JPH0962052A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度特性や電気特性を向上させた感光体とオ
ゾンレス帯電装置を組み合わせて、ヒーター、クリーニ
ングローラーのない画像形成装置を得る。 【解決手段】 １０００Ｇ以上の円筒状多極磁性体の外
周面に磁性粉体のブラシ層を形成した帯電部材と被帯電
体とを逆方向に移動速度比を０．１以上で摺動させて被
帯電体を帯電させる。被帯電体は非単結晶シリコンの光
導電層を有する感光体で、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、光入射部分の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５０〜６
０ｍｅＶで、かつ局在状態密度が１０¹⁴以上１０¹⁶ｃｍ
^-3未満で、感光体の表面抵抗が１０¹⁰〜１０¹⁵Ωｃｍ、
磁性粉体の抵抗が１０⁴ 〜１０⁹ Ωｃｍ、粒径が１０〜
５０μｍである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子式複写機、レ
ーザービームプリンター等の画像形成装置に関し、更に
詳述すれば磁性粉体を有する円筒状の帯電部材に電圧を
印加し、該磁性粉体を被帯電体に接触させて帯電する帯
電装置を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】より具体的には、放電を伴わない新しい帯
電方式によりエコロジー面に優れているばかりでなく、
機能特性の温度依存性が低減した被帯電体を用い、該磁
性粉体が被帯電体に接触する事により、熱源を使用しな
いもしくは、省電力化が可能なエコロジー面も備え、さ
らには良好な画質を長期にわたって供給する事が可能な
画像形成装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】

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
るようになっている。

【０００４】更に、エコロジーの観点から、両面コピ
ー、再生紙利用等の紙の消費低減、消費電力低減の省エ
ネルギー、オゾン量低減等の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。

【０００５】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
電を付与するものである。その帯電過程において、ワイ
ヤー自身も汚れを吸着するので、定期的な清掃、交換が
必要となる。また、コロナ放電にともない、オゾンが大
量に発生する。

【０００６】省エネルギーに関しては、感光体のヒータ
の問題もある。近年使用される電子写真感光体は、耐刷
枚数の増大をはかる為に表面硬度が高く、繰り返し使用
により帯電器から発生するオゾンにより派生するオゾン
生成物が感光体表面に付着する。このため高湿環境にお
いてはこのオゾン生成物が吸湿して感光体の表面電荷の
横流れの原因となり、これは画像流れといわれる画像品
質低下を引き起こす。

【０００７】この様な画像流れを防止する為に、実公平
１−３４２０５に記載されている様なヒーターによる感
光体の加熱方法や、特公平２−３８９５６に記載されて
いる様なマグネットローラー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擦しオゾン生成物を取り
除く方法、特開昭６１−１００７８０に記載されている
様な弾性ローラーによる感光体表面の摺擦でコロナ生成
物を取り除く方法等が提案されてきた。

【０００８】感光体表面を摺擦する方法は、極めて硬度
の高いアモルファスシリコン感光体の場合に採用される
が、装置の小型化や低コスト化が困難な一因となる。ま
た、ヒーターによる常時加熱は前述の様に消費電力量の
増大を招く。こうしたヒーターの容量は通常１５Ｗから
８０Ｗ程度と必ずしも大電力量といった印象を与えない
が、夜間も含め常時通電されているケースがほとんどで
あるので、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量の５〜１５％にも達する。

【０００９】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の健康障害を起
こすおそれもあるので、従来からオゾン除去フィルター
で分解無害化して排出している。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。
従って、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。

【００１０】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、或い
は低減された帯電装置が求められている。

【００１１】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。

【００１２】特開昭６３−２０８８７８に記載されてい
る様な接触帯電方法は、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望の電位に帯電するもの
で、帯電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、従来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、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。そ
のため例えば、画像形成装置（複写機、レーザービーム
プリンター）、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、実用化もされている。

【００１３】従来からの周知な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代
表的である。

【００１４】図８にその一例を示す。図中、８０１は感
光ドラムであり、このものは矢印Ａで示す時計方向に所
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は接触帯電部材であり、電極８０２−１、及
びその電極面に形成した抵抗層８０２−２とからなる。
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。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
ィラーを分散したものが一般的である。該抵抗層８０２
−２の抵抗値は、ＨＩＯＫＩ社製のＭΩテスターで２５
０〜１ｋＶの印加電圧における測定にて、１×１０³ 〜
１×１０¹²Ωｃｍなる抵抗値を有する。８０３は帯電部
材８０２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Ｖppを有
する交流電圧Ｖacに直流電圧Ｖdcを重畳した電圧（Ｖac
＋Ｖdc）が帯電部材の電極８０２−２に印加されて、こ
れにより回転駆動されている感光ドラム８０１の外周面
が均一に帯電される。

【００１５】次いで、画像信号に応じて強度変調される
レーザービームプリンター光８０５が該感光ドラムに走
査される事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８
０６によって顕像化された後、転写ローラー８０８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８
０９によって感光ドラム上から除去される。一方、該転
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。

【００１６】しかしながらこの方式では、感光ドラムと
帯電部材が直接接触する為、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ことから、
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る。

【００１７】その解決策として、接触帯電部材のさまざ
まな改善がなされ、特開昭５９−１３３５６９号公報等
に示される様に、磁性体と磁性粉体（或いは粒子）から
なる磁気ブラシ状の接触帯電部材が感光体に接触、帯電
を付与する機構の新方式が既に提案されている。

【００１８】図９にその一例を示す。９０１は像担持体
である感光ドラムであり、矢印Ａで示される時計方向に
所定の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は帯電部材であり、多極
磁性体９０２−２及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。図９（ｂ）は
該磁気ブラシの側面概略図である。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ーのご
とく構成される。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。該帯電部材の抵抗値は、
その使用される環境、高帯電効率、或いは該感光体の表
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。感光ドラム９０１と接触帯電部材９０２の最近接間
隙は、該磁気ブラシ層９０２−１のニップを安定に制御
する為、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。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Ｖdc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、これにより回転駆動さ
れている感光ドラム９０１の外周面が均一に帯電され
る。

【００１９】更に、画像信号に応じて強度変調されるレ
ーザービームプリンター光９０５が走査される事によっ
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
像化された後、転写ローラー９０８により転写材９０７
上に転写される。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９０９によって
感光ドラムから除去される。一方、該転写像は、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。

【００２０】この方式により、感光体と接触帯電部材の
接触性、摩擦性特性が向上し、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。

【００２１】３．〔アモルファスシリコン系感光体（ａ
−Ｓｉ）〕 電子写真において、感光体を構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（Ｉ
ｄ）〕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、上記の使用時に
おける無公害性は重要な点である。この様な点に優れた
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）がある。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。

【００２２】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、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。

【００２３】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。

【００２４】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、光導電的特性及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、シリコン原子及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。

【００２５】更に、特開昭６０−６７９５１号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有
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６２−１６８１６１
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。

【００２６】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。

【００２７】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乃至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。

【００２８】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、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。

【００２９】４．〔環境対策ヒータ〕 前述感光体の高湿画像流れを防止、除去する為に、感光
体内面に熱源を設ける手段は周知であり、面状乃至棒状
の電熱ヒータを円筒状感光体内面に配設しているものが
一般的である。

【００３０】実公平１−３４２０５には、画像流れを防
止する為に、ヒーターによる加熱手段を設けることが記
載されているが、ヒーターによる常時加熱は前述の様に
消費電力量の増大を招く。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の様な
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。

【００３２】昨今のオフィス状況から求められている、
マシンの小型化に対して、上記の様な電圧印加式の磁性
粒子をブラシとして用いた帯電装置を用いる事で、従来
の様なコロナ帯電装置に比べ、小型化がはかれる。しか
し、オゾンの発生がない、もしくは発生量が微量である
磁性粒子をブラシとして用いた帯電装置を採用しても、
上記の様な状況を有するアモルファスシリコン感光体を
使用するに当たっては、磁気ブラシ等を用いたクリーナ
ーによる摺擦及びまたはヒーターによる加熱が必須であ
り、磁気ブラシ等を用いたクリーナーによる摺擦をなく
して画像流れのない状態を長期的に維持することは困難
である。一方では、磁気ブラシ等を用い、クリーナーに
よる摺擦をやめない限りスペース的に小型化には限界が
ある。

【００３３】さらに、上記のような画像流れの問題が解
決しても、感光体特性の温度依存性が大きい場合は、実
公平１−３４２０５に記載されている様なヒーターによ
る感光体の温度制御が必要で、従って装置の小型化に必
要な感光体の小径化は困難である。

【００３４】したがって、画像形成装置、乃至電子写真
画像形成方法を開発する際に、上記のような問題を充分
認識して、画像形成装置用感光体の電子写真物性などに
より総合的な観点から改良を図るとともに、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。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、少なくとも円筒状の多極磁性体の外周面に
磁性粉体からなるブラシ層を形成した帯電部材に電圧を
印加し、該ブラシ層表面と被帯電体表面とを相対的に逆
方向に摺動させることにより該被帯電体表面を帯電さ
せ、該被帯電体表面に静電潜像を形成する画像形成装置
において、該被帯電体が導電性支持体上にシリコン原子
を母体として水素及び／又はハロゲン原子を含有する非
単結晶材料からなる光導電層を少なくとも有する感光体
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、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、かつ局在状態密度が１×１０¹⁴
以上１×１０¹⁶ｃｍ^-3未満で、該感光体の表面の電気抵
抗値が１×１０¹⁰〜１×１０¹⁵Ωｃｍであり、該多極磁
性体の磁力が１０００Ｇ以上で、該磁性粉体の抵抗が１
×１０⁴ 〜１×１０⁹ Ωｃｍでかつ粒径が１０〜５０μ
ｍであり、該被帯電体の所定部位がブラシ層に接してい
る時間が１０ｍｓｅｃ以上であり、該帯電部材の被帯電
体に対する移動速度比が０．１以上であることを特徴と
する画像形成装置を提案するもので、光による被帯電体
の除電手段を備えていることを含む。

【００３６】第１に被帯電体として、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、及び電荷を保持する機能を有する表面を有す
る光受容層から構成される感光体であって、該光導電層
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、電気特
性の温度依存性が低減して、感光体の温度制御をやめる
ことが可能になり、該表面の電気抵抗値を１×１０¹⁰〜
１×１０ ¹⁵Ωｃｍ、多極磁性材の磁力を１０００Ｇ以
上、磁性粉体の抵抗値を１×１０⁴〜１×１０⁹ Ωｃ
ｍ、磁性粉体の粒径を１０〜５０μｍとし、該被帯電体
の所定部位が帯電部材と接している時間が１０ｍｓｅｃ
以上とすることにより、高い帯電効率が得られ、十分な
地ならし効果が得られるため、上記光導電層との組み合
わせにより、除電光手段が不要になる、もしくは強い除
電光を与えても十分な帯電が得られ、帯電能の低下なく
して、光メモリーを低減もしくは無くすることができ
る。

【００３７】なお、「地ならし効果」とは 前工程における露光部分、非露光部分における状態の差
をならす効果であり、具体的には、十分な帯電により、
露光部分の残存光キャリアを掃き出して非露光部分の状
態に近づける効果や、強い除電光によって、一旦、露光
部分、非露光部分に多量の光キャリアを発生させて状態
を近づけておき、十分な帯電により残存キャリアを掃き
出させて状態差をなくする効果である。

【００３８】第２に該帯電装置の回転スピードを該帯電
部材の該被帯電体に接する面においてその表面移動方向
が逆方向になるように回転し、速度比を０．１以上と
し、磁性粉体の粒径を１０〜５０μｍとすることによ
り、「高湿流れ」対策としての磁気ブラシ等を用いたク
リーナーによる摺擦が不要になる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００４０】〔帯電部材〕本発明の要所を説明する、図
１に本発明にかかる帯電部材と被帯電体の概略を示して
いる。図１において、１０１は磁気ブラシ層、１０２は
多極磁性体であり、これらによって接触型帯電部材１０
０が形成されている。１０３は接触型帯電部材１００と
被帯電体１０４とのギャップ１０８を規制するスペーサ
ー、１０４は円筒状の感光体等の被帯電体、１０５は磁
気ブラシ層の厚さ１０７を規制する板状部材であり、１
０６はニップ幅である。

【００４１】接触型帯電部材１００の多極磁性体１０２
は、通常フェライト磁石等の金属や、プラスティックマ
グネット、等の多極構成が可能な磁性体を用いて円筒形
に形成したもので、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の性状等の多くの要因によ
り異なるが、該磁性体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５０
０ガウス（Ｇ）以上が好ましく、より好ましくは１００
０Ｇ以上である。

【００４２】磁気ブラシ層１０１の一部が変形して生じ
る被帯電体上におけるニップ１０６は、帯電効率に影響
するため、ニップを安定的に制御する事により、被帯電
体１０４の電位を制御することが可能である。ニップの
制御手段はいろいろあるが、図１に示す様に磁気ブラシ
層の厚さ１０７を変えたり、あるいは帯電部材１００と
被帯電体１０４とのギャップ１０８を変えることにより
実現できる。なお、ギャップ１０８は５０〜２０００μ
ｍの範囲が好ましく、より好ましくは１００〜１０００
μｍである。

【００４３】多極磁性体１０２の外周には磁力により吸
引された磁性粉体からなる磁気ブラシ層１０１が形成さ
れている。磁性粉体としては、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アを
使用する。該磁性粉体の粒径は一般に１乃至１００μｍ
以下の物が用いられ、好ましくは５０μｍ以下である。
又、流動性向上のため上記粒径の範囲内で異なる粒径の
帯電キャリアを混合して使用しても良い。

【００４４】また、被帯電体表面の微小欠陥あるいは、
リークによる被帯電体の部分的絶縁破壊があると、被帯
電体長軸方向で一部に集中的に電流が流れる状況が発生
する。このような状況において、該ブラシ層１０１の抵
抗が低すぎると、帯電部材長軸方向全域を十分に帯電す
ることができなくなる。一方、該ブラシ層１０１の抵抗
が高すぎると、帯電効率が悪化する等の制限がある。

【００４５】従って、ＨＩＯＫＩ社（メーカー）製のＭ
Ωテスターで２５０〜１ｋＶの印加電圧における測定に
おいて、ブラシ層１０１の内周と外周との間の抵抗値
が、１×１０³ 〜１×１０¹²Ωｃｍなる抵抗値を有する
ことが好ましく、より好ましくは１×１０⁴ 〜１×１０
⁹ Ωｃｍである。

【００４６】感光体等の被帯電体１０４は後述する新規
な感光体を用いる。

【００４７】本発明では、上記の様な磁気ブラシを用い
た接触型帯電部材を後述の感光体と組み合わせて使用
し、該帯電部材と被帯電部材とを逆方向に回転させてこ
れらの周表面の相対的移動速度比を０．１以上とするこ
とにより、「高湿流れ」対策として磁気ブラシ等を用い
たクリーナーによる摺擦が不要になり、感光体の所定部
位が帯電部材と接している時間が１０ｍｓｅｃ以上とす
ることにより、高い帯電効率が得られ、十分な地ならし
効果が得られる。このため、該光導電層との組み合わせ
により、除電光が不要になる、もしくは強い除電光を与
えても十分な帯電が得られ、帯電能の低下なくして、光
メモリーを低減もしくは無くすることができ、画像形成
装置の小型化が可能で、エコロジーにマッチし、かつ画
質の非常に向上した画像形成システムを構成することが
可能となった。

【００４８】〔感光体〕前述問題を解決する為の、一つ
の手段として、本発明者らは前記帯電部材と特定の構成
の感光体の組合せによれば、光メモリー及び温度依存性
が小さく、かつ表面耐久性に優れ、長期にわたり極めて
好適な画像の安定化が達成される事を見いだした。

【００４９】〔アモルファスシリコン系感光体（ａ−Ｓ
ｉ）〕＊ 本発明に用い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。

【００５０】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、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少なくとも有する感光
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、従来の感光体と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。

【００５１】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
成る光導電層を少なくとも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５０〜６０ｍｅ
Ｖ、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。

【００５２】上記したような構成の本発明の画像形成装
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、
耐久性及び使用環境特性を示す。

【００５３】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。

【００５４】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：以後、「Ｃ
ＰＭ」と略記する］は、ａ−Ｓｉ：Ｈの局在準位に基く
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。

【００５５】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渡って調べた結果、
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。

【００５６】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。この時、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た
めに必要である。

【００５７】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。

【００５８】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できる。このた
め、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。

【００５９】以下、図面に従って本発明の被帯電体につ
いて詳細に説明する。

【００６０】図１１は、本発明の画像形成装置用被帯電
体としての感光体の層構成を説明するための模式的構成
図である。

【００６１】図１１（ａ）に示す画像形成装置用感光体
１１００は、支持体１１０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘ
からなり光導電性を有する光導電層１１０３を積層して
構成されている。

【００６２】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、支持体１１０１の上に、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を順次積重して構成されてい
る。

【００６３】図１１（ｃ）は、本発明の画像形成装置用
感光体の更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（ｃ）に示す画像形成装置用感光体１１
００は、支持体１１０１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。

【００６４】図１１（ｄ）は、本発明の画像形成装置用
感光体のまた更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
１１００は、支持体１１０１と、光導電層１１０３を構
成するａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層１１０７な
らびに電荷輸送層１１０８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。

【００６５】なお、１１０６は感光体１１００の表面で
ある。

【００６６】〔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、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、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。
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光導電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。

【００６７】本発明に於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。

【００６８】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１１
０１の表面に設けられる凹凸は、特開昭６０−１６８１
５６号公報、同６０−１７８４５７号公報、同６０−２
２５８５４号公報等に記載された公知の方法により作成
される。

【００６９】また、レーザー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６１
−２３１５６１号公報に記載された公知の方法により作
成される。

【００７０】又、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、光導電層１１０３内、或いは該層
１１０３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。

【００７１】〔光導電層〕本発明に於いて、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）上に形成される光導電層１１０３
は真空堆積膜形成方法によって作成されるが、この場合
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Ｃ
ＶＤ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。

【００７２】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、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ反応容器
内の所定の位置に設置されてある所定の支持体１１０１
上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００７３】また、本発明において光導電層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。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。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。

【００７４】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、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 、Ｓｉ₂ Ｈ₆ が好ましいもの
として挙げられる。

【００７５】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、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。

【００７６】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、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。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、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、たとえばＳｉＦ
₄ 、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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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」と略記する）を用いることができる。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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 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。

【００８３】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。

【００８４】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 、ＰＣ
ｌ₃、ＰＣｌ₅ 、ＰＢｒ₃ 、ＰＢｒ₅ 、Ｐｌ₃ 等のハロ
ゲン化燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃ 、ＡｓＦ₃ 、
ＡｓＣｌ₃ 、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。

【００８５】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。

【００８６】さらに本発明においては、光導電層１１０
３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１×１
０^-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。

【００８７】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２
０〜５０μｍ、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。

【００８８】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。

【００８９】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、通常の場合容積基準で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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】〔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、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１１０４は表面
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。

【００９５】又、本発明においては、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成されてい
る。

【００９６】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使用可能であるが、
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（以下「ａ−ＳｉＣ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、
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（以
下「ａ−ＳｉＯ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、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（以下「ａ−
ＳｉＮ：Ｈ，Ｘ」と表記する）、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（以下「ａ−ＳｉＣＯＮ：Ｈ，Ｘ」と表記
する）等の材料が好適に用いられる。

【００９７】本発明に於いて、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。

【００９８】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−ＳｉＣ：
Ｈ，Ｘからなる層を形成すればよい。

【００９９】本発明に於いて用いる表面層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
何れのものでも良いが、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。

【０１００】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原子％から９０原子％の範囲とすることが好まし
い。

【０１０１】また、本発明において表面層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
好ましいが、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０．１〜１
０原子％、最適には０．６〜４原子％とされるのが望ま
しい。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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。

【０１０７】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 、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）
が挙げられる。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 、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Ｈ ₂ 、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ等のガスに
より希釈して使用してもよい。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。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 、ＩＦ ₃ 、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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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よい。

【０１１５】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第 IIIｂ族原子また
はｎ型伝導特性を与える周期律表第Ｖｂ族原子を用いる
ことができる。

【０１１６】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。

【０１１７】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×
１０ ² 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 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 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 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 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。

【０１１８】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 、ＰＣ
ｌ₃、ＰＣｌ₅ 、ＰＢｒ₃ 、ＰＢｒ₅ 、Ｐｌ₃ 等のハロ
ゲン化燐が挙げられる。この他、ＡｓＨ₃ 、ＡｓＦ₃ 、
ＡｓＣｌ₃ 、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。

【０１１９】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。

【０１２０】本発明に於ける表面層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。

【０１２１】本発明による表面層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、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。

【０１２２】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。

【０１２３】又、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。

【０１２４】更に、本発明に掛る帯電機構においては、
表面層の低抵抗化による画像流れを防止し、或いは残留
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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】さらに本発明に於いては、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更に向上させるためには有効
である。

【０１３０】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。

【０１３１】〔電荷注入阻止層〕本発明の画像形成装置
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いっそう効果的であ
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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】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。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。

【０１３６】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とされるのが望ま
しい。

【０１３７】さらに、電荷注入阻止層には、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。

【０１３８】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。

【０１３９】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及び／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。

【０１４０】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％とするのが望ましい。

【０１４１】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、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
０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが
望ましい。

【０１４２】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。

【０１４３】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。

【０１４４】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、
通常の場合容積基準で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。

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】このほかに、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
原子または／及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。

【０１５０】また、本発明の画像形成装置用感光体に於
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、水素原子及び／または
ハロゲン原子と、炭素原子及び／または酸素原子及び／
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。

【０１５１】〔表面〕本発明に係る感光体の表面１１０
６の電気抵抗は１×１０¹⁰〜１×１０¹⁵Ωｃｍであるこ
とが好ましい。

【０１５２】次に、感光体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。

【０１５３】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。

【０１５４】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２１１１内
を減圧に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、支持体加熱用ヒーター２１１
３、原料ガス導入管２１１４が設置され、更に高周波マ
ッチングボックス２１１５が接続されている。

【０１５５】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とバルブ２２３１〜２２
３６，２２４１〜２２４６，２２５１〜２２５６および
マスフローコントローラー２２１１〜２２１６から構成
され、各原料ガスのボンベはバルブ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。

【０１５６】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。

【０１５７】まず、反応容器２１１１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２１１１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２１１
２の温度を２００℃乃至３５０℃の所定の温度に制御す
る。

【０１５８】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
２３７、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、又、流入バルブ２２４１〜２２４
６、流出バルブ２２５１〜２２５６、補助バルブ２２６
０が開かれていることを確認して、まずメインバルブ２
１１８を開いて反応容器２１１１およびガス配管内２１
１６を排気する。

【０１５９】次に真空計２１１９の読みが約５×１０^-6
Ｔｏｒｒになった時点で補助バルブ２２６０、流出バル
ブ２２５１〜２２５６を閉じる。

【０１６０】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ー
２２１１〜２２１６内に導入する。

【０１６１】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。

【０１６２】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から所定のガスをガス導入管２
１１４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、
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
器内に導入されたガスが分解され、円筒状支持体２１１
２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。

【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。

【０１６５】また、膜形成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。

【０１６６】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。次に、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。

【０１６７】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２２００と接
続することにより、図３（ｂ）に示す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。

【０１６８】この装置は大別すると、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３１１
１内には円筒状支持体３１１２、支持体加熱用ヒーター
３１１３、原料ガス導入管３１１４、電極が設置され、
電極には更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３１２
１を通じて不図示の拡散ポンプに接続されている。

【０１６９】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とバルブ２２３１〜２２
３６，２２４１〜２２４６，２２５１〜２２５６および
マスフローコントローラー２２１１〜２２１６から構成
され、各原料ガスのボンベはバルブ２２６０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３１３０が放電空間を形成している。

【０１７０】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。

【０１７１】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３
１１５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３１１１内の圧力を１×１０^-7Ｔｏ
ｒｒ以下に調整する。続いて、支持体加熱用ヒーター３
１１６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。

【０１７２】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、反応容器のリークバルブ（不図示）が閉じられ
ていることを確認し、又、流入バルブ２２４１〜２２４
６、流出バルブ２２５１〜２２５６、補助バルブ２２６
０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３
１２２内を排気する。

【０１７３】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。

【０１７４】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２２４１〜２２
４６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。

【０１７５】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。

【０１７６】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３
１１７を介して反応容器３１１１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１Ｔｏ
ｒｒ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。

【０１７７】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。かく
して支持体３１１５により取り囲まれた放電空間３１３
０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。この時、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。

【０１７８】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。

【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２２５１〜２２５６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。

【０１８１】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。

【０１８２】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。

【０１８３】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
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。

【０１８４】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。

【０１８５】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。

【０１８６】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。

【０１８７】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。

【０１８８】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。

【０１８９】

【実施例】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。 （実験例１）図１に示す帯電部材と被帯電体を用いて次
の実験を行なった。図１において、１０１は粒径１０〜
５０μｍのマグネタイト粉体からなる磁気ブラシ層であ
る。１０２は多極磁性体（フェライト磁石）であり、該
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は１０００Ｇである。
１０１と１０２によって接触型帯電部材１００が形成さ
れている。１０３は接触型帯電部材１００と被帯電体１
０４とのギャップ１０８を規制するスペーサー、１０５
は磁気ブラシ層の厚さ１０７を規制する板状部材であ
り、１０６はニップ幅である。

【０１９０】多極磁性体はプラスチックマグネットを前
述の要領でφ１８ｍｍのローラー状に構成した。その磁
極数はニップ幅１０６内で複数存在する様に構成する事
が好ましい。本実施例では６乃至１８極の複数の磁極数
を設定して作成した。

【０１９１】ブラシ層１０１は、１０乃至５０μｍの磁
性酸化鉄のキャリアとマグの磁性粉体を、所定の比で混
合した物を帯電キャリアとして使用した。該帯電キャリ
アは一般にトナーに利用される周知のキャリアと同成分
の物でも良い。

【０１９２】板状の部材１０５は、その両端において独
立に、多極磁性体１０２に対する距離の調整が可能であ
り、磁気ブラシ層の厚さ１０７を調整することができ、
これにより接触型帯電部材と感光体とのギャップ１０８
におけるニップ幅１０６を長手方向で調整することが可
能であり、本実験例では６乃至７ｍｍとした。

【０１９３】磁気ブラシ層の抵抗は、帯電効率に影響す
るため、抵抗の異なる数種類のものを用意し、それらに
ついて、上記の様な帯電装置で帯電能力を検討した結果
を図４に示す。

【０１９４】該磁気ブラシ層の抵抗はＨＩＯＫＩ社製の
ＭΩテスターで５００Ｖの印加電圧において測定した。

【０１９５】図４からわかるように、磁気ブラシ層の抵
抗は、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１×１０³ 〜１×１０¹²Ωｃｍなる抵抗を
有する事が好ましく、より好ましくは１×１０⁴ 〜１×
１０⁹ Ωｃｍであることがわかった。 （実験例２）実験例１と同様の装置を用い、磁気ブラシ
層の抵抗は、１×１０⁷ Ωｃｍとし、磁性粉体としての
帯電キャリアの粒径及び、多極磁性体磁力の異なる数種
類のものを用意し、それらについての帯電能力を検討し
た結果を図５に示す。

【０１９６】図５からわかるように、キャリア漏れの防
止、画像流れの防止、ブラシ掃きむらの防止の為に、帯
電キャリアは５〜８０μｍなる粒径を有する事が好まし
く、より好ましくは１０〜５０μｍ、多極磁性体の磁力
は５００Ｇ以上である事が好ましく、より好ましくは１
０００Ｇであることがわかった。 （実験例３）実験例１と同様の装置を用い、磁気ブラシ
層の抵抗を、１×１０⁷ Ωｃｍとし、被帯電体の回転ス
ピードを変化させ、接触型帯電部材の磁気ブラシ層と接
する時間（以後、帯電時間）を変化させた。帯電工程の
前に除電のための露光（以後、前露光）の有無のそれぞ
れの場合について、それぞれ帯電能力を検討した結果を
図６に示す。

【０１９７】図６からわかるように、帯電時間は、１０
ｍｓｅｃ以上である事が好ましいことがわかった。 （実験例４）図９に示す画像形成装置に図１に示す接触
型帯電システムを用いた画像形成装置を用いた。

【０１９８】図中の各構成は前述と同様である。

【０１９９】この様な装置を用い、被帯電体の回転スピ
ードを変化させ、帯電時間を変化させて、前露光の有無
について、それぞれ光メモリーを検討した結果を図６に
示す。

【０２００】図６からわかるように、帯電時間は、１０
ｍｓｅｃ以上である事が好ましいことがわかった。 （実験例５）実験例４と同様の装置を用い、被帯電体の
回転スピードに対する接触型帯電部材の回転スピードを
変化させ、対向する部位でのスピード比（以後、相対ス
ピード）を変化させて、それぞれ画像流れ、融着を検討
した結果を図７に示す。

【０２０１】図７からわかるように、帯電部材は被帯電
体と接する面においてその表面移動方向が逆方向になる
様に回転し、速度比は、０．１以上である事が好ましい
ことがわかった。 （実験例６）実験例４と同様の装置を用い、被帯電体と
して次のような、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。

【０２０２】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。光導電層については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。

【０２０３】

【表１】 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、このときの温度１℃当たりの帯電能
の変化を測定して、２Ｖ／ｄｅｇ以下を合格と判定し
た。

【０２０４】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。

【０２０５】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。

【０２０６】このときのＳｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈとガサツ
キとの関係を図１０に、Ｅｕと温度特性との関係を図１
２に、Ｄ．Ｏ．Ｓとメモリー、画像流れとの関係を図１
３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。

【０２０７】図１０、図１２および図１３からわかるよ
うに、Ｓｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈを０．２〜０．５の範囲で
ある事により、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である事により、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。

【０２０８】又、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なった。該感光体の表
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為に、１×１０¹⁰〜５
×１０¹⁵Ωｃｍなる抵抗を有する事が好ましい。より好
ましくは１×１０¹²〜１×１０¹⁴Ωｃｍである。該抵抗
値の測定はＨＩＯＫＩ社（メーカー）製のＭΩテスター
で２５０〜１ｋＶの印加電圧における測定にて行なっ
た。

【０２０９】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。 （実施例１）図９に示す接触型帯電システムを用いた画
像形成装置を用いた。９０１は像担持体である感光ドラ
ムであり、矢印Ａの時計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、その内部には感光体を加熱可能なヒーターが設け
られてあり、感光体の温度を４５℃に保った。

【０２１０】９０２は前記帯電キャリアを用いた接触型
帯電部材であり、多極磁性体９０２−２及びその面上に
形成した帯電キャリアよりなるブラシ層９０２−１とか
らなる。又、９０２−２上にブラシ層９０２−１を構成
した後の印加電圧がブラシ層の各部に良好に印加される
様に、透磁性、導電性のアルミニウムテープ（３Ｍ社製
ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌテープ１１８１）を張った。

【０２１１】ブラシ層９０２−１は、前述のごとく磁性
フェライトで構成した。

【０２１２】該帯電部材９０２のブラシ層の抵抗値は、
ＨＩＯＫＩ社（メーカー）製のＭΩテスターで５００〜
１ｋＶの印加電圧における測定にて、１×１０³ 〜１×
１０ ¹²Ωｃｍなる抵抗を有するものを数種類用意した。

【０２１３】像担持体９０１と接触帯電部材９０２の最
近接間隙は、そのニップ制御の為に１００〜１０００μ
ｍの範囲にスペーサー（不図示）等で安定的に設定し
た。

【０２１４】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Ｖdcが帯電部材の
帯電キャリアからなるブラシ層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。Ｖdcを８００Ｖにした。

【０２１５】更に、画像形成光線９０５が照射される事
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上に転写ローラー９
０８を介して転写される。転写残トナーは、磁気ブラシ
を用いたクリーニングマグローラー（不図示）による摺
擦工程に供与され、さらに感光体の表面に残ったトナー
はクリーニングブレード９０９によって感光ドラム上か
ら除去されると共に該転写像は、不図示の定着装置によ
って定着された後、出力される。

【０２１６】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。さらに又、同様に表面層の抵
抗値の測定を変えることによって、種々の感光体を作製
した。

【０２１７】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。

【０２１８】さらに、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なった。

【０２１９】作製した感光体と帯電部材を前述の図９に
示した様な画像形成装置にセットして、帯電部材が感光
体に接する面においてその表面移動方向が逆方向になる
様に回転し、速度比を０．１とし、感光体を加熱した状
態で、プロセススピードを変化させて帯電時間を変え、
帯電能、温度特性、メモリー、画像流れ、ガサツキ等そ
の他の画質を評価した。結果を表２に示す。

【０２２０】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。

【０２２１】温度特性は、感光体の温度を室温から約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／ｄｅｇ以下を合
格と判定した。

【０２２２】また、メモリー、画像流れ、画質について
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。

【０２２３】

【表２】 表２からわかるように、帯電部材の抵抗値が１×１０⁴
〜１×１０⁹ Ωｃｍ、かつ磁性粉体の粒径が１０〜５０
μｍ、かつ帯電時間が１０ｍｓｅｃ以上、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、かつ表面層の抵抗値が１×１０¹⁰〜１×１０
¹⁵Ωｃｍのとき良好な帯電、良好な温度特性、良好なメ
モリー、良好な画像流れ、良好なガサツキ等その他の画
質が得られ、トータル的な品質の高い画像形成装置が可
能となった。 （実施例２）実施例１と同様の接触型帯電システムを用
いた画像形成装置、実施例１と同様の数種類の感光体、
および実施例１と同様の数種類の粒径を有する帯電キャ
リアを用い、帯電部材の感光体に対するスピード（相対
スピード）を変化させた。

【０２２４】この場合、磁気ブラシの抵抗は１×１０⁶
Ωｃｍ、多極磁性体の磁力は１０００Ｇ、帯電時間は５
０ｍｓｅｃ、前露光は消し、磁気ブラシを用いたクリー
ニングマグローラー等による摺擦工程を取り外し、感光
体を加熱しない状態で、画像流れ、融着、画像安定性を
評価した。結果を表３に示す。

【０２２５】画像流れ、融着、画像安定性については、
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。

【０２２６】

【表３】 表３からわかるように、前露光なし、磁気ブラシを用い
たクリーニングマグローラー等による摺擦工程なし、感
光体の加熱なしの状態においても、磁性粉体の粒径が１
０〜５０μｍ、かつ帯電部材が感光体に接する面におい
てその表面移動方向が逆方向になるように回転し、速度
比を０．１以上、かつ光導電層のＥｕが５０〜６０ｍｅ
Ｖ、Ｄ．Ｏ．Ｓが１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶ｃｍ^-3、かつ
Ｓｉ−Ｈ ₂ ／Ｓｉ−Ｈが０．２〜０．５、かつ表面層の
抵抗値が１×１０¹⁰〜１×１０¹⁵Ωｃｍのとき、画像流
れ、融着がなく、良好な画像安定性が得られ、トータル
的な品質の高い画像形成装置が可能となった。 （実施例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。

【０２２７】

【表４】 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、さらに又、同様に表面層の抵抗値の
測定を変えることによって、種々の感光体を作製した。

【０２２８】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による含有水素
量を測定した。

【０２２９】さらに、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なった。

【０２３０】作製した感光体を実施例１と同様の画像形
成装置にセットして、帯電部材が感光体に接する面にお
いてその表面移動方向が逆方向になるように回転し、速
度比を０．１とし、感光体を加熱した状態で、プロセス
スピードを変化させて帯電時間を変え、帯電能、温度特
性、メモリー、画像流れ、ガサツキ等その他の画質を評
価した。結果を表５に示す。

【０２３１】帯電能、温度特性、メモリー、画像流れ、
画質についての評価は実施例１と同様にした。

【０２３２】

【表５】 表５からわかるように、帯電部材の抵抗値が１×１０⁴
〜１×１０⁹ Ωｃｍ、かつ磁性粉体の粒径が１０〜５０
μｍ、かつ帯電時間が１０ｍｓｅｃ以上、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、かつ表面層の抵抗値が１×１０¹⁰〜１×１０
¹⁵Ωｃｍのとき良好な帯電、良好な温度特性、良好なメ
モリー、良好な画像流れ、良好なガサツキ等その他の画
質が得られ、トータル的な品質の高い画像形成装置が可
能となった。 （比較例１）帯電部材の抵抗値が、１×１０⁴ 〜１×１
０⁹ Ωｃｍではなく、または磁性粉体の粒径が１０〜５
０μｍではなく、または帯電時間が１０ｍｓｅｃ以上で
はなく、または光導電層のＥｕが５０〜６０ｍｅＶでは
なく、またはＤ．Ｏ．Ｓが１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶ｃｍ
^-3ではなく、またはＳｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈが０．２〜
０．５ではなく、または表面層の抵抗値が１×１０¹⁰〜
１×１０¹⁵Ωｃｍではない条件で、実施例１及び３と同
様の実験を行った。結果は表２及び５に示してあるよう
に、トータル的に高い品質が十分に得られなかった。 （比較例２）磁性粉体の粒径が１０〜５０μｍではな
く、または帯電部材が感光体に接する面においてその表
面移動方向が逆方向になるように回転し、速度比が０．
１以上ではなく、または光導電層のＥｕが５０〜６０ｍ
ｅＶではなく、またはＤ．Ｏ．Ｓが１×１０¹⁴〜１×１
０¹⁶ｃｍ^-3ではなく、またはＳｉ−Ｈ₂ ／Ｓｉ−Ｈが
０．２〜０．５ではなく、または表面層の抵抗値が１×
１０¹⁰〜１×１０¹⁵Ωｃｍではない条件で、実施例２と
同様の実験を行った。結果は表３に示してあるように、
前露光なし、磁気ブラシを用いたクリーニングマグロー
ラー等による摺擦工程なし、感光体の加熱なしの状態に
おいては、トータル的に高い品質が十分に得られなかっ
た。

【０２３３】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明は接触型帯電
部材の磁気ブラシの抵抗とキャリアの粒径と多極磁性体
の磁力と感光体の接触部における帯電時間、そして相対
スピードを最適化し、かつメモリーの少ない温度特性の
少ない高性能の感光体で構成したことにより、オゾンレ
ス帯電装置の採用による高湿画像流れレスを両立したト
ータル的に極めて良好な画像形成装置が達成された。

【０２３４】具体的には、第１に被帯電体として、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、及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、該光導電層が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５０〜６０
ｍｅＶ、かつ局在状態密度が１×１０¹⁴〜１×１０¹⁶ｃ
ｍ^-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、電気特性の温度依存性が低減して、感光体の温
度制御をやめることが可能になり、該表面層の電気抵抗
値を１×１０¹⁰〜１×１０¹⁵Ωｃｍ、多極磁性体の磁力
を１０００Ｇ以上、磁性粉体の抵抗値を１×１０⁴ 〜１
×１０⁹ Ωｃｍ、磁性粉体の粒径を１０〜５０μｍと
し、該被帯電体のある部位が帯電部材と接している時間
が１０ｍｓｅｃ以上とすることにより、高い帯電効率が
得られ、十分な地ならし効果が得られるため、該光導電
層との組み合わせにより、除電光が不要になる、もしく
は強い除電光を与えても十分な帯電が得られ、帯電能の
低下なくして、光メモリーを低減もしくはなくすことが
できる。

【０２３５】第２に該帯電装置の回転スピードを該帯電
部材が該被帯電体に接する面においてその表面移動方向
が逆方向になるように回転し、速度比が０．１以上と
し、磁性粉体の粒径を１０〜５０μｍとすることによ
り、「高湿流れ」対策としての磁気ブラシ等を用いたク
リーナーによる摺擦が不要になる。

【０２３６】したがって、温度特性や電気的特性を向上
させた新規な感光体とオゾンレス帯電器を組み合わせる
事により、帯電能の低下なくして、光メモリーを低減も
しくはなくすことが可能になるばかりか、高湿画像流れ
のない高画質を保持のまま、省エネルギー化、及び装置
の小型化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯電部材、帯電装置、画像形成装置の
好適な実施態様例の構成を説明するための（Ａ）は斜視
図、（Ｂ）は側面図である。

【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】本発明にかかわる帯電部材のブラシ層の抵抗と
帯電状態を示すグラフである。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明にかかわる帯
電部材の磁性粉体の粒径及び多極磁性体の磁力とキャリ
ア漏れ、ブラシ掃きむら、画像流れの関係を示すグラフ
である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明にかかわる感
光体の帯電時間と帯電状態、光メモリーの関係を示すグ
ラフである。

【図７】本発明にかかわる感光体に対する帯電部材の相
対スピードと画像流れ及び融着の関係を示すグラフであ
る。

【図８】従来の接触帯電の帯電部材、帯電装置、画像形
成装置の一構成例を説明するための模式的構成図であ
る。

【図９】従来の磁気ブラシを用いた帯電部材、帯電装
置、画像形成装置の一例の構成を説明するための模式的
構成図である。

【図１０】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
グラフである。

【図１１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像形成
装置用感光体の層構成例を説明するための模式的層構成
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グラフである。

【図１３】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
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１００ 帯電部材 １０１ 接触帯電部材のブラシ層 １０２ 接触帯電部材の多極磁性体（マグネットロー
ラー） １０３ スペーサー １０４ 被帯電体 １０５ 板状部材 １０６ ニップ幅 １０７ １０２と１０５のギャップ １０８ １０２と１０４のギャップ 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 ８０１ 被帯電体 ８０２ 接触帯電部材 ８０３ 高圧電源 ９０１ 被帯電体 ９０２ 近接帯電部材 ９０３ 高圧電源 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 表面 １１０７ 電荷発生層 １１０８ 電荷輸送層

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の画像形成
装置用感光体の層構成例を説明するための模式的層構成
図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも円筒状の多極磁性体の外周面
   に磁性粉体からなるブラシ層を形成した帯電部材に電圧
   を印加し、該ブラシ層表面と被帯電体表面とを相対的に
   逆方向に摺動させることにより該被帯電体表面を帯電さ
   せ、該被帯電体表面に静電潜像を形成する画像形成装置
   において、該被帯電体が導電性支持体上にシリコン原子
   を母体として水素及び／又はハロゲン原子を含有する非
   単結晶材料からなる光導電層を少なくとも有する感光体
   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、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、かつ局在状態密度が１×１０¹⁴
   以上１×１０¹⁶ｃｍ^-3未満で、該感光体の表面の電気抵
   抗値が１×１０¹⁰〜１×１０¹⁵Ωｃｍであり、該多極磁
   性体の磁力が１０００Ｇ以上で、該磁性粉体の抵抗が１
   ×１０⁴ 〜１×１０⁹ Ωｃｍでかつ粒径が１０〜５０μ
   ｍであり、該被帯電体の所定部位がブラシ層に接してい
   る時間が１０ｍｓｅｃ以上であり、該帯電部材の被帯電
   体に対する移動速度比が０．１以上であることを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】 光による被帯電体の除電手段を備えてな
   る請求項１に記載の画像形成装置。