JPH11133638A

JPH11133638A - 電子写真装置

Info

Publication number: JPH11133638A
Application number: JP29561097A
Authority: JP
Inventors: Makoto Aoki; 誠青木; Junichiro Hashizume; 淳一郎橋爪; Shigenori Ueda; 重教植田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーニング性が良好で、表面層のムラ削
れ、トナー融着が発生せず、また、加温手段を設けずと
も画像欠陥が発生しない、高品位な画像が安定的に得ら
れる電子写真装置を提供する。【解決手段】導電性基体上に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、少なくとも水素を含
む非単結品炭素からなる表面層をこの順に形成して電子
写真感光体４０１とする。表面層は、導電性基体が負の
電位となるように直流バイアス電圧を印加し、初期値を
１００Ｖ以上１ｋＶ以下、最終値を０Ｖより大きく５０
Ｖ未満としてプラズマＣＶＤ法により形成する。現像剤
の平均粒径は５〜８μｍとし、電子写真感光体の表面は
硬度（ＪＩＳＫ６３０１におけるＡ型）が６０度以上
８０度以下の弾性ゴムブレード４２１でスクレープクリ
ーニングする。使用時の電子写真感光体４０１の表面の
移動速度は２００ｍｍ／ｓｅｃ以上６００ｍｍ／ｓｅｃ
以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーニングブレ
ードによるスクレープクリーニングを行う電子写真装置
に関し、電子写真感光体の表面がムラ削れすることなく
均一に削れ、クリーニング不良や融着が発生せず、かつ
電子写真感光体の加温手段を設けずとも如何なる環境下
に於いても画像ボケ、画像流れが発生することなく長期
間の使用においても高品質な画像を提供する事が可能な
電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

１）電子写真感光体水素及び／又はハロゲン（例えばフッ素、塩素等）で補
償されたａ−Ｓｉ等のアモルファス堆積膜は高性能、高
耐久、無公害な感光体として提案され、実用化されてい
る。ａ−Ｓｉ感光体は他の感光体に比べて表面硬度が高
く、半導体レーザー（７７０ｎｍ〜８００ｎｍ）等の長
波長光に高い感度を示し、しかも繰り返し使用による劣
化もほとんど認められない等、特に高速複写機やＬＢＰ
（レーザービームプリンター）等の電子写真用感光体と
して広く使用されている。近年の情報処理量の増大にと
もない、高速な複写機やＬＢＰの需要がさらに大きくな
りつつある。

【０００３】ａ−Ｓｉのような堆積膜の形成法として従
来、スパッタリング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法等、多数知られている。特に高周波電力を
用いたプラズマプロセスは、放電の安定性が高く酸化膜
や窒化膜等の絶縁性材料の形成にも使用できる等様々な
利点により使用されている。

【０００４】近年、平行平板型のプラズマＣＶＤ装置を
用いて５０ＭＨｚ以上の高周波電源を用いたプラズマＣ
ＶＤ法の報告があり（ＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒ
ｙａｎｄＰｌａｓｍａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏ
ｌ．７，Ｎｏ．３（１９８７）ｐ２６７−２７３）、
放電周波数を従来の１３．５６ＭＨｚより高くすること
で堆積膜の性能を落とさずに堆積速度を向上させる事が
できる可能性が示されており、注目されている。又、こ
の放電周波数を高くする報告はスパッタリング等でもな
され、近年広くその検討がされている。

【０００５】２）電子写真装置これらの方法で作成されたａ−Ｓｉ感光体を電子写真装
置に応用する際、帯電、除電、露光などの手段により感
光体上に電気的潜像を形成し、ついで該潜像を現像剤
（トナー）を用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材
にトナー画像を転写した後、加熱、圧力、加熱・加圧あ
るいは溶剤蒸気などにより定着し複写物を得る。また、
感光体上に残留する未転写トナーは、クリーニング行程
により回収され、廃トナーとして系外に排出される。

【０００６】以下、ａ−Ｓｉ感光体を特に高速複写機で
用いる際のそれぞれの従来技術について、問題点も含め
て説明する。

【０００７】２．１）現像、定着及びクリーニング過程現像に関しては、通常１０〜１２μｍ程度の重量平均粒
径のトナーがよく用いられている。しかし、より精彩な
画質を要求される昨今においてはトナーの小粒径化が望
まれており、現在精力的に開発が進められている。

【０００８】一方、転写材にトナー画像を定着させる能
力は、定着器内で転写材のトナー画像にいかに加熱する
かが重要であり、高速化にあたって、低融点トナーによ
って定着性を高める技術が開発されている。しかし定着
性を向上させるとトナーがドラム表面に融着しやすくな
り、画像欠陥となって顕在化する恐れがある。そこで感
光体にトナーが付着しにくくしたり、付着してしてしま
ったトナーを削りとるといった、クリーニング性を高め
る技術が必要となる。

【０００９】このようなクリーニング手段として、クリ
ーニング能力の高いブレード式クリーニング方式と、マ
グローラー（磁気ブラシによるクリーニングローラー）
等を併用する形が広く用いられている。トナーの小粒径
化や高定着性等の変化への対応方法としては、ブレード
の硬度を高めたり、ブレードの押し当て圧を高くした
り、マグローラーの回転速度や回転方向（感光体に、対
して順方向乃至逆方向）を変えるなどの対策が考えられ
ている。これらの対策により融着やトナーのすり抜けを
防いでいる。

【００１０】２．２）帯電、除電過程感光体の帯電及び、除電手段としては、殆どの場合コロ
ナ帯電器（コロトロン、スコロトロン）が利用されてい
る。しかしコロナ放電に伴いオゾン（Ｏ₃）が発生し、
空気中の窒素を酸化して室素酸化物（ＮＯｘ）等のコロ
ナ放電生成物を生じさせ、更には、その生成窒素酸化物
等は空気中の水分と反応して硝酸等を生じさせ、感光体
表面を低抵抗化させる。このため、電荷保持能力が全面
的に或は部分的に低下して、画像ボケや画像流れ（感光
体表面電荷が面方向にリークして静電荷潜像パターンが
崩れる或は形成されない）と称される画像欠陥を生じさ
せる原因となっている。

【００１１】又、コロナ帯電器のシールド板内面に付着
したコロナ放電生成物は電子写真装置の稼働中のみなら
ず夜間等の装置の休止中にも感光体表面を汚損する為、
装置休止後の装置再稼働時に最初に出力される一枚目、
或は数枚のコピーについて、上記の装置休止中の帯電器
開口に対応する領域に画像ボケ、画像流れが生じ易い。
このような画像流れは、帯電器の跡の様に見える事から
帯電器跡流れと呼んでいる。又ａ−Ｓｉ感光体の場合
は、表面硬度が他の感光体に比べて高い事が逆作用し
て、該感光体表面に付着したコロナ放電生成物がいつま
でも残留し易い。そこで、画像ボケや画像流れ現象を防
止する方法として、以下の２つの方法が考えられた。

【００１２】第一の方法は、感光体に該感光体を加温す
るためのヒーターを内蔵したり、温風送風装置により温
風を感光体に送風したりして感光体表面を加温（３０〜
５０℃）することにより相対湿度を低下させる方法であ
る。この方法は感光体表面に付着しているコロナ放電生
成物や水分を揮発させ、感光体表面の実質的な低抵抗化
を抑える処置であり、実用化されている。

【００１３】第二の方法は、表面の撥水性を向上させる
ことにより、初めからコロナ放電生成物を付着しにくく
し、それによって画像流れを防止する方法である。従来
技術としては、特開昭６１−２８９３５４号公報で、表
面をフッ素を含んだガスでプラズマ処理したａ−Ｃ表面
層が開示されている。また、特開昭６１−２７８８５９
号公報にはａ−Ｓｉ感光層の上にａ−Ｃ：Ｈからなる表
面層を持ち、自己バイアスを規定した電子写真感光体の
製造方法が開示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】高速な複写プロセスに
おいては、転写材（紙等）が定着器内を通過する時間が
短いため、通常は定着器の温度を上昇させる方法が取ら
れる。しかし電子写真装置全体の消費電力の約８割を占
める定着器での消費電力を増加させることは、省エネル
ギーやエコロジーの観点から好ましくない。そこで、定
着器での消費電力を高めることなく、トナーを即座に定
着させる必要があり、ますますトナーの定着性を高める
必要が生じてきた。特にプロセススピード（感光体が回
転したときの各部材との相対速度）が２００ｍｍ／ｓｅ
ｃ以上の高速複写機においては、転写材（紙等）が定着
器を通過する時間も極めて短くなるため、確実に定着さ
せるために低融点トナーの必要性が高まってきている
が、一方で融着が発生しやすくなるなど、クリーニング
に関しては難しくなる傾向にある。クリーニング性を維
持するためには、クリーニング部材の更なる改良が求め
られてきた。

【００１５】クリーニング部材の改良、特にクリーニン
グブレードの高硬度化は、トナー融着に対して効果を上
げてきているが、ブレードの特性としてはゴム的状態か
らガラス状態に近づく為、材質としては脆くなりブレー
ドの寿命を短くしてしまう。そこでブレードに関しては
適切な硬度を探求する必要があるが、これまで高速複写
プロセスにおけるブレード硬度の最適値については議論
されていなかった。また、ブレード式クリーニング方式
は、原稿チャートの文字パターンの差によりブレード面
に滞留する現像剤の量に差が生じ、長期間の使用によっ
て、稀に感光体表面層に削れムラが生ずる場合がある。
このような削れムラが発生した場合、電子写真特性とし
て感度ムラとなり画像に濃度ムラとして現れる。特にブ
レードの硬度を高くした場合や押し当て圧を強くした場
合にはこの現象が顕在化する可能性が高くなるという問
題がある。

【００１６】また、マグローラーを組み合わせたブレー
ド式クリーニングシステムは非常に複雑であり、ドラム
周りに占める体積が非常に大きくなってしまう。そこ
で、ドラムの径を小さくすることが困難で、ａ−Ｓｉド
ラムを搭載する複写機は大型の高速機に限られているの
が現状である。また、この様な複雑なシステムはコスト
が高く、低コスト化が切望されている。そこで、装置の
小型化、低コスト化を推し進めるためには、クリーニン
グシステムの簡略化、特にマグローラーを使用しないク
リーニングシステムが望ましい状況になってきた。

【００１７】更に、高画質化の要求に伴い進められてい
るトナーの小粒径化は、画質面では向上する反面、摺擦
力が高くなる傾向がある。この摺擦力のアップにより、
クリーニングブレードのビビリ等が生じ残留トナーがす
り抜け、黒スジ状のクリーニング不良が発生する場合が
ある。この様な状況の解決方法としてはクリーニングブ
レードの押し当て圧力を高くする方法が一般的に用いら
れる。しかし、前述したように押し当て圧の増加によっ
て表面層のムラ削れが悪化する可能性が高い。

【００１８】また、ドラムの加温装置によって画像流れ
の問題は解消されているが、省エネルギーやエコロジー
という観点から更に低消費電力を推し進める方が望まし
く、複写機を使わない夜間やアイドルタイムにおけるド
ラムヒーターによる加熱を行わない方が望ましい状況に
なってきた。別の問題としては、高速化の為の低融点ト
ナーを用いた場合や、ａ−Ｓｉドラムをフルカラー複写
機に搭載させる場合等に、加温によってこれらの低融点
トナーがドラム表面に融着する可能性が高くなることが
ある。これらの問題から、加温しなくても、画像ボケや
画像流れ、特に長時間休止後の帯電器跡流れが発生しな
い感光体が求められるようになってきた。一方、撥水性
の向上技術として、前述した特開昭６１−２８９３５４
号公報があるが、撥水性の評価を行っているものの、実
際の複写機に搭載して評価したという記述はない。また
特開昭６１−２７８８５９号公報では複写機での評価が
言及されているが、最も厳しい評価である帯電器跡流れ
評価に関しては全く記述がない。

【００１９】これらのことから、高速化・高詳細化のた
めに高いプロセススピードや小粒径トナーを使用するよ
うな過酷な条件下で長期間使用しても、ムラ削れによる
画像欠陥が発生しない電子写真装置が望まれてきた。ま
た、省電力、高速化の為に定着性を高めたトナーを用い
ても、ドラム表面に融着することなく画像欠陥が起こら
ない電子写真装置が望まれてきた。また、加温手段を用
いなくても画像ボケ、画像流れを起こさないように高撥
水性の表面を持ち、かつその高撥水性が長期間、大量枚
数の複写操作によっても劣化しない感光体が望まれてき
た。また、その表面層は密着性が高く、安定で再現性の
良い感光体が望まれてきた。

【００２０】本発明は、上記問題点を解決する為になさ
れたものであり、その目的とするところは、摩擦力の上
昇する高速の電子写真プロセスにおいて、小粒径で定着
性の優れたトナーを用いた場合でも、クリーニング性が
よく、表面層がムラ削れせず、トナー融着が発生しない
電子写真装置を提供する事にある。更には、加温手段を
設けずとも、高湿環境下での画像ボケや画像流れといっ
た画像欠陥が発生しない電子写真装置を提供することに
ある。以上のことに加え、高品位な画像が経時的に変化
することなく安定的に得られる電子写真装置を提供する
ことにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】まず本発明者らは、高速
のプロセススピードにおいて小粒径のトナーを用いた場
合、最適な複写プロセスを探求するために、ブレードを
含めたクリーニングシステムの改良、トナーの改良、及
び表面層の改良等を行い、鋭意検討した。それぞれの改
良を単独で行ってもある一定以上の効果は得られなかっ
た。しかし、バイアスを変化させて作成された非単結晶
炭素から成る表面層と、研磨力の高い小粒径トナー、適
度な硬度を持ったブレードによるクリーニングシステム
と適当な摩擦力（トナーとブレードと高速なプロセスス
ピードによって実現される）が絶妙なバランスの上に全
て揃ったときに、マグローラーを用いずともクリーニン
グ性に優れ、融着が全く起こらず、ムラ削れせず、高温
高湿下に於いても画像流れが発生しない、低コストで理
想的な高速複写プロセスが実現されることを発見した。

【００２２】本発明の効果が得られた理由については全
てが明らかになっているわけではないが、本発明者らは
次のような経緯で本発明を実現し、その理由を以下に示
すように推察している。

【００２３】本発明者らは、非単結晶炭素膜（主に非晶
質炭素のことを指しており、多結晶や微結晶と共存して
いても良い）から成る表面層を用いた場合、従来のａ−
ＳｉＣに比べ滑り性が良く、クリーニング性を向上出
来、更に、非単結晶炭素膜を作成する際に適当な負のバ
イアス電圧（０〜５０Ｖ）を印加すると、融着やムラ削
れが極めて起こりにくいことを偶然見出した。この非単
結晶炭素膜は、一般的なダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）
膜のような高硬度な膜ではなく、比較的やわらかで削れ
るものの、単に削れやすいだけではなく、表面が比較的
均一に削れ、ムラ削れに強いことがわかった。これはバ
イアス印加によって結合形態に何らかの違いが生じたた
めと考えられるが、今のところ明らかではない。また、
摩擦が極めて小さく、表面自由エネルギーが極めて小さ
い表面を持ち、物質が付着し難く、トナー融着が起こり
にくい事が分かった。これらの特性は負のバイアス電圧
を０〜５０Ｖとしたときにはじめて実現される。５０Ｖ
を超えて負の電圧を印加した場合や、バイアスを印加し
ない場合には、硬度が高くなりすぎてムラ削れに対する
耐久性が減少するばかりか、摩擦が大きく、表面自由エ
ネルギーも大きくなってしまうため好ましくない。

【００２４】しかしこの様なメリットを持つバイアス印
加非単結晶炭素膜は、膜中応力が大きく、特に異種元素
からなる表面上に堆積させた場合には非常に剥離しやす
いため、剥離を防止する必要がある。そこで成膜初期に
負のバイアス電圧を比較的大きく（１００Ｖ以上）与え
たところ、異種元素（この場合はＳｉ）界面との原子の
ミキシングによるアンカー効果が得られ、膜の密着性が
飛躍的に向上することがわかった。通常異種元素からな
る２層間の密着性向上のためには、両層に含まれる元素
の組成の中間の組成を持つバッファ層を設けることが多
いが、大きなバイアス電圧を印加する本発明の方法がも
っとも密着性を向上させる効果が高いことがわかった。
加えて、大きなバイアス電圧を印加した場合には高硬度
な膜となるため、表面層の上部の比較的柔らかい部分が
長期間の使用により削られたとしても、表面層が全て削
り取られたり、電荷を保持できなくなったりすることを
防止出来る。

【００２５】したがって、成膜初期に於いては密着性向
上のために負のバイアス電圧を１００Ｖ以上与え、かつ
表面に近い領域には負のバイアスを０〜５０Ｖに制御し
て与えることにより、均一に削れ、摩擦や表面自由エネ
ルギーが低く、かつ剥離しないという特性を持った、非
単結晶炭素からなる理想的な表面層が実現できることが
わかった。

【００２６】このような滑り性の高い表面層を用いた場
合、マグローラーのような補助システムは不必要であ
り、複写機の小型化やコストダウンを進める上ではマグ
ローラーがないことが望ましい。そこでマグローラーを
用いないで、クリーニングブレードのみで適切なクリー
ニング性を得るために、クリーニングブレードの検討を
行った。

【００２７】すると、通常なら摩擦力の増大する２００
ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速プロセスにおいても、本発明の
非単結晶炭素膜と、ＪＩＳ硬度で６０度から８０度の範
囲のブレードを組み合わせて使用した場合には、マグロ
ーラーを用いなくても非常にクリーニング性に優れてい
ることがわかった。加えて、この組み合わせにおいては
摩擦が最も小さくなり、ムラ削れやトナー融着が更に起
こりにくくなることがわかった。この理由は全て明らか
となったわけではないが、滑り性の良いバイアス変化に
よる非単結晶炭素膜と、適切なブレード硬度のマッチン
グによって、適度な摩擦を与えつつ、かつ感光体やブレ
ードにかかる負荷を低減できたためと考えられる。この
組み合わせにより、高速プロセスにおける研磨力の増大
を防止でき、ムラ削れを更に減少させることが可能とな
った。また、マグローラーを除くことでクリーニングシ
ステムの簡略化を行うことが出来、装置の小型化、低コ
スト化が可能となった。

【００２８】次にトナーの粒径を様々に変えて検討し
た。トナー粒径が小さくなると研磨力が高くなるが、高
速複写プロセスにおいて上記の硬度範囲のブレードを用
い、かつ上記の非単結晶炭素膜を用いた場合、トナー粒
径を５〜８μｍとすると、最も表面を均一に研磨でき、
ムラ削れをほとんど発生させないことが可能となった。
加えて、むしろ長期間複写操作を繰り返すことで表面の
平坦性が向上することがわかった。この理由としては、
本発明の範囲内の小粒径トナーと、他のプロセス条件
（プロセススピード、ブレード、表面層の硬度など）に
よって研磨力のバランスが取れ、緩やかに感光体表面を
研磨する条件が整ったためと考えられる。このように徐
々に均一に削れることで、ムラ削れ、トナー融着が極め
て発生しにくい事が分かった。

【００２９】これらの一連の実験結果により、全ての条
件が絶妙なバランスの上に全て揃ったときに、本発明の
効果がはじめて実現されることがわかった。

【００３０】また、本発明のバイアスを印加した非単結
晶炭素膜は極めて表面自由エネルギーが小さいため撥水
性が非常に良好である。よって、高撥水性によりオゾン
生成物が付着し難いばかりか、徐々に削られていくとい
う特性が有利に働き、オゾン生成物が付着してもそれを
除去することが可能となった。そのため従来から用いら
れてきたドラムヒーター等の加熱手段に依らなくても、
高温・高湿環境下における画像ぼけや画像流れ、特に最
も深刻である帯電器跡流れを防止することが可能となっ
た。表面自由エネルギーに関しては成膜ガスに依存し、
飽和炭化水素を用いた場合が最も小さく出来、画像流れ
特性が極めて良好であることがわかった。加えて、成膜
ガスにフッ素を含むガスを適当な割合で添加することに
より、更に自由エネルギーが低減でき、画像流れ特性を
向上できることもわかった。

【００３１】本発明は以上の検討から成し得たものであ
る。即ち本発明によれば、電子写真感光体を回転させ、
帯電、露光、現像、転写、クリーニングを順次繰り返す
電子写真プロセスにおいて、該電子写真感光体は、導電
性基体上に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、少なくとも水素を含む非単結品炭素から
なる表面層がこの順に形成されてなり、該表面層は、前
記導電性基体が負の電位となるように直流バイアス電圧
を印加するとともに該バイアス電圧を該表面層の成膜中
に変化させ、前記バイアス電圧の初期値を１００Ｖ以上
１ｋＶ以下とし、前記バイアス電圧の最終値を０Ｖより
大きく５０Ｖ未満としてプラズマＣＶＤ法により形成さ
れたものであって、前記現像を行う現像剤の平均粒径が
５〜８μｍであり、該現像剤が転写された後の前記電子
写真感光体の表面の硬度（ＪＩＳＫ６３０１におけるＡ
型）が６０度以上８０度以下の弾性ゴムブレードでスク
レープクリーニングされ、使用時の前記電子写真感光体
の表面の移動速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ以上６００ｍｍ
／ｓｅｃ以下であることを特徴とする電子写真装置が提
供される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３３】図１は本発明の電子写真装置に用いる感光
体の一例を説明する模式図と、表面層におけるバイアス
電圧の変化を表す模式図である。

【００３４】図１（ａ）に示した一例は、光導電層を機
能分離していない単層型と呼ばれる感光体である。導電
性基体１０１の上に必要に応じて電荷注入阻止層１０２
が設けられ、その上に少なくとも水素を含むａ−Ｓｉか
ら成る光導電層１０３が設けられ、本発明の範囲で作成
された非単結晶炭素から成る表面層１０４が堆積されて
いる。

【００３５】図１（ａ）に示した層構成以外にも、例え
ば光導電層１０３が電荷発生層と電荷輸送層から成る機
能分離型の構成を採ってもよい。電荷発生層と電荷輸送
層の位置関係は如何なる物でもよい。また、それぞれの
層の境界は連続的に変化していてもよく、或いは必要に
応じて中間層を設けてもよい。

【００３６】本発明の非単結晶炭素膜はプラズマＣＶＤ
法により形成される。成膜時のバイアス電圧は成膜中に
変化させる。成膜初期のバイアスは、負のバイアス電圧
を１００Ｖ以上印加するのが望ましい。これより小さい
電圧しかかけられない場合には、アンカー効果が低くな
り、密着性の向上が図れない。なお、上記負のバイアス
電圧の上限は特に無いが、１ｋＶ以下で充分である。

【００３７】成膜末期のバイアス電圧の値については、
負のバイアス電圧として０Ｖより大きく５０Ｖ未満が望
ましい。５０Ｖを超えて負の電圧を印加した場合や、バ
イアスを印加しない場合、摩擦や表面自由エネルギーが
目的とする値よりも大きくなってしまうため、ムラ削れ
やトナー融着に対して不利になる。

【００３８】図１（ｂ）から（ｆ）には、表面層におけ
るバイアス電圧の印加方法（電圧、印加時間、変化速
度）について模式的に示している。図１（ｂ）のように
表面層を高バイアス領域と低バイアス領域からなる２層
の構成にしてもよく、（ｄ）のように高バイアス領域と
低バイアス領域をなだらかに接続するようにバイアス電
圧を変化させてもよい。また、（ｅ）、（ｆ）のように
連続的に変化させてもよく、変化のさせ方は直線的でも
曲線的でもいずれの場合でもよい。即ち、光導電層境界
において高バイアスによってミキシングを起こせればよ
く、また自由表面側で低バイアスによって低硬度が実現
できれば図１（ｂ）〜（ｆ）に示した以外のバイアス印
加方法でもよい。バイアス印加方法は感光体寿命と削れ
量との兼ね合いで最終的に決定される。

【００３９】図２は本発明のバイアス印加機能を持つ高
周波プラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式図である。

【００４０】この装置は大別すると、堆積装置、不図示
の原料ガスの供給装置、反応容器２１１０内を減圧する
為の排気装置（不図示）から構成されている。堆積装置
中の反応容器２１１０内には上部蓋から直流電源２１２
１に接続された円筒状被成膜基体２１１２、円筒状被成
膜基体の加熱用ヒーター２１１３、原料ガス導入管２１
１４が設置され、更に高周波マッチングボックス２１１
５を介して高周波電源２１２０が接続されている。

【００４１】原料ガスは不図示の供給装置により、マス
フローコントローラーによって流量制御され、バルブ２
１２２を介して反応容器２１１０内のガス導入管２１１
４に接続されている。

【００４２】基体はアースから浮かせた状態で反応容器
内に設置されており、上部の蓋を介して直流電源に接続
されている。基体を支える中心軸からバイアスを印加す
ることも可能である。

【００４３】本発明に用いる装置は、基体の電位を負の
値に設定できるように、外部から直流電源を接続して制
御することが出来れば、図２に挙げた形態には何らこだ
わるところはない。

【００４４】以下、図２の装置を用いた、感光体の形成
方法の手順の一例について説明する。

【００４５】反応容器２１１０内に円筒状被成膜基体２
１１２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２１１０内を排気する。続いて円筒
状被成膜基体加熱用ヒーター２１１３により円筒状被成
膜基体２１１２の温度を２０℃〜５００℃の所定の温度
に制御する。

【００４６】次に感光体形成用の原料ガスを、不図示の
ガス供給装置により流量制御し、反応容器２１１０内に
導入する。排気速度を調整することにより所定の圧力に
設定する。

【００４７】以上の手順によって成膜準備を完了した
後、円筒状被成膜基体２１１２上に光導電層の形成を行
う。

【００４８】内圧が安定したところで、高周波電源２１
２０を所望の電力に設定して高周波マッチングボックス
２１１５を通じてカソード電極２１１１に供給し高周波
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２１１０内に導入させた各原料ガスが分解さ
れ、円筒状被成膜基体２１１２上に所定のシリコン原子
を主成分とする堆積膜が形成される。所望の膜厚の形成
が行われた後、高周波電力の供給を止め、ガス供給装置
の各バルブを閉じて反応容器２１１０への各原料ガスの
流入を止め、堆積膜の形成を終える。

【００４９】又、本発明の表面層を形成する場合も基本
的には上記の操作を繰り返せばよく成膜ガスを供給し放
電を開始すればよい。その際、基体は直流電源に接続し
ておく。所望の炭素を含むガスと希釈ガス等を導入して
内圧を設定した後、高周波電源を設定して高周波グロー
放電を生じさせると同時に、直流電源より直流電圧を印
加し、セルフバイアスを基準として基体の電位が負にな
るように調整する。成膜初期においては、バイアス電圧
を１００Ｖ以上となるように、例えば１５０Ｖに設定す
る。このような高バイアス条件でアンカー効果により密
着性を向上させる。この高バイアス期間は密着性を向上
させる効果と、削れにくい領域を確保するために不可欠
である。この後、負のバイアス電圧を０Ｖより大きく５
０Ｖ未満、例えば２０Ｖに設定する。このような低バイ
アス条件では膜の硬度が比較的低く、また撥水性が向上
する。この低バイアス印加による膜は、あまり薄すぎる
と本発明の効果が長期間持続できない。また、厚くなり
すぎると剥離の恐れが出てくるばかりか、感度も低下し
てしまう。よって数百乃至数千Å程度の範囲内であれば
よく、削れの速度と感光体の寿命によって決められる。

【００５０】本発明の効果が得られる非単結晶炭素膜
は、使用ガスの種類とその混合比、成膜圧力、高周波電
力とその周波数、成膜温度などが適切な値に設定するこ
とにより作成出来る。

【００５１】図３は前記、図２とは別形態のプラズマＣ
ＶＤ法による電子写真感光体の形成装置（量産型）の一
例の模式図である。図３はその反応容器部の断面図を示
している。

【００５２】図３において３００は反応容器であり、真
空気密化構造を成している。又、３０２は一端が反応容
器３０１内に開口し、他端が排気装置（図示せず）に連
通している排気管である。３０３は円筒状被成膜基体３
０４によって囲まれた放電空間を示す。高周波電源３０
５は、高周波マッチングボックス３０６を介して電極３
０７に電気的に接続されている。円筒状被成膜基体３０
４はホルダー３０８（ａ）（ｂ）にセットした状態で回
転軸３０９に設置される。必要に応じてモーター３１０
で回転出来るようになっている。

【００５３】原料ガス供給装置（不図示）は、図２に示
したものと同様のものを用いればよい。各構成ガスは混
合され、バルブ３１２を介して反応容器３０１内のガス
導入管３１１に接続されている。

【００５４】バイアス印加は、図２の装置と同様に上部
端子３１３から給電する方法を採っているが、基体の支
持軸を通して行ってもよい。基体３０４は端子３１３か
ら直流電源３１４に接続される。

【００５５】実際の成膜方法に関しては図２に対する説
明に準ずる。

【００５６】図４は電子写真装置の画像形成プロセスの
一例を示す概略図であって、感光体４０１は矢印Ｘ方向
に回転する。感光体４０１の周辺には、主帯電器４０
２、静電潜像形成部位４０３、現像器４０４、転写紙供
給系４０５、転写帯電器４０６（ａ）、分離帯電器４０
６（ｂ）、クリーナー４０７、搬送系４０８、除電光源
４０９等が配設されている。クリーナーユニットは、通
常クリーニングブレードとクリーニングローラーを組み
合わせて形成されているが、本画像形成プロセスに於い
てはクリーニングローラーを用いていない。

【００５７】プロセススピードに関しては、２００ｍｍ
／ｓｅｃ以上の高速プロセスにおいて本発明の効果が最
大限に得られる。速度の上限は特に無くいかなる範囲で
も本発明の効果が得られるが、融着に関する別の要因が
影響する場合があることから本発明の効果を最大限に得
るためには６００ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることが望まし
い。

【００５８】以下、さらに具体的に画像形成プロセスを
説明すると、感光体４０１は高電圧を印加した主帯電器
４０２により一様に帯電され、これに静電潜像部位、即
ちランプ４１０から発した光が原稿台ガラス４１１上に
置かれた原稿４１２に反射し、ミラー４１３、４１４、
４１５を経由し、レンズユニット４１７のレンズ４１８
によって結像され、ミラー４１６を経由し、導かれ投影
された静電潜像が形成される。この潜像に現像器４０４
からネガ極性トナーが供給されてトナー像が形成され
る。

【００５９】一方、転写紙供給系４０５を通って、レジ
ストローラー４２２によって先端タイミングを調整さ
れ、感光体４０１方向に供給される転写材Ｐは高電圧を
印加した転写帯電器４０６（ａ）と感光体４０１の間隙
に於て背面から、トナーとは逆極性の正電界を与えら
れ、これによって感光体表面のネガ極性のトナー像は転
写材Ｐに転写する。次いで、高圧ＡＣ電圧を印加した分
離帯電器４０６（ｂ）により、転写材Ｐは転写搬送系４
０８を通って定着装置４２４に至り、トナー像が定着さ
れて装置外に搬出される。

【００６０】感光体４０１上に残留するトナーはクリー
ニングユニット４０７のクリーニングブレニド４２１に
よって回収され、残留する静電潜像は除電光源４０９に
よって消去される。

【００６１】以下に本発明を実施例を用いて具体的に説
明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものでは
ない。

【００６２】

【実施例】

（実施例１）図２に記載のプラズマＣＶＤ装置を用い
て、円筒形のＡｌ基体上に、表１に示した条件で下部阻
止層、光導電層を堆積した。その後、表２に示した条件
に加え、高バイアス条件として−１５０Ｖを印加して１
０００Å堆積させ、低バイアス条件として−２０Ｖを印
加して４０００Å堆積させ、計５０００Åの非単結晶炭
素から成る表面層を先ほどの光導電層の上に積層し１本
目のドラムを完成させた。

【００６３】

【表１】

【００６４】次に同様の操作により下部阻止層、光導電
層を堆積し、その上に表２に示した条件に加え、初期値
を−１５０Ｖ、最終値を−２０Ｖとして連続的にバイア
ス電圧を印加し、５０００Åの非単結晶炭素からなる表
面層を積層し２本目のドラムを完成させた。

【００６５】

【表２】

【００６６】次に上記の２本のドラムについて、以下に
示す方法で４種類の評価を行った。（１）クリーニング性評価作成したドラムを、実験用に改造したキヤノン製複写機
ＮＰ６０６０改造機に搭載し、クリーニング性の評価を
行った。プロセスの条件として、ＪＩＳ硬度７０度のウ
レタンゴムブレードを用い、ブレードの押し当て圧を通
常の５０％の圧力に設定した。マグローラー等のクリー
ニングローラーは用いない。またプロセススピードを３
８０ｍｍ／ｓｅｃとし、トナー粒径として６．５μｍの
ものを用いた。全面黒（以下ベタ黒と称する）の原稿を
用いて１０万枚耐久した。耐久後、ハーフトーン画像を
コピーしてクリーニング不良の有無を調べた。具体的に
は、Ａ４のハーフトーン画像において、ドラムの母線方
向に平行な領域をとり、クリーニング不良による汚れの
面積を５枚のコピーサンプルから見積もった。同様の評
価を５回行い、５枚のコピーサンプルでの結果を得た。
得られた結果は従来表面層での同様の試験から求められ
た値との相対値で判定する。従来表面層での値を５０と
し、１〜１００までの点数で評価した。５０より小さけ
れば従来表面層に比べてクリーニング不良が少ないこと
を示し、５０より大きければ従来表面層に比べて程度が
悪いことを示している。

【００６７】（２）トナー融着の評価前記のＮＰ６０６０改造機と前記のプロセス条件を用い
て、融着に対して厳しい条件（融着の出やすい条件）と
してドラムヒーターを用い、ドラム表面温度を５０℃と
し、１％原稿（Ａ４対角線方向に直線を引いただけの原
稿）を用いて１０万枚耐久した。耐久後、ハーフトーン
画像をコピーして融着の有無を調べた。具体的には、同
様にＡ４のハーフトーン画像において、ドラムの母線方
向に平行な領域をとり、同領域に存在するトナー融着に
よる黒点の数を見積もり、５枚のコピーサンプルでの結
果を得た。得られた結果は従来表面層での同様の試験か
ら求められた値との相対値で判定する。従来表面層での
値を５０とし、１〜１００までの点数で評価した。５０
より小さければ従来表面層に比べて融着が少ないことを
示し、５０より大きければ従来表面層に比べて程度が悪
いことを示している。

【００６８】（３）ムラ削れ評価前記のＮＰ６０６０改造機と前記のプロセス条件を用い
て、ムラ削れの出やすい条件としてドラムの周方向に平
行となるようなストライプ状の原稿を用い、同じ部分が
摺擦力の高い小粒径トナーによって常に摺擦されるよう
にして１０万枚のコピーを行った。

【００６９】続いてゴーストの影響を取り除いた後、ハ
ーフトーン原稿をコピーして、ムラ削れによる濃度ムラ
が生じているかどうかを調べた。濃度ムラを確認した
後、現像器の位置に電位計を挿入し、ストライプの白と
黒に対応する部分の電位を調べ、その差を測定した。電
位差が大きいほど濃度ムラが生じていることを表してい
る。得られた測定値は、従来表面層で同条件で耐久し測
定した値との相対値で表す。従来表面層での電位差の値
を５０とし、１から１００までの点数を付けた。５０よ
り小さければ従来表面層より濃度ムラが小さいことを示
し、５０より大きければ従来表面層よりも濃度ムラが大
きいことを示す。この評価を５枚のハーフトーンコピー
サンプル、５回の電位測定から求めた。

【００７０】（４）画像流れ、帯電器跡流れ評価前記のＮＰ６０６０改造機と前記のプロセス条件を用
い、複写機を３２℃８８％の高温・高湿環境に移し、ド
ラムヒーターをオフとし、キヤノン製テストチャート
（部品番号：ＦＹ９１９０５８）を１万枚複写した。そ
の後一旦複写機を止め、この状態で環境を３５℃９０％
に変更し、５時間放置することでオゾン生成物を表面に
十分に堆積・吸湿させた。

【００７１】この後再び先ほどのチャートを１万枚複写
し５時間複写機を止めるという操作を繰り返し、１０万
枚まで耐久した。

【００７２】再び５時間の休止を行い、休止後コピーし
た１枚目のチャート上にあるラインアンドスペースの判
別（１６段階評価）、文字輪郭の判別によって画像流れ
（特に帯電機跡流れ）を総合的に判断し、４段階評価を
行った。この評価を５枚のコピーサンプルについて繰り
返した。

【００７３】得られた結果を表３に示す。

【００７４】

【表３】表中には、それぞれの評価手段から得られた５つのデー
タを、総合的に４つのカテゴリーに分類した。クリーニ
ング性、トナー融着、ムラ削れ評価に関しては、 ◎・・・０〜２０点のもの（極めて優れた特性） ○・・・２０〜４０点のもの（良好な特性） △・・・４０〜６０点のもの（従来表面層並み） ×・・・６０〜１００点のもの（実用上問題がある、ま
たは問題が生じる可能性あり）とし、画像流れに関して
は、 ◎・・・全くボケや帯電器跡がないレベル ○・・・実用上問題がないが軽微な帯電器跡がかろうじ
て認識されるレベル △・・・文字の判別は出来るが、ボケや帯電器跡があ
り、実用上問題があるレベル ×・・・全面ぼけ画像或いは帯電器跡があり、文字の判
別が出来ないレベルとして表している。

【００７５】本発明の範囲内である２本のドラムでは、
ベタ黒原稿１０万枚の耐久においても良好なクリーニン
グ性を示した。また、ドラムヒーターで通常よりも高い
温度で加熱しているにもかかわらず、融着は見られなか
った。またムラ削れに起因する濃度ムラもなく、帯電器
跡流れも１０万枚においても全く発生しなかった。２本
のドラム間での差は特になく、本発明における、初期に
１００Ｖ以上、末期に０〜５０Ｖの負の電圧を与えて非
単結晶炭素膜を作成できれば、中間のバイアス印加方法
に依らず、本発明の効果が得られることがわかった。

【００７６】（比較例１）図２に記載のプラズマＣＶＤ
装置を用いて、円筒形のＡｌ基体上に、表１に示した条
件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、特開昭
６１−２８９３５４号公報（公知例１）に示された方法
に従い、バイアスを印加せずにａ−Ｃ膜を表面層として
堆積し、その後最表面をフッ素を含むガスによってプラ
ズマ処理し、電子写真感光ドラムを完成させた。

【００７７】次いで、実施例１と同様の評価をそれぞれ
について行った。

【００７８】以上の特性の変化の結果を実施例１の結果
と合わせて表３に示す。

【００７９】公知例１のドラムでは１０万枚の段階で、
クリーニング不良に起因する黒筋が若干ながら見られ
た。また、融着に関しては、公知例１では従来表面層と
同等レベルであった。また、ムラ削れに関しては、従来
表面層に比べ逆に硬いことが効いて、従来表面層よりも
劣るか同程度の結果が得られた。この試験ではブレード
圧を通常よりも下げているため比較的程度がよかったと
考えられるが、クリーニング性の向上や融着防止のため
にブレード押し当て圧を上げると、前述したようにムラ
削れは更に悪化すると考えられる。帯電器跡流れに関し
ては、従来表面層と同等か、若干向上しているが、ほと
んど削れないためにオゾン生成物が除去しきれず、本発
明の範囲内である実施例１のドラムのレベルまでは達し
ていない。

【００８０】以上の評価と、実施例１での結果との比較
から、バイアス印加なしでフッ素プラズマによる表面処
理を施した、公知例１の方法を用いても、本発明の効果
が得られないことが明らかとなった。

【００８１】（比較例２）図２に記載のプラズマＣＶＤ
装置を用いて、円筒形のＡｌ基体上に、表１に示した条
件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、特開昭
６１−２７８８５９号公報（公知例２）に従い、自己バ
イアスを制御して−１５０Ｖに設定して水素化アモルフ
ァス炭素から成る表面層を該光導電層の上に堆積させ、
電子写真感光ドラムを作成した。

【００８２】次いで、実施例１と同様の評価をそれぞれ
について行った。

【００８３】以上の特性の変化の結果を実施例１、比較
例１の結果と合わせて表３に示す。公知例２のドラムで
は、１０万枚の段階で画面全体にクリーニング不良に起
因する黒筋が現れてしまった。また、トナー融着に関し
ては、画像にはっきりと融着の跡が見られ、ドラムの周
方向に成長していることが確認された。これは表面の自
由エネルギーが大きいためにトナーが付着しやすいため
と考えられる。また、ムラ削れに関しては、従来表面層
に比べ逆に硬いことが効いて、従来表面層よりも劣るか
同程度の結果が得られた。この試験ではブレード圧を通
常よりも下げているため比較的程度がよかったと考えら
れるが、クリーニング性の向上や融着防止のためにブレ
ード押し当て圧を上げると、前述したようにムラ削れは
更に悪化すると考えられる。また画像流れ特性に関して
は、比較例１と同様、実施例１のドラムのレベルまでは
達していない。

【００８４】以上の評価と、実施例１での結果との比較
から、−１００Ｖ以上の一定のバイアスを印加した公知
例２の方法でも、本発明の効果が得られないことがわか
った。

【００８５】（実施例２）実施例１で作成したのと同様
のドラムを新たに５本作成した。

【００８６】次にこの５本のドラムを、実験用に改造し
たキヤノン製複写機ＮＰ６０６０改造機に搭載した。プ
ロセスの条件として、ＪＩＳ硬度５９度、６５度、７２
度、７９度、８２度の５種類の弾性ゴムブレードを用
い、マグローラーは用いなかった。共通条件としてトナ
ー粒径を６．５μｍ、プロセススピードを３８０ｍｍ／
ｓｅｃとした。この条件で実施例１と同様の評価を行っ
た。それぞれ得られた結果を表４に示す。

【００８７】

【表４】

【００８８】クリーニング性は、ブレード圧を下げてい
るにもかかわらず、５種類共従来表面層を用いた場合に
比べて良好な特性を示したが、特に６５、７２、７９度
の３種類のブレードにおいて非常に優れた特性を示し
た。これは非単結晶炭素膜とブレード硬度とのマッチン
グが非常に良いためであると考えられる。また、トナー
融着は、ドラム表面が高温であるにもかかわらず起こり
にくく、特に６５、７２、７９度の３種類の場合には全
く起こらなかった。これは適度な摩擦が有効に作用して
いると考えられる。ムラ削れに関しても上記の３種類に
関しては全く生じなかった。これはブレードの硬度が適
切であるためと考えられる。画像流れに関しても適度に
削れることが良好に作用しており、高温・高湿環境でド
ラムヒーターをオフにしているにもかかわらず、帯電器
跡流れがほとんど生じず、上記の３種類じ関しては全く
生じなかった。

【００８９】このことから、本発明の範囲内のブレード
硬度に設定し、本発明の非単結晶炭素表面層を用い、本
発明範囲内のプロセス条件で使用した場合、極めて良好
な特性が得られることがわかった。

【００９０】（実施例３）実施例１で作成したのと同様
のドラムを新たに５本作成した。

【００９１】次にこの５本のドラムを、実験用に改造し
たキヤノン製複写機ＮＰ６０６０改造機に搭載した。プ
ロセスの条件として、粒径が４．５μｍ、５．２μｍ、
６．１μｍ、８μｍ、９μｍの５種類のトナーを用い
た。共通条件として、ブレード硬度をＪＩＳ硬度で７０
度、マグローラーなし、プロセススピードを３８０ｍｍ
／ｓｅｃとした。この条件で実施例１と同様の評価を行
った。それぞれ得られた結果を表５に示す。

【００９２】

【表５】

【００９３】クリーニング性は、５種類のトナー全てに
おいて従来表面層での結果に比べて良好であったが、特
に５．２μｍ、６．１μｍ、８μｍの３種類のトナーに
関しては、ブレードのビビリが全く起こらず、故にすり
抜けも起こらず非常に良好でぁった。また、トナー融着
は、ドラム表面を高温にしており、小粒径で定着性が高
いにもかかわらず上記の３種類に関しては全く起こらな
かった。これは適度な摩擦が有効に作用していると考え
られる。ムラ削れに関しても上記の３種類に関しては全
く生じなかった。画像流れに関しても、上記の３種類に
関しては適度に削れることが良好に作用しており、高温
・高湿環境でドラムヒーターをオフにしているにもかか
わらず、帯電器跡流れが全く生じなかった。

【００９４】このことから、本発明の範囲内のトナー粒
径に設定し、本発明の非単結晶炭素表面層を用い、本発
明範囲内のプロセス条件で使用した場合、良好な特性が
得られることがわかった。

【００９５】（実施例４）実施例１で作成したのと同様
のドラムを新たに５本作成した。

【００９６】次にこの３本のドラムを、実験用に改造し
たキヤノン製複写機ＮＰ６０６０改造機に搭載した。プ
ロセスの条件として、プロセススピードを２００ｍｍ／
ｓｅｃ、３００ｍｍ／ｓｅｃ、４００ｍｍ／ｓｅｃ、５
００ｍｍ／ｓｅｃ、６００ｍｍ／ｓｅｃの５種類とし
た。共通条件として、ブレード硬度をＪＩＳ硬度で６５
度、マグローラーなし、トナー粒径を６．５μｍとし
た。この条件で実施例１と同様の評価を行った。それぞ
れ得られた結果を表６に示す。

【００９７】

【表６】

【００９８】クリーニング性は５種類のプロセススピー
ドにおいて、すり抜けもなく全て非常に良好であった。
また、トナー融着も、小粒径で定着性が高いにもかかわ
らず全く起こらなかった。ムラ削れに関して、摩擦力の
増大する高速なプロセスにおいても全く生じなかった。
これは非単結晶炭素膜の摩擦が小さく、ブレード硬度が
適切であるため、小粒径トナーによる摩擦力増大分が打
ち消されたためと考えられる。画像流れに関しても適度
に削れることが良好に作用しており、高温・高湿環境で
ドラムヒーターをオフにしているにもかかわらず、帯電
器跡流れが全く生じなかった。

【００９９】このことから、本発明の範囲内のプロセス
スピードに設定し、本発明の非単結晶炭素表面層を用
い、本発明範囲内のプロセス条件で使用した場合、良好
な特性が得られることがわかった。

【０１００】（実施例５）図２に記載のプラズマＣＶＤ
装置を用いて表２に示した条件により円筒形のＡｌ基体
に下部阻止層、光導電層を順次積層した。その後、図３
に記載のプラズマＣＶＤ装置を用いて表面層を作成する
際、表７に示した条件に加え、高バイアス条件として−
１５０Ｖを印加して１０００Å堆積させ、低バイアス条
件として−２０Ｖを印加して４０００Å堆積させ、計５
０００Åの非単結晶炭素から成る表面層を先ほどの光導
電層の上に積層した。この時の高周波電力の周波数を３
０、５０、１０５、３００、４５０ＭＨｚとし、５本の
ドラムを完成させた。

【０１０１】

【表７】

【０１０２】次にこの４本のドラムに対し、実施例１と
同様の評価を行った。ただし、耐久枚数をベタ黒、スト
ライプの各原稿においてそれぞれ３０万枚とした。結果
を表８に示す。全ての結果において優れた特性が得られ
たが、特に５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚで作成したドラム
に関しては、３０ＭＨｚで作成したドラムと比べて更に
摩擦が小さく、クリーニング不良や融着に対して更に有
利であることがわかった。この結果から、表面層作成に
用いる高周波電力の周波数によらず本発明の効果が得ら
れることがわかったが、５０〜４５０ＭＨｚの周波数で
作成したほうがより望ましいことが分かった。また、今
回の評価には加えていないが、周波数を高くすることに
より、非単結晶炭素膜のバンドギャップが大きくなり、
透過率が向上することがわかった。この事から、同じ膜
厚に設定した場合、表面層における損失が減少し、結果
として感度が向上することがわかった。

【０１０３】

【表８】

【０１０４】（実施例６）図２に記載のプラズマＣＶＤ
装置を用いて、円筒形のＡｌ基体上に、表１に示した条
件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、表９に
示した条件において、ガス種をメタン（ＣＨ₄）とし、
ガス流量を１２０ｓｃｃｍとした。また、高バイアス条
件として−１５０Ｖを印加して１０００Å堆積させ、低
バイアス条件として−２０Ｖを印加して４０００Å堆積
させ、計５０００Åの非単結晶炭素から成る表面層を先
ほどの光導電層の上に積層し、電子写真感光ドラムを完
成させた。

【０１０５】

【表９】

【０１０６】次に表面層のガス種とガス流量を、エタン
（Ｃ₂Ｈ₆）、８０ｓｃｃｍ、アセチレン（Ｃ₂Ｈ₂）、８
０ｓｃｃｍ、エチレン（Ｃ₂Ｈ₄）、８０ｓｃｃｍとし、
それぞれ同様の作成方法でドラムを作成し、計４本のド
ラムを作成した。

【０１０７】次にこれら４本のドラムを実施例１と同様
の方法で評価した。結果を表１０に示す。

【０１０８】

【表１０】

【０１０９】メタン、エタンのような飽和炭化水素で作
成したドラムでは、全ての項目において非常に優れた特
性を示したのに対し、不飽和炭化水素であるアセチレ
ン、エチレンで作成したドラムは、従来レベルからは非
常に向上しているものの、若干ながら画像流れ評価にお
いて帯電器跡流れの兆候が見られた。この原因として考
えられることは、不飽和結合があるエチレンやアセチレ
ンでは、反応性が高い為プラズマ空間内でポリマライズ
し、高分子的な性質が含まれ、表面が酸化して親水基が
生じてしまったのではないかと思われる。

【０１１０】この事から、使用するガス種は飽和炭化水
素が最も適していることがわかった。

【０１１１】（実施例７）図２に記載のプラズマＣＶＤ
装置を用いて、円筒形のＡｌ基体上に、表１に示した条
件で下部阻止層、光導電層を堆積した。その後、表９に
示した条件において、ガス種をメタン（ＣＨ₄）と四弗
化炭素（ＣＦ₄）の混合ガスとし、ガス流量をそれぞれ
１００ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍとした。また、高バイア
ス条件として−２５０Ｖを印加して１０００Å堆積さ
せ、低バイアス条件として−２０Ｖを印加して４０００
Å堆積させ、計５０００Åの非単結晶炭素から成る表面
層を先ほどの光導電層の上に積層し、電子写真感光ドラ
ムを完成させた。

【０１１２】次にこのドラムを実施例１と同様の方法で
評価した。結果を表１１に示す。

【０１１３】

【表１１】

【０１１４】全ての項目において非常に優れた特性が得
られた。フッ素を添加した場合、柔らかくなる傾向があ
るが、表面の摩擦力は更に低下するためドラムの削れ量
はそれほど増加しない。故にドラム寿命としてはフッ素
を添加しない場合と比べてほとんど変わらなかつた。ま
た、撥水性はフッ素を添加しない場合に比べても更に向
上している事も分かった。ただしフッ素量を極端に増加
させると柔らかくなりすぎてしまうため、フッ素量は削
れ量と寿命の兼ね合いで決定する必要がある。以上のこ
とからフッ素を添加しても本発明の効果が得られ、添加
量を適切に選べば更に特性を向上させることが可能であ
ることがわかった。

【０１１５】実施例１〜７においては、光導電層の上に
表面層を形成したが、例えば界面における反射を防止す
る目的で、両層に含まれる元素の組成の中間の組成を持
つバッファ層を設けてもよい。バッファ層は通常用いら
れる方法により形成することができる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明によれば、導電性基体上にシリコ
ン原子を母体とする非単結晶材料で構成された光導電層
が堆積され、該光導電層の上に少なくとも水素を含む非
単結晶炭素から成る表面層が設けられ、かつ該表面層作
成時に、該基体が負の電位となるように直流バイアス電
圧を印加するとともに、該バイアス電圧を該表面層の成
膜中に変化させ、該表面層成長初期における該バイアス
電圧を１００Ｖ以上１ｋＶ以下とし、成長末期における
該バイアス電圧を０Ｖより大きく５０Ｖ未満とすること
で該表面層が形成された軍子写真感光体を用い、該感光
体を、表面の移動速度（以後、プロセススピードと称
す）を２００ｍｍ／ｓｅｃ以上６００ｍｍ／ｓｅｃ以下
で回転させ、帯電、露光、現像、転写、クリーニングを
順次繰り返す電子写真プロセスにおいて、平均粒径５〜
８μｍの現像剤で現像しその後転写材へ転写し、現像剤
が転写された後の該感光体表面をＪＩＳ硬度（ＪＩＳ
Ｋ６３０１におけるＡ型）が６０度以上８０度以下の弾
性ゴムブレードでスクレープクリーニングし、該ブレー
ド以外のクリーニング手段を設けないことを特徴として
おり、摩擦力の増大する高速複写プロセスにおいて、高
詳細化のためのトナーの小粒径化や、マグローラー等の
補助システムの省略化を行ってもクリーニング不良がほ
とんど起こらず、またトナー融着も起こらない電子写真
装置が作成できる。また、長期の繰り返し使用によって
も削れムラが起こらず、筋状のハーフトーンムラが生じ
ない電子写真装置が作成できる。また撥水性に優れ、高
温・高湿下で加温手段なしに高品位な画像を提供する電
子写真装置が作成できる。コロナ放電生成物が付着にく
くし、加温手段を設ける必要がないために、現像剤担持
体の回転周期で発生する濃度ムラが起きにくく、高品位
な画像が経時的に変化することなく安定的に得られる電
子写真装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置に用いる感光体の模式的
断面図とその表面層作成時のバイアス電圧印加方法を示
す模式図である。（ａ）は単層型感光体の断面図、
（ｂ）〜（ｆ）はバイアス印加方法を示す。

【図２】ＰＣＶＤ法により基体上に電子写真感光体を形
成するための堆積装置の模式図である。

【図３】ＰＣＶＤ法を用いた電子写真感光体を形成する
為の堆積装置の模式図である。

【図４】電子写真装置の模式的断面図である。

【符号の説明】

１０１導電性基体１０２電荷注入阻止層１０３光導電層１０４表面層２１００堆積装置２１１０反応容器２１１１カソード電極２１１２導電性基体２１１３基体加熱用ヒーター２１１４ガス導入管２１１５高周波マッチングボックス２１１６ガス配管２１１７リークバルブ２１１８メインバルブ２１１９真空系２１２０高周波電源２１２１直流電源２１２２ガス流入バルブ３００ＶＨＦを用いた堆積装置（量産型）３０１反応容器３０２排気管３０３放電空間３０４円筒状被成膜基体３０５高周波電源３０６マッチングボックス３０７電極３０８（ａ）（ｂ）基体ホルダー３０９回転軸３１０モーター３１１ガス導入管３１２ガス導入バルブ３１３直流バイアス電圧入力端子３１４直流電源４０１電子写真感光体４０２主帯電器４０３静電潜像形成部位４０４現像器４０５転写紙供給系４０６（ａ）転写帯電器４０６（ｂ）分離帯電器４０７クリーニングユニット４０８搬送系４０９除電光源４１０ハロゲンランプ４１１原稿台４１２原稿４１３ミラー４１４ミラー４１５ミラー４１６ミラー４１７レンズユニット４１８レンズ４１９給紙ガイド４２０ブランク露光ＬＥＤ４２１クリーニングブレード４２２レジストローラー４２４定着器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真感光体を回転させ、帯電、露
光、現像、転写、クリーニングを順次繰り返す電子写真
プロセスにおいて、該電子写真感光体は、導電性基体上
に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、少なくとも水素を含む非単結品炭素からなる表面
層がこの順に形成されてなり、該表面層は、前記導電性
基体が負の電位となるように直流バイアス電圧を印加す
るとともに該バイアス電圧を該表面層の成膜中に変化さ
せ、前記バイアス電圧の初期値を１００Ｖ以上１ｋＶ以
下とし、前記バイアス電圧の最終値を０Ｖより大きく５
０Ｖ未満としてプラズマＣＶＤ法により形成されたもの
であって、前記現像を行う現像剤の平均粒径が５〜８μ
ｍであり、該現像剤が転写された後の前記電子写真感光
体の表面の硬度（ＪＩＳＫ６３０１におけるＡ型）が
６０度以上８０度以下の弾性ゴムブレードでスクレープ
クリーニングされ、使用時の前記電子写真感光体の表面
の移動速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ以上６００ｍｍ／ｓｅ
ｃ以下であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】前記バイアス電圧を初期値から最終値ま
で段階的に変化させ、その変化を少なくとも１段階以上
とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】前記バイアス電圧を初期値から最終値ま
で連続的に変化させる請求項１または２に記載の電子写
真装置。
【請求項４】前記表面層が、少なくとも飽和炭化水素
ガスを含む原料ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により形
成されたものである請求項１乃至３いずれかに記載の電
子写真装置。
【請求項５】前記表面層が、少なくともフッ素含有ガ
スを含む原料ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により形成
されたものである請求項１乃至４いずれかに記載の電子
写真装置。
【請求項６】前記表面層が、１〜４５０ＭＨｚの高周
波を用いたプラズマＣＶＤ法によって原料ガスを分解す
ることにより形成される請求項１乃至５いずれかに記載
の電子写真装置。
【請求項７】前記表面層が、５０〜４５０ＭＨｚの高
周波を用いたプラズマＣＶＤ法によって原料ガスを分解
することにより形成される請求項１乃至５いずれかに記
載の電子写真装置。
【請求項８】前記光導電層と前記表面層との間に、両
者の中間の組成を有するバッファ層を備えた請求項１乃
至７いずれかに記載の電子写真装置。