JPH1031344A - 帯電装置および画像形成装置 - Google Patents
帯電装置および画像形成装置Info
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- JPH1031344A JPH1031344A JP18632796A JP18632796A JPH1031344A JP H1031344 A JPH1031344 A JP H1031344A JP 18632796 A JP18632796 A JP 18632796A JP 18632796 A JP18632796 A JP 18632796A JP H1031344 A JPH1031344 A JP H1031344A
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- Japan
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- charged
- fur brush
- image forming
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】導電性ファーブラシの回転速度を速くすること
なく、高画質の画像を得るようにし、メンテナンスフリ
ーを可能とする。 【解決手段】感光体ドラム105の軸方向に沿って周回
移動するベルト状の導電性ファーブラシ104を用いて
感光体ドラム105を帯電させるようにする。導電性フ
ァーブラシ104を用いた接触帯電部材100は、可撓
性シート102に磁気ブラシ層101を植設させて形成
される。接触帯電部材106は、感光ドラム105の周
面に円弧状に接触するように全長に沿って配設してもよ
く、ベルト状の接触帯電部材100にクリーニング装置
107を設けてもよい。
なく、高画質の画像を得るようにし、メンテナンスフリ
ーを可能とする。 【解決手段】感光体ドラム105の軸方向に沿って周回
移動するベルト状の導電性ファーブラシ104を用いて
感光体ドラム105を帯電させるようにする。導電性フ
ァーブラシ104を用いた接触帯電部材100は、可撓
性シート102に磁気ブラシ層101を植設させて形成
される。接触帯電部材106は、感光ドラム105の周
面に円弧状に接触するように全長に沿って配設してもよ
く、ベルト状の接触帯電部材100にクリーニング装置
107を設けてもよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧印加方式の接
触帯電部材として導電性のファーブラシを用いた帯電装
置およびこの帯電装置を有する画像形成装置に関するも
のである。
触帯電部材として導電性のファーブラシを用いた帯電装
置およびこの帯電装置を有する画像形成装置に関するも
のである。
【0002】
[画像形成装置]画像形成装置は、従来の、原稿を複写
するいわゆる複写機のみならず、近年需要の伸びの著し
いコンピュータ、ワードプロセッサの出力手段としての
プリンタを加え広く利用されている。こうしたプリンタ
については、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。
するいわゆる複写機のみならず、近年需要の伸びの著し
いコンピュータ、ワードプロセッサの出力手段としての
プリンタを加え広く利用されている。こうしたプリンタ
については、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。
【0003】さらに、エコロジーの観点から、両面コピ
ー、再生紙利用など紙の消費量の低減、消費電力低減に
よる省エネルギー化、オゾン発生量低減など近隣生物へ
の影響対策が、経済性と同様の重要度で求められてい
る。
ー、再生紙利用など紙の消費量の低減、消費電力低減に
よる省エネルギー化、オゾン発生量低減など近隣生物へ
の影響対策が、経済性と同様の重要度で求められてい
る。
【0004】画像形成装置における従来の帯電方式の主
流であったコロナ帯電器は、太さ50〜100μm程度
の金属ワイヤに5〜10kV程度の高電圧を印加してコ
ロナ放電を生起させ、雰囲気を電離して対向物に電荷を
付与するものである。その放電過程において、ワイヤ自
身が汚れを吸着するため、定期的な清掃、交換が必要と
なる。また、コロナ放電に伴って、不要なオゾンが発生
してしまう。
流であったコロナ帯電器は、太さ50〜100μm程度
の金属ワイヤに5〜10kV程度の高電圧を印加してコ
ロナ放電を生起させ、雰囲気を電離して対向物に電荷を
付与するものである。その放電過程において、ワイヤ自
身が汚れを吸着するため、定期的な清掃、交換が必要と
なる。また、コロナ放電に伴って、不要なオゾンが発生
してしまう。
【0005】省エネルギーに関しては、上述に加え、感
光体ヒータの問題もある。近年使用される被帯電体とし
ての電子写真感光体は、表面硬度を高くして耐刷枚数の
増大が図られており、長期の使用に供される。このた
め、コロナ帯電器から繰り返し発生するオゾンによって
コロナ生成物が派生し、この影響で感光体表面が湿度に
敏感となって水分を吸着しやすくなる。これが感光体表
面の電荷の横流れの原因となり、画像流れといわれる画
像品質の低下を引き起こす。
光体ヒータの問題もある。近年使用される被帯電体とし
ての電子写真感光体は、表面硬度を高くして耐刷枚数の
増大が図られており、長期の使用に供される。このた
め、コロナ帯電器から繰り返し発生するオゾンによって
コロナ生成物が派生し、この影響で感光体表面が湿度に
敏感となって水分を吸着しやすくなる。これが感光体表
面の電荷の横流れの原因となり、画像流れといわれる画
像品質の低下を引き起こす。
【0006】このような画像流れを防止するために、実
公平1−34205号公報に記載されているようなヒー
タによる加熱によって水分を除去する方法や、特公平2
−38956号公報に記載されているようなマグネット
ローラと磁性キャリヤとによって形成されたブラシによ
り、感光体の表面を摺擦してコロナ生成物を取り除く方
法や、特開昭61−100780号公報に記載されてい
るような弾性ローラによって感光体の表面を摺擦してコ
ロナ生成物を取り除く方法などが用いられてきた。
公平1−34205号公報に記載されているようなヒー
タによる加熱によって水分を除去する方法や、特公平2
−38956号公報に記載されているようなマグネット
ローラと磁性キャリヤとによって形成されたブラシによ
り、感光体の表面を摺擦してコロナ生成物を取り除く方
法や、特開昭61−100780号公報に記載されてい
るような弾性ローラによって感光体の表面を摺擦してコ
ロナ生成物を取り除く方法などが用いられてきた。
【0007】このような感光体の表面を摺擦してコロナ
生成物を取り除く方法は、極めて硬度の高いアモルファ
スシリコン感光体に対して使用されるが、近時の強い要
求である装置の小型化や低コスト化には不向きである。
また、ヒータで加熱して水分を除去する方法は、常時加
熱が消費電力量の増大を招く。こうしたヒータの容量は
通常15Wから80W程度と必ずしも大電力量ではない
が、夜間も含め常時通電されているケースがほとんどで
あり、一日あたりの消費電力量としては、画像形成装置
全体の消費電力量の5〜15%にも達する。
生成物を取り除く方法は、極めて硬度の高いアモルファ
スシリコン感光体に対して使用されるが、近時の強い要
求である装置の小型化や低コスト化には不向きである。
また、ヒータで加熱して水分を除去する方法は、常時加
熱が消費電力量の増大を招く。こうしたヒータの容量は
通常15Wから80W程度と必ずしも大電力量ではない
が、夜間も含め常時通電されているケースがほとんどで
あり、一日あたりの消費電力量としては、画像形成装置
全体の消費電力量の5〜15%にも達する。
【0008】また、外部ヒータ加熱方式、すなわち、特
開昭59ー111179号公報や特開昭62−2785
77号公報に開示された加熱方式においても、感光体の
温度変動に伴う画像濃度不安定要素の改善についてはな
んらの開示もない。
開昭59ー111179号公報や特開昭62−2785
77号公報に開示された加熱方式においても、感光体の
温度変動に伴う画像濃度不安定要素の改善についてはな
んらの開示もない。
【0009】また、こうした画像流れの元凶である前述
オゾンは、画像形成装置の周囲にいる人や生物への影響
があることが知られており、従来からオゾン除去フィル
タで分解無害化して排出していた。特にパーソナルユー
スの場合、排出オゾン量は極力低減しなければならな
い。このように経済面からも環境面からも帯電時の発生
オゾン量を大幅に低減することが求められている。
オゾンは、画像形成装置の周囲にいる人や生物への影響
があることが知られており、従来からオゾン除去フィル
タで分解無害化して排出していた。特にパーソナルユー
スの場合、排出オゾン量は極力低減しなければならな
い。このように経済面からも環境面からも帯電時の発生
オゾン量を大幅に低減することが求められている。
【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または
低減された帯電装置、消費電力の少ない除湿装置、さら
にはこれらが装着された画像形成装置が求められてい
る。
装置、画像形成装置としての発生オゾン量が皆無または
低減された帯電装置、消費電力の少ない除湿装置、さら
にはこれらが装着された画像形成装置が求められてい
る。
【0011】[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。
各種帯電装置が提案されている。
【0012】特開昭63−208878号公報に記載さ
れているような接触帯電装置は、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要の電位に帯電
するもので、帯電装置として広く利用されている前記コ
ロナ帯電装置に比べ、第1に、被帯電面に所望の電位を
得るのに必要とされる印加電圧の低電圧化が図れるこ
と、第2に、帯電過程で発生するオゾン量が極く微量で
ありオゾン除去フィルタを装着する必要性がなくなるこ
と、そのため装置の排気系の構成が簡素化されること、
メンテナンスフリーであること、第3に、帯電過程にお
いて発生したオゾンから派生するコロナ生成物が被帯電
面である像担持体表面、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の表面が湿度に敏感となっ
て水分を吸着しやすくなることに起因する、表面の低抵
抗化による画像流れを防止するため、終日行われている
加熱ヒータによる除湿の必要性がなくなること、そのた
め夜間通電などの電力消費の大幅な低減が図れること、
などの長所を有している。
れているような接触帯電装置は、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要の電位に帯電
するもので、帯電装置として広く利用されている前記コ
ロナ帯電装置に比べ、第1に、被帯電面に所望の電位を
得るのに必要とされる印加電圧の低電圧化が図れるこ
と、第2に、帯電過程で発生するオゾン量が極く微量で
ありオゾン除去フィルタを装着する必要性がなくなるこ
と、そのため装置の排気系の構成が簡素化されること、
メンテナンスフリーであること、第3に、帯電過程にお
いて発生したオゾンから派生するコロナ生成物が被帯電
面である像担持体表面、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の表面が湿度に敏感となっ
て水分を吸着しやすくなることに起因する、表面の低抵
抗化による画像流れを防止するため、終日行われている
加熱ヒータによる除湿の必要性がなくなること、そのた
め夜間通電などの電力消費の大幅な低減が図れること、
などの長所を有している。
【0013】そこで、このような長所を有する接触帯電
装置は、例えば、電子写真画像形成装置(複写機、レー
ザビームプリンタ)、静電記録方式の画像形成装置にお
いて、感光体、誘電体などの像担持体、その他の被帯電
体を帯電処理する手段としてコロナ放電装置に代わるも
のとして注目され、実用化されている。
装置は、例えば、電子写真画像形成装置(複写機、レー
ザビームプリンタ)、静電記録方式の画像形成装置にお
いて、感光体、誘電体などの像担持体、その他の被帯電
体を帯電処理する手段としてコロナ放電装置に代わるも
のとして注目され、実用化されている。
【0014】従来、接触帯電装置としては、ブレード状
やシート状の固定式の帯電部材を被帯電体に当接させ、
これにバイアスを印加して帯電を行うものが周知であ
る。
やシート状の固定式の帯電部材を被帯電体に当接させ、
これにバイアスを印加して帯電を行うものが周知であ
る。
【0015】図8にブレード状の帯電部材を使用するも
のの一例を示す。801は、ドラム型の電子写真感光体
(感光ドラム)であり、矢印Aの時計回り方向に所定の
周速度(プロセススピード)にて回転駆動される。80
2は接触帯電部材であり、電極802−1およびその帯
電面に形成した抵抗層802−2とを備えている。
のの一例を示す。801は、ドラム型の電子写真感光体
(感光ドラム)であり、矢印Aの時計回り方向に所定の
周速度(プロセススピード)にて回転駆動される。80
2は接触帯電部材であり、電極802−1およびその帯
電面に形成した抵抗層802−2とを備えている。
【0016】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、ステンレスなどの金
属や、樹脂、セラミックなどの絶縁材料に導電処理を施
したものを用いる。そして、導電処理としては、金属を
コーティングしたり、導電性塗料を塗布したりする。
アルミニウム合金、真鍮、銅、鉄、ステンレスなどの金
属や、樹脂、セラミックなどの絶縁材料に導電処理を施
したものを用いる。そして、導電処理としては、金属を
コーティングしたり、導電性塗料を塗布したりする。
【0017】抵抗層802−2は、ポリプロピレン、ポ
リエチレンなどの樹脂や、シリコンゴム、ウレタンゴム
などのエラストマーに、酸化チタン、炭素粉、金属粉な
どの導電性フィラーを分散させたものが一般的に用いら
れる。
リエチレンなどの樹脂や、シリコンゴム、ウレタンゴム
などのエラストマーに、酸化チタン、炭素粉、金属粉な
どの導電性フィラーを分散させたものが一般的に用いら
れる。
【0018】抵抗層802−2は、その抵抗値が250
〜1000Vの印加電圧でHIOKI社(メーカー)製
のMΩテスターにおける測定にて、1×103 〜1×1
012Ωcmとなるように形成する。
〜1000Vの印加電圧でHIOKI社(メーカー)製
のMΩテスターにおける測定にて、1×103 〜1×1
012Ωcmとなるように形成する。
【0019】803は接触帯電部材802に対して電圧
を印加するための電源であり、この電源803により感
光ドラム801の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電
圧Vppを有する振動電圧Vacと直流電圧Vdcとを重畳し
た帯電電圧(Vac+Vdc)が接触帯電部材802の電極
802−1に印加されて、この状態で回転駆動される感
光ドラム801の表面(外周面)を均一に帯電する。
を印加するための電源であり、この電源803により感
光ドラム801の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電
圧Vppを有する振動電圧Vacと直流電圧Vdcとを重畳し
た帯電電圧(Vac+Vdc)が接触帯電部材802の電極
802−1に印加されて、この状態で回転駆動される感
光ドラム801の表面(外周面)を均一に帯電する。
【0020】さらに、画像信号に応じて強度変調される
レーザビームプリンタ光805が走査されることによっ
て、感光ドラム801上に静電潜像が形成される。この
静電潜像は、現像剤(トナー)が塗布された現像スリー
ブ806によって顕画像化されてトナー画像となり、そ
の後、記録媒体としての転写材807上に転写ローラ8
08を介して転写される。そして、トナー画像転写後の
転写材807は、不図示の定着装置によって表面のトナ
ー画像が定着された後、装置本体外に出力される。一
方、感光ドラム801は、転写材807に転写されない
で表面に残った転写残トナーがクリーニングブレード8
09によって除去され、次の画像形成に供される。
レーザビームプリンタ光805が走査されることによっ
て、感光ドラム801上に静電潜像が形成される。この
静電潜像は、現像剤(トナー)が塗布された現像スリー
ブ806によって顕画像化されてトナー画像となり、そ
の後、記録媒体としての転写材807上に転写ローラ8
08を介して転写される。そして、トナー画像転写後の
転写材807は、不図示の定着装置によって表面のトナ
ー画像が定着された後、装置本体外に出力される。一
方、感光ドラム801は、転写材807に転写されない
で表面に残った転写残トナーがクリーニングブレード8
09によって除去され、次の画像形成に供される。
【0021】しかしながら、上述の接触帯電部材802
によると、感光ドラム801と接触帯電部材802とが
直接接触して、相互に摩擦するため、長期の使用により
接触帯電部材802が摩耗し、定期的な交換が必要とな
る。近年、画像形成装置に広く用いられ始めたアモルフ
ァスシリコン感光体は半永久的な寿命を有しており、接
触帯電部材802の交換は装置のメンテナンスフリーを
阻害することとなり、改善が強く求められていた。
によると、感光ドラム801と接触帯電部材802とが
直接接触して、相互に摩擦するため、長期の使用により
接触帯電部材802が摩耗し、定期的な交換が必要とな
る。近年、画像形成装置に広く用いられ始めたアモルフ
ァスシリコン感光体は半永久的な寿命を有しており、接
触帯電部材802の交換は装置のメンテナンスフリーを
阻害することとなり、改善が強く求められていた。
【0022】その解決策として、接触帯電部材のさまざ
まな改善策の中で、特開昭59−133569号公報な
どのように、磁性体と磁性粉体あるいは磁性粒子などの
キャリヤ(以下「帯電キャリヤ」という)とを備えた磁
気ブラシ状の接触帯電部材が感光ドラムに接触して、電
荷を付与するといった新方式の機構が提案されている。
まな改善策の中で、特開昭59−133569号公報な
どのように、磁性体と磁性粉体あるいは磁性粒子などの
キャリヤ(以下「帯電キャリヤ」という)とを備えた磁
気ブラシ状の接触帯電部材が感光ドラムに接触して、電
荷を付与するといった新方式の機構が提案されている。
【0023】図9(a),(b)にその一例を示す。な
お、同図(a)は感光ドラム901および接触帯電部材
902の側面図、(b)は接触帯電部材902の正面図
である。感光ドラム901は、所定の周速度(プロセス
スピード)にて矢印Aの時計回り方向に回転駆動され
る。接触帯電部材902は、多極磁性体902−2と、
その帯電面(表面)に磁性粉体により形成された磁気ブ
ラシ層902−1とを備えている。
お、同図(a)は感光ドラム901および接触帯電部材
902の側面図、(b)は接触帯電部材902の正面図
である。感光ドラム901は、所定の周速度(プロセス
スピード)にて矢印Aの時計回り方向に回転駆動され
る。接触帯電部材902は、多極磁性体902−2と、
その帯電面(表面)に磁性粉体により形成された磁気ブ
ラシ層902−1とを備えている。
【0024】多極磁性体902−2は、通常、フェライ
ト磁石、ゴムマグネットなどの磁性材料を用い、円筒状
の、いわゆるマグネットローラのごとく構成される。
ト磁石、ゴムマグネットなどの磁性材料を用い、円筒状
の、いわゆるマグネットローラのごとく構成される。
【0025】磁気ブラシ層902−1は、磁性酸化鉄
(フェライト)粉、マグネット粉、周知の磁性トナー材
などが一般的に用いられる。
(フェライト)粉、マグネット粉、周知の磁性トナー材
などが一般的に用いられる。
【0026】これらによって構成される接触帯電部材9
02の抵抗値は、その使用される環境、高帯電効率、あ
るいは感光ドラム901の表面層の耐圧特性などに応じ
て適宜選択されることが望ましい。
02の抵抗値は、その使用される環境、高帯電効率、あ
るいは感光ドラム901の表面層の耐圧特性などに応じ
て適宜選択されることが望ましい。
【0027】感光ドラム901と多極磁性体902−2
との最近接間隙は、磁気ブラシ層902−1が感光ドラ
ム901の表面に接触する接触幅(以下「帯電ニップ」
という)を安定に制御するため、一定の距離に安定的に
設定される必要がある。この距離は、50〜2000μ
mの範囲が好ましく、より好ましくは100〜1000
μmである。
との最近接間隙は、磁気ブラシ層902−1が感光ドラ
ム901の表面に接触する接触幅(以下「帯電ニップ」
という)を安定に制御するため、一定の距離に安定的に
設定される必要がある。この距離は、50〜2000μ
mの範囲が好ましく、より好ましくは100〜1000
μmである。
【0028】903は接触帯電部材902に対して電圧
を印加する電源であり、この電源903により直流電圧
Vdcが多極磁性体902−2、磁気ブラシ層902−1
に印加されて、回転駆動されている感光ドラム901の
外周面(表面)が均一に帯電される。
を印加する電源であり、この電源903により直流電圧
Vdcが多極磁性体902−2、磁気ブラシ層902−1
に印加されて、回転駆動されている感光ドラム901の
外周面(表面)が均一に帯電される。
【0029】さらに、画像信号に応じて強度変調される
レーザビームプリンタ光905が走査されることによっ
て、感光ドラム901上に静電潜像が形成される。この
静電潜像は、現像剤(トナー)が塗布された現像スリー
ブ906によってトナー画像として顕画像化される。そ
の後、トナー画像は、転写材907上に転写ローラ90
8を介して転写される。トナー画像転写後の転写材90
7は、不図示の定着装置によって表面のトナー画像が定
着された後、装置本体外に出力される。一方、感光ドラ
ム901は、転写材907に転写されないで表面に残っ
た転写残トナーがクリーニングブレード909によって
除去され、次の画像形成に供される。
レーザビームプリンタ光905が走査されることによっ
て、感光ドラム901上に静電潜像が形成される。この
静電潜像は、現像剤(トナー)が塗布された現像スリー
ブ906によってトナー画像として顕画像化される。そ
の後、トナー画像は、転写材907上に転写ローラ90
8を介して転写される。トナー画像転写後の転写材90
7は、不図示の定着装置によって表面のトナー画像が定
着された後、装置本体外に出力される。一方、感光ドラ
ム901は、転写材907に転写されないで表面に残っ
た転写残トナーがクリーニングブレード909によって
除去され、次の画像形成に供される。
【0030】上述の接触帯電部材902を用いる方式に
よると、感光ドラム901と接触帯電部材902との接
触性、摩擦性などの特性が向上し、耐久劣化に対して機
械的摩耗などの格段の向上が図られた。
よると、感光ドラム901と接触帯電部材902との接
触性、摩擦性などの特性が向上し、耐久劣化に対して機
械的摩耗などの格段の向上が図られた。
【0031】また、最近では、ファーブラシを用いた接
触帯電部材も使用されてきている。これは、例えばロー
ラ状の電極に、導電性を有する接触子、すなわちメッキ
を施した金属ブラシや繊維ブラシ中に導電材料を分散さ
せ、これらの導電性ブラシを感光ドラムに接触させるこ
とにより帯電を行うものである。
触帯電部材も使用されてきている。これは、例えばロー
ラ状の電極に、導電性を有する接触子、すなわちメッキ
を施した金属ブラシや繊維ブラシ中に導電材料を分散さ
せ、これらの導電性ブラシを感光ドラムに接触させるこ
とにより帯電を行うものである。
【0032】[感光体] [有機光導電体(OPC)]電子写真感光体の光導電材
料として、近年、種々の有機光導電材料の開発が進み、
特に電荷発生層と電荷輸送層とを積層した機能分離型感
光体は既に実用化され、複写機やレーザビームプリンタ
などの画像形成装置に搭載されている。
料として、近年、種々の有機光導電材料の開発が進み、
特に電荷発生層と電荷輸送層とを積層した機能分離型感
光体は既に実用化され、複写機やレーザビームプリンタ
などの画像形成装置に搭載されている。
【0033】しかしながら、これらの感光体は一般的に
耐久性が低いことが1つの大きな欠点であるとされてき
た。耐久性としては、感度、残留電位、帯電能、画像ぼ
けなどの電子写真物性面の耐久性と、摺擦による感光体
の表面の摩耗や引っ掻き傷などの機械的耐久性とに大別
され、いずれも感光体の寿命を決定する大きな要因とな
っている。
耐久性が低いことが1つの大きな欠点であるとされてき
た。耐久性としては、感度、残留電位、帯電能、画像ぼ
けなどの電子写真物性面の耐久性と、摺擦による感光体
の表面の摩耗や引っ掻き傷などの機械的耐久性とに大別
され、いずれも感光体の寿命を決定する大きな要因とな
っている。
【0034】このうち電子写真物性面の耐久性、特に画
像ぼけに関しては、コロナ帯電器から発生するオゾン、
NOxなどの活性物質によって、感光体の表面層に含有
されている電荷輸送物質が劣化することが原因であるこ
とが知られている。
像ぼけに関しては、コロナ帯電器から発生するオゾン、
NOxなどの活性物質によって、感光体の表面層に含有
されている電荷輸送物質が劣化することが原因であるこ
とが知られている。
【0035】他方の機械的耐久性に関しては、感光層に
対してブレードやローラなどのクリーニング部材、紙お
よびトナーなどが物理的に接触して摺擦することが原因
であることが知られている。
対してブレードやローラなどのクリーニング部材、紙お
よびトナーなどが物理的に接触して摺擦することが原因
であることが知られている。
【0036】電子写真物性面の耐久性を向上させるため
には、オゾン、NOxなどの活性物質によって劣化され
にくい電荷輸送物質を用いることが重要であり、酸化電
位の高い電荷輸送物質を選択することが知られている。
また、他方の機械的耐久性を上げるためには、紙やクリ
ーニング部材による摺擦に耐えるために、表面の潤滑性
を上げて摩耗を小さくすること、トナーのフィルミング
融着などを防止するために表面の離型性をよくすること
が重要であり、フッ素系樹脂粉体、フッ化黒鉛、ポリオ
レフィン系樹脂粉体などの滑材を表面層に配合すること
が知られている。しかしながら、摩耗が著しく小さくな
るとオゾン、NOxなどの活性物質により生成された吸
湿性物質が感光体の表面に堆積し、その結果として表面
抵抗が下がり、表面電荷が横方向に移動する、いわゆる
画像流れを生ずるという問題があった。 [アモルファスシリコン系感光体(a−Si)]電子写
真感光体において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、などの特性が要求される。特に、事
務機としてオフィスで使用される画像形成装置内に組み
込まれる画像形成装置用感光体の場合には、大量に、か
つ長期にわたり複写に供されることを考えると、画質、
画像濃度の長期安定性も重要な点である。
には、オゾン、NOxなどの活性物質によって劣化され
にくい電荷輸送物質を用いることが重要であり、酸化電
位の高い電荷輸送物質を選択することが知られている。
また、他方の機械的耐久性を上げるためには、紙やクリ
ーニング部材による摺擦に耐えるために、表面の潤滑性
を上げて摩耗を小さくすること、トナーのフィルミング
融着などを防止するために表面の離型性をよくすること
が重要であり、フッ素系樹脂粉体、フッ化黒鉛、ポリオ
レフィン系樹脂粉体などの滑材を表面層に配合すること
が知られている。しかしながら、摩耗が著しく小さくな
るとオゾン、NOxなどの活性物質により生成された吸
湿性物質が感光体の表面に堆積し、その結果として表面
抵抗が下がり、表面電荷が横方向に移動する、いわゆる
画像流れを生ずるという問題があった。 [アモルファスシリコン系感光体(a−Si)]電子写
真感光体において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、などの特性が要求される。特に、事
務機としてオフィスで使用される画像形成装置内に組み
込まれる画像形成装置用感光体の場合には、大量に、か
つ長期にわたり複写に供されることを考えると、画質、
画像濃度の長期安定性も重要な点である。
【0037】このような点に優れた性質を示す光導電材
料としては、水素化アモルファスシリコン(以下、「a
−Si:H」という)があり、例えば、特公昭60−3
5059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。
料としては、水素化アモルファスシリコン(以下、「a
−Si:H」という)があり、例えば、特公昭60−3
5059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。
【0038】このような画像形成装置用感光体は、一般
的には、導電性支持体を50〜400℃に加熱し、この
導電性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法などの成膜法により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、導電性支持体上に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。
的には、導電性支持体を50〜400℃に加熱し、この
導電性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法などの成膜法により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、導電性支持体上に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。
【0039】また、特開昭54−83746号公報にお
いては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素とし
て含むa−Si(以下、「a−Si:X」という)光導
電層からなる画像形成装置用感光体が提案されている。
上述の公報においては、a−Siにハロゲン原子を1〜
40原子%含有させることにより、耐熱性が高く、画像
形成装置用感光体の光導電層として良好な電気的、光学
的特性を得ることができるとしている。
いては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素とし
て含むa−Si(以下、「a−Si:X」という)光導
電層からなる画像形成装置用感光体が提案されている。
上述の公報においては、a−Siにハロゲン原子を1〜
40原子%含有させることにより、耐熱性が高く、画像
形成装置用感光体の光導電層として良好な電気的、光学
的特性を得ることができるとしている。
【0040】また、特開昭57−115556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、光応答性などの電気的、
光学的、光導電的特性および耐湿性などの使用環境特
性、さらには経時的安定性について改善を図るため、シ
リコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された
光導電層上に、シリコン原子および炭素原子を含む非光
導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を設
ける技術が記載されている。
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、光応答性などの電気的、
光学的、光導電的特性および耐湿性などの使用環境特
性、さらには経時的安定性について改善を図るため、シ
リコン原子を母体としたアモルファス材料で構成された
光導電層上に、シリコン原子および炭素原子を含む非光
導電性のアモルファス材料で構成された表面障壁層を設
ける技術が記載されている。
【0041】さらに、特開昭60−67951号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素およびフッ素を
含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感
光体についての技術が記載され、特開昭62−1681
61号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原
子と41〜70原子%の水素原子と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。
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素およびフッ素を
含有してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感
光体についての技術が記載され、特開昭62−1681
61号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原
子と41〜70原子%の水素原子と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。
【0042】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。
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。
【0043】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、感光体の表面近傍の温度を30〜40℃に維持して
帯電、露光、現像および転写といった画像形成工程を行
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。
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、感光体の表面近傍の温度を30〜40℃に維持して
帯電、露光、現像および転写といった画像形成工程を行
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。
【0044】これらの技術により、画像形成装置用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性および使用環境特性
が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
体の電気的、光学的、光導電的特性および使用環境特性
が向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【0045】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような電圧印加式の磁性粒子をブラシ(接触帯電部材)
として用いた帯電装置を像担持体の帯電手段として利用
した場合の問題点として、以下の点があげられる。
ような電圧印加式の磁性粒子をブラシ(接触帯電部材)
として用いた帯電装置を像担持体の帯電手段として利用
した場合の問題点として、以下の点があげられる。
【0046】特に、感光体901の回転速度が速い場合
や、帯電部(接触帯電部材)と非帯電部(被帯電体)の
電位差が大きい場合、接触帯電部材902の耐久性が悪
いことがあげられる。磁気ブラシ層902−1を構成す
る磁性粉体などの帯電キャリヤが帯電工程などの感光体
901の回転中に表面へ移動し、この結果、帯電効率が
低下し、現像後の画像上では感光体901の回転方向に
濃度差が見られるようになる。特に、アモルファスシリ
コン感光体のように高速で使用され、極めて長い寿命を
有する画像形成装置において、接触帯電部材902の帯
電キャリヤの減少により画質が低下し、接触帯電部材9
02のメンテナンスや交換をせざるを得なくなってしま
う。こうしたことはサービスコストの増加を招き、メン
テナンスフリー化を阻害することになるという問題が生
ずる。
や、帯電部(接触帯電部材)と非帯電部(被帯電体)の
電位差が大きい場合、接触帯電部材902の耐久性が悪
いことがあげられる。磁気ブラシ層902−1を構成す
る磁性粉体などの帯電キャリヤが帯電工程などの感光体
901の回転中に表面へ移動し、この結果、帯電効率が
低下し、現像後の画像上では感光体901の回転方向に
濃度差が見られるようになる。特に、アモルファスシリ
コン感光体のように高速で使用され、極めて長い寿命を
有する画像形成装置において、接触帯電部材902の帯
電キャリヤの減少により画質が低下し、接触帯電部材9
02のメンテナンスや交換をせざるを得なくなってしま
う。こうしたことはサービスコストの増加を招き、メン
テナンスフリー化を阻害することになるという問題が生
ずる。
【0047】特開昭59−133569号公報では、感
光体901の回転方向で接触帯電部材902の下流側に
クリーニングブレード909を設けて上述の帯電キャリ
ヤの再捕獲を行う機構が開示されているが、上記のごと
くメンテナンスフリー化の妨げになるという問題があ
る。また、特に表面硬度がそれほど高くない感光体90
1においては、現像スリーブ906に付着された帯電キ
ャリヤにより、感光体901の表面が研磨され、画質低
下を招くことがある。
光体901の回転方向で接触帯電部材902の下流側に
クリーニングブレード909を設けて上述の帯電キャリ
ヤの再捕獲を行う機構が開示されているが、上記のごと
くメンテナンスフリー化の妨げになるという問題があ
る。また、特に表面硬度がそれほど高くない感光体90
1においては、現像スリーブ906に付着された帯電キ
ャリヤにより、感光体901の表面が研磨され、画質低
下を招くことがある。
【0048】また、接触帯電部材としてファーブラシを
用いた場合、帯電キャリヤの減少がなく、メンテナンス
間隔を伸ばすことが可能だが、ファーブラシの毛状の帯
電ムラが発生する。この帯電ムラを解消するために、フ
ァーブラシを被帯電体に対して逆方向や高速度で回転さ
せる必要があるため、このようにすることにより画質の
向上は図れるものの、ファーブラシや被帯電体の寿命を
短くする結果となってしまう。
用いた場合、帯電キャリヤの減少がなく、メンテナンス
間隔を伸ばすことが可能だが、ファーブラシの毛状の帯
電ムラが発生する。この帯電ムラを解消するために、フ
ァーブラシを被帯電体に対して逆方向や高速度で回転さ
せる必要があるため、このようにすることにより画質の
向上は図れるものの、ファーブラシや被帯電体の寿命を
短くする結果となってしまう。
【0049】そのため、ファーブラシの寿命を延ばす方
法として、例えば、特開昭59−228675号公報に
は、ファーブラシの繊維中に磁性粉体を混入するととも
に、被帯電体中に磁石体を設けることにより、ファーブ
ラシのへたりを防止する技術を開示している。
法として、例えば、特開昭59−228675号公報に
は、ファーブラシの繊維中に磁性粉体を混入するととも
に、被帯電体中に磁石体を設けることにより、ファーブ
ラシのへたりを防止する技術を開示している。
【0050】また、特開平5−241425号公報に
は、感光体の表面に付着したトナーや紙粉などを摺擦し
移動することにより、トナーや紙粉などの有無にかかわ
らず、安定な帯電状態を実現できる技術を開示してい
る。
は、感光体の表面に付着したトナーや紙粉などを摺擦し
移動することにより、トナーや紙粉などの有無にかかわ
らず、安定な帯電状態を実現できる技術を開示してい
る。
【0051】しかしながら、これらの方法を用いても、
画質を向上させるべくファーブラシを高速度で回転させ
るために、ファーブラシと被帯電体とは摩擦により摩耗
し、メンテナンスフリーの妨げとなっている。
画質を向上させるべくファーブラシを高速度で回転させ
るために、ファーブラシと被帯電体とは摩擦により摩耗
し、メンテナンスフリーの妨げとなっている。
【0052】したがって、画像形成装置および電子写真
画像形成方法を設計する際には、画像形成装置用感光体
の電子写真物性、機械的耐久性など総合的な観点からの
改良を図ることが要求されていた。
画像形成方法を設計する際には、画像形成装置用感光体
の電子写真物性、機械的耐久性など総合的な観点からの
改良を図ることが要求されていた。
【0053】そこで、本発明は上記のような問題点を解
決するためになされたもので、接触帯電部材の回転速度
を速くすることなく、高画質の画像を得るようにし、接
触帯電部材の寿命を延ばすとともに、被帯電体の寿命を
延ばしてメンテナンスフリーを可能とするようにした帯
電装置および画像形成装置を提供することを目的とす
る。
決するためになされたもので、接触帯電部材の回転速度
を速くすることなく、高画質の画像を得るようにし、接
触帯電部材の寿命を延ばすとともに、被帯電体の寿命を
延ばしてメンテナンスフリーを可能とするようにした帯
電装置および画像形成装置を提供することを目的とす
る。
【0054】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る請求項1記載の帯電装置によれば、
電圧が印加される接触帯電部材の帯電面を、被帯電体の
表面に接触させて帯電させるようにしたものであって、
前記接触帯電部材が、ベルト状の導電性ファーブラシに
よって形成されていることを特徴とする。
めに、本発明に係る請求項1記載の帯電装置によれば、
電圧が印加される接触帯電部材の帯電面を、被帯電体の
表面に接触させて帯電させるようにしたものであって、
前記接触帯電部材が、ベルト状の導電性ファーブラシに
よって形成されていることを特徴とする。
【0055】請求項2記載の発明は、前記導電性ファー
ブラシが、ベルト状の可撓性シートに磁気ブラシ層を設
けて形成される。
ブラシが、ベルト状の可撓性シートに磁気ブラシ層を設
けて形成される。
【0056】請求項3記載の発明は、前記導電性ファー
ブラシが、前記被帯電体の軸方向に沿って周回移動する
ように張設されている。
ブラシが、前記被帯電体の軸方向に沿って周回移動する
ように張設されている。
【0057】請求項4記載の発明は、前記導電性ファー
ブラシが、前記被帯電体の周方向の一部に沿って周回移
動するように張設されている。
ブラシが、前記被帯電体の周方向の一部に沿って周回移
動するように張設されている。
【0058】請求項5記載の発明は、電圧が印加される
接触帯電部材の帯電面を、被帯電体の表面に接触させて
帯電させるようにしたものであって、前記接触帯電部材
が、ベルト状の導電性ファーブラシによって形成され、
かつ該導電性ファーブラシには、粉塵を除去するクリー
ニング手段を備えたことを特徴とする。
接触帯電部材の帯電面を、被帯電体の表面に接触させて
帯電させるようにしたものであって、前記接触帯電部材
が、ベルト状の導電性ファーブラシによって形成され、
かつ該導電性ファーブラシには、粉塵を除去するクリー
ニング手段を備えたことを特徴とする。
【0059】請求項6記載の発明は、前記導電性ファー
ブラシが、可撓性シートをベルト状に張設し、該可撓性
シートに磁気ブラシ層を設けて形成される。
ブラシが、可撓性シートをベルト状に張設し、該可撓性
シートに磁気ブラシ層を設けて形成される。
【0060】請求項7記載の発明は、前記導電性ファー
ブラシが、前記被帯電体の軸方向に沿って周回移動する
ように張設されている。
ブラシが、前記被帯電体の軸方向に沿って周回移動する
ように張設されている。
【0061】請求項8記載の発明は、前記導電性ファー
ブラシが、前記被帯電体の周方向の一部に沿って周回移
動するように張設されている。
ブラシが、前記被帯電体の周方向の一部に沿って周回移
動するように張設されている。
【0062】請求項9記載の発明の画像形成装置は、電
圧が印加される接触帯電部材を、被帯電体を帯電させる
ように接触させる帯電装置と、前記被帯電体に静電潜像
を形成する静電潜像形成手段と、前記被帯電体に形成さ
れた静電潜像を顕画像化する現像手段と、該現像手段に
よって前記被帯電体に形成されたトナー画像を記録媒体
に転写させる転写手段とを有するものであって、前記帯
電装置には、ベルト状の導電性ファーブラシによって形
成された接触帯電部材を設けたことを特徴とする。
圧が印加される接触帯電部材を、被帯電体を帯電させる
ように接触させる帯電装置と、前記被帯電体に静電潜像
を形成する静電潜像形成手段と、前記被帯電体に形成さ
れた静電潜像を顕画像化する現像手段と、該現像手段に
よって前記被帯電体に形成されたトナー画像を記録媒体
に転写させる転写手段とを有するものであって、前記帯
電装置には、ベルト状の導電性ファーブラシによって形
成された接触帯電部材を設けたことを特徴とする。
【0063】請求項10記載の発明は、前記導電性ファ
ーブラシが、可撓性シートをベルト状に張設し、該可撓
性シートに磁気ブラシ層を設けて形成される。
ーブラシが、可撓性シートをベルト状に張設し、該可撓
性シートに磁気ブラシ層を設けて形成される。
【0064】請求項11記載の発明は、前記導電性ファ
ーブラシが、前記被帯電体の軸方向に沿って周回移動す
るように張設されている。
ーブラシが、前記被帯電体の軸方向に沿って周回移動す
るように張設されている。
【0065】請求項12記載の発明は、前記導電性ファ
ーブラシが、前記被帯電体の周方向の一点で周回移動す
るように張設されている。
ーブラシが、前記被帯電体の周方向の一点で周回移動す
るように張設されている。
【0066】請求項13記載の発明は、請求項1ないし
請求項8のいずれか1記載の帯電装置と、該帯電装置に
よって帯電される被帯電体とを備え、該被帯電体が、導
電性支持体と、シリコン原子を母体として水素原子とハ
ロゲン原子のうちの少なくとも一方を含有する非単結晶
材料を有して光導電性を示す光導電層と、電荷を保持す
る機能を持つ表面層を有する光受容層と、を備え、前記
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
ーが50〜60meVであり、かつ伝導帯端下における
局在状態密度が1×1014cm-3以上1×1016cm-3未満
であることを特徴とする。
請求項8のいずれか1記載の帯電装置と、該帯電装置に
よって帯電される被帯電体とを備え、該被帯電体が、導
電性支持体と、シリコン原子を母体として水素原子とハ
ロゲン原子のうちの少なくとも一方を含有する非単結晶
材料を有して光導電性を示す光導電層と、電荷を保持す
る機能を持つ表面層を有する光受容層と、を備え、前記
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
ーが50〜60meVであり、かつ伝導帯端下における
局在状態密度が1×1014cm-3以上1×1016cm-3未満
であることを特徴とする。
【0067】請求項14記載の発明は、前記被帯電体
が、導電性支持体と、有機感光層、および電荷保持粒子
を含む表面層を有する電子写真感光体である。
が、導電性支持体と、有機感光層、および電荷保持粒子
を含む表面層を有する電子写真感光体である。
【0068】[作用]上記の構成に基づいて、接触帯電
部材を、被帯電体に沿って張設し、電圧が印加されるベ
ルト状の導電性ファーブラシによって形成する。そし
て、該導電性ファーブラシを用いて前記被帯電体を帯電
させることにより、前記接触帯電部材と前記被帯電体と
の接触幅が広げられる。すなわち、前記ベルト状の導電
性ファーブラシはロール状のファーブラシに対して2〜
3倍の接触幅とすることができる。これにより容易に高
画質の画像を得ることが可能となった。また、前記ベル
ト状の導電性ファーブラシは、ロール状のファーブラシ
に比べ、ニップが3〜5倍に広くすることができ、前記
被帯電体の周方向における密度が大きくなり、前記接触
帯電部材を高速回転させる必要がなく、ファーブラシの
寿命を延ばし、かつ被帯電体の寿命を飛躍的に延ばすこ
とが可能となる。
部材を、被帯電体に沿って張設し、電圧が印加されるベ
ルト状の導電性ファーブラシによって形成する。そし
て、該導電性ファーブラシを用いて前記被帯電体を帯電
させることにより、前記接触帯電部材と前記被帯電体と
の接触幅が広げられる。すなわち、前記ベルト状の導電
性ファーブラシはロール状のファーブラシに対して2〜
3倍の接触幅とすることができる。これにより容易に高
画質の画像を得ることが可能となった。また、前記ベル
ト状の導電性ファーブラシは、ロール状のファーブラシ
に比べ、ニップが3〜5倍に広くすることができ、前記
被帯電体の周方向における密度が大きくなり、前記接触
帯電部材を高速回転させる必要がなく、ファーブラシの
寿命を延ばし、かつ被帯電体の寿命を飛躍的に延ばすこ
とが可能となる。
【0069】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0070】[接触帯電部材]図1(a)は、本発明の
第1の実施の形態に係る帯電装置の接触帯電部材100
の概略構成を示す斜視図、同図(b)は同図(a)のA
部分を抽出して示す拡大正面図、同図(c)は同図
(b)のB部分を抽出して示す拡大正面図、同図(d)
は、本発明の第2の実施の形態に係る帯電装置の接触帯
電部材106の概略構成を示す斜視図である。
第1の実施の形態に係る帯電装置の接触帯電部材100
の概略構成を示す斜視図、同図(b)は同図(a)のA
部分を抽出して示す拡大正面図、同図(c)は同図
(b)のB部分を抽出して示す拡大正面図、同図(d)
は、本発明の第2の実施の形態に係る帯電装置の接触帯
電部材106の概略構成を示す斜視図である。
【0071】ベルト状の接触帯電部材100は、図1
(a)に示すように被帯電体としてのドラム状の電子写
真感光体(以下「感光体ドラム」という)105の軸方
向に沿って配設されており、図1(b)に示すように磁
気ブラシ層101と、この磁気ブラシ層101を植設さ
せるベルト状で、導電性のブラシ支持体(可撓性シー
ト)102と、このブラシ支持体102を張設させる導
電性の芯軸103とを備えている。そして、磁気ブラシ
層101とブラシ支持体102とによって、図1(c)
に示すように導電性ファーブラシ104を形成する。こ
の場合、ブラシ支持体102と感光体ドラム105との
間隙は、不図示のスぺーサによって保持されている。
(a)に示すように被帯電体としてのドラム状の電子写
真感光体(以下「感光体ドラム」という)105の軸方
向に沿って配設されており、図1(b)に示すように磁
気ブラシ層101と、この磁気ブラシ層101を植設さ
せるベルト状で、導電性のブラシ支持体(可撓性シー
ト)102と、このブラシ支持体102を張設させる導
電性の芯軸103とを備えている。そして、磁気ブラシ
層101とブラシ支持体102とによって、図1(c)
に示すように導電性ファーブラシ104を形成する。こ
の場合、ブラシ支持体102と感光体ドラム105との
間隙は、不図示のスぺーサによって保持されている。
【0072】また、接触帯電部材106は、図1(d)
に示すように感光体ドラム105の周面に、円弧状に接
触するように感光体ドラム105の全長に沿って配設さ
れており、接触帯電部材106の構成は、図1(a)に
示す接触帯電部材100と同おに磁気ブラシ層101
と、ブラシ支持体102と、ブラシ支持体102を張設
させる芯軸103とを備えている。なお、同図(d)に
おけるC部分を抽出し拡大して示すと、図1(b)に示
すようになる。
に示すように感光体ドラム105の周面に、円弧状に接
触するように感光体ドラム105の全長に沿って配設さ
れており、接触帯電部材106の構成は、図1(a)に
示す接触帯電部材100と同おに磁気ブラシ層101
と、ブラシ支持体102と、ブラシ支持体102を張設
させる芯軸103とを備えている。なお、同図(d)に
おけるC部分を抽出し拡大して示すと、図1(b)に示
すようになる。
【0073】感光体ドラム105とブラシ支持体102
との最近接間隙は、感光体ドラム105に対する接触帯
電部材100の接触幅(以下「ニップ」という)を安定
に制御するため、コロやスぺーサなど適宜の方法で一定
の距離に安定的に設定される必要がある。この距離は5
0〜2000μmの範囲が好ましく、より好ましくは1
00〜1000μmである。その他にニップ調整用にブ
レードなどの機構を設けてもよい。導電性ファーブラシ
104は、レーヨン、アクリルなどの有機系繊維中にカ
ーボンなどの導電性物質を混入し、抵抗値を調整したも
のや、カーボン繊維、金属繊維などの導電性材料の繊維
状のものを用いる。
との最近接間隙は、感光体ドラム105に対する接触帯
電部材100の接触幅(以下「ニップ」という)を安定
に制御するため、コロやスぺーサなど適宜の方法で一定
の距離に安定的に設定される必要がある。この距離は5
0〜2000μmの範囲が好ましく、より好ましくは1
00〜1000μmである。その他にニップ調整用にブ
レードなどの機構を設けてもよい。導電性ファーブラシ
104は、レーヨン、アクリルなどの有機系繊維中にカ
ーボンなどの導電性物質を混入し、抵抗値を調整したも
のや、カーボン繊維、金属繊維などの導電性材料の繊維
状のものを用いる。
【0074】感光体ドラム105は、従来のものと同じ
ものでもよいが、本実施の形態の場合では、後述する新
規な感光体ドラム105を用いる。
ものでもよいが、本実施の形態の場合では、後述する新
規な感光体ドラム105を用いる。
【0075】本発明では、上述のように導電性ファーブ
ラシ104を用いた接触帯電部材100,106におい
て、ファーブラシ104をベルト状の可撓性シート10
2に磁気ブラシ層101を植設して構成することで、磁
気ブラシ層101の接触幅(ニップ)を効率的に広げ、
ファーブラシ104を高速回転させずに、高画質な画像
を得られるようになった。
ラシ104を用いた接触帯電部材100,106におい
て、ファーブラシ104をベルト状の可撓性シート10
2に磁気ブラシ層101を植設して構成することで、磁
気ブラシ層101の接触幅(ニップ)を効率的に広げ、
ファーブラシ104を高速回転させずに、高画質な画像
を得られるようになった。
【0076】すなわち、ブラシ支持体102と感光体ド
ラム105とのニップ部が狭い場合には、ファーブラシ
104の毛並み(太さ、単位面積あたりの本数、先端の
状態)がそのまま反映した毛並み模様が画像上に発生す
る。ところが、本発明のようにブラシ支持体102と感
光体ドラム105とのニップ部を積極的に広げた場合に
は、ファーブラシ104の毛並み模様が画像上に発生す
るといった現象を防止できる。しかし、接触帯電部材と
してファーブラシ104を用いずに、磁性キャリヤのみ
を使用した場合は、磁性キャリヤが減少し、メンテナン
スフリーの妨げとなる。
ラム105とのニップ部が狭い場合には、ファーブラシ
104の毛並み(太さ、単位面積あたりの本数、先端の
状態)がそのまま反映した毛並み模様が画像上に発生す
る。ところが、本発明のようにブラシ支持体102と感
光体ドラム105とのニップ部を積極的に広げた場合に
は、ファーブラシ104の毛並み模様が画像上に発生す
るといった現象を防止できる。しかし、接触帯電部材と
してファーブラシ104を用いずに、磁性キャリヤのみ
を使用した場合は、磁性キャリヤが減少し、メンテナン
スフリーの妨げとなる。
【0077】また、本発明の帯電装置においては、ファ
ーブラシ104を高速回転させる必要がないため、摩擦
などによってファーブラシ104が摩耗してしまうこと
がなくなり、寿命を延ばすことができるとともに、感光
体ドラム105の寿命を飛躍的に延ばすことが可能とな
り、メンテナンスフリーが可能となった。
ーブラシ104を高速回転させる必要がないため、摩擦
などによってファーブラシ104が摩耗してしまうこと
がなくなり、寿命を延ばすことができるとともに、感光
体ドラム105の寿命を飛躍的に延ばすことが可能とな
り、メンテナンスフリーが可能となった。
【0078】また、図1(e)は、本発明の第3の実施
の形態に係る帯電装置の概略構成を示す斜視図、同図
(f)は図1(e)のD部分を抽出して示す拡大正面図
で、帯電装置としては、図1(e),(f)に示すよう
にファーブラシ104に付着するトナーや紙粉109を
除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置1
07をファーブラシ104に組合せたものである。な
お、図1(e),(f)に示すクリーニング装置107
は、図1(a)に示す接触帯電部材100に装着したも
のであるが、図1(d)に示す接触帯電部材106にも
同様に装着させることができる。クリーニング装置10
7は、ファーブラシ104に付着したトナーや紙粉10
9が絶縁性のブレード108によって掻き取られ、次い
でエアの吸い込みによって完全に除去される構成となっ
ている。すなわち、本発明のファーブラシ104におい
ては、磁気ブラシ、ローラ状のファーブラシに比べ、図
1(e)に示すように、クリーニング装置107が容易
に取り付けられる。
の形態に係る帯電装置の概略構成を示す斜視図、同図
(f)は図1(e)のD部分を抽出して示す拡大正面図
で、帯電装置としては、図1(e),(f)に示すよう
にファーブラシ104に付着するトナーや紙粉109を
除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置1
07をファーブラシ104に組合せたものである。な
お、図1(e),(f)に示すクリーニング装置107
は、図1(a)に示す接触帯電部材100に装着したも
のであるが、図1(d)に示す接触帯電部材106にも
同様に装着させることができる。クリーニング装置10
7は、ファーブラシ104に付着したトナーや紙粉10
9が絶縁性のブレード108によって掻き取られ、次い
でエアの吸い込みによって完全に除去される構成となっ
ている。すなわち、本発明のファーブラシ104におい
ては、磁気ブラシ、ローラ状のファーブラシに比べ、図
1(e)に示すように、クリーニング装置107が容易
に取り付けられる。
【0079】また、このクリーニング装置107の併用
によって、接触帯電部材100,106および感光体ド
ラム105の一層の高耐久性を実現し、メンテナンスフ
リーを実現できる。
によって、接触帯電部材100,106および感光体ド
ラム105の一層の高耐久性を実現し、メンテナンスフ
リーを実現できる。
【0080】本実施の形態で説明したように、接触帯電
装置100,106を単独で用いることにより、また接
触帯電部材100,106にクリーニング装置107を
組合せて用いることにより、接触帯電部材100,10
6および感光体ドラム105の高耐久性を引き出すこと
が可能となる。
装置100,106を単独で用いることにより、また接
触帯電部材100,106にクリーニング装置107を
組合せて用いることにより、接触帯電部材100,10
6および感光体ドラム105の高耐久性を引き出すこと
が可能となる。
【0081】図10(a),(b)にその一例に示す。
1001は、矢印R1方向の時計回りに所定の周速度
(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(感光体ドラム)である。
1001は、矢印R1方向の時計回りに所定の周速度
(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(感光体ドラム)である。
【0082】この感光体ドラム1001の表面層は、そ
の電荷保持能、帯電効率などの電気的特性を良好にする
ために、また電圧により表面層が損傷する、いわゆるピ
ンホールリークを防止するために、その抵抗値を1×1
010〜5×1015Ωcmとすることが好ましい。より好ま
しくは1×1012〜1×1014Ωcmである。この場合の
抵抗値の測定は、HIOKI社(メーカー)製のMΩテ
スターで250V〜1000Vの印加電圧における測定
にて行った。
の電荷保持能、帯電効率などの電気的特性を良好にする
ために、また電圧により表面層が損傷する、いわゆるピ
ンホールリークを防止するために、その抵抗値を1×1
010〜5×1015Ωcmとすることが好ましい。より好ま
しくは1×1012〜1×1014Ωcmである。この場合の
抵抗値の測定は、HIOKI社(メーカー)製のMΩテ
スターで250V〜1000Vの印加電圧における測定
にて行った。
【0083】接触帯電部材1002−a,1002−b
の磁気ブラシ層1002−1の抵抗値は、良好な帯電効
率を保持するためと、ピンホールを防止するためにHI
OKI社(メーカー)製のMΩテスターで250V〜1
000Vの印加電圧における測定にて、1×103 〜1
×1012Ωcmとなる抵抗を有することが好ましい。より
好ましくは1×104 〜1×108 Ωcmである。
の磁気ブラシ層1002−1の抵抗値は、良好な帯電効
率を保持するためと、ピンホールを防止するためにHI
OKI社(メーカー)製のMΩテスターで250V〜1
000Vの印加電圧における測定にて、1×103 〜1
×1012Ωcmとなる抵抗を有することが好ましい。より
好ましくは1×104 〜1×108 Ωcmである。
【0084】感光体ドラム1001と接触帯電部材10
02−aまたは1002−bのブラシ支持体との最近接
間隙は、そのニップ制御のために50〜2000μmの
範囲にスペーサ(不図示)などで安定的に設定されるこ
とが好ましく、より好ましくは100〜1000μmで
ある。また、最近接間隙を安定的に設定するために、そ
の他にニップ調整用のブレードなどの機構を設けてもよ
い。
02−aまたは1002−bのブラシ支持体との最近接
間隙は、そのニップ制御のために50〜2000μmの
範囲にスペーサ(不図示)などで安定的に設定されるこ
とが好ましく、より好ましくは100〜1000μmで
ある。また、最近接間隙を安定的に設定するために、そ
の他にニップ調整用のブレードなどの機構を設けてもよ
い。
【0085】1003は接触帯電部材1002−aに対
して電圧を印加する電源であり、この電源1003によ
り直流電圧Vdcが接触帯電部材1002−aの磁気ブラ
シ層1002−1に印加されて、回転駆動されている感
光体ドラム1001の外周面が均一に帯電される。
して電圧を印加する電源であり、この電源1003によ
り直流電圧Vdcが接触帯電部材1002−aの磁気ブラ
シ層1002−1に印加されて、回転駆動されている感
光体ドラム1001の外周面が均一に帯電される。
【0086】さらに、画像信号に応じて強度変調される
レーザビームプリンタ光1005が走査されることによ
って感光体ドラム1001上に静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像剤が塗布された現像スリーブ10
06によって顕画像化された後、転写材1007上に転
写ローラ1008を介して転写される。転写材1007
にトナー画像を転写した後の、感光体ドラム1001に
残留している転写残留トナーは、クリーニングブレード
1009によって感光体ドラム1001上から除去され
るとともに、転写材1007は、転写トナー画像が不図
示の定着装置によって定着された後、装置本体外に出力
される。
レーザビームプリンタ光1005が走査されることによ
って感光体ドラム1001上に静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像剤が塗布された現像スリーブ10
06によって顕画像化された後、転写材1007上に転
写ローラ1008を介して転写される。転写材1007
にトナー画像を転写した後の、感光体ドラム1001に
残留している転写残留トナーは、クリーニングブレード
1009によって感光体ドラム1001上から除去され
るとともに、転写材1007は、転写トナー画像が不図
示の定着装置によって定着された後、装置本体外に出力
される。
【0087】[感光体] [有機光導電体(OPC)]電子写真感光体の光導電材
料として、近年、種々の有機光導電材料の開発が進み、
特に電荷発生層と電荷輸送層とを積層した機能分離型感
光体は既に実用化され、複写機やレーザビームプリンタ
などの画像形成装置に搭載されている。
料として、近年、種々の有機光導電材料の開発が進み、
特に電荷発生層と電荷輸送層とを積層した機能分離型感
光体は既に実用化され、複写機やレーザビームプリンタ
などの画像形成装置に搭載されている。
【0088】以下、本発明の接触帯電部材によって帯電
される好適な感光体の一形態であるOPC感光体につい
て述べる。図11(e)は、画像形成装置用OPC感光
体の層構成を説明するための模式的構成図である。
される好適な感光体の一形態であるOPC感光体につい
て述べる。図11(e)は、画像形成装置用OPC感光
体の層構成を説明するための模式的構成図である。
【0089】同図に示すドラム状の画像形成装置用OP
C感光体(以下適宜単に「OPC感光体」という)11
00は、感光体用としての円筒状支持体(以下適宜単に
「支持体」という)1101の上に、感光層1102が
設けられている。この感光層1102は光導電層110
3(電荷発生層1106および電荷輸送層1107)を
有し、必要に応じて、保護層あるいは表面層1104、
および支持体1101と電荷発生層1106との間に中
間層を設けて構成されている。
C感光体(以下適宜単に「OPC感光体」という)11
00は、感光体用としての円筒状支持体(以下適宜単に
「支持体」という)1101の上に、感光層1102が
設けられている。この感光層1102は光導電層110
3(電荷発生層1106および電荷輸送層1107)を
有し、必要に応じて、保護層あるいは表面層1104、
および支持体1101と電荷発生層1106との間に中
間層を設けて構成されている。
【0090】本発明に用いられるOPC感光体110
0、すなわち表面層1104、光導電層1103、必要
に応じて設けられる中間層のうち、特にその表面層11
04は、接触帯電部材100からの電荷注入を効率的に
受容し、電荷を有効に保持することが必要である。本出
願人らは、高融点ポリエステル樹脂と硬化樹脂とを混成
させた材料、特に表面層1104では、高融点ポリエス
テル樹脂と硬化樹脂との混成材にSnO2 など金属酸化
物などの電荷保持粒子を分散させた材料がそれぞれの樹
脂成分の特性を相乗的に作用させあい、こうした条件を
満足することを見出した。
0、すなわち表面層1104、光導電層1103、必要
に応じて設けられる中間層のうち、特にその表面層11
04は、接触帯電部材100からの電荷注入を効率的に
受容し、電荷を有効に保持することが必要である。本出
願人らは、高融点ポリエステル樹脂と硬化樹脂とを混成
させた材料、特に表面層1104では、高融点ポリエス
テル樹脂と硬化樹脂との混成材にSnO2 など金属酸化
物などの電荷保持粒子を分散させた材料がそれぞれの樹
脂成分の特性を相乗的に作用させあい、こうした条件を
満足することを見出した。
【0091】上述の電子写真感光体としての画像形成装
置用OPC感光体1100の表面層1104、光導電層
1103(電荷輸送層1106および電荷発生層110
7)の形成に用いる樹脂成分について説明する。
置用OPC感光体1100の表面層1104、光導電層
1103(電荷輸送層1106および電荷発生層110
7)の形成に用いる樹脂成分について説明する。
【0092】ポリエステルとは酸成分とアルコール成分
との結合ポリマーであり、ジカルボン酸とグリコールと
の縮合あるいはヒドロキシ安息香酸のヒドロキシ基とカ
ルボキシ基とを有する化合物の縮合によって得られる重
合体である。
との結合ポリマーであり、ジカルボン酸とグリコールと
の縮合あるいはヒドロキシ安息香酸のヒドロキシ基とカ
ルボキシ基とを有する化合物の縮合によって得られる重
合体である。
【0093】酸成分としてテレフタル酸、イソフタル
酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン
酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸などの脂肪族ジ
カルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの脂環族ジ
カルボン酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸などのオキシ
カルボン酸などを用いることができる。
酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン
酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸などの脂肪族ジ
カルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの脂環族ジ
カルボン酸、ヒドロキシエトキシ安息香酸などのオキシ
カルボン酸などを用いることができる。
【0094】グリコール成分としては、エチレングリコ
ール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコ
ール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンジメ
チロール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコールなどを使用することができる。
ール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコ
ール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキサンジメ
チロール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコールなどを使用することができる。
【0095】なお、前記ポリエステル樹脂が実質的に線
状である範囲でペンタエリスリトール、ロリメチルプロ
パン、ピロメリット酸およびこれらのエステル形成誘導
体などの多官能化合物を共重合させてもよい。
状である範囲でペンタエリスリトール、ロリメチルプロ
パン、ピロメリット酸およびこれらのエステル形成誘導
体などの多官能化合物を共重合させてもよい。
【0096】ポリエステル樹脂としては、高融点ポリエ
ステル樹脂を用いる。
ステル樹脂を用いる。
【0097】高融点ポリエステル樹脂としては、オルソ
クロロフェノール中36℃で測定した極限粘度が0.4
dl/g以上、好ましくは0.5dl/g以上、さらに
好ましくは0.65dl/g以上のものが用いられる。
クロロフェノール中36℃で測定した極限粘度が0.4
dl/g以上、好ましくは0.5dl/g以上、さらに
好ましくは0.65dl/g以上のものが用いられる。
【0098】好ましい高融点ポリエステル樹脂として
は、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂があげられ
る。ポリアルキレンテレフタレート系樹脂は酸成分とし
て、テレフタール酸、グリコール成分として、アルキレ
ングリコールから主としてなるものである。
は、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂があげられ
る。ポリアルキレンテレフタレート系樹脂は酸成分とし
て、テレフタール酸、グリコール成分として、アルキレ
ングリコールから主としてなるものである。
【0099】その具体例としては、テレフタル酸成分と
エチレングリコール成分とから主としてなるポリエチレ
ンテレフタレート(PET)、テレフタル酸成分と1、
4−テトラメチレングリコール(1、4−ブチレングリ
コール)成分とから主としてなるポリブチレンテレフタ
レート(PBT)、テレフタル酸成分とシクロヘキサン
ジメチロール成分とから主としてなるポリシクロヘキシ
ルジメチレンテレフタレート(PCT)などをあげるこ
とができる。他の好ましい高分子量ポリエステル樹脂と
しては、ポリアルキレンナフタレート系樹脂を例示でき
る。ポリアルキレンナフタレート系樹脂は酸成分として
ナフタレンジカルボン酸成分とグリコール成分としてア
ルキレングリコール成分とから主としてなるものであっ
て、その具体例としては、ナフタレンジカルボン酸成分
とエチレングリコール成分とから主としてなるポリエチ
レンナフタレート(PEN)などをあげることができ
る。
エチレングリコール成分とから主としてなるポリエチレ
ンテレフタレート(PET)、テレフタル酸成分と1、
4−テトラメチレングリコール(1、4−ブチレングリ
コール)成分とから主としてなるポリブチレンテレフタ
レート(PBT)、テレフタル酸成分とシクロヘキサン
ジメチロール成分とから主としてなるポリシクロヘキシ
ルジメチレンテレフタレート(PCT)などをあげるこ
とができる。他の好ましい高分子量ポリエステル樹脂と
しては、ポリアルキレンナフタレート系樹脂を例示でき
る。ポリアルキレンナフタレート系樹脂は酸成分として
ナフタレンジカルボン酸成分とグリコール成分としてア
ルキレングリコール成分とから主としてなるものであっ
て、その具体例としては、ナフタレンジカルボン酸成分
とエチレングリコール成分とから主としてなるポリエチ
レンナフタレート(PEN)などをあげることができ
る。
【0100】高融点ポリエステル樹脂としては、その融
点が好ましくは160℃以上、特に好ましくは200℃
以上のものである。
点が好ましくは160℃以上、特に好ましくは200℃
以上のものである。
【0101】ポリエステル樹脂の他に、アクリル樹脂を
使用してもよい。
使用してもよい。
【0102】また、バインダとしては2官能アクリル、
6官能アクリル、ホスファゼンなどが使用される。
6官能アクリル、ホスファゼンなどが使用される。
【0103】これらの樹脂は、比較的結晶性が高く、硬
化樹脂ポリマー鎖と高融点ポリマー鎖との相互の絡み合
いが均一かつ密になって、高耐久性の表面層を形成でき
るものと考えられる。低融点ポリエステル樹脂などの場
合には、結晶性が低いので、硬化樹脂ポリマー鎖との絡
み合いの程度が大きいところと小さいところが生じ、耐
久性が劣るものと考えられる。
化樹脂ポリマー鎖と高融点ポリマー鎖との相互の絡み合
いが均一かつ密になって、高耐久性の表面層を形成でき
るものと考えられる。低融点ポリエステル樹脂などの場
合には、結晶性が低いので、硬化樹脂ポリマー鎖との絡
み合いの程度が大きいところと小さいところが生じ、耐
久性が劣るものと考えられる。
【0104】表面層1104には、SnO2 などの電荷
保持材を分散させたものを用いた。使用条件などにより
適宜に選択された分散量を用い、抵抗値、帯電効率を制
御することが好ましい。 [アモルファスシリコン系感光体(a−Si)]次に、
本発明の接触帯電部材によって帯電される好適な感光体
の一形態であるアモルファスシリコン感光体について述
べる。
保持材を分散させたものを用いた。使用条件などにより
適宜に選択された分散量を用い、抵抗値、帯電効率を制
御することが好ましい。 [アモルファスシリコン系感光体(a−Si)]次に、
本発明の接触帯電部材によって帯電される好適な感光体
の一形態であるアモルファスシリコン感光体について述
べる。
【0105】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50〜6
0meVであって、かつ局在状態密度が1×1014〜1
×1016cm-3であることを特徴としている。
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50〜6
0meVであって、かつ局在状態密度が1×1014〜1
×1016cm-3であることを特徴としている。
【0106】上述したような構成をとるように設計され
た画像形成装置用感光体は、前記した諸問題点のすべて
を解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電的特
性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す。
た画像形成装置用感光体は、前記した諸問題点のすべて
を解決し得、極めて優れた電気的、光学的、光導電的特
性、画像品質、耐久性および使用環境特性を示す。
【0107】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)
など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。
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)
など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。
【0108】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、一定光電流法などが
用いられている。なかでも一定光電流法[Consta
nt Photocurrent Method:以下
「CPM」という]は、a−Si:Hの局在準位に基づ
くサブギャップ光吸収スペクトルを簡便に測定する方法
として有用である。
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、一定光電流法などが
用いられている。なかでも一定光電流法[Consta
nt Photocurrent Method:以下
「CPM」という]は、a−Si:Hの局在準位に基づ
くサブギャップ光吸収スペクトルを簡便に測定する方法
として有用である。
【0109】本出願人らは、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]という)や
局在状態密度(以下「DOS」という)と感光体特性と
の相関を種々の条件に渡って調べた結果、EuおよびD
OSがa−Si感光体の温度特性や光メモリと密接な関
係にあることを見出し、本発明を完成するに至った。
光吸収スペクトルから求められる指数関数裾(アーバッ
クテイル)の特性エネルギー(以下「Eu]という)や
局在状態密度(以下「DOS」という)と感光体特性と
の相関を種々の条件に渡って調べた結果、EuおよびD
OSがa−Si感光体の温度特性や光メモリと密接な関
係にあることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0110】ドラムヒータなどで感光体を加熱したとき
に帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリヤ
(以下「熱励起キャリヤ」という)が帯電時の電界に引
かれてバンド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い局
在準位への捕獲、放出を繰り返しながら表面に走行し、
表面電荷を打ち消してしまうことがあげられる。この
時、帯電器を通過する間に表面に到達する熱励起キャリ
ヤについては帯電能の低下にはほとんど影響がないが、
深い準位に捕獲された熱励起キャリヤは、帯電器を通過
した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために温度
特性として観測される。また、帯電器を通過した後に熱
励起された熱励起キャリヤも表面電荷を打ち消し帯電能
の低下を引き起こす。したがって、感光体の使用温度領
域における熱励起キャリヤの生成を抑え、なおかつ熱励
起キャリヤの走行性を向上させることが温度特性の向上
のために必要である。
に帯電能が低下する原因として、熱励起されたキャリヤ
(以下「熱励起キャリヤ」という)が帯電時の電界に引
かれてバンド裾の局在準位やバンドギャップ内の深い局
在準位への捕獲、放出を繰り返しながら表面に走行し、
表面電荷を打ち消してしまうことがあげられる。この
時、帯電器を通過する間に表面に到達する熱励起キャリ
ヤについては帯電能の低下にはほとんど影響がないが、
深い準位に捕獲された熱励起キャリヤは、帯電器を通過
した後に表面へ到達して表面電荷を打ち消すために温度
特性として観測される。また、帯電器を通過した後に熱
励起された熱励起キャリヤも表面電荷を打ち消し帯電能
の低下を引き起こす。したがって、感光体の使用温度領
域における熱励起キャリヤの生成を抑え、なおかつ熱励
起キャリヤの走行性を向上させることが温度特性の向上
のために必要である。
【0111】さらに、光メモリはブランク露光や像露光
によって生じた光キャリヤがバンドギャップ内の局在準
位に捕獲され、光導電層内に光キャリヤが残留すること
によって生じる。すなわち、ある複写工程において生じ
た光キャリヤのうち光導電層内に残留した光キャリヤ
が、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電
界によって掃き出され、光の照射された部分の電位が他
の部分よりも低くなり、その結果画像上に濃淡が生じ
る。したがって、光キャリヤが光導電層内に残留するこ
となく、1回の複写工程で走行するように、光キャリヤ
の走行性を改善しなければならない。
によって生じた光キャリヤがバンドギャップ内の局在準
位に捕獲され、光導電層内に光キャリヤが残留すること
によって生じる。すなわち、ある複写工程において生じ
た光キャリヤのうち光導電層内に残留した光キャリヤ
が、次回の帯電時あるいはそれ以降に表面電荷による電
界によって掃き出され、光の照射された部分の電位が他
の部分よりも低くなり、その結果画像上に濃淡が生じ
る。したがって、光キャリヤが光導電層内に残留するこ
となく、1回の複写工程で走行するように、光キャリヤ
の走行性を改善しなければならない。
【0112】したがって、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、熱励起キャリヤの
生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリヤや光キャリヤ
が局在準位に捕獲される割合を小さくすることができる
ために上記キャリヤ(以下「電荷キャリヤ」という)の
走行性が著しく改善される。その結果、感光体の使用温
度領域での温度特性が飛躍的に改善され、同時に光メモ
リの発生を抑制することができるために、感光体の使用
環境に対する安定性が向上し、ハーフトーンが鮮明に出
てかつ解像力の高い高品質の画像を安定して得ることが
できる。
範囲のDOSを制御することにより、熱励起キャリヤの
生成が抑えられ、なおかつ熱励起キャリヤや光キャリヤ
が局在準位に捕獲される割合を小さくすることができる
ために上記キャリヤ(以下「電荷キャリヤ」という)の
走行性が著しく改善される。その結果、感光体の使用温
度領域での温度特性が飛躍的に改善され、同時に光メモ
リの発生を抑制することができるために、感光体の使用
環境に対する安定性が向上し、ハーフトーンが鮮明に出
てかつ解像力の高い高品質の画像を安定して得ることが
できる。
【0113】以下、図面に基づいて光導電部材について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【0114】図11(a)は、画像形成装置用アモルフ
ァスシリコン感光体の層構成を説明するための模式的構
成図である。図11(a)に示す画像形成装置用アモル
ファスシリコン感光体1100は、感光体用としての導
電性支持体(支持体)1101の上に、感光層1102
が設けられている。この感光層1102はa−Si:H
またはa−Si: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。
ァスシリコン感光体の層構成を説明するための模式的構
成図である。図11(a)に示す画像形成装置用アモル
ファスシリコン感光体1100は、感光体用としての導
電性支持体(支持体)1101の上に、感光層1102
が設けられている。この感光層1102はa−Si:H
またはa−Si: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。
【0115】図11(b)は、ドラム状の画像形成装置
用アモルファスシリコン感光体(以下適宜単に「感光
体」という)1100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
アモルファスシリコン感光体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。この感光層1102はa−Si:Hまたはa−
Si: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の表面層1104とから構
成されている。
用アモルファスシリコン感光体(以下適宜単に「感光
体」という)1100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
アモルファスシリコン感光体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。この感光層1102はa−Si:Hまたはa−
Si: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の表面層1104とから構
成されている。
【0116】図11(c)は、本発明の画像形成装置用
アモルファスシリコン感光体の他の層構成を説明するた
めの模式的構成図である。図11(c)に示す画像形成
装置用アモルファスシリコン感光体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。この感光層1102はa−Si:Hまた
はa−Si:Xからなり光導電性を有する光導電層11
03と、アモルファスシリコン系の表面層1104と、
アモルファスシリコン系の電荷注入阻止層1105とか
ら構成されている。
アモルファスシリコン感光体の他の層構成を説明するた
めの模式的構成図である。図11(c)に示す画像形成
装置用アモルファスシリコン感光体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。この感光層1102はa−Si:Hまた
はa−Si:Xからなり光導電性を有する光導電層11
03と、アモルファスシリコン系の表面層1104と、
アモルファスシリコン系の電荷注入阻止層1105とか
ら構成されている。
【0117】図11(d)は、本発明の画像形成装置用
アモルファスシリコン感光体のさらに他の層構成を説明
するための模式的構成図である。図11(d)に示す画
像形成装置用アモルファスシリコン感光体1100は、
感光体用としての支持体1101の上に、感光層110
2が設けられている。この感光層1102は光導電層1
103を構成するa−Si:Hまたはa−Si:Xから
なる電荷発生層1106および電荷輸送層1107と、
アモルファスシリコン系の表面層1104とから構成さ
れている。
アモルファスシリコン感光体のさらに他の層構成を説明
するための模式的構成図である。図11(d)に示す画
像形成装置用アモルファスシリコン感光体1100は、
感光体用としての支持体1101の上に、感光層110
2が設けられている。この感光層1102は光導電層1
103を構成するa−Si:Hまたはa−Si:Xから
なる電荷発生層1106および電荷輸送層1107と、
アモルファスシリコン系の表面層1104とから構成さ
れている。
【0118】[支持体]上述の感光体1100に使用さ
れる支持体1101としては、導電性でも電気絶縁性で
あってもよい。導電性支持体としては、Al、Cr、M
o、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd、
Feなどの金属、およびこられの合金、例えばステンレ
スなどがあげられる。また、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド
などの合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラ
ミックなど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。
れる支持体1101としては、導電性でも電気絶縁性で
あってもよい。導電性支持体としては、Al、Cr、M
o、Au、In、Nb、Te、V、Ti、Pt、Pd、
Feなどの金属、およびこられの合金、例えばステンレ
スなどがあげられる。また、ポリエステル、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド
などの合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラ
ミックなど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。
【0119】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1
100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
などの点から通常は10μm以上とされる。
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1
100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
などの点から通常は10μm以上とされる。
【0120】特に、レーザ光などの可干渉性光を用いて
像記録を行う場合には、可視画像において現われる、い
わゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
るために、帯電キャリヤの減少が実質的にない範囲で支
持体1101の表面に凹凸を設けてもよい。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号公報などに記載された公知の方法により作
製される。
像記録を行う場合には、可視画像において現われる、い
わゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消す
るために、帯電キャリヤの減少が実質的にない範囲で支
持体1101の表面に凹凸を設けてもよい。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号公報などに記載された公知の方法により作
製される。
【0121】また、レーザ光などの可干渉光を用いた場
合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
別の方法としては、帯電キャリヤの減少が実質的にない
範囲で支持体1101の表面に複数の球状痕跡窪みによ
る凹凸形状を設けてもよい。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、しかもこの凹凸は、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。
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
別の方法としては、帯電キャリヤの減少が実質的にない
範囲で支持体1101の表面に複数の球状痕跡窪みによ
る凹凸形状を設けてもよい。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、しかもこの凹凸は、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。
【0122】また、レーザ光などの可干渉光を用いた場
合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
さらに別の方法としては、感光層1102内、あるいは
感光層1102の下側に光吸収層などの干渉防止層ある
いは領域を設けてもよい。
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は、感光層1102内、あるいは
感光層1102の下側に光吸収層などの干渉防止層ある
いは領域を設けてもよい。
【0123】[光導電層]支持体1101上、必要に応
じて下引き層(不図示)上に形成され、感光層1102
の一部を構成する光導電層1103は真空堆積膜形成方
法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメ
ータの数値条件が設定されて作製される。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法などの交流放電CVD法、あ
るいは直流放電CVD法など)、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C
VD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。こられの薄膜堆積法は、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など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V
HF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。
じて下引き層(不図示)上に形成され、感光層1102
の一部を構成する光導電層1103は真空堆積膜形成方
法によって、所望特性が得られるように適宜成膜パラメ
ータの数値条件が設定されて作製される。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法などの交流放電CVD法、あ
るいは直流放電CVD法など)、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C
VD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。こられの薄膜堆積法は、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など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V
HF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。
【0124】グロー放電法によって光導電層1103を
形成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供給
し得るSi供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給
し得るH供給用の原料ガスおよび/またはハロゲン原子
(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、この
反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の
位置に設置されている所定の支持体1101上にa−S
i、:H、a−Si、:Xからなる光導電層1103を
形成すればよい。
形成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供給
し得るSi供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給
し得るH供給用の原料ガスおよび/またはハロゲン原子
(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、この
反応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の
位置に設置されている所定の支持体1101上にa−S
i、:H、a−Si、:Xからなる光導電層1103を
形成すればよい。
【0125】また、光導電層1103中に水素原子およ
び/またはハロゲン原子が含有されることが必要である
が、これはシリコン原子の未結合手を補償し、層品質の
向上、特に光導電性および電荷保持特性を向上させるた
めに必須不可欠であるからである。よって、水素原子ま
たはハロゲン原子の含有量、または水素原子とハロゲン
原子との和の量はシリコン原子と水素原子および/また
はハロゲン原子との和に対して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。
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
原子との和の量はシリコン原子と水素原子および/また
はハロゲン原子との和に対して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。
【0126】Si供給用ガスとなり得る物質としては、
SiH4 、Si2 H6 、Si3 H8、Si4 H10などの
ガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン
類)が有効に使用されるものとしてあげられ、さらに光
導電層作製時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さなど
の点でSiH4 、Si2 H6 が好ましいものとしてあげ
られる。
SiH4 、Si2 H6 、Si3 H8、Si4 H10などの
ガス状態の、またはガス化し得る水素化珪素(シラン
類)が有効に使用されるものとしてあげられ、さらに光
導電層作製時の取り扱い易さ、Si供給効率の良さなど
の点でSiH4 、Si2 H6 が好ましいものとしてあげ
られる。
【0127】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、水素原の導入割合の制御を
一層容易になるように図り、これらのガスにさらに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。
水素原子を構造的に導入し、水素原の導入割合の制御を
一層容易になるように図り、これらのガスにさらに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。
【0128】また、ハロゲン原子供給用の原料ガスとし
て有効なのは、例えばハロゲンガス、ハロゲン化物、ハ
ロゲンを含むハロゲン間化合物、ハロゲンで置換された
シラン誘導体などのガス状の、またはガス化し得るハロ
ゲン化合物が好ましくあげられる。また、シリコン原子
とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の、またはガ
ス化し得るハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効
なものとしてあげることができる。この場合において、
好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的にフ
ッ素ガス(F2 )、BrF、ClF、ClF3 、BrF
3 、BrF5 、IF7 などのハロゲン間化合物をあげる
ことができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆ
るハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具
体的には、例えばSiF4 、Si2 F6 などのフッ化珪
素が好ましいものとしてあげることができる。
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
シラン誘導体などのガス状の、またはガス化し得るハロ
ゲン化合物が好ましくあげられる。また、シリコン原子
とハロゲン原子とを構成要素とするガス状の、またはガ
ス化し得るハロゲン原子を含む水素化珪素化合物も有効
なものとしてあげることができる。この場合において、
好適に使用し得るハロゲン化合物としては、具体的にフ
ッ素ガス(F2 )、BrF、ClF、ClF3 、BrF
3 、BrF5 、IF7 などのハロゲン間化合物をあげる
ことができる。ハロゲン原子を含む珪素化合物、いわゆ
るハロゲン原子で置換されたシラン誘導体としては、具
体的には、例えばSiF4 、Si2 F6 などのフッ化珪
素が好ましいものとしてあげることができる。
【0129】光導電層1103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、放電電力などを制御すればよい。
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、放電電力などを制御すればよい。
【0130】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
には不均一な分布状態で含有されている部分があっても
よい。
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
には不均一な分布状態で含有されている部分があっても
よい。
【0131】上述の伝導性を制御する原子としては、半
導体分野における、いわゆる不純物をあげることがで
き、p型伝導特性を与える周期律表III b族に属する原
子(以下「第III b族原子」という)またはn型伝導特
性を与える周期律表Vb族に属する原子(以下「第Vb
族原子」という)を用いることができる。
導体分野における、いわゆる不純物をあげることがで
き、p型伝導特性を与える周期律表III b族に属する原
子(以下「第III b族原子」という)またはn型伝導特
性を与える周期律表Vb族に属する原子(以下「第Vb
族原子」という)を用いることができる。
【0132】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)などがあり、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
(Sb)、ビスマス(Bi)などがあり、特にP、As
が好適である。
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)などがあり、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
(Sb)、ビスマス(Bi)などがあり、特にP、As
が好適である。
【0133】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。
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。
【0134】伝導性を制御する原子、例えば、第III b
族原子あるいは第Vb族原子を構造的に導入するには、
層形成の際に、第III b族原子導入用の原料物質あるい
は第Vb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。
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。
【0135】そのような第III b族原子導入用の原料物
質として具体的には、硼素原子導入用としては、B2 H
6 、B4 H10、B5 H9 、B5 H11、B6 H10、B6 H
12、B6 H14などの水素化硼素、BF3 、BC13、BB
r3 などのハロゲン化硼素などがあげられる。この他
に、AlCl3 、GaCl3 、Ga(CH3 )3 、In
Cl3 、TlCl3 などもあげることができる。
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などの水素化硼素、BF3 、BC13、BB
r3 などのハロゲン化硼素などがあげられる。この他
に、AlCl3 、GaCl3 、Ga(CH3 )3 、In
Cl3 、TlCl3 などもあげることができる。
【0136】第Vb族原子導入用の原料物質として有効
に使用されるのは、燐原子導入用としてはPH3 、P2
H4 などの水素化燐、PH4 I、PF3 、PF5 、PC
l3、PCl5 、PBr3 、PBr5 、PI3 などのハ
ロゲン化燐があげられる。この他に、AsH3 、AsF
3 、AsCl3 、AsBr3 、AsF5 、SbH3 、S
bF3 、SbF3 、AbCl3 、SbCl5 、BiH
3 、BiCl3 、BiBr3 なども第Vb族原子導入用
の出発物質の有効なものとしてあげることができる。
に使用されるのは、燐原子導入用としてはPH3 、P2
H4 などの水素化燐、PH4 I、PF3 、PF5 、PC
l3、PCl5 、PBr3 、PBr5 、PI3 などのハ
ロゲン化燐があげられる。この他に、AsH3 、AsF
3 、AsCl3 、AsBr3 、AsF5 、SbH3 、S
bF3 、SbF3 、AbCl3 、SbCl5 、BiH
3 、BiCl3 、BiBr3 なども第Vb族原子導入用
の出発物質の有効なものとしてあげることができる。
【0137】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてH2 および/またはHeに
より希釈して使用してもよい。
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。
【0138】さらに、光導電層1103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1103中に万遍なく均一に含有されて
もよいし、光導電層1103の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布を持たせた部分があってもよ
い。
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1103中に万遍なく均一に含有されて
もよいし、光導電層1103の層厚方向に含有量が変化
するような不均一な分布を持たせた部分があってもよ
い。
【0139】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、および経済的効果などの点から適
宜所望に従って決定され、好ましくは20〜50μm、
より好ましくは23〜45μm、最適には25〜40μ
mとされるのが望ましい。
特性が得られること、および経済的効果などの点から適
宜所望に従って決定され、好ましくは20〜50μm、
より好ましくは23〜45μm、最適には25〜40μ
mとされるのが望ましい。
【0140】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。
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。
【0141】希釈ガスとして使用するH2 および/また
はHeの流量は、層設計に従って適宜最適範囲が選択さ
れるが、Si供給用ガスに対しH2 および/またはHe
を、通常の場合3〜20倍、好ましくは4〜15倍、最
適には5〜10倍の範囲に制御することが望ましい。
はHeの流量は、層設計に従って適宜最適範囲が選択さ
れるが、Si供給用ガスに対しH2 および/またはHe
を、通常の場合3〜20倍、好ましくは4〜15倍、最
適には5〜10倍の範囲に制御することが望ましい。
【0142】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×10-4
〜10Torr、好ましくは5×10-4〜5Torr、最適には
1×10-3〜1Torrとするのが好ましい。
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×10-4
〜10Torr、好ましくは5×10-4〜5Torr、最適には
1×10-3〜1Torrとするのが好ましい。
【0143】放電電力もまた同様に層設計に従って適宜
最適範囲が選択されるが、Si供給用のガスの流量に対
する放電電力を、通常の場合2〜7倍、好ましくは2.
5〜6倍、最適には3〜5倍の範囲に設定することが望
ましい。
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。
【0144】さらに、支持体1101の温度は、層設計
に従って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好
ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜3
30℃、最適には250〜310℃とするのが望まし
い。
に従って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好
ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜3
30℃、最適には250〜310℃とするのが望まし
い。
【0145】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述した範囲があげられ
るが、条件は通常は独立的に別々に決められるものでは
なく、所望の特性を有する感光体を形成すべく相互的か
つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望まし
い。
ス圧の望ましい数値範囲として前述した範囲があげられ
るが、条件は通常は独立的に別々に決められるものでは
なく、所望の特性を有する感光体を形成すべく相互的か
つ有機的関連性に基づいて最適値を決めるのが望まし
い。
【0146】[電荷注入阻止層]画像形成装置用感光体
においては、導電性支持体1101と光導電層1103
との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する
働きのある電荷注入阻止層1105を設けるのが一層効
果的である。すなわち、電荷注入阻止層1105は感光
層1102が一定極性の帯電処理をその自由表面110
4aに受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が注入
されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を
受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる
極性依存性を有している。そのような機能を付与するた
めに、電荷注入阻止層1105には伝導性を制御する原
子を光導電層1103に比べ比較的多く含有させる。
においては、導電性支持体1101と光導電層1103
との間に、導電性支持体側からの電荷の注入を阻止する
働きのある電荷注入阻止層1105を設けるのが一層効
果的である。すなわち、電荷注入阻止層1105は感光
層1102が一定極性の帯電処理をその自由表面110
4aに受けた際、支持体側より光導電層側に電荷が注入
されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を
受けた際にはそのような機能は発揮されない、いわゆる
極性依存性を有している。そのような機能を付与するた
めに、電荷注入阻止層1105には伝導性を制御する原
子を光導電層1103に比べ比較的多く含有させる。
【0147】電荷注入素子層1105に含有される伝導
性を制御する原子は、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。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れるのが好適である。
性を制御する原子は、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。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れるのが好適である。
【0148】しかしながら、いずれの場合にも支持体1
101の表面と平行面内方向においては、均一な分布で
万遍なく含有されることが面内方向における特性の均一
化をはかる点からも必要である。
101の表面と平行面内方向においては、均一な分布で
万遍なく含有されることが面内方向における特性の均一
化を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
ゆる不純物をあげることができ、p型伝導特性を与える
周期律表III 族に属する原子(以下「第III 族原子」と
いう)またはn型伝導特性を与える周期律表V族に属す
る原子(以下「第V族原子」という)を用いることがで
きる。
性を制御する原子としては、半導体分野における、いわ
ゆる不純物をあげることができ、p型伝導特性を与える
周期律表III 族に属する原子(以下「第III 族原子」と
いう)またはn型伝導特性を与える周期律表V族に属す
る原子(以下「第V族原子」という)を用いることがで
きる。
【0150】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(Ta)などがあり、特に
B、Al、Gaが好適である。第V族原子としては、具
体的には燐(P)、砒素(As)、アンチモン(S
b)、ビスマス(Bi)などがあり、特にP、Asが好
適である。
(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、イ
ンジウム(In)、タリウム(Ta)などがあり、特に
B、Al、Gaが好適である。第V族原子としては、具
体的には燐(P)、砒素(As)、アンチモン(S
b)、ビスマス(Bi)などがあり、特にP、Asが好
適である。
【0151】電荷注入阻止層1105中に含有されてる
伝導性を制御する原子の含有量としては、極性依存性を
効果的に達成できるように所望に従って適宜決定される
が、好ましくは10〜1×104 原子ppm 、より好適に
は50〜5×103 原子ppm、最適には1×102 〜1
×103 原子ppm とされるのが望ましい。
伝導性を制御する原子の含有量としては、極性依存性を
効果的に達成できるように所望に従って適宜決定される
が、好ましくは10〜1×104 原子ppm 、より好適に
は50〜5×103 原子ppm、最適には1×102 〜1
×103 原子ppm とされるのが望ましい。
【0152】さらに、電荷注入阻止層1105には、炭
素原子、窒素原子および酸素原子の少なくとも一種を含
有させることによって、電荷注入阻止層1105に直接
接触して設けられる他の層との間の密着性の向上をより
一層図ることができる。
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、電荷注入阻止層1105に直接
接触して設けられる他の層との間の密着性の向上をより
一層図ることができる。
【0153】電荷注入素子層1105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
の均一化をはかる点からも必要である。
原子または窒素原子または酸素原子は層中に万遍なく均
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
の均一化をはかる点からも必要である。
【0154】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、極性依存性を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。
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、極性依存性を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。
【0155】また、電荷注入阻止層1105に含有され
る水素原子および/またはハロゲン原子は層内に存在す
る未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注
入阻止層1105中の水素原子またはハロゲン原子ある
いは水素原子とハロゲン原子との和の含有量は、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。
る水素原子および/またはハロゲン原子は層内に存在す
る未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。電荷注
入阻止層1105中の水素原子またはハロゲン原子ある
いは水素原子とハロゲン原子との和の含有量は、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。
【0156】電荷注入阻止層1105の層厚は所望の電
子写真特性が得られること、および経済的効果などの点
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。
子写真特性が得られること、および経済的効果などの点
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。
【0157】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。
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。
【0158】極性依存性の目的を達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11
03と同様にSi供給用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。
電荷注入阻止層1105を形成するには、光導電層11
03と同様にSi供給用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。
【0159】希釈ガスであるH2 および/またはHeの
流量は、層設計に従って適宜最適範囲が選択されるが、
Si供給用ガスに対しH2 および/またはHeを、通常
の場合1〜20倍、好ましくは3〜15倍、最適には5
〜10倍の範囲に制御することが望ましい。
流量は、層設計に従って適宜最適範囲が選択されるが、
Si供給用ガスに対しH2 および/またはHeを、通常
の場合1〜20倍、好ましくは3〜15倍、最適には5
〜10倍の範囲に制御することが望ましい。
【0160】反応容器内のガス圧も同様に層設計に従っ
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×10-4
〜10Torr、好ましくは5×10-4〜5Torr、最適には
1×10-3〜1Torrとするのが好ましい。
て適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合1×10-4
〜10Torr、好ましくは5×10-4〜5Torr、最適には
1×10-3〜1Torrとするのが好ましい。
【0161】放電電力もまた同様に層設計に従って適宜
最適範囲が選択されるが、Si供給用ガスの流量に対す
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。
最適範囲が選択されるが、Si供給用ガスの流量に対す
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。
【0162】さらに、支持体1101の温度は、層設計
に従って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好
ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜3
30℃、最適には250〜300℃とするのが望まし
い。
に従って適宜最適範囲が選択されるが、通常の場合、好
ましくは200〜350℃、より好ましくは230〜3
30℃、最適には250〜300℃とするのが望まし
い。
【0163】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は前述した範囲があげられるが、
こられ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110
4を形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて各層
作成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
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は前述した範囲があげられるが、
こられ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110
4を形成すべく相互的かつ有機的関連性に基づいて各層
作成ファクターの最適値を決めるのが望ましい。
【0164】このほかに、画像形成装置用感光体におい
ては、感光層1102の支持体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。
ては、感光層1102の支持体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。
【0165】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などで構成される密
着層を設けてもよい。さらに、前述のごとく、支持体1
101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。
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などで構成される密
着層を設けてもよい。さらに、前述のごとく、支持体1
101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。
【0166】次に、感光層1102を形成するための装
置および膜形成方法について詳述する。
置および膜形成方法について詳述する。
【0167】図2は電源周波数としてRF帯を用いた高
周波プラズマCVD法(以下「RF−PCVD」とい
う)による画像形成装置用感光体の製造装置の一例を示
す模式的な構成図である。図2に示す製造装置の構成は
以下のとおりである。
周波プラズマCVD法(以下「RF−PCVD」とい
う)による画像形成装置用感光体の製造装置の一例を示
す模式的な構成図である。図2に示す製造装置の構成は
以下のとおりである。
【0168】この装置は大別すると、堆積装置210
0、原料ガス供給装置2200、および反応容器211
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。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211
3、原料ガス導入管2114が設置され、さらに高周波
マッチングボックス2115が接続されている。
0、原料ガス供給装置2200、および反応容器211
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。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211
3、原料ガス導入管2114が設置され、さらに高周波
マッチングボックス2115が接続されている。
【0169】原料ガス供給装置2200は、SiH4 、
GeH4 、H2 、CH4 、BH6 、PH3 などの原料ガ
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2211〜2216から構成さ
れ、各原料ガスのボンベ2221〜2226は補助バル
ブ2260を介して反応容器2111内の原料ガス導入
管2114に接続されている。
GeH4 、H2 、CH4 、BH6 、PH3 などの原料ガ
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2211〜2216から構成さ
れ、各原料ガスのボンベ2221〜2226は補助バル
ブ2260を介して反応容器2111内の原料ガス導入
管2114に接続されている。
【0170】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。
以下のように行うことができる。
【0171】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2113により円筒状支持体2112
の温度を200〜350℃の所定の温度に制御する。
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2113により円筒状支持体2112
の温度を200〜350℃の所定の温度に制御する。
【0172】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2221〜2226の
バルブ2231〜2237、反応容器2111のリーク
バルブ2117が閉じられていることを確認し、また流
入バルブ2241〜2246、流出バルブ2251〜2
256、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21
11およびガス配管2116内を排気する。
1に流入させるには、ガスボンベ2221〜2226の
バルブ2231〜2237、反応容器2111のリーク
バルブ2117が閉じられていることを確認し、また流
入バルブ2241〜2246、流出バルブ2251〜2
256、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21
11およびガス配管2116内を排気する。
【0173】次に、真空計2119の読みが約5×10
-6Torrになった時点で補助バルブ2260、流出バルブ
2251〜2256を閉じる。
-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2241〜2246
を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ22
11〜2216内に導入する。
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22
11〜2216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、以下の手順で各層の形成を行う。
後、以下の手順で各層の形成を行う。
【0176】円筒状支持体2112が所定の温度になっ
たところで流出バルブ2251〜2256のうちの必要
なものおよび補助バルブ2260を徐々に開き、ガスボ
ンベ2221〜2226から所定のガスを原料ガス導入
管2114を介して反応容器2111内に導入する。次
に、マスフローコントローラ2211〜2216によっ
て各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その
際、反応容器2111内の圧力が1Torr以下の所定の圧
力になるように真空計2119を見ながらメインバルブ
2218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、高周波マッチンブボックス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2111内に導入された原料ガスが分解され、円筒状
支持体2112上に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2111へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を
終える。
たところで流出バルブ2251〜2256のうちの必要
なものおよび補助バルブ2260を徐々に開き、ガスボ
ンベ2221〜2226から所定のガスを原料ガス導入
管2114を介して反応容器2111内に導入する。次
に、マスフローコントローラ2211〜2216によっ
て各原料ガスが所定の流量になるように調整する。その
際、反応容器2111内の圧力が1Torr以下の所定の圧
力になるように真空計2119を見ながらメインバルブ
2218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、高周波マッチンブボックス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2111内に導入された原料ガスが分解され、円筒状
支持体2112上に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2111へのガスの流入を止め、堆積膜の形成を
終える。
【0177】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1102が形成される。
て、所望の多層構造の感光層1102が形成される。
【0178】それぞれの層を形成する際には必要なガス
以外の流出バルブはすべて閉じられていることはいうま
でもなく、またそれぞれのガスが反応容器2111内、
流出バルブ2251〜2256から反応容器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。
以外の流出バルブはすべて閉じられていることはいうま
でもなく、またそれぞれのガスが反応容器2111内、
流出バルブ2251〜2256から反応容器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。
【0179】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。
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。
【0180】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従って変更が加えられることはい
うまでもない。
各々の層の作成条件に従って変更が加えられることはい
うまでもない。
【0181】次に、電源にVHF帯の周波数を用いた高
周波プラズマCVD法(以下「VHF−PCVD」とい
う)による画像形成装置用感光体の製造方法について説
明する。
周波プラズマCVD法(以下「VHF−PCVD」とい
う)による画像形成装置用感光体の製造方法について説
明する。
【0182】図2に示した製造装置におけるRF−PC
VD法による堆積装置2100を図3に示す堆積装置3
100に交換して原料ガス供給装置2200と接続する
ことにより、VHF−PCVD法による以下の構成の画
像形成装置用感光体の製造装置を得ることができる。な
お、VHF−PCVD法の原料ガス供給装置2200
は、図2のものと同じであるので、これについては図2
を参照して説明する。
VD法による堆積装置2100を図3に示す堆積装置3
100に交換して原料ガス供給装置2200と接続する
ことにより、VHF−PCVD法による以下の構成の画
像形成装置用感光体の製造装置を得ることができる。な
お、VHF−PCVD法の原料ガス供給装置2200
は、図2のものと同じであるので、これについては図2
を参照して説明する。
【0183】この装置は大別すると、真空気密化構造
の、減圧し得る反応容器3111、原料ガス供給装置2
200、および反応容器3111内を減圧にするための
排気装置(不図示)から構成されている。反応容器31
11内には円筒状支持体3112、支持体加熱用ヒータ
3113、原料ガス導入管3114、電極3115が設
置され、電極3115にはさらに高周波マッチングボッ
クス3120が接続されている。また、反応容器311
1内は排気管3121を通じて不図示の拡散ポンプに接
続されている。
の、減圧し得る反応容器3111、原料ガス供給装置2
200、および反応容器3111内を減圧にするための
排気装置(不図示)から構成されている。反応容器31
11内には円筒状支持体3112、支持体加熱用ヒータ
3113、原料ガス導入管3114、電極3115が設
置され、電極3115にはさらに高周波マッチングボッ
クス3120が接続されている。また、反応容器311
1内は排気管3121を通じて不図示の拡散ポンプに接
続されている。
【0184】原料ガス供給装置2200は、SiH4 、
GeH4 、H2 、CH4 、B2 H6、PH3 などの原料
ガスのボンベ2221〜2226とバルブ2231〜2
236、流入バルブ2241〜2246、流出バルブ2
251〜2256およびマスフローコントローラ221
1〜2216から構成され、各原料ガスのボンベは補助
バルブ2260を介して反応容器3111内の原料ガス
導入管3114に接続されている。また、円筒状支持体
3112によって取り囲まれた空間3130が放電空間
を形成している。
GeH4 、H2 、CH4 、B2 H6、PH3 などの原料
ガスのボンベ2221〜2226とバルブ2231〜2
236、流入バルブ2241〜2246、流出バルブ2
251〜2256およびマスフローコントローラ221
1〜2216から構成され、各原料ガスのボンベは補助
バルブ2260を介して反応容器3111内の原料ガス
導入管3114に接続されている。また、円筒状支持体
3112によって取り囲まれた空間3130が放電空間
を形成している。
【0185】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。
積膜の形成は、以下のように行うことができる。
【0186】まず、反応容器3111内に円筒状支持体
3112を設置し、駆動装置3120によって円筒状支
持体3112を回転させ、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
-7Torr以下に調整する。つづいて、支持体加熱用ヒータ
3113により円筒状支持体3112の温度を200〜
350℃の所定の温度に加熱保持する。
3112を設置し、駆動装置3120によって円筒状支
持体3112を回転させ、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
-7Torr以下に調整する。つづいて、支持体加熱用ヒータ
3113により円筒状支持体3112の温度を200〜
350℃の所定の温度に加熱保持する。
【0187】堆積膜形成用の原料ガスを反応容器311
1に流入させるには、ガスボンベのバルブ2231〜2
236、反応容器3111のリークバルブ(不図示)が
閉じられていることを確認し、また流入バルブ2241
〜2246、流出バルブ2251〜2256、補助バル
ブ2260が開かれていることを確認して、まずメイン
バルブ(不図示)を開いて反応容器3111およびガス
配管(不図示)内のガスを排気する。
1に流入させるには、ガスボンベのバルブ2231〜2
236、反応容器3111のリークバルブ(不図示)が
閉じられていることを確認し、また流入バルブ2241
〜2246、流出バルブ2251〜2256、補助バル
ブ2260が開かれていることを確認して、まずメイン
バルブ(不図示)を開いて反応容器3111およびガス
配管(不図示)内のガスを排気する。
【0188】次に、真空計(不図示)の読みが約5×1
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。
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。
【0189】その後、ガスボンベ2221〜2226よ
り各ガスをバルブ2231〜2236を開いて導入し、
圧力調整器2261〜2266により各ガス圧を2kg/
cm2 に調整する。次に、流入バルブ2241〜224
6を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ2
211〜2216内に導入する。
り各ガスをバルブ2231〜2236を開いて導入し、
圧力調整器2261〜2266により各ガス圧を2kg/
cm2 に調整する。次に、流入バルブ2241〜224
6を徐々に開けて、各ガスをマスフローコントローラ2
211〜2216内に導入する。
【0190】以上のようにして成膜の準備が完了した
後、以下のようにして円筒状支持体3112上に各層の
形成を行う。
後、以下のようにして円筒状支持体3112上に各層の
形成を行う。
【0191】円筒状支持体3112が所定の温度になっ
たところで流出バルブ2251〜2256のうちの必要
なものおよび補助バルブ2260を徐々に開き、ガスボ
ンベ2221〜2226から所定のガスを原料ガス導入
管3114を介して反応容器3111内の放電空間31
30に導入する。次に、マスフローコントローラ221
1〜2216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1
Torr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。
たところで流出バルブ2251〜2256のうちの必要
なものおよび補助バルブ2260を徐々に開き、ガスボ
ンベ2221〜2226から所定のガスを原料ガス導入
管3114を介して反応容器3111内の放電空間31
30に導入する。次に、マスフローコントローラ221
1〜2216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1
Torr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。
【0192】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
して円筒状支持体3112により取り囲まれた放電空間
3130において、導入された原料ガスは、放電エネル
ギーにより励起されて解離し、円筒状支持体3112上
に所定の堆積膜が形成される。この時、円筒状支持体3
112を、層形成の均一化を図るため支持体回転用モー
タ3120によって、所望の回転速度で回転させる。
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
して円筒状支持体3112により取り囲まれた放電空間
3130において、導入された原料ガスは、放電エネル
ギーにより励起されて解離し、円筒状支持体3112上
に所定の堆積膜が形成される。この時、円筒状支持体3
112を、層形成の均一化を図るため支持体回転用モー
タ3120によって、所望の回転速度で回転させる。
【0193】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2251〜2256を閉じ
て反応容器3111へのガスの流入を止め、堆積膜の形
成を終える。
力の供給を止め、流出バルブ2251〜2256を閉じ
て反応容器3111へのガスの流入を止め、堆積膜の形
成を終える。
【0194】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。
て、所望の多層構造の感光層が形成される。
【0195】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2251〜2256はすべて閉じら
れていることはいうまでもなく、またそれぞれのガスが
反応容器3111内や、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。
ス以外の流出バルブ2251〜2256はすべて閉じら
れていることはいうまでもなく、またそれぞれのガスが
反応容器3111内や、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。
【0196】上述のガス種およびバルブ操作は各々の層
の作製条件に従って変更が加えられることはいうまでも
ない。
の作製条件に従って変更が加えられることはいうまでも
ない。
【0197】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200〜350℃、好ましくは23
0〜330℃、より好ましくは250〜300℃が好ま
しい。
支持体温度は、特に200〜350℃、好ましくは23
0〜330℃、より好ましくは250〜300℃が好ま
しい。
【0198】円筒状支持体3112の加熱方法は、真空
仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシート
状ヒータの巻き付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒ
ータなどの電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ラ
ンプなどの熱放射ランプ発熱体、液体、気体などを温媒
とし熱交換手段による発熱体などがあげられる。加熱手
段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウ
ム、銅などの金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂
などを使用することができる。
仕様である発熱体であればよく、より具体的にはシート
状ヒータの巻き付けヒータ、板状ヒータ、セラミックヒ
ータなどの電気抵抗発熱体、ハロゲンランプ、赤外線ラ
ンプなどの熱放射ランプ発熱体、液体、気体などを温媒
とし熱交換手段による発熱体などがあげられる。加熱手
段の表面材質は、ステンレス、ニッケル、アルミニウ
ム、銅などの金属類、セラミックス、耐熱性高分子樹脂
などを使用することができる。
【0199】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
を搬送するなどの方法が用いられる。
容器を設け、加熱した後、反応容器内に真空中で支持体
を搬送するなどの方法が用いられる。
【0200】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1〜500mTorr、
より好ましくは3〜300mTorr、最も好ましくは5〜
100mTorrに設定することが望ましい。
放電空間の圧力として、好ましくは1〜500mTorr、
より好ましくは3〜300mTorr、最も好ましくは5〜
100mTorrに設定することが望ましい。
【0201】VHF−PCVD法において、放電空間3
130に設けられる電極3115の大きさおよび形状
は、放電を乱さないならばいずれのものでもよいが、実
用上は直径1〜100mmの円筒状が好ましい。この時、
電極3115の長さも、円筒状支持体3112に電界が
均一にかかる長さであれば任意に設定できる。
130に設けられる電極3115の大きさおよび形状
は、放電を乱さないならばいずれのものでもよいが、実
用上は直径1〜100mmの円筒状が好ましい。この時、
電極3115の長さも、円筒状支持体3112に電界が
均一にかかる長さであれば任意に設定できる。
【0202】電極3115の材質としては、表面が導電
性となるものならばいずれのものでもよく、例えば、ス
テンレス、Al、Cr、Mo、Au、In、Nb、T
e、V、Ti、Pt、Pb、Feなどの金属、こられの
合金または表面を導電処理したガラス、セラミックス、
プラスチックなどが通常使用される。
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、T
e、V、Ti、Pt、Pb、Feなどの金属、こられの
合金または表面を導電処理したガラス、セラミックス、
プラスチックなどが通常使用される。
【0203】以下、具体的な数値をあげてさらに実験例
および実施例について詳述する。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。 〈実験例1〉図2に示すRF−PCVD法による画像形
成装置用感光体の製造装置を用い、直径108mmの鏡面
加工を施したアルミニウムシリンダ(支持体)上に、図
14に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層か
らなる感光体を作製した。さらに光導電層のSiH4 と
H2 との混合比ならびに放電電力を変えることによっ
て、種々の感光体を作製した。
および実施例について詳述する。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。 〈実験例1〉図2に示すRF−PCVD法による画像形
成装置用感光体の製造装置を用い、直径108mmの鏡面
加工を施したアルミニウムシリンダ(支持体)上に、図
14に示す条件で電荷注入阻止層、光導電層、表面層か
らなる感光体を作製した。さらに光導電層のSiH4 と
H2 との混合比ならびに放電電力を変えることによっ
て、種々の感光体を作製した。
【0204】作製した感光体を画像形成装置(キヤノン
製NP6060をテスト用に改造)にセットして、画像
およびキャリヤの減少を評価した。
製NP6060をテスト用に改造)にセットして、画像
およびキャリヤの減少を評価した。
【0205】また、画像については、画像上で、かぶ
り、スジ、ハーフトーン濃度ムラを総合的に判断した。
り、スジ、ハーフトーン濃度ムラを総合的に判断した。
【0206】一方、円筒形のサンプルホルダに設置した
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の櫛
型電極を蒸着し、CPMにより指数関数裾の特性エネル
ギ(Eu)と局在準位密度(DOS)とを測定し、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。
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の櫛
型電極を蒸着し、CPMにより指数関数裾の特性エネル
ギ(Eu)と局在準位密度(DOS)とを測定し、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。
【0207】このときのEuと温度特性との関係を図4
に、DOSとメモリ、画像流れとの関係を図5,図6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。
に、DOSとメモリ、画像流れとの関係を図5,図6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。
【0208】図4,図5ならびに図6から明らかなよう
に、Eu=50〜60meV、DOS=1×1014〜1
×1016cm-3の範囲にすることが良好な電子写真特性を
得るために必要であることがわかった。また、同様に表
面層のサンプルを作製し、櫛型電極を用いて抵抗値の測
定を行った。
に、Eu=50〜60meV、DOS=1×1014〜1
×1016cm-3の範囲にすることが良好な電子写真特性を
得るために必要であることがわかった。また、同様に表
面層のサンプルを作製し、櫛型電極を用いて抵抗値の測
定を行った。
【0209】つづいて、接触帯電部材を以下の条件で製
作した。 ファーブラシは、幅33mmのシート状にしたものを図
1(a)に示す構成にした。磁気ブラシ層は、直径20
μm、長さ4mmのファーブラシを密度約150,000
本/inch2 のものを使用した。これらからなる帯電装置
をφ108の被帯電体(感光体)に当接させてニップ幅
を31〜33mmとなるようにした。なお、接触帯電部材
は静止して用いた。 ファーブラシは、幅360mmのシート状にしたものを
図1(b)に示す構成にした。磁気ブラシ層は、直径2
0μm、長さ4mmのファーブラシを密度約150,00
0本/inch2 のものを使用した。これらからなる帯電装
置をφ108の被帯電体(感光体)に当接させてニップ
幅を31〜33mmとなるようにした。なお、接触帯電部
材は静止して用いた。
作した。 ファーブラシは、幅33mmのシート状にしたものを図
1(a)に示す構成にした。磁気ブラシ層は、直径20
μm、長さ4mmのファーブラシを密度約150,000
本/inch2 のものを使用した。これらからなる帯電装置
をφ108の被帯電体(感光体)に当接させてニップ幅
を31〜33mmとなるようにした。なお、接触帯電部材
は静止して用いた。 ファーブラシは、幅360mmのシート状にしたものを
図1(b)に示す構成にした。磁気ブラシ層は、直径2
0μm、長さ4mmのファーブラシを密度約150,00
0本/inch2 のものを使用した。これらからなる帯電装
置をφ108の被帯電体(感光体)に当接させてニップ
幅を31〜33mmとなるようにした。なお、接触帯電部
材は静止して用いた。
【0210】作製した接触帯電部材や補助電極を図10
(a),(b)に示した画像形成装置(キヤノン製NP
6060を改造)にセットして、帯電能力を評価した。
接触帯電部材への印加電圧条件は、600Vdcとした。
プロセススピードは300mm/sec で行った。20℃、
40%RHの環境で10万枚の耐刷試験を行った。
(a),(b)に示した画像形成装置(キヤノン製NP
6060を改造)にセットして、帯電能力を評価した。
接触帯電部材への印加電圧条件は、600Vdcとした。
プロセススピードは300mm/sec で行った。20℃、
40%RHの環境で10万枚の耐刷試験を行った。
【0211】結果を図12に示す。接触帯電部材が1×
103 〜1×1011Ωcmの抵抗値を有するとき、良好な
帯電特性が得られた。より好ましくは、接触帯電部材が
1×104 〜1×109 Ωcmの抵抗値を有するときに良
好な帯電特性、および画像流れなどの環境特性が得られ
た。
103 〜1×1011Ωcmの抵抗値を有するとき、良好な
帯電特性が得られた。より好ましくは、接触帯電部材が
1×104 〜1×109 Ωcmの抵抗値を有するときに良
好な帯電特性、および画像流れなどの環境特性が得られ
た。
【0212】接触帯電部材の抵抗値が1×103 Ωcm未
満である場合は、異常放電、ピンホールが発生し、感光
体が破損した。また、接触帯電部材の抵抗値が1×10
12Ωcm以上である場合は帯電効率低下、注入による帯電
がほとんど生じなかった。 〈実験例2〉実験例1で作製した感光体を用い、本発明
の帯電装置の実施の形態に対する画質を評価した。接触
帯電部材は以下の(1)〜(5)のものを用いた。 (1)実験例1で用いた本発明の接触帯電部材:接触
帯電部材は静止 (2)実験例1で用いた本発明の接触帯電部材:接触
帯電部材は静止 (3)直径20μm、長さ4mm、密度約150,000
本/inch2 のファーブラシをφ18の導電性の芯軸に張
設したローラ状のタイプの接触帯電部材。
満である場合は、異常放電、ピンホールが発生し、感光
体が破損した。また、接触帯電部材の抵抗値が1×10
12Ωcm以上である場合は帯電効率低下、注入による帯電
がほとんど生じなかった。 〈実験例2〉実験例1で作製した感光体を用い、本発明
の帯電装置の実施の形態に対する画質を評価した。接触
帯電部材は以下の(1)〜(5)のものを用いた。 (1)実験例1で用いた本発明の接触帯電部材:接触
帯電部材は静止 (2)実験例1で用いた本発明の接触帯電部材:接触
帯電部材は静止 (3)直径20μm、長さ4mm、密度約150,000
本/inch2 のファーブラシをφ18の導電性の芯軸に張
設したローラ状のタイプの接触帯電部材。
【0213】:接触帯電部材は静止。 (4)直径20μm、長さ4mm、密度約150,000
本/inch2 のファーブラシをφ18の導電性の芯軸に張
設したローラ状のタイプの接触帯電部材。
本/inch2 のファーブラシをφ18の導電性の芯軸に張
設したローラ状のタイプの接触帯電部材。
【0214】:接触帯電部材は感光体に対して逆方向に
同じ面スピードで回転。 (5)φ18の多極磁性体を用いた磁気ブラシの接触帯
電部材。
同じ面スピードで回転。 (5)φ18の多極磁性体を用いた磁気ブラシの接触帯
電部材。
【0215】(磁極数12、磁力線密度3000ガウ
ス) :接触帯電部材は静止 これらの接触帯電部材を図10(a),(b)に示すよ
うな画像形成装置(キヤノン製NP6060を改造)を
用いて、A4紙で10万枚の耐久テストを行い、ハーフ
トーン画像の画質を評価した。結果を図15に示す。
ス) :接触帯電部材は静止 これらの接触帯電部材を図10(a),(b)に示すよ
うな画像形成装置(キヤノン製NP6060を改造)を
用いて、A4紙で10万枚の耐久テストを行い、ハーフ
トーン画像の画質を評価した。結果を図15に示す。
【0216】本発明の帯電装置(図1(a),(b)に
示す実施の形態)を用いることで、初期画像において磁
気ブラシを用いた場合と同様に高画質の画像を得た。ま
た、A4紙で10万枚の耐久テスト後の画像において
は、ローラタイプのファーブラシ、磁気ブラシの場合に
は、ブラシの掃きムラが生じてしまったが、本発明の接
触帯電部材においては、ほぼ初期画像と同じ、高品位な
画像を得ることができた。すなわち、本発明の接触帯電
部材を用いた場合、ほとんど画質の低下は見られなかっ
た。
示す実施の形態)を用いることで、初期画像において磁
気ブラシを用いた場合と同様に高画質の画像を得た。ま
た、A4紙で10万枚の耐久テスト後の画像において
は、ローラタイプのファーブラシ、磁気ブラシの場合に
は、ブラシの掃きムラが生じてしまったが、本発明の接
触帯電部材においては、ほぼ初期画像と同じ、高品位な
画像を得ることができた。すなわち、本発明の接触帯電
部材を用いた場合、ほとんど画質の低下は見られなかっ
た。
【0217】このように、本発明の接触帯電部材を用い
ることで、接触帯電部材と被帯電体とのニップを限られ
た空間で効果的に広げることが可能になり、接触帯電部
材の移動(回転)がない状態でも画質の向上、および長
時間安定した画質の画像が得られた。また、図1
(e),(f)に示すように接触帯電部材に、クリーニ
ング装置を組み合わせることで耐久性がより効果的にな
る。 〈実験例3〉実験例1と同じ画像形成装置を用い、実験
例2における(2)の接触帯電部材を用い、ニップ幅を
8〜33mmまで変えて帯電効率を評価した。接触帯電部
材への印加電圧条件は、700Vdcとした。プロセスス
ピードは200mm/sec で行い帯電直後に帯電電位を測
定した。同様に実験例2の(3),(4)の接触帯電部
材でも同様の評価を行った。結果を図13に示す。
ることで、接触帯電部材と被帯電体とのニップを限られ
た空間で効果的に広げることが可能になり、接触帯電部
材の移動(回転)がない状態でも画質の向上、および長
時間安定した画質の画像が得られた。また、図1
(e),(f)に示すように接触帯電部材に、クリーニ
ング装置を組み合わせることで耐久性がより効果的にな
る。 〈実験例3〉実験例1と同じ画像形成装置を用い、実験
例2における(2)の接触帯電部材を用い、ニップ幅を
8〜33mmまで変えて帯電効率を評価した。接触帯電部
材への印加電圧条件は、700Vdcとした。プロセスス
ピードは200mm/sec で行い帯電直後に帯電電位を測
定した。同様に実験例2の(3),(4)の接触帯電部
材でも同様の評価を行った。結果を図13に示す。
【0218】図13に示すように、本発明の帯電装置に
おいては、ニップ幅8〜33mmの範囲で帯電効率90%
以上を示しており、特にニップ幅15mm以上では98%
以上の帯電効率を示した。
おいては、ニップ幅8〜33mmの範囲で帯電効率90%
以上を示しており、特にニップ幅15mm以上では98%
以上の帯電効率を示した。
【0219】また、実験例2と同様の実験をした結果、
A4紙で10万枚の耐久テスト後の画像においても、ニ
ップ幅8mmのものにおいては、実験例2の(1),
(2)と同様の結果を示した。すなわち、本発明の実施
の形態の接触帯電部材を用いた場合、掃きムラなどの画
像欠陥を考えた場合、好ましくはニップ幅10mm以上、
より好ましくは15mm以上が、非常に高い帯電効率を得
られ、耐久後においてもこの高い帯電効率を維持し、ま
た画像欠陥の生じない非常に耐久性に優れた構成になっ
ている。 〈実施例1〉外径80mm×長さ358mmのアルミニウム
シリンダーを基体とし、これにアルコキシメチル化ナイ
ロンの5%メタノール溶液を浸漬法で塗布して、膜厚1
μmの下引き層(中間層)を設けた。
A4紙で10万枚の耐久テスト後の画像においても、ニ
ップ幅8mmのものにおいては、実験例2の(1),
(2)と同様の結果を示した。すなわち、本発明の実施
の形態の接触帯電部材を用いた場合、掃きムラなどの画
像欠陥を考えた場合、好ましくはニップ幅10mm以上、
より好ましくは15mm以上が、非常に高い帯電効率を得
られ、耐久後においてもこの高い帯電効率を維持し、ま
た画像欠陥の生じない非常に耐久性に優れた構成になっ
ている。 〈実施例1〉外径80mm×長さ358mmのアルミニウム
シリンダーを基体とし、これにアルコキシメチル化ナイ
ロンの5%メタノール溶液を浸漬法で塗布して、膜厚1
μmの下引き層(中間層)を設けた。
【0220】次に、チタニルフタロシアニン顔料を10
部(重量部、以下同様)、ポリビニルブチラール8部、
およびシクロヘキサノン50部を直径1mmのガラスビー
ズ100部を用いたサンドミル装置で20時間混合分散
した。この分散液にメチルエチルケント70〜120
(適宜)部を加えて下引き層上に塗布し、100℃で5
分間乾燥して0.2μmの電荷発生層を形成させた。
部(重量部、以下同様)、ポリビニルブチラール8部、
およびシクロヘキサノン50部を直径1mmのガラスビー
ズ100部を用いたサンドミル装置で20時間混合分散
した。この分散液にメチルエチルケント70〜120
(適宜)部を加えて下引き層上に塗布し、100℃で5
分間乾燥して0.2μmの電荷発生層を形成させた。
【0221】次にこの電荷発生層の上に図16に示す構
造式のスチリル化合物10部とビスフェノールZ型ポリ
カーボネート10部をモノクロルベンゼン65部に溶解
した。この溶液をディッピング法によって基体上に塗布
し、120℃で60分間の熱風乾燥させて、20μm厚
の電荷輸送層を形成させた。
造式のスチリル化合物10部とビスフェノールZ型ポリ
カーボネート10部をモノクロルベンゼン65部に溶解
した。この溶液をディッピング法によって基体上に塗布
し、120℃で60分間の熱風乾燥させて、20μm厚
の電荷輸送層を形成させた。
【0222】次にこの電荷輸送層の上に以下の方法で膜
厚1.0μmの表面層を設けた。
厚1.0μmの表面層を設けた。
【0223】酸成分としてテレフタル酸を、またグリコ
ール成分としてエチレングリコールを用いて得られた高
融点ポリエチレンテレフタレート(A)[極限粘度0.
70dl/g、融点258℃(示差熱測定器を用いて10
℃/min の昇温速度で測定した。また、測定サンプルは
5mgで、測定しようとするポリエステル樹脂を280
℃で溶融後、0℃の氷水で急冷して作製した)、ガラス
点移転温度70℃]100部とエポキシ樹脂(B)[エ
ポキシ当量160;芳香族エステルタイプ;商品名:エ
ピコート190P(油化シェルエポキシ社製)]30部
とをフェノールとテトラクロロエタン(1:1)混合液
100mlに溶解させた。さらに、上記溶液中に電荷保持
粒子として、SnO2 粉を60wt%混入した。次いで光
重合開始剤としてトリフェニルスルフォニウムヘキサフ
ルオロアンチモネート(C)3部を添加して樹脂組成物
溶液を調整した。
ール成分としてエチレングリコールを用いて得られた高
融点ポリエチレンテレフタレート(A)[極限粘度0.
70dl/g、融点258℃(示差熱測定器を用いて10
℃/min の昇温速度で測定した。また、測定サンプルは
5mgで、測定しようとするポリエステル樹脂を280
℃で溶融後、0℃の氷水で急冷して作製した)、ガラス
点移転温度70℃]100部とエポキシ樹脂(B)[エ
ポキシ当量160;芳香族エステルタイプ;商品名:エ
ピコート190P(油化シェルエポキシ社製)]30部
とをフェノールとテトラクロロエタン(1:1)混合液
100mlに溶解させた。さらに、上記溶液中に電荷保持
粒子として、SnO2 粉を60wt%混入した。次いで光
重合開始剤としてトリフェニルスルフォニウムヘキサフ
ルオロアンチモネート(C)3部を添加して樹脂組成物
溶液を調整した。
【0224】光の照射条件としては、2kW高圧水銀灯
(30W/cm)を20cm離した位置から130℃で8秒
間照射した硬化させた。
(30W/cm)を20cm離した位置から130℃で8秒
間照射した硬化させた。
【0225】このようにして作製した感光ドラムを、図
10(a),(b)に示したような画像形成装置におい
て、補助電極は画像形成部分外に設置し、実験例2の
(1),(2)で示した帯電装置を用いた。キャリヤの
抵抗は8×107 Ωcmのものを使用した。
10(a),(b)に示したような画像形成装置におい
て、補助電極は画像形成部分外に設置し、実験例2の
(1),(2)で示した帯電装置を用いた。キャリヤの
抵抗は8×107 Ωcmのものを使用した。
【0226】この条件下で、30℃、80%RHの環境
において10万枚の耐刷試験を行い、画像、およびキャ
リヤの減少を評価した。接触帯電部材への印加電圧条件
は、700Vdcとした。プロセススピードは200mm/
sec で行った。帯電直後に測定した帯電電位は680V
以上であった。実験例2と同様の評価をしたところ、良
好な画像が得られた。 〈実施例2〉実施例1で用いた保護層の代りに次の保護
層を形成した。電荷輸送層で用いたものと同じバインダ
ーとして、アクリル樹脂中にSnO2 粉を60wt%混入
し、電荷発生層上に膜厚1.0μmになるように塗布し
て表面層を形成し、実験例2と同様に耐久テストを行
い、実験例2(1),(2)と同様の評価をしたとこ
ろ、本発明の接触帯電部材を用いた場合において良好な
画像が得られた。 〈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
直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダ
(支持体)上に図17に示す作製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。
において10万枚の耐刷試験を行い、画像、およびキャ
リヤの減少を評価した。接触帯電部材への印加電圧条件
は、700Vdcとした。プロセススピードは200mm/
sec で行った。帯電直後に測定した帯電電位は680V
以上であった。実験例2と同様の評価をしたところ、良
好な画像が得られた。 〈実施例2〉実施例1で用いた保護層の代りに次の保護
層を形成した。電荷輸送層で用いたものと同じバインダ
ーとして、アクリル樹脂中にSnO2 粉を60wt%混入
し、電荷発生層上に膜厚1.0μmになるように塗布し
て表面層を形成し、実験例2と同様に耐久テストを行
い、実験例2(1),(2)と同様の評価をしたとこ
ろ、本発明の接触帯電部材を用いた場合において良好な
画像が得られた。 〈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
直径108mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダ
(支持体)上に図17に示す作製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】この感光体を実施例2と同様に耐久テスト
を行い、実験例2(1),(2)と同様の評価をしたと
ころ、本発明の接触帯電部材を用いた場合において良好
な画像が得られた。 〈実施例4〉図3に示す画像形成装置用感光体の製造装
置を用い、図18に示す作製条件で画像形成装置用感光
体を作製した。
を行い、実験例2(1),(2)と同様の評価をしたと
ころ、本発明の接触帯電部材を用いた場合において良好
な画像が得られた。 〈実施例4〉図3に示す画像形成装置用感光体の製造装
置を用い、図18に示す作製条件で画像形成装置用感光
体を作製した。
【0228】この感光体を実施例2と同様に耐久テスト
を行い、実験例2(1),(2)と同様の評価をしたと
ころ、本発明の接触帯電部材を用いた場合において良好
な画像が得られた。
を行い、実験例2(1),(2)と同様の評価をしたと
ころ、本発明の接触帯電部材を用いた場合において良好
な画像が得られた。
【0229】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接触帯電部材をベルト状の導電性ファーブラシにより形
成することにより、限られた空間内で、より多くのニッ
プを確保でき、導電性ファーブラシの回転速度を速くす
ることなく、高画質な画像が得られるようになった。そ
のため、摩耗などによるブラシの寿命を延ばし、かつ、
被帯電部材の寿命を飛躍的に伸ばすことが可能となり、
メンテナンスフリーが可能となった。
接触帯電部材をベルト状の導電性ファーブラシにより形
成することにより、限られた空間内で、より多くのニッ
プを確保でき、導電性ファーブラシの回転速度を速くす
ることなく、高画質な画像が得られるようになった。そ
のため、摩耗などによるブラシの寿命を延ばし、かつ、
被帯電部材の寿命を飛躍的に伸ばすことが可能となり、
メンテナンスフリーが可能となった。
【0230】また、本発明の帯電装置においては、限ら
れた空間で最大限にニップを広げられるため、省スペー
ス化においても優れている。
れた空間で最大限にニップを広げられるため、省スペー
ス化においても優れている。
【0231】さらに、被帯電体の表面形状に沿って導電
性ファーブラシを接触させることができるため、高帯電
効率、高品位画像を得ることが可能となった。
性ファーブラシを接触させることができるため、高帯電
効率、高品位画像を得ることが可能となった。
【図1】本発明の帯電装置を示し、(a)は第1の実施
の形態を示す斜視図、(b)は同図(a)のA部分と、
同図(d)のC部分とを抽出して示す拡大側面図、
(c)は同図(b)のB部分を抽出して示す拡大側面
図、(d)は第2の実施の形態を示す斜視図、(e)は
第3の実施の形態を示す斜視図、(f)は同図(e)の
D部分を抽出して示す拡大側面図である。
の形態を示す斜視図、(b)は同図(a)のA部分と、
同図(d)のC部分とを抽出して示す拡大側面図、
(c)は同図(b)のB部分を抽出して示す拡大側面
図、(d)は第2の実施の形態を示す斜視図、(e)は
第3の実施の形態を示す斜視図、(f)は同図(e)の
D部分を抽出して示す拡大側面図である。
【図2】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。
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】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。
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】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。
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5】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)と光メモリとの関係を示す図であ
る。
状態密度(DOS)と光メモリとの関係を示す図であ
る。
【図6】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)と画像流れとの関係を示す図であ
る。
状態密度(DOS)と画像流れとの関係を示す図であ
る。
【図7】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。
−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8】従来の帯電装置の一例をす模式的構成図であ
る。
る。
【図9】従来の帯電装置の他の例を示す模式的構成図で
ある。
ある。
【図10】本発明の画像形成装置の実施の形態を示し、
(a)は図1(a)の接触帯電部材を用いた模式的構成
図、(b)は図1(d)の接触帯電部材を用いた模式的
構成図である。
(a)は図1(a)の接触帯電部材を用いた模式的構成
図、(b)は図1(d)の接触帯電部材を用いた模式的
構成図である。
【図11】(a)〜(e)は画像形成装置用感光体のそ
れぞれ別の構成を示す部分断面図である。
れぞれ別の構成を示す部分断面図である。
【図12】本発明に係る接触帯電部材の磁気ブラシ層の
抵抗と帯電状態を示す特性図である。
抵抗と帯電状態を示す特性図である。
【図13】本発明と従来の接触帯電部材におけるニップ
幅と帯電電位との関係を示す図である。
幅と帯電電位との関係を示す図である。
【図14】実験例1の画像形成装置用感光体の作製条件
を示す図である。
を示す図である。
【図15】接触帯電部材の耐久テストの結果を示す図で
ある。
ある。
【図16】実施例1における電荷輸送層を構成するスチ
リル化合物の構造式を示す図である。
リル化合物の構造式を示す図である。
【図17】実施例3の画像形成装置用感光体の作製条件
を示す図である。
を示す図である。
【図18】実施例4の画像形成装置用感光体の作製条件
を示す図である。
を示す図である。
100 接触帯電部材 101 磁気ブラシ層 102 可撓性シート(ブラシ支持体) 103 導電性芯軸 104 導電性ファーブラシ 105 被帯電体(感光体ドラム) 106 接触帯電部材 107 クリーニング手段(吸着装置) 1100 被帯電体(感光体) 1101 導電性支持体 1102 感光層 1103 光導電層 1104 表面層 1106 電荷発生層 1107 電荷輸送層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江原 俊幸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内
Claims (14)
- 【請求項1】 電圧が印加される接触帯電部材の帯電面
を、被帯電体の表面に接触させて帯電させるようにした
帯電装置において、 前記接触帯電部材が、ベルト状の導電性ファーブラシに
よって形成されている、 ことを特徴とする帯電装置。 - 【請求項2】 前記導電性ファーブラシが、ベルト状の
可撓性シートに磁気ブラシ層を設けて形成される、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。 - 【請求項3】 前記導電性ファーブラシが、前記被帯電
体の軸方向に沿って周回移動するように張設されてい
る、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。 - 【請求項4】 前記導電性ファーブラシが、前記被帯電
体の周方向の一部に沿って周回移動するように張設され
ている、 ことを特徴とする請求項1記載の帯電装置。 - 【請求項5】 電圧が印加される接触帯電部材の帯電面
を、被帯電体の表面に接触させて帯電させるようにした
帯電装置において、 前記接触帯電部材が、ベルト状の導電性ファーブラシに
よって形成され、 かつ該導電性ファーブラシには、粉塵を除去するクリー
ニング手段を備えた、 ことを特徴とする帯電装置。 - 【請求項6】 前記導電性ファーブラシが、可撓性シー
トをベルト状に張設し、該可撓性シートに磁気ブラシ層
を設けて形成される、 ことを特徴とする請求項5記載の帯電装置。 - 【請求項7】 前記導電性ファーブラシが、前記被帯電
体の軸方向に沿って周回移動するように張設されてい
る、 ことを特徴とする請求項5記載の帯電装置。 - 【請求項8】 前記導電性ファーブラシが、前記被帯電
体の周方向の一部に沿って周回移動するように張設され
ている、 ことを特徴とする請求項5記載の帯電装置。 - 【請求項9】 電圧が印加される接触帯電部材を、被帯
電体を帯電させるように接触させる帯電装置と、前記被
帯電体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記
被帯電体に形成された静電潜像を顕画像化する現像手段
と、該現像手段によって前記被帯電体に形成されたトナ
ー画像を記録媒体に転写させる転写手段とを有する画像
形成装置において、 前記帯電装置には、ベルト状の導電性ファーブラシによ
って形成された接触帯電部材を設けた、 ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項10】 前記導電性ファーブラシが、可撓性シ
ートをベルト状に張設し、該可撓性シートに磁気ブラシ
層を設けて形成される、 ことを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。 - 【請求項11】 前記導電性ファーブラシが、前記被帯
電体の軸方向に沿って周回移動するように張設されてい
る、 ことを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。 - 【請求項12】 前記導電性ファーブラシが、前記被帯
電体の周方向の一部に沿って周回移動するように張設さ
れている、 ことを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。 - 【請求項13】 請求項1ないし請求項8のいずれか1
記載の帯電装置と、 該帯電装置によって帯電される被帯電体とを備え、 該被帯電体が、 導電性支持体と、 シリコン原子を母体として水素原子とハロゲン原子のう
ちの少なくとも一方を含有する非単結晶材料を有して光
導電性を示す光導電層と、 電荷を保持する機能を持つ表面層を有する光受容層と、
を備え、 前記光導電層が、 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
ネルギーが50〜60meVであり、かつ伝導帯端下に
おける局在状態密度が1×1014cm-3以上1×1016cm
-3未満である、 ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項14】 前記被帯電体が、 導電性支持体と、有機感光層、および電荷保持粒子を含
む表面層を有する電子写真感光体である、 ことを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18632796A JPH1031344A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 帯電装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18632796A JPH1031344A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 帯電装置および画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1031344A true JPH1031344A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16186413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18632796A Pending JPH1031344A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 帯電装置および画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1031344A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014021468A (ja) * | 2012-07-24 | 2014-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 帯電装置及び画像形成装置 |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP18632796A patent/JPH1031344A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014021468A (ja) * | 2012-07-24 | 2014-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 帯電装置及び画像形成装置 |
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