
のボンベ（２２２１〜２２２６）とバルブ（２２３１〜
２２３６，２２４１〜２２４６、２２５１〜２２５６）
およびマスフローコントローラー（２２１１〜２２１
６）から構成され、各原料ガスのボンベはバルブ（２２
６０）を介して反応容器（３１１１）内のガス導入管
（３１１４）に接続されている。また、円筒状支持体
（３１１５）によって取り囲まれた空間（３１３９）が
放電空間を形成している。

【０１５４】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。

【０１５５】まず、反応容器（３１１１）内に円筒状支
持体（３１１５）を設置し、駆動装置（３１２０）によ
って支持体（３１１５）を回転し、不図示の排気装置
（例えば真空ポンプ）により反応容器（３１１１）内を
排気管（３１２１）を介して排気し、反応容器（３１１
１）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（３１１６）により円筒状
支持体（３１１５）の温度を２００℃乃至３５０℃の所
定の温度に加熱保持する。

【０１５６】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器（３１
１１）に流入させるには、ガスボンベのバルブ（２２３
１〜２２３６）、反応容器のリークバルブ（不図示）が
閉じられていることを確認し、また、流入バルブ（２２
４１〜２２４６）、流出バルブ（２２５１〜２２５
６）、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（３１２２）内を排気す
る。

【０１５７】次に真空計（不図示）の読みが約５×１０
^-6Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ（２２６０）、流
出バルブ（２２５１〜２２５６）を閉じる。

【０１５８】その後、ガスボンベ（２２２１〜２２２
６）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
（２２４１〜２２４６）を徐々に開けて、各ガスをマス
フローコントローラー（２２１１〜２２１６）内に導入
する。

【０１５９】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（３１１５）上に各
層の形成を行う。

【０１６０】円筒状支持体（３１１５）が所定の温度に
なったところで流出バルブ（２２５１〜２２５６）のう
ちの必要なものおよび補助バルブ（２２６０）を徐々に
開き、ガスボンベ（２２２１〜２２２６）から所定のガ
スをガス導入管（３１１７）を介して反応容器（３１１
１）内の放電空間（３１３０）に導入する。次にマスフ
ローコントローラー（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１Ｔｏｒｒ以下の所定
の圧力になるように真空計（不図示）を見ながらメイン
バルブ（不図示）の開口を調整する。

【０１６１】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、マ
ッチングボックス（３１２０）を通じて放電空間（３１
３０）にＶＨＦ電力を導入し、グロー放電を生起させ
る。かくして支持体（３１１５）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
（３１１５）上に所定の堆積膜が形成される。このと
き、層形成の均一化を図るため支持体回転用モーター
（３１２０）によって、所望の回転速度で回転させる。

【０１６２】所望の膜厚の形成が行れた後、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。

【０１６３】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。

【０１６４】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言うまで
もなく、また、それぞれのガス反応容器（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（不図
示）を全開にして系内を一旦高真空に排気する操作を必
要に応じて行う。

【０１６５】上述のガス種およびバルブ操作は各々の層
の作製条件にしたがって変更が加えられることは言うま
でもない。

【０１６６】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。

【０１６７】支持体の加熱方法は、真空仕様である発熱
体であればよく、より具体的にはシース状ヒーターの巻
付けヒーター、板状ヒーター、セラミックスヒーター等
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。

【０１６８】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。

【０１６９】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。

【０１７０】ＶＨＦ−ＣＶＤ法において放電空間に設け
られる電極の大きさおよび形状は、放電を乱さないなら
ばいずれのものでもよいが、実用上は直径１ｍｍ以上１
０ｃｍ以下の円筒状が好ましい。このとき、電極の長さ
も、支持体に電界が均一にかかる長さであれば任意に設
定できる。

【０１７１】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よく、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。

【０１７２】以上述べてきた、課題を解決するための手
段および作用を単独、組み合わせで用いることにより、
優れた効果を引き出すことが可能である。

【０１７３】以下、実験例により本発明の効果を具体的
に説明する。なお、本発明はこれらの実験例に限定され
るものではない。

【０１７４】実験例１図１１は本発明にかかる非画像部現像防止装置の１実施
形態を示してある。図１１において、９０１は光源９０
１ａに密に配置した基板、９０２は開口部９０２ａを有
するスリットシート、９０３は光源９０１ａ対応した位
置にレンズ９０３ａを有するレンズアレイであり、９０
１〜９０３によって非現像部現像防止装置が形成されて
いる。

【０１７５】９０１に配置された光源９０１ａから発し
た光は、開口部９０２ａにより散乱光をカットされ、各
々の光源９０１ａに対応するレンズ９０３ａのみを透過
し、集光されて感光体を露光する。

【０１７６】型を起こして、全レンズを一体で成型した
レンズアレイ９０３は、その製造工程においてウエルド
ラインが発生する。そこで、種々の形状をしたウエルド
ラインを有するレンズアレイを作製し、それらについ
て、まず均一性を測定した。

【０１７７】均一性の測定は、オリンパス社製顕微鏡
（メーカー型式：ＳＴＭ−ＵＭ）を用いた。具体的には
レンズアレイをサンプル台の上にセットし、５０倍程度
の倍率を使用して、レンズアレイを透過して顕微鏡の対
物レンズに入射する透過光で主に内部を観察し、レンジ
アレイに反射して顕微鏡の対物レンズに入射する反射光
で主に表面を観察して、得られた像を評価するという方
法で行った。観察例を図１に示す。

【０１７８】図１において、１０１は正常なレンズの観
察像、１０２，１０３はウエルドラインにより不均一に
なっているレンズの観察像である。１０２ａ，１０３ａ
は正常部、１０２ｂ，１０３ｂは透過率が低下している
部分、１０３ｃは透過率が増加している部分である。

【０１７９】均一性として、以下の２項目を定義する。

【０１８０】（１）均一性Ａ図１の１０２のように、観察像の弧が不連続になる場
合、連続する弧の全周に対する割合とする。

【０１８１】（２）均一性Ｂ図１の１０３のように、透過率の増減が部分的に生ずる
場合、正常部分の透過率を１とした際の透過率が０．６
〜１．４を外れる異常部分を除く部分の全体に対する割
合とする。

【０１８２】次に、光源としてＬＥＤを密に配置した基
板、開口部を有するスリットシート、そして本実験例で
作製した種々のレンズアレイを用いて、図１１のような
非現像部現像防止装置を作製した。

【０１８３】また、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１０８ｍ
ｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上に、表
１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。

【０１８４】

【表１】以上のようにして作製した非現像部現像防止装置と感光
体を図１０に示すような画像形成装置にセットした。

【０１８５】８０１は感光ドラムであり、矢印Ａの時計
方向に所定のドラム面移動速度（以下、プロセススピー
ドと称す）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は帯電器であり、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、画像情報
をもった光８０５が露光されることによってその感光ド
ラム上に静電潜像が形成される。８０３は非現像部現像
防止装置であり、非画像部を除電して不要な現像剤の消
費を防止し、その静電潜像は、現像剤が塗布された現像
スリーブ８０６によって顕像化された後、転写帯電器８
０８により転写材８０７に転写される。転写材に転写さ
れずに感光ドラム上に残ったトナーは、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、感光
体は除電光８０４によって均一に除電されて次回のプロ
セスに供せられると共にその転写像は、不図示の定着装
置によって定着された後、機外に排出される。

【０１８６】このような装置において、レンズは均一性
を変化させた際の光メモリー、光劣化を評価した。

【０１８７】光メモリーは初期画像で、光劣化は３００
万枚耐久後の画像を目視により判定し、５：非常に良
好、４：良好、３：実用上問題なし、２：実用上やや難
あり、１：実用上難ありの５段階にランク分けした。

【０１８８】図４〜５に結果を示す。

【０１８９】均一性Ａは０．９５以上、均一性Ｂは０．
９以上が好ましいことがわかった。

【０１９０】実験例２実験例１と同様の装置を用い、非現像部現像防止装置の
レンズは均一性ＡＢとも１のものを用い、光源としてＬ
ＥＤ以外にフユーズランプ等応答性の異なるものを用い
て、非画像部の現像防止効果を評価した。

【０１９１】光源の応答性とは、光源のｏｎ−ｏｆｆを
制御する電気信号に対する発光の応答性を意味し、ｏｎ
−ｏｆｆ信号を繰り返す動作においてその周波数を上昇
させていったとき、光のｏｎ−ｏｆｆが充分認識できな
くなる周波数で示してある。

【０１９２】非画像部の現像防止効果は、縮小画像の余
白のできる用紙に形成し、余白における現像防止状態、
画像部における画像欠け状態を目視により判定し、５：
非常に良好、４：良好、３：実用上問題なし、２：実用
上やや難あり、１：実用上難ありの５段階にランク分け
した。

【０１９３】図６に結果を示す。

【０１９４】光源の応答性は、１０⁴Ｈｚ以上が好まし
いことがわかった。

【０１９５】実験例３実験例１と同様の装置を用い、非現像部現像防止装置の
レンズは均一性ＡＢとも１のものを用い、光源として波
長の異なるＬＥＤを用い、前露光も波長を変化させて、
感度、光メモリー、帯電能を評価した。

【０１９６】図７〜図９に結果を示す。

【０１９７】非現像部現像防止装置の光源としてＬＥＤ
を用いた場合、波長は５００〜７５０ｎｍが好ましいこ
とがわかった。

【０１９８】実験例４実験例１と同様の装置を用い、非現像部現像防止装置の
レンズは均一性ＡＢとも１のものを用い、光導電層のＳ
ｉＨ₄とＨ₂との混合比ならびに放電電力を変えることに
よって作製した種々の感光体を使用し、温度特性、光メ
モリー、画像流れ、ハーフトーン画像の濃度ムラ（以
後、ガサツキ）を評価した。

【０１９９】温度特性は、感光体の温度の室温から約４
５℃まで変えて帯電能を測定し、このときの温度１℃当
たりの帯電能の変化を測定して、２Ｖ／ｄｅｑ以下を合
格と判定した。

【０２００】また、メモリー、画像流れ、ガサツキにつ
いては、画像を目視により判定し、５：非常に良好、
４：良好、３：実用上問題なし、２：実用上やや難あ
り、１：実用上難ありの５段階にランク分けした。

【０２０１】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、光導電層の作製条件で膜厚約１μｍのａ
−Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜にはＡｌ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。

【０２０２】このときのＳｉ−Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈとガサツ
キとの関係を図１２に、Ｅｕと温度特性との関係を図１
４に、Ｄ．Ｏ．Ｓとメモリー、画像流れとの関係を図１
５に示す。いずれのサンプルも水素含有量は１０〜３０
原子％の間であった。

【０２０３】図１２、図１４および図１５からわかるよ
うにＳｉ−Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈを０．２〜０．５の範囲であ
ることにより、ガサツキを改善すると同時に、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
は５０〜６０ｍｅＶ、局在状態密度が１×１０¹⁴〜１×
１０¹⁶ｃｍ^-3であることにより、温度特性、メモリー、
画像流れを改善でき、好ましいことがわかった。

【０２０４】

【実施例】以下、実施例により本発明の効果を具体的に
説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。

【０２０５】（実施例１）本発明にかかる非画像部現像
防止装置の一例を図１１に示す。図１１において、９０
１は光源９０１ａを密に配置した基板、９０２は開口部
９０２ａを有するスリットシート、９０３は光源９０１
ａに対応した位置にレンズ９０３ａを有するレンズアレ
イであり、９０１〜９０３によって非現像部現像防止装
置が形成されている。レンズアレイとして、全レンズを
個々に加工したもの、一体で成型したものを用意した。
一体成型したものに関しては樹脂の流し込み方、温度等
を変化させて種々の形状をしたウエルドラインを有する
レンズアレイを作製し、それらについて、実験例１と同
様の方法で均一性を測定した。

【０２０６】また、光源としてはＬＥＤをはじめ、種々
の応答性を有する光源、および種々の波長を有する光源
を用意し、それらを密に配置した基板、開口部を有する
スリットシート、そして本実験例で作製した種々のレン
ズレイを用いて、図１１のような非現像部現像防止装置
を作製した。

【０２０７】一方、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１０８ｍ
ｍの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上に、表
１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Ｈ
₂ 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。

【０２０８】また、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、光導電層の作製条件で膜厚約１μｍのａ
−Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜にはＡｌ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。

【０２０９】作製した感光体と非画像部現像防止装置を
実験例１と同様の画像形成装置にセットして、帯電能、
感度、温度特性、メモリー、画像流れ、ガサツキ等のそ
の他の画質および感光体の劣化を評価した。結果を表２
に示す。

【０２１０】帯電能は、帯電直後電位を表面電位計にて
測定し、印加電圧に対する帯電直後電位の比率（帯電効
率）を計算し、その値が９０％以上を合格と判定した。

【０２１１】感度は、分光感度０．５以上を合格と判定
した。分光感度は現像器位置電位を表面電位計にて測定
し、波長を振った際の露光による光減衰量（コントラス
ト）を一定にする露光量の逆数を計算し、その値が最大
にある波長で規格化したものである。

【０２１２】温度特性は、感光体の温度の室温から約４
５℃まで変えて帯電能を測定し、このときの温度１℃当
たりの帯電能の変化を測定して、２Ｖ／ｄｅｑ以下を合
格と判定した。

【０２１３】また、メモリー、画像流れ、画質および感
光体の劣化については、画像を目視により判定し、☆：
非常に良好、◎良好、○：実用上問題なし、△：実用上
やや難あり、×：実用上難ありの５段階にランク分けし
た。

【０２１４】

【表２】表２からわかるように、非画像部現像防止装置のレンズ
の均一性Ａが０．９５以上、均一性Ｂが０．９０以上、
かつ非画像部現像防止装置の光源の応答性が１×１０⁴
Ｈｚ以上、波長が５００〜７５０ｎｍ、かつ光導電層の
Ｅｕが５０〜６０ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓが１×１０¹⁴〜１
×１０¹⁶ｃｍ^-3、かつＳｉ−Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈが０．２〜
０．５のとき（表２の上から２段目の例；総合判定
☆）、安定性の高い良好な画質が得られ、トータル的品
質の高い画像形成装置が可能となった。

【０２１５】それに対してそれ以外の、非画像部現像防
止装置のレンズの均一性Ａが０．９５未満；均一性Ｂが
０．９０未満；非画像部現像防止装置の光源の応答性が
１×１０⁴Ｈｚ未満；波長が５００〜７５０ｎｍではな
く；光導電層のＥｕが５０〜６０ｍｅＶではなく；Ｄ．
Ｏ．Ｓが１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶ｃｍ^-3ではなく；ある
いはＳｉ−Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈが０．２〜０．５でない条件
では、十分なトータル的品質のものは得られていない。

【０２１６】（実施例２）図３に示すＶＨＦ−ＰＣＶＤ
法による画像形成装置用感光体の製造装置を用い、実施
例１と同様に鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー
（支持体）上に表４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。

【０２１７】

【表３】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。

【０２１８】また、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、光導電層の作製条件で膜厚約１μｍのａ
−Ｓｉ膜を堆積した。ガラス基板上の堆積膜にはＡｌ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。

【０２１９】作製した感光体を実験例１と同様の画像形
成装置にセットして、帯電能、感度、温度特性、メモリ
ー、画像流れ、ガサツキ等のその他の画質および感光体
の劣化を評価した。結果を表４に示す。

【０２２０】帯電能、感度、温度特性、メモリー、画像
流れ、ガサツキ等その他の画質および感光体の劣化につ
いての評価は実施例１と同様にした。

【０２２１】

【表４】表４からわかるように、非画像部現像防止装置のレンズ
の均一性Ａが０．９５以上、均一性Ｂが０．９０以上、
かつ非画像部現像防止装置の光源の応答性が１×１０⁴
Ｈｚ以上、波長が５００〜７５０ｎｍ、かつ光導電層の
Ｅｕが５０〜６０ｍｅＶ、Ｄ．Ｏ．Ｓが１×１０¹⁴〜１
×１０¹⁶ｃｍ^-3、かつＳｉ−Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈが０．２〜
０．５のとき（表４の上から２段目の例；総合判定
☆）、安定性の高い良好な画質が得られ、トータル的品
質の高い画像形成装置が可能となった。

【０２２２】それに対してそれ以外の、非画像部現像防
止装置のレンズの均一性Ａが０．９５未満；均一性Ｂが
０．９０未満；非画像部現像防止装置の光源の応答性が
１×１０⁴Ｈｚ未満；波長が５００〜７５０ｎｍではな
く；光導電層のＥｕが５０〜６０ｍｅＶではなく；Ｄ．
Ｏ．Ｓが１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶ｃｍ^-3ではなく；ある
いはＳｉ−Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈが０．２〜０．５でない条件
では、十分なトータル的品質のものは得られていない。

【０２２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、メ
モリーを低減した高性能感光体と露光が均一になるその
非画像部現像防止装置で構成したことにより、高画質が
安定的に得られるトータル的に極めて良好な画像形成装
置を得ることができる。

【０２２４】具体的には、第１に、導電性支持体と、シ
リコン原子を母体として水素原子および／またはハロゲ
ン原子を含有する非単結晶材料からなり光導電性を示す
光導電層、および電荷を保持する機能を有する表面層を
有する光受容層から構成される感光体であって、その光
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、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が５０〜６０ｍｅＶ、
かつ局在状態密度が１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶ｃｍ^-3であ
る感光体を用いることにより、アモルファスシリコン感
光体特有の問題である光メモリーが軽減し、一方では、
強露光被爆による特性安定性が若干低下するものの、非
画像部現像防止装置のレンズの均一性Ａを０．９５以
上、均一性Ｂを０．９０以上、かつ非画像部現像防止装
置の光源の応答性を１×１０⁴Ｈｚ以上、波長を５００
〜８５０ｎｍにすることにより、安定性の高い良好な画
質が得られ、トータル的な品質の高い画像形成装置を得
ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非画像部現像防止装置のレンズ透過光
の状態を説明するための図である。

【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
式的説明図である。

【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
模式的説明図である。

【図４】本発明の非画像部現像防止装置のレンズ透過光
の均一性Ａと光メモリーおよび感光体特性劣化との関係
を示す図である。

【図５】本発明の非画像部現像防止装置のレンズ透過光
の均一性Ｂと光メモリーおよび感光体特性劣化との関係
を示す図である。

【図６】本発明の非画像部現像防止装置の光源の応答性
と非画像部現像防止効果との関係を示す図である。

【図７】本発明の非画像部現像防止装置の光源の波長と
感度の関係を示す図である。

【図８】本発明の非画像部現像防止装置の光源の波長と
光メモリーとの関係を示す図である。

【図９】本発明の非画像部現像防止装置の光源の波長と
帯電能との関係を示す図である。

【図１０】画像形成装置の一例を説明するための模式的
構成図である。

【図１１】本発明の非画像部現像防止装置の一つの実施
態様例の構成を説明するための模式的構成図である。

【図１２】本発明の画像形成装置用感光体における光導
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
図である。

【図１３】本発明の画像形成装置用感光体の１実施態様
の層構成を説明するための模式的層構成図である。

【図１４】本発明の画像形成装置用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である。

【図１５】本発明の画像形成装置用感光体における光導
電層の局在状態密度（ＤＯＳ）と光メモリー、画像流れ
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０１正常な観察像１０２，１０３異常な観察像８０１感光体８０２帯電器８０３非画像部現像防止装置８０４除電光８０５画像形成光線８０６現像器８０７転写器８０８転写分離帯電器８０９クリーニングブレード９０１光源基板９０２スリットシート９０３レンズアレイ１１００感光体１１０１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自由表面２１００，３１００堆積装置２１１１，３１１１反応容器２１１２，３１１２円筒状支持体２１１３，３１１３支持体加熱用ヒーター２１１４原料ガス導入管２１１５，３１１６マッチングボックス２１１６原料ガス配管２１１７反応容器リークバルブ２１１８メイン排気バルブ２１１９真空計２２００原料ガス供給装置２２１１〜２２１６マスフローコントローラー２２２１〜２２２６原料ガスボンベ２２３１〜２２３６原料ガスボンベバルブ２２４１〜２２４６ガス流入バルブ２２５１〜２２５６ガス流出バルブ２２６１〜２２６６圧力調整器３１１５電極３１２０支持体回転用モーター３１２１排気管３１３０放電空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栢孝明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

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体である感光体を帯電し、画像情
報を有する光線によって露光して該感光体上に静電潜像
を形成し、該静電潜像以外の領域での不要な現像を防止
するための非画像部現像防止装置を有する画像形成装置
において、該感光体は、導電性支持体；少なくともシリコン原子を
母体として水素原子および／またはハロゲン原子を含有
する非単結晶材料からなり光導電性を示す光導電層；な
らびに電荷を保持する機能を有する表面層を有する光受
容層を有してなる画像形成装置用感光体であって、該光導電層が１０〜３０原子％の水素を含有し、Ｓｉ−
Ｈ₂／Ｓｉ−Ｈが０．２〜０．５であり、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が５
０〜６０ｍｅＶであり、かつ局在状態密度が１×１０¹⁴
以上１×１０¹⁶ｃｍ^-3未満であり、該非画像部現像防止装置は、少なくとも光源およびレン
ズを有してなる露光装置であって、該レンズの透過光の弧が不連続になる場合、連続する弧
の全周に対する割合（均一性Ａ）が０．９５以上であ
り、かつ該透過光の増減が部分的に生ずる場合、正常部分の
透過率を１とした際の透過率が０．６〜１．４を外れる
異常部分を除く部分の全体に対する割合（均一性Ｂ）が
０．９以上、であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記非画像部現像防止装置のレンズが、
型による一体成型によって製造されたものである請求項
１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記非画像部現像防止装置の光源がＬＥ
Ｄである請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記ＬＥＤの波長が５００〜７５０ｎｍ
である請求項３記載の画像形成装置。